国家级虚拟仿真实验教学中心申请书.docx
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国家级虚拟仿真实验教学中心申请书
附件2
国家级虚拟仿真实验教学中心
申请书
化工虚拟仿真实验教学中心
教育主管部门：
学校名称：
学校管理部门电话：
开放共享访问网址：
申报日期：
2015年8月20日
中华人民共和国教育部高教司制
填写说明
1.申请书中各项内容用“小四”号仿宋体填写。
2.表格空间不足的，可以扩展。
1.
基本情况
虚拟仿真实验教学中心名称
化工虚拟仿真实验教学中心
实验教学示范中心名称／级别（省级或国家级）
／
批准时间
1.1虚拟仿真实验教学中心的发展历程、建设概况
2011年12月完成调研、立项、项目招标；
2012年6月完成建设、安装、调试；
2012年9月投入使用。
1.2虚拟仿真实验教学中心建设必要性
1、是化学工程与工艺、应用化学与化学专业实验教学的迫切需要：
实践教学是激发学生探索欲望，培养学生实践能力和创新精神的必要途径。
化学工程与工艺、应用化学与化学专业均是实践性很强的应用学科，由于学科的自身特点，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，这些问题都给我们开设相关实验带来了一定的困难，也很大程度限制了学生对这部分知识的掌握和能力的养成。
同时由于化学工程与工艺、应用化学专业面向的化工企业对于安全性要求颇高，故接纳大量学生实习的积极性不高，从而导致化学工程与工艺、应用化学专业学生实习实践的困难。
虚拟现实技术的出现和应用为上述问题的解决提供了一条新的思路。
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、是切实提升学生实践和创新能力的需要：
一个高水平的实验教学平台，以及与其相配套的实验教学体系是提高实验教学质量，提升学生动手实践能力和创新能力的必要条件。
目前天水师范学院化学工程与工艺、应用化学与化学专业相关的基础实验课程大部分独立设课，实验学时基本能够得到保证。
但部分课程的实验教学内容还不太合理，一些课程的演示性、验证性实验项目比重仍然较大，严重制约了学生能力和素质的培养。
通过我校化工虚拟仿真实验教学中心的建设，将部分单纯演示性、验证性的实验教学内容以学生开展虚拟实验为主；基本技能训练和基础实验项目以虚拟实验辅助实体实验的开展，压缩实体实验室中有关实验原理、实验步骤、仪器设备使用、注意事项等的讲授时间，进一步节约有限的实验学时，将更多的时间给学生动手实践，节省下来的学时可以用来开设一些综合性、设计性实验和研究性实验。
3、是提升我校化工仿真实验室示范辐射效应的需要：
天水师范学院是一所学科门类比较齐全的省属高校，化工仿真实验室承担了全校化学相关专业基础课、应用化学和化学工程与工艺专业部分专业课的实验教学任务，以及部分化学学科硕士研究生的实验教学工作，还承担着地方企业校企合作项目、企事业单位人员技能培训、青少年科普教育等任务。
高强度的实验室开放给实验室管理和实验技术人员带来了较大的负担，使仪器设备完备率降低，实验运行经费十分紧张，严重制约了中心服务质量的提高和辐射面的扩展。
随着计算机技术和网络技术的发展，利用信息技术和虚拟仿真实验开发软件，不断建设和整合信息化实验教学资源，构建一个开放式、互动式和智能式的虚拟仿真实验平台，通过计算机网络向校内外和社会全面共享虚拟仿真实验教学资源，是进一步发挥我校省级实验教学示范中心示范与辐射作用的重要途径。
1.3虚拟仿真实验教学中心特色与创新
1、以能源化工、工业分析与检测为主要培养方向，以化工原理、化工工艺学、化学反应工程和化工制图等课程为主体构建了化工虚拟仿真实验教学平台，建设了涵盖传统能源及可再生能源发电的主要过程的具有先进性和前瞻性的仿真教学资源体系，满足了化学工程与工艺、化学、应用化学等专业本科生人才培养的需要。
建立适应不同专业的“分模块、分层次、围绕主体”的化学类专业实验教学体系。
