宋卉 劉華珍 彭克美

摘要：數(shù)碼互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)是近幾年興起的一種新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，為適應(yīng)教育教學(xué)改革發(fā)展的新形勢(shì)和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)醫(yī)學(xué)院形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室在原有設(shè)備條件基礎(chǔ)上改裝的顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)，不僅改善了教學(xué)條件，同時(shí)大大提高了教學(xué)質(zhì)量和效果，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

關(guān)鍵詞：顯微鏡室；升級(jí)改造；數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)效果

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）52-0243-02

動(dòng)物解剖學(xué)、組織學(xué)、胚胎學(xué)、病理解剖學(xué)、寄生蟲(chóng)學(xué)等均屬于形態(tài)學(xué)，這些課程中約50%的內(nèi)容為實(shí)驗(yàn)課。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是鍛煉學(xué)生實(shí)際操作技能的重要環(huán)節(jié)，多視角全方位地強(qiáng)化形態(tài)學(xué)的直觀性，有效地綜合運(yùn)用現(xiàn)代教育設(shè)備和手段，如顯微攝像、數(shù)碼投影等多媒體教學(xué)，既可提高教學(xué)效率，收到很好的教學(xué)效果，又能節(jié)約實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的經(jīng)費(fèi)開(kāi)支。隨著教學(xué)改革的深入和發(fā)展，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技——?jiǎng)游镝t(yī)學(xué)院顯微鏡室原有的儀器設(shè)備和條件已不能滿足新形勢(shì)下教學(xué)的需要，為適應(yīng)教育教學(xué)改革發(fā)展和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件建設(shè)，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量，按照“功能強(qiáng)勁、結(jié)構(gòu)合理、通用綜合、先進(jìn)高效”的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)目標(biāo)，及“統(tǒng)一管理、優(yōu)化配置、資源共享、對(duì)外開(kāi)放”的要求，我們將形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)中的顯微鏡改裝為顯微形態(tài)實(shí)驗(yàn)課數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)幾個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，效果良好，表明這一系統(tǒng)給實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了全新的理念，不僅改善提高了教學(xué)條件，同時(shí)大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

一、傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端

本學(xué)院以往的形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式主要是老師先對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過(guò)黑板繪圖、教學(xué)掛圖、示教鏡、錄像片等教學(xué)手段作示教，然后由學(xué)生在顯微鏡下觀察并完成繪圖作業(yè)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于設(shè)備限制，形成教師和學(xué)生分離式的教學(xué)模式。學(xué)生分別獨(dú)自觀察，通過(guò)舉手發(fā)問(wèn)請(qǐng)老師指導(dǎo)切片觀察中的問(wèn)題，而教師則采取自由巡回方式解答學(xué)生觀察中所出現(xiàn)的問(wèn)題，教師只能知道學(xué)生正在看什么切片，不知道學(xué)生在切片上看到什么內(nèi)容，是否找到了所要觀察的組織結(jié)構(gòu)，并掌握和辨別各個(gè)組織器官的顯微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。此外，由于學(xué)生顯微鏡不設(shè)置教師觀察接口，學(xué)生提出問(wèn)題，教師只能換位觀察并據(jù)此給予解答，這種方法不僅效率低，更可能由于切片移位造成目的物丟失，甚至因移位造成師生在觀察和理解上的錯(cuò)位，以致給出錯(cuò)誤的解答。而且由于師生不能同時(shí)在同一畫(huà)面上觀察，只能在固定切片位點(diǎn)上的較為粗糙和模糊的層面上進(jìn)行討論，因此，難以準(zhǔn)確和詳盡地解答。而數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)則改變了傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方式，將教師個(gè)別地手把手地教學(xué)生用顯微鏡進(jìn)行微觀形態(tài)觀察變?yōu)閹熒?dòng)的圖像共享的高效率教學(xué)體系。

二、顯微數(shù)碼互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室在形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的先進(jìn)性和使用學(xué)科

顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)是近幾年興起的集數(shù)碼顯微系統(tǒng)、語(yǔ)言交流、視頻交流和應(yīng)用軟件系統(tǒng)為一體的新型教學(xué)工具，已廣泛應(yīng)用于解剖學(xué)、組織胚胎學(xué)、病理學(xué)及植物學(xué)等多個(gè)形態(tài)學(xué)分支科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。我們經(jīng)過(guò)充分的調(diào)研后，將原有七十多臺(tái)雙目顯微鏡的形態(tài)學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室升級(jí)改造，建立了一套完整的顯微數(shù)碼互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中教師用和學(xué)生用顯微鏡內(nèi)置有數(shù)碼顯像鏡頭，所有學(xué)生鏡下結(jié)構(gòu)可在教師端的計(jì)算機(jī)及屏幕上同步顯示，也可有選擇地顯示任何一臺(tái)顯微鏡的圖像。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)具有明顯提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率的優(yōu)勢(shì)。

1.實(shí)時(shí)監(jiān)控，加強(qiáng)教學(xué)指導(dǎo)性。教師可以利用數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的學(xué)生通道，隨時(shí)觀察每個(gè)學(xué)生顯微鏡下的組織結(jié)構(gòu)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題并對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。以往教師要求學(xué)生找切片中的特定結(jié)構(gòu)時(shí)，總有學(xué)生在錯(cuò)誤的位置上找，有的看過(guò)切片后還沒(méi)找到，有的直到問(wèn)老師才發(fā)現(xiàn)位置不對(duì)。學(xué)習(xí)效率低，學(xué)習(xí)效果差，而采用數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的瀏覽和監(jiān)控功能，教師便能快速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)糾正錯(cuò)誤，隨時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，切實(shí)提高教學(xué)效率和效果。

