淺析虛擬環(huán)境下藥學(xué)實(shí)驗教學(xué)論文
摘 要：隨著(zhù)教學(xué)改革日益深化，教育中虛擬技術(shù)的應用日益的廣泛。通過(guò)計算機方式進(jìn)行虛擬藥學(xué)教學(xué)實(shí)驗，要求實(shí)驗中有真實(shí)情景、多元化方式、評價(jià)反饋等，對傳統教學(xué)資源而言壓力很大。作為教師輔助工具的虛擬現實(shí)技術(shù)，通過(guò)對數字化學(xué)習資源的構筑，變革學(xué)習方式，提高學(xué)生學(xué)習效率。對虛擬實(shí)驗教學(xué)進(jìn)行闡述，分析虛擬環(huán)境藥學(xué)實(shí)驗教學(xué)的原則，對虛擬教學(xué)實(shí)踐策略進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞：虛擬環(huán)境；藥學(xué)實(shí)驗；教學(xué)
隨著(zhù)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，作為高職藥學(xué)實(shí)驗教學(xué)有機構成的虛擬環(huán)境下的實(shí)驗教學(xué)，能夠解決有效解決實(shí)驗中的問(wèn)題，藥學(xué)具有很強實(shí)踐性，因此，信息化對藥學(xué)實(shí)驗教學(xué)的開(kāi)展具有極大的促進(jìn)作用�；诮虒W(xué)層面而言藥學(xué)實(shí)驗是藥學(xué)課程和藥學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，它既是藥學(xué)教育的重要基礎，又是藥學(xué)教育的重要內容、方法和手段。實(shí)驗是藥學(xué)教學(xué)的基礎，在教學(xué)中，實(shí)驗教學(xué)是學(xué)生積極發(fā)揮主觀(guān)能動(dòng)性，進(jìn)行科學(xué)研究再創(chuàng )造過(guò)程，相對于理論教學(xué)而言，實(shí)驗教學(xué)以其直觀(guān)性、實(shí)踐性、創(chuàng )造性等優(yōu)點(diǎn)，在培養學(xué)生基礎知識，提高動(dòng)手能力、掌握科學(xué)研究方法等方面發(fā)揮著(zhù)重要的作用。實(shí)驗自身特征以及實(shí)驗在藥學(xué)教學(xué)的作用決定了實(shí)驗是藥學(xué)教學(xué)的基礎。
虛擬現實(shí)技術(shù)能夠使傳統教學(xué)理念在根本上得到轉變，擺脫傳統教學(xué)中時(shí)間、內容、手段、空間等的制約。虛擬實(shí)驗教學(xué)為我們解決傳統教學(xué)方式面臨的難題，它對于深化教學(xué)改革。虛擬現實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應用前景極其巨大，隨著(zhù)虛擬現實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展完善，硬件設備價(jià)格的不斷降低，虛擬現實(shí)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(dòng)作用。
一、虛擬實(shí)驗概述
虛擬實(shí)驗指的是基于多媒體、仿真和虛擬現實(shí)等技術(shù)在計算機上營(yíng)造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統實(shí)驗各操作環(huán)節的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，實(shí)驗者可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成各種預定的實(shí)驗項目，所取得的實(shí)驗效果等價(jià)于甚至優(yōu)于在真實(shí)環(huán)境中所取得的效果。
虛擬實(shí)驗的特點(diǎn)包括：①虛擬性特征：在虛擬實(shí)驗中操作的設備雖然能看到、感覺(jué)到，然而實(shí)際上它上并不存在，是虛擬的，是對實(shí)物的模擬。實(shí)驗設備的虛擬性一方面能夠有效的減少實(shí)驗設備、空間、資金的使用，另一方面，能夠使實(shí)驗條件改善；②實(shí)踐性的特征：虛擬實(shí)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(shí)踐能力方面有重要的作用。虛擬實(shí)驗室對客觀(guān)世界的虛擬，虛擬實(shí)驗中的實(shí)驗儀器、設備對象都有各自原型，實(shí)驗程序和操作規則也是實(shí)際經(jīng)驗和理論指導下的產(chǎn)物。