一、简介
东北学院起源于1906年4月构建的川东师范学堂，创立于2005年7月，由原西北师范学院、西南农业学院合并成立而成，是教育部直属重点综合学院，国家“211工程”和“985工程优势学科创新平台”建设院校。中学秉持“特立东南，学行天下；含弘中信，继往开来”的办学精神和信念，坚持以人才培养为中心，围绕“注重人格打造，突出综合培养，加强学术训练，服务社会民生”的教学理念，不断加强教学的中心定位。
东北学院化学实验教学中心为校院共建共管单位，中心经历了基础建设阶段（2004年曾经）、整合培植阶段（2005-2006年）、发展阶段（2007年以来）；2004年批准为校级实验示范中心，2006年被评为广州市教学示范中心。中心设校长1名，副局长2名，凝聚了18名院士、33名副院长为主体的实验指导班主任队伍和实验技术骨干物理虚拟仿真实验室厂家，其中博士占整个师资队伍的70%，班主任学科专业囊括理论化学、计算数学、原子核化学、天文学、磁学、半导体、太阳能电板、有机发光、光学、教学论等各个领域等领域。中心拥有实验设备2200多台套，总资产3500余亿元；网路服务器1套，模拟估算服务器2套，模拟仿真软件7套，仿真终端计算机120余台，累计投资520亿元（平台软件190万，平台硬件330万），承当有全校24个专业2500人的实验教学任务。
实验教学是培养创新人才的关键环节，而且个别化学学实验因为种种条件限制，致使未能真实地在实验室为中学生开办，在一定程度上影响了创新人才的培养。例如：化学学科中大量的微观模型无法进行实验展示，中学生学习很具象，限制了教学疗效和质量；部份实验需在超高温、极高真空的极端条件下进行，而现阶段实验的设备不可能达到这样的条件要求；部份高精尖实验设备运行成本高、设备贵重、动手机会少，不可能组织大规模的中学生步入实验室进行实际操作；据悉，受师资及硬件条件的限制，难以开放所有真实实验仪器来满足大规模中学生的预习、复习、以及课堂外的个性化培养需求，中学生在课堂外学习时未能对实验环境构建直观认识，这种都成为阻碍提高中学生实践培养质量的困局问题。为解决上述实验教学中的问题，化学实验教学中心在2005年就开始尝试举办虚拟仿真实验教学，在国外率先开办了“微结构材料设计与物性仿真实验”和“大学化学虚拟仿真实验”，把它作为真实实验的有益补充，并于2011年即将组建了“物理虚拟仿真实验教学中心”，开始全面面向全校师生服务。
中心秉持“强化基础、重在素养、虚实为用、实践创新”的教学理念，依托化学学国家级特色专业、固态化学与物理博士点、物理学一级学科硕士点、以及化学学上海市重点学科的优势，以“全国一流、西部领先”为建设目标，依照“虚实结合、互为补充、能实不虚”的原则，聚焦于“基础通识→综合训练→专业设计→研究创新”的学院全程培养环节，建立了层次化、模块化、开放式的创新实验教学体系，创立了学院化学公共课实验室、普通化学实验室、近代化学实验室、中学数学实验室、科研训练实验室5大类实体实验室；建立了包含学院化学公共课仿真实验室、普通化学仿真实验室、近代化学仿真实验室、中学数学仿真实验室、基于平台的趣味数学实验室、以及微结构材料设计与物性仿真实验室等6大类虚拟仿真实验室。经过多年的建设和发展积累，逐渐产生了中心建设与科研、特色学科发展相长、实验教学与技能培训结合、夯实基础与个性发展并举的教学特色，成为我校培养创新精神和创新能力的学院生实践基地。目前，中心所开办课程几乎囊括了化学学的主干学科课程，开办有比较固定的虚拟仿真实验项目100多个（其中网路可操作项目近50个），可完成简单科研训练的综合设计性项目80余个。
