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当实验教学遇上“互联网+”

南湖新闻网讯(薛彤新闻社记者郭于涛)我们能否将信息技术融入到这个实验中,尝试“互联网”来开发一个虚拟软件?

答案是肯定的。前不久,我校生物科学院副教授陈豪主持了虚拟仿真实验项目“虚拟水稻遗传转化实验”的开发,并在首届全国生物与食品优秀虚拟实验展示与评估会议上获得二等奖。

虚拟实验是什么样子的?

进入系统,点击要做的实验,选择要使用的设备,然后一个设备放置正确的实验桌会出现在你的眼前。

标签瓶和罐、蒸馏水、元素母液、有机母液、试纸、烧瓶、橡胶滴管和磁振荡器。抓住盖子,倒入烧杯中,操作并不“戏剧性”。消毒后,取下酒精灯的盖子,用桌上的打火机点燃酒精灯,取下烧瓶的瓶塞,将标有“70%乙醇”的乙醇试剂倒入传代培养皿中,将烧瓶移至培养皿顶部,将倾斜的蓝色液体倒入培养皿中,然后盖上盖子,培养皿在实验台上晃动,画面生动。

这套虚拟模拟实验软件开发完成后,我们学校已经有600名学生尝试用水体验水稻转基因技术应用的全过程。从基本的实验仪器和材料到每一步的操作,它几乎与实际实验相同。在虚拟实验中,虚拟教师也以巧妙的方式被设计出来。手术的每一步都被提示,即使是“外行”如果犯了错误也能尝到。

正如北京大学徐崇仁教授所说:“虚拟实验应该是真实的,真实的,想象的。”中国科学院副院长金安江表示,虚拟实验软件已经掌握了自主学习的规律。通过这种类似游戏的方法,可以培养学生的兴趣,使学生从被动接受转变为主动学习。

为什么要做虚拟模拟实验?

haohappy以虚拟水稻遗传转化实验为例说明,“整个实验周期很长,早期组织培养需要几个月,后期植物生长需要很长时间。实际上,中学生很难有足够的时间来完成实验的所有部分,只有一部分可以完成。然而,虚拟实验可以将几个月的生长期缩短到几秒钟,摆脱时间和空间的限制。”

还有食品和机械实验教学课程需要开发虚拟实验软件。食品加工的许多环节都是高温高压,非常危险。机械实验仪器通常价格昂贵且非常精确,资源有限,学生很少有机会开始实践。

虚拟仿真项目具有物理实验所不具备的特殊优势,如时空限制、极端环境限制、成本限制、微观世界可视化、碎片技术系统化等。它填补了大量物理实验中的空白。以前无法获得的设备和人工耗材的实验可以通过虚拟化实验来实现。

正如教务部门的长江衡所认为的:“虚拟仿真资源的建设是国家推进高等教育信息化战略的重要举措。它体现了创新、协调、绿色、开放和共享的理念,有助于推动教育教学改革。”

“虚拟实验”发现了“真实的感觉”

事实上,生物科学院的老师早在2015年就开始“测试水”。现在虚拟仿真实验已经形成了一套比较成熟的结合实际情况和实际情况的实验系统。

在开发过程中,陈豪与生产公司沟通了几十次。陈豪详细解释了每一步和每一个细节,以便软件人员能够更准确地理解实验内容,并要求技术人员记录整个实验来体验细节。获取材料是实验的一个重要部分。科学实验中化学试剂的用量

南京农业大学团队参与了首届国家优秀生物与食品虚拟实验项目的展示与评估,拥有非常新颖的“生物野外实践虚拟模拟训练系统”。团队成员花费大量时间检查现场环境并将其数字化。同时,他们将大量的昆虫和植物输入数据库,给人一种身临其境的感觉。他们还设置了五个模块:“实景3D重建和虚拟现实全景”、“动植物检索识别系统”、“动植物图像数据库”、“植物3D解剖”和“师生互动功能”。

据了解,我校生命科学虚拟仿真实验中心已于2015年纳入省级示范中心建设。目前已完成8个综合虚拟实验项目,包括水稻遗传转化、多环芳烃降解菌初步分离、大规模藻类培养、综合大规模果蝇实验、校园数字地图、酒精发酵、植物原生质体分离和体细胞杂交、单克隆抗体等。这些程序已经在20多个专业学生的实验班使用。同时,该中心与6所高校建立了资源共享平台,实现了虚拟仿真实验资源的开放共享。

评论员:伊恩韩琦



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