VR技术在高职生物化学课程教学中的应用研究（精选6篇）

VR技术在高职生物化学课程教学中的应用研究 第1篇

VR技术在高职生物化学课程教学中的应用研究

摘 要：VR技术在现今的教育实践中有着引领及导向的作用，在“生物化学”课程教学中也显得尤为重要。文章重点探索VR技术在高职“生物化学”课程教学中的应用，并站在不同角度分析VR技术带给高职教育的优势和便捷，指出VR技术进入高职院校已经是大势所趋，不仅能更好地营造良好的教学氛围，还能最大化地提高学生的实践能力以及掌握知识技能的能力。

关键词：VR技术；生物化学；高职课程教学；核心能力

中图分类号：G642；G712 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2017）21-0017-01

21世纪以来，社会进入了信息化时代，在生活中电子产品已经成为了当今社会的主要信息来源之一。VR技术已经日?成熟，以此为基础的产品也应运而生，如在影视、电子商务、医疗等行业已经得到了广泛应用。在高职教育领域，VR技术也已经逐渐被大家熟知及应用。

一、VR技术

（1）VR的概念及特征。VR技术是利用电子技术、计算机、传感器技术、图像技术、人机接口技术、多媒体技术以及仿真技术等多样化的科学技术，逐步产生的电子科学技术。这是一种可以充分创建以及体验虚拟世界的计算机仿真技术，也是颇具挑战性的前沿科学。虚拟的世界无疑是利用计算机控制的，因此，人们在利用VR技术创建的虚拟环境中是与真实的世界没有差别的。VR技术有三大特征，分别是沉浸性、构想性及交互性。沉浸性指的是用户可以在纯自然的状态下使用交互设备与自身的感知觉系统“融为一体”，也就是说虚拟世界带给人们的是一种身临其境的感觉。构想性是指用户在身临其境的同时可以获得新的知识，从而更好地开阔思维或有所启示。交互性指用户可以通过特有的输入/输出设备和虚拟世界中的人物及事物进行交互操作和交流。

（2）VR技术在职业教育中的应用优势。第一，成本低。传统的实验场所的建设会需要很大一笔经费，而且学生在进行实验或操作的过程中，特有的损耗甚至损坏都是在所难免的。然而使用VR技术建设的虚拟实验场所，成本相比于实际的操作场所要低，最重要的是其特有的损耗几乎为零。第二，灵活性好。在传统的教学实验当中学生如果遇到了难点或者重点的实验项目，可以在VR技术建造的虚拟环境中有针对性、计划性地反复练习或者将实验步骤放大。这有利于学生对实验本身的理解，也不会受实验的场地及材料损耗的限制，学生能有选择性地学习。第三，消耗低。在VR技术模拟的场景中，教师可以将硬件和软件两者结合来满足教学的需求。使用过程中，教师也不会因为个别失误而导致整个实验失败，原有的教学资源也可以最大程度地节约下来。

二、VR技术在“生物化学”课程教学中的应用方式

（1）“生物化学”课程整体设计。“生物化学”课程对于医学生物技术专业来说是核心课程，“生物化学”前期课程分为：药理学、分析化学、化学、微生物技术、人体生理，同步课程为：生物药物分析与检测技术、免疫学技术、生物制药技术，后续课程分为：细胞培养技术、生物制品生产技术等。这门课程的核心能力是生产技术和检测技术，检测技术则分为纯度鉴定、含量测定等，生产技术分为配液、发酵、提取、纯化、制剂等。从这个角度来看，实验将是掌握本门课程的核心教学手段。因此，VR技术的应用是必然的。

（2）VR技术在“生物化学”课程教学的意义。在VR技术中，学生能够通过自然的交互作用以及个别化的学习来提高学习兴趣。而在VR技术下的实验课中，学生既是一名实验者，也是一名观察者，更是一名体验者。VR技术能将枯燥的生物化学实验变得灵活多变，把学生的思维完全带入实验当中，教师也不必花更多的精力来讲解乏味的实验结论，传统式的费时费力的教育模式被改变。同时，VR技术在“生物化学”课程教学中，既是能够灵活操作的教具，也是无言的导师，更是带给学生乐趣的向导。在某种意义上来说，VR技术在“生物化学”课程教学中是在利用现代科技来重塑教学模式，充分体现了“工学结合”的理念，既能重塑教学大纲，也可以一定程度上摒弃原有的实验教材，让学生充分体验学习及实验的乐趣。如在配液、发酵、提取、纯化、制剂等实验中，学生可以反复操作此项目，并且不会浪费教学资源及损耗实验器具。在实验的精准程度上也能大大提高，原因是忽略了在现实实验中一些不可抗力的因素，如空气、尘土等的干扰，学生能在最理想化的实验环境中进行操作。VR在学生预习或复习中也能提供相应的素材，不受实际情况的约束，能充分验证并补充学生的想法。学生之间也能相互鼓励、共同实验，在相互辅助中完成两个或多个他们能够看懂的实验现象。

