王志斌

（黃岡職業(yè)技術學院 醫(yī)藥衛(wèi)生學院，湖北 黃岡 438002）

網(wǎng)絡平臺在高職醫(yī)學形態(tài)學實驗中的構建與應用

王志斌

（黃岡職業(yè)技術學院 醫(yī)藥衛(wèi)生學院，湖北 黃岡 438002）

探討計算機網(wǎng)絡平臺在高職醫(yī)學形態(tài)學實驗教學中的應用。構建網(wǎng)絡教學平臺并具體應用于形態(tài)學實驗課教學之中，能激發(fā)高職學生的學習興趣，動手能力及實驗教學質量均得到提高。這說明計算機輔助實驗教學對高職學生培養(yǎng)創(chuàng)新思維、提高綜合設計能力、完善實驗教學過程等能起到良好的促進作用。

計算機技術；高職學生；形態(tài)學實驗；網(wǎng)絡教學；能力提高

在計算機電腦上看彩色解剖圖，聽教師用大屏幕講課，打開網(wǎng)絡平臺學習……形態(tài)學課堂已在悄然發(fā)生著變化。老師的教法變了，學生的學法變了，計算機技術和傳統(tǒng)教學融合，碰撞出教學改革的火花。而計算機網(wǎng)絡技術更為改變實驗傳統(tǒng)教學模式注入了新的活力，為高職實驗教學改革和醫(yī)學人才的培養(yǎng)提供了一個嶄新的平臺，開創(chuàng)了全新的思想、理念和教育教學新格局。高職醫(yī)學基礎課程中形態(tài)學科，如人體結構學、解剖學及組織胚胎學、病理學、微生物學等，在傳統(tǒng)的實驗教學中，常用掛圖、標本、光學顯微鏡等教具進行輔助教學。這些教具占有空間大，難以保管，易耗損，且教法較為單一、抽象和封閉，其效果是平面的。依據(jù)高職現(xiàn)有實驗教學現(xiàn)狀，在相關實驗室基礎上，構建人體形態(tài)學網(wǎng)絡教學平臺，力求運用現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡技術，進一步優(yōu)化形態(tài)學實驗課程，整合有關教學實驗資源，提升其實驗教學水平，從而促進高職形態(tài)學實驗課的創(chuàng)新和發(fā)展。

一、平臺需求分析

目前高職的網(wǎng)絡課程不少，但建有網(wǎng)絡實驗教學平臺的則不多。高職院校形態(tài)學實驗教學主要采用的是顯微互動系統(tǒng)，有的實驗室把多媒體、顯微互動和數(shù)碼互動等各項功能有機結合在一起，實現(xiàn)了信息多項互動、多媒體互動等多項功能，主要優(yōu)點有：實驗教學效率提高、師生互動教學、學生學習主動性提高、信息量大。然而，這種顯微互動實驗系統(tǒng)還存在許多不足。

1.學生整體使用率低。顯微互動系統(tǒng)使用主要集中在形態(tài)學實驗室內(nèi)，只有開放實驗室才能使用。這使高職學生接觸該系統(tǒng)有時空限制，遠遠不能滿足多數(shù)學生針對人體形態(tài)學的學習需求。

2.實驗與理論教學聯(lián)系不緊。顯微互動實驗室的資源主要是形態(tài)學實驗方面的內(nèi)容，理論部分的內(nèi)容則提及不多。對于高職醫(yī)學生而言，很難將理論與實驗有機結合，從而影響學習效果。

3.互動局限。顯微互動實驗室的教學互動，主要是在師生之間，互動時間只能限制在課堂。而學生之間互動卻很少。這種狀況，使學生不能滿足自主學習，創(chuàng)新能力培養(yǎng)亦難。鑒于這種情況，可以利用計算機技術構建形態(tài)學實驗網(wǎng)絡教學平臺，解決以上不足。