充分考虑化学类及相近专业学生的知识结构特点和专业人才培养需求，分类施教，建立了量大面广的综合性仿真实验教学平台，支撑了综合性大学对各类人才的培养需求。
同时，紧密结合化学工业生产背景，构建全真仿真模拟实训平台，为学生提供一个逼真的操作环境，加深学生理论知识的学习、提高学生在生产实践过程中的动手能力。
2、在虚拟仿真实验教学中引入工程伦理教育，在培养大学生工程伦理素养方面进行了积极的探索，对加强学生工程伦理道德素养有着积极的作用，也是中心在创新教育培养方面进行的大胆尝试。
中心深度实践了融渗式工程伦理教学法，通过虚拟仿真方式将专业教育与工程伦理教学有机结合，有效地激发了学生对相关工程问题的道德敏感性，使其在职业操守、社会责任和可持续发展、认识自己对社会、职业和环境的责任等方面有效提升自身素养。
2.虚拟仿真实验教学资源
2.1
实验教学情况
实验课程数
面向专业数
实验学生人数/年
实验人时数/年
2.2虚拟仿真实验教学资源（罗列实验项目、功能及效果，提供不少于三个典型实验项目的具体实验流程）
采用北京东方仿真软件技术有限公司教学软件系统，该系统界面友好、形象生动、快速灵活、集知识和能力培养于一体，能使学生从不同的角度掌握所学技能，锻练学生独立思考、解决问题的能力，还可观察到真实物系实验教学中难以发现的现象，如各种不正常操作的后果等。
该系统主要面向化学工程与工艺、应用化学、化学教育等相关专业，有效提高了化工原理、化工基础等化工课程实践性教学环节的教学质量。
系统包括以下内容：
一、东方仿真化工操作项目
1.萃取塔操作
2.固定床单元操作
3.管式加热炉系统单元操作
4.罐区单元仿真系统操作
5.合成氨系统操作
6.间歇反应釜单元操作
7.精馏塔单元操作
8.离心泵单元操作
9.列管换热器单元操作
10.流化床单元操作
11.吸收解吸单元操作
12.压缩机单元操作
13.液位控制系统单元操作
14.煤化工系统操作
15.板式精馏塔设计
16.换热器设计
二、东方仿真化工素材库
包括离心泵、往复泵、喷射泵、转子流量计、文丘里流量计、孔板流量计、水环真空泵、筛板塔、填料塔、列管换热器、干燥塔、萃取塔等化工设备的结构、工作原理、不良工况等演示性素材。
2.3由科研成果（近五年）转化而来的实验教学内容
1、两步法合成富马酸二甲酯工艺设计；
2、废润滑油再生工艺设计。
2.4合作企业的概况、参与程度和合作成果
和多家企业广泛合作，为企业提供岗前培训、安全教育等相关服务：
1.精细化工有限公司；
2.塑业有限公司；
3.精细化工有限公司。
2.5目前教学资源共享的范围和效果
化工虚拟仿真实验教学中心依托现代网络与软件技术，与北京东方软件技术有限公司联合共建了化工仿真系统，形成了综合集成的化工仿真实验教学平台。
该平台提供化工原理、化工工艺学、化工制图等仿真实验模块，可开展专项实验、综合实验、跨专业实验、创新创业实验等多层次仿真实验教学。
通过学校私有云平台，学校师生和合作企业可以通过远程访问实验教学系统开展远程实验，实现实验教学资源在校内、校外的共享。
1、目前实验教学资源共享的范围
（1）实验教学资源在校内的共享状况
实验教学资源在化学工程与工艺、应用化学与化学专业间实现了共享。
实验中心各实验室首先保证服务本科教学，包括化学工程与工艺、应用化学与化学专业三个专业的实验教学。
各专业技能仿真模块可进行自由组合实现不同的实验功能，实现实验教学资源在化学类专业间的共享。
其次，随着实验中心建设加快，实验中心的服务范围也在不断扩大。
除了化学类专业外，实验室逐步服务于非化学类专业的学生。
实验室配备了实验设施设备、专业软件、素材库，为学生提供了仿真综合实习平台，化学类专业的学生和生物技术、食品安全与检验等非化学类专业的学生都可以在仿真系统进行实习，通过此类实习，学生积累了实践经验。
（2）实验教学资源在校外的共享状况
实验中心积极加强与企业的合作，构建产、学、研合作平台。
中心与北京东方软件技术有限公司合作进行研究及开发，实现了数据沟通和共享。