三、结束语

VR技术在“生物化学”教学中的应用，有案例式、启发式、探究式、讨论式等教学方式，对学生能起到加深理解、激发求知欲、培养综合能力等作用。它不仅能使枯燥乏味的生物化学实验变得灵活多变，而且缓解了实验设备不足的问题。VR技术也不断突破传统的教学手段，构建了多个新颖的教学模式。同时，VR技术也极高地提升了学生对于本专业的自信程度和知识掌握程度，从而更好地投入到我国生物化学领域的研究中。

参考文献：

[1]蔡伟明.VR技术在汽车职业教育领域中的应用综述[J].漳州职业技术学院学报，2017（01）.[2]汪辉进.高职院校计算机动漫专业VR教学创新机制研究[J].南昌师范学院学报，2017（03）.

VR技术在高职生物化学课程教学中的应用研究 第2篇

园林花卉学是培养合格的园林专业高级专门人才的一门实践性很强的.课程,是园林专业的一门必修课,是整个园林专业知识结构中的主干课程.随着现代教育技术在高职教育领域的运用和发展,多媒体技术在高职园林花卉学课程的教学应用也在加强.笔者根据多年来的教学经验对在园林花卉学教学过程中运用多媒体技术时所遇到的问题进行了分析研究.

作 者：宋建华  作者单位：周口职业技术学院 刊 名：河南农业 英文刊名：HENAN NONGYE 年，卷(期)： “”(6) 分类号：G71 关键词： 

VR技术在高职生物化学课程教学中的应用研究 第3篇

1 VR的基本概念及所需的条件

VR技术是近年来随着计算机技术、电子技术与仿真理论发展起来的一门新型学科,是由计算机和电子技术创造一个看似真实的模拟环境。其采用计算机生成逼真的三维视、听、嗅等感觉,使人作为参与者通过多种传感设备,沉浸在模拟环境中,从而对虚拟世界进行体验和交互作用。VR的沉浸感、交互性和构想性,使其在教育领域内有巨大的应用前景。

根据构造虚拟现实系统沉浸感的程度不同,VR系统可分成以下几类,桌面VR系统、沉浸式VR系统、分布式VR系统和遥感式VR系统。桌面VR系统使用个人计算机和低级工作站实现仿真,计算机的屏幕作为参与者观察虚拟环境的一个窗口,各种外部设备一般用来驾驭该虚拟环境,并用于操纵虚拟场景中的各种物体。沉浸式VR系统利用头盔显示器和数据手套等交互设备把用户的视觉、听觉和其他感觉封闭起来,使参与者暂时与真实环境隔离,真正成为VR系统内部的一个参与者。而遥感式VR系统是将来自遥远地区真实物理实体的三维图像与计算机生成的虚拟物体结合起来,用户虽与某个真实现场相隔遥远,但可以通过计算机和电子装置获得足够的现实感觉和交互,似身临其境,并可以介入对现场的遥控操作。分布式VR系统则是在沉浸式VR系统的基础上将不同的用户连接在一起,共享同一个虚拟空间,使用户协同工作达到一个更高的境界。

实现VR技术所需的硬件主要有计算机、数据手套、特殊的头盔、三维立体传感、投影仪等配套设备。其常用软件主要有:目前大多计算机使用的是Windows操作系统,且微软公司已经提供了Open GL等图形API。在计算机上建立三维虚拟现实系统一般使用此图形API。另外,还有DELMIA(Digital Enter⁃prise Lean Manufacturing Interactive Application)、CDVI、Cool3D、VRCO Vis Tool等,它们均可在PC机或工作站上运行,使用十分方便。

2 VR技术在实战化教学中的应用

2.1 利用VR技术教学可采用的方式

由于VR技术可以对真实世界的行为活动进行仿真,并对用户的位置、动作、语言等做出实时响应,借助传感器等设备可以使参与者以接近自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互,从而使参与者和虚拟环境之间建立起实时的交互关系,产生与真实环境中相似的感觉体验。因此,利用VR技术教学可采用以下几种方式。