二、網(wǎng)絡平臺的設計與要求

（一）設計思路

1.系統(tǒng)工作模式。整個平臺采用基于B/S結構（瀏覽器和服務器結構）即用戶瀏覽器—Web—數(shù)據(jù)庫服務器的工作模式，由用戶管理平臺、網(wǎng)絡虛擬實驗支持平臺、資源庫管理平臺、網(wǎng)絡教學管理平臺和網(wǎng)絡交流服務平臺等五大系統(tǒng)組成，高職學生使用瀏覽器和流媒體播放器來進行實驗、學習和交流。在該模式下，學生機首先使用瀏覽器（如IE等）上網(wǎng)，瀏覽器以超文本形式向Web（網(wǎng)絡）服務器提出訪問數(shù)據(jù)庫的請求。Web服務器在接受到請求后，交給數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關轉化為SQL，并通過數(shù)據(jù)庫服務器首先驗證其合法性，其次將數(shù)據(jù)進行處理，最后，將結果返給Web服務器。Web服務器，再次將得到的所有結果進行轉化，并變成HTML文檔形式，轉發(fā)學生機瀏覽器以Web頁面形式展顯出來。當然，瀏覽器也會將更新、修改、刪除、增加數(shù)據(jù)記錄的請求申請到Web服務器。Web服務器通過數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關與數(shù)據(jù)庫建立關聯(lián)從而完成這些工作。所有數(shù)據(jù)則由現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫，進行技術存儲與操作。在Web與數(shù)據(jù)庫集成系統(tǒng)中，核心的部件，即Web數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關。Web數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關通過訪問DBMS系統(tǒng)，完成用Web技術表達的用戶請求[1]。該模式將Web的強大信息服務能力與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理能力有機結合一起，充分發(fā)揮各自優(yōu)點，避免各自固有的缺陷，從而起到事半功倍的效果。

2.流式技術。網(wǎng)絡虛擬實驗室實現(xiàn)的基礎是流式媒體。在網(wǎng)絡平臺上，要傳輸大的音視頻媒體，必須采用流式技術。流式技術是這樣的一種技術：首先在下載媒體之前將會在客戶端建立一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，學生先下載一部分片段，該部分自動解壓縮，在后續(xù)部分到來之前開始回放這部分的內(nèi)容；在前面下載的媒體片段被回放的同時，將下載媒體文件的后續(xù)部分。這種方式，是由服務器向學生機發(fā)送穩(wěn)定和連續(xù)的音視頻數(shù)據(jù)流。學生機一邊接收數(shù)據(jù)，一邊以穩(wěn)定的流回放，因此省時又省空間[2]。

3.后臺管理。利用ASP.NET/PHP及動態(tài)網(wǎng)頁設計技術實現(xiàn)后臺管理，可以方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的添加、刪除和動態(tài)更新，使得網(wǎng)絡教學平臺的日常維護和更新，僅限于Windows基本操作即可，更新和維護變得簡單而輕松。

（二）功能要求

1.用戶管理模塊。使用ASP.NET+SQL2010來構建師生管理系統(tǒng)、虛擬實驗室資源庫管理系統(tǒng)。主要是為網(wǎng)絡平臺教學提供智能化管理身份識別。

2.網(wǎng)絡虛擬實驗支持模塊。網(wǎng)絡虛擬實驗室，在WEB中建立一個實時交互可視化的三維環(huán)境。其中每一個可視化的三維物體代表一種實驗對象。通過學生登陸界面，嵌入一些虛擬實驗儀器設備，利用軟件硬件有機結合，實現(xiàn)對實驗操作和實驗結果的計算機模擬，達到資源共享目的。同時避免儀器的重復添置和資源浪費，使學生做實驗不再受時空和地點的限制。

3.資源庫管理模塊。資源數(shù)據(jù)庫包括實驗指導、實驗教學內(nèi)容、實驗教學錄像、視頻資源、圖片庫、實驗教學大綱、病例資料等流媒體都存放在服務器上。

