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1、微生物学虚拟仿真实验教学模式初构 打开文本图片集 摘 要：随着信息技术的发展，虚拟仿真试验在试验教学中越来越受到欢迎。文章通过对传统微生物学试验教学现状分析，重点阐述了微生物学虚拟仿真试验教学模式的构建理念、拟构建3模块9单元的试验教学内容、虚拟仿真试验教学模式的几点思索。这种虚实结合的试验教学模式，可丰富教学手段，激发学生的学习爱好，在人才适应发展与创新时代有着不行磨灭的作用。 关键词：微生物学；虚拟仿真试验；教学模式；构建 中图分类号：G642 文献标记码：A 文章编号：2096-000X22-0104-03 Abstract： With the development of inform
2、ation technology， virtual simulation experiments are becoming more and more popular in experimental teaching. Based on the analysis of the present situation of traditional microbiology experiment teaching， this paper mainly expounds the construction idea of virtual simulation experiment teaching mod
3、e of microbiology， the experimental teaching content of three modules and nine units， and the thinking of virtual simulation experiment teaching mode. This experimental teaching mode of combining virtual with real can eich teaching means， stimulate students interest in learning， and play an indelibl
4、e role in adapting talents to the era of development and innovation. Keywords： microorganism； virtual simulation experiment； teaching mode； construction 微生物學试验技术是生物学人才必需驾驭的基本技能之一，也是现代生物工程技术的重要基础，因此，微生物学试验课程是高等学校生物学相关专业的重要基础实践课程之一1。目前，在教学与互联网的结合新潮中和互联网+的新时代背景下，互联网在试验教学中扮演着越来越重要的角色。将互联网融入到教学试验中，也是时代的重
5、要课题。国内外多所高校已将虚拟仿真试验平台投入到教学试验中，并见初效。国家教化部也着眼于互联网进课堂的新型教化模式，于2022年做出进一步建设国家级虚拟仿真试验教学中心的部署。因此，微生物学虚拟仿真试验教学模式的构建具有很重要的理论意义和时代意义。 一、虚拟仿真试验平台应用状况 现如今虚拟试验平台技术的发展在教化中被大规模的应用，中国及外国的各位学者都做了很多工作。例如英国牛津高校的化学VL试验室、美国卡内基梅隆高校的 IrYdium试验室、德国Ruhr高校网络虚拟试验室等，他们共同之处在于都是具有可观的交互性和高智能的虚拟环境。中国的许多学校都依据自己的需求建设了虚拟试验室，例如我们可以看到
