南湖新闻网讯（学通社记者郭玉涛）实验这件事儿，能不能融入信息技术，也试试“互联网+”，开发个虚拟软件？

回答是肯定的。前一阵子，我校生科院陈浩副教授主持开发的虚拟仿真实验项目“虚拟水稻遗传转化实验”在全国首届生物与食品类优秀虚拟实验项目展示评比会上荣获二等奖。

虚拟实验长什么样？

进入系统，点击要做的实验，选择要用的器材后，一张摆放好器材的实验台呈现于眼前。

贴着标签的瓶瓶罐罐，蒸馏水、元素母液、有机母液，试纸、烧瓶、胶头滴管、磁力振荡器一应俱全。抓取、掀盖、倒入烧杯，操作起来毫不“出戏”。完成消毒后，揭开酒精灯的盖子，用桌边的打火机点燃酒精灯，然后取掉烧瓶瓶塞，将贴有“70%乙醇”标签的乙醇试剂倒入继代培养皿，把烧瓶移动到培养皿上方，倾斜后蓝色液体洒落在培养皿中，随后盖上盖子，培养皿在实验台上晃动，画面栩栩如生。

这一套虚拟仿真实验软件开发完成后，我校已经有600名学生试水体验水稻转基因技术应用全过程。从基本的实验仪器和实验材料到每个步骤的操作，都和实际实验大致无二。在虚拟实验中，还别出心裁地设计了一位虚拟教师，每一步的操作都有提示，做错了还会提醒，就算是“门外汉”也能尝尝鲜。

正如北京大学许崇任教授所说：“虚拟实验要能实不虚，以虚带实。”生科院副院长金安江表示，虚拟实验软件正是把握住了自主学习的规律，通过这种近似于游戏的方式，培养起学生的兴趣，让学生们从被动接受变为主动学习。

为什么要做虚拟仿真实验？

陈浩以虚拟水稻遗传转化实验为例来说明，“这项实验整个环节的时间周期非常长，前期的组织培养需要几个月的时间，后期的植物生长又需要很长时间，现实中学生很难有充足时间完成实验的所有部分，只能做其中的一个小环节。但是虚拟实验可以把几个月的生长周期缩短为几秒钟，摆脱了时空限制。”

同样需要开发虚拟实验软件的，还有食品和机械类的实验教学课程。食品加工的许多环节都是高温高压，危险性很大；机械类实验仪器往往价格昂贵且十分精密，资源有限，学生上手实践的机会很少。

而虚拟仿真项目具有不受时空限制、不受极端环境限制、不受成本限制、微观世界可视化、碎片技术系统化等实体实验不具备的特殊优势，填补了相当一部分实体实验的空白，从前接触不到的设备，劳资耗材的实验，都可以通过虚拟化的实验来实现。

正如教务处处长江珩认为：“虚拟仿真资源建设是国家推进高等教育信息化战略的重要举措，体现了创新、协调、绿色、开放、共享的理念，有助于带动教育教学改革。”

“虚拟实验”找到“真感觉”

其实生科院的老师们，早在2015年就开始“试水”了，现在的虚拟仿真实验，已经形成一套虚实结合、相对成熟的实验体系。

开发过程中，陈浩和制作公司进行了数十次沟通。每一项步骤，每一个细节，陈浩都作出详细的说明，让软件人员更准确的理解实验内容，并请技术人员全程录制实体实验来体验细节。取材是很重要的实验环节，科学实验中的化学试剂，剂量都有很精准的把控，多一分嫌多，少一分嫌少。在初版的虚拟实验中，5毫升的样本直接从瓶中取出，这就漏掉了一个重要步骤——称量。所以在后来的实验中，设计了天平，试剂取出来之后的第一个步骤是放入天平秤量，而不是直接放入烧杯。

为了让虚拟实验找出真感觉，软件在正式投放之前，还经过了多轮的学生测试和修改完善，经过了对细节方方面面的完善。从保存特殊液体的试剂瓶要用不同的颜色、到实验用品的画质水平、蒙住烧瓶的塑料薄膜，甚至到酒精灯燃烧的火焰，都经过了多次改良。

一同参与全国首届生物与食品类优秀虚拟实验项目展示评比的南京农业大学团队，其“生物学野外实习虚拟仿真实训系统”十分新颖，团队成员花费大量时间考察野外环境并数字化，同时将大量昆虫和植物生成数字样本录入数据库，给人身临其境的感觉，还开设了“实习场景3D重建和VR全景”“动植物检索识别系统”“动植物影像数据库”“植物3D解剖”“师生交流互动功能”五种模块。

据了解，我校生命科学虚拟仿真实验中心于2015年列入省级示范中心建设，目前已结合学科优势建成水稻遗传转化、多环芳烃降解菌初步分离、藻类规模化培养、果蝇综合大实验、校园数字地图、酒精发酵、植物原生质体分离与体细胞杂交、单克隆抗体等8个综合性虚拟实验项目。这些项目已开始在校内20余个专业的学生实验课中学习使用。同时，中心和6所高校搭建了资源共享平台，实现虚拟仿真实验资源的开放共享。

审核人：兰涵旗