虚拟仿真实验室在微生物学实验教学中的应用.docx

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1、虚拟仿真实验室在微生物学实验教学中的应用 摘要 虚拟仿真技术是用计算机系统仿照真实系统的技术，它充分利用仿真技术、多媒体技术、立体显示技术、信息技术等现代技术，为大众供应一个可以与虚拟世界交互的三维空间。虚拟仿真试验室的建立能够利用开放性的信息环境开展一系列的教学工作。介绍了微生物学的学科定位以及虚拟仿真试验室的技术优势，阐述了传统微生物试验教学在表现内容、学问反馈、试验操作、平安意识等方面的局限性以及虚拟仿真试验室在微生物学教学中的应用特点。 关键词 虚拟仿真技术;虚拟仿真试验室;微生物学 中图分类号 S-01文献标识码 A 文章编号 0517-661113-0273-02 doi：10.3

2、969/j.issn.0517-6611.2022.13.081 开放科学标识码： Application of Virtual Simulation Laboratory in the Experimental Teaching of Microbiology Abstract Virtual simulation technology is the imitation of real system by using computer system， which makes full use of simulation technology， multimedia technology， s

3、tereoscopic display technology， information technology and other modern technologies. Virtual simulation technology provides a threedimensional space to intact with virtual world for the public. The establishment of virtual simulation laboratory can carry out a series of teaching work with opening i

4、nformation environment. This paper introduced the discipline orientation of microbiology and the technical advantages of virtual simulation laboratories， and expounded the limits of traditional microbiology experimental teaching in terms of performance， knowledge feedback， experimental operation， sa

5、fety awareness， etc.， as well as the application characteristics of virtual simulation laboratory in the teaching process of microbiology. Key words Virtual simulation technology;Virtual simulation laboratory;Microbiology 基金項目 广东省高等教化教学改革建设项目;广东省探讨生教化创新安排项目。 作者简介 黄桂东，女，河北唐山人，教授，博士，硕士生导师，从事食品发酵工程探讨。*

6、通信作者，副探讨员，博士，硕士生导师，从事食品加工与过程限制探讨。 收稿日期 2022-01-27 微生物学是生物学的一个分支学科，其探讨方向是微小生物及其生命活动的基本规律。由于肉眼难以识别的问题给探讨微生物带来挑战的同时也为学习微生物增加了很多趣味。为了更好地相识和探讨微生物，试验方法和手段必不行少，微生物学试验是微生物学教学中的重要组成部分，是学生学习并驾驭微生物学试验技术的重要环节。微生物学试验的内容包括无菌操作、微生物的形态视察和制片染色、微生物细胞大小的测定与计数、微生物的纯培育等试验技术和方法。这些独特的试验技术和方法已成为食品类学科的基本操作和技能，且与微生物理论课程紧密结合，

7、能够让学生将理论学问与实践相结合，在试验中更好地理解理论学问，有利于学生综合实力与创新意识的提高。 自改革开放以来，伴随着经济的高速增长，我国计算机技术在不断提升。随着计算机技术的发展，教学模式发生了一些改变。近几年，我国应用虚拟仿真技术建立了虚拟仿真试验室，它具有良好的交互性，也可以拓宽同学们的视野1。虚拟仿真试验室的运用弥补了传统微生物试验教学模式中存在的缺陷，其价值得到越来越多人的青睐，是当今探讨微生物试验的新型教学模式2。笔者引入虚拟仿真教学方式，阐述了其在微生物学教学过程中的应用特点，以期克服微生物学试验教学过程中不生动、不直观的问题，有利于激发学生的学习爱好以及学生思维的激发与意识

8、的培育。 1 传统微生物试验教学的局限性 1.1 教学表现形式单一，教学内容单调 传统微生物学试验教学的表现形式是由任课老师对试验的原理和操作步骤进行讲解，在讲解过程中向同学们示范试验操作。微生物学试验涉及的学问点繁多，试验操作具有肯定的难度，如菌落总数的测定，单靠老师讲解和供应的少量试验图片，学生很难驾驭该项试验的要领。试验课的目的是让学生学会动手的同时，加强对所学理论学问的理解和消化，提高学生的动手实力和专业技能。在这个传授接收的教学模式中，老师充当传输学问的角色，学生学习的爱好不高3。这不利于学生对试验操作学问的理解和试验技能的驾驭。 1.2 缺乏互动，教学效果不明显 现有微生物学试验课

