PDF《虚拟生物实验室实例》

收稿日期 :2004 -

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09 作者简介 :董晶(1981 - ) ,女 ,华东师范大学生命科学学院硕士研究生 ,课程与教学论专业 ;

曹丽娟(1978 - ) ,女 ,华东师范大学生命科学学院硕士研究生 ,课程与教学论专业.

文章编号 :1008 - 9632(2004)

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03 虚拟生物实验室实例 董晶,曹丽娟 (华东师范大学生命科学学院 ,上海 200062) 摘要:虚拟生物实验室在生物课程资源中有巨大并且尚未开发的潜力 ,它对于不同级别学生的学习都是有利的.介 绍了虚拟生物实验室的一些实例 ,并展望了其应用前景. 关键词 :虚拟生物实验室 ;

虚拟分子生物学实验室 ;

桌面式虚拟生物实验室 中图分类号 :Q -

338 文献标识码 :C

1 虚拟生物实验室背景 生物实验在整个生物课程中具有非常重要的作 用 ,然而 ,在课堂上许多必要的试剂药品可能对人体 有害 ,还有些实验由于时间的限制也很难在课堂中进 行.此时 ,网络教学的优越性就越发显现出来.网络 教学的特性在于结合资源 ,并配合学习者的个人特 性 ,以声、 光、 视觉与文字多元的呈现方式诱导学习者 学习 ,使学习者在教师与家长的引导下 ,能按照个人 的兴趣与能力自我规划学习进度与学习目标 ,并且能 从迅速的反馈中继续保持学习的热情.学习者经由 网络中获取各种相关资讯 ,使学习更亲切多元化、 更 便捷、 学习目标更容易达成 ,而且网络也提供学习者 比较弹性的学习环境 ,提供崭新的学习形态和学习方 式.

2 虚拟生物实验室实例 虚拟现实技术使得学生能够更加关注实验的整 体设计思路.在实验过程中如果学生没有按照预定 的程序进行 ,原来设定的该实验步骤将被省略得到的 则是错误的实验结果.为了更好的理解整个实验学 生可以将实验重复多次 ,而现实的实验室中对某一实 验特别是分子生物学或生物化学实验这样要求较高 的实验很难让学生重复多次进行. 2.

1 生物模拟互动实验室 ILABS( Interactive laboratory and biological simulations) 它包括一些疾病 (镰刀型贫血病、 享廷顿氏舞蹈 症、 血友病) 诊断实验室 (disease diagnosis labs) 、 DNA 足迹法实验室 (DNA fingerprintinglab) .通过互动平 台 ,学生们可以更加深刻的理解色氨酸操纵子、 DNA 的复制、 转录等过程.2002 年1月份又推出了蛋白质 模型实验室(protein modeling lab) 和酶促反应动力学实 验室(enzyme kinetics lab) .蛋白质模型实验室从 DNA 水平上演示 DNA 影响氨基酸序列最终影响蛋白质结 构这一过程中所发生的变化 ;

酶促反应动力学实验室 则演示了米氏学说. 以疾病诊断实验室为例 ,在这个实验室中要求学 生在 southern 印迹法 (southern blotting) 中收集虚拟试 管中经限制性内切酶降解后的 DNA 片断并作琼脂糖 凝胶电泳 ,并用虚拟实验环境所提供的工具解释实验 结果 (如图

1 ,图2) .在这一过程中学生既学到了 southern 印迹法又从耗时的具体技术中解脱出来 ,更 为重要的是类似 southern 印迹法这样的实验在一般高 校的生物学实验室中由于资金设备的局限很难展开 , 虚拟生物实验室在学生实验能力特别是分子生物学 实验能力的培养上可以发挥重要作用. 与此类似的实验室还有 :虚拟分子生物学实验室 (virtual molecular biology laboratory VIRT LAB) (http :/ / biol. dgbm. unina. it :8080/ virtlab. html) ,虚拟微生物鉴 定实验室 (virtual bacterial identification lab) ( http :/ / www. hhmi. org/ biointeractive/ vlabs/ bacterial-id/ index. html) .在这两个实验中都用到了 PCR 技术 ,基本原 理类似.虚拟分子生物学实验室主要面向生物科学、 生物技术、 以及学习生物化学的学生.它提供了学习