中心概况

中心发展历程

中心建设必要性

中心特色与创新

生命科学是一门实践性较强的学科。通过实践课程提高学生动手能力、发现问题和解决问题的能力，是培养高素质创新型人才的重要手段。实验教学是该专业人才培养的重要环节，但随着实验教学改革的进一步深入，传统的课堂实验教学遇到了一些实际困难和问题，不足以满足人才培养的需求，主要制约因素有：

（1）实验教学条件的限制。 在实验教学工作中往往存在一些困难，如部分实验项目开设成本过高，而实验运行经费有限；部分仪器设备价值较高，台套数有限，难以保证每人都有机会实际操作；高致病性病原微生物实验、放射性和剧毒类物质实验，所需实验条件高，也存在安全风险。通过虚拟仿真实验教学资源的建设，不但能够让学生不必进入实验室进行实际操作，就能达到一定的学习效果，而且这种虚实结合、相互辅助的实验教学形式能够激发学生的学习兴趣，有效提升实验教学质量。

（2）实验的不可逆性 受动物实验伦理学和动物福利制度的制约。动物实验伦理学和动物福利制度要求我们在开展动物实验时，善待生物、尊重生命，尽量减少动物不必要的处死和处死的数量；还有些危险的技能操作等不允许学生直接在动物身体上进行。引入虚拟实验，既可让学生掌握真实实验的流程、原理和实验思维体系，又可减少、优化甚至部分替代动物实验。

（3）教学成本和资源限制。 由于环境变化和季节性影响，有些实验生物材料很难采集到，如动物学实验需要的华枝睾吸虫、杜氏利什曼原虫、绦虫、大变形虫等几乎采不到；由于各级自然保护区禁猎，使很多鸟类、哺乳类的标本极难采集到；植物生长受季节、天气、生境和习性等因素影响、导致有些植物标本采集不到；还有人体及动物生理学实验所需人尸体及器官标本更是难求，最终影响实验重复性。将样本信息数字化，建立相应虚拟模型，则可反复操作使用，从而满足学生动手操作的需求。

（4）受实验周期长、操作难度大、实验成本高等因素的制约。 部分细胞和分子生物学实验、生物化学实验、生物技术大实验中的综合性创新性实验项目，实验周期长，实验耗材、设备使用成本高，还有一些实体实验受时间和空间限制，学生操作难度大，成功率不高，而虚拟生命科学实验则可以做到不受时空限制、随时随地的开放，虚拟实验通过交互的动画方式直观地展现操作过程和方法，利于学生对实验操作的理解。

上述因素成为制约生命科学人才培养的瓶颈，而开放式网络化的虚拟实验教学系统，具有良好的交互性、开放性、共享性和可重复性等优点，丰富了实验内容，拓展了教学内容，无限度增加学生动手操作的机会，同时可打破学科、课程间局限性，符合当今生命科学教育教学发展趋势。因此，强化虚拟仿真实验中心建设、进一步构建和完善特色共享的虚拟教学资源、搭建学生自主学习平台是势在必行。