4.網(wǎng)絡教學管理模塊。網(wǎng)絡教學管理用于網(wǎng)上教學、在線測試、流媒體制作、成績管理等。主要是為學生在網(wǎng)絡上方便使用資源數(shù)據(jù)庫進行自學與教學提供支持。提供基于WEB的學生模擬自測考試和學生課程結業(yè)考試。利用服務器提供的題庫資源進行自動組題、網(wǎng)上答題、自動評分。

5.網(wǎng)絡交流服務模塊。網(wǎng)絡交流服務平臺具有網(wǎng)上答疑、師生討論、學生互動等功能，可極大地激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)獨立思考問題和解決問題的能力，從而彌補實驗教學的不足。

三、網(wǎng)絡平臺的構建

1.硬件環(huán)境。形態(tài)學實驗室由原來的解剖學及組織胚胎學實驗室、病理實驗室、病原微生物實驗室和顯微鏡室的基礎上，重新融合發(fā)展而成。按2間網(wǎng)絡多媒體（包括虛擬顯微鏡）實驗室，3間數(shù)字網(wǎng)絡顯微互動實驗室，4間無菌實驗室，1間閉路電視顯微鏡直播臺，標本室及數(shù)個實驗準備室建設。每個互動實驗室可容納32名學生。

主要系統(tǒng)有：學校校園網(wǎng)教學系統(tǒng)、數(shù)字切片掃描系統(tǒng)、帶有500萬像素攝像系統(tǒng)的數(shù)碼顯微鏡系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)。在學校校園網(wǎng)教學系統(tǒng)的課程教學空間建設形態(tài)學實驗網(wǎng)絡教學平臺。數(shù)字切片（即虛擬切片）系統(tǒng)主要由自動顯微鏡、數(shù)碼攝像頭、自動圖像掃描采集軟件、數(shù)字切片瀏覽器和計算機系統(tǒng)組成。

2.軟件環(huán)境。配置Window平臺、ASP.NET、SQL2010、DBMS、Motic DigiLab、Motie Images Ad vanced、Image-pro plus軟件，圖像處理系統(tǒng)和語音系統(tǒng)。可實現(xiàn)以下功能：①強大的圖像分析、處理、管理功能。②標注功能、定量分析。③高分辨率圖像掃描采集功能。④圖像放大、縮小，不會產(chǎn)生圖像信息失真。⑤圖形編輯、課件制作功能。⑥建立數(shù)字切片庫功能。⑦分割與自動計算、三維化顯示、Motic報告打印功能。⑧師生間或學生間實現(xiàn)音視頻、文字全方位的實時互動，使得交流更加直觀、有效。

四、網(wǎng)絡平臺在實驗教學中的應用

通過教學實踐，形態(tài)學實驗網(wǎng)絡教學平臺改變原來較為單一、抽象和封閉教法，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.信息量大，內(nèi)容形象直觀。醫(yī)學基礎課程中的所有人體形態(tài)學學科，在原有教學中需用掛圖、光學顯微鏡、標本切片等工具進行輔助教學。在實驗網(wǎng)絡教學平臺中，任課教師利用相關的硬、軟件，將現(xiàn)有的教學資源數(shù)字化，經(jīng)過流式技術制作成PPT幻燈片、HTML網(wǎng)頁、圖片、Flash動畫等數(shù)字媒體教學資料放在服務器的資源庫里。數(shù)字資源庫可以存儲大量信息，可隨時調用和查找有關實驗資料，從而提高學生的綜合能力。

形態(tài)學科實驗離不開光學顯微鏡觀察。這些實驗內(nèi)容結構微細，肉眼看不到、摸不著，學生感到十分抽象難以理解。將數(shù)碼互動系統(tǒng)引入實驗教學，實驗課形象化，學生觀察到的圖像，均取景于需學生獨立觀察的切片，不僅直觀、逼真、清晰，且伴有相應的文字說明及詳細的講解錄音，從而提高了實驗效果。

