教学与管理队伍

         根据化学虚拟仿真实验教平台建设的需求在国家级化学实验教学示范中心的基础上,建成了由院士、杰出青年基金获得者、国家级教学名师领衔,科研学术骨干与经验丰富的实验教学骨干和信息技术研发人员相结合、丰富的实验教学经验与现代化信息技术应用并重的团队。中心高度重视教师队伍建设和教学研究,1998年就制定了师资队伍建设规划,经过多年的努力形成了一支科研能力强、教学水平高、结构合理的热心于实验教学和管理的师资队伍。2009年,实验教学改革成果获得国家级教学成果二等奖。 同年,化学实验教学团队被评为北京市优秀实验教学团队,2010年被评为国家级实验教学团队。2014年,针对师范生教育的教学改革成果获得国家级教学成果二等奖。

 

1 由高水平的教师和专业的信息技术团队组建虚拟仿真实验教学和管理队伍

          虚拟仿真实验教学队伍基于国家级实验教学示范中心的教学队伍组建,包括教授18名,副教授22名,具有博士学位的教师43名。其中,两院院士3人,国家级教学名师1人,北京市教学名师2人,教育部长江学者1人,国家杰出青年科学基金获得者6人,国家优秀青年科学基金获得者1人,国家青年千人计划入选者2人,教育部新世纪优秀人才支持计划入选者6人,国家级优秀教学团队1个,国家基金创新研究群体1个,教育部创新团队2个,教育部重点实验室2个,虚拟现实应用教育部工程研究中心1个,数字化虚拟现实等北京市重点实验室2个,国家重点学科1个,北京市重点学科2个。近年来,该团队获国家教学成果二等奖2项,北京市教学成果奖2项,发表教学研究论文 244篇,入选国家级精品课程3门,国家级资源共享课程3门,北京市精品课程5门,教育部双语示范课1门。中心团队积极开展科学研究,以高水平的科研支持高质量的教学。近五年,承担973863、国家自然科学基金等科研项目79项,研究经费7000余万元,发表SCI论文750篇。

依托放射性药物教育部重点实验室、理论及计算光化学教育部重点实验室、国家级、北京市重点学科,与师范教育特色紧密联系,中心建成了4个相关的虚拟仿真实验教学团队。

1 放射化学虚拟仿真实验教学团队

        团队依托放射性药物教育部重点实验室,该实验室是国内唯一以放射性药物为研究对象的教育部重点实验室。在刘伯里院士的带领下,一批优秀的中青年骨干齐聚麾下,放射性药物研究尤其是锝药物、肿瘤显像药物的研究在国内处于领先地位,在国际上具有重要的影响力。其研制的显像剂应用于心、脑、肿瘤等重要疾病的诊治,不仅填补了国内空白,而且多项研究都达到了国际领先水平。团队高度重视在虚拟仿真实验教学平台上开展放射化学实验的教学和实践,在实验教学中已开发多个虚拟仿真实验用于教学。

 2)计算化学虚拟仿真实验教学团队        

团队依托理论及计算光化学教育部重点实验室,在刘若庄院士和方维海院士的带领下,汇集了包括国家杰出青年基金获得者、长江学者、新世纪优秀人才支持计划入选者等一大批优秀的中青年骨干。该团队在电子结构理论和光化学反应领域,通过运用分子模拟技术研究化学反应的微观反应机理,取得了国际同行瞩目的成绩,在国际计算化学领域有重要影响,为我国理论及计算化学的发展做出了突出贡献。2010年,羰基化合物光解离机理的理论研究工作获得教育部自然科学一等奖。团队度重视计算化学实验的虚拟仿真实验教学,利用其长期从事理论化学的教学与研究、具有深厚的信息技术研发能力的优势,积极参与计算化学实验的教学、教材编写及虚拟仿真实验的软件研发,《计算化学实验》在国内具有广泛的影响。