中心与天水华硕精细化工有限公司、天水天宝塑业有限公司、甘肃省新恒达精细化工有限公司等中小企业实现了资源共享，为企业提供岗前培训、安全教育等服务。
2、目前实验教学资源共享的效果
中心已开出的实验课程和实践环节有化工原理、化工工艺学、化工制图等课程的实践教学环节。
目前，化工虚拟仿真实验教学中心开设课程惠及全校近300多名化学类本科生及研究生，200多名生物技术、食品安全与检测专业学生，年实验人时数近5000学时，人才培养成效显著。
中心充分利用实验教学资源，并与相关社会部门、机构、企业合作，加强学生的基本的实践技能，及工程应用能力的培养，为他们拥有环境分析从业资格、水处理从业资格等奠定基础。
增强了其就业竞争力，提高学生的毕业就业率。
2.6进一步实现共享的计划与安排
实验中心目前正在建设具有扩展性、兼容性、前瞻性的虚拟仿真实验教学管理和共享平台，除为校内师生提供了良好的实验教学服务外，还将与大部分与学校合作紧密的化工单位和企业间实现了的教学资源共享。
未来将进一步深入开展共享机制体制建设、教学资源建设、加强校企合作等方面的工作，以期建成化工教育领域的较高水平虚拟仿真实验中心，使合作的化工单位和企业的技术人员培训实验可以通过远程网络来实现。
1、完善共享体制，创新共享机制。
中心将继续发挥学校传统学科优势和学科交叉特色，进一步探索体制机制创新，从学校政策、组织管理和制度建设上对共享机制进行完善，特别是将在学校与相关学校（石化职业技术学院）、地方（兰考县）、化工企业间签署的合作协议框架下，全面实行资源汇聚、开放和共享；
（2）通过大部分购置、少部分研制的方式，补充新的软件平台，增加虚拟实验教学项目的数量，提升实验水平和教学质量。
进一步完善教学案例、实验案例、实验习题、实验试题等虚拟仿真实验教学资源，同时将扩充虚拟仿真科研案例和面向化学工程应用与产品的实际案例，并将其引入中心的虚拟仿真教学资源库，使教学资源更为充实。
根据专业学科特点以及学员的知识结构，开发面向不同层次知识水平的教学方案，使得本专业学生、非本专业学生及社会公众都能在本教学中心中获得适合自己的实验项目，激励学生自主探索并获得个性化教育。
3.虚拟仿真实验教学队伍
3.1虚拟仿真实验教学中心主任
姓名
性别
年龄
专业技术职务
学位
联系固话
邮箱
手机号码
主要职责
全面负责化工学院行政工作。
分管化工学院财务资产及综合办公室。
工作经历
1987-2005年兰考师范学校教师
2005-2014年生命科学与化学学院副院长
2014-今化学工程与技术学院院长
教研科研主要成果（科研成果限填5项）
长期从事教学、科学研究及化学学科专业建设等工作。
教学方面，主要承担《分析化学》、《仪器分析》、《无机化学》等课程的讲授与指导工作，主持河南省化学特色专业建设和校级精品课程《分析化学》的建设，多次荣获“教书育人”奖，“优秀实习指导教师”等称号。
多年来围绕地方支柱科技产业积极开展研究工作，主要研究方向为“配位与催化化学”。
先后主持或参与研究的课题主要有“新型有机颜料的开发、改性及其工艺技术研究”，“手性配合物催化剂的合成与应用研究”，“新型席夫碱手性配合物的合成、表征及其催化行为的研究”，“手性多孔超分子金属配位聚合物的合成、结构及其不对称催化性能的研究”，“锑白湿法生产工艺流程的设计及控制”，“211节水工程—西部窖水资源及安全性调查研究”等。
作为主要研究人员荣获河南省教学成果二等奖一项，河南省高校科技进步二等奖两项，河南省高校科技进步三等奖两项，河南省高校社科优秀成果二等奖一项。
在《TatrahedronA》，《J.Mol.Catal.A.》，《TatrahedronLett》，《J.Mol.Struc.:
THEOCHEM》,《ChineseScienceBulletin》等国内外学术刊物上发表研究论文60余篇，其中SCI收录十余篇，获得国家专利一项，编写专著一部，教材两部。
3.2教师基本情况
正高
副高
中级
其它
博士
硕士
学士
其它
专职
总人数
平均
年龄
人数
5
