0 引言
细胞生物学是现代生命科学的基础及前沿学科之一，大部分的国内理工科院校在生物技术和生物工程等专业将其列为专业基础课程。细胞生物学实验是其课程体系中非常重要的组成部分，与理论课相辅相成。随着计算机和VR技术的不断进步，课堂教学逐渐向虚拟化、网络化、信息化的方向发展[1-3]。在实验教学中融入互联网技术，创建虚拟仿真实验来辅助实验教学已经成为现在教学改革的一种趋势。因此，如何利用我们现有的实验室特色优势，开发出既节约资源又不受时间和空间限制直观生动的虚拟仿真实验，让学生能更好的掌握相应的实验技能方法是提高教学质量的关键[4-5]。
细胞生物学实验和实践贯穿整个教学过程，目前我院细胞生物学实验课时为32学时，主要开展线粒体的超活染色与观察、福尔根法显示DNA、叶绿体的分离与观察、动物细胞的原代及传代培养等实验项目。而一些周期长、成本高、消耗大的实验项目，如单克隆抗体的制备、植物细胞培养、动植物组织切片等，在实际教学中无法开展，迫切需要以虚补实，需要数字化的网络教学资源的补充，为学生提供实验教学平台进行自主学习。所以开展细胞生物学“虚拟仿真+”实验教学改革，对打破传统实验室建设模式和思路，强化本科教育教学的数字化建设，引导本科实验教学持续提升数字化应用能力，助力本科人才质量提升都具有重要的现实意义[6-7]。
1 虚拟仿真实验助力细胞生物学实验教学
1.1 细胞生物学教学现状
学生学习积极性低，传统实验教学每名学生只承担实验中的一部分内容，这种情况会激发学生等靠要的思想，导致其学习主动性差。实验条件的限制也没办法保证每名学生都能进行操作，导致实验效果不够理想。学生在操作时一旦出现差错，而又未能及时纠正，就会导致实验结果的偏差或错误，对学生动手能力和科学思维的培养造成不利影响。
1.2 单克隆抗体制备之细胞融合虚拟仿真实验原理
单克隆抗体技术一般是在细胞融合技术的基础上，将具有分泌特异性抗体能力的B淋巴细胞和具有无限增殖能力的小鼠骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞。我们利用虚拟仿真实验技术模拟真实的单克隆抗体制备环境，进行仿真实验操作完成单克隆抗体制备的关键步骤——细胞融合。通过该实验操作，使学生加深对细胞融合基本原理的理解与掌握，提升了单克隆抗体制备的核心操作步骤的体验[8-9]。根据专业的研究方向、培养方案确定需要进行改革的实验项目，本着“虚实结合，互为补充，能实不虚”的原则进行虚拟仿真实验建设，如图1。
图1 单克隆抗体制备之细胞融合虚拟仿真实验设计
1.3 优势
模拟真实的单抗制备细胞融合操作环境及过程，设计了考核状态下每步操作的时间限制，并设计了每步操作的时间提升与时限报警功能。软件设计了练习模式与考核模式，在练习模式下同学们可以通过提升栏的提示进行操作，而且不设操作时间及次数限制，该功能在实操实验中不易做到。根据虚拟仿真实验要求的虚实结合原则，我们在仿真实验中加入了真实的实验过程及结果的内容，如：镜下的细胞计数真实画面，并要求同学们对该画面中的细胞进行计数。
2 单克隆抗体制备之细胞融合实验的教学内容
2.1 实验目的和原理的学习
本虚拟仿真实验是在多媒体实验室电脑终端上进行的，学生通过搜索http//dankelong.cust.edu.cn，进入本虚拟仿真实验教学软件登录界面。学生自己的学号为登录名，输入密码，进入本虚拟仿真实验界面，选择实验内容选项进行实验学习。
2.2 实验练习和考核模式
在练习模式下，学生可以自主进行学习，并且不受次数和时间的限制，熟练掌握各个实验步骤后再进入实验考核模式。实验操作考核模完成后软件会自动生成该同学的每一个操作步骤的得分和总成绩考核报告，提交给授课教师，该部分成绩作为学生实验成绩的一部分计入总成绩,。
3单克隆抗体制备之细胞融合实验的教学效果
3.1 实验学习兴趣提升
本虚拟仿真实验课程已实践了3个教学年度，学生在虚拟仿真实验学习及考核过程中体会了类似电子游戏闯关的沉浸感，为学生接受新知识、锻炼新技能提供了一个崭新的实验场景与有趣的实验过程，实现了实验教学形式上的多样化与创新尝试。使学生由过去的被动学习向主动学习转变，由过去的单调的理论验证实验向实际应用技术实验的转变[10-11]。
3.2 实验考核方式和教学评价创新
通过本虚拟仿真实验软件的设计，首次实现了在实验教学中对每位学生实验步骤操作的量化考核。量化的实验步骤考核成绩既反映了学生的实际实验操作水平，也可以反馈分析实验教学效果。细胞生物学虚拟仿真实验目前已在生物工程、生物技术专业使用三届，采用问卷形式对教学效果进行调查，反馈结果为优。反映出学生对虚拟仿真实验改革措施的认可与赞同，最近一个学期学生评教成绩为99.58分。
4 结语
总之，将现代信息技术融合于细胞生物学实验教学中，单克隆抗体制备之细胞融合虚拟仿真实验，既作为实体实验的辅助，也为学生提供自主学习的平台。通过三年的教学实践，虚拟仿真实验表现出异于传统实验教学的诸多优点，对于提高学生的动手能力、知识综合运用能力与独立思考能力都具有良好的效果，实验教学质量得到了明显提升。同时以本项目为先导，以提高同学们的实验综合能力为目标，建设虚拟仿真课程群，实现相关理论知识与实际操作技能的有机结合是未来努力的方向。
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