基于虚拟仿真的双子叶植物茎的结构与功能实验教学虚拟仿真实验

基于虚拟仿真的双子叶植物茎的结构与功能实验教学虚拟仿真实验

实验要求

1.每步实验结果记录正确;

2.撰写内蒙古农业大学教务处规范的实验报告和心得体会;

3.确认虚拟仿真软件每交互操作步骤正确;

4.完成的茎3D结构符合双子叶植物茎基本结构。

教学成果

1、 每年服务本校学生人数不少于120人

2、 纳入教学计划

3、 面向社会提供服务

实验背景

通过虚拟仿真过程介绍显微镜(普通光学显微镜、荧光显微镜和倒置显微镜)的原理、构造、应用范围和实用技术。

基于植物整体透明和普通组织切片制作的动画、短视频、虚拟实验教学软件和新鲜植物材料相结合观察植物茎初生生长和次生生长后产生的各结构特征及发育过程,使学生掌握植物茎生长发育规律所决定的结构特征(重点强调组织起源、发育过程所决定的各组织的空间排列)。

采用植物整体透明、荧光染色和生理辅助演示过程的虚拟显示,观察植物茎的分生组织、保护组织、基本组织、输导组织和机械组织的功能,使学生直观的理解植物茎各组织的功能。

配合讲解使学生了解植物茎中组织的结构特征与功能之间的关系,建立“功能决定结构、结构服务功能”的基本学习逻辑。

在虚拟仿真实验指导下学生独立完成特异性染色、临时装片的制作、永久切片的观察和实验结果的汇报,掌握各种显微镜使用技术、临时装片技术、组织观察和生物绘图等基本技能。

设计原则

本实验课程技术难度大,对实验操作要求高、实验过程耗时较长、实验观察效果的差异难以控制,并需要特殊的仪器和设备。因此本实验采取虚实结合的教学形式,要求学生在开课前先通过虚拟软件进行课前预习、模拟操作。先了解基本操作流程,再结合教师课堂授课,进而使学生能够快速理解实验目的,操作步骤以及预期结果和注意事项等。

《植物学》(形态结构部分)知识要点繁多、教学时间短和日常生活中缺乏直接观察环节,导致传统教学难以突破教学效果;因此近年来开始采用虚拟仿真实验辅助教学方法探索新的教学模式。为植物茎结构和功能的教学过程中突破(1)理论课讲解和实验课永久组织切片观察的枯燥乏味性,难以激发学生的学习兴趣;(2)学生难以掌握茎的发育和结构特征,尤其双子叶植物茎复杂次生结构及其发育来源;(3)对植物茎各组织的功能及其特点的直观认识较难等问题,打破单个实验单元的界限,强调全面了解认识,达到认识结构、验证功能和掌握基本操作而设立该实验课程的改革。新的虚拟仿真教育教学手段的引入,能极大地提高学习兴趣、主观能动性和学习效率。

实验目标

通过虚拟仿真过程介绍显微镜(普通光学显微镜、荧光显微镜和倒置显微镜)的原理、构造、应用范围和实用技术。

基于植物整体透明和普通组织切片制作的动画、短视频、虚拟实验教学软件和新鲜植物材料相结合观察植物茎初生生长和次生生长后产生的各结构特征及发育过程,使学生掌握植物茎生长发育规律所决定的结构特征(重点强调组织起源、发育过程所决定的各组织的空间排列)。

采用植物整体透明、荧光染色和生理辅助演示过程的虚拟显示,观察植物茎的分生组织、保护组织、基本组织、输导组织和机械组织的功能,使学生直观的理解植物茎各组织的功能。

配合讲解使学生了解植物茎中组织的结构特征与功能之间的关系,建立“功能决定结构、结构服务功能”的基本学习逻辑。

在虚拟仿真实验指导下学生独立完成特异性染色、临时装片的制作、永久切片的观察和实验结果的汇报,掌握各种显微镜使用技术、临时装片技术、组织观察和生物绘图等基本技能。

成绩评定

1、需记录每步实验结果;

2、实验结果与结论要求:需撰写实验报告和心得体会;

3、其他描述:

A提交纸质版的实验报告;

B用虚拟仿真软件确认每交互操作步骤,每完成一步可进入下一步操作步骤;

C虚拟仿真软件完成茎初生结构、次生结构和木材三切面的3D重建。