2.1.1 探究型教学

探究学习是指运用探究的方式进行的学习活动和过程,亦即学员在教员的指导下,主动发现问题,以一种类似科学研究的方法对问题进行分析和研究,从而达到问题解决和知识获得的过程与活动。探究型教学能启发引导学员独立的探索知识,让学员通过积极的思维活动,概括得出有关的结论,系统训练其科学探究能力。在核武器教学中,核爆炸毁伤效应的综合作用与防护一课中,学员无法在感受核爆炸的作用效果,对于防护也只能纸上谈兵。利用VR技术模拟核爆炸实战环境,通过学员模拟感知,探究并总结核爆炸的特征,闪光——火球—烟云团,让学员不仅能切身体会核爆炸场景还能训练其实战中的防护能力,通过VR技术既能解决无法施展的问题,又能激发学员的学习兴趣,掌握基本技能。

2.1.2 虚拟仿真教学

能否熟练的操作装备是学员战斗力的重要体现。但在实际的教学过程中,院校的装备往往跟不上部队,也适应不了教学的要求。采用VR技术对装备等所有教学内容进行整体仿真,能有效地解决这一问题。通过构建虚拟的环境,让学员通过键盘和鼠标在虚拟的时空中任意与教学内容交互漫游,使学员在交互的同时进行技能训练、考核等工作。以防化专业某新型核辐射仪虚拟维修训练系统为例。通过软件构建某新型辐射仪的模型,学员不仅可以通过鼠标、键盘等其他人机交互设备操作,在虚拟的设备上查看每个开关按钮的安装位置及每个仪表的显示内容,并在相应的位置配有语音动画等内容,比较全面的介绍其功能和使用方法从而实现原理教学,而且可通过传感器等对其进行相应的虚拟操作,以实现对设备的操作训练。采用这种方式既可以解决教学中没有或者缺少实际新型装备,无法进行实装教学的难题,还可以激发学员的学习兴趣,为学员提供虚拟操作机会。

2.1.3 虚拟维修教学

维修是学员的一项重要技能。通过VR技术构建包含装备的虚拟维修场景,为学员提供一个虚拟的维修时空,使学员能修到“装备”。在这个时空中既包含装备的结构,故障的现象,又能真实的展现装备维修的过程,同时能对学员的维修动作进行反馈。同样以舰艇防化专业某型侦毒器为例,通过到装备的使用部队去收集故障案例,并将其加入到整个维修训练系统中,使其重现故障现象,学员通过所学分析故障的原因并提交相对应的故障维修方案,方案正确后学员通过传感器或其他人机交互设备对虚拟设备进行“维修”。在维修的过程中,系统自动记录整个过程,操作错误时进行正确的指导,并对其进行评估,得出本次维修的效果。采用这种方式可以排除人为实操造成装备故障而影响装备寿命,同时又能使学员形成装备维修的能力。

2.1.4 任务驱动式教学

将任务驱动式教学融入虚拟环境中,通过VR技术模拟真实的战场环境,学员利用传感器等设备在模拟的战场环境中完成教员下达的作战任务。这种教学方式是学员在熟练掌握装备操作和维修技能的基础上进行的,是虚拟仿真和维修教学的延伸。在这种方式中,教员就是整个战场的指挥员,而学员就是战场上的一名士兵,学员通过对虚拟设备的操作在虚拟的战场上进行配合,完成作战任务。在这种教学方式下,教学的环境接近真实的战场,作战的任务是教员在作战部队中搜集来的,因此,学员能通过此训练练就与实战要求相适应的作战能力。

2.2 利用VR技术教学的应用案例

以某型辐射仪虚拟维修训练系统为例,如图1,该系统以辐射仪为研究对象,包括原理教学、实操训练、维修训练、作战任务四个模块。整个系统包括硬件系统和软件系统两个部分,硬件系统主要由服务器(主要实现数据交换)、控制台(主要实现数据处理)、VR设备(主要实现交互)、环境显示设备(主要实现虚拟战场环境)等构成,软件系统以Windows XP操作系统为搭载平台,利用VS.NET平台进行开发,采用Muhigen Creator构建模型数据库,利用Solidworks构建装备零部件的模型,依托先进的图形学理论开发的仿真集成开发平台Post Engineer完成环境建模,实现仿真软件。

该系统能完成以下功能:

1)与实装的一致性

能通过VR设备对虚拟的装备进行操作,其操作动作、信息显示、信号流程等与实装一致。

2)能进行原理、实操、维修、任务式教学和训练

通过原理教学模块可完成原理教学、资料查询等功能,通过实操训练模块可对虚拟装备与实装一致的操作训练和拆装训练,通过维修模块可进行模拟维修操作,通过作战任务模块可完成与作战部队相适应的作战任务。

