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【关键词】虚拟实验技术；分子生物学；基础医学；实验教学；应用
在以往的分子生物学实验教学当中，由于受到实验条件、实验时间以及安全性等种种因素的限制，使得学生能够真正参与实验的机会非常少，难以发挥实验帮助学生加深对所学知识理解与记忆的目的。而通过运用虚拟实验技术则能够有效改善这一教学问题，教师通过将其运用在分子生物学实验教学当中，确实能够有效提升实验教学成效，帮助学生夯实学习基础。因此研究虚拟实验技术在分子生物学实验教学中的应用具有强烈的应用和研究价值。
1 在药学专业中开展分子生物学实验的重要性
1.1 可以展示微观世界
药学专业本身侧重于宏观世界的展示，因此其涉及的教学内容往往范围比较广，教学内容繁杂，学生在进行相关知识体系结构建立和锻炼逻辑思维能力的过程当中常常感觉比较吃力。而运用分子生物学实验则能够清晰地为学生展示微观世界的具体情况，使得学生能够同时从宏观和微观两个角度入手进而全面掌握药学知识。比如说通过运用分子生物学实验，能够有效帮助学生掌握更先进的疾病诊断、药物毒性检验等技术。
1.2 激发学生学习兴趣
药学专业涉及的知识内容十分庞杂，尤其是大量的概念、理论知识等难免会存在一定的枯燥性，因此传统的理论式教学并不能够有效集中学生的注意力，激发学生的学习兴趣。而通过在药学专业中运用分子生物学实验，能够使得学生通过亲自动手参与实验的方式在“学中做，做中学”，从而在有效调动学生内在学习动机的同时，帮助其完成对所学知识的内化和吸收，并有效提高学生的实验能力。
1.3 培养学生科研能力
在药学专业中运用分子生物学实验，其在注重知识内容讲解的过程中，更加侧重运用实验的方式，尤其是教师通过对学生进行适当的指点和引导，鼓励学生能够结合所学知识内容，在严格按照相关实验要求的基础之上，自主学习探究并设计实验方案，而这也在很大程度上能够培养学生独立科研的能力。特别是教师要求学生进行实验探索的过程，也能够有效激发和培养学生的创新力以及创造能力。
1.4 有效提升教学成效
分子生物学实验运用于药学专业中最为重要的一点便在于，其能够有效帮助教师提升教学成效。利用能够展示微观世界的实验方式，教师可以将原本平面的，甚至带有一定枯燥性的理论知识和内容以动态化、形象化的实验展示在学生面前，帮助学生完成对药学知识内容的本质探索，进而有效强化学生的形象记忆，使其能够加深对所学知识内容的理解与认知。
2 虚拟实验技术与传统实验相比的具体优势
2.1 可以不受实验条件限制
以往的实验教学经常会受到各种实验条件的限制，譬如说实验器材不足、实验场地比较狭窄、缺乏充足的实验教学经费等等，使得预期开展的实验教学不是难以取得良好的教学成效就是被迫中断。而虚拟实验技术则可以不受任何传统实验条件的限制，教师与学生只需要运用计算机以及互联网便可以完成任何种类及难度的药学实验，在确保实验教学有效性的同时也可以有效控制实验教学成本。比如某些实验成果需要花费漫长的实验周期和严格的环境控制等才能够获得，而通过运用虚拟实验技术，教师能够在短时间内模拟完成全部实验内容，并展示出最终的实验成果，进而通过打破传统实验对时空的限制，以更加高效、便捷的方式完成分子生物实验教学。
2.2 增加学生参与实验机会
受到各种现实条件和实验条件的限制和约束，在以往的传统实验教学中并非每一位学生都能够拥有亲自动手参与实验的机会，多数情况下为保障实验安全以及出于保护昂贵实验设备、节约实验成本等角度出发，常常会选择由教师进行实验操作以及相关讲解，学生进行全程观看的方式进行药学基础知识的讲解教学。在这一过程中，由于学生长期无法有效参与到实验当中，久而久之也使得部分学生开始丧失学习兴趣与学习欲望。而使用虚拟实验技术则能够使得每一位学生都能获得同样的实验机会，教师通过为学生创设高仿真的虚拟实验环境，使得学生能够通过虚拟实验的方式真正参与到实验教学当中，不仅如此，由于各项实验操作以及实验环境、条件等均为虚拟的，因此即便学生实验失败也完全可以重新开始，对于部分难度较大的实验学生也可以利用该技术进行反复实验操作直至完全掌握实验技术和相关知识内容，这也使得学生能够从原本过于重视实验成败与否转移至对实验过程以及实验现象的关注上来，在进一步减轻学生学习压力的同时有助于其优化学习成效。
