一、簡介
東北學院起源于1906年4月構建的川東師范學堂，創立于2005年7月，由原西北師范學院、西南農業學院合并成立而成，是教育部直屬重點綜合學院，國家“211工程”和“985工程優勢學科創新平臺”建設院校。中學秉持“特立東南，學行天下；含弘中信，繼往開來”的辦學精神和信念，堅持以人才培養為中心，圍繞“注重人格打造，突出綜合培養，加強學術訓練，服務社會民生”的教學理念，不斷加強教學的中心定位。
東北學院化學實驗教學中心為校院共建共管單位，中心經歷了基礎建設階段（2004年曾經）、整合培植階段（2005-2006年）、發展階段（2007年以來）；2004年批準為校級實驗示范中心，2006年被評為廣州市教學示范中心。中心設校長1名，副局長2名，凝聚了18名院士、33名副院長為主體的實驗指導班主任隊伍和實驗技術骨干物理虛擬仿真實驗室廠家，其中博士占整個師資隊伍的70%，班主任學科專業囊括理論化學、計算數學、原子核化學、天文學、磁學、半導體、太陽能電板、有機發光、光學、教學論等各個領域等領域。中心擁有實驗設備2200多臺套，總資產3500余億元；網路服務器1套，模擬估算服務器2套，模擬仿真軟件7套，仿真終端計算機120余臺，累計投資520億元（平臺軟件190萬，平臺硬件330萬），承當有全校24個專業2500人的實驗教學任務。
實驗教學是培養創新人才的關鍵環節，而且個別化學學實驗因為種種條件限制，致使未能真實地在實驗室為中學生開辦，在一定程度上影響了創新人才的培養。例如：化學學科中大量的微觀模型無法進行實驗展示，中學生學習很具象，限制了教學療效和質量；部份實驗需在超高溫、極高真空的極端條件下進行，而現階段實驗的設備不可能達到這樣的條件要求；部份高精尖實驗設備運行成本高、設備貴重、動手機會少，不可能組織大規模的中學生步入實驗室進行實際操作；據悉，受師資及硬件條件的限制，難以開放所有真實實驗儀器來滿足大規模中學生的預習、復習、以及課堂外的個性化培養需求，中學生在課堂外學習時未能對實驗環境構建直觀認識，這種都成為阻礙提高中學生實踐培養質量的困局問題。為解決上述實驗教學中的問題，化學實驗教學中心在2005年就開始嘗試舉辦虛擬仿真實驗教學，在國外率先開辦了“微結構材料設計與物性仿真實驗”和“大學化學虛擬仿真實驗”，把它作為真實實驗的有益補充，并于2011年即將組建了“物理虛擬仿真實驗教學中心”，開始全面面向全校師生服務。
中心秉持“強化基礎、重在素養、虛實為用、實踐創新”的教學理念，依托化學學國家級特色專業、固態化學與物理博士點、物理學一級學科碩士點、以及化學學上海市重點學科的優勢，以“全國一流、西部領先”為建設目標，依照“虛實結合、互為補充、能實不虛”的原則，聚焦于“基礎通識→綜合訓練→專業設計→研究創新”的學院全程培養環節，建立了層次化、模塊化、開放式的創新實驗教學體系，創立了學院化學公共課實驗室、普通化學實驗室、近代化學實驗室、中學數學實驗室、科研訓練實驗室5大類實體實驗室；建立了包含學院化學公共課仿真實驗室、普通化學仿真實驗室、近代化學仿真實驗室、中學數學仿真實驗室、基于平臺的趣味數學實驗室、以及微結構材料設計與物性仿真實驗室等6大類虛擬仿真實驗室。經過多年的建設和發展積累，逐漸產生了中心建設與科研、特色學科發展相長、實驗教學與技能培訓結合、夯實基礎與個性發展并舉的教學特色，成為我校培養創新精神和創新能力的學院生實踐基地。目前，中心所開辦課程幾乎囊括了化學學的主干學科課程，開辦有比較固定的虛擬仿真實驗項目100多個（其中網路可操作項目近50個），可完成簡單科研訓練的綜合設計性項目80余個。
