公安院?；A(chǔ)理化虛擬實驗教學(xué)平臺建設(shè)研究

胡遠青　徐曉玲

2011年，經(jīng)國務(wù)院學(xué)位委員會和教育部批準，公安技術(shù)學(xué)已正式設(shè)立為一級學(xué)科，該學(xué)科的設(shè)立，填補了公安高等教育一級學(xué)科的空白，是公安高等教育的一項重要突破。公安技術(shù)學(xué)作為工科的一級學(xué)科，理化基礎(chǔ)學(xué)科是其教學(xué)的重要支撐，培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)科學(xué)實驗素質(zhì)將是公安技術(shù)各學(xué)科共同的教育目標。

江西警察學(xué)院的公安技術(shù)學(xué)基礎(chǔ)理化實驗教學(xué)，面向刑事科學(xué)技術(shù)、安全防范工程、信息網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)察、交通管理工程等專業(yè)，是江西警察學(xué)院涉及面廣、對相關(guān)專業(yè)影響較大的基礎(chǔ)實驗課程。該課程的開放及教學(xué)質(zhì)量的好壞，直接影響到學(xué)員后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。江西警察學(xué)院申本初期，基礎(chǔ)理化實驗室的軟硬件設(shè)備雖然有了很大程度的改善，但仍然沒有從根本上改變傳統(tǒng)理化實驗室面臨的困境。

近年來，虛擬仿真實驗教學(xué)已在高等教育領(lǐng)域廣泛運用，并得到迅速發(fā)展，公安院校在虛擬仿真實驗教學(xué)、平臺的建設(shè)及研究等方面還比較滯后。因此，如何利用江西警察學(xué)院的現(xiàn)有資源，研究、探討基礎(chǔ)理化虛擬仿真實驗教學(xué)與平臺建設(shè)顯得尤為重要。

一、江西警察學(xué)院基礎(chǔ)理化實驗教學(xué)現(xiàn)狀

1.實驗教學(xué)經(jīng)費投入不足

由于實驗經(jīng)費的限制，江西警察學(xué)院無法更新儀器設(shè)備，或者增加設(shè)備臺套數(shù)。目前，江西警察學(xué)院理化實驗教學(xué)學(xué)生人數(shù)多（一個教學(xué)班級一百二十余人），實驗臺套數(shù)少（普通實驗僅為12臺套），致使部分學(xué)員不能實際操作實驗，從而導(dǎo)致許多耗材過大的理化實驗在后期基本停止開設(shè)。

2.實驗教學(xué)時數(shù)偏少

江西警察學(xué)院的基礎(chǔ)物理和化學(xué)的教學(xué)時數(shù)均為51課時，根據(jù)教學(xué)大綱要求，實驗課時占30%。由于課時偏少，許多研究設(shè)計型實驗無法開設(shè)，列入教學(xué)計劃的理化實驗項目的教學(xué)時間也經(jīng)常被壓縮。理化教學(xué)實驗是一個嚴謹、科學(xué)，以及多次重復(fù)的操作過程，如果教師在較短的時間內(nèi)要求學(xué)生必須完成一定的理化實驗，并獲得正確的實驗結(jié)果，這是不符合實驗科學(xué)規(guī)律的。

3.實驗教學(xué)方法滯后

當(dāng)前，江西警察學(xué)院的理化實驗教學(xué)主要是先由教師講解實驗原理，介紹實驗儀器設(shè)備、實驗操作步驟、實驗中的注意事項，再由學(xué)生實際操作，撰寫實驗報告。在整個實驗過程中，學(xué)生研究和探索的機會不足，不利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。此外，由于課堂教學(xué)時間有限，很多實驗內(nèi)容不能得以擴展。

二、基礎(chǔ)理化虛擬實驗教學(xué)平臺建設(shè)的必要性和可行性

1.建設(shè)的必要性

公安技術(shù)學(xué)是一門實踐性、應(yīng)用性很強的技術(shù)類學(xué)科。公安基礎(chǔ)實驗課是公安院校各專業(yè)最重要的一門基礎(chǔ)課，它能強化學(xué)生技能水平，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識，是培養(yǎng)綜合性、高質(zhì)量公安人才的重要環(huán)節(jié)，所以公安高等教育必須重視這門課程。實驗教學(xué)平臺是發(fā)揮公安院校基礎(chǔ)實驗課功能的主陣地，加強實驗教學(xué)平臺建設(shè)，完善實驗教學(xué)管理體制，改革實驗教學(xué)內(nèi)容，改善實驗教學(xué)條件，更新實驗教學(xué)手段，加大實驗教學(xué)中心校內(nèi)外開放力度是公安高等院校實驗室建設(shè)和改革的重大課題。

