微生物學實驗虛擬仿真教學模式的探索與實踐

林心萍 林松毅 董秀萍 紀超凡

摘 要：本文擬基于筆者所在課題組的實踐，對“多媒體+虛擬仿真+課堂實訓”多元模式下微生物實驗教學體系進行探索，以期提高學生對知識的掌握程度，為造就創新性人才打下堅實的基礎。

關鍵詞：微生物學; 實驗課; 虛擬仿真教學模式

中圖分類號：G642.4? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1006-3315（2019）05-162-001

微生物學是一門非常重要的專業基礎學科，同時也是一門應用性、實戰性極強的課程。作為微生物學教學的重要環節，微生物學實驗課程對微生物學理論的鞏固和加深有重要意義。由于微生物學課程知識點分散，信息量較大，同時，學生的實驗課時有限，對理論融會貫通的要求較高，因此，僅僅采用傳統課堂教學模式開展微生物學實驗教學已經越來越不能滿足時代的需要[1]。隨著多媒體技術的發展和網絡應用的普及，虛擬仿真教學模式作為一種現代化教學模式，在越來越多的實驗課程教學中得到了應用，并且獲得了良好的教學效果[2-3]。

一、微生物學實驗虛擬仿真教學模式推廣的背景及意義

傳統微生物學實驗課主要采取以下模式：首先，教師對實驗課程涉及的知識點進行講解，接下來，由教師進行示范實驗操作，最后，由學生進行實驗操作，教師在學生操作過程中對實驗予以檢查。

上述過程存在以下缺點：首先，對課程所涉及知識點的掌握不夠系統，知識缺乏實驗的輔助，看上去較抽象，導致學生無法對實驗操作及背后的知識進行直觀理解，更遑論應用。其次，課堂互動效果不好，微生物實驗的操作往往需要在一個非常小的空間內完成，大課堂的講授模式容易讓學生觀察的視角受到限制，難以達到好的效果，而且老師與學生的互動主要是在課堂，缺乏其他的溝通條件。第三，時間的利用和知識的拓展受限，課堂的寶貴時間往往不能充分用于實驗操作，且受時間、空間所限，教學內容難以得到擴展，對于基礎知識要求較高或融會貫通的大型實驗更是無從開展。

隨著計算機多媒體網絡技術的發展，虛擬仿真教學模式在越來越多的教學實踐中得到應用和發展。與傳統課堂教學相比，虛擬仿真教學模式具有很多優點。

首先，有利于學生系統地掌握課程涉及的知識，學生可以通過課下的預習和復習，對課堂的知識和實驗操作進行形象化的再現，可以幫助學生融會貫通。

第二，互動的模式、形象化的教學體驗有利于學生提升興趣，調動學生更加積極主動地學習知識，培養實驗技能。

第三，充足的多媒體教學素材有利于學生拓展所學知識，有利于學有余力的學生對相關知識進行擴充。綜上所述，在微生物學實驗教學領域推廣虛擬仿真教學模式意義重大。

二、微生物學實驗虛擬仿真教學平臺建設的主要內容

我們結合自身教學實際和特點，對微生物學實驗虛擬仿真教學平臺建設進行了初步的嘗試，構建了一種由“多媒體+虛擬仿真+課堂實訓”多元模式結合的微生物實驗教學體系。該體系充分整合學校現有的泛雅網絡平臺及虛擬仿真實驗平臺，結合實際操作講解，以求提高課堂教學效果。

首先，充分利用多媒體資源。我們將課程介紹、課程章節、教學資源等資料電子化上傳至平臺，學生可在課余時間隨時隨地登陸網絡平臺。對于傳統課堂未理解的問題，通過網絡課程的學習消化吸收，并完成課外拓展資源的學習。對于傳統課堂上的重點、難點問題，可通過微視頻的方式，對重點、難點問題講清楚、講透徹，學生可反復點擊視頻，消化吸收重點難點問題。

其次，建構虛擬仿真實驗平臺。我們對微生物學實驗課堂涉及的實驗構建了一個高度仿真的虛擬實驗環境，對實驗的場景以及操作流程予以模擬。這樣，就從無形中拓展了學生學習的時間和空間，一方面，可以讓學生不用進實驗室在電腦前即可進行模擬實驗操作，另一方面，學生還可以在課下多次預習和復習相關知識，鞏固所學。

第三，提高課堂實訓的效率和效果。結合多媒體資源和虛擬仿真實驗平臺，在課堂實訓時，不僅可以更有的放矢，充分發揮教師在課堂中啟發、引導的作用，針對大家容易出現的問題和不易理解的重點難點進行講解;還可以將課堂時間解放出來，讓大家有更多的時間進行實驗的實際操作，達到培養學生心手合一的目的。

三、微生物學實驗虛擬仿真教學模式的實踐效果

根據上述方法，我們在教學中形成了一套三位一體的教學反饋機制。學生普遍對本模式的教學十分有興趣，并且普遍能夠主動預習復習相關知識，不僅提高了學生學習效率，拓展了學生的學術視野，同時也提高了學生學習本門課程的主觀能動性。改進后的教學模式對創新能力培養等有顯著促進作用。

四、結語

微生物學是一門理論與實踐并重的課程，本文基于“多媒體+虛擬仿真+課堂實訓”三位一體課程模式的引入，從時間和空間上拓展“微生物學”課堂，使學生在課堂外，可以借助網絡自由安排時間拓展微生物學相關知識，方便師生隨時隨地利用課程平臺進行交流，提高學生學習興趣、學習效率和教師的授課效率、教學質量。本文所述的課堂模式有助于積極探索新型的教與學策略及教學模式的研究，對提高人才培養質量，加速課程現代化具有一定的理論和現實意義。

項目名稱和項目號：中國輕工業聯合會教育工作分會2018年度課題（QGJY2018039）

參考文獻：

[1]侯愛香，李宗軍，吳衛國等.《食品微生物學實驗》課程教學應用PBL教學法和5S原理的探討[J]輕工科技，2017，2：140-142

[2]陳容容，孫益頂，魏東盛等.多媒體虛擬仿真教學法在微生物學實驗中的應用[J]實驗室研究與探索，2015，34（11）：194-200

[3]高麗麗，宋鴻，馬曉春等.虛擬仿真技術在醫學微生物學實驗教學中的應用[J]廣東化工，2017，18（44）：212-213