突破传统生物实验教学瓶颈,虚拟仿真为新质生产力培养高素质人才 - 南京恒点信息技术有限公司

突破传统生物实验教学瓶颈,虚拟仿真为新质生产力培养高素质人才

在新质生产力的发展过程中,人才成为第一要素。唯物史观认为,人的劳动是社会进步的核心动力。简而言之,人不仅是基础的生产力,也是决定生产力发展的核心因素。这不仅要求当现代教育的理念、目标和内容适应这一变化,而且强调教育系统需培育与生产力发展需求相一致的“高素质劳动者”。

因此,增进并突破固有的思想,增强对不同形态新质生产力的认知,需要人类独立的心智思想和精致的认识论。为了更好地培养人才,我们必须反思教学过程,为学生提供智力自由发展的空间。

生物教学实验课程的难点

在我国众多高校的生物学课程领域,却存在着令人堪忧的情况,跟培养与新质生产力相适应的高素质人才目标向左。

其中部分表现为教学方法的无效性,尤其是遭人诟病已久的应试教育模式。传统的教学模式仍是主流的,大多数高校生物学教师仍然沿袭着讲授法,学生少有机会参与到教学互动之中。

生物学的研究也非常重要

有限的多媒体教学也往往仅仅是程式化的幻灯片解说,部分教师甚至丧失了临场板书的技能,导致课堂的应变性进一步流失。图省事直接照搬网络内容的行为,取代了对教材的深究,导致课堂愈发死气沉沉,失去了互动的机会与动力。

而实验课程的情况同样表现出令人堪忧的程式化倾向。虽然能够提供动手实操与观察的机会,但是缺乏互动性、探究性的拓展内容。

应试教育的固有的单一考评顽疾也暴露无遗,而缺乏多元化的评价体系,无法真正检验学生是否真的理解教学内容,考查学生的探究能力更是无从谈起。期末一考定音的模式,也忽略学生平时的自主学习积累与创新。

一些生物实验本身具有不可逆转、难以估量的潜在风险

值得一提的是,生物学本身的特点,也限制了传统教学特别是实验教学的发挥。一些生物实验本身具有不可逆转、难以估量的潜在风险,如涉及细菌、病毒的实验,一旦失误,可能会导致极为严重的危害。生命的特殊性,导致特别是涉及人体的实验,可能存在损害风险与伦理问题。生物机理复杂且难于观察,并且实验室也必须投入大量设备与材料,相比于物理与化学,生物实验对于条件的要求更为苛刻,一个变量的误差可能会导致整个实验结果截然相反……这些都成为实验课程开展的瓶颈。

虚拟仿真应用于生物教学的优势

让我们回归高等教育的本质探讨问题。区别于基础教育,高等教育必须对学生的智能进行开发,而不仅仅是知识灌输乃至技能培养,学生应当在学习过程中培养批判性观点、探究性思维、创新性能力。教育者应当领会这样的本质,而不是敷衍了事。

虚拟仿真技术在教学层面的应用,不仅为高校生物课程提供了全新的工具,也带来了许多变革性的教育创新。作为一家致力于以虚拟仿真技术改变教育的公司,恒点历时多年开发多项软硬件,与高校积极开展合作,重点攻克传统教育难题。

恒点与高校建设的氨基酸发酵过程控制虚拟仿真实验

以虚拟仿真技术开发的实验课程,有着自身的独特优势。其以现实数据采集为基础,在数字空间建构完全虚拟化的实验环境,以高度模拟的画面带来沉浸式、互动式的教学体验,并且可以将难以观察的机理予以呈现。避免了生物实验带来的高投入、高风险、难把握、难观察等问题。

恒点与高校共同开发的虚拟仿真在线实验平台,其设计思路也与传统教学完全不同。其基于创新的MOOL概念(Massive Open Online Labs 大规模在线开放实验室),在重视课程内容的基础上,增加了具有互动性、操作性的实验内容,对慕课即 MOOC进行发展,着重培养学生的实践、探究、创新能力。

恒点创新的提出了慕课(MOOL)的概念

一方面,此类课程设计以学生为中心,课程难度循序渐进,并且注重全面发展,设计了更为科学、全面、系统的考评系统,并且便于教师因材施教,并在教学过程中及时把控教学进度,调整教学策略。

另一方面,开放、共享的理念得到充分贯彻。学员可以突破时间空间进行碎片化学习,也可以实现与多人协作,提升团队合作能力。这些课程资源也对全社会开发,有利于教育公平的实现。

结语

在科学技术已经发生重大变革的今天,教育模式的变革具备了更多的可行性与必要性。在校企共建虚拟仿真设备与课程的帮助下,生物专业教学将朝着更为理想的方向迈进,为生物事业培养更多全面发展的高素质人才,助力生物科技的长足进步。

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