中心與依托于中國科技學院的交大奧銳公司院校實驗事業部、美國國家儀器有限公司(,NI)、北京創騰科技有限公司、北京宏劍公司、北京泰科博思科技有限公司等公司已產生深度的合作關系，先后引進了學院化學仿真實驗平臺軟件、虛擬實驗平臺軟件、以及微結構材料設計與物性仿真軟件6個。中心實驗指導班主任在這種平臺項目軟件的基礎上，結合教學科研經驗和軟件研制企業的技術支持，開發了數十個適用于大專教學的實驗項目，這種具有特殊的實驗項目進一步擴展了平臺資源。虛擬仿真實驗教學中心充分發揮現有資源優勢，積極為高等教育和基礎教育發展服務，并起到良好的示范幅射作用。中心利用于化學學國家特色專業和化學教育學科在基礎教育教學變革方面的影響力，通過高師進修、教育碩士班、中學數學骨干班主任培訓等方式為本地區和偏遠地區院校（非常是師范高校）和基礎教育單位培訓了一批實驗師資，如廣東民族學院、畢節大學、長江師范大學、重慶文理大學、渭南師范大學等高校，受培訓的實驗班主任很快成長為本單位的教學科研骨干。
近些年來，化學虛擬仿真實驗教學中心不斷取得進步，取得各項榮譽，如：數學學專業獲國家級特色專業、中心班主任獲國家級教學成果二等獎1項、國家技術發明獎二等獎1項、重慶市教學成果二等獎1項；建設有國家級精品課程和國家級精品資源共享課程各1門、重慶市精品資源共享課程1門，《物理教育學》教學團隊被評為上海市優秀教學團隊。中心近來三年，出版實驗教材4部、理論課程教材7部、教輔參考書11部，承當了國家級科研項目45項、省局級項目36項，發表教學研究論文48篇，建設各種精品課程8門(國家級2門、重慶市2門)，網上資源共享課程12門，獲得省廳級以上科研獎勵5項，申請專利43項。在ACSNano、Small、PhysRevB、JChemPhys等國外外知名雜志上發表SCI論文300余篇。非常是，實驗班主任借助中心的虛擬仿真實驗軟件發表SCI論文30余篇，并將豐富的科研成果迅速轉化為實驗項目。在科研項目研究的基礎上，建立了微結構材料設計與性能模擬實驗室，為專科中學生開發了80余個虛擬仿真實驗項目。
2009年以來，中心班主任指導化學學專業大專中學生獲得國家級學院生創新項目27項、校級項目38項，發表SCI論文12篇，申請專利17項，獲國家級獎項25項、省級獎項44項。中心充分發揮資源優勢，積極為高等教育和基礎教育發展服務，借助高師進修、國家級和市級化學骨干班主任培訓、教育部普通中學課程變革化學班主任遠程培訓、省市級初小學數學名師工作室中級研修班等方式，為本地區和東部地區院校和基礎教育單位培訓了一大批實驗師資，吸引了諸多院校和學校實驗人員前來考察和視察學習，中心建設獲得全省化學學實驗專家的高度評價，取得的成果和經驗獲得兄弟高校的好評和借鑒。
化學虛擬仿真實驗教學中心將繼續以“學生創新實踐”為根本任務，進一步降低虛擬實驗教學資源，并依托中學數字化校園的網路支撐，面向兄弟高校和社會共享，滿足廣大化學學教育工作者和中學生的急迫需求，培養更多理論與實踐相結合的全面發展人才，促進我國數學學實驗教學變革！
二、中心特色
中心遵循“強化基礎、重在素養、虛實為用、實踐創新”的教學理念和“校企共建共管、教研開發拓展”建設方針，通過加強“一個虛擬平臺、三支實驗隊伍、五類實體實驗”為主體的建設，不斷將科研成果轉化為實驗教學內容，快速高效地建立起了“基礎訓練”、“專業實踐”、“綜合設計”、“創新研究”四層次的仿真實踐訓練體系，產生了以“掌握基本實驗技能→完成創新實驗項目（參與班主任科研項目）→課外科技實踐鍛練→畢業論文設計”為主線的學院全程培養過程，借以讓中學生在學院各階段的學習中都能舉辦實驗操作，通過迸發中學生的求知欲來提升學習興趣，進而提高中學生理論知識和實驗知識的融合貫通，全面提高中學生的實踐能力、創新意識和綜合素養。
中心特色具體彰顯在以下幾個方面：
1．融合科研
在保障驗證性、綜合性和設計性虛擬仿真實驗的基礎上，中心堅持教學與科研相結合，打破教學實驗與科研實驗的壁壘，以科研人員為基礎、科研軟硬件平臺為支撐，開發出88個科研創新性實驗項目，做到教學科研的深度融合。
