楊文超

（福建農(nóng)林大學動物科學學院/蜂學學院，天然生物毒素國家地方聯(lián)合工程實驗室，福建 福州 350002）

1 引言

虛擬仿真實驗是融合“互聯(lián)網(wǎng)+”“智能+”技術，著力解決真實實驗條件不具備或?qū)嶋H運行困難，涉及高?；驑O端環(huán)境，高成本、高消耗、不可逆操作、大型綜合訓練等問題的一種新的實驗教學模式?！督逃哭k公廳關于2017-2020 年開展示范性虛擬仿真實驗教學項目建設的通知》[1]指出國家虛擬仿真實驗教學項目是示范性虛擬仿真實驗教學項目建設工作的深化和拓展，堅持立德樹人，強化以能力為先的人才培養(yǎng)理念，堅持“學生中心、產(chǎn)出導向、持續(xù)改進”的原則，突出應用驅(qū)動、資源共享，將實驗教學信息化作為高等教育系統(tǒng)性變革的內(nèi)生變量，以高質(zhì)量實驗教學助推高等教育教學質(zhì)量變軌超車，助力高等教育強國建設[2]。

虛擬仿真實驗具有“沉浸式”優(yōu)勢。學生進入虛擬實驗室開展實驗操作，通過位置的改變從不同角度實現(xiàn)全方位的實驗過程學習。仿真、3D 的表現(xiàn)形式對實驗過程形象逼真演示，發(fā)揮虛擬元器件資源的優(yōu)勢，提升學習效果。

虛擬仿真實驗具有“互動”優(yōu)勢。在實驗過程中，可以對實驗中遇到的問題進行咨詢，教師在線解答，實時解決學生實驗過程中遇到的難題。能最大限度地激發(fā)學生的自主實驗興趣，有助于發(fā)展學生的構(gòu)建思維，具有獨特的實驗教學效果。

虛擬仿真實驗具有“時空”優(yōu)勢。實驗不受實驗空間大小、實驗時間、實驗次數(shù)的限制，實現(xiàn)無器材損耗，和實驗室零距離，隨時隨地重復進行實驗學習。突破實驗教學對客觀條件的依賴性，滿足實際的課堂教學需要。

虛擬仿真實驗是解決大型儀器臺套數(shù)不足、危險性高、實驗條件苛刻等難以在現(xiàn)實實驗室開展實驗的有效途徑，為豐富教學和實踐提供了一種全新的方式。

2 在蜂學教學方面的應用

2019 年年底的新型冠狀病毒疫情讓常規(guī)教學變成了奢望，虛擬仿真實驗成為解決實驗課“停課不停學”的有效途徑，以《教育部辦公廳關于2017-2020 年開展示范性虛擬仿真實驗教學項目建設的通知》為指導的國家虛擬仿真實驗教學項目共享平臺（www.ilab-x.com）[3]免費向社會開放了已經(jīng)建成的2 000 多個虛擬仿真實驗項目，為疫情期間開展實驗教學提供了資源保障。

在2020 年上半年，福建農(nóng)林大學2017 級中藥資源開發(fā)專業(yè)《蜂產(chǎn)品加工與制藥實驗》借助國家虛擬仿真實驗教學項目共享平臺和超星“學習通”，選擇與課程相關的化工與制藥學、藥學、食品科學與工程的部分虛擬實驗代替常規(guī)實驗項目：干粉、顆粒制劑、片劑、硬膠囊、口服液的加工和質(zhì)量檢驗，很好地完成了疫情期間的教學任務。同時，暑期的蜂學專業(yè)畢業(yè)實踐《蜂產(chǎn)品加工與貿(mào)易實習》也因疫情改成了線上線下相結(jié)合的方式進行，為特殊時期的實踐教學提供了新的途徑。

3 教學應用過程中存在的問題

針對虛擬仿真，我們就實驗開設的必要性虛擬仿真的效果及存在的問題開展了相關的問卷調(diào)查工作。對虛擬仿真實驗用后體驗進行整理分析，大致存在以下幾點不足。

3.1 實驗項目插件過大

據(jù)統(tǒng)計，有86%的學生認為實驗項目插件過大。一些項目在使用之前，必須下載開發(fā)平臺插件和相應的實驗項目插件，雖然這類項目在下載后可以實現(xiàn)離線操作，但是對于開展多個實驗項目的學生來說，占用電腦存儲空間，給學生的學習造成了不便。

3.2 實驗項目操作困難

據(jù)統(tǒng)計，有57%的學生認為實驗項目操作困難。一些項目在操作過程中操作步驟較多，部分操作步驟的操作區(qū)域比較隱蔽，難以操作，延長了實驗的操作時間。

3.3 操作過程和結(jié)果單一化

據(jù)統(tǒng)計，有41%的學生認為操作過程和結(jié)果單一化。部分項目的操作過程單一，實驗操作完全一致，與實際實驗時的不同時間、數(shù)量或工藝差異造成不同的實驗結(jié)果不相符，不能最大限度地模擬現(xiàn)實實驗。

4 實踐教學中應用的潛力分析

虛擬仿真實驗致力于解決實驗條件不具備、實際運行困難、涉及高危或極端環(huán)境的實驗，可以開發(fā)蜜蜂生物學、蜜蜂養(yǎng)殖、蜜粉源植物、蜜蜂遺傳育種、蜜蜂產(chǎn)品學、蜂產(chǎn)品加工學、蜂產(chǎn)品分析、市場營銷等課程的相關虛擬仿真實驗。利用網(wǎng)絡空間開展線上線下、虛實結(jié)合、以虛補實的虛擬仿真實驗教學，將現(xiàn)實條件下“做不到”“做不好”“做不了”“做不上”的實驗網(wǎng)絡化。

校企協(xié)同探索“線上線下混合育人”新模式，以全面提高學生創(chuàng)新精神和時間能力為宗旨，以共享優(yōu)質(zhì)實驗教學資源為核心，持續(xù)推進實驗教學信息化建設，推動蜂學專業(yè)實驗教學改革與創(chuàng)新[4,5]。