魏 冬

（桐鄉(xiāng)市綜合中等專業(yè)學(xué)校，浙江 桐鄉(xiāng) 314500）

隨著課程改革不斷深入，中職教育逐漸重視學(xué)生操作能力培養(yǎng)，但實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式化、實(shí)驗(yàn)失敗率高的現(xiàn)象仍普遍存在。本文探索性地將虛擬技術(shù)應(yīng)用于中職食品檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)操作，獲得相似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以確保實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)、所用設(shè)備復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)順利開展。

1 虛擬實(shí)驗(yàn)

1.1 虛擬實(shí)驗(yàn)原理

虛擬實(shí)驗(yàn)是指借助多媒體、仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等技術(shù)通過計(jì)算機(jī)營(yíng)造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)的軟硬件環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)效果甚至優(yōu)于真實(shí)實(shí)驗(yàn)。

1.2 虛擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)

我們所說的虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬真實(shí)教學(xué)環(huán)境，為學(xué)生提供一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立完成全部實(shí)驗(yàn)，一邊操作一邊觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。虛擬實(shí)驗(yàn)室還可以展示與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的各種資料（學(xué)生不必花時(shí)間查閱書本便可獲取相關(guān)知識(shí)），人機(jī)交互性強(qiáng)，操作方便，且能及時(shí)糾正實(shí)驗(yàn)操作者的錯(cuò)誤。

虛擬實(shí)驗(yàn)的最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約實(shí)驗(yàn)資源，不受空間和時(shí)間限制，無需教師時(shí)時(shí)指導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力及學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生知識(shí)面，促使理論與實(shí)踐相結(jié)合。

2 中職食品檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 實(shí)驗(yàn)條件

許多中職學(xué)校由于經(jīng)費(fèi)有限，并未購(gòu)買大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如紫外分光光度計(jì)、液相色譜儀等，因此無法開展難度較大的實(shí)驗(yàn)。中職學(xué)校不斷擴(kuò)招，學(xué)生數(shù)量逐年增加，但是實(shí)驗(yàn)室面積卻沒有增加，導(dǎo)致學(xué)生只能以小組為單位做實(shí)驗(yàn)，影響了動(dòng)手能力培養(yǎng)。

2.2 教學(xué)時(shí)間

食品檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課一周8學(xué)時(shí)，但是一個(gè)實(shí)驗(yàn)就要用4學(xué)時(shí)，因此不可能每個(gè)實(shí)驗(yàn)都在實(shí)驗(yàn)室完成。對(duì)于那些比較復(fù)雜、需要一兩天才能出結(jié)果的實(shí)驗(yàn)，教師通常采用理論講授的方法，要求學(xué)生死記硬背實(shí)驗(yàn)原理和過程。學(xué)生并沒有掌握相關(guān)知識(shí)，無法提高實(shí)踐能力，走上工作崗位后還要接受培訓(xùn)，造成社會(huì)資源浪費(fèi)。

2.3 教學(xué)模式

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常采用講授模式，教師滿堂灌，學(xué)生被動(dòng)接受。有的實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生動(dòng)手操作，教師便全程跟進(jìn)、手把手指導(dǎo)，唯恐學(xué)生出問題，得不到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。長(zhǎng)此以往，學(xué)生便會(huì)產(chǎn)生依賴性，不利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)，也達(dá)不到預(yù)期教學(xué)效果。

因此，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和教學(xué)方法急需改革。將虛擬技術(shù)應(yīng)用于中職食品檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，打破了時(shí)空限制，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力。

3 虛擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用

3.1 虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式構(gòu)建

針對(duì)當(dāng)前食品檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的弊端，構(gòu)建基于云平臺(tái)的食品檢驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式（見圖1）。

3.2 教學(xué)實(shí)施

3.2.1 用戶界面 虛擬實(shí)驗(yàn)不同于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，沒有實(shí)驗(yàn)儀器、試劑，通過用戶界面進(jìn)行虛擬操作，因此界面設(shè)計(jì)至關(guān)重要。虛擬實(shí)驗(yàn)的用戶界面不僅要形象生動(dòng)，而且要方便操作，令學(xué)生耳目一新。用戶界面配備了語音系統(tǒng)和資料庫(kù)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題可以隨時(shí)進(jìn)行語音求助、查閱相關(guān)資料。虛擬實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性和趣味性可以吸引學(xué)生注意力，教師通過監(jiān)控平臺(tái)掌握學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，提出建議。

圖1 基于云平臺(tái)的食品檢驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

3.2.2 情景設(shè)置 使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)搭建模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前領(lǐng)取任務(wù)進(jìn)行分析，尋找切入點(diǎn)。例如，奶粉的蛋白質(zhì)檢測(cè)這一實(shí)驗(yàn)，利用虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)播放微視頻：某地區(qū)多名嬰兒相繼出現(xiàn)頭部浮腫變大情況，食品藥品監(jiān)督局馬上派人展開調(diào)查，發(fā)現(xiàn)他們都食用了A品牌奶粉，現(xiàn)在需要檢測(cè)該品牌奶粉的蛋白質(zhì)含量。學(xué)生領(lǐng)取任務(wù)后，先確定蛋白質(zhì)測(cè)定方法再展開實(shí)驗(yàn)，最后將實(shí)驗(yàn)結(jié)果上交“食品藥品監(jiān)督局領(lǐng)導(dǎo)”，學(xué)生置身于真實(shí)崗位情景，增強(qiáng)了職業(yè)責(zé)任感。

3.2.3 過程模擬 虛擬實(shí)驗(yàn)的過程模擬階段極為重要，通過動(dòng)手操作、觀察并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、處理數(shù)據(jù)，最后檢驗(yàn)自己的假設(shè)和實(shí)驗(yàn)方案，一方面提高了學(xué)生反應(yīng)能力，另一方面由于自己的想法被重新組合，也會(huì)充分激發(fā)學(xué)習(xí)潛力。虛擬實(shí)驗(yàn)包括4個(gè)步驟，如表1所示。

表1 食品檢驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)步驟

3.2.4 反饋評(píng)價(jià) 建立完善的評(píng)價(jià)體系，鼓勵(lì)學(xué)生自評(píng)，如概念掌握情況，分析、解決問題能力以及不足之處，尋找解決問題的方法。教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并進(jìn)行總結(jié)。

4 結(jié)語

將食品檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)置于虛擬環(huán)境，突出操作的真實(shí)性及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的靈活性，可解決食品檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的困難。

通過用戶界面、情景設(shè)置、過程模擬、反饋評(píng)價(jià)4個(gè)環(huán)節(jié)，將傳統(tǒng)教學(xué)任務(wù)與虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)相融合，加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)能力和解決問題能力，提高了食品檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，值得推廣。