淺析虛擬環(huán)境下藥學實驗教學

王艷麗 朱科科

摘 要：隨著教學改革日益深化，教育中虛擬技術的應用日益的廣泛。通過計算機方式進行虛擬藥學教學實驗，要求實驗中有真實情景、多元化方式、評價反饋等，對傳統(tǒng)教學資源而言壓力很大。作為教師輔助工具的虛擬現(xiàn)實技術，通過對數(shù)字化學習資源的構筑，變革學習方式，提高學生學習效率。對虛擬實驗教學進行闡述，分析虛擬環(huán)境藥學實驗教學的原則，對虛擬教學實踐策略進行探討。

關鍵詞：虛擬環(huán)境；藥學實驗；教學

隨著信息化技術的不斷發(fā)展，作為高職藥學實驗教學有機構成的虛擬環(huán)境下的實驗教學，能夠解決有效解決實驗中的問題，藥學具有很強實踐性，因此，信息化對藥學實驗教學的開展具有極大的促進作用?；诮虒W層面而言藥學實驗是藥學課程和藥學教學的一個重要組成部分，它既是藥學教育的重要基礎，又是藥學教育的重要內容、方法和手段。實驗是藥學教學的基礎，在教學中，實驗教學是學生積極發(fā)揮主觀能動性，進行科學研究再創(chuàng)造過程，相對于理論教學而言，實驗教學以其直觀性、實踐性、創(chuàng)造性等優(yōu)點，在培養(yǎng)學生基礎知識，提高動手能力、掌握科學研究方法等方面發(fā)揮著重要的作用。實驗自身特征以及實驗在藥學教學的作用決定了實驗是藥學教學的基礎。

虛擬現(xiàn)實技術能夠使傳統(tǒng)教學理念在根本上得到轉變，擺脫傳統(tǒng)教學中時間、內容、手段、空間等的制約。虛擬實驗教學為我們解決傳統(tǒng)教學方式面臨的難題，它對于深化教學改革。虛擬現(xiàn)實技術在教育領域的應用前景極其巨大，隨著虛擬現(xiàn)實技術的不斷發(fā)展完善，硬件設備價格的不斷降低，虛擬現(xiàn)實技術日益受到人們的關注，對于我國教育的發(fā)展以及改革的深入具有極大的推動作用。

一、虛擬實驗概述

虛擬實驗指的是基于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實等技術在計算機上營造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實驗各操作環(huán)節(jié)的相關軟硬件操作環(huán)境，實驗者可以像在真實的環(huán)境中一樣完成各種預定的實驗項目，所取得的實驗效果等價于甚至優(yōu)于在真實環(huán)境中所取得的效果。

虛擬實驗的特點包括：①虛擬性特征：在虛擬實驗中操作的設備雖然能看到、感覺到，然而實際上它上并不存在，是虛擬的，是對實物的模擬。實驗設備的虛擬性一方面能夠有效的減少實驗設備、空間、資金的使用，另一方面，能夠使實驗條件改善；②實踐性的特征：虛擬實驗基于人們對于事物的新認識和完善原有的知識結構，提高實踐能力方面有重要的作用。虛擬實驗室對客觀世界的虛擬，虛擬實驗中的實驗儀器、設備對象都有各自原型，實驗程序和操作規(guī)則也是實際經(jīng)驗和理論指導下的產物。所以虛擬實驗和現(xiàn)實實驗有著相同的組成要素，人們借助虛擬實驗雖然不能獲得直接經(jīng)驗，但是能提高相關領域的認識，在今后的實踐活動中知道如何操作，實驗者基于虛擬實驗能夠對實踐環(huán)節(jié)進行獲?。虎鄱鄻有蕴卣鳎夯谔摂M的實驗環(huán)節(jié)，利用軟件實現(xiàn)了教師的輔導作用。同時，考慮到實驗者客觀存在的水平差異性，因此所提供的實驗應該滿足各個層次的實驗者的要求。只有當虛擬實驗環(huán)境能針對具體的實驗者提出有針對性的實驗要求，使不同層次實驗者需求得到滿足，能夠充分調動學生積極性。

二、虛擬環(huán)境下藥學實驗教學原則

1.系統(tǒng)性原則

事物之間存在聯(lián)系。藥學實驗教學需要對知識整體性、系統(tǒng)性給以重視。要注重專業(yè)知識體系和教學媒體的完整性，虛擬實驗室是實驗教學的重要組成部分，不應該把虛擬實驗室等同于一般的多媒體課件，要求虛擬實驗室的內容系統(tǒng)化，可以適應不同培養(yǎng)目標的需求。因此不僅要認真設計專業(yè)藥學課程的知識結構，以提高教學效率和教學質量，也要根據(jù)藥學專業(yè)的教學要求，同時，對教學媒體進行認真的制作，使其和教學內容進行有機整體的構建。

2.獨立性的原則

通過課堂教學要求使教學目標達到實現(xiàn)，這個教學目標當然包含在整個知識系統(tǒng)整體中，但它也必然是一個相對獨立的知識點或知識面。教學設計要注重知識的獨立性，設計課堂要以本節(jié)課的教學目標和教學重點為中心，確保教學目標的順利實現(xiàn)。