中心与依托于中国科技学院的交大奥锐公司院校实验事业部、美国国家仪器有限公司(,NI)、北京创腾科技有限公司、北京宏剑公司、北京泰科博思科技有限公司等公司已产生深度的合作关系，先后引进了学院化学仿真实验平台软件、虚拟实验平台软件、以及微结构材料设计与物性仿真软件6个。中心实验指导班主任在这种平台项目软件的基础上，结合教学科研经验和软件研制企业的技术支持，开发了数十个适用于大专教学的实验项目，这种具有特殊的实验项目进一步扩展了平台资源。虚拟仿真实验教学中心充分发挥现有资源优势，积极为高等教育和基础教育发展服务，并起到良好的示范幅射作用。中心利用于化学学国家特色专业和化学教育学科在基础教育教学变革方面的影响力，通过高师进修、教育硕士班、中学数学骨干班主任培训等方式为本地区和偏远地区院校（非常是师范高校）和基础教育单位培训了一批实验师资，如广东民族学院、毕节大学、长江师范大学、重庆文理大学、渭南师范大学等高校，受培训的实验班主任很快成长为本单位的教学科研骨干。
近些年来，化学虚拟仿真实验教学中心不断取得进步，取得各项荣誉，如：数学学专业获国家级特色专业、中心班主任获国家级教学成果二等奖1项、国家技术发明奖二等奖1项、重庆市教学成果二等奖1项；建设有国家级精品课程和国家级精品资源共享课程各1门、重庆市精品资源共享课程1门，《物理教育学》教学团队被评为上海市优秀教学团队。中心近来三年，出版实验教材4部、理论课程教材7部、教辅参考书11部，承当了国家级科研项目45项、省局级项目36项，发表教学研究论文48篇，建设各种精品课程8门(国家级2门、重庆市2门)，网上资源共享课程12门，获得省厅级以上科研奖励5项，申请专利43项。在ACSNano、Small、PhysRevB、JChemPhys等国外外知名杂志上发表SCI论文300余篇。非常是，实验班主任借助中心的虚拟仿真实验软件发表SCI论文30余篇，并将丰富的科研成果迅速转化为实验项目。在科研项目研究的基础上，建立了微结构材料设计与性能模拟实验室，为专科中学生开发了80余个虚拟仿真实验项目。
2009年以来，中心班主任指导化学学专业大专中学生获得国家级学院生创新项目27项、校级项目38项，发表SCI论文12篇，申请专利17项，获国家级奖项25项、省级奖项44项。中心充分发挥资源优势，积极为高等教育和基础教育发展服务，借助高师进修、国家级和市级化学骨干班主任培训、教育部普通中学课程变革化学班主任远程培训、省市级初小学数学名师工作室中级研修班等方式，为本地区和东部地区院校和基础教育单位培训了一大批实验师资，吸引了诸多院校和学校实验人员前来考察和视察学习，中心建设获得全省化学学实验专家的高度评价，取得的成果和经验获得兄弟高校的好评和借鉴。
化学虚拟仿真实验教学中心将继续以“学生创新实践”为根本任务，进一步降低虚拟实验教学资源，并依托中学数字化校园的网路支撑，面向兄弟高校和社会共享，满足广大化学学教育工作者和中学生的急迫需求，培养更多理论与实践相结合的全面发展人才，促进我国数学学实验教学变革！
二、中心特色
中心遵循“强化基础、重在素养、虚实为用、实践创新”的教学理念和“校企共建共管、教研开发拓展”建设方针，通过加强“一个虚拟平台、三支实验队伍、五类实体实验”为主体的建设，不断将科研成果转化为实验教学内容，快速高效地建立起了“基础训练”、“专业实践”、“综合设计”、“创新研究”四层次的仿真实践训练体系，产生了以“掌握基本实验技能→完成创新实验项目（参与班主任科研项目）→课外科技实践锻练→毕业论文设计”为主线的学院全程培养过程，借以让中学生在学院各阶段的学习中都能举办实验操作，通过迸发中学生的求知欲来提升学习兴趣，进而提高中学生理论知识和实验知识的融合贯通，全面提高中学生的实践能力、创新意识和综合素养。
中心特色具体彰显在以下几个方面：
1．融合科研
在保障验证性、综合性和设计性虚拟仿真实验的基础上，中心坚持教学与科研相结合，打破教学实验与科研实验的壁垒，以科研人员为基础、科研软硬件平台为支撑，开发出88个科研创新性实验项目，做到教学科研的深度融合。
