虚拟仿真实验教学系统在生理学实验教学中的应用研究

韩 婷 李文睿 蔡新健

（广州南方学院，广东 广州 510970）

1 虚拟仿真实验教学系统的概念

虚拟仿真实验教学系统的核心是计算机仿真性，利用计算机模拟的方式，对现实实验的各个步骤进行模拟，学生在计算机上操作，从而减少实验成本，让学生更好地理解生理学实验。虚拟仿真实验教学系统具有很高的仿真性，能够让学生在最接近于真实的情境下模拟实验，得到了越来越广泛的应用。

2 虚拟仿真实验教学系统应用到生理学实验教学中的重要性

2.1 节约实验成本并提升实验效率

虚拟仿真实验教学系统将生理学实验真正解放出来，不需要学生再去实验室进行实验，学生可以使用计算机来进行虚拟实验，不再需要用到真实的动物、器材以及药品，这样就可以大大地节约实验成本。如果采用真实的实验，那么一旦失败，所投入的各种器材以及物品都将被浪费，但是如果选用虚拟仿真实验教学，如果实验失败，可以重新开始进行一轮新的实验，不用对真实的物资进行浪费。从这个角度出发，也是可以节约实验成本的。同时，利用计算机来进行虚拟仿真实验，学生在课前课后也可以找到虚拟实验教室进行实验，这样就能对内容有所预习和巩固，从而提升实验效率[2]。

2.2 优化生理学实验教学的资源

在传统的生理学实验教学课堂中，往往是采用教师先进行实验，接着学生模仿教师的步骤进行实验。这种模式存在很大的弊端。首先，课堂中人数众多，教师很难做到兼顾所有学生，这就会导致有些学生操作失误，而教师也没有及时看到并指正，对学生的实验效果来说是存在一个非常严重的打击的。同时，如果教师先进行实验，在这节课堂中，留给学生实验的时间就会很少，如此对学生真正理解实验是十分不利的。采用虚拟仿真实验教学系统，就可以有效地对实验资源进行优化。教师可以更有效地配置资源，兼顾到每一个学生，当学生在电脑上出现操作失误的情况时，教师也可以及时发现并指正，真正让每一个学生都真正理解实验的内涵，促进他们的学习[1]。

2.3 提高学生的学习兴趣

现在的虚拟仿真实验教学系统一般包含实验原理、实验目的、实验视频，学生可以在计算机进行生理学实验的学习，观看视频，然后根据视频内容进行学习，他们可以选择预习，也可以在上完课之后复习巩固。同时，虚拟仿真实验的实验视频设计往往更加生动形象，一般会通过动画的形式来讲解，这种形式相对于传统教学，更加有趣，也更加能够增加学生学习的兴趣。

2.4 促进培养学生的自主学习能力

大学不同于初中高中，学生会拥有更多的自主学习的时间，除了上课，其余的时间都是由学生自主支配。如果大学生自主学习能力不高，不会利用课余时间学习，提升自身的知识和能力，那么是非常不利于大学生提高自己的。在传统的课堂上，学生在跟着教师进行一次实验后，后续的各项事宜都是需要学生自己学习的，学生如果仍对实验存疑，也不能再次进行实验予以确认。但是通过虚拟仿真实验的方式，在课堂上学生就拥有更多的自主权，学生还可以在课后利用课余时间，自主选择时间前往实验室，利用计算机进行实验，还可以自主选择想要再次尝试的实验，再次巩固自身的知识，提高能力。

3 促进虚拟仿真实验教学系统更好地运用的策略

3.1 虚拟仿真实验教学系统的设计需要更加系统

首先，实验的教学视频是应该循序渐进的。从实验目的开始，到实验各项步骤的讲解，都必须要严格按照规定来，一步一步地进行讲解，每一个小步骤都要讲解到位，让学生能够更好地理解。同时，实验教学系统也不应该仅仅介绍实验的各项步骤，而对涉及的知识也要进行讲解，在介绍实验步骤的时候，可以同时对生理学知识进行说明，从而加深学生对知识的理解。虚拟仿真实验教学系统的设计是需要设计人员投入一定时间精力的，尽量要确保设计出来的系统是符合学生学习要求的，也是容易让学生理解的。

3.2 教师要提高对虚拟仿真实验教学系统的认识

在大学的生理学实验教学中，教师往往都是比较年长的，虽然教学经验丰富，但是也容易更喜欢传统的教学方法，可能不太愿意接受虚拟仿真实验教学系统。因此，必须要提高这些教师对虚拟仿真实验教学系统的认识，并且也可以对教师安排一定的培训，让他们知道如何利用虚拟仿真实验教学系统提高学生的学习效率，促进学生对生理学的学习。教师也可以多尝试虚拟仿真实验教学，利用计算机来进行生理实验，寻找虚拟仿真教学实验中存在的不足，可以用传统教学中的优势予以弥补。同时，教室可以通过虚拟仿真实验来模拟教学，因为虚拟仿真实验教学毕竟在生理学教学中还处在一个发展的趋势，仍旧需要不断探索研究，发现其中的不足，弥补其中的缺陷，并且要让优势发挥到最大。教师也可以不断进行虚拟仿真实验，不断研究，找到最合适的教学方式，也能提高学生的学习效果[3]。

3.3 在虚拟仿真实验教学系统的选择上投入更多精力

如果要将虚拟仿真实验教学系统应用到生理学实验教学中，虚拟仿真实验教学系统的质量就是影响教学效果的一个至关重要的因素。虚拟仿真实验教学系统的质量提高了，更符合学生的实验教学需要了，那么自然可以促进实验效果的提升。而如果虚拟仿真实验教学系统设计存在很多问题，不够完善，那么学生的学习效果自然是大打折扣的。对于现在很多高校来说，大部分还是选择引入虚拟仿真实验教学系统的方式，因此就需要教师在选择系统上多下一些功夫。教师可以根据本校学生的质量和水平，结合生理实验教学的目标和难度，选择合适的虚拟仿真实验教学系统，让所选择的虚拟仿真实验教学系统更契合本校学生的学习状况，那么自然可以提高学生的生理学习效果。

4 结语

综上所述，将虚拟仿真实验教学系统运用到生理学实验教学中，对学生是至关重要的，也有很大的正向影响因素。运用虚拟仿真实验教学系统可以节约实验成本，教师也能够同时顾及多位学生，从而提升学生的实验效率。还可以优化生理学实验教学的资源，促进教学资源的合理运用，同时，运用计算机来进行实验的方式还可以提高学生的学习兴趣，让他们对实验产生兴趣，从而更加积极地参与实验。在提升积极性的同时，还可以促进学生培养自身的自主学习能力，学生可以自主选择实验的时间，提升自身的能力。首先，虚拟仿真实验教学系统的设计需要更加系统，如果学校选择自己设计虚拟仿真实验教学系统，那么就需要综合系统的各个方面。其次，教师也要提高对虚拟仿真实验教学系统的认识，不可排斥，要积极地应用。最后，学校在虚拟仿真实验教学系统的选择上，也应该投入更多的精力，选择适合本校学生发展的系统，促进本校学生的学习。