6、的同济高校、西南交通高校等高校开发的虚拟试验室。还有中国科技高校的物理仿真试验软件等2。截至2022年生物类虚拟仿真试验已开展11所。而从技术层面来看，大致有如下几种技术与仿真试验的一一对应。Flash交互式仿真试验、VRML虚拟现实技术仿真试验、Quicktime VR技术、Java技术仿真试验、Active 技术仿真试验等3。现在资料显示运用Flash和VRML技术的产品占有大多数。这些虚拟试验产品在多个方面意义重大，例如生物医学、电工电子、建筑等。 虚拟仿真试验是网络和计算机技术所支持的虚拟试验的机件上虚拟和重现真的试验步骤和试验内容的一种试验操作，相比于传统试验，其有仿真性、参加性和平
7、安性等特点4，可以解决传统试验中存在的试验时间长、危急系数高、受制于经费和伦理学、流失已久的试验技术、操作困难等难于实现的综合性试验等问题5。虚拟试验相较于传统试验对学生有更加全面的训练，可激发学生爱好、提高学生创新实力。但是，当下虚拟试验平台大部分是学校、探讨所或企业开拓，试验功能较有力度。但是假如用于教化用途或者试验用途，平台的针对性与专项性就不明显，相结合的性能也不完备。也有部分探讨针对课程体系和教化用途做出尝试，但系统仍不够全面。现在学科教学的虚拟平台还没有很好的整合，如学生的情感看法价值观方面的教化以及在虚拟平台中学生的合作方面还有很多问题值得探究。 二、传统微生物试验教学存在的问题
8、 微生物学试验教学是微生物学教学的不行缺少的环节，在微生物课程的理解和应用有着重要的地位。但是现在多数微生物试验课程中只是现实试验室环境中制作常见微生物的装片，在显微镜下视察细菌、真菌、放线菌等装片很难了解微生物的丰富资源。尤其是一些由于环境条件所限制的极端微生物，甲烷古菌、耐酸微生物就是属于此列等，受到试验对象本身的生长周期、培育条件和时间空间等因素所限，许多内容无法绽开试验探讨无法通过试验室模拟进行4；再者，探讨致病菌的平安性问题也不同忽视，这一类试验操作都有较高的要求，一般微生物试验中，涉及到此类菌株的教学均为理论，还未有条件绽开实际操作；另外，还有一部分综合设计性试验须要各学科试验设备
9、的共同完成，如有些微生物生长条件特别，会受到生长周期和环境的影响，学生没有足够的试验条件无法进行试验。无法提高学生的实践实力，对于分析及解决问题的实力也有所影响。这些导致不能满意学生驾驭新技术、学习新方法的要求，极大的影响了学生的学习爱好，动手实力，也影响了学生对科学本质的探究欲望。 三、虚拟仿真试验教学模式的构建理念 建设好的虚拟仿真试验平台的前提是对平台的远瞻性以及对它的定位。微生物学虚拟仿真试验的建设指导思想：“合理规划、重点突出、资源共享、提高效益、持续发展”3，提高、巩固与发展试验详细操作条件是建设的根本目的。在试验教学中大力进行改革，使试验手段与教学手段都有所创新，将实际教学条件与
10、虚拟试验平台结合。培育微生物学科中的高精尖人才。以基本学问为前提以仿真试验平台为教学手段，采纳虚实结合的教学模式，真实的突出微生物学的学科特点。以实际试验无法绽开的试验为基本内容，开展前沿试验内容的学习。虚拟仿真试验平台是在以网络为基础、虚拟试验教学资源为内容、平台程序为载体，网络资源真正达到共享。是学生随时随地在线学习，自主支配试验、自主完成试验课程6，这既提高老师的教学效率，也使学生的学习效率提高。互联网推动了老师教学也推动了学生的学习实力的提高，体现了实体试验在提高学生实践创新实力方面的核心作用7。 四、虚拟仿真试验教学模式拟构建内容 为了使传统教学更好地发展，正值我校教学改革全面深化、
11、校优质课程“微生物学”的全面建设和发展的时候，我们拟应用微生物学虚拟仿真试验教学平台，形成相识、培育和应用3个模块、涵盖9个主题的较为完善的试验教学新体系，既体现了内容的按部就班性、完整性，又使多学科得以融合和交叉8。本系统将为我校食品与生命科学各专业学生学习“微生物学”课程的重要学习平台。微生物学虚拟仿真试验教学模式的构建方案如图1所示。 微生物学的相识模块 微生物学相识模块的虚拟仿真试验将建立常见微生物、极端微生物、病原微生物等的数字切片系统，将利用该中心的显微数码互动试验室，结合限制与扫描软件，把重要资源微生物的代表种类生成全视野的数字化切片库。这些虚拟数字切片系统可以为学生供应视察微生