9、的教学依次是任课老师先向学生讲解试验，示范试验操作，接下来的时间由学生自主操作试验4。每个同学的微生物学试验基础各不相同，接受新学问的实力也存在差异，在试验课堂中同学们必定会对试验操作存在疑问。为了维持课堂秩序，在老师讲解时缺乏师生互动，学生对试验学问的疑问得不到答案。在试验操作环节，主动的学生会请教老师，与老师沟通探讨，但还要按时完成试验，导致能够同老师进行探讨的学生非常有限。互动不足会导致部分学生为完成试验而照着步骤按部就班地走一遍流程。 试验过程中难免会有些学生的试验操作存在错误，但传统的微生物教学试验室，老师难以全时程视察学生的试验操作方式，很难发觉他们操作存在的缺陷，不能刚好予以订正

10、。学生会形成错误的习惯，试验操作技能就很难得到提高。微生物学试验课结束后，老师没有组织学生一起对该项微生物试验进行沟通，许多学生对试验还存在疑问就离开了试验室。试验结束后，老师和学生没有进行互动，也没有给出试验结果，每组同学的试验结果没有刚好进行校对，导致学生难以发觉自己存在的问题，使得试验课的的教学效果不明显，不利于微生物学人才的培育5。 1.3 时间、资源有限，课堂教学内容受限 传统微生物学试验教学大多以验证性试验为主，综合性试验、融合性试验等其他设计性试验所占比例不足6。微生物学试验技术涉及面广，但试验课课时有限，为按时完成教学任务，就要缩短一些试验的时长。一般耗时长的试验操作步骤会由老

11、师课前操作完成，如菌种的培育，此外有些试验会缩短时间，这会影响试验结果。这使得试验的教学内容受到了限制，同时破坏了微生物学整体连贯的特点，使得内容分散，不利于学生对微生物学试验技术的驾驭。 微生物学试验所需的器材多，而学校的试验经费有限，价格高的试验器材有限，运用时须要特别当心，为保障试验的顺当进行，能够运用这些器材的学生不多，这极大地限制了大多数学生的眼界。绝大多数学生须要对一项试验进行多次操作才能驾驭该项试验技术，但由于资源有限，学生往往只能对各项微生物学试验进行一次操作。 1.4 学生试验室平安意识缺乏，不利于课堂开展 微生物学的试验课程中，学生会接触到很多仪器，每种仪器都有自身的结构构

12、造、运作原理、操作方式和适用范围，学生对仪器的了解不够，在试验操作中简单发生平安事故。微生物学的试验对象是肉眼难以视察的微生物，有些重要的试验涉及到病原微生物，如食品致病微生物的检测。但学生微生物平安意识不强，为保障学生的平安，这些试验只能由老师进行示教或是试验课将这部分试验内容删去，以致老师无法将这方面的相关学问真正传授给学生。试验课不能顺当开展，不仅会影响学生学习效果，而且阻碍了新时期高水平创新型微生物学人才的培育进展。 2 虚拟仿真试验室在微生物试验教学中的应用特点 虚拟仿真技术借助计算机技术生成的环境让人产生的视觉、听觉等特别逼真，人们可以通过肢体运动与这个环境进行交互，并能刚好得到其

13、做出的相应回应7。虚拟仿真试验室可以逼真地显示试验室具有的试验相关器材、材料等，学生可以通过操作鼠标或是键盘对仪器设备进行多角度视察，这比传统试验教学展示的图片更加生动形象，在吸引学生留意力的基础上有助于他们对试验操作的理解8。与此同时，利用虚拟仿真技术可以获得最新的科研资料作为补充进行讲解，拓宽学生的视野，提高他们对专业学问的运用实力，其在微生物学试验教学的应用有着传统试验教学模式所无法比拟的优点。目前国内外已有多所高校建立了虚拟仿真试验室教学中心，其在试验教学方面取得了较好的效果。 2.1 优化微生物试验教学内容，提高教学质量 利用虚拟仿真技术建立的虚拟仿真微生物试验室变更了传统的试验教学

14、模式，学生可以不受时间、空间的限制，利用计算机网络自主选择微生物学试验进行操作训练，虚拟仿真平台可以让学生有身临其境的感觉。尤其重要的是，可以利用微生物界的科研成果转化为试验教学资源，此外涉及到致病微生物的试验可以让学生亲自操作。虚拟仿真實验教学体系改善了传统试验教学内容受限的现状，有益于课堂的拓展，给学生供应一个更好的学习平台，大大提高了微生物学试验的教学质量。 2.2 增加师生互动，调动学生主动性 虚拟仿真试验教学体系具有在线答疑功能，学生可以通过文字或语音与指导老师进行实时沟通互动，也可以到答题库输入问题关键词进行搜寻解答，这个功能设置在增加师生互动的基础上可以让同学们学会主动去找寻答案

