王艷麗 朱科科

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(guò)計(jì)算機(jī)方式進(jìn)行虛擬藥學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，要求實(shí)驗(yàn)中有真實(shí)情景、多元化方式、評(píng)價(jià)反饋等，對(duì)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(shí)技術(shù)，通過(guò)對(duì)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(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行闡述，分析虛擬環(huán)境藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原則，對(duì)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(yàn)；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(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)構(gòu)成的虛擬環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠解決有效解決實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，藥學(xué)具有很強(qiáng)實(shí)踐性，因此，信息化對(duì)藥學(xué)實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(chǔ)，又是藥學(xué)教育的重要內(nèi)容、方法和手段。實(shí)驗(yàn)是藥學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)，在教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生積極發(fā)揮主觀能動(dòng)性，進(jìn)行科學(xué)研究再創(chuàng)造過(guò)程，相對(duì)于理論教學(xué)而言，實(shí)驗(yàn)教學(xué)以其直觀性、實(shí)踐性、創(chuàng)造性等優(yōu)點(diǎn)，在培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)，提高動(dòng)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(shí)驗(yàn)自身特征以及實(shí)驗(yàn)在藥學(xué)教學(xué)的作用決定了實(shí)驗(yàn)是藥學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)。

虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)間、內(nèi)容、手段、空間等的制約。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)為我們解決傳統(tǒng)教學(xué)方式面臨的難題，它對(duì)于深化教學(xué)改革。虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展完善，硬件設(shè)備價(jià)格的不斷降低，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)日益受到人們的關(guān)注，對(duì)于我國(guó)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(yàn)概述

虛擬實(shí)驗(yàn)指的是基于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)在計(jì)算機(jī)上營(yíng)造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成各種預(yù)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所取得的實(shí)驗(yàn)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(yàn)的特點(diǎn)包括：①虛擬性特征：在虛擬實(shí)驗(yàn)中操作的設(shè)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(duì)實(shí)物的模擬。實(shí)驗(yàn)設(shè)備的虛擬性一方面能夠有效的減少實(shí)驗(yàn)設(shè)備、空間、資金的使用，另一方面，能夠使實(shí)驗(yàn)條件改善；②實(shí)踐性的特征：虛擬實(shí)驗(yàn)基于人們對(duì)于事物的新認(rèn)識(shí)和完善原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高實(shí)踐能力方面有重要的作用。虛擬實(shí)驗(yàn)室對(duì)客觀世界的虛擬，虛擬實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備對(duì)象都有各自原型，實(shí)驗(yàn)程序和操作規(guī)則也是實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和理論指導(dǎo)下的產(chǎn)物。所以虛擬實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)有著相同的組成要素，人們借助虛擬實(shí)驗(yàn)雖然不能獲得直接經(jīng)驗(yàn)，但是能提高相關(guān)領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)，在今后的實(shí)踐活動(dòng)中知道如何操作，實(shí)驗(yàn)者基于虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)?shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行獲??；③多樣性特征：基于虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，利用軟件實(shí)現(xiàn)了教師的輔導(dǎo)作用。同時(shí)，考慮到實(shí)驗(yàn)者客觀存在的水平差異性，因此所提供的實(shí)驗(yàn)應(yīng)該滿足各個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)者的要求。只有當(dāng)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境能針對(duì)具體的實(shí)驗(yàn)者提出有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)要求，使不同層次實(shí)驗(yàn)者需求得到滿足，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。

二、虛擬環(huán)境下藥學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)需要對(duì)知識(shí)整體性、系統(tǒng)性給以重視。要注重專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系和教學(xué)媒體的完整性，虛擬實(shí)驗(yàn)室是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分，不應(yīng)該把虛擬實(shí)驗(yàn)室等同于一般的多媒體課件，要求虛擬實(shí)驗(yàn)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(jì)專(zhuān)業(yè)藥學(xué)課程的知識(shí)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(zhuān)業(yè)的教學(xué)要求，同時(shí)，對(duì)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(dú)立性的原則

通過(guò)課堂教學(xué)要求使教學(xué)目標(biāo)達(dá)到實(shí)現(xiàn)，這個(gè)教學(xué)目標(biāo)當(dāng)然包含在整個(gè)知識(shí)系統(tǒng)整體中，但它也必然是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)或知識(shí)面。教學(xué)設(shè)計(jì)要注重知識(shí)的獨(dú)立性，設(shè)計(jì)課堂要以本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重點(diǎn)為中心，確保教學(xué)目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