所以虛擬實(shí)驗和現實(shí)實(shí)驗有著(zhù)相同的組成要素，人們借助虛擬實(shí)驗雖然不能獲得直接經(jīng)驗，但是能提高相關(guān)領(lǐng)域的認識，在今后的實(shí)踐活動(dòng)中知道如何操作，實(shí)驗者基于虛擬實(shí)驗能夠對實(shí)踐環(huán)節進(jìn)行獲��；③多樣性特征：基于虛擬的實(shí)驗環(huán)節，利用軟件實(shí)現了教師的輔導作用。同時(shí)，考慮到實(shí)驗者客觀(guān)存在的水平差異性，因此所提供的實(shí)驗應該滿(mǎn)足各個(gè)層次的實(shí)驗者的要求。只有當虛擬實(shí)驗環(huán)境能針對具體的實(shí)驗者提出有針對性的實(shí)驗要求，使不同層次實(shí)驗者需求得到滿(mǎn)足，能夠充分調動(dòng)學(xué)生積極性。
二、虛擬環(huán)境下藥學(xué)實(shí)驗教學(xué)原則
1.系統性原則
事物之間存在聯(lián)系。藥學(xué)實(shí)驗教學(xué)需要對知識整體性、系統性給以重視。要注重專(zhuān)業(yè)知識體系和教學(xué)媒體的完整性，虛擬實(shí)驗室是實(shí)驗教學(xué)的重要組成部分，不應該把虛擬實(shí)驗室等同于一般的多媒體課件，要求虛擬實(shí)驗室的內容系統化，可以適應不同培養目標的需求。因此不僅要認真設計專(zhuān)業(yè)藥學(xué)課程的知識結構，以提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，也要根據藥學(xué)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)要求，同時(shí)，對教學(xué)媒體進(jìn)行認真的制作，使其和教學(xué)內容進(jìn)行有機整體的構建。
2.獨立性的原則
通過(guò)課堂教學(xué)要求使教學(xué)目標達到實(shí)現，這個(gè)教學(xué)目標當然包含在整個(gè)知識系統整體中，但它也必然是一個(gè)相對獨立的知識點(diǎn)或知識面。教學(xué)設計要注重知識的獨立性，設計課堂要以本節課的教學(xué)目標和教學(xué)重點(diǎn)為中心，確保教學(xué)目標的順利實(shí)現。
3.交互性和直觀(guān)性統一的原則
虛擬實(shí)驗室指的是基于虛擬環(huán)境形象模擬真實(shí)實(shí)驗，為了能達到實(shí)物實(shí)驗所達到的教學(xué)效果，虛擬實(shí)驗室在環(huán)境界面設計上要注重對實(shí)物實(shí)驗進(jìn)行高度的逼真模擬，使學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗操作時(shí)猶如操作實(shí)物一樣，使未做過(guò)實(shí)驗的學(xué)生通過(guò)仿真軟件對實(shí)驗的整體環(huán)境、所用儀器的整體結構能建立起直觀(guān)的認識。創(chuàng )設出優(yōu)美的教學(xué)情境，變抽象為直觀(guān)，增強學(xué)生學(xué)習的趣味性，提高教學(xué)效率。虛擬實(shí)驗應該給出交互信息，對學(xué)生的操作做出實(shí)時(shí)的反饋，糾正錯誤，取長(cháng)補短。還應該采取一些網(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)習經(jīng)驗、實(shí)驗方法以及發(fā)布實(shí)驗方案等，，同時(shí)，使網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上授課等能夠實(shí)現。
4.科學(xué)性原則
現代化的教學(xué)設計理論對教學(xué)的科學(xué)性給以重視，突出教學(xué)設計的真實(shí)的一面。因此教學(xué)設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)生的認知規律，符合客觀(guān)事實(shí)，符合教育教學(xué)理論等。教學(xué)媒體逼近于客觀(guān)現實(shí)，虛擬不是虛構，必須尊重客觀(guān)實(shí)際，遵循事物發(fā)展的客觀(guān)規律。教學(xué)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(xué)過(guò)程的設計要符合現代教育教學(xué)理論系統論、信息論、控制論的觀(guān)點(diǎn)。教學(xué)活動(dòng)的設計要符合學(xué)生的心理和生理特點(diǎn)，符合學(xué)生的認知規律。虛擬環(huán)境下藥學(xué)教學(xué)實(shí)驗科學(xué)的設計是滿(mǎn)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(shí)驗教學(xué)的策略
1.確保經(jīng)驗材料的充分
