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操作指南

  (1)实验方法描述:

  进入主页面,点击“开始实验”进入实验界面,实验界面有5大实验模块,分别为:成体解剖、野外调查、成体养殖、产卵诱导、胚胎发育(图1)。各实验模块通过引导小动画紧密衔接,并通过小动画中的人物问答引出接下来实验中需要重视和掌握的知识点。通过对虚拟仿真实验进行练习训练,学生可多次参加实验,以最高得分为准,实验得分计入排行榜。

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图1实验界面的5大实验模块(成体解剖、野外调查、成体养殖、产卵诱导、胚胎发育)


  (2)学生交互性操作步骤说明:

  1、“成体解剖”实验模块要求学生完成文昌鱼的躯体结构、解剖结构、系统演化地位三大板块的知识学习,并且对三大板块分别进行测试,该测试成绩会记录到实验后台,学生可多次进行测试。

  ①躯体结构

  进入躯体结构界面,点击界面顶部文昌鱼系统分类按钮及器官按钮,界面中3D文昌鱼相应的系统和器官显示高亮,界面底部有对应的语音及文字介绍,3D文昌鱼可通过720°翻转及放大缩小观察(图2)。

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图2 躯体结构界面


  【躯体结构测试】:该测试,学生需要把方框内出现的文昌鱼器官图片拖动到对应的器官名称处,若操作正确,界面中会拼接处一条完整的3D文昌鱼模型(图3),所有器官图片操作完,点击“提交”按钮显示该次测试分数。

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图3 躯体结构测试界面


  ②解剖结构

  解剖结构模块中,主要是学习文昌鱼横切切片的形态及各脏器在切片中的位置。点击界面中文昌鱼图片上的虚线,界面中会显示对应的切片图,切片图上划分出几个器官区域,每个器官区域上有热点闪烁,鼠标移动到热点上,界面中会自动弹出该器官的文字介绍(图4);点击切片旁边的放大镜可观察该切片的高清图。

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图4 解剖结构界面


  【解剖结构测试】:该测试为解剖结构训练的反向推演,根据出现的切片,选择文昌鱼图片上的横切虚线位置(图5)。

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图5 解剖结构测试测试


  ③系统演化地位

  该界面以三种生物做结构对比,点击界面顶部文昌鱼的系统划分按钮和器官按钮,界面中显示三种生物的系统划分及器官对比图片;界面底部为文昌鱼对应的语音和文字介绍(图6)。

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图6 系统演化地位界面


  【系统演化地位测试】:该测试根据左侧的人体器官图片,在右侧找出文昌鱼对应的器官名称,测试完所有对应器官,提交显示该项分数(图7)。

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图7 系统演化地位测试界面


  2、“野外调查”实验模块可让学生学习到文昌鱼在厦门海域的历史分布情况及文昌鱼的野外生境及采集条件。

  ①历史分布

  历史分布界面中,可从厦门高空图看出文昌鱼的分布海域情况。界面底部点击不同年代可查看高空图中文昌鱼分布海域不同的污染情况。点击右侧“中国分布图”查看文昌鱼中国分布区域,点击“柱状图”查看厦门海域各年代文昌鱼的产量和污染情况(图8)。

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图8 历史分布界面


  ②繁殖及生境调查

  该实验采用野外真实的文昌鱼保护区3D全景图,进入该界面,首先从高空中观察厦门黄厝文昌鱼保护区海域,海域划分出3块文昌鱼采集点,点击采集点进入该采集点地面全景图中。点击热点播放采集文昌鱼操作视频,视频播放完,界面右侧“记录本”会自动记录该采集点数据,界面顶部还可以切换不同月份采集文昌鱼,分为1月、3月、5月、7月、9月、11月,不同月份会记录不同的采集数据(图9)。

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图9 繁殖及生境调查界面


  ③实验报告

  学生需根据不同的全景图场景,各月份记录的数据,进行分析总结适合文昌鱼生存的各项生存条件,提交一份实验报告。

  3、“成体养殖”实验模块,学生根据在前面野外调查中学习到的文昌鱼自然生境的数据开展在实验室中模拟多种条件进行人工养殖文昌鱼。该实验分为“指导实验”和“探究实验”,指导实验为引导性实验;探究实验需要学生自己探究各项养殖参数(图10)。

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图10 成体养殖


  ①指导实验

  该实验,设计在一个3D虚拟的实验室场景内,学生以第一人称视角在实验室内漫游走动,根据左下角操作说明提示开始养殖文昌鱼(图11)。

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图11


  以两个月为养殖期限,学生需按照界面顶部5个步骤的顺序选择相应的养殖参数,当某项参数的选择导致文昌鱼大面积死亡时,会弹出文字警告,提示学生重新选择(图12)。

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图12 参数选择界面


  选择合适的参数,实验鱼缸内会出现变化;界面右侧会记录每个步骤选择的参数。当五个参数选择完毕,弹出两个月的养殖结果对比,左侧为最佳养殖条件的结果,右侧为学生的养殖结果(图13)。

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图13 养殖结果对比


  ②探究实验

  该实验没有操作提示,实验开始阶段,学生需一次性选择完左侧的5个养殖参数,选择完参数,点击“确定”按钮开始养殖(图14)。

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图14


  实验界面底部有5个时间段,每个时间段显示一次养殖结果,学生要把该时间段的养殖结果数据填入到右侧记录本中,填入数据后养殖实验才进入下一时间段(图15)。

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图15


  实验完成后,实验结果对比与指导实验一样(图16)。通过反复实验对比学生会逐渐掌握文昌鱼的最佳养殖条件。

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图16 实验结果对比


  4、“产卵诱导”实验模块,学生经过成体养殖实验的模拟,进入到文昌鱼产卵、排精诱导实验阶段,学生在3D虚拟实验室学习文昌鱼的产卵、排精诱导条件和诱导参数选择。该实验也分为“指导实验”和“探究实验”,指导实验为引导性实验;探究实验需要学生自己探究各项诱导参数(图17)。

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图17 产卵诱导


  ①指导实验

  学生进入实验室,学生可自由漫游虚拟实验室观察环境;界面左下角实时显示目前的操作提示,学生根据提示,对5大步骤逐一操作。鼠标点击实验室内不同的养殖器具,会自动弹出该器具的文字说明,方便学生快速了解实验室内各器具的作用(图18)。

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图18虚拟实验室


  学生经过文昌鱼的性腺挑选、文昌鱼诱导前维持温度和维持时间选择、挑选雌雄文昌鱼、诱导温度的选择、显微镜观察是否能产卵排精、最终观察文昌鱼产卵排精等步骤做完整个实验。

  ②探究实验

  该实验没有操作提示,直接快速选择各种参数:判断文昌鱼是否达标、选择合适的诱导前维持温度、选择合适的维持时长、挑选雌雄文昌鱼、选择合适的诱导温度、判断可产卵排精的文昌鱼(图19);参数选择之后显示探究分数(图20)。

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图19

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图20


  5、胚胎发育

  胚胎发育为文昌鱼胚胎各个时期发育变化的动画视频,该实验分为3部分:“文昌鱼受精”、“胚胎发育”和“幼体发育”(图21)。

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图21

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