3)能进行操作管理

能进行训练管理,记录教学、自学和训练的时间、内容、人员等信息。

4)能进行考核评估

能对受训者进行装备知识、装备训练操作和装备维修操作的考核。

系统运行过程为:运行程序,进入主界面后,可进行功能选择,假设选择作战任务模块,进入模拟训练后,可选择相应的任务进行训练,学员在投影设备产生的虚拟环境中通过VR设备进行相应操作。系统将记录学员的每一个动作及动作的时机,训练完毕,系统将根据学员的操作情况,对其进行评估和打分。

3 思考

在利用VR技术实现舰艇防化专业实战化时,收获颇多,但仍存在一些疑惑与问题:

1)目前虚拟教学还存在很多缺陷,技术也不太成熟,对于防化专业课有些比较合适比如核武器,毒剂化验等,而部分课程不太适合,而且对教员的能力素质,例如计算机能力水平要求比较高。

2)信息技术和防化军事技术是不断向前发展的,因此舰艇防化专业士官的技能和水平也要随之不断向前发展。因此该系统中就要不断地增加实战部队的新战法和新任务,以使其贴近实战、贴近部队,使其培养的学员能成为上岗顶用的专业人才。

4 结束语

“能打仗,打胜仗”是军事教育的目的,实战化教学是军队院校教育向部队实战岗位靠拢、提高军事训练实战化水平的一项具体举措,是培养适应实战需求士官人才的有效途径。而开展实战化训练,必须瞄准信息化条件下战争对装备执掌人员的新要求,不断创新教学训练方法手段。在VR技术的支持下,虚拟维修训练系统能够对现实的战场进行模拟并在学员训练过程中提供视觉、听觉、触觉等感受,使学员能在“酷似”实战的环境中得到与实装训练同样的效果。从实际教学效果分析,学员学习的积极主动性增强,对装备知识原理理解更加透彻,课堂气氛活跃,通过任务驱动式教学,极大地激发了学员的自信心和学习热情,达到了实战化教学的目的。

参考文献

[1]张景攀.对军队院校实战化教学的理性思考,基层政治工作研究,2014(11):62-63.

[2]金政芝.虚拟现实技术在装备教学中的应用,考试周刊2015(2):167-168.

[3]陈科,彭五四,张红旗等.基于VR技术的虚拟维修仿真系统设计与应用,工程图学学报2010(6):125-132.

VR技术在高职教学中的应用 第4篇

关键词：VR技术；高职教学；应用

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1007-9599 （2011） 06-0000-02

VR Technology Application in Vocational Teaching

Zeng Lingfeng

(Guangdong Luoding Vocational and Technical College,Luoding527200,China)

Abstract:The teaching practice for the promotion of students understanding and mastering the knowledge,training students to analyze problems and problem-solving skills to play a leading role.However,due to relatively weak condition of vocational teaching,practice teaching is not possible to achieve educational purposes.Application of VR technology teaching,can alleviate the problem of inadequate laboratory equipment,while allowing teaching purposes efficiently.

Keywords: VR technology;Vocational Teaching;Application

一、VR的概念和特征

VR技术（Virtual Reality，简称VR），又称为临境技术，是通过计算机创建一种虚拟环境，借助多种专用输入输出设备以自然的方式向计算机传达各种动作信息，通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等作用，使用户产生和现实中一样的感觉。虚拟现实技术的特点有：

使用者不仅作为观察者看到由计算机产生逼真的三维立体影像，还可以参与者的身份通过专用的设备与计算机产生交互，使虚拟环境中的影像随之变化，犹如身临其境；交互性。使用者可以使用数据手套、脚踏传动设备等传感设备以一种近乎自然的交互形式与计算机产生多维化信息交互，是一种更为高层次的人机交互境界；多感知性。虚拟现实技术借助专用传感和反应设备能给使用者提供视觉、听觉、力觉、触觉、运动感知，甚至包括味觉和嗅觉感知等多种感官刺激；构想性。虚拟现实技术不仅可再现真实存在的环境，也可以任意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境，能拓宽人类想象空间。在教学中改变了过去高职教学在没有设备的情况下，只能用一张嘴、一枝粉笔、一块黑板的教学方式，有效地扩展了教学的认知手段和领域。

二、VR技术在高职教学中的意义

（一）帮助学生加深对知识的理解

教学实践证明，有许多知识不只是通过教师传授得到，而是学生自己在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人的帮助，利用必要的学习资料，通过建构意义的方式而获得。通过实际情境进行学习，可以激发学习者的产生联想，使学习者能利用自己原有知识结构中的相关经验，去同化当前学习到的新知识，从而在新旧知识之间建立起联系，并赋予新知识以某种意义。可在教学中，有许多知识在现实社会中是不易出现的现象，没有形象生动的“情境”，很不利于激发学生的学习联想，对知识意义建构造成困难。而VR技术的构想性特点就能很好地解决“情境”创立的问题，帮助学生加深对知识的理解。