2.教學簡便。進行形態(tài)學實驗，采用網(wǎng)絡平臺可使操作簡便，省了尋找結構再轉換物鏡等操作，指導實驗時間大大縮短。同時切片圖像儲存在平臺數(shù)字切片庫中，隨時調用、查看，可反復觀察、辨析，如將那些形態(tài)相近易混淆的器官，如骨骼肌和心肌或小腸三段或氣—血屏障、濾過屏障（膜）和胎盤屏障（膜）等結構拼放一起，進行對比，分析異同。這種授課方式表現(xiàn)力強，學生思想集中，興趣提高，大大強化了學生對知識的理解和記憶。

3.使用方便靈活。網(wǎng)絡教學平臺所用到的課堂教學資源及課后復習材料制作、處理，均可在線傳輸。學生可在任何時候、任何地點通過網(wǎng)絡連接到網(wǎng)絡教學平臺中的虛擬實驗室來，根據(jù)個人需要，選擇實驗。它不僅解決了傳統(tǒng)實驗教學受實驗器材、實驗條件、時空等諸多因素限制的問題，且激發(fā)了學生的實驗興趣，提供了一個更高、更自主的實踐平臺，強化學生動手能力的培養(yǎng)。

4.學生或師生間實現(xiàn)互動交流。基于平臺提供的網(wǎng)上答疑、師生討論，學生可對某些疑難問題或有興趣的議題進行討論。此外，教師、學生間也可通過視頻、語音等手段實現(xiàn)互動交流，實現(xiàn)同步或異步輔導、整體和個別輔導的功能。

5.考試模式轉變。原有的實驗考試主要有兩種形式：其一，用傳統(tǒng)的玻璃切片考試。其二，多媒體截圖考試[3]。網(wǎng)絡數(shù)字切片庫的建立以及與數(shù)碼互動系統(tǒng)相融合，有利于在網(wǎng)絡平臺上進行形態(tài)學實驗考試，且簡便易行。通過網(wǎng)絡平臺，教師可接收學生拍攝下來的典型結構并評分，大大提高了工作效率。此外，通過網(wǎng)絡考試不再受時空的限制。

五、結語

總之，在日臻成熟的校園網(wǎng)絡上構建網(wǎng)絡實驗教學平臺，充分利用計算機網(wǎng)絡的高效、智能、實時和交互的優(yōu)點，能改變實驗教學模式，最大限度地發(fā)揮學生的主觀能動性和開拓性，極大地提高了動手能力和實驗教學效果。構建網(wǎng)絡虛擬實驗室需要較高素質的人才要求，促進老師相應地學習。在人體形態(tài)學實驗室原有的軟件和硬件基礎上，通過建立相應網(wǎng)絡實驗教學平臺，將校內(nèi)的實驗教學資源充分整合起來，從而實現(xiàn)信息資源的共享，對醫(yī)學高職學生培養(yǎng)創(chuàng)新思維、提高綜合設計能力、完善實驗教學過程等起到了極大的促進作用。

[1]肖川.基于Web的數(shù)據(jù)庫技術淺析[J].硅谷，2011，（14）：33.

[2]熊慶國，賀風云.流媒體技術及在教育中的應用[J].現(xiàn)代電子技術，2003，（7）：24-25.

[3]李冬梅，姚根有，王玲玲，危曉莉，李繼承.網(wǎng)絡環(huán)境下醫(yī)學數(shù)學切片庫的構建與應用探索 [J].解剖學雜志，2010，（2）：268-269.

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A

1674-9324（2014）45-0255-03

王志斌（1969-），男，湖北黃岡人，黃岡職業(yè)技術學院醫(yī)藥衛(wèi)生學院實訓中心副科長，高級實驗師，研究方向：計算機實驗實訓教學研究。