杜思雯

成都大学 四川 成都610000

引言

分子生物学主要是从分子层面探索生命本质,其主要的研究内容为RNA、DNA等,内容较为抽象,学生理解难度大,传统高校分子生物学实验教学方式成本较高,且会在同一实验上花费大量的时间,具有较长的实验周期,教学效果提升缓慢,需要考虑将虚拟仿真技术应用在实验教学中,进行合理改革。

1 改革教学理念,正确认识虚拟仿真技术

基于虚拟仿真技术,相关教育工作者需要正确认识虚拟仿真技术在高校分子生物学实验教学中所起到的作用,其可以有效降低实验的危险性。部分分子生物学的实验会对人体、环境等产生一定程度的危害,如果控制不好会产生较为严重的经济损失和环境损失,而在其中应用虚拟仿真技术则可以有效避免。例如,针对提取相关生物DNA 的实验过程中,传统的实验方式会应用三氯甲烷,这种化学试剂具有易燃助燃易制毒的化学性质,在公安部门的管制范围内,其获取途径不易的同时具有较大的实验风险。对此,实验教师就可以采用虚拟仿真技术进行授课,开展虚拟仿真实验,避免危险化学试剂出现在实际课堂中,让学生可以更加清楚的观察到实验情况,明确危险化学试剂的使用方式,增强学生对相关实验的理解,避免发生安全事故,保证实验教学的综合效益[1]。

2 改革教学方法,合理设置生物学实验

受高校分子生物学实验显示过于微观,原理较为抽象的影响,其实际需要取用的相关试剂量很少,甚至以微升计算,部分实验的反应现象用肉眼是无法进行感知的,往往需要完成整个实验才能知道实验成果。对此,教师可以转变传统的教学方法,利用虚拟仿真技术进行可视化微观性的实验。例如,在PCR实验中,针对DNA的延伸、变性以及复性等内容,教师就可以采用虚拟仿真实验,使其和传统的实验操作可以有效衔接,重点部分重点呈现,将以往不可用肉眼获取的实验现象进行展示,吸引学生注意,充分激发学生的学习兴趣,提升学生课堂参与度,加深学生对实验的理解。此外,这种教学方式需要教师做好对实验的分析,先保证自身对实验的充分掌握,然后再根据实验现象、基本学情,进行合理选择,明确基于虚拟仿真技术的高校生物学实验教学改革并非完全摒弃传统教学方式。

3 改革教学安排,缩短生物学实验周期

高校分子生物学中的部分实验有很长的实验周期,单纯依靠有限的课堂时间并不能有效完成,实验教学效率低下。对此,教师应当结合虚拟仿真技术做好教学安排,将较长实验周期的实验进行虚拟设计,减少实验等待时间,让实验现象的反应可以更加紧凑,为学生提供一个更加系统化的知识体系。例如,教师可以将southern的杂交实验设计成虚拟实验,这一实验在传统的实验方式中想要全面完整的完成一般都需要两天甚至更多的时间,而利用虚拟仿真技术优化基因组制备DNA、DNA转移以及洗膜检测等环节的时间消耗,将实验时间控制在教学课堂时间内,可以提升教学效率。教师需要让学生自行登录虚拟仿真平台,引导学生学习原理、进行虚拟实验、自测习题以及交流互动等,优化教学各环节的时间比,保证教学质量,缩短实验周期[2]。

4 改革教学形式,降低生物学实验成本

虚拟仿真技术在高校生物学实验教学中的应用可以有效降低实验成本,其可以为实验教学提供丰富多样的教学资源,促进高校教育资源的合理分配。对此,需要教师调整教学形式,增加虚拟仿真技术在教学过程中的应用范围和程度,在保证学生和先进分子生物学实验技术有充分接触的同时避免过多的实验投入。例如,针对在传统教学形式中需要花费大量资金的实验,如RT-PCR 实验中对价格高昂的反转录试剂盒的购买、荧光定量PCR实验中需要配置荧光定量PCR仪等,教师可以采用虚拟实验的形式进行教学,在虚拟环境中为学生引进先进实验设备和仪器,讲授先进的实验方法,节省实验资金,促进高校更好的发展。此外,这种教学形式还可以打破实验教学的空间界限,学生可以利用移动终端随时随地的登录虚拟仿真平台进行试验,降低传统教学形式对实验室的依赖,在一定程度上也可以降低实验室环境的维护保养费用。

5 改革考核方式,最大化提升教学效果

传统高校分子生物学在实验上的成绩一般是由学生出勤率、实验报告、实验操作表现构成,较为单一,且有较大的机械性,对学生的创造思维和积极性都没有良好的提升作用,很容易使学生之间存在相互抄袭实验报告的情况,不利于考核的顺利进行。对此,教师可以利用虚拟仿真技术改革考核方式,发展生动多样的考核方式,将学生学习效果真实客观的反映出来。例如,教师可以在进行虚拟仿真实验过程中设置相应的考核题目,人为性的增加学生实验难度,根据学生解决方式、时间等情况制定梯级成绩评定范围,并在成绩最终生成上根据教师认为需要增加的考核指标明确学生在评定范围内的具体分数,如学生出勤率、学习态度等,使考核方式“尺度”和“温度”共存,引起学生注意,让学生端正学习态度,避免随意性进行实验,保证高校分子生物学实验教学改革质量。

结语

总而言之,高校分子生物学实验教学和虚拟仿真技术相结合可以有效保证教学质量,降低教学成本,缩短实验周期,可以让学生更好的理解相关知识,在一定程度上可以有效规避实验风险,从而用高质量的分子生物学教学为社会提供专业素质更强的人才。