大學生虛擬仿真實驗平臺 隨堂練仿真實驗平臺答案

線上教學開啟后,大學生實體實驗全面暫停,這讓實驗類課程的線上教學成為難題 。作為典型實驗類的《分子生物學實驗》,主要是開展基因克隆、載體構建及基因功能表型觀察等教學 。如何讓學生能夠在線上學好這門課,學有所獲?華中師范大學生命科學學院調動儲備多年的虛擬仿真教學資源,讓學生們在線上就能做實驗 。
鼠標變成人手在線上做實驗
盡管是網絡授課,華中師大這學期的《分子生物學實驗》并沒有斷檔,還在該校生物學國家級虛擬仿真實驗教學中心的有力支持下,上的“活色生香” 。
進入該校生物學國家級虛擬仿真實驗中心平臺,點擊“植物DNA提取”,鼠標就是人手,握住鼠標就像“拿起”研磨棒,移動鼠標就像在屏幕中的研缽里輕柔地研碎幼嫩的擬南芥,再用鼠標“拿起”微量移液器,吸取抽提緩沖液加入研缽,一系列操作后,擬南芥的基因組DNA濃度便展現在學生眼前 。

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《分子生物學實驗》課中虛擬仿真實驗的操作步驟之一,圖片來源:實驗員雷明
實驗過程中,每一步操作都會有及時反饋提醒,包括在屏幕中點擊“吸頭”還會即時彈出“請把吸頭丟入廢液缸”的提示語,畫面感十足 。流暢的實驗操作、精準的知識細節,良好的沉浸感和交互式體驗,讓不少學生為《分子生物學實驗》這門“特色網課”紛紛點贊 。
能夠把這門實驗課開好,該校生科院并非一蹴而就 。2015年生物學國家級虛擬仿真實驗教學中心獲批后,從2016年開始,該學院用了兩年的時間,完成了分子生物學虛擬仿真實驗項目建設,構建了一個虛實結合的完整的實驗教學新體系 。
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學生居家體驗虛擬仿真實驗教學項目
疫情發生后,該學院第一時間對所有虛擬仿真項目進行清理、測試和公布,并將實驗課程資源及時投入到線上實驗教學中,其中國家級項目2項,其余項目60余項,在線就能幫助學生系統訓練分子生物學實驗技能 。只要登錄虛擬仿真實驗平臺,身臨其境的虛擬仿真實驗不僅人人可學、時時能學、處處可學,沉浸式、交互式的體驗還讓學生找到了學習樂趣、提高了學習效果,讓知識變成畫面,學生的學習興趣被激發,實現“防疫+教學”的雙贏 。
突破教學時空,可反復操作
“太逼真了!沒想到我們真的能在線上開《分子生物學實驗》課,使用虛擬仿真實驗模擬操作,不僅讓我們更便捷的掌握每個操作步驟,也讓我們提前詳細了解了實驗‘小訣竅’ 。”該校2018級本科生韓峰成居家完成《分子生物學實驗》課后如是說 。
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超凈工作臺殺菌準備
“分子生物學所有實驗項目是相互關聯的實驗體系,前一部分實驗結果是后一部分的實驗材料,虛實資源對接實現‘一對一’操作,突破教學時間和空間限制,可以反復操作,提高學生實驗技能和鞏固相關知識 ?!痹撔I飳W國家級虛擬仿真實驗教學中心主任李兵說 。
【大學生虛擬仿真實驗平臺 隨堂練仿真實驗平臺答案】虛擬仿真實驗激發學習興趣
除了《分子生物學實驗》課程,該校生科院本學期共開設了39個生物學實驗課堂,兩萬余人次參加了實驗操作與學習 。虛擬仿真實驗的“嵌入”讓不少同學對網課有了期待 。
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將投入虛擬仿真實驗教學中的野外昆蟲素材,采集自云南迪慶,圖片來源:實驗員周權
“模擬昆蟲訪花的互動過程是非常有趣的游戲體驗,就像置身云南蘭花生境中,我們化身為傳粉昆蟲,隨機選擇不同路徑進行傳粉 。在模擬路徑操作中也發現了實現正常傳粉的難度,好像看到了蘭科瀕危的一個原因,也更懂得要保護大自然 。”該校生命科學學院生態學2018級研究生徐琪利用電腦鼠標和鍵盤控制方向,就能居家體驗《蘭科植物傳粉與保護虛擬仿真實驗項目》 。
“虛擬仿真實驗給了我們試錯的機會,增強了事故防范和處理技能,可以直觀地在虛擬仿真中展現危險,強化實驗安全教育 ?!痹撔?018級本科生都雪晴說,現在也不用擔心輻射的安全問題了,在電腦前就能“自己動手”做完整實驗,體現了綠色實驗的理念 ?!?br />
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