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淺析虛擬環(huán)境下藥學(xué)實驗教學(xué)論文
摘 要：隨著教學(xué)改革日益深化，教育中虛擬技術(shù)的應(yīng)用日益的廣泛。通過計算機(jī)方式進(jìn)行虛擬藥學(xué)教學(xué)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(xué)資源而言壓力很大。作為教師輔助工具的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，通過對數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的構(gòu)筑，變革學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。對虛擬實驗教學(xué)進(jìn)行闡述，分析虛擬環(huán)境藥學(xué)實驗教學(xué)的原則，對虛擬教學(xué)實踐策略進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞：虛擬環(huán)境；藥學(xué)實驗；教學(xué)
隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，作為高職藥學(xué)實驗教學(xué)有機(jī)構(gòu)成的虛擬環(huán)境下的實驗教學(xué)，能夠解決有效解決實驗中的問題，藥學(xué)具有很強(qiáng)實踐性，因此，信息化對藥學(xué)實驗教學(xué)的開展具有極大的促進(jìn)作用�；诮虒W(xué)層面而言藥學(xué)實驗是藥學(xué)課程和藥學(xué)教學(xué)的一個重要組成部分，它既是藥學(xué)教育的重要基礎(chǔ)，又是藥學(xué)教育的重要內(nèi)容、方法和手段。實驗是藥學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)，在教學(xué)中，實驗教學(xué)是學(xué)生積極發(fā)揮主觀能動性，進(jìn)行科學(xué)研究再創(chuàng)造過程，相對于理論教學(xué)而言，實驗教學(xué)以其直觀性、實踐性、創(chuàng)造性等優(yōu)點，在培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識，提高動手能力、掌握科學(xué)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(xué)教學(xué)的作用決定了實驗是藥學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠使傳統(tǒng)教學(xué)理念在根本上得到轉(zhuǎn)變，擺脫傳統(tǒng)教學(xué)中時間、內(nèi)容、手段、空間等的制約。虛擬實驗教學(xué)為我們解決傳統(tǒng)教學(xué)方式面臨的難題，它對于深化教學(xué)改革。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用前景極其巨大，隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展完善，硬件設(shè)備價格的不斷降低，虛擬現(xiàn)實技術(shù)日益受到人們的關(guān)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(shù)在計算機(jī)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(guān)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(yù)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(shè)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(shè)備的虛擬性一方面能夠有效的減少實驗設(shè)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(rèn)識和完善原有的知識結(jié)構(gòu)，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(shè)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(dǎo)下的產(chǎn)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(guān)領(lǐng)域的認(rèn)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?zāi)軌驅(qū)嵺`環(huán)節(jié)進(jìn)行獲取；③多樣性特征：基于虛擬的實驗環(huán)節(jié)，利用軟件實現(xiàn)了教師的輔導(dǎo)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(yīng)該滿足各個層次的實驗者的要求。只有當(dāng)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(diào)動學(xué)生積極性。
二、虛擬環(huán)境下藥學(xué)實驗教學(xué)原則
1.系統(tǒng)性原則
事物之間存在聯(lián)系。藥學(xué)實驗教學(xué)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(xué)媒體的完整性，虛擬實驗室是實驗教學(xué)的重要組成部分，不應(yīng)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(nèi)容系統(tǒng)化，可以適應(yīng)不同培養(yǎng)目標(biāo)的需求。因此不僅要認(rèn)真設(shè)計專業(yè)藥學(xué)課程的知識結(jié)構(gòu)，以提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，也要根據(jù)藥學(xué)專業(yè)的教學(xué)要求，同時，對教學(xué)媒體進(jìn)行認(rèn)真的制作，使其和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整體的構(gòu)建。
2.獨立性的原則