第一，中心科研團隊人員均參與實驗教學、實驗項目開發、畢業論文指導、學生科技活動指導、學生自主學習指導等，班主任在實驗教學中潛移默化地向中學生滲透科研思想、科研精神、和科研方式，努力培養中學生的創新能力和創新意識。
第二，科研仿真軟硬件平臺支撐實驗教學。中學將科研與教學方面具有共用性的儀器設備集中儲存，統一管理使用，為中學生虛擬仿真教學與科研服務，發揮虛擬仿真資源的效益。諸如：中心借助-、MAPS、MedeA-VASP、-VIEW、、LLG和OOMMF等7大科研仿真軟件，以及學科的高性能集群，完善了適宜專科教學的“虛擬仿真實驗教學平臺”和“微結構材料設計與物性仿真教學平臺”。
第三，快速將高水平科研成果轉化為實驗教學資源。中心聯合相關企業，搭建仿真實驗開發團隊，將班主任科研項目、科研獎項、以及教研論文等研究成果迅速轉化為88個虛擬仿真教學實驗項目（科研成果轉化實驗項目見表7-9）。
2．深入微觀
數學學大量的宏觀實驗現象均來始于微觀，呈現出微觀作用下的宏觀表現，而微觀模型無法進行實驗展示，中學生學習也很具象，很難解決理論模型和宏觀實驗現象的直觀聯系，限制了教學療效和質量，因而中心在平臺建設中非常重視微觀實驗項目的開發和建設。
第一，平臺模塊在計算機虛擬環境下可以從納觀、微觀、介觀、宏觀尺度對材料進行多層次展示，將研究對象從3維體系擴充到2→1→0維的微觀納米體系，如：掃描隧洞顯微鏡、真空鍍膜、納米構象觀測等實驗，解決了數學學高精尖實驗儀器運行成本高、設備貴重動手機會少、制約學生動手實踐的問題。
第二，平臺資源極大減輕了微觀實驗未能真正舉辦的二大限制：數學學微觀領域的實驗教學未能舉辦（如原子基態分布、晶體結構、電子云分布等）、微觀實驗儀器研制困難且實驗現象顯示不直觀的問題。輔助近代化學理論教學而進行的仿真模擬，可以通過圖象、動畫的形式為中學生演示量子力學及材料結構相關的具象理論，引導中學生深入了解物質結構、形成的復雜機制和相關理論性質，鞏固基本知識、重要概念和基本理論，提升中學生的學習積極性，提高靈活運用理論知識的素質。
3．產生系統
第一，中心建立了層次化、模塊化、全流程的“虛實互補”仿真實驗教學體系，產生了培養體系的系統性。建立起了基礎訓練→專業實踐→綜合設計→科研創新“四個層次”的實驗教學體系，覆蓋了人才培養過程的整個流程。第一層次的指出基礎，借助“普通化學實驗仿真模塊”和“大學化學實驗公共課模塊”開展基礎性認知與驗證性模擬仿真實驗，鍛練中學生基本的動手能力，對非數學類中學生借助進行驗證性實驗操作；第二層次重視銜接，借助“近代化學實驗仿真模塊”和“中學數學實驗仿真模塊”開展專業技能訓練，提高專業實踐能力，在向行業特色進行過渡中把握更深層次的理論知識體系；第三層次著眼融合，借助“虛擬實驗平臺”進行綜合設計實驗，培養綜合實踐開發的能力；第四層次旨在跨越，借助“微結構材料設計與物性仿真平臺”開展設計創新性實驗，個性化迸發科研創新的潛能。先進的開放式教學平臺，可以拿來“學”、用來“教”、用來“做”、用來“改”、用來“增”、用來“組”，還可以拿來“研”物理虛擬仿真實驗室廠家，既提升教學質量，又提高中學生的實踐動手能力和創新能力。
第二，虛擬仿真實驗項目和實驗教學內容具有系統性。中心的虛擬仿真實驗項目囊括熱學、熱學、光學、電學、磁學、聲學、核化學學等數學學分支學科最具代表性的基礎性實驗，以及近代化學和科技前沿實驗。
第三，虛擬仿真實驗項目著重微觀和宏觀實驗的對應，產生實驗研究體系的系統性。宏觀實驗現象具有可靠性和普遍性，但是實驗沒有深入到現象的微觀機制中去，因此不能揭示現象和規律的微觀實質。對同一個實驗現象可以從宏觀與微觀兩個不同角度進行研究，找出其內在聯系，因而更加深刻地理解其化學本質。