3.交互性和直觀性統(tǒng)一的原則

虛擬實(shí)驗(yàn)室指的是基于虛擬環(huán)境形象模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)，為了能達(dá)到實(shí)物實(shí)驗(yàn)所達(dá)到的教學(xué)效果，虛擬實(shí)驗(yàn)室在環(huán)境界面設(shè)計(jì)上要注重對(duì)實(shí)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行高度的逼真模擬，使學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)猶如操作實(shí)物一樣，使未做過(guò)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生通過(guò)仿真軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)。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(shí)驗(yàn)應(yīng)該給出交互信息，對(duì)學(xué)生的操作做出實(shí)時(shí)的反饋，糾正錯(cuò)誤，取長(zhǎng)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(yàn)、實(shí)驗(yàn)方法以及發(fā)布實(shí)驗(yàn)方案等，，同時(shí)，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(jì)理論對(duì)教學(xué)的科學(xué)性給以重視，突出教學(xué)設(shè)計(jì)的真實(shí)的一面。因此教學(xué)設(shè)計(jì)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(shí)，符合教育教學(xué)理論等。教學(xué)媒體逼近于客觀現(xiàn)實(shí)，虛擬不是虛構(gòu)，必須尊重客觀實(shí)際，遵循事物發(fā)展的客觀規(guī)律。教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)要全面，不僅考慮知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)，而且要注重情感目標(biāo)的設(shè)計(jì)。教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)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(diǎn)。教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)要符合學(xué)生的心理和生理特點(diǎn)，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(shí)驗(yàn)科學(xué)的設(shè)計(jì)是滿足課堂教學(xué)的根本要求，保證了學(xué)生對(duì)知識(shí)的獲取。

三、基于虛擬環(huán)境下藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略

1.確保經(jīng)驗(yàn)材料的充分

通過(guò)充分的經(jīng)驗(yàn)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(dòng)參與到虛擬環(huán)境中來(lái)，認(rèn)識(shí)他們學(xué)習(xí)目的，這有利于引發(fā)學(xué)生的好奇心，對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行引導(dǎo)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在的動(dòng)力進(jìn)行激勵(lì)。

2.對(duì)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(shí)，學(xué)習(xí)者必須主動(dòng)發(fā)揮認(rèn)知能動(dòng)性，確認(rèn)當(dāng)前的情境能否在自己以往的經(jīng)驗(yàn)中找到相應(yīng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。如在虛擬實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者如果僅僅滿足于簡(jiǎn)單的重復(fù)性的操作，就不能很好的把握實(shí)驗(yàn)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(wèn)題的能力。如果自己原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)新信息掌握產(chǎn)生積極的影響，這時(shí)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(lái)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)干擾到掌握新信息時(shí)，通過(guò)控制認(rèn)知進(jìn)行識(shí)別。

3.科學(xué)操作虛擬實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生應(yīng)該盡可能降低錯(cuò)誤，提高實(shí)驗(yàn)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(xiàng)練習(xí)，虛擬實(shí)驗(yàn)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(shí)點(diǎn)和操作要點(diǎn)，這種操作練習(xí)的好處是目標(biāo)明確、重點(diǎn)突出，有利于新知識(shí)的掌握。對(duì)于“片劑包衣工藝與設(shè)備”虛擬實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生先對(duì)其中的一個(gè)設(shè)備“高效包衣機(jī)”來(lái)進(jìn)行操作練習(xí)，在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生可以體驗(yàn)高效包衣機(jī)設(shè)備的三維模型，并對(duì)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(shí)驗(yàn)中把幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)放在一起來(lái)進(jìn)行練習(xí)，有利于學(xué)生把握實(shí)驗(yàn)的整體過(guò)程，并了解各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)部聯(lián)系，有利于學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)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(shè)備”虛擬實(shí)驗(yàn)中，在單項(xiàng)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(shí)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(lái)了解高效包衣機(jī)在素片包衣中的作用，和注意要點(diǎn)。三是對(duì)比練習(xí)。強(qiáng)化各知識(shí)點(diǎn)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(duì)比分析優(yōu)缺點(diǎn)，從而對(duì)于高效包衣機(jī)特征的了解能夠更加深化。

4.對(duì)知識(shí)進(jìn)行整合

把新知識(shí)與舊知識(shí)相結(jié)合應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一方面有利于學(xué)習(xí)新知識(shí)，解決新問(wèn)題，另一方面有利于促進(jìn)知識(shí)的鞏固和遷移。圍繞著實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)難點(diǎn)提出問(wèn)題，通過(guò)操作練習(xí)幫組學(xué)生解決問(wèn)題，同時(shí)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(shí)驗(yàn)技能的遷移能力的培養(yǎng)。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)不僅僅是掌握知識(shí)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(shí)技能，去學(xué)習(xí)新知識(shí)解決新問(wèn)題，因此要讓學(xué)生將在虛擬實(shí)驗(yàn)中學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中去。從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。

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