虚拟仿真软件在食品药品实践教学中的应用

[摘 要] 目前高职院校实训基地硬件建设较好，但受到了大型仪器设备购买价格昂贵、运行成本较高、学生数量多、动手机会少的限制。为了弥补实训条件的限制，近年来各类院校均将虚拟仿真软件引入课堂教学中，但如何合理运用这一技术，提高教学效果和学生实践能力仍值得进一步探索和研究。

[关 键 词] 高职院校；仿真软件；实践教学

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）28-0070-01

一、传统实践课教学存在的缺陷

1.传统的实验课通常是老师演示实验要点，然后再向学生演示实验操作，由于学生较多，有些学生甚至看不见老师的演示。因此，“教师教得辛苦，学生学得痛苦”，很难达到预期的教学效果。由于课时数有限、学生人数激增和实验操作的现有技术和安全风险，而且每个实验中，学生常常只有一次机会动手实验，严重影响教学质量。

2.实验设备有限，学生实践机会少，部分实验项目开设成本过高，而实验运行经费有限；部分仪器设备价值较高，台套数有限，难以保证每人都有机会实际操作，这些问题都给我们开设相关实验带来了一定的困难，也在很大限度上限制了学生对这部分知识的掌握和能力的养成。有好多学生甚至只在旁边看。

3.真实环境下，受检测项目的影响，有些实验项目有一定的风险、污染大等，而且药物稀缺且昂贵，操作技术要求也很高，开设这类实验难度大。以农药、兽药检测为例，检测时间长，需要用到很多有毒有害的药品，如果操作不规范就有可能对实验者身体造成很大的伤害，对实验环境造成污染，而在虚拟实验环境下操作，上述问题便能迎刃而解。

二、虚拟仿真实验的特点

虚拟仿真技术是利用计算机技术模拟虚拟现实场景。用户可以通过设备和虚拟环境之间的交互和影响体验一种身临其境的感觉。虚拟实验是利用鼠标的点击和拖动，根据实验要求在计算机上装配各种虚拟仪器，形成完整的实验系统。对该系统进行试剂制备、样品处理、实验参数设置、数据采集、实验结果模拟分析等完整实验。在虚拟实验室或实验设备中，实验者可以完全在真实的实验环境中完成各种实验项目，进行的操作如同真实实验设备，可以达到不低于或超出真实实验环境中获得的实验结果或真正的实验效果。特别是对一些资金、场地和设备需求较高的实验，虚拟实验具有良好的经济性、安全性和可重复性等优点。虚拟仿真技术使人们在不受时间和空间限制的情况下，不受现实环境的影响。实验人员和教师都可以很容易地进入虚拟实验室。

三、虚拟仿真实验应用于实践教学的重要意义

1.实验系统具有开放性。利用计算机、网络等校园现代技术手段，学生可以在寝室学习虚拟仿真实验系统。这样就将原来环境受限的实验室拓展到了寝室、图书馆、教室等校园的每个角落。此外，虚拟仿真实验还需要满足不同教师对实验教学安排的需求，无论是在学校还是在家随时都可以操作仿真软件。

2.实验过程应具有易操作性。在虚拟仿真条件下，由于学生基础和能力方面均有较大差异，所以模拟仿真实验必须是容易操作的，从而保证不管学生的基础和能力如何，都不需要经过复杂的教学即可独立完成模拟操作，这要求模拟系统应具备非常好的操作界面和简单的操作流程。

3.有效地节约时间，达到事半功倍的效果。虚拟仿真实验可以使学生在课前了解实验内容，提高实际实验的熟练程度和研究效果。学生可以根据需要安排实验进度，选择实验内容，重复操作练习，充分体现个性化学习，加深对实验原理、实验步骤和内容的理解，提高学习效果。

4.补充大型仪器数量不足所造成的欠缺。学生训练大型分析仪器次数受限，甚至对某些常用仪器也严重不足，这非常不利于学生检测能力的提高。仪器仿真系统的应用，可以让学生更真实地感受一些大型分析仪器的内部构造。并且学生可以模拟整个操作设备的全部流程，学生能更真实地理解大型分析仪器的操作及特性，教学效果事半功倍。

5.大大提高技能大赛选手的水平。近年来，食品制药检测大赛项目越来越多，参赛选手的技能水平也越来越高，如果学生反复进行大量实验，这样就会花费大量的费用，虚拟仿真实验几乎不需要实验费用，学生可以通过虚拟仿真软件反复练习，就会减少实际操作中出错的机会，技能水平明显提高，而且试剂浪费量会减少，仪器损毁率也会降低。

四、虚拟仿真技术在应用中应该注意的问题

应用虚拟仿真技术在高职院校实践教学中，实现了培训条件的提高、教学过程的优化，解决了实践教学中的诸多难题。然而，利用虚拟仿真实验设计高职实践教学项目，虚拟仿真仪器无法替代实际实验，两者之间存在本质区别。虚拟仿真技术只是模拟实际的仪器操作过程和工作实践过程。因此，在虚拟仿真技术实践的应用中，我们必须认识到虚拟训练与实际培训之间的本质区别。

五、总结

从实验教学最新发展趋势来看，开展虚拟仿真实训中心建设是新时期下高职院校人才培养的重要任务，也是高职院校未来实验教学发展的必然趋势。在建设虚拟仿真实验教学的过程中，不仅需要明确其意义和目标，而且需要特别重视虚拟仿真实验和虚拟仿真实验内容管理系统的构建，以满足大型虚拟仿真实验教学的需要。从目前的情况来看，虚拟仿真实验教学的研究与改革仍处于起步阶段，尚有大量工作需要开展。

参考文献：

[1]李雅芹，赵桂杰，于海波.高职制药专业虚拟仿真实践教学的研究与思考[J].才智，2010（31）：100-101.

[2]周世杰，吉家成，王华.虚拟仿真实验教学中心建设与实践[J].计算机教育，2015（9）.

[3]嵇萍，刘泗岩.虚拟仿真实验在单片机教学中的应用[J]. 中国现代教育备，2009（17）：94-96.