2.互動(dòng)多樣，豐富教學(xué)形式。目前的教學(xué)模式中總有學(xué)生因?yàn)閮?nèi)向或怕他人取笑問(wèn)題太幼稚而羞于提問(wèn)，現(xiàn)在學(xué)生可隨時(shí)通過(guò)“提問(wèn)按鈕”向老師提問(wèn)。老師可以選擇“師生對(duì)講模式”對(duì)其進(jìn)行單個(gè)輔導(dǎo)。如果同一問(wèn)題提問(wèn)的人較多，具有代表性，老師則可以選擇“全通話模式”，對(duì)全體同學(xué)進(jìn)行重點(diǎn)難點(diǎn)示教。利用“學(xué)生示范模式”功能，教師便可以有效進(jìn)行課堂提問(wèn)和小測(cè)驗(yàn)，此時(shí)教師與一位學(xué)生對(duì)話時(shí)，所有學(xué)生可以收聽(tīng)但不能發(fā)言。而“分組討論模式”組內(nèi)學(xué)生可互相通話，教師可隨時(shí)加入。主要用于復(fù)習(xí)和小測(cè)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生互相學(xué)習(xí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。

3.資源共享，提高教學(xué)質(zhì)量。由于組織切片的多樣性和切片制作水平等原因，每個(gè)學(xué)生觀察的同一種器官切片的組織結(jié)構(gòu)不盡相同。在以往我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，如有學(xué)生在觀察切片時(shí)找到特殊或典型的結(jié)構(gòu)，教師往往需要組織周邊的同學(xué)換位輪流觀察該切片，這樣雖充實(shí)了課堂的實(shí)踐內(nèi)容，卻極大地影響了課堂教學(xué)進(jìn)程和課堂正常紀(jì)律。而數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)則可將該學(xué)生觀察的鏡下結(jié)構(gòu)投影到大屏幕上，讓全體學(xué)生隨著教師的講解進(jìn)行觀察。通過(guò)這種即時(shí)動(dòng)態(tài)示教，激發(fā)了學(xué)生的積極性，實(shí)現(xiàn)了資源共享，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量。

三、形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)中顯微鏡的升級(jí)改造

目前，我院改造后的顯微數(shù)碼互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室可容納72名學(xué)生與教師同時(shí)上課，教室內(nèi)除配備1臺(tái)數(shù)碼投影機(jī)外，每人均配置1臺(tái)計(jì)算機(jī)及1臺(tái)光學(xué)雙目顯微鏡，每套數(shù)碼互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)由數(shù)碼顯微鏡系統(tǒng)、語(yǔ)音問(wèn)答系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)等部分組成，包括師生交流、學(xué)生示范、全通話、分組討論等多種交流模式，具備多畫(huà)面實(shí)時(shí)顯示、可選擇式多向語(yǔ)音回答及交談式顯微鏡LED指示等功能。教師端主顯微鏡和主計(jì)算機(jī)同時(shí)連接72臺(tái)學(xué)生端顯微鏡和計(jì)算機(jī)，教師端和學(xué)生端顯微鏡下圖像均可經(jīng)圖像處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸?shù)礁髯缘娘@示器上，達(dá)到與計(jì)算機(jī)同步切換的效果，因而教師可以在主顯示器上有選擇地顯示學(xué)生端的任何一臺(tái)顯微鏡下拍攝到的組織切片顯微圖像，使學(xué)生能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀察典型的組織形態(tài)結(jié)構(gòu)，有利于教師向全體同學(xué)講授。學(xué)生端計(jì)算機(jī)也具有攝像功能，可將需要的顯微鏡下圖像拍攝并保存在計(jì)算機(jī)內(nèi)以備以后復(fù)習(xí)時(shí)再用。

顯微數(shù)碼互動(dòng)式教學(xué)系統(tǒng)包含：工作臺(tái)本體，其中央位置設(shè)有一辨識(shí)區(qū)；計(jì)算機(jī)，包含一屏幕，該計(jì)算機(jī)連接該工作臺(tái)本體；教具，用以置放于工作臺(tái)本體的辨識(shí)區(qū)；識(shí)別系統(tǒng)，電性連接該工作臺(tái)本體及該計(jì)算機(jī)，用以辨別該教具。所以，只要具備多媒體設(shè)備和一定數(shù)量的顯微鏡，有固定的安裝場(chǎng)地，環(huán)境良好，另有音響、無(wú)線接收器等配套設(shè)施的教室均可在原有設(shè)備條件基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝，使之能夠與原有設(shè)備有機(jī)配合，形成一套完整的互動(dòng)多媒體系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)“統(tǒng)一管理、優(yōu)化配置、資源共享”。

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基金項(xiàng)目：國(guó)家精品課程建設(shè)項(xiàng)目，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)條件建設(shè)項(xiàng)目

作者簡(jiǎn)介：宋卉（1975-），女，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)醫(yī)學(xué)院講師，博士，研究方向?yàn)榻M織胚胎學(xué)、神經(jīng)免疫學(xué)。

通訊作者：彭克美（1953-），男，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)醫(yī)學(xué)院教授，碩士，研究方向?yàn)榻M織胚胎學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)。