網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室在形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

杜麗堅

南京醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 病理系，江蘇 南京 210029

0 前言

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，越來越多的高精尖儀器設(shè)備運用到醫(yī)學(xué)院校實驗教學(xué)中。網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室是先進的實驗室教學(xué)設(shè)備之一，為醫(yī)學(xué)院校實驗課教學(xué)帶來了嶄新的模式[1-3]。我校近來先后引入4套網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室，對培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，高素質(zhì)人才的培養(yǎng)起到了特殊的作用，收到了很好的實驗教學(xué)效果。

1 網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室簡介

網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室教學(xué)系統(tǒng)由高像素數(shù)字化多功能數(shù)碼顯微鏡、多媒體和軟件教學(xué)平臺，雙向語音和文字交流系統(tǒng)，圖像處理與分析模塊，實驗報告和考試模塊等組成。每一學(xué)生座位均裝備帶有高像素數(shù)碼顯微鏡和1臺電腦，教師講臺裝備有聯(lián)網(wǎng)的計算機系統(tǒng)和1臺200萬像素的數(shù)碼顯微鏡。進入到教學(xué)系統(tǒng)后，學(xué)生圖像直接顯示在教師電腦屏幕上，教師顯微鏡下示教的圖像可以在每個學(xué)生電腦屏幕上顯示，且老師、學(xué)生顯微鏡下圖像，學(xué)生電腦屏幕圖像可以任意切換。教師端可以實時監(jiān)控所有學(xué)生的鏡下圖像和電腦屏幕圖像。當教師希望學(xué)生全身心觀察顯微鏡下圖像時，教師可以鎖定學(xué)生電腦；當師生進行語音交流時，動態(tài)圖像同時傳輸，教師可以實時觀察到每個學(xué)生電腦顯示屏上所指的顯微鏡下的畫面，及時發(fā)現(xiàn)實驗中存在的問題，師生之間圖文并茂進行溝通。通過高清的CCD攝像頭，把微觀圖像視頻信號輸出到教師機或?qū)W生機[4]，教師授課和學(xué)生實驗時作具體圖像處理，分析和數(shù)碼拍照，可以實現(xiàn)對圖像的定量分析與資料的長期保存和隨時再現(xiàn)[5]。為了充分利用網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室教學(xué)系統(tǒng)，我們對功能進行了擴展，增加了視屏展示臺，最大限度發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室教學(xué)設(shè)備功能[6]。

2 網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室在醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)模式弊端

醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實驗課在醫(yī)學(xué)實驗課教學(xué)中占有重要地位，是學(xué)生學(xué)習(xí)病理學(xué)的基礎(chǔ)，兩門學(xué)科都要求學(xué)生掌握組織切片在顯微鏡下的“形”，即人體正常和疾病情況下組織的形態(tài)結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)的實驗課教學(xué)中，學(xué)生要先到顯微鏡室借顯微鏡，由于每一節(jié)課時間有限，學(xué)生對顯微鏡下不清楚的形態(tài)結(jié)構(gòu)得不到及時的指導(dǎo)，失去了學(xué)習(xí)的主動性。教師也由于實驗設(shè)備有限、費時費力、而減少實驗課，壓縮實驗內(nèi)容，由于學(xué)生正常的形態(tài)組織結(jié)構(gòu)沒有學(xué)好，給以后病理學(xué)學(xué)習(xí)帶來很大困難[7]。

2.2 網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室優(yōu)點

應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室，使形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)方法和手段進入全新的模式，為學(xué)生看、畫、記憶及理解正常的人體組織結(jié)構(gòu)實驗內(nèi)容提供了更好的實驗條件，將形態(tài)學(xué)內(nèi)容微觀、機理抽象、形態(tài)復(fù)雜的實驗教學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室?guī)熒庸δ茏兊煤唵我锥甗8]。

2.2.1 實現(xiàn)了教師和學(xué)生，學(xué)生之間圖文并茂的雙向溝通模式

網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室每名學(xué)生都有1臺數(shù)碼顯微鏡和1臺電腦。師生互動語言，文字交流系統(tǒng)可以實現(xiàn)學(xué)生端和教師端圖文并茂一對一或一對多教學(xué)模式。在實驗課教學(xué)時采用這個軟件系統(tǒng)，教師機可以同時啟動學(xué)生端軟件，并連接教師端，也可由學(xué)生自己單獨啟動學(xué)生端軟件，并鏈接教師端軟件。由于學(xué)生機都配置A/D接口和內(nèi)置式130萬像素高分辨率數(shù)碼攝像系統(tǒng)，每個學(xué)生的顯微鏡所觀察的圖像可以直接成像于自己的計算機屏幕，有利于學(xué)生個性化學(xué)習(xí)。教師機可以實時動態(tài)監(jiān)控每一個學(xué)生的觀察內(nèi)容，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生遇到的問題，并及時解決。若問題是普遍的或典型的，教師可以啟動教師端軟件教學(xué)功能，進行面向全體學(xué)生的示范講解。師生語音交流時動態(tài)圖像同時傳輸，無延遲。教師、學(xué)生顯微鏡下圖像，學(xué)生電腦屏幕圖像可以任意切換。