2.3 帮助学生深入观察现象
传统实验中学生虽然在观察实验现象当中可以使用显微镜、细胞仪以及其他精密的实验设备与仪器，但仍然需要学生对其进行肉眼观察，因此某些不引人注意的实验现象或细胞物质非常容易被学生忽略。而通过使用虚拟实验技术，可以运用更加清晰、直观的方式全方位、多角度地展现出抽象和微觀的实验现象，尤其是利用其中的放大、旋转等功能，可以帮助学生更加深入、立体地观察实验现象，进而有效提升实验的成功率，同时对于帮助学生深入理解教学知识内容也有着积极的帮助作用。
2.4 保障学生实验中的安全
在传统实验中最令教师和学生担心的便是实验安全的问题，有很多实验试剂、材料等本身对人体有一定的危害作用，如果学生在实验过程中出现操作不当等情况，也极有可能危险到学生的生命安全。因此通过使用虚拟实验技术则能够有效帮助教师打消这一顾虑，譬如说教师通过运用虚拟实验技术对动物知识RNA进行提取，可以彻底防止溅出的细胞裂解液影响学生的身体健康；再比如通过对SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行虚拟实验，教师也无须担心泄露等意外事故的发生，可见虚拟实验技术对于保障师生的实验安全具有重要作用。
3 虚拟实验技术在分子生物学实验教学中的应用
3.1 实验原理讲解
在分子生物学实验教学当中，教师通过运用虚拟实验技术首先能够以一种极为高效和形象化的方式完成实验原理的讲解教学，从而有效帮助学生运用具象思维理解和记忆抽象化的实验原理以及相关基础理论知识。比如说教师通过运用虚拟实验技术完成聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白的实验时，可以运用动态化的动画视频等方式直接向学生演示在完成示踪剂添加之后，各分子量蛋白的具体分离过程与情况，以及浓缩胶、分离胶在实验当中发挥的具体作用等，进而使得学生可以全方位地理解和掌握这一实验原理，为其接下来的实验操作奠定良好基础。 3.2 实验操作演示
教师通过在分子生物学实验教学中构建起虚拟实验室，并灵活运用实验室中的各项功能可以细致入微地向学生演示具体的实验操作流程，同时融合大量与实验有关的知识内容，进而有效帮助学生优化学习效果。譬如说教师可以通过点击实验室中的操作录像播放按键，向学生播放配有详细解说的实验操作步骤动态视频，其可以根据实际需要对播放速度进行调整，并进行暂停或是标注等方式向学生告知实验中的重点内容以及关键环节等。另外，教师也可以根据具体的实验与教学内容运用虚拟实验技术随时插入其他应用知识，如在虚拟的聚合酶链式反应实验中，教师运用该技术可以将其在临床方面以及遗传病方面中的实际应用案例以及相关内容插入其中，从而在丰富学生学习视野的同时帮助其完成对知识内容的融会贯通。
3.3 自主实验操作
学生通过在分子生物学实验学习当中运用虚拟实验技术，可以自主独立完成相关实验操作。在通过对实验步骤、实验要求等进行全面了解之后，教师可以通过鼓励学生运用虚拟实验技术自行完成相关实验器材设备的挑选，以及实验方案的设计，要求学生运用自身所学的知识技能自主完成实验。而如果学生在实验过程中出现失误或是未能按照实验步骤及要求进行操作，则系统最后无法为学生提供有效的实验结果，此时其可以对学生的实验流程进行显示，帮助学生发现自身在实验过程中存在的问题并及时进行调整，直至获得正确的实验结果。利用虚拟实验技术，学生在学习分子生物学并进行实验操作中可以随时对实验步骤及环节等进行调整和更正，并利用相关功能对实验现象等进行多角度观察，在提高学生自主学习能力和创造性的同时，帮助其更好地完成分子生物学学习。