12、物大小、形态、运动特质等，还能测量微生物大小、模拟染色过程、添加阅读标签等操作，更重要的是学生还可以自己添加数字切片，进行网上小组会议探讨等活动，通过虚拟在线三维外观形态特征，并借助储存的微生物分类材料可以更全面的了解微生物的种类以及他们各自的形态特点；学生可以更深刻的理解和驾驭基础学问，提高学生的学习理解实力。为学生深化进行微生物探讨打下基础。 微生物学的培育模块 微生物培育模块拟进行微生物生长规律的虚拟仿真试验，详细包括绘制生长曲线、发酵条件优化和诱变育种等试验的虚拟仿真操作系统，用计算机模拟微生物生长，学生可以真实的望见微生物生长的每个阶段，提高实体视察效果；该仿真系统中具有特别鲜活的模
13、拟现场，具有精细的单元流程，包括对菌种呈现出其重要内容，灭菌步骤、培育基的配制、无菌操作、菌落总数的测定、诱变选择、突变株遗传稳定性检测等，学生可以自己设定试验条件如温度、PH等，在这些条件下学生可以通过变更它们来视察试验结果的不同，不仅快速且精确。 微生物的应用模块 微生物学分为微生物学基础和微生物学应用两大板块，在微生物应用这一方向上我们也要努力结合实际。结合各方农业、畜牧业、污水处理等相关方向的科研成果，将引进产淀粉酶菌的发酵调控、白酒大曲中功能微生物筛选、生物膜法污水处理工艺等应用微生物学仿真试验教学模块。这些模块仿照真实的试验环境，将虚拟与试验完备的结合起来，在虚拟仿真试验平台下进行
14、操作，设计试验方案，进行试验步骤的演练。通过模拟试验能使学生更精确的完成试验并得到结果，避开了因试验操作生疏使试验失败。更好地分析试验结果且能培育学生得出结论的实力，诱导其创建性思维这样可以弥补因场地、课时、师资等条件限制，突破传统教学手段，推动微生物学试验教学的改革。 另外，虚拟仿真试验平台可用来担当平安性低但必须要开展的试验。例如在运用灭菌锅的时候须要特别当心，当时次运用可能会因操作不当造成平安隐患。学生可先通过虚拟仿真试验平台进行操作，预习怎样平安运用试验设备，进行操作训练以避开发生不必要的问题。培育学生的平安意识。且在危急药剂的处理过程中也有平安隐患，如药品处理不当也会引起可以通过虚拟
15、仿真试验来进行预操作，还可以通过平台来模拟发生试验事故时该如何处理，提高学生的突发事故处理实力以及在实际试验中防范的实力6。 五、虚拟仿真试验教学模式的几点思索 虚拟仿真试验平台作为一种新生事物，新技术的发展和应用给教化界带来的主动推动作用是毋庸置疑的，虚拟试验环境的真实和试验对象的真实是对因各种条件不足而无法进行的实体试验的有效补充。可以弥补实体试验的一些如空间局限，成本高，环境污染等造成的问题。且学生可以依据自己的时间和爱好敏捷支配试验活动。可以培育学生自身的实践创新实力，引导学生自主试验，探究科学。因此，虚拟仿真试验平台可以改善学生对上课的主动性，很大程度上提高了发学生的吸取学问的实力。
16、但虚拟试验会在与现实试验操作中有肯定的差异。假如要合理有效运用虚拟仿真试验平台还须要思索以下几点： 关于虚拟仿真试验教学模式的关键点 就虚拟试验来说，它的重点更加偏向于学生对概念的理解、对原理的驾驭、以及分析解决问题。而对规范技能的要求则不那么突出。从建构主义理论的角度来看，更加重视学生主动参加，强调学生的动手实力，使学生学会将学问与已有学问联系起来，构建一个新的学问网络，更好地内化学问，从而更深刻的理解与驾驭。故而平台的构建更加侧重于内容的系统性和全面性。老师也要定期的维护平台，以及实时更新平台内容。学生更是平台的主要成员，要学会知識与实际相结合，将操作的东西变为自己的。 关于虚拟仿真平台的