3.交互性和直觀性統(tǒng)一的原則

虛擬實驗室指的是基于虛擬環(huán)境形象模擬真實實驗，為了能達到實物實驗所達到的教學效果，虛擬實驗室在環(huán)境界面設計上要注重對實物實驗進行高度的逼真模擬，使學生在進行實驗操作時猶如操作實物一樣，使未做過實驗的學生通過仿真軟件對實驗的整體環(huán)境、所用儀器的整體結構能建立起直觀的認識。創(chuàng)設出優(yōu)美的教學情境，變抽象為直觀，增強學生學習的趣味性，提高教學效率。虛擬實驗應該給出交互信息，對學生的操作做出實時的反饋，糾正錯誤，取長補短。還應該采取一些網(wǎng)上交流和答疑等交互手段，學生可以在網(wǎng)上交流學習經(jīng)驗、實驗方法以及發(fā)布實驗方案等，，同時，使網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上授課等能夠實現(xiàn)。

4.科學性原則

現(xiàn)代化的教學設計理論對教學的科學性給以重視，突出教學設計的真實的一面。因此教學設計的方方面面都要符合科學性原則，即要符合教學目的的要求，又要符合學生的認知規(guī)律，符合客觀事實，符合教育教學理論等。教學媒體逼近于客觀現(xiàn)實，虛擬不是虛構，必須尊重客觀實際，遵循事物發(fā)展的客觀規(guī)律。教學目標的設計要全面，不僅考慮知識目標、能力目標，而且要注重情感目標的設計。教學過程的設計要符合現(xiàn)代教育教學理論系統(tǒng)論、信息論、控制論的觀點。教學活動的設計要符合學生的心理和生理特點，符合學生的認知規(guī)律。虛擬環(huán)境下藥學教學實驗科學的設計是滿足課堂教學的根本要求，保證了學生對知識的獲取。

三、基于虛擬環(huán)境下藥學實驗教學的策略

1.確保經(jīng)驗材料的充分

通過充分的經(jīng)驗材料的提供，使在虛擬環(huán)境中為學習者提供良好的學習情境，激發(fā)學生的探究興趣，讓學生主動參與到虛擬環(huán)境中來，認識他們學習目的，這有利于引發(fā)學生的好奇心，對存在的問題進行引導，對學生學習的內在的動力進行激勵。

2.對認知進行控制

基于虛擬環(huán)境中，當學習者不斷的掌握知識，學習者必須主動發(fā)揮認知能動性，確認當前的情境能否在自己以往的經(jīng)驗中找到相應的知識結構，并做出相應的反應。如在虛擬實驗環(huán)境中采取什么樣的學習策略才是行之有效的。在虛擬藥學實驗環(huán)境中，學習者如果僅僅滿足于簡單的重復性的操作，就不能很好的把握實驗之間的內在聯(lián)系，因此學習者要積極的進行認知控制，控制并診斷自己所作出的反應是否正確，是否是最佳等，培養(yǎng)學習者了解決問題的能力。如果自己原有的知識經(jīng)驗對新信息掌握產生積極的影響，這時進行有效的認知控制和自我調節(jié)則更有利于新信息的把握。當原來的知識經(jīng)驗干擾到掌握新信息時，通過控制認知進行識別。

3.科學操作虛擬實驗

實驗過程中，學生應該盡可能降低錯誤，提高實驗的成功率。所以，要求進行操作練習，可以采用以下三種操作方式：一是單項練習，虛擬實驗中包含很多環(huán)節(jié)，在操作練習中抓住新的環(huán)節(jié)進行練習，使學生掌握新環(huán)節(jié)的知識點和操作要點，這種操作練習的好處是目標明確、重點突出，有利于新知識的掌握。對于“片劑包衣工藝與設備”虛擬實驗中，學生先對其中的一個設備“高效包衣機”來進行操作練習，在實驗中學生可以體驗高效包衣機設備的三維模型，并對其拆分，旋轉，操作讓學生了解高效包衣機的內部結構和操作流程。二是綜合練習，在虛擬實驗中把幾個知識點放在一起來進行練習，有利于學生把握實驗的整體過程，并了解各個知識點的內部聯(lián)系，有利于學生綜合運用知識來解決實際問題的能力。同樣是在“片劑包衣工藝與設備”虛擬實驗中，在單項練習中，學生已經(jīng)了解了高效包衣機的操作，在綜合訓練的時候，我們可以結合“素片包衣仿真系統(tǒng)模塊”中的高效包衣機系統(tǒng)配置圖，來了解高效包衣機在素片包衣中的作用，和注意要點。三是對比練習。強化各知識點之間的聯(lián)系，如高效包衣機與其他包衣機之間的區(qū)別和聯(lián)系，對比分析優(yōu)缺點，從而對于高效包衣機特征的了解能夠更加深化。

4.對知識進行整合

把新知識與舊知識相結合應用在實驗過程中，一方面有利于學習新知識，解決新問題，另一方面有利于促進知識的鞏固和遷移。圍繞著實驗的重點難點提出問題，通過操作練習幫組學生解決問題，同時提高學生的自我監(jiān)控能力和自我調節(jié)能力，有助于學生實驗技能的遷移能力的培養(yǎng)。對于學生來說，學習不僅僅是掌握知識技能，更重要的是在新的情境中，學生能應用這些己有的知識技能，去學習新知識解決新問題，因此要讓學生將在虛擬實驗中學到的知識應用到實際中去。從而實現(xiàn)了對于學生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。

參考文獻

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