3.4 形成电子报告
学生在运用虚拟实验技术进行实验操作的过程当中，还需要完成电子实验报告的填写与提交。对于每一个实验环节与步骤中产生的实验现象，以及最终形成的实验结果等学生都需要认真填写在虚拟实验系统当中给出的电子实验报告中。而如果学生未能得到正确的实验结果，则电子实验报告则会自动增加分析实验失败原因的内容，譬如说要求学生填写在SDS-PAGE当中部分泳道电泳结果呈现出“笑脸”的原因等等，最后学生将填写完成的电子实验报告及时提交至教师处，由教师结合学生的实验报告以及实验表现等对其进行科学评价，从而使得学生能够在准确了解自身学习不足的同时，可以有针对性地进行提高和改善。
4 结语
总而言之，虚拟实验技术能够彻底突破传统实验教学中对于空间和时间的限制，不仅使得学生能够真正参与到实验当中，同时也可以有效保障学生在实验中的安全，因此将其运用在分子生物学实验教学当中，对于激发学生的学习兴趣，提升学生的学习成效等均具有至关重要的促进作用。相信随着我国科学技术水平的不断提高，虚拟实验技术也将得到进一步的发展与完善，从而可以更好地为分子生物實验教学以及基础药学教学发挥出自身的应用价值。
参考文献
[1] 杨银峰，朱月春，王昕等.虚拟实验技术在分子生物学实验教学中的应用[J].昆明医科大学学报，2013（11）.
[2] 石新丽，孙梦雯，程方岩等.虚拟实验室在病原生物学实验教学中应用的可行性探讨[J].现代预防医学，2014（15）.
[3] 刘向华，德伟，刘志军等.虚拟实验在分子生物学实验教学中的作用[J].基础医学教育，2014（11）.
[4] 孙云峰，赵妍，李军等.构建虚拟实验在药学分子生物学实验教学中的作用[J].广州化工，2016（13）.
基金项目：2016年西安培华学院校级教改课题“虚拟实验技术在分子生物学实验教学中的应用研究”（编号PHY1618）
（作者单位：西安培华学院）
在以往的分子生物学实验教学当中，由于受到实验条件、实验时间以及安全性等种种因素的限制，使得学生能够真正参与实验的机会非常少，难以发挥实验帮助学生加深对所学知识理解与记忆的目的。而通过运用虚拟实验技术则能够有效改善这一教学问题，教师通过将其运用在分子生物学实验教学当中，确实能够有效提升实验教学成效，帮助学生夯实学习基础。因此研究虚拟实验技术在分子生物学实验教学中的应用具有强烈的应用和研究价值。
1 在药学专业中开展分子生物学实验的重要性
1.1 可以展示微观世界
药学专业本身侧重于宏观世界的展示，因此其涉及的教学内容往往范围比较广，教学内容繁杂，学生在进行相关知识体系结构建立和锻炼逻辑思维能力的过程当中常常感觉比较吃力。而运用分子生物学实验则能够清晰地为学生展示微观世界的具体情况，使得学生能够同时从宏观和微观两个角度入手进而全面掌握药学知识。比如说通过运用分子生物学实验，能够有效帮助学生掌握更先进的疾病诊断、药物毒性检验等技术。
1.2 激发学生学习兴趣
药学专业涉及的知识内容十分庞杂，尤其是大量的概念、理论知识等难免会存在一定的枯燥性，因此传统的理论式教学并不能够有效集中学生的注意力，激发学生的学习兴趣。而通过在药学专业中运用分子生物学实验，能够使得学生通过亲自动手参与实验的方式在“学中做，做中学”，从而在有效调动学生内在学习动机的同时，帮助其完成对所学知识的内化和吸收，并有效提高学生的实验能力。
1.3 培养学生科研能力
在药学专业中运用分子生物学实验，其在注重知识内容讲解的过程中，更加侧重运用实验的方式，尤其是教师通过对学生进行适当的指点和引导，鼓励学生能够结合所学知识内容，在严格按照相关实验要求的基础之上，自主学习探究并设计实验方案，而这也在很大程度上能够培养学生独立科研的能力。特别是教师要求学生进行实验探索的过程，也能够有效激发和培养学生的创新力以及创造能力。
