虛擬實(shí)驗(yàn)室在營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

鄒堂斌+宋剛+王長(zhǎng)秀+翟璐+劉雨果

（廣東醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，廣東 東莞 523808）

摘要：為探討虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)在《營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)》中的應(yīng)用效果，將2013級(jí)食品安全專業(yè)學(xué)生分為兩組：1、2班67人為實(shí)驗(yàn)組，在實(shí)驗(yàn)課前接受虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并在學(xué)期結(jié)束時(shí)進(jìn)行滿意度問卷調(diào)查；3、4班學(xué)生72人為對(duì)照組，課前不進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)。每次課程結(jié)束后所有學(xué)生進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)題庫(kù)完成相同的作業(yè)。實(shí)驗(yàn)組學(xué)生在作業(yè)完成情況以及學(xué)習(xí)自主能力、實(shí)驗(yàn)課效率等方面都優(yōu)于對(duì)照組學(xué)生（P<0.05）。結(jié)果表明，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果與質(zhì)量，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和操作能力。

關(guān)鍵詞：虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)；營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)；預(yù)防醫(yī)學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）13-0277-02

預(yù)防醫(yī)學(xué)是一門理論和實(shí)踐相結(jié)合的應(yīng)用型學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是預(yù)防醫(yī)學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所掌握的實(shí)驗(yàn)技術(shù)解決問題的能力。由于受傳統(tǒng)觀念“重理論，輕實(shí)踐”的影響，有相當(dāng)一部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中主動(dòng)性不強(qiáng)，造成學(xué)習(xí)效果不佳和實(shí)驗(yàn)資源的浪費(fèi)[1]。如何提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能知識(shí)和創(chuàng)新思維能力，是教學(xué)改革的一個(gè)重要課題。

虛擬實(shí)驗(yàn)室是在計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，用戶通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)和拖曳操作，就能在虛擬環(huán)境中完成場(chǎng)景體驗(yàn)和交互[2，3]。為了了解虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果差異，本課題選取營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)這一門預(yù)防醫(yī)學(xué)的主干課程，將虛擬實(shí)驗(yàn)室引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，突破傳統(tǒng)面對(duì)面統(tǒng)一教學(xué)模式的限制，通過教學(xué)資源共享，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣，也有助于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)。

一、研究對(duì)象與方法

1.研究對(duì)象。以我校2013級(jí)食品安全專業(yè)本科學(xué)生為研究對(duì)象，其中1、2班67人為實(shí)驗(yàn)組，3、4班學(xué)生72人為對(duì)照組。

2.研究?jī)?nèi)容。虛擬實(shí)驗(yàn)室分為：《營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)》的三個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目、涉及到的基本實(shí)驗(yàn)操作技能、常用儀器三個(gè)大模塊，通過文字表格、視頻、圖譜、Flash動(dòng)畫、電子講稿和電子教材等多種表現(xiàn)形式，涵蓋了危險(xiǎn)有機(jī)溶劑的實(shí)驗(yàn)室安全操作，哥特里法抽提樣品的堿水解法、油脂酸敗測(cè)定等內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)課開始前，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生通過學(xué)號(hào)登錄到虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，可以通過電子文稿預(yù)習(xí)基本理論，觀看動(dòng)畫放映的操作過程，同時(shí)還有場(chǎng)景模擬操作，使學(xué)生從視聽和感覺上達(dá)到身臨其境。實(shí)驗(yàn)組學(xué)生除了課前登錄到虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行預(yù)習(xí)外，實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容和授課教師均與對(duì)照組學(xué)生接受的相同。

3.研究方法。在三次實(shí)驗(yàn)教學(xué)完成后，對(duì)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法效果的問卷調(diào)查，并設(shè)有訪談性的開放式問題，主要內(nèi)容有對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見和建議，與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比有何優(yōu)勢(shì)與不足等，以便掌握全面開展虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可行性并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。在參照文獻(xiàn)[4，5]的基礎(chǔ)上自行設(shè)計(jì)問卷，內(nèi)容包括是否了解虛擬教學(xué)，對(duì)實(shí)施虛擬教學(xué)的認(rèn)同和學(xué)習(xí)效果等方面的調(diào)查，每個(gè)條目分5個(gè)等級(jí)，計(jì)分方法為：完全認(rèn)同=5、基本認(rèn)同=4、不清楚=3、基本不認(rèn)同=2、完全不認(rèn)同=1。

另外，每次實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，兩個(gè)測(cè)試組的學(xué)生登錄到網(wǎng)上的虛擬題庫(kù)，完成當(dāng)次實(shí)驗(yàn)課相關(guān)的習(xí)題，并由實(shí)驗(yàn)教師給予評(píng)分。分別計(jì)算出兩組的優(yōu)秀率、良好率和合格率。得分保留作為后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。采用SPSS17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析處理，所有數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±S）表示，組間比較采用t檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