通過(guò)充分的經(jīng)驗材料的提供，使在虛擬環(huán)境中為學(xué)習者提供良好的學(xué)習情境，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，讓學(xué)生主動(dòng)參與到虛擬環(huán)境中來(lái)，認識他們學(xué)習目的，這有利于引發(fā)學(xué)生的好奇心，對存在的問(wèn)題進(jìn)行引導，對學(xué)生學(xué)習的內在的動(dòng)力進(jìn)行激勵。
2.對認知進(jìn)行控制
基于虛擬環(huán)境中，當學(xué)習者不斷的掌握知識，學(xué)習者必須主動(dòng)發(fā)揮認知能動(dòng)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(shí)驗環(huán)境中采取什么樣的學(xué)習策略才是行之有效的。在虛擬藥學(xué)實(shí)驗環(huán)境中，學(xué)習者如果僅僅滿(mǎn)足于簡(jiǎn)單的重復性的操作，就不能很好的把握實(shí)驗之間的內在聯(lián)系，因此學(xué)習者要積極的進(jìn)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，培養學(xué)習者了解決問(wèn)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(shí)進(jìn)行有效的認知控制和自我調節則更有利于新信息的把握。當原來(lái)的知識經(jīng)驗干擾到掌握新信息時(shí)，通過(guò)控制認知進(jìn)行識別。
3.科學(xué)操作虛擬實(shí)驗
實(shí)驗過(guò)程中，學(xué)生應該盡可能降低錯誤，提高實(shí)驗的成功率。所以，要求進(jìn)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(shí)驗中包含很多環(huán)節，在操作練習中抓住新的環(huán)節進(jìn)行練習，使學(xué)生掌握新環(huán)節的知識點(diǎn)和操作要點(diǎn)，這種操作練習的好處是目標明確、重點(diǎn)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(shí)驗中，學(xué)生先對其中的一個(gè)設備“高效包衣機”來(lái)進(jìn)行操作練習，在實(shí)驗中學(xué)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(xué)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(shí)驗中把幾個(gè)知識點(diǎn)放在一起來(lái)進(jìn)行練習，有利于學(xué)生把握實(shí)驗的整體過(guò)程，并了解各個(gè)知識點(diǎn)的內部聯(lián)系，有利于學(xué)生綜合運用知識來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。同樣是在“片劑包衣工藝與設備”虛擬實(shí)驗中，在單項練習中，學(xué)生已經(jīng)了解了高效包衣機的操作，在綜合訓練的時(shí)候，我們可以結合“素片包衣仿真系統模塊”中的高效包衣機系統配置圖，來(lái)了解高效包衣機在素片包衣中的作用，和注意要點(diǎn)。三是對比練習。強化各知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，如高效包衣機與其他包衣機之間的區別和聯(lián)系，對比分析優(yōu)缺點(diǎn)，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(jìn)行整合
把新知識與舊知識相結合應用在實(shí)驗過(guò)程中，一方面有利于學(xué)習新知識，解決新問(wèn)題，另一方面有利于促進(jìn)知識的鞏固和遷移。圍繞著(zhù)實(shí)驗的重點(diǎn)難點(diǎn)提出問(wèn)題，通過(guò)操作練習幫組學(xué)生解決問(wèn)題，同時(shí)提高學(xué)生的自我監控能力和自我調節能力，有助于學(xué)生實(shí)驗技能的遷移能力的培養。對于學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習不僅僅是掌握知識技能，更重要的是在新的情境中，學(xué)生能應用這些己有的知識技能，去學(xué)習新知識解決新問(wèn)題，因此要讓學(xué)生將在虛擬實(shí)驗中學(xué)到的知識應用到實(shí)際中去。從而實(shí)現了對于學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的培養。
參考文獻
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