3)中学化学教育虚拟仿真实验教学团队

        作为教育部所属重点师范院校,团队始终注重保持师范教育特色。依托化学教育研究所以及化学教育实验教学中心,在高中化学新课程标准制定小组的核心成员王磊教授的带领下,该团队注意以先进的实验教改思路和实施方案贯穿于整个实验课程教学体系,针对真实的化学实验中难以开展的有毒有害、易燃易爆的危险实验,以及中学生在实验过程中由于错误操作引起的意外事故,开发了一系列中学化学虚拟仿真实验。将实验教学改革的理念辐射到中学化学教育的各个领域。中学化学虚拟仿真教学资源的建设一直走在全国的前列,引领着我国基础化学教育改革的发展方向。发挥了国家重点师范院校实验教学的示范和成果辐射作用。

4)化学基础实验虚拟仿真实验教学团队

        团队依托国家级化学实验教学示范中心的化学基础实验室,针对常规化学实验中复杂的热力学、动力学反应,以及高污染、有毒有害的化学基础实验,在实际本科教学中难以开展的相关实验项目,坚持化学实验室的绿色和可持续发展,开发了一系列化学基础类虚拟仿真实验。团队成员包括了国家杰出青年科学基金获得者、国家优秀青年科学基金获得者、国家青年千人计划入选者、新世纪优秀人才支持计划入选者以及实验教学经验丰富的优秀教师。化学基础实验的虚拟仿真实验教学采取虚拟与现实相结合,互为补充,促进了学生对化学基础知识的掌握,提高了本科实验教学质量,培养了学生的综合素质。

2 以提高教学质量为目标,积极开展虚拟仿真实验教学和软件研发

为了不断提高教学质量,培养学生的实践能力和创新能力,虚拟仿真实验教学中心注重虚拟与现实的优势互补,积极开展虚拟仿真实验教学和研发。

1)学科优势明显、内容特色鲜明的化学虚拟仿真实验教学资源的建设

        在刘伯里院士的倡导下,中心依托放射性药物教育部重点实验室,开设了99mTc-葡庚糖酸盐(GH)的制备及小鼠生物分布研究“[125I]IMPY的体外放射自显影实验9个虚拟仿真实验项目,有效地降低放射性污染,使学生更加有效地掌握放射化学实验的操作规程,了解放射性药物与常规化学药物在合成方法、研究方法等方面的差异。

        在刘若庄院士的亲自主持下,中心率先在全国高等师范院校开设计算化学实验。近年来,在方维海院士的带领下,计算化学实验教学质量和效果处于国内领先水平。现已开发的5个计算化学虚拟仿真实验项目采用虚拟仿真技术,通过计算机模拟,生成微观分子结构图形图像,对于现实过程中不可能观察到的化学反应过程,如过渡态的形成等生成逼真的实验场景,在真实情况下不可能完成的实验通过虚拟仿真技术得到了实现,增强了学生对计算化学理论的认识,提高了学生的学习兴趣。

在中学化学教育虚拟仿真实验教学中,开发了化学实验中的错误操作造成的危害氯气的制备及性质工业氨氧化法制硝酸原理模拟等一系列危险、易燃、易爆的虚拟仿真实验项目。利用虚拟仿真实验的可视化等优势,弥补传统中学化学实验的不足,加深了学生对错误的实验操作所带来的危害的了解,促进实验教学质量的提高, 2014年,针对教师教育的师范生化学教学体系建设与创新化学人才培养的教学改革成果获得国家级教学成果二等奖。 