（二）提高学生学习兴趣

一方面VR技术的多感知性能带给学习者多种感官上的刺激，从而使获取的信息量比单一地听老师讲课强得多，知识的保持也大大优于传统教学效果。心理学家赤瑞特拉做过两个著名的心理实验。一个是关于人类获取信息的来源，实验证明人类获取的信息94％来自视觉和听觉。一个是关于知识保持即记忆持久性的实验。结果是人们一般能记住自己听到和看到内容的50％，而一般只能记住自己阅读内容的10％；另一方面，大部分高职学生本身基础较差，以往的失败经验使他们对学习缺乏信心，对学习容易有畏难情绪，更谈不上兴趣。因此，高职教学更需要将VR技术应用在课件设计和课堂教学，以提高高职学生的学习兴趣，进而提高教学质量。

（三）有助丰富教学手段

在教学中，一些抽象概念和理论单纯靠教师的语言描绘和肢体动作难以描述清楚，而VR技术具有动画虚拟现实的能力，能够将抽象概念原理、实验过程生动地表现出来，甚至可以彻底打破时空的限制，大至天体行星，小至原子粒子，久至上百万年的进化历程，都能真实呈现，有助教师丰富教学手段和方式，帮助学生把握概念原理的实质。

三、VR技术在高职教学中的优势作用

应用VR技术结合多媒体技术可以将设备三维“虚拟”出来，构建虚拟的实习环境，在该环境中，学生可以反复练习，发现自己存在的问题，学生通过在计算机反复操作练习后，掌握正确的操作方法，使学习效果明显提高。提高了教学质量。

实验中所用到的实验仪器和工具是通过3D建模设计出来，可以在实验前使学生对这些仪器和工具有一个初步的感性认识；可以创建一些虚拟的实验环境，通过设置参数来设定不同环境，在虚拟的环境中反复做各种各样的技能训练，获得不同环境因素下的实验数据；由于是虚拟的实验，无论实验环境还是实验仪器都是虚拟的，因此能节省大量的设备更新维护和实验场地铺设费用；实验中的仪器和部件都是虚拟的，可以根据现实技术和型号的发展进行模型更新，紧贴技术潮流；结合网络通讯技术，学生可以随时随地反复多次地练习，直至熟练掌握操作技能为止，达到加深对实验的印象，有利于在实际的实验中提高速度，确保实验顺利进行；在虚拟实验中，实验仪器是虚拟的，因此学生可以不必担心因误操作造成实验设备的毁坏，也不必担心实验中存在的危险，学生可以放心大胆地进行实验，更有利于学生的发挥创造性思维。

四、VR技术在高职教学中的发展方向

VR技术具有非常广阔的发展前景及应用价值。但作为新兴技术，虚拟现实还有很长的路要走，尤其在技校教学中的应用还属于初始阶段，因此，我们必需高度重视，加大技术及资金投入，使技校教学更上一个台阶。具体的发展方向有：

（一）可重新“生成”新设备

实际中由于“设备”和“部件”大多是“虚拟”，根据发展需要可重新“生成”新设备，使“设备”和教学内容在虚拟环境中不断更新，使实践训练跟上技术的发展，培养高素质的技能型人才，保证知识型的技术人才和管理人才满足经济发展的要求。

（二）集成功能以及生成网站

使用传统的VRML语言编写网站，由于语言格式复杂，繁冗难懂，即使运用三维软件进行建模、贴图输出网页文件，想在网站内实现基本功能也需要长时间的调试。本系统的网络版是利用VR-Edit软件作为平台，摆脱VRML系列语言的弊病，能快速、直观地控制功能的编写与调试；通过所看即所得的操作方式，及时发现、排除潜在的缺陷。

（三）形成教育娱乐网站

将教育与娱乐相结合，形成教育娱乐网站，将群体式学习、协作式学习、竞赛式学习的模式借助虚拟现实技术应用于教育过程中，寓教于乐，将学习、交友、校园生活融为一体。

五、结语

VR技术作为一种高新技术在教学领域中的应用，尤其是在高职教育方面越来越受到重视。虽然它并不能完全取代真实的传统教学，但是充分发挥虚拟现实技术特点，使传统的教学和虚拟教学相结合，可以减少教师无效工作时间，提高其工作的有效性，并且充分调动了学生的学习积极性，变被动学习为主动学习，从而提高了学习效果，为职业教育注入新的活力。