1.4 有效提升教学成效
分子生物学实验运用于药学专业中最为重要的一点便在于，其能够有效帮助教师提升教学成效。利用能够展示微观世界的实验方式，教师可以将原本平面的，甚至带有一定枯燥性的理论知识和内容以动态化、形象化的实验展示在学生面前，帮助学生完成对药学知识内容的本质探索，进而有效强化学生的形象记忆，使其能够加深对所学知识内容的理解与认知。
2 虚拟实验技术与传统实验相比的具体优势
2.1 可以不受实验条件限制
以往的实验教学经常会受到各种实验条件的限制，譬如说实验器材不足、实验场地比较狭窄、缺乏充足的实验教学经费等等，使得预期开展的实验教学不是难以取得良好的教学成效就是被迫中断。而虚拟实验技术则可以不受任何传统实验条件的限制，教师与学生只需要运用计算机以及互联网便可以完成任何种类及难度的药学实验，在确保实验教学有效性的同时也可以有效控制实验教学成本。比如某些实验成果需要花费漫长的实验周期和严格的环境控制等才能够获得，而通过运用虚拟实验技术，教师能够在短时间内模拟完成全部实验内容，并展示出最终的实验成果，进而通过打破传统实验对时空的限制，以更加高效、便捷的方式完成分子生物实验教学。
2.2 增加学生参与实验机会
受到各种现实条件和实验条件的限制和约束，在以往的传统实验教学中并非每一位学生都能够拥有亲自动手参与实验的机会，多数情况下为保障实验安全以及出于保护昂贵实验设备、节约实验成本等角度出发，常常会选择由教师进行实验操作以及相关讲解，学生进行全程观看的方式进行药学基础知识的讲解教学。在这一过程中，由于学生长期无法有效参与到实验当中，久而久之也使得部分学生开始丧失学习兴趣与学习欲望。而使用虚拟实验技术则能够使得每一位学生都能获得同样的实验机会，教师通过为学生创设高仿真的虚拟实验环境，使得学生能够通过虚拟实验的方式真正参与到实验教学当中，不仅如此，由于各项实验操作以及实验环境、条件等均为虚拟的，因此即便学生实验失败也完全可以重新开始，对于部分难度较大的实验学生也可以利用该技术进行反复实验操作直至完全掌握实验技术和相关知识内容，这也使得学生能够从原本过于重视实验成败与否转移至对实验过程以及实验现象的关注上来，在进一步减轻学生学习压力的同时有助于其优化学习成效。
2.3 帮助学生深入观察现象
传统实验中学生虽然在观察实验现象当中可以使用显微镜、细胞仪以及其他精密的实验设备与仪器，但仍然需要学生对其进行肉眼观察，因此某些不引人注意的实验现象或细胞物质非常容易被学生忽略。而通过使用虚拟实验技术，可以运用更加清晰、直观的方式全方位、多角度地展现出抽象和微觀的实验现象，尤其是利用其中的放大、旋转等功能，可以帮助学生更加深入、立体地观察实验现象，进而有效提升实验的成功率，同时对于帮助学生深入理解教学知识内容也有着积极的帮助作用。
2.4 保障学生实验中的安全
在传统实验中最令教师和学生担心的便是实验安全的问题，有很多实验试剂、材料等本身对人体有一定的危害作用，如果学生在实验过程中出现操作不当等情况，也极有可能危险到学生的生命安全。因此通过使用虚拟实验技术则能够有效帮助教师打消这一顾虑，譬如说教师通过运用虚拟实验技术对动物知识RNA进行提取，可以彻底防止溅出的细胞裂解液影响学生的身体健康；再比如通过对SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行虚拟实验，教师也无须担心泄露等意外事故的发生，可见虚拟实验技术对于保障师生的实验安全具有重要作用。
3 虚拟实验技术在分子生物学实验教学中的应用
3.1 实验原理讲解