2)由技术力量雄厚、专业背景突出的教学软件研发队伍参与虚拟仿真实验项目建设

        虚拟仿真实验教学是学科专业与信息技术深度融合的产物。不仅需要高素质的学科专业学术骨干和技术骨干,而且需要高素质的信息技术专门人才,虚拟仿真实验教学中心考虑到学科发展需要以及学科专业教师在信息技术方面的实际能力,积极开展与长期专业从事教育教学软件开发的高新技术企业的合作。除了与我校虚拟现实应用教育部工程研究中心和学校信息网络中心密切合作之外,大连微瑞科技发展有限公司的刘志广教授被聘为虚拟仿真实验教学中心教授,长期专门指导化学实验教学软件的开发与应用;张永策工程师在虚拟仿真教学软件研究和开发方面经验丰富,积极参与我们的虚拟仿真实验教学软件的研发。达思凯瑞(北京)技术有限公司和中心合作十余年,公司技术总监覃廷良工程师毕业于我校化学学院化学专业,在中心工作5年,有丰富的化学专业知识和实验教学经验,又具有高水平的信息软件研发技术。长期以来为中心信息平台的建立、化学虚拟仿真实验教学中心的网页建设、化学虚拟仿真实验项目的开发做了大量的工作。北京友邦佳通电子科技有限公司动漫事业部孙钢团队,受聘加入虚拟仿真实验教学中心,从事实验中心平台建设和实验教学软件的研发。为了更好地开发放射化学的虚拟仿真实验,中心在计算机模拟设计放射性药物方面,与国内领先的放射性药物研究开发企业师宏制药公司开展了全面深入的合作。

3 以中心的可持续发展为重任,高度重视青年教师的培养

青年教师是实验教学的中坚力量,对青年教师的培养关系着虚拟仿真实验教学质量的提高和虚拟仿真实验教学改革的成败。中心在加强青年教师的政治思想、职业道德教育基础上,采取多种途径,因材施教,有针对性地制订培养计划,为青年教师的发展提供良好的环境。

1)加强虚拟仿真实验教学团队的建设,发挥好教学团队的作用

        以虚拟仿真实验教学团队为单位,积极开展相关实验教学活动,充分发挥老教师实验教学经验丰富的优势以及青年教师思想活跃、接受新知识能力强的特长,取长补短、优势互补,联合开发仿真程度高、交互性能强、可视化、形象化、有利于培养学生的科学思想方法和实践能力的各具特色的虚拟仿真实验教学项目,充实虚拟仿真实验教学平台的共享资源。深入开展团队的实验教学研究,探讨虚拟与现实的实验教学在教学体系、教学内容和教学方法上如何有效地相互协调、相互补充,充分发挥各自的优势。定期总结虚拟仿真实验教学中取得的成功经验,查找实验教学中存在的问题和不足,努力提高虚拟仿真实验教学平台的功能和使用效率,把现实教学与虚拟教学相结合,让虚拟仿真教学平台在培养学生的实践能力和创新意识中发挥更大的作用。

2)开展有针对性的培训活动,提高青年教师的业务素质

        青年教师在学习和掌握计算机技术和信息化技术的应用上有优势,积极组织青年教师参加学院、学校的多媒体教学软件制作大赛以及学校和北京市的青年教师教学基本功大赛,请计算机和信息网络中心的专家给青年教师讲授如何在信息网络平台上开展教学活动,如何制作pptflash、交互式动画软件等,通过培训和比赛,提高了青年教师运用虚拟仿真实验平台开展实验教学的技能和水平,在校级、市级或国家级教学改革项目和学校组织的青年教师基本功大赛、多媒体软件大赛中有多人获奖。

同时对青年实验技术人员积极鼓励参加卓越工程师培训计划、实验技术骨干教师培训计划等学习交流,特别针对虚拟仿真实验平台建设与维护的需要,鼓励实验技术人员参加信息技术研发的培训,提高了青年实验技术人员的专业能力和对信息化技术的掌握。

3)开展虚拟仿真实验教学经验总结和经验交流活动

    依靠虚拟仿真实验教学团队制定学期计划,让青年教师在期末做学期的经验总结和交流。在总结和交流过程中,发现各自在虚拟实验教学中取得的成功和存在的不足。使青年教师努力奋斗的方向更加明确,有利于青年教师的发展和实验教学质量的提高。

      目前,化学虚拟仿真实验教学中心已经建立了一支高素质的虚拟仿真实验教学和实验技术管理队伍,为完成虚拟仿真实验教学提供了坚实的基础保障。