参考文献：

[1]张巧生.4VR在教学中的应用研究[J].甘肃科技,2009,24

[2]朱斌,曹漫祥.7VR技术及其在现代教学中的应用[J].中国教育信息化,2007,5

[3]马新德,汤沛,马书群.基于虚拟现实技术教学环境的创设[J].河南职业技术师范学院学报（职业教育版）,2004,4

VR技术在高职生物化学课程教学中的应用研究 第5篇

摘要：研究性教学模式是一种以培养现代学习观为目标的教学模式，具有重要的教学价值和发展价值。结合“生物分离工程”课程应用性、综合性强的特点，在以学生为主体的教学思想指导下，在该课程教学中进行研究性教学模式的探索与实践。提出研究式教学的具体实施过程，内容包括教学组织形式、实施流程、教学内容、课外拓展、考核体系，取得明显的教学效果。该教学方式对创新教育的实施和应用型人才的培养必将产生有力的促进作用。

关键词：研究式教学；教学模式；生物分离工程

作者简介：斯越秀（1979-），女，浙江诸暨人，浙江万里学院生物与环境学院，讲师，生物学硕士，主要研究方向：生化分离。（浙江 宁波 315100）

“生物分离工程”课程内容涉及现代生物技术的下游领域，即从发酵液、酶反应液或动植物细胞培养液中分离、提取、精制生化产品的过程，是一门理论和实践密切结合的课程。[1]作为生物工程的下游加工过程，“生物分离工程”在生物工程专业的课程设置中处于桥梁和纽带地位，对专业人才的培养发挥着重要的作用。

开设“生物分离工程”课程的教学目的是使学生系统学习和掌握生物大分子的分离、提取、纯化和检测技术，使学生能针对不同产品的特性，较好地运用各种分离技术来设计合理的提取和纯化工艺路线，并能从理论上解决各种实际问题，提高分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力，为日后从事生产实践与科学研究活动打下良好的基础。

在传统的“生物分离工程”课程教学过程中，教师大多采用理论灌输的方法，偏重于课堂知识的讲授，忽视了学生的参与性和主动性，难以有效地激发学生的学习兴趣，无法达到该课程教学的目的。为了提高教学效果，笔者在本课程教学过程中尝试研究式教学法，进行研究性教学模式的探索与实践。

一、研究式教学及其指导思想

1998年后，“研究性学习”受到了国内教育界的重视，研究性学习模式也成为应用型大学深入探讨的一个重要课题，并取得了一系列的研究和实践成果。研究式教学是与研究性学习活动相互依存的，是指教师通过引发、促进、支持、指导学生的研究性学习活动，来完成课程教学任务的一种教学实践活动。[2]研究式教学实施过程由教师给出研究的命题，要求学生进行创造性的研究活动来解决这些问题，即需要通过分析研究所提供的命题，查阅资料，设计方案，进行实验和验证等一系列活动来获取科学知识。研究式教学的特点是由学生完成比较复杂的课题或独立作业，能使学生在研究和解决问题的过程中得到锻炼和提高，逐步掌握研究问题的方法，培养他们创造性分析问题和解决问题的能力。研究式教学注重过程体验，强调学生在学习中的自主性和独立性。

当然，教学中学生的研究和教师的研究是有区别的，[3,4]后者重视研究成果的取得及其原创性，前者是在教师指导下进行的，注重研究过程体验和经验积累。

在研究式教学实施过程中要树立以教师为主导、以学生为主体的教学指导思想。在教学活动中，教师由教学操作者、知识传授者变为引导者、激发者、组织者，学生由被动地接受知识转化为主动学习，逐步形成平等和谐的师生关系，师生成为学习、探索、研究、发展的合作者。改变以满堂灌、填鸭式为主的旧的课堂教学模式，建立以教师为主导，采用研究式、提问式、启发式、讨论式、互动式等以学生思维训练为主的教学方法，使学生真正成为教学的主体。

二、研究式教学实施过程

1.课程教学组织形式

研究式教学模式是一种以培养现代学习观为目标的全新的教学理念和教学模式。其基本内容包括基本知识理论的教学和课题研究教学。前者是学科课程研究性教学的基础，一般采用讲授式和互动式教学。后者的课题研究教学法过程一般为：创设情境→探索研究→获取新知→应用新知。[5]按照这个教学模式，我们在教学过程中采用“大班上课，小班讨论”的课程教学组织形式。

在“大班上课”中，由主讲教师讲解生物分离主要知识原理、框架、部分操作技术等内容。在教材基础上对课堂教学内容进行了遴选，添加了部分体现学科发展前沿的教学内容，以更适合本专业的学生。教学

