虚拟实验在《生物工程分析与检验实验》教学中应用研究
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【摘要】本文主要分析虚拟实验技术的发展情况及其在《生物工程分析与检验实验》教学中应用优势。
【关键词】虚拟实验 生物工程专业 实验教学
【基金项目】荆楚理工学院2018年度教育教学研究项目（JX2018-072）。
【中图分类号】G652.4；Q-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）06-0049-01
生物学是一门以生命科学为基础的新型学科，生物技术、生物工程专业都是我国高校新兴起的高新技术专业，实验性和应用性是其最为重要的特征。其中《生物工程分析与检验实验》就是一门以实验为主的课程，通过专业实验教学，不仅可以促进学生综合素质的提高，同时可以促进学生动手能力和创新思维的提高。但是当前的《生物工程分析与检验实验》教学中，由于扩招、实验经费有限、环境污染等问题，导致学生无法有效的进行实验。虚拟实验是近年来新兴起的一种实验模式，可以弥补传统实验教学的不足，具有可视、形象、高效等优势。
一、虚拟实验技术概述
（一）虚拟实验技术概念
虚拟实验技术的概念最早是由美国的威廉·沃尔夫提出的，它指的是根据实验教学的要求，利用计算机系统和虚拟现实技术，创造各种各样的虚拟实验环境，学生置身其中可以像在真实的环境中一样进行实验操作，完成各种实验项目，是一种以软代硬、以虚带实的实验教学模式。这种虚拟实验是建立在真实实验的基础上的，通过对实验仪器设备、元器件等的模拟，使实验者可以通过鼠标、键盘等媒介，对虚拟的设备进行操作，进而完成实验过程。
（二）虚拟实验在《生物工程分析与检验实验》教学中应用优势
虚拟实验技术主要是利用文字、图像、声音、影像等多种手段对相关教学内容进行演绎，其优越性只要表现在以下几个方面：
其一，弥补传统教学条件的不足。傳统的教学中，由于实验场地、实验设备、实验经费等原因，很多教学实验无法有效开展。通过虚拟实验系统，学生可以足不出户的进行各种实验，丰富其感性认识，弥补传统教学条件的不足。另外，虚拟实验技术可以实现实验组数的无限扩展，具有极高的利用率。
其二，降低成本，保证实验安全。生物类实验中涉及很多昂贵仪器、有毒有害的化学药品、易燃易爆的化学药品导尿管，因此以往在试验中需要十分小心。但是在虚拟实验中，学生不需要担心仪器损耗问题、药品毒性危害等问题，可以放胆尝试，在降低实验成本的同时，促进实验安全性的提高。另外，可以减少实验废弃物的排放，降低对患者的危害。
其三，打破时空限制，提高实验效率。虚拟技术可以冲破时空限制，随时随地的进行实验，直观的观察一些实验过程，避免传统实验由于微观性、抽象性而导致的对实验理解的困难。学生可以随时的利用计算机进行相关的实验操作，并且可以反复进行，以巩固所学知识。对于没有接触的实验，可以根据提示对实验过程进行摸索，进而再次实验时的效率将会大大提高。
二、虚拟实验在《生物工程分析与检验实验》教学中应用的注意事项
虚拟实验技术是教师进行实验教学的辅助手段，可以对传统的实物实验进行有益的补充。在《生物工程分析与检验实验》课程教学中，进行实验的目的就是为了使学生了解实验原理，熟悉实验操作，学习相关计算，同时对实验结果进行正确的分析。教师在教学过程中，可以引导学生反复进行虚拟实验，进而使学生对实验现象、实验原理以及实验结果进行深入的分析和思考。
值得注意的是，虚拟实验与实物实验不同，操作者无法获得操作实验的真实感受，不能满足操作者对实验材料、实验药品等感性认识。另外，在虚拟实验的过程中，实验条件设置的过于理想化，但是在真实的实验过程中往往可能出现很多的异常情况。举例来说，在进行灭菌消毒样品消化时，如果进行虚拟实验，则只需要点击鼠标，则就可以完成相关的操作，但是如果进行实物实验，试剂的配制、消化的温度、消化的时间等因素均有可能造成实验失败。因此，在进行《生物工程分析与检验实验》课程的教学中，应当根据教学内容，考虑实验对象以及实验特征，对实物实验以及虚拟实验的比例进行合理的调整安排，取长补短，相互促进，相辅相成。
三、结语
综上所述，虚拟实验室是信息技术高速发展的产物，其在教育科研领域中的应用前景十分广阔，是实验教学的一个十分重要的发展方向。它将会很大程度的促进教学形式以及教学观念的变革，成为实验教学改革的一个重要趋势。但是虚拟实验有一定的局限性，在实际应用时，应当将其与实物实验结合起来，做到虚实结合，相辅相成，进而促进学生实践能力以及创新能力的提高。
参考文献：
[1]黎明.虚拟实验室在医学检验实验教学中的应用研究[J]. 当代教育实践与教学研究：电子刊， 2017（8）.
[2]林凤屏，黄飞，陈必链.虚拟实验室在生物教学中的应用与研究[J].实验室科学， 2016（2）：152-154.
作者简介：
徐艳（1981.4.13-），女，汉族，湖北天门人，研究生，讲师，硕士，研究方向：高等教育课程教学研究。
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