17、管理和评价系统 虚拟仿真平台的管理是特别重要的内容，严格科学有效的管理制度不仅可以建设文明的试验环境，也可以提高试验效率。因此，制度建设须要从各个方面进行建立。老师通过中心进行难点答疑和试验结果批阅，学生可以通过虚拟试验中心沟通心得体会，并要求答疑和批阅制度化10。 虚拟仿真平台真正运行后，评价方式分为系统评价、老师评价和学生互评。系统评价包括试验报告系统、 作业系统、在线考试、在线论坛等9。老师就评价标准给出评价看法。学生依据上课内容写出实时课堂报告，报告包括预习报告、课后作业两部分。老师运用教学评价系统查看报告和赐予评价。在一个课程完成时，系统会依据课程内容给出一套教学试卷，学生须要登陆系
18、统完成考试并由老师给出分数。系统会按比例给出最终分数作为学生的综合考核。 基于虚拟仿真试验教学的老师团队的建设 虚拟仿真试验平台加入后，不再是单一的课件教学或者小组探讨。加入网络技术的课堂须要更高技术的专业老师团队，才能让虚拟仿真试验平台发挥最大的作用。老师在运用虚拟仿真试验平台时要进行专业技术的培训。整合校内校外的优秀试验资源和老师资源，增加老师的试验操作水平。老师的高试验操作水平是虚拟仿真试验教学平台的基础。学科带头老师常在各教学组绽开学术探讨，邀请校内外的知名专家开设学术讲座，带动整个老师队伍的学术水平。也可进行老师嘉奖机制，開设试验室专职老师岗位，进行岗前培训，针对上岗。也可将教学与科
19、研相结合，用虚拟仿真试验平台与科研挂钩，激励更多人群加入到平台建设中来。 六、结束语 信息技术是现代信息发展的主流，新一代技术的快速发展也促进了教化的发展，随着虚拟仿真试验教学平台的兴起，将来教室也渐渐进入到人们的视野，这种融合创新教化、先进的科学技术，注意高度的交互性、开放性、启发性和自然、敏捷、平安、高效的人性化设计，进而为学生的学习、试验供应良好的环境。总之，信息技术的发展丰富了教学体系的资源，试验室技术的发展更是给试验技术带来了革新。虚拟仿真试验教学平台的建设突破了时间、地域、温度等限制，极大程度的让学生有足够的试验条件，教学及试验重点从老师为主体转换成学生为主体，其作为理论课程的补充
20、，在实践教学中有着显著优势和良好的应用前景。 参考文献： 1戴亦军，何伟，袁生，等.模块化微生物学试验课教学体系的探究与实践J.微生物学通报，2022，42：1809-1816. 2黄慕雄.高校教学型虚拟试验室建设的现状与建议J.电化教化探讨，2022. 3王甜，王茂林，林宏辉.生物类虚拟仿真试验教学中心建设中的问题与对策J.试验室探讨与探究，2022，36：153-156，163. 4张焕玲，李周岐，康永祥，等.国家级森林生物学虚拟仿真试验教学中心建设J.试验室探讨与探究，2022，36：152-155. 5刘克敏，孙艺平，戴淑芳，等.基础医学虚拟仿真试验教学中心的建设与实践J.试验技术与管
21、理，2022，34：221-224. 6李兵，王玉凤，贺占魁，等.生物学虚拟仿真试验教学资源建设J.试验技术与管理，2022，33：173-173，176. 7刘亚丰，余龙江.虚拟仿真试验教学中心建设理念及发展模式探究J.试验技术与管理，2022，33：108-110，114. 8钱猛，崔瑾，成丹，等.南京农业高校微生物学虚拟仿真试验教学模式的探究J.微生物学通报，2022，43：861-866. 9张学军，唐久磊，魏江明.基于Flash3D的中学化学虚拟试验平台的设计与实现J.电化教化探讨，2022，35：79-84. 10武一，周亚同，张雯，等.通信工程虚拟仿真试验教学中心构建及管理J.试验技术与管理，2022，34：218-222. 第12页 共12页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页