15、9。引入虚拟仿真技术可以让学生进行多角度视察试验设备，与传统教学借助文字图片、声音或录像相比更加生动形象，更简单吸引学生的留意力10。在这个系统中，学生不用顾忌试验平安问题而像传统试验教学一样完完全全根据试验操作步骤、设备运用说明书等，他们可以有自己的想法，自拟试验题目、自主组织试验步骤，进行试验探究，积累试验学问。虚拟仿真试验教学可以给他们供应一个实践的舞台，让他们最大限度地发挥自己的主动性创建性和创新性，在加强基本技能的同时又可以提高创新实力，更好地让学生们主动主动地参加课堂。 2.3 冲破时间空间限制，提高教学资源的整合和共享 将虚拟仿真技术用于微生物学试验教学，可以供应全天候服务，只要

16、有网络就可以登录虚拟平台进行试验，这打破了传统试验教学授课时场地限制的局面。在有限的课时和惊慌的经费的条件下，依旧可以进行重要的试验教学，且解决了因场地有限学生必需分组做试验存在的弊端。同学们可以在虚拟试验室独自一人完成整个试验，获得与真实试验一样的感受，有效提高了学生对理论学问的理解和驾驭。虚拟仿真试验系统是开放的，其中有许多的学习资源，可以开阔学生的眼界，同时也便利学生对学习资源的获得11。 2.4 降低试验危急性 虚拟仿真试验室虽然可以给学生真实的感觉，但其显示的环境是虚幻的。在真实环境试验中出现大的平安事故时会给学生带来肯定的损害，而在虚拟环境下出现的事故只会给人真实大的体会，不会威逼

17、到学生的健康。在这个优势下仍能让他们留意试验平安问题，也不会损坏试验室，使得学生可以放心进行试验探究。 2.5 完善微生物试验测试考核体系 传统微生物学试验测试打分只要看学生平常交的试验报告和考勤状况，这使得老师不能很好地驾驭学生试验技能的驾驭状况。采纳虚拟仿真试验教学模式可以增加师生间的互动，该系统还能保存每个学生试验的录像，老师可以依据互动状况和学生操作试验的实力打分评定，让老师更了解学生的学习状况，从而有针对性地加强指导。 3 结语 微生物学试验大多为验证性试验，试验内容具有较强的连贯性，而传统试验教学授课由于场地等的限制，不能很好地保留该特点。近些年，各高校越来越重视教学质量，纷纷引入

18、虚拟仿真教学，将虚拟仿真技术运用于微生物学试验教学可以很好地保持该学科的优点。该技术的原则是虚实结合，不仅能够提高学生的留意力，激发他们的求知欲望，而且便利任课老师驾驭学生的学习状态及实力，更有针对性地给他们加强辅导。尤其重要的是，在虚拟环境中进行试验不会对学生的平安造成威逼的同时，还可以让他们更加了解實验存在的危急。 实践表明，建设虚拟仿真试验室可以丰富微生物学试验教学内容，有利于试验课堂拓展，极大地提高了试验教学质量。与传统试验教学相比，虚拟仿真试验教学可以更好地提高学生的试验操作技能，响应了对培育创新型人才的号召，是新时期的必定产物。 参考文献 1 邹家柱，程品晶.高校虚拟仿真试验室建设

19、总结J.中国电力教化，2022：80-81. 2 刘俐，刘平安，李玲，等.虚拟仿真试验技术在医学微生物学试验教学中的应用探讨J.中国中医药现代远程教化，2022，15：1-2. 3 李忠玉，唐双阳，周洲，等.虚拟仿真试验在医学微生物学试验教学中的应用体会J.基础医学教化，2022，18：135-136. 4 田婧，罗通，罗华锋，等.新建本科院校虚拟仿真试验室的建设及教学J.试验科学与技术，2022，13：219-222，228. 5 陈容容，孙益顶，魏东盛，等.多媒体虚拟仿真教学法在微生物学试验中应用J.试验室探讨与探究，2022，34：194-196，200. 6 于晗，贾继辉，周亚滨，等.

20、医学微生物学试验教学存在问题与改革方案探讨J.中国病原生物学杂志，2022，9：581-582. 7 梁策.基于虚拟仿真试验室建设的优势特色专业建设路径探析J.黑龙江科技信息，2022：145-146. 8 陈晶，芮勇宇，王前，等.临床微生物学检验虚拟试验室的建设及应用J.中国试验诊断学，2022，17：601-603. 9 向远明，范炤，王伏玲.虚拟仿真试验室在心理学试验教学中的作用J.试验技术与管理，2022，32：120-122. 10 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. 11 狄海廷，李耀翔，辛颖.虚拟仿真试验室资源共享模式J.试验室探讨与探究，2022，34：148-151. 第11页 共11页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页