在分子生物学实验教学当中，教师通过运用虚拟实验技术首先能够以一种极为高效和形象化的方式完成实验原理的讲解教学，从而有效帮助学生运用具象思维理解和记忆抽象化的实验原理以及相关基础理论知识。比如说教师通过运用虚拟实验技术完成聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白的实验时，可以运用动态化的动画视频等方式直接向学生演示在完成示踪剂添加之后，各分子量蛋白的具体分离过程与情况，以及浓缩胶、分离胶在实验当中发挥的具体作用等，进而使得学生可以全方位地理解和掌握这一实验原理，为其接下来的实验操作奠定良好基础。 3.2 实验操作演示
教师通过在分子生物学实验教学中构建起虚拟实验室，并灵活运用实验室中的各项功能可以细致入微地向学生演示具体的实验操作流程，同时融合大量与实验有关的知识内容，进而有效帮助学生优化学习效果。譬如说教师可以通过点击实验室中的操作录像播放按键，向学生播放配有详细解说的实验操作步骤动态视频，其可以根据实际需要对播放速度进行调整，并进行暂停或是标注等方式向学生告知实验中的重点内容以及关键环节等。另外，教师也可以根据具体的实验与教学内容运用虚拟实验技术随时插入其他应用知识，如在虚拟的聚合酶链式反应实验中，教师运用该技术可以将其在临床方面以及遗传病方面中的实际应用案例以及相关内容插入其中，从而在丰富学生学习视野的同时帮助其完成对知识内容的融会贯通。
3.3 自主实验操作
学生通过在分子生物学实验学习当中运用虚拟实验技术，可以自主独立完成相关实验操作。在通过对实验步骤、实验要求等进行全面了解之后，教师可以通过鼓励学生运用虚拟实验技术自行完成相关实验器材设备的挑选，以及实验方案的设计，要求学生运用自身所学的知识技能自主完成实验。而如果学生在实验过程中出现失误或是未能按照实验步骤及要求进行操作，则系统最后无法为学生提供有效的实验结果，此时其可以对学生的实验流程进行显示，帮助学生发现自身在实验过程中存在的问题并及时进行调整，直至获得正确的实验结果。利用虚拟实验技术，学生在学习分子生物学并进行实验操作中可以随时对实验步骤及环节等进行调整和更正，并利用相关功能对实验现象等进行多角度观察，在提高学生自主学习能力和创造性的同时，帮助其更好地完成分子生物学学习。
3.4 形成电子报告
学生在运用虚拟实验技术进行实验操作的过程当中，还需要完成电子实验报告的填写与提交。对于每一个实验环节与步骤中产生的实验现象，以及最终形成的实验结果等学生都需要认真填写在虚拟实验系统当中给出的电子实验报告中。而如果学生未能得到正确的实验结果，则电子实验报告则会自动增加分析实验失败原因的内容，譬如说要求学生填写在SDS-PAGE当中部分泳道电泳结果呈现出“笑脸”的原因等等，最后学生将填写完成的电子实验报告及时提交至教师处，由教师结合学生的实验报告以及实验表现等对其进行科学评价，从而使得学生能够在准确了解自身学习不足的同时，可以有针对性地进行提高和改善。
4 结语
总而言之，虚拟实验技术能够彻底突破传统实验教学中对于空间和时间的限制，不仅使得学生能够真正参与到实验当中，同时也可以有效保障学生在实验中的安全，因此将其运用在分子生物学实验教学当中，对于激发学生的学习兴趣，提升学生的学习成效等均具有至关重要的促进作用。相信随着我国科学技术水平的不断提高，虚拟实验技术也将得到进一步的发展与完善，从而可以更好地为分子生物實验教学以及基础药学教学发挥出自身的应用价值。
参考文献
[1] 杨银峰，朱月春，王昕等.虚拟实验技术在分子生物学实验教学中的应用[J].昆明医科大学学报，2013（11）.
[2] 石新丽，孙梦雯，程方岩等.虚拟实验室在病原生物学实验教学中应用的可行性探讨[J].现代预防医学，2014（15）.
[3] 刘向华，德伟，刘志军等.虚拟实验在分子生物学实验教学中的作用[J].基础医学教育，2014（11）.
[4] 孙云峰，赵妍，李军等.构建虚拟实验在药学分子生物学实验教学中的作用[J].广州化工，2016（13）.
基金项目：2016年西安培华学院校级教改课题“虚拟实验技术在分子生物学实验教学中的应用研究”（编号PHY1618）
（作者单位：西安培华学院）