虚拟仿真实验在高等院校生物化学实验教学中应用模式探索

朱迪夫

【摘 要】在高等院校生物化学实验教学中，由于信息技术的发展运用，虚拟仿真成为主要的实验方式，相比传统实验教学更符合现代高等教育需求，在教学过程中可以实现自主探究、资源共享，为学生创造了开放性教学平台。虚拟仿真实验主要依靠信息技术、多媒体、数据库等，构建高度仿真实验环境，并且不会受到时间、空间的限制，因此被广泛应用在生物化学实验教学中。为了能够进一步完善应用模式，教师必须分析教学中的问题，结合教学经验进行优化改进。本文会对虚拟仿真实验在高等院校生物化学实验教学中应用模式展开探索，推动虚拟仿真实验技术的稳定发展。

【关键词】虚拟仿真;高等院校;生物化学;实验教学

引言：

近些年科学不断发展进步，越来越多新的技术应用在教育工作中，虚拟仿真实验就是其中之一，打破传统实验教学中的限制，大大提高了高等院校生物化学实验教学效率。以往实验教学动态过程很难实时观察，因此在教学过程中很多知识不能详细展示，而虚拟仿真实验的应用，彻底解决了这个问题，促使高等院校生物化学实验教学更加全面。目前很多高等院校已经把虚拟仿真实验，融入到传统实验教学，并且取得了良好的成果，促使高等教育实验教学不受限制，利用虚拟结合随时随地进行实验学习，帮助学生打下扎实基础。

一、虚拟仿真实验概念特点

虚拟仿真实验主要由计算机技术实现，因此也可以说虚拟仿真实验，就是利用计算机、信息网络构建的实验环境，学生可以通过鼠标键盘等设备，展开实验对象、实验过程的模拟，所以需要教师精心设计，能够充分体现出实验原理。相比传统的生物化学实验教学，虚拟仿真实验教学具有多媒体、人机交互的特点，能够高度模仿实验环境与实验对象，学生在计算机上通过真实的人机交互完成实验，从而达到实验教学需求。虚拟仿真实验的数据运算能力非常突出，这也是传统实验教学所不具备的优势，学生可以从虚拟仿真实验的过程中，了解相关知识的原理、实验步骤以及方法，促使学生更好的熟悉知识内容，把理论与实践相结合。另外在虚拟仿真实验过程中，学生可以独立思考、分析、解决问题，在一定程度上培养了学生的综合能力，不过需要注意需與现实操作要相互结合、补充，这样才能有效的服务于教学。

二、虚拟仿真实验在高等院校生物化学实验教学中的应用模式

1.生物化学实验模块

对于虚拟仿真实验来说，在应用模式上首先要开发生物化学实验模块，例如比较常见的生物化学实验内容，细胞核的分离纯化、DNA提取等，实验过程包括目的、原理、步骤以及注意事项。学生在进入虚拟仿真实验界面后，可以按照操作提示开展实验，并移动工具如试剂调配、样品添加等。通过虚拟化实验平台的构建，学生能够进一步了解基础理论，同时增强自身的实践能力，其中很多污染、经费高的实验，都能利用该方法教学，提高学生知识储备的同时节约成本投入。

2.三维数字模型开发

三维数字模型主要保证视觉上的真实性，包括虚拟实验环境的协调性，比如虚拟模型的尺寸比例、外观等，可以利用VRML、Virtools等三维建模见软进行设计。在设计过程中需要注意三维模型必须减少面数，删除冗余的点面，对于同等模型可以降低设计复杂度。除此之外三维模型的编辑材质、场景灯光等，都是比较重要的因素，最后进行模型技术渲染，从而达到虚拟仿真实验效果。

3.虚拟仿真实验软件

在虚拟仿真实验软件方面，应该充分采取教师的建议，同时要注意学生的兴趣，作为教学对象学生的兴趣往往会影响最终效果。高等院校教师可以与企业进行联合，共同开发虚拟仿真软件，同时把设计好的软件提供给学生，进行简单的测试并改进，这样才能满足学生的需求，并在资源、操作上吸引学生。除了通用的虚拟仿真实验软件外，还可以设计出独特的仿真课程，以此来加深学生的学习体验，为学生创造良好学习条件。

三、虚拟仿真实验在高等院校生物化学课堂中的实际运用

传统的高等院校生物化学实验，大多由教师进行实验讲解，而学生找本操作，并没有发挥出学生的积极性，由于生物化学实验内容较为抽象，所以需要教师改变传统的教学方法，能够促使实验内容具象化、直观化。随着虚拟仿真实验的应用，教学过程会更加丰富，并运用更多网络资源，在教学前可以为学生提供虚拟仿真实验网址，让学生自主研究学习。实验教学过程中，也可以让学生根据相关操作进行实验环节，课后也可以利用虚拟仿真实验技术复习巩固，最终取得良好的教学效果。

结束语

虚拟仿真实验是重要的辅助教学技术，能够充分强化高等院校生物课堂，应用过程中也能增加实验教学的趣味性，丰富实验教学的方法与模式，进一步提高教学效率。目前来看虚拟仿真实验可以代替传统教学方法，具有良好的教育发展趋势，不过在运用虚拟仿真实验时，需要注意精心设计教学模式，根据当下的教育理念，把虚拟仿真实验融入到生物化学教学中，从而促进学生全面发展。除此之外高等院校应加快信息化建设，不断完善虚拟仿真实验设备，确保能够满足生物化学实验教学需求。

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（作者单位：长春中医药大学）