单位文秘网 2021-07-08 08:17:55 点击: 次
摘 要:生物制药专业的实践教学在整个教学过程中达到50%以上,随着高校的扩招,实验室建设相对滞后。由于学生人数增多,学生人均设备台套数相对减少,不能满足学生实验的要求,结合限制高职高专生物制药实验室的现状,建立虚拟实验室,使学生能够随时随地在网络环境下进行实验,大大提高了学生的实验动手能力,有利于培养的操作能力、分析诊断能力、设计能力和创新意识。虚拟实验室具有低成本,高安全,开放性,长效型,高效率等特点,因此创建没有围墙的大学和基于网络的虚拟实验室,是少投入多产出,实现资源共享的一种全新办学理念。
关键词:生物制药 虚拟实验 实验教学
中图分类号:G6文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)03(b)-0239-01
生物药物是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果,从生物体、生物组织、细胞、体液等,综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。
生物制药专业是新兴专业,其核心课程包括生物化学与生化药品、微生物与免疫学、细胞与分子生物学、药剂学、药事法规、生物药物制备工艺学、生物药物化学与分析、生物制药设备与仪表、组织细胞培养实训、生物药物制备工艺技术实训、生物药物质量检测实训、生物制药设备保养与维护实训。实践教学在整个教学过程中应达50%以上。
虚拟实验室是一种基于Web技术、虚拟仿真技术构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统,是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。虚拟实验室为开设各种虚拟实验课程提供了全新的教学环境。虚拟实验台与真实实验台类似,可供学生自己动手配置、连接、调节和使用实验仪器没备。教师利用虚拟器材库中的器材自由搭建任意合理的典型实验,或实验案例,这一点是虚拟实验室有别于一般实验教学课件的重要特征。
在虚拟实验室中,学生既可以在虚拟实验台上动手操作,又可自主设计实验,有利于培养的操作能力、分析诊断能力、设计能力和创新意识。在虚拟实验室中,学生更易获得相关的知识,科学的指导和敏捷的反馈。虚拟实验室是未来实验室建设的发展方向。
为了提高生物制药专业的实验教学质量,本文结合黑龙江农科科技职业技术学院生物制药专业实验教学的现状,对开展虚拟实验的必要性进行如下讨论:
1 我院高职高专生物制药专业的实验室现状
我院生物制药专业建立于2004年,其实验室建设按教育部要求总投资不少于300万,实习实训仪器应包括热压灭菌器、高效液相色谱仪、薄层色谱扫描仪、紫外-可见分光光度计、霉菌培养箱、生化培养箱、电子天平、离心机、干燥箱、培养箱、过滤机、恒温水浴锅、薄膜浓缩、真空泵、发酵罐等一系列仪器设备,但近几年随着招生规模扩大,实验室建设相对滞后。由于学生人数增多,学生人均设备台套数相对减少,不能满足学生实验的要求;实验场地小,设备够至少,实验时经常是学生分组完成实验,造成一人实验多人观摩的局面,很难保证学生人人都有机会完成整个实验过程,学生实习锻炼的机会少,难以激发学生的学习积极性,提高学生的动手能力和实验创新能力,影响了教学效果。
2 传统实验室缺陷
传统的实验教学存在很多问题:例如学生过份依赖教师、缺乏独立分析问题、解决问题能力的培养;实验时间短,每周只数小时实验时间,使实验中出现的问题没有时间冷静、认真地思考;实验室的管理模式单一、缺少开放性实验室;没有给优秀学生提供自由发挥、提高、创新的环境。这些因素都制约了实验教学的开展。
3 虚拟实验教学的优势
3.1 低成本
在实验教学中,许多昂贵的实验器材,由于受价格的限制而无法普及;有些实验因时间持续得很长以致无法开设。利用虚拟实验技术,学生通过鼠标便可以身临其境般地操作虚拟仪器,操作结果可以通过仪表显示反馈给学生。这种实验既不需要购买昂贵的仪器,也不需要使用实验仪器和易耗品,避免了实际操作中队仪器的损害造成的经济损失,更不受场地等外界条件限制,可重复操作,直至得出满意结果,改变了传统演示实验的教学模式,有效地解决了实验条件与实验效果之间的矛盾。
3.2 高安全
在生物制药试验中,学生不可避免的要接触有高毒性、刺激性,腐蚀性、易燃易爆的药品药剂,稍有不慎就会给学生造成人身伤害,因此有些实验是不能让学生做的。虚拟实验教学的一大优点还在于其绝对的安全性,不会因操作失误而造成人身事故。
3.3 开放性
虚拟实验室有可能给任何实验者在任何地点任何时间里广泛地提供赖以学习、工作和研究的实验场所。虚拟实验的开放性主要表现为两个方面:一是资源开放。虚拟实验室储存了大量的实验模式、各种虚拟实验器件或构件、各种虚拟实验仪器仪表、各种虚拟实验环境、各种实时仿真软件包等,学生可根据自己的实验需要自由地选择使用。不受时间和空间的限制。二是网络虚拟实验室是一个开放的实验平台。学生也可根据自己的实验需要,自行构建实验环境、实验模块、实验仪器等,随意地增加网络虚拟实验室的各种“库”,使得网络虚拟实验室是动态的,具有可持续发展性,从而使网络虚拟实验室具有良好的灵活性。
3.4 长效性
学生可以随时随地做实验,不受时间和场地的限制,在实际实验前利用虚拟实验进行预习,有助于学生从实验整体到局部建立起直观的感性认识,能有效地克服在实际实验中出现的盲目操作和实验走过场的现象,缩短实际实验的时间。对于一些难度大的、操作步骤多的实验,在做完实际实验后再做虚拟实验,可以使学生了解每一实验步骤在实验中所起的作用,进一步理解实验原理,消化实验内容。
3.5 高效率
虚拟实验室有着良好的在线帮助和学习功能,可以帮助使用者迅速掌握实验研究本身和达到实验研究的具体目标和要求。实验不再局限在物理空间的实验室中,实验者只要拥有一台连接到互联网的计算机,就可以通过网络不受时空限制地利用实验设备进行实验,和其他实验者共享资源,可实现合作实验、指导实验、远程实验等,大大提高学习和研究效率,为实验教学环节提供强有利的支持。
4 结语
在生物制药专业开展虚拟实验室教学,可以突破传统教学手段,提高实验教学质量,推动生物制药专业实验教学改革。虚拟实验室具有的低成本、高安全、开放性、长效性、高效率等特点,可以提高实验效率、降低实验成本、增强学生学习的积极性,取得较好的教学效果,因而具有传统实验所无可比拟的优势。少投入多产出,实现资源共享的一种全新办学理念。
参考文献
[1]白娟.虚拟实验教学及其研究设计.西安:陕西师范大学硕士论文,2005.
[2]李明华.虚拟实验的设计与实现.现代教育技术,2007(12):100-103.
[3]朱小勇,王志萍.虚拟实验在制药工程实验教学中的作用初探.广西中医学院学报,2007(10)125-126.
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