19
16
7
16
17
10
4
0
47
35
占总人数比例
10.6
40.4
34.0
14.9
34.0
36.2
21.3
8.5
0
3.3中心人员信息表
序号
姓名
年龄
学位
专业技术职务
承担教学/管理任务
专职/兼职
1
教学
专职
2
教学
专职
3
教学/管理
兼职
4
教学/管理
兼职
5
教学/管理
兼职
6
教学
专职
7
教学
专职
8
副教授
教学/管理
兼职
9
副教授
教学/管理
兼职
10
教授
教学
专职
11
副教授
教学
专职
12
副教授
教学
专职
13
副教授
教学
专职
14
副教授
教学
专职
15
副教授
教学
专职
16
副教授
教学
专职
17
副教授
教学
专职
18
副教授
教学
专职
19
副教授
教学
专职
20
副教授
教学
专职
21
副教授
教学
专职
22
副教授
教学
专职
23
高级实验师
教学/管理
兼职
24
高级实验师
教学
专职
25
高级实验师
教学/管理
兼职
26
讲师
教学
专职
27
讲师
教学
专职
28
讲师
教学
专职
29
讲师
教学
专职
30
讲师
教学
专职
31
讲师
教学
专职
32
讲师
教学
专职
33
讲师
教学
专职
34
讲师
教学
专职
35
讲师
教学
专职
36
讲师
教学
专职
37
讲师
教学
专职
38
讲师
教学/管理
专职/兼职
39
讲师
教学
专职
40
硕士
讲师
教学
专职
41
本科
讲师
教学
专职
3.4虚拟仿真实验教学队伍实验教学水平和成果
3.4.1科研项目
（1）.国家自然科学基金项目——基于自组装膜—石墨烯电化学界面信号检测及生物传感系统研究
（2）.国家自然科学基金项目——过渡金属亲金属键作用本质及其配合物光学性能构效的客场弱键串联调控
（3）.国家自然科学基金项目——基于纳米无机材料的脆弱骨质文物加固保护研究
（4）.国家自然科学基金项目——氢键和卤键协同弱键阴离子识别大分子受体的合成、性能及理论计算研究
（5）.国家自然科学基金项目——新型自凝型纳米氟磷灰石露天石质文物保护材料研究
（6）.国家自然科学基金项目——非血红素铁氧化物催化多自旋态反应的磁自旋效应研究
（7）.国家自然科学基金项目——基于Gd的水溶性非离子化肿瘤细胞靶向性核磁造影剂的应用基础研究
（8）.国家自然科学基金项目——固态高荧光量子效率共轭聚合物的合成与彩色聚合物炸药探测器件的制备
（9）.国家自然科学基金项目——基于Gd的水溶性非离子化肿瘤细胞靶向性核磁造影剂的应用基础研究
.4.2发表论文
4.管理与共享平台
4.1校园网络及教学信息化平台（平台水平、主要功能）
从2008年起，在省级实验教学示范中心建设的基础上，我校针对新形势下工科化学实验教学的特点和需要，以我校信息化平台为基础，架构建成了兰考师范学院化工虚拟仿真实验教学中心。
中心现已拥有了一批网络化的实验教学资源管理平台和实验室管理信息平台，积累了丰富的虚拟仿真网络实验教学资源，实现了网上辅助教学和网络化、智能化管理。
目前我院的化工虚拟仿真实验室已初具规模，拥有专门的40台高性能计算机组成的虚拟仿真化工实验室，以及性能良好的服务器集群。
目前，虚拟仿真实验室加强了实验教学信息化平台的建设与利用，经过多年的建设，虚拟仿真实验室依托我院省级重点实验室，针对化工实验中高危险、高污染、学生难以理解的抽象的理论和概念，以及真实化工实验难以开展的实验项目，设计并建设了一系列化工虚拟仿真实验项目，并通过虚拟仿真实验教学平台实现开放共享。
4.2网络管理与安全
虚拟仿真实验教学中心采用专用内部局域网，由光纤连接的4台核心交换机组成信息通信平台，为虚拟仿真实验教学平台的运行提供稳定和高速的数据通信保障。
现有的三个平台均有独立的局域网，采用“专网专用、设备独立”的机制，互不冲突且确保网络安全。
虚拟仿真实验教学中心配备了专门的管理人员，全天候为学生提供开放的学习和研究环境。
学生取得管理员的授权后，可随时进入实验室学习。
5.条件保障