内容包括生物物质分离的基本过程和基本技术，包括细胞的分离与胞内产物溶解、沉淀、膜分离、萃取、吸附和离子交换、液相色谱、亲和纯化、电泳、结晶、干燥这十个章节。

在“小班讨论”中，一般30个学生一个班级，每个班级配备一个课程指导教师。课程组教师整合整门课程的主要教学内容，确定研究式学习的题目，布置学生课外查阅资料，以3～4人为一个小组进行合作研讨，完成研究报告。最后，3个平行班分教室各自进行课堂内汇报讨论，学生就知识点的关联度、知识扩散度，以及国内外研究现状、部分热点话题等进行PPT讲解和讨论。每次研讨课结束，由教师进行归纳总结，肯定正确的认识，发表对尚无定论问题的看法，理清有争议问题的本质。在整个教学实施过程中突出强调学生的自我学习能力和团队合作学习能力的培养。浙江万里学院生物工程专业的“生物分离工程”理论课程总共48学时，其中，开展小班讨论的课时数为12学时。

另外，在小班讨论汇报的环节我们发现有些组的学生对问题的分析非常深入，讲解生动、富有感染力，其他同学都特别有兴趣听讲和参与讨论。因此，我们在小班讨论的基础上，组织一些汇报比较出彩的组员，抽时间在大班上再集中进行汇报，通过互相交流使更多的学生既能学习到课堂以外的拓展知识，又能学习其他同学的研讨经验，真正推广这些富有内涵的学习成果。

2.研究式教学实施流程

研究式教学实施流程见图1，具体实施过程如下。

（1）研究主题的确定。小班分组研究式教学应与大班上课环节密切结合，是对大班讲课教学内容的消化、补充和拓展。研究式教学的主题必须紧扣教学大纲，从利于学生发挥自主合作学习的积极性、主动性、参与性和创造性出发，由课程组教师共同讨论确定。课程指导教师可以根据班级具体情况适当更改教学主题，通过教学网站在课堂讨论课前1～2周发布。

（2）课外自主学习活动的展开。组长将任务分解，各成员分工查阅资料，进行课外自主学习，写出个人自主学习报告。组长召集组员针对研究主题进行讨论，教师可参与部分小组的课外研讨活动。分组学习讨论必须有记录，记录的内容包括研讨内容，参加人员，时间地点。为了将主要精力集中在学习上，不强调过程的记录，但要求将讨论结果整理成文档。小班课堂讨论前各组必须根据讨论结果，写出小组学习报告，并做好课堂讨论汇报发言稿。

（3）小班课堂讨论的进行。由课程指导教师确定各组的发言次序。小组发言人针对所指定的主题进行汇报。教师以及其他组的学生针对该组的发言和主题提出问题，由该组发言人以及其他组员回答。教师就这一主题作进一步的指导和总结。

（4）资料的整理上交。课堂讨论完成后各小组将本组所研讨的主题在课堂内的讨论结果（包括问答内容）整理，补充在小组学习报告中，并在规定时间内上交材料。上交的材料包括：个人自主学习报告、课外小组学习活动记录、小组学习报告。教师进行批改和评分。

3.研究探讨内容

在研究式教学中，为了调动学生的主动性和积极性，引导学生自主学习、自主构建，结合教学内容和教学目标，呈现能引起学生兴趣的问题至关重要。因此，我们整合本课程的主要教学内容，兼顾学科发展前沿，确定了开展研究式学习，即“小班讨论”的两个方向的研究探讨内容。

一是介绍一种所学的生物分离技术的研究进展和应用。通过学生课后查阅相关文献，撰写一份个人自主学习报告，小组合作完成一份小组学习报告并进行课外讨论、课内汇报答疑的方式开展研究式教学。学生学习的目标是了解相关技术的前沿研究以及在生产或科研中的应用。

二是自主设计利用所学生物分离技术来分离纯化某一生化产品并进行含量、纯度测定的研究方案。我们制定了研究设计文本的要求和格式，要求学生从研究背景、相关原理、试剂与器材、项目实施流程、具体步骤、预期结果与分析等方面进行系统全面的设计，使学生能针对不同产品的特性，较好地运用各种分离技术来设计合理的提取和纯化工艺，并能从理论上解决各种实际问题，提高分析问题和解决问题的能力。学生通过课外查阅资料，小组讨论并制定一份研究设计报告，递交给课程指导教师，教师进行指导和点评。在此基础上做成PPT，在课堂内进行汇报和讨论。