第一，中心科研团队人员均参与实验教学、实验项目开发、毕业论文指导、学生科技活动指导、学生自主学习指导等，班主任在实验教学中潜移默化地向中学生渗透科研思想、科研精神、和科研方式，努力培养中学生的创新能力和创新意识。
第二，科研仿真软硬件平台支撑实验教学。中学将科研与教学方面具有共用性的仪器设备集中储存，统一管理使用，为中学生虚拟仿真教学与科研服务，发挥虚拟仿真资源的效益。诸如：中心借助-、MAPS、MedeA-VASP、-VIEW、、LLG和OOMMF等7大科研仿真软件，以及学科的高性能集群，完善了适宜专科教学的“虚拟仿真实验教学平台”和“微结构材料设计与物性仿真教学平台”。
第三，快速将高水平科研成果转化为实验教学资源。中心联合相关企业，搭建仿真实验开发团队，将班主任科研项目、科研奖项、以及教研论文等研究成果迅速转化为88个虚拟仿真教学实验项目（科研成果转化实验项目见表7-9）。
2．深入微观
数学学大量的宏观实验现象均来始于微观，呈现出微观作用下的宏观表现，而微观模型无法进行实验展示，中学生学习也很具象，很难解决理论模型和宏观实验现象的直观联系，限制了教学疗效和质量，因而中心在平台建设中非常重视微观实验项目的开发和建设。
第一，平台模块在计算机虚拟环境下可以从纳观、微观、介观、宏观尺度对材料进行多层次展示，将研究对象从3维体系扩充到2→1→0维的微观纳米体系，如：扫描隧洞显微镜、真空镀膜、纳米构象观测等实验，解决了数学学高精尖实验仪器运行成本高、设备贵重动手机会少、制约学生动手实践的问题。
第二，平台资源极大减轻了微观实验未能真正举办的二大限制：数学学微观领域的实验教学未能举办（如原子基态分布、晶体结构、电子云分布等）、微观实验仪器研制困难且实验现象显示不直观的问题。辅助近代化学理论教学而进行的仿真模拟，可以通过图象、动画的形式为中学生演示量子力学及材料结构相关的具象理论，引导中学生深入了解物质结构、形成的复杂机制和相关理论性质，巩固基本知识、重要概念和基本理论，提升中学生的学习积极性，提高灵活运用理论知识的素质。
3．产生系统
第一，中心建立了层次化、模块化、全流程的“虚实互补”仿真实验教学体系，产生了培养体系的系统性。建立起了基础训练→专业实践→综合设计→科研创新“四个层次”的实验教学体系，覆盖了人才培养过程的整个流程。第一层次的指出基础，借助“普通化学实验仿真模块”和“大学化学实验公共课模块”开展基础性认知与验证性模拟仿真实验，锻练中学生基本的动手能力，对非数学类中学生借助进行验证性实验操作；第二层次重视衔接，借助“近代化学实验仿真模块”和“中学数学实验仿真模块”开展专业技能训练，提高专业实践能力，在向行业特色进行过渡中把握更深层次的理论知识体系；第三层次着眼融合，借助“虚拟实验平台”进行综合设计实验，培养综合实践开发的能力；第四层次旨在跨越，借助“微结构材料设计与物性仿真平台”开展设计创新性实验，个性化迸发科研创新的潜能。先进的开放式教学平台，可以拿来“学”、用来“教”、用来“做”、用来“改”、用来“增”、用来“组”，还可以拿来“研”物理虚拟仿真实验室厂家，既提升教学质量，又提高中学生的实践动手能力和创新能力。
第二，虚拟仿真实验项目和实验教学内容具有系统性。中心的虚拟仿真实验项目囊括热学、热学、光学、电学、磁学、声学、核化学学等数学学分支学科最具代表性的基础性实验，以及近代化学和科技前沿实验。
第三，虚拟仿真实验项目着重微观和宏观实验的对应，产生实验研究体系的系统性。宏观实验现象具有可靠性和普遍性，但是实验没有深入到现象的微观机制中去，因此不能揭示现象和规律的微观实质。对同一个实验现象可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，因而更加深刻地理解其化学本质。