2014年，教育部《關(guān)于開展2014年國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》指出：虛擬仿真實驗教學(xué)是高等教育信息化建設(shè)和實驗教學(xué)示范中心建設(shè)的重要內(nèi)容，是學(xué)科專業(yè)與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物。江西省教育廳啟動了“江西省高等學(xué)?；A(chǔ)課實驗教學(xué)示范中心建設(shè)工作”，將用五年的時間，在江西省高等學(xué)校中建設(shè)100個高水平的“江西省高等學(xué)?；A(chǔ)課實驗教學(xué)示范中心”，有重點地建設(shè)一批示范、輻射性強的基礎(chǔ)課教學(xué)實驗中心。平臺建設(shè)符合國家政策，屬于國家政策優(yōu)先支持的領(lǐng)域和范圍。而作為以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主要目標的地方新建本科公安院校，基礎(chǔ)理化虛擬仿真實驗教學(xué)平臺的建設(shè)顯得尤為重要和迫切。

2.建設(shè)的可行性

第一，江西警察學(xué)院公安基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心擁有一支既能理論教學(xué)，又懂實驗技術(shù)的師資隊伍。該教學(xué)中心創(chuàng)辦于1986年，通過二十多年的發(fā)展，已形成了一支年齡、學(xué)緣和知識結(jié)構(gòu)合理，且具有較高水平的基礎(chǔ)實驗教師隊伍。其中，江西省教學(xué)名師1名，江西省新世紀百千萬人才1名和江西省中青年骨干教師2名。江西警察學(xué)院積極推行基礎(chǔ)理論課教師從事實驗教學(xué)、實驗技術(shù)教師兼任理論課教學(xué)的教學(xué)模式，實現(xiàn)實驗教學(xué)與理論教學(xué)有機結(jié)合，形成高級職稱教師積極從事基礎(chǔ)實驗教學(xué)的良好氛圍。

第二，公安基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心建設(shè)已初具規(guī)模。江西警察學(xué)院公安基礎(chǔ)實驗中心現(xiàn)有實驗室面積500平方米，由力學(xué)實驗室、光學(xué)實驗室、電學(xué)實驗室、大學(xué)物理演示實驗室、基礎(chǔ)化學(xué)實驗室、電子電工實驗室等組成，現(xiàn)有教學(xué)實驗儀器設(shè)備總價值兩百余萬元。江西警察學(xué)院在新校區(qū)興建了實驗大樓，可提供320平方米的實驗中心建設(shè)用房，以確保實驗中心的良性發(fā)展。

第三，公安基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心實驗教學(xué)管理規(guī)范、高效。實驗教學(xué)中心以高職高專評估和申辦本科為契機，不斷深化實驗教學(xué)改革，以評促建、以評促改，使實驗中心的建設(shè)和管理水平更上一個臺階。實驗中心的實驗條件、實驗環(huán)境得到了明顯改善，實驗教學(xué)手段有了改進，規(guī)章制度得到進一步改善。此外，實驗中心責(zé)任目標明確，基本工作信息和儀器設(shè)備檔案實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)化管理，實驗中心的建設(shè)和管理形成了有章可循、按章辦事的良性運行機制。

第四，公安基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心是江西警察學(xué)院重點建設(shè)實驗單位。江西警察學(xué)院高度重視實驗教學(xué)中心的建設(shè)和規(guī)劃工作，已在 《江西警察學(xué)院十二五建設(shè)規(guī)劃》中將基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心列為重點建設(shè)實驗室。江西警察學(xué)院隸屬新建地方本科公安院校，實驗中心教學(xué)平臺在建設(shè)實施過程中，必將得到江西省政府、江西省公安廳的扶持和資助。因此，公安基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心基礎(chǔ)理化虛擬仿真實驗教學(xué)平臺的建設(shè)是完全可行的。

三、基礎(chǔ)理化虛擬實驗教學(xué)模式研究

江西警察學(xué)院將按照“能實不虛、虛實結(jié)合、相互補充”的原則，以學(xué)員基本實踐能力訓(xùn)練為基礎(chǔ)，以創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為突破口，遵循知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的實驗教學(xué)理念，構(gòu)建了從基礎(chǔ)到前沿、循序漸進的理化實驗教學(xué)體系。