二、結(jié)果

1.學(xué)生對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的調(diào)查結(jié)果。課程結(jié)束后向?qū)嶒?yàn)組學(xué)生發(fā)放有關(guān)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)認(rèn)同情況的調(diào)查問卷，共發(fā)放67份，回收67份，經(jīng)邏輯篩選后，67份問卷作答均符合標(biāo)準(zhǔn)，有效回收率100%。

被調(diào)查的67名學(xué)生中有56名（83.6%）認(rèn)同實(shí)驗(yàn)課前進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式。對(duì)于有關(guān)虛擬教學(xué)的效果認(rèn)同度、加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣、增強(qiáng)動(dòng)手操作、提高實(shí)驗(yàn)技能等內(nèi)容的認(rèn)同度均達(dá)到87%以上。對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)在促進(jìn)學(xué)生掌握知識(shí)、加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)興趣、增強(qiáng)動(dòng)手操作、增強(qiáng)分析和解決問題能力方面優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)法。

2.訪談問題調(diào)查結(jié)果。學(xué)生對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室的意見或建議主要為：有52.2%（35/67）的學(xué)生建議豐富虛擬實(shí)驗(yàn)室模塊；有59.7%（40/67）的學(xué)生認(rèn)為課前花費(fèi)時(shí)間在虛擬實(shí)驗(yàn)室是值得的；有77.6%（52/67）的學(xué)生希望其他實(shí)驗(yàn)課也能開設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

3.課后練習(xí)結(jié)果。完成虛擬題庫(kù)的三次測(cè)試成績(jī)情況為：實(shí)驗(yàn)組每次的優(yōu)秀率（90分以上）均達(dá)14.3%，良好率（80—90分）占27.4%，合格率為100%。對(duì)照組的優(yōu)秀率平均為3.2%，良好率（80—90分）占19.7%，合格率為80%。在優(yōu)秀率，良好率和合格率方面，實(shí)驗(yàn)組優(yōu)于對(duì)照組，并對(duì)得分比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。

三、討論

1.考試成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了良好的平臺(tái)，為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，我們對(duì)營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行改革，引入課前虛擬教學(xué)。經(jīng)過我院老師早期的論證和測(cè)評(píng)，虛擬題庫(kù)中各種題型的信度在0.46—0.70之間[6]，說明學(xué)生在每次虛擬題庫(kù)中得到的成績(jī)能較好地反映其所學(xué)知識(shí)的真實(shí)水平。因此，可以認(rèn)為實(shí)驗(yàn)組學(xué)生考試成績(jī)優(yōu)于對(duì)照組與我們所實(shí)施的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革有一定的關(guān)系。通過多媒體及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)開始前已經(jīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程、原理和操作有了感性認(rèn)識(shí)，這樣既減少了實(shí)際操作時(shí)的資源浪費(fèi)，又減輕了授課教師的工作量從而提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。另外，形象生動(dòng)的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開闊了視野并且激發(fā)自主學(xué)習(xí)的興趣。

2.問卷調(diào)查結(jié)果評(píng)價(jià)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是讓學(xué)生按部就班的操作，完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，缺少實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備學(xué)習(xí)和鍛煉，這樣的教學(xué)方式在一定程度上忽略了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的自主性、獨(dú)立性，不利于學(xué)生的思考。如何“以學(xué)生為中心”激發(fā)學(xué)生興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、自主性，一直是教學(xué)工作探討的重要內(nèi)容。本研究結(jié)果顯示：學(xué)生認(rèn)同實(shí)驗(yàn)課開展前通過虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作預(yù)習(xí)的模式，并且認(rèn)為課前虛擬教學(xué)在加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)興趣、增強(qiáng)動(dòng)手操作、提高實(shí)驗(yàn)技能等方面效果明顯。虛擬實(shí)驗(yàn)室與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式有利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、方法及操作的了解。另外，學(xué)生在預(yù)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的疑問不解可以使他們帶著探索問題的興趣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，既提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的主動(dòng)性，也提高了解決問題的實(shí)際能力。

3.虛擬實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)課程中的作用。實(shí)驗(yàn)組學(xué)生在開展實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，基本的操作技能和安全規(guī)范操作意識(shí)明顯強(qiáng)與對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)操作中經(jīng)常用到大量的有機(jī)溶劑，很多有機(jī)溶劑易燃屬于危險(xiǎn)類化學(xué)品，但學(xué)生的危險(xiǎn)防范意識(shí)單薄，并且出現(xiàn)有機(jī)溶劑大量浪費(fèi)的情況。因此上實(shí)驗(yàn)課前，讓學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)室的操作平臺(tái)，反復(fù)實(shí)踐熟悉掌握一些基本的操作技能，這樣在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的實(shí)驗(yàn)操作時(shí)就能應(yīng)對(duì)自如。

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作者簡(jiǎn)介：鄒堂斌（1980-），男，四川自貢人，博士，副教授，研究方向：營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生。

通訊作者：劉雨果（1983-），女（漢族），河南開封人，實(shí)驗(yàn)師，碩士研究生，研究方向：預(yù)防醫(yī)學(xué)相關(guān)教學(xué)及科研。