新媒體在虛擬仿真實驗教學中的應用

余國營　郭曉姝　楊鈞棠　張新勝　王蘭

摘 要 以《人體及動物生理學》課程為例， 利用新媒體技術共享虛擬仿真實驗教學平臺資源，有助于解決理論學習與實驗操作的受限于實驗條件和動物倫理等教學問題，增加實驗操作的知識性和趣味性。教學實踐表明，新媒體在虛擬仿真教學中應用有利于混合教學模式下學生的探究性學習、自主學習和創新實踐，可以把抽象和復雜的理論知識物化和場景化，有利于提高教學效果。

關鍵詞 新媒體 虛擬仿真教學 網絡教學

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

新媒體的5G網絡和移動互聯網智能化等技術對我們的學習帶來深遠的影響。《人體及動物生理學》作為一門對實踐操作能力要求很強的專業，實驗教學開展的質量對于學生能夠理解理論知識至關重要。利用新媒體技術傳播虛擬仿真實驗教學，可以多渠道、多終端和多形式的方式推廣實驗技術，面向生物科學、生物技術、動物科學、生物醫學工程、基礎醫學和臨床醫學專業大學二年級以上本科生，涵蓋動物生理、實驗動物學和解剖學等實驗內容。

1新媒體在仿真教學中使用的特點

1.1使虛擬仿真教學更加便利

虛擬仿真實驗平臺越來越廣泛的被師生所接受，作為現代化教學媒介，教學工具由過去的講臺和實驗臺轉換成手機客戶端和電腦終端。以我校實驗動物學“肺纖維化小鼠模型構建、診斷及治療虛擬仿真實驗”為例。肺纖維化小鼠模型構建需要21天，最終建模和治療效果檢測需要3至4 天，這在本科生教學計劃中難以安排。為了大幅度減少實驗動物、實驗試劑和耗材，不僅是經濟上的考慮，因為減少死亡實驗動物的處理和有毒化學試劑的排放所產生的環境保護是更長遠的效益。我們將虛擬仿真實驗平臺引入教學，學生不再在固定實驗課時集中進行實驗操作，而是要求學生在學期內在可使用電腦終端完成虛擬實驗操作和考核即可。

1.2使學生的學習模式由被動學習轉換成主動學習模式

學生利用新媒體獲取學科知識的方式已經被廣泛接受。一改學生固定上課時間被動聽課的方式，學生可以隨時隨地獲取課堂信息，把整塊的學習時間可以碎片化。學生對上課環境無特殊要求，移動網絡的全校園覆蓋，讓教室、宿舍、食堂、林蔭小道和圖書館都可以成為學習場所，在有需求學習的地方完成主動學習。

1.3實驗內容豐富，形式多樣

新媒體在虛擬仿真實驗教學的使用，教具的與時俱進直接提高了教學質量。我們把課程分成項目簡介部分，該部分對項目的設計所要達到的目的和設計理念進行初步介紹;仿真資源方面分為五個實驗模塊，包括從模型構建、飼養觀察、藥物治療到動物組織取材和效果檢測所有內容;理論考試部分完成機考后考試成績會自動記錄到平臺，教師可以在教師端進行統計;討論反饋部分為使用者提供了一個問題討論和提出建議的平臺。

2加強新媒體在虛擬實驗教學平臺使用的幾點建議

2.1對媒體設備配置的要求

教學平臺對使用者移動端瀏覽器限定使用谷歌、360極速、edge瀏覽器和火狐，需要關閉殺毒軟件以及防火墻，這在很大程度上增加了學生風險操作，有些低配置的手機和計算機，存在無法加載的現象。

2.2需要解決首次安裝的簡并性

虛擬仿真實驗平臺首次使用需要下載配置運行環境，然后安裝仿真軟件。這些在學生使用手機端時變得復雜而困難。在實際應用中迫切需要更簡潔的安裝方式。例如網頁打開模式，操作模塊一鍵式安裝，不需要下載APP、鏈接局域網等。

2.3因為技術瓶頸導致的實驗內容更新緩慢

該項目運用到的計算機技術有：Maya、MAX、ZBrush 建模技術;通過PhotoShop、Substance Painter和Mudbox等3D繪圖工具;在Visual Studio中，通過C和C#編程語言編寫仿真交互程序并進行調試; Unity引擎運行仿真交互程序并啟動仿真算法。專業教師受限于計算機模擬技術、公司工程師受限于非課程設計專業，目前，虛擬仿真實驗內容由我們高校教師設計，交由專業公司進行動畫場景制作和如何設計用新媒體安裝使用，這在溝通和修改過程需要很大精力的投入。

3小結

新媒體在虛擬仿真教學中應用使教學中形成的智能化、教學資源公開化。利用手機網絡，個人電腦學習的模式也隨著虛擬實驗平臺的使用更加拓寬覆蓋面。高等教育質量的提升，新媒體技術功不可沒。新媒體技術在虛擬實驗平臺的使用更將高等教育的自主學習能力推進一大步，實現實驗室教學的革命性進步。新媒體將虛擬仿真技術的強大優勢迅速推進，我們期待的未來高等教育模式的設想正在一步步成為現實。總之，新媒體是教學信息傳遞的新鮮載體，是多元化教學方式的改革嘗試，我們應該積極嘗試和利用其作為教育平臺發揮優勢作用。《人體及動物生理學》課程虛擬仿真教學項目為我校生命科學專業教師提供了新的教學模式，面向我校學生的同時，也為國內虛擬仿真教學的發展做出貢獻。

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