虚拟现实技术（virtual reality technology，VRT）是一种综合应用计算机图形学、人机接口技术、传感器技术以及人工智能等技术，制造逼真的人工模拟环境，并能有效模拟人在自然环境中的各种感知的高级的人机交互技术，实现操作者可以通过键盘、鼠标、头盔、数据手套等工具与计算机之间交互，真正实现虚拟环境中的一员，较真实地感知和操作虚拟世界中的各种对象，达到理解和掌握知识、为生产生活服务的目的[1]。VRT始于军事和航空航天领域的需求，现广泛应用于人工智能、教育培训、医疗健康、旅游、游戏娱乐、设计与规划、城市仿真、科学计算可视化等众多领域[2]。

本文结合河北省高等学校人文社会科学研究项目“检验专业有机化学在线虚拟实验的构建与应用研究”的实施，研究探讨以Web技术为基础，以Flash技术为核心，以有机化学基本操作实验、性质鉴定实验、综合设计性实验内容为支撑，构建有机化学在线虚拟实验学习平台，为有机化学实验的教学和学习提供必要的网络教学资源，学生可以在任何时间任何地点，访问虚拟实验学习平台，进行实验操作训练，提高学生的实验动手能力、操作能力和实践能力[3]。

实验是高等职业教育实践教学重要的教学环节，是培养学生动手能力、操作能力、实践能力的重要途径[4]。以交互式动画为核心的有机化学在线虚拟实验学习平台，为学生提供了虚拟条件下，反复观摩-眼看，重复训练-动手，反复练习的条件，从而为学生理解和掌握实验过程中蕴涵的基本知识、基本理论，获得必要的实践技能奠定了基础。

在线虚拟实验学习平台的构建，使实验训练不受时间、地点、条件和人数的限制，因此，虚拟实验学习平台是解决由于实验学时不足、场地不够、试剂短缺、仪器设备缺乏而不能满足实验需要这一现状的有效途径[5]。

在线虚拟实验室平台的构建，实现了教师和学生自由地进入虚拟实验室，认识实验仪器，了解仪器的性能，掌握使用方法，进行基本操作实验、综合性实验练习，熟悉实验操作步骤，避免真实实验或操作所带来的易燃、易爆、腐蚀、中毒的危险[6]，使高消耗、高危险的有机化学实验得以开展，满足了实验教学的需要。

虚拟实验在线学习平台是实验教学的一个必要的补充，它将实验教学从实验室延伸到课外，从校内延伸到校外，使教师的教和学生的学，无论在空间和时间上都得到充分扩展和延伸，可最大限度地发挥学生自主学习的主体作用，因此，虚拟实验在线平台的构建是完善和改进传统实验教学模式的重要手段，是创新性人才培养的网络教学资源的重要组成部分，是开放式数字化教学的必然要求[7]。

有机化学虚拟实验学习平台制作，要遵循资源共享性、交互性、开放性、先进性、安全性等原则[8]。

使用图形处理技术软件Adobe Photoshop进行图像处理与制作；使用动画制作软件Macromedia Flash 2004，制作实验动画；以Web技术为基础，使用网页制作软件Macromedia Dreamweaver MX，将图象、动画有机组合链接，制作虚拟实验在线学习平台，然后上传到校园网，用于学生预习、练习和实验教学[9]。

在线虚拟实验学习平台的整体框架，要求美观简洁、便于操作、比例协调、美观大方、重点突出。导航主要包括：实验指导、教学视频、基本操作虚拟实验模块、性质鉴定虚拟实验模块和综合设计性实验虚拟实验模块。学生根据学习需要，进入相应的实验内容学习。

根据职业教育国家整体培养目标，依据检验专业课程标准，在实验内容选择上，我们以基本操作实验为基础，以有机化合物的性质、鉴别实验为重点，以综合设计性实验技术为核心，以为检验专业后续专业课程提供理论支持和实验技能支撑为目标，设计、选取虚拟实验在线学习平台的实验内容。