在理化實體實驗教學(xué)中，實驗項目按能力培養(yǎng)目標，分成基礎(chǔ)型實驗、綜合設(shè)計型實驗、研究創(chuàng)新型實驗三個模塊，把力、熱、電、光、近代物理、有機無機化學(xué)、分析化學(xué)等分支學(xué)科相互融合，使它們成為內(nèi)在聯(lián)系緊密的實驗教學(xué)系列，使之既與理論課有機結(jié)合，成為物理、化學(xué)概念學(xué)習(xí)的鋪墊和延伸，又與后繼課程緊密配合，成為通識教育和專業(yè)教育的重要環(huán)節(jié)。其中，基礎(chǔ)型實驗系統(tǒng)是培養(yǎng)學(xué)生的基本技能和實驗方法及習(xí)慣；綜合設(shè)計型實驗是培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力和專業(yè)應(yīng)用能力，體現(xiàn)個性化培養(yǎng)；研究創(chuàng)新型實驗的重點是培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力。

然而，由于受到實驗條件的限制，實體實驗對學(xué)生實驗技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)效果還不理想。如一些微觀、強磁、低溫、高壓危險實驗，很難在實體實驗中實現(xiàn)。為了彌補實體實驗的不足，充分發(fā)揮虛擬與實體實驗各自的優(yōu)勢，江西警察學(xué)院將虛擬仿真實驗與真實實驗相互融合，在實體實驗教學(xué)體系基礎(chǔ)上構(gòu)建自主實訓(xùn)、基礎(chǔ)培訓(xùn)、綜合設(shè)計、研究探索四個層次的實體與虛擬仿真實驗相結(jié)合的實驗教學(xué)體系。這樣，既有與實體實驗項目相對應(yīng)的實驗項目，又有實體實驗無法完成的虛擬實驗項目，從而有效提高學(xué)生的實踐能力。

四、基礎(chǔ)理化虛擬實驗教學(xué)平臺建設(shè)思路

1.改善基礎(chǔ)理化虛擬實驗教學(xué)軟件和硬件條件

江西警察學(xué)院爭取中央財政支持地方高校專項資金200萬元，添置一批國內(nèi)外先進的教學(xué)軟件及虛擬實驗教學(xué)儀器設(shè)備，建設(shè)涵蓋物理、電子及化學(xué)學(xué)科等具有拓展性、先進性、前瞻性和科學(xué)性的管理及共享虛擬仿真實驗教學(xué)平臺。

2.構(gòu)建培養(yǎng)學(xué)員基礎(chǔ)實驗和創(chuàng)新能力的理化虛擬實驗教學(xué)體系

按照寬口徑、強基礎(chǔ)、重實踐的培養(yǎng)模式，江西警察學(xué)院利用實驗教學(xué)平臺，積極開展基礎(chǔ)型、設(shè)計綜合型、創(chuàng)新研究型三個層次模塊化的實驗教學(xué)體系建設(shè)。另外，江西警察學(xué)院將各理工科專業(yè)教學(xué)大綱和專業(yè)培養(yǎng)目標相結(jié)合，以提高學(xué)生創(chuàng)新實踐能力和綜合素質(zhì)為目的，全面提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐培養(yǎng)水平，為學(xué)生今后多元化發(fā)展創(chuàng)造條件。

3.啟動基礎(chǔ)理化虛擬實驗教學(xué)團隊建設(shè)

江西警察學(xué)院要制訂基礎(chǔ)理化虛擬實驗教學(xué)團隊建設(shè)規(guī)劃，組織骨干教師前往兄弟院校開展虛擬實驗教學(xué)技術(shù)學(xué)習(xí)培訓(xùn)，安排理化教師進行虛擬實驗教學(xué)示范觀摩，提高教師的實踐教學(xué)水平，并引導(dǎo)教師開展虛擬實驗教學(xué)及軟件開發(fā)的科研創(chuàng)新工作，申報省級、院級虛擬實驗教學(xué)改革項目，努力提高科研創(chuàng)新水平。

4.科學(xué)規(guī)劃基礎(chǔ)理化虛擬實驗教學(xué)管理模式

首先，基礎(chǔ)理化虛擬仿真實驗平臺實行學(xué)院與系部兩級管理，職責(zé)分明又有機結(jié)合。學(xué)院給予政策支持、人員調(diào)配和經(jīng)費保障等，系部負責(zé)基礎(chǔ)理化虛擬仿真實驗教學(xué)、軟件開發(fā)、技術(shù)培訓(xùn)和日常教學(xué)維護管理；其次，實行開放式實驗教學(xué)模式，以更好地訓(xùn)練學(xué)生的實驗技能；第三，為了適應(yīng)開放式實驗教學(xué)模式，江西警察學(xué)院應(yīng)建立理化實驗網(wǎng)上選課系統(tǒng)、學(xué)生成績管理系統(tǒng)；最后，實行理化實驗項目負責(zé)人制，實驗教師按照實驗課類型及實驗項目實行分組管理， 提高管理效率， 確保教學(xué)質(zhì)量。

（作者單位：江西警察學(xué)院）