中药资源与鉴定虚拟仿真实验是通过对野外生境和药用植物进行三维建模,将虚拟仿真技术应用于野外采药实习教学中,突破时空瓶颈,虚实结合,使教学内容形象化、直观化,以验证、巩固和深化药用植物学基本知识,并将有关形态与分类的理论和方法,应用到野外实践中去,提高对药用植物的鉴别能力,加深对药用植物与其分布和生境之间关系的理解,从而激发学生学习兴趣,提高学习积极性,提升学生的综合素质。
(1)实验原理:
中药资源与鉴定虚拟仿真实验主要围绕药用植物学等相关知识建立以下项目模块:①地理分布识别,②生境识别,③形态鉴别(认药训练),④野外采药(采药训练),⑤虚拟采药闯关游戏,
⑥理论考试在线测试。
项目模块
1:地理分布识别
(1)内容
本项目以省级区划作为地理分布单位,以中国自然环境模拟地图为背景,呈现每种中药资源的地理分布区域。如下图,点击选中屏幕左侧所列药用植物金钗石Dendrobium nobile Lindl.的图标,则右侧地图中其地理分布区域会自动弹起,并在上方出红气球,每个红气球代表一个省级区划单位,该图显示金钗石解在我国台湾、湖北、广东、广西、四川、贵州、云南等地有分布。另外,如图所示,通过点击选择具体省区,可以查看该省区分布的地道药材和主要中药资源介绍。
(2 )原理和功能
环境对动植物生活给予深刻影响,每种生物物则有自己的生态适应特征,在此基础上,各种中药资源具有一定的地理分布规律。我国地域辽阔,地形地貌复杂,气候条件多样,生物种类繁多,孕育了极为丰富的天然药物资源。中国现有药用植物
11118种、药用动物约
1574种、药用矿物
80种,这些中药资源有规律地分布在不同的地区和不同的自然环境。
教学方法以网络学习为主,学习者可以通过手机APP或电脑使用该软件,自主选择学习内容、学习时间和学习地点,变被动学习为主动学习。而以往传统教学是通过带教老师的实地讲授,这种教学模式不同程度上受到时间、地点、人力、物力、危险性、植物地理分布和物候期差异性等因素的影响。
教师也可以将该软件与真实的野外采药实习虚实结合,应用于慕课、翻转课堂、微课等的教学内容中去,通过前期预习和后期复习,提高和巩固野外采药实习的学习效果。
本项目的建立,改变了以往单一的教学模式,提供了灵活多样、可供选择的学习方法,丰富了学习内容,寓教于乐,有助于激发同学们的学习兴趣,提升实践能力和综合素质。
通过开设中药资源与鉴定虚拟仿真实验,能够较好地掌握药用植物形态结构,尤其是具有重要分类学意义的花和果形态特征,能够较好地掌握重点科和重点药用植物的鉴别特征,并应用分类学的原理和方法,突破实践教学的时空瓶颈,不受季节、地域的限制,在模拟环境中对全国范围内的药用植物种类进行辨识和采集,以提高野外实践能力。