通過課堂教學(xué)要求使教學(xué)目標(biāo)達(dá)到實現(xiàn)，這個教學(xué)目標(biāo)當(dāng)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(xué)設(shè)計要注重知識的獨立性，設(shè)計課堂要以本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重點為中心，確保教學(xué)目標(biāo)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(dá)到實物實驗所達(dá)到的教學(xué)效果，虛擬實驗室在環(huán)境界面設(shè)計上要注重對實物實驗進(jìn)行高度的逼真模擬，使學(xué)生在進(jìn)行實驗操作時猶如操作實物一樣，使未做過實驗的學(xué)生通過仿真軟件對實驗的整體環(huán)境、所用儀器的整體結(jié)構(gòu)能建立起直觀的認(rèn)識。創(chuàng)設(shè)出優(yōu)美的教學(xué)情境，變抽象為直觀，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性，提高教學(xué)效率。虛擬實驗應(yīng)該給出交互信息，對學(xué)生的操作做出實時的反饋，糾正錯誤，取長補(bǔ)短。還應(yīng)該采取一些網(wǎng)上交流和答疑等交互手段，學(xué)生可以在網(wǎng)上交流學(xué)習(xí)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?qū)崿F(xiàn)。
4.科學(xué)性原則
現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)計理論對教學(xué)的科學(xué)性給以重視，突出教學(xué)設(shè)計的真實的一面。因此教學(xué)設(shè)計的方方面面都要符合科學(xué)性原則，即要符合教學(xué)目的的要求，又要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，符合客觀事實，符合教育教學(xué)理論等。教學(xué)媒體逼近于客觀現(xiàn)實，虛擬不是虛構(gòu)，必須尊重客觀實際，遵循事物發(fā)展的客觀規(guī)律。教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計要全面，不僅考慮知識目標(biāo)、能力目標(biāo)，而且要注重情感目標(biāo)的設(shè)計。教學(xué)過程的設(shè)計要符合現(xiàn)代教育教學(xué)理論系統(tǒng)論、信息論、控制論的觀點。教學(xué)活動的設(shè)計要符合學(xué)生的心理和生理特點，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。虛擬環(huán)境下藥學(xué)教學(xué)實驗科學(xué)的設(shè)計是滿足課堂教學(xué)的根本要求，保證了學(xué)生對知識的獲取。
三、基于虛擬環(huán)境下藥學(xué)實驗教學(xué)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(xué)習(xí)者提供良好的學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，讓學(xué)生主動參與到虛擬環(huán)境中來，認(rèn)識他們學(xué)習(xí)目的，這有利于引發(fā)學(xué)生的好奇心，對存在的問題進(jìn)行引導(dǎo)，對學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在的動力進(jìn)行激勵。
2.對認(rèn)知進(jìn)行控制
基于虛擬環(huán)境中，當(dāng)學(xué)習(xí)者不斷的掌握知識，學(xué)習(xí)者必須主動發(fā)揮認(rèn)知能動性，確認(rèn)當(dāng)前的情境能否在自己以往的經(jīng)驗中找到相應(yīng)的知識結(jié)構(gòu)，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。如在虛擬實驗環(huán)境中采取什么樣的學(xué)習(xí)策略才是行之有效的。在虛擬藥學(xué)實驗環(huán)境中，學(xué)習(xí)者如果僅僅滿足于簡單的重復(fù)性的操作，就不能很好的把握實驗之間的內(nèi)在聯(lián)系，因此學(xué)習(xí)者要積極的進(jìn)行認(rèn)知控制，控制并診斷自己所作出的反應(yīng)是否正確，是否是最佳等，培養(yǎng)學(xué)習(xí)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(chǎn)生積極的影響，這時進(jìn)行有效的認(rèn)知控制和自我調(diào)節(jié)則更有利于新信息的把握。當(dāng)原來的知識經(jīng)驗干擾到掌握新信息時，通過控制認(rèn)知進(jìn)行識別。
3.科學(xué)操作虛擬實驗
實驗過程中，學(xué)生應(yīng)該盡可能降低錯誤，提高實驗的成功率。所以，要求進(jìn)行操作練習(xí)，可以采用以下三種操作方式：一是單項練習(xí)，虛擬實驗中包含很多環(huán)節(jié)，在操作練習(xí)中抓住新的環(huán)節(jié)進(jìn)行練習(xí)，使學(xué)生掌握新環(huán)節(jié)的知識點和操作要點，這種操作練習(xí)的好處是目標(biāo)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(shè)備”虛擬實驗中，學(xué)生先對其中的一個設(shè)備“高效包衣機(jī)”來進(jìn)行操作練習(xí)，在實驗中學(xué)生可以體驗高效包衣機(jī)設(shè)備的三維模型，并對其拆分，旋轉(zhuǎn)，操作讓學(xué)生了解高效包衣機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和操作流程。二是綜合練習(xí)，在虛擬實驗中把幾個知識點放在一起來進(jìn)行練習(xí)，有利于學(xué)生把握實驗的整體過程，并了解各個知識點的內(nèi)部聯(lián)系，有利于學(xué)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(shè)備”虛擬實驗中，在單項練習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)了解了高效包衣機(jī)的操作，在綜合訓(xùn)練的時候，我們可以結(jié)合“素片包衣仿真系統(tǒng)模塊”中的高效包衣機(jī)系統(tǒng)配置圖，來了解高效包衣機(jī)在素片包衣中的作用，和注意要點。三是對比練習(xí)。強(qiáng)化各知識點之間的聯(lián)系，如高效包衣機(jī)與其他包衣機(jī)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(jī)特征的了解能夠更加深化。
4.對知識進(jìn)行整合
把新知識與舊知識相結(jié)合應(yīng)用在實驗過程中，一方面有利于學(xué)習(xí)新知識，解決新問題，另一方面有利于促進(jìn)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(xí)幫組學(xué)生解決問題，同時提高學(xué)生的自我監(jiān)控能力和自我調(diào)節(jié)能力，有助于學(xué)生實驗技能的遷移能力的培養(yǎng)。對于學(xué)生來說，學(xué)習(xí)不僅僅是掌握知識技能，更重要的是在新的情境中，學(xué)生能應(yīng)用這些己有的知識技能，去學(xué)習(xí)新知識解決新問題，因此要讓學(xué)生將在虛擬實驗中學(xué)到的知識應(yīng)用到實際中去。從而實現(xiàn)了對于學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn)
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