实验指导主要以文字、图片的形式，讲解化学实验仪器、性能和技术，化学实验技能是检验专业的一项重要的基本技能，主要包括使用仪器的技能、基本操作技能、综合实验技能、实验记录和设计的技能。

使用仪器的技能是指掌握所用仪器的名称、用途、性能、使用方法和注意事项。例如，试管主要用途是常温或加热条件下，用作少量试剂的溶解或反应的容器，收集少量气体和气体的验纯，盛放少量药品。试管的使用方法及注意事项包括，装溶液时不超过试管容量的1/2，加热时不超过试管的1/3；用滴管向试管内滴加液体时滴管不能伸入试管口以下部位；取块状固体放入试管要用镊子，不能使固体直接坠入试管中，防止试管底破裂；加热试管要用试管夹或固定在铁架台上；试管口不应对着任何人；加热盛有固体的试管时，管口稍倾斜向下，加热液体时应向上倾斜约45°；试管夹应夹在距管口1/3处；加热时要预热，以便受热均匀，防止试管骤热而炸裂；加热前外壁应无水滴；加热后不能骤冷，以防止试管破裂；加热后不能在试管未冷却至室温时就洗涤试管；使用试管夹夹取试管时，将试管夹从试管的底部往上套，夹在试管中上部；加热应用外焰；用试管刷刷试管时，手持试管刷柄的部位，恰好使试管刷的铁丝端碰不到管底为好。

基本操作技能是多种仪器联合使用的操作技能，主要包括仪器的保养、使用，仪器的操作要领和操作注意事项，如加热这项实验操作技能，不仅包括试管、烧杯、烧瓶、蒸发器、坩锅五种仪器及酒精灯的使用技能，而且重点是这五种仪器里的物质加热的操作步骤、方法及注意事项，还涉及固体、液体试剂的取用技能。所以，加热这项实验操作是一项多种仪器联合使用的综合性实验操作技能。

化学实验基本操作技能能否掌握，关系到知识的获得、能力的发展、科学方法的培养，关系到实验结果是否准确和安全可靠。化学实验技能是学生进一步学习和从事医学检验工作所必须的基本技能，是进行化学实验的基本功，是性质鉴别实验、综合设计性实验的基础。

综合实验技能是在使用仪器的技能和基本操作技能基础上，开展的综合应用性实验，是在教师指导下，学生自己设计实验，选择认领仪器设备，组装实验装置，探讨实验原理，设计实验步骤，制定操作要点，明确注意事项，具有一定的设计性、研究性、综合性[10]。综合实验操作的技能是培养和提高学生的综合思维和创造能力重要途径，对培养学生主动学习、灵活运用知识的能力，激发创新能力，培养严谨的科学作风和团队合作精神，具有独特的作用和明显的效果。

通过直观形象生动的教学视频示范讲解，介绍常用仪器的用途、性能、使用方法及注意事项，讲解玻璃仪器的洗涤、保养和干燥，试剂的取用，液体体积的定量量取，物质的加热，仪器的装配，物质的分离等基本操作以及基本操作需注意的关键点，从而培养学生掌握正确的实验操作步骤、方法、要领和实验注意事项，培养学生的观察能力、思维能力和动手能力。

虚拟实验室是在线虚拟实验学习平台的核心内容，由基本操作虚拟实验室、性质鉴定实验虚拟实验室、综合设计性实验虚拟实验室组成，每个实验均以Flash动画展现在学生面前，学生可以通过按钮控制，按实验操作步骤，进行实验操作训练[11]。

2.3.3.1 基本操作虚拟实验室 基本操作虚拟实验室，以Flash动画的形式，演示实验仪器的正确使用，通过鼠标点击、拖拽仪器，演示准确的操作过程，提示实验操作关键点，强化立体感知，增强学生的动手能力，培养严谨的科学态度。

2.3.3.2 性质鉴定实验虚拟实验室 性质鉴定实验虚拟实验室，以Flash动画的形式，通过鼠标点击、拖拽选取适当的反应容器，试剂用量，严格按照实验操作步骤，取用固体、液体反应试剂，观察是否有气体、沉淀产生，记录颜色变化等反应过程。性质鉴定实验对于丰富学生的感性认识、巩固理论知识具有重要作用。