4.课外教学拓展

我们在课程教学过程中要特别注重理论课与实践课之间的结合与渗透，以培养学生解决实际问题的综合能力。通过开设开放性实验和开展素质拓展项目，鼓励学生把研究式教学中自主设计的研究方案在通过教师认证后进入实验室实施，满足了部分具有科研兴趣的学生的需求，锻炼了他们的科研思路，提高了他们的动手能力，也为部分学生的继续深造奠定了科研基础。目前，已有部分参与项目设计的学生在教师指导下进入科研实验室开展相关研究，如重组外膜蛋白ompW的分离纯化、羊栖菜多糖微波法水提取工艺研究等。学生参与生物分离学科相关课题，并有学生发表相关学术论文。

5.课程成绩考核体系

在教学过程中应建立适合研究式教学的课程成绩考核体系，注重全面发展，完善课程评价方法。对以能力培养为特征的应用型人才培养的评价内涵，重在学习方法的掌握和能力的发展，而不只是知识获取的多少。因此，我们改变传统单一的只对学生知识量进行考核的考试方法，建立对学生学习过程和能力考核的理论课程考核新机制。期末闭卷笔试考核为本课程评价的主要内容，占60%。试卷内容为各章节中的基础内容。为培养学生的自学能力、检查学生的学习效果，适当补入一些自学内容和难度稍大的内容。学生在研究式学习中的表现占总成绩的30%，主要考核学生的自主学习、知识理解、资料整理、表达、主持协调、团队合作、课堂表现以及分析问题、解决问题等方面的能力。平时作业成绩及上课表现占总成绩的10%。

三、研究式教学的教学效果评价

本课程实施研究式教学改革相比传统课堂教学形式，对锻炼学生的能力和加深知识的理解和领悟有很大帮助，大多数学生对教学改革反映较好，并且认为各方面能力都有所提高，教学效果良好，具体的优势表现如下。

（1）研究式教学的实施重点在于讨论式的研究性学习，突出学生的主体意识。学生通过图书馆、网络、数据库等途径检索资料，并对其进行分类整理，每个学生独立完成一篇“个人自主学习报告”，整个过程刺激学生自己发现问题，提高知识面。教师从讲台前站到了学生的背后，为学生提供一个相对宽松的创造性学习环境，为创新能力的培养提供可能。

（2）这种教学方式使学生获得的知识是内化了的知识，其中充满着自身的体验和感悟，因此掌握得比较牢固、灵活，运用起来就比较得心应手，而不再是传统教学中获得的抽象的生硬知识。

（3）有利于学生综合能力的培养。以学生为主体的课程专题研究教学方法强调通过学生自己设计解决问题的方案，激发团队成员个人的洞察力，从而达到自我训练，提高分析能力、表达能力的目的。

（4）有利于团队合作精神的培养。每个小组选择自己独立的研讨题目，每个学生也有自己对所研究问题的看法，在小组集体讨论中，保留自己观点的同时，也要整理出小组集体的讨论观点，提高学生的包容力。

以上是我们对研究式教学在“生物分离工程”课程中的应用的一些尝试和探讨。总之，研究式教学模式的实施突出了学生学习的主体地位，有利于学生学习能力、思维能力和创新能力的培养。该教学方式对创新教育的实施和应用型人才的培养必将产生有力的促进作用。

参考文献：

VR技术在高职生物化学课程教学中的应用研究 第6篇

1.1电路图的设计。作为电子设计中的重要环节，设计结构完善、功能全面的.电路图很有必要，这是确保电子设计最终产物能够正常使用的根本保障。在电子设计者进行电路原理图的设计工作时，完全可以借助Protel工具，实现原理图的输入。Protel蕴藏着资源丰富的电子器件库，在Protel的辅助下，设计者在绘图期间能够结合设计需求，灵活使用各类电子器件，大大简化了设计的工作量，同时提高了电路原理图的精密度。譬如，使用者绘制完成元器件后，可以根据自己的想象，将其放在任何一个位置，仅需通过拖动就能实现，无需进行其他调整参数等操作。

1.2模拟数据。电子线路CAD技术还能起到模拟数据的作用，以便设计者根据模拟电路运行产生的数据，检验电路设计有无异常。同时，可结合模拟数据，对电路进行更深层次的分析。Protel软件本身自带多种模拟功能，设计者可通过模拟功能的运用，对电子设计在通电情况下的温度、瞬态、灵敏度等情况有一个初步的了解，以确保该电路的功能是否达到预期效果。另外，还可利用数据模拟，了解电路各环节的运行情况，以便设计者及时察觉线路异常，并尽快采取措施进行调整。