當學(xué)生在實驗課中遇到問題時，學(xué)生之間可以進行分組討論。分組為計算機默認，教師也可以根據(jù)學(xué)生情況進行調(diào)整。討論可以通過語音系統(tǒng)進行，各自互不干擾。在討論中教師可以調(diào)用學(xué)生顯微鏡下圖像指出學(xué)生中的問題，在小組或全體學(xué)生中進行講解。由于學(xué)生在實驗課上遇到問題及時解決，極大的提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。當教師不能同時回答多個學(xué)生提問時，文字交流符號將不停閃動，提醒教師閱讀內(nèi)容，教師可以用語音也可以用文字回復(fù)，這樣教師在有限的時間內(nèi)，回答多個學(xué)生提問，顯著激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，形成以學(xué)生為本的教學(xué)模式，極大提高了實驗課教學(xué)效率。

2.2.2 建立了形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)數(shù)碼仿真實驗室，滿足了學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求

以往由于形態(tài)學(xué)教學(xué)切片很珍貴，而且數(shù)量有限，只能滿足正常實驗教學(xué)使用，達不到學(xué)生在課余時間復(fù)習(xí)觀察教學(xué)切片的要求。如今我校利用網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室圖像處理和數(shù)碼拍照系統(tǒng)軟件，對形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)切片用數(shù)碼照相系統(tǒng)進行拍照，并保存在默認或自定義文件夾。用圖像處理軟件對圖像進行進一步修飾，并用線條加文字對圖像內(nèi)容進行標注，而后儲存在電腦中，從而建立起形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)數(shù)碼仿真實驗室。該實驗室每周向?qū)W生開放，學(xué)生可以調(diào)用每1張切片，反復(fù)觀察、辨析，滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)要求。

2.2.3 完全數(shù)字切片瀏覽用以批改作業(yè)和教師評卷，全面評價學(xué)生

為了檢測實驗課教學(xué)質(zhì)量，教師在實驗課結(jié)束前5～10 min隨機抽考3～4名學(xué)生。學(xué)生完成的作業(yè)為圖片觀察標注或文字題，可以通過工具欄提交作業(yè)選項，上傳給教師端，教師機能顯示學(xué)生機發(fā)送信號。教師在查閱中發(fā)現(xiàn)問題，可以標注文字或符號修改錯誤地方，然后再通過網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)批改作業(yè)。如果是考試卷，計算機會自動保存在教師機文件夾中，用U盤拷貝，課后批閱，還可以將批改好的試卷分別發(fā)給每一學(xué)生，該方法顯著提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和水平。

3 教學(xué)效果

我校引進4套網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室進行形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)，收到明顯的效果。由于學(xué)生對正常人體組織結(jié)構(gòu)掌握正確，在后來的人體組織病理學(xué)教學(xué)中感受到學(xué)生接受和反映能力都較以往學(xué)生明顯提高。但在實驗教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，使用網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室也應(yīng)該避免一些問題，如學(xué)生只觀察電腦屏幕圖像，忽視了顯微鏡下對切片的觀察，而且學(xué)生移動顯微鏡幅度太大，許多顯微鏡下的細微結(jié)構(gòu)易被忽略。在實驗課上教師應(yīng)提醒學(xué)生，強調(diào)學(xué)生要先在顯微鏡下觀察每1張切片的重點內(nèi)容，然后再看電腦屏幕圖像。另外如何讓網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室各種特性更好地發(fā)揮及在更多的醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮其促進作用仍是一個新的挑戰(zhàn)，需要我們不斷的應(yīng)用與探討，讓數(shù)碼互動實驗室教學(xué)設(shè)備更好的為醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)服務(wù)[9-10]。

4 展望

2012年3月16日，教育部發(fā)布《全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》明確提出，必須樹立科學(xué)的高等教育發(fā)展觀，轉(zhuǎn)變高等教育發(fā)展方式，走以質(zhì)量提升為核心的內(nèi)涵式發(fā)展道路。網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼互動實驗室是一套非常優(yōu)秀的電教輔助系統(tǒng)，大大提高了實驗室的綜合利用率，有利于形態(tài)學(xué)課程的驗證性實驗、探究性實驗和自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新品格的培養(yǎng)。隨著計算機技術(shù)、圖像處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化和信息化的實驗教育手段將使醫(yī)學(xué)教育發(fā)生革命性的變化。

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