信息化背景下高職生理學實驗虛實結合教學改革實踐研究

●魏海軍

一、引言

新課改對高職生理學教學提出了新的要求，要求教師在進行高職生理學教學時應該充分關注學生的宏觀辨識與微觀探析能力；幫助學生樹立變化觀念與平衡思想；促使學生進行證據推理與模型認知；促使學生逐漸形成科學探究與創新意識；讓學生在生理學學習的過程中逐漸樹立科學精神與社會責任。在經過了一段實踐的改革與發展之后，信息化理念已經逐漸滲入到了高職生理學教學過程之中，但是在高職生理學實驗教學中，這些信息技術的運用還處于不太成熟的階段，因此，為了讓學生能夠在生理學實驗中收獲到更多的知識，發展核心素養，本文在充分總結信息化背景下高職生理學實驗虛實結合教學改革實踐的經驗基礎上從以下幾個方面進行了探索。

二、概念綜述

（一）信息化背景

本文所指的信息化背景是指信息化2.0 背景下的教育信息化的升級。教育信息化2.0 行動計劃，到2022 年基本實現“三全兩高一大”的發展目標，即教學應用覆蓋全體教師、學習應用覆蓋全體適齡學生、數字校園建設覆蓋全體學校，信息化應用水平和師生信息素養普遍提高，建成“互聯網+ 教育”大平臺，推動從教育專用資源向教育大資源轉變、從提升師生信息技術應用能力向全面提升其信息素養轉變、從融合應用向創新發展轉變，努力構建“互聯網+”條件下的人才培養新模式、發展基于互聯網的教育服務新模式、探索信息時代教育治理新模式。具體而言是指利用虛擬現實技術（VR）應用于生理學實驗教學的3D 軟件，建立與之配套的虛擬實驗室，可同時容納40 人獨立進行虛擬實驗，虛擬實驗系統（軟件）操作方式模仿3D 網絡游戲，有演示、學習、考核三種模式。以學生為主體的教育理念，激發學生的學習主動性，提高學生分析問題和解決問題的能力，以及操作能力。

（二）虛實結合

本課題是指采用以虛擬實訓系統為基礎，進行“理論——虛擬——實操”三元式教學，所謂“理論”，即教師理論課上只對整個模塊的內容進行簡短的串聯精講；所謂“虛擬”，即學生先通過虛擬系統的演示模式，觀看整個操作流程，然后獨立進行虛擬實訓操作，虛擬實訓中錯誤操作軟件都會即刻給出提示，改為正確操作方可進入下一步，最終獨立通過虛擬考核。整個學習過程類似于玩3D 游戲，每個人的操作錯誤點不盡相同，因此學習是高度自主和有極強針對性的；所謂“實操”，即學生進入真實操作環節，此時學生對操作流程、注意事項等已非常熟悉，真實操作中更容易聯想運用到相關知識。在“理論——虛擬——實操”三元式教學中，虛擬實訓是連接理論學習和真實操作的紐帶，能有效地促進生理學實驗教學質量。

三、信息化背景下高職生理學實驗虛實結合教學改革實踐的重大意義

實際上，生理學教學多數情況下是一個較為抽象的過程，并且教學過程所要展現的生理學現象、生理學概念、生理學規律等均屬于較難理解的范疇，而教學活動的較高境界是教師通過有趣的、生動的、形象的、通俗易懂的方法來讓學生掌握學習的知識。因此，生理學實驗教學在高職生理學生理學教學中起到了非常重要的作用，具體而言，主要表現在以下幾個方面：

其一，生理學實驗虛實結合教學能夠讓生理學教學中那些抽象的生理學概念被具體化、形象化地展現出來，這樣便有利于學生對所學概念的認識和理解。在發展生理學學科核心素養的要求中有促使學生形成宏觀辨識和微觀探析的要求，因此，生理學實驗虛實結合教學就是教師引導學生對生理學世界的奧秘進行宏觀辨識和微觀探析的過程，所以生理學實驗虛實結合教學是高職生理學教學中必不可少的部分，提高高職生理學教學效率的基本前提。

其二，生理學實驗教學能夠激發學生對生理學學科的興趣。通常情況下，生理學學科的內容總會比較枯燥無味，如果在這種情況下，教師僅僅通過理論上的說教，學生一定會覺得無趣無味，但如果教師將所要學習的內容成功地轉化在實驗中，并采取虛實結合的方法，這樣就能夠將信息技術充分運用于實驗中，學生便能夠對一些生活中并不常見的生理學反應、生理學現象通過直觀、有趣的實驗來進行親手操作，仿佛玩游戲一般，此時學生會覺得生理學實驗是一件非常有趣的事情，因此，也會對生理學這門學科產生濃厚的興趣。

其三，生理學虛實結合實驗教學能夠激發學生在自主、合作學習的過程中養成探索創新的習慣。新課程改革要求，生理學虛實結合教學應該以提高學生自主、合作、探究能力為主要目標，因此，在生理學虛實結合實驗教學中，教師會通過信息化技術來促使學生一起參與到各種實驗學習之中，然后再抱著十足的好奇心來對生理學知識進行探索，并在探索的過程中激發創新精神。