5.1虚拟仿真实验教学中心基础条件（仪器设备配置情况、环境、运行与维护等）
5.1.1.学校提供的网络环境
学校非常重视网络基础设施的建设，2013年投入经费1500万元对校园网进行了大规模的改造扩容建设，搭建了高速、稳定、安全的网络环境，满足全校的教学、科研及管理等工作的实际需求，在省内高校处于领先水平。
5.1.2.虚拟仿真实验教学中心的仪器设备配置情况
多功能虚拟仿真实验教学中心现有实验室面积3000平方米，拥有包括投影仪、演示平台等先进硬件设施，先进东方仿真软件，固定资产投资超过6000万元，具有承担大型科研项目的技术设施和科研条件，为虚拟仿真实验教学中心的建设提供了强有力的软件和硬件支持。
5.1.3.环境与安全
化工虚拟仿真实验教学中心采用内网“专网专用、设备独立”的机制。
为确保实验室整体的安全和有效运行，实验室设置了专人维护、专人值班及设备责任制，维护和责任落实到具体个人，楼层内设有监视摄像头，实时监控和记录实验室内情况。
安全监控系统遍布在中心各楼层走廊、大厅房间及重点部位，实时监控各个点位，重点房间均配有门禁系统，独立网络为实验室的安全保驾护航。
中心对学生工位设备的管理采用“自由管理”和“统一管理”两种模式。
5.2虚拟仿真实验教学中心管理体系（组织保障、制度保障、管理规范等）
化工虚拟仿真实验教学中心由学校教务处、实验室与资产管理处和化学工程与技术学院实行校、院二级管理，由主管副院长协同其间关系。
5.2.1.组织机构
化工虚拟仿真实验教学中心由中心主任负责全面工作，下设教学建设组、运行管理组和技术维护组。
教学建设组。
由承担主干专业课程的专任教师组成，根据学科建设和人才培养的要求，充分利用科研资源和科研成果，采用先进的仿真技术、虚拟现实技术、计算机技术和网络技术，不断补充完善虚拟仿真实验教学内容。
运行管理组。
负责制定虚拟仿真实验教学工作计划，安排、落实本科生、研究生、岗前培训人员的教学和实验工作，组织大学生科技创新活动。
同时，负责制定和落实实验室各项管理制度。
技术维护组。
负责对虚拟仿真实验教学平台的硬件系统和设备进行维修，对软件系统进行升级。
5.2.2.管理制度
在学校政策基础上，明晰实验室各岗位的职责，确保岗位设置“注重实际，科学合理，着眼未来”；严格实行聘任考核，评聘等程序择优聘任实验室人员，鼓励和支持高学历、教学与科研兼有所长的高水平人才充实实验教学队伍，改善教师队伍的学历结构和学术水平；探索固定编制和流动编制相结合的人员管理办法，淡化身份，强化岗位，以岗定酬，做到责权利统一。
建立和落实实验教学质量评价体系，使实验教学质量评价制度化、规范化，切实提高实验教学水平与实验教学质量，充分调动教师、实验技术人员从事实验教学的积极性、创造性。
制定设备运行、维护、更新和管理的相关规定，指导和规范虚拟仿真实验教学中心的日常设备管理。
5.3虚拟仿真实验教学中心经费来源及使用情况
5.3.1.经费来源
虚拟仿真实验教学中心的建设经费来源主要有学校投入和学校自筹两个方面。
学校投入主要包括实验室运行费、设备维修费、设备更新费、实验教学研究立项费、教学改革费、学生科研训练费、实习费。
除此以外，通过向部委申请重点学科建设经费、专项建设经费，用于虚拟仿真实验教学中心的条件建设。
学院自筹经费则来自校企合作项目、科研经费转固的设备等。
自2013年起，三年内学校累计投入350万元用于虚拟实验教学资源建设和学校虚拟化数据中心设备升级。
5.3.2.经费使用规划
在现有虚拟仿真实验教学平台的基础上，结合科研工作的进展，继续开展虚拟仿真实验教学平台的建设，不断丰富、完善实验教学内容，提升虚拟仿真实验教学平台的技术水平。
（1）硬件建设
学校虚拟化数据中心升级：
250万元
仪器设备购置：
100万元
（2）软件建设
软件开发和升级：
110万元
调研与资料费：
10万元
实验教师培养培训：
12万元
教材建设：
5万元
6.学校和教育主管部门意见
学校意见
负责人签字（公章）
年月日
教育主管
部门意见
负责人签字（公章）
年月日
升级会员 