2.3.3.3 综合设计性实验虚拟实验室 综合设计性实验虚拟实验室，以Flash动画的形式，将“实验原理、实验装置、装置组装、实验步骤、操作要点、注意事项”等实验项目，集成于同一界面的左侧，占整个画面的1/4左右。通过鼠标点击左侧实验项目按钮，右侧分别显示“实验原理、实验装置、装置组装、实验步骤、操作要点、注意事项”等具体实验内容，画面大约占3/4左右。实验步骤通过鼠标点击或拖拽实现实验全过程的动画演示。如常压蒸馏实验中，点击“装置组装”按钮，则在右侧画面中显示实验仪器：铁架台、冷凝水、直形冷凝管、圆底烧瓶、乙醇、沸石、电炉、蒸馏头、温度计、接液管、接液圆底烧瓶。并可通过鼠标拖拽组装实验装置。按照“从下到上，从左到右”组装规则，通过鼠标分别将电炉、装好乙醇和沸石的圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、直形冷凝管、接液管和接液圆底烧瓶准确拖拽至准确位置，搭建常压蒸馏实验装置，连接好上下水，如果拖拽仪器的顺序或位置有误，则画面提示操作错误信息。

点击“操作要点”按钮，右侧画面则会显示如下文字：①安装装置应自下而上、从左到右顺序，拆卸装置与安装顺序相反；②装入圆底烧瓶的蒸馏液体体积不超过其容积的2/3，不少于1/4；③温度计水银球的上缘部位恰好与蒸馏烧瓶支管接口的下缘部位在同一水平先线上；④先开冷凝水，再加热，且冷凝水自下而上。

实验仪器组装完毕，点击画面中的水龙头开关，则接通冷凝水，冷凝水开始运行；点击电炉开关，接通电流，电炉炉丝变红，显示开始加热，蒸馏液温度逐渐升高，产生蒸汽，温度达到沸点，蒸汽上升进入冷凝管，遇冷凝水，蒸汽冷凝为液体，沿冷凝管流到接液管，滴入接液圆底烧瓶中。

综合设计性虚拟实验是由多个基本操作单元的有机组合。通过鼠标的点击、拖拽，可反复多次、随机学习，以加深对实验原理的再认识，提升实验基本操作的技术能力。为此，综合实验虚拟实验是对基本操作实验所获得的实验知识、经验和实验能力的检验，是培养综合实验技能和应用能力的重要途径。

虚拟实验学习平台应用于教学，经两个学期的运用，对2015、2016级检验专业57名学生进行问卷调查，发放问卷 57份，收回53份，调查数据用 Excel处理。

结果与分析：构建虚拟实验在线学习平台的目的最重要的就是其应用性。为实验教学服务；为理论课教学服务；为开展综合性、设计性、创新性实验服务；为实验室开放服务；为学生的预习、实践能力提高服务[12]。

基于校园网络的虚拟实验在线平台的建立，有效解决了实验仪器缺乏，师资队伍不足的现状，亦使高污染、高危险、高能耗、高消耗、高成本、高温、高压等条件下或现实环境下不具备或难以完成的实验在虚拟的环境中得以实现[13]。

经过虚拟实验在线平台的训练，学生在实验室实验时，认领实验仪器的能力更加准确，安装实验装置的熟练程度明显提高，操作的规范性更加标准，实验的操作能力和协作能力明显增强，实验进行的速度显著加快，实验过程中仪器损坏率和试剂消耗率明显下降，实验效果明显提升[14-15]。

有机化学虚拟实验在线平台的建立与应用，使得学生的实验动手能力、操作能力和实践能力明显提高；教师的教学改革的热情被激发，参与教学改革的激情被点燃，课堂教学和实践教学能力得到提升，对提高学校办学实力、办学水平和教学质量起到了推动作用。

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