四、信息化背景下高職生理學實驗虛實結合教學改革實踐的措施

（一）大范圍整合教育教學有效資源，進行理論教學

信息化背景下資源的共享性得到了進一步的拓寬，因此，在高職生理學實驗虛實結合的過程中就需要教師充分利用信息化的基本特點，對教育教學資源進行大范圍的整合，這樣才能夠讓勝利實驗虛實結合教育實現有機結合。比如，重視各學科的教學資源建設和信息化學習工具的搜集與開發，引導學生在學習某一單獨學科時能夠充分結合各門學科的基本特點，這樣才能夠建構易于實現學科課程整合的新型教學模式。

比如，在高職生理學實驗中，教師可以利用信息化技術來引導學生對高職生理學實驗資源進行大范圍的整合，促使學生在虛實結合的有機結合過程中獲得進步。通常情況下，學生在參與實驗之前都需要獲得豐富的理論知識為基礎，此時，為了讓學生對理論知識的獲取范圍進行進一步的提升，教師便可以充分利用信息技術的共享性，從以下幾個方面來做好理論準備：其一，教師可以利用互聯網搜集更多的關于相關理論教學的經典方案，并將其進行整理和提升，最后形成獨具特色的講授方式，讓學生能夠在這個過程中感覺到理論學習的趣味性。其二，引導學生通過互聯網來分享與課堂相關的知識，促使學生在學習的過程中通過信息技術來獲得更多的學習經驗、學習方法、學習實踐內容等，讓學生在見多識廣的過程中不斷地提升自身的學習能力。其三，教師還可以引導學生將生理學學科的實驗學習與其它學科的實驗情況，比如化學等進行有效的融合，以便于促使學生在信息化背景下對做好實驗準備，提高實驗能力而服務。

總而言之，理論學習是信息化背景下高職生理學實驗虛實結合教學改革實踐的重要環節，在這個過程中，教師應該積極采取有效措施，引導學生客觀合理地利用互聯網教學，促使學生全面掌握高職生理學理論學習內容，促使學生全面素養的提升。

（二）利用VR 技術設置學習場景，引導學生虛擬感受

建構主義者認為，學生在成長與發展的過程中應該從體驗中去不斷獲取經驗，然后在這些經驗的基礎上促使其對所學習的知識進行全方位的理解和運用，這樣才能夠促使教育教學效率的提升，在信息化背景下進行高職生理學虛實實驗就需要利用VR 技術來設置學習場景，為學生的學習營造身臨其境之感，這樣才能夠促使虛實實驗教學有機結合。

例如：在引導學生制作坐骨神經——腓腸肌標本的制作過程中，教師可以采用3D 技術來再現整個操作過程，讓學生進入到實驗器材和藥品的準備、實驗方法和步驟的過程中，通過VR 技術讓學生能夠對制作標本時的破壞腦和脊髓、剪去軀干上部及內臟、剝皮、分離左右腿、游離坐骨神經、游離股骨、完成標本等有全方位的認識。

VR 技術是當前信息化2.0 下的主要技術形式之一，其最大的特點便是直觀性，沉浸性。因為這一特點能夠讓生理學實驗的內容從宏觀轉化為微觀，從抽象轉化為形象。高職生理學實驗是高職生理學教學的重要組成部分，但是因為受到場景的限制，所以學生在參與到高職生理學實驗的過程中經常會出現模糊不清的情況，這就導致了實驗操作的感受度低，實驗操作并不能夠全面得到有效學習，鑒于這種情況，教師將VR 技術充分運用到其中，便能夠為學生的學習理解、學習過程創設提供有效的技術支持，讓學生在學習高職生理學實驗的過程中能夠對實驗的詳細過程和細節部分進行全方位的了解和體驗。

（三）實現虛擬化考試的全覆蓋，進行虛擬化操作

教學實際上是一件極具個性的事情，在整個教學過程中，教師應該充分尊重學生的基本情況，然后圍繞學生的具體情況來進行有效的引導，因此，在現代教育理念中，實施考試評價，對學生的發展個性進行有效的了解，然后再針對具體情況來進行教學是當前高效教學的關鍵之所在。

通過高職生理學實驗教學的理論與虛擬階段之后，教師應該引導學生進入到虛擬化考試的階段，比如，在進行了坐骨神經——腓腸肌標本的虛擬感受之后，教師需要引導學生進入到虛擬考核過程中，即讓學生通過網上虛擬實操來展現學生的學習情況，然后計算機通過學生的實操情況來將整個過程進行精準的反映，促使教師充分了解學生的學習情況，然后根據情況來制定更為精準的教學計劃，以便于滿足學生的個性化需求，例如，通過統計反饋，教師發現，一個班大約有75%的學生取得了較好的實驗效果，同時，大約有15%的學生實驗效果一般，在操作的過程中出現了細節問題，還有10%的學生完全沒有通過實操考核，那么，教師根據這樣的結果在進行教案設置的時候就需要適當地調整教學的目標和教學任務，采用分層的教學方法來促使學生進行有效的實驗。

信息化背景下實現虛擬考試的全覆蓋，進行虛擬化操作能夠讓學生的操作情況得到更為全面和精準的反映，能夠讓每一個操作過程都得到適時的監控和記錄，從而為教師了解學生，并進行更加有效的輔導而打下基礎。

五、結語

眾所周知，高職生理學既是一門實用性很強的學科，也是一門有著非常多的亟待學生去解疑答惑的學科，在高職生理學實驗過程中，有著許多陌生的現象需要學生去弄清楚，搞明白，在科學技術飛速發展的背景下，教師可以有效利用引導學生進行實驗過程的虛實結合，促進學生在掌握技能的同時提高其綜合素養。