酷!大学实验课还可以这样上
央视新闻客户端 2024-01-25 10:13:52

日前,教育部在成都召开国家级实验教学示范中心总结推进会,公布了101个优秀国家级实验教学示范中心。让我们跟随央视记者的镜头,一起到高校的智慧实验室看一看,看高校如何运用数字化赋能,把实验课“玩”出新花样——

数字化赋能 实验教学形态不断丰富

在西南交通大学智能虚拟仿真实验教学中心,同学们正在上一门名为防火防爆理论与实践的虚仿实验课,利用眼前这套智慧系统,不仅能让北京、成都两地的同学们共上一堂课,还能实现隧道内危险化学品运输的燃爆事故的模拟,同学们可以通过可燃气体浓度、排烟速度等参数设置,找到隧道安全设计的最佳方案。

西南交通大学教授 赵乘寿:燃爆事故这种实验,同学们平时没办法做实体实验,采用这种虚仿的实验,让他沉浸式来感受它是怎么发生和发展的,我们在设计隧道的时候,我们要考虑到它的安全性,排烟的速度应该多大合适,怎么去采取科学合理的预报措施。

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除了模拟现实中难度大、危险性高的实验,如今,虚拟仿真等数字技术,还能带同学们走进分子、原子的微观世界,这个大屏幕上呈现的就是燃爆事故中一些化学物质的微观结构。

西南交通大学学生 刘思远:像走进一个微观世界,看它的分子原子之间的结构是如何交互。我们甚至可以亲手去操作它,去促进它的反应,让它去产生一个新的产物,使我们来更加理解它的反应过程与原理。

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在华西口腔医学院这间智慧教室,医学生们正在远程观摩一台正在进行的真实手术,实时直播、当堂讨论,不仅让一些最新的手术技术更加方便地展示给更多同学,也让老师能即时答疑解惑。同学们告诉记者,作为一名医学生,实验课和理论课的占比接近2∶1,除了观摩手术,更需要频繁练习。这些接近人体触感的数字化设备,不仅能让大家反复练习,还能通过影像学对患者疾病进行数字化重建,对手术方案进行精确设计。

华西口腔医学院副院长 韩向龙:结合了数字化的一个方法,结合了患者他的面型、他的微笑的特点、他牙齿本身的特点,实现个性化的功能美学的一个修复。学生们可以反复操作,而且它是无创性的,这样就完全打破了以前传统的教学时空的一个边界。

在真问题中练就真本领

数字赋能,推动实验教学手段实现了智慧化转型,而实验教学内容则是人才培养的核心。高校实验室作为国家重大科研、重大专项的重要阵地,也成为同学们真实的实验场域。面向国家重大需求,同学们在破解真问题中练就了真本领。

在陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心,利用这个多功能大型智能抗震体验房,同学们正在亲身感受不同地震波可能引发的破坏强度,这个研究中心还包含世界第一的边界层风洞实验室、亚洲最大的落石冲击试验等多个实验平台。

西南交通大学副教授 孙晓丹:借助这些大型的实验平台,辅助我们土木工程专业本科生和研究生的教学工作,让学生们以一个科研助手的身份,让他们就可以提早接触科研,然后培养他们的一个科研技能和科研思维。

四川大学博物馆是考古学国家级实验教学示范中心。从搜集资料、筛选文物到撰写设计展览文字、宣传推广,博物馆成为考古和文博专业同学们实践的综合性实验场域。

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四川大学博物馆副馆长 周静:举个例子,三星堆是我们馆第一次做的科学考古发掘,在1934年到现在正好是90年,我们同学利用这样的一个场景做了一个复原陈列,向普通观众去讲述科学考古当中使用的方法。新馆建立好以后,我们计划一年会做四个临时展览,其中有一个一定是原创的主题大展,它不亚于我们新馆的一个展陈的布置,所以每年同学们都有很多次机会来锻炼自己。

教育部:完善实验教学体系 培养拔尖创新人才

2016年,教育部就印发了《国家级实验教学示范中心管理办法》,为了持续提升高校实验教学水平,日前,教育部又作出进一步部署。

据了解,目前,全国共建有国家级实验教学示范中心895个,分布在31个省、自治区、直辖市和新疆生产建设兵团的388所高校中,涵盖了文、理、工、农、医等主要学科门类。

五年来,国家级实验教学示范中心经费投入量从31亿元增长到48亿元,增长54.8%;仪器设备台数从296万台增长到356万台,增长20.3%。目前,多层次实验教学体系逐步完善,实验项目结构不断优化。下一步,教育部将指导各地各校整合专业课程实验环节,重塑实验课程体系,并引入新技术如人工智能,以培养学生的创新精神和实践能力。同时,要求国家级实验教学示范中心发挥自身优势,推动学科交叉,加速成果应用,并做好实验室安全保障工作。

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教育部高等学校实验室建设与实验教学指导委员会秘书长 熊宏齐:以问题突破为突破口,增加综合设计和研究探索性的实验,我们要把现实前沿科研的环境或工程的环境纳入我们的实验教学当中来,而那些做不了做不好的实体实验,来虚实结合,形成一个虚实结合的实验教学体系,来推动人才培养的创新,引领经济社会的发展。

文字:记者 高晨源 姚杰杨 视频:记者 高晨源 姚杰杨