運(yùn)用生物顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)創(chuàng)新生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)

謝銘

廣西民族大學(xué)預(yù)科教育學(xué)院 南寧 530006

運(yùn)用生物顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)創(chuàng)新生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)

謝銘

廣西民族大學(xué)預(yù)科教育學(xué)院 南寧 530006

運(yùn)用生物顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)，創(chuàng)新生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在教學(xué)手段、教學(xué)方法上帶來全新變革，具有多方面優(yōu)勢(shì)，解決了傳統(tǒng)教學(xué)的諸多不足，顯著提高了教學(xué)質(zhì)量。

生物顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)；創(chuàng)新；生物實(shí)驗(yàn)；教學(xué)質(zhì)量

生物實(shí)驗(yàn)課是生物學(xué)課程不可或缺的部分。預(yù)科生物實(shí)驗(yàn)課主要以學(xué)生在顯微鏡下觀察生物和人體各器官細(xì)胞組織微細(xì)結(jié)構(gòu)為主。實(shí)驗(yàn)不僅能驗(yàn)證理論知識(shí)，加深理解和記憶，熟練掌握使用生物顯微鏡的基本技能，而且能培養(yǎng)學(xué)生耐心細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、用實(shí)踐檢驗(yàn)真理的科學(xué)精神，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生形象思維、空間思維和邏輯創(chuàng)新思維也很有幫助。生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量，直接影響和決定生物課程的教學(xué)質(zhì)量。

1 生物顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的組成概要和特點(diǎn)

生物數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)是將現(xiàn)代生物光學(xué)顯微鏡技術(shù)、光電轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)碼成像技術(shù)與計(jì)算機(jī)多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合在一起的高科技教學(xué)儀器設(shè)備。生物顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)主要由數(shù)碼生物顯微鏡系統(tǒng)、顯微互動(dòng)教學(xué)控制軟件系統(tǒng)、數(shù)碼圖像分析處理系統(tǒng)、高速視頻采集與傳輸網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等共同構(gòu)成。數(shù)碼生物顯微鏡系統(tǒng)分為教師數(shù)碼顯微鏡和學(xué)生數(shù)碼顯微鏡。學(xué)生數(shù)碼顯微鏡通過分配器和數(shù)據(jù)線分組連到教師端計(jì)算機(jī)上。數(shù)碼圖像系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像進(jìn)行對(duì)比、分析、測(cè)量、統(tǒng)計(jì)、標(biāo)注、優(yōu)化等處理。教師端計(jì)算機(jī)能實(shí)時(shí)同步顯示多達(dá)64臺(tái)學(xué)生顯微鏡的圖像，也可任意設(shè)置分組顯示若干學(xué)生顯微鏡的圖像，或者任意顯示一臺(tái)顯微鏡的圖像。教師可選擇將這些圖像發(fā)送到電腦顯示屏上，或用投影儀投影到大屏幕上，以便組織教學(xué)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行講解、指導(dǎo)、提問、交流。每位學(xué)生不但在屏幕上可看到自己鏡下所觀察的圖像，還能觀察教師鏡下圖像，共享其他學(xué)生鏡下圖像。語(yǔ)音交流系統(tǒng)有全通話模式、學(xué)生示范模式、師生對(duì)講模式和分組討論模式等可供選擇。語(yǔ)音交流系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生間以及學(xué)生與學(xué)生間的雙向或多項(xiàng)交流。顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的局域網(wǎng)絡(luò)還具備網(wǎng)絡(luò)課程、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、網(wǎng)絡(luò)考試等功能。

2 傳統(tǒng)生物顯微實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的不足

2.1 教師把握學(xué)生實(shí)驗(yàn)狀況比較困難

以往用傳統(tǒng)的生物顯微鏡進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)，每個(gè)學(xué)生一臺(tái)顯微鏡觀察，一個(gè)教師面對(duì)50多個(gè)學(xué)生，50多臺(tái)顯微鏡，每次實(shí)驗(yàn)每個(gè)學(xué)生所需觀察的標(biāo)本種類少則三四種，多則六七種，全部加起來有上百片甚至更多，實(shí)驗(yàn)過程中每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展?fàn)顩r如何，教師難以知道和把握。

2.2 教師的工作強(qiáng)度大

對(duì)于要求觀察掌握的生物細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)，如果教師不到學(xué)生座位對(duì)學(xué)生顯微鏡逐個(gè)目標(biāo)進(jìn)行檢查，那么每個(gè)學(xué)生是不是都看了、是不是都看懂了教師難以知道。如果一個(gè)一個(gè)檢查，又是不可能做到的。帶教教師再怎么不辭辛勞，也只能抽查一個(gè)最多二個(gè)目標(biāo)，教師的工作強(qiáng)度很大。

2.3 教師教學(xué)效率低

如果學(xué)生提問題，教師就得到學(xué)生座位，看學(xué)生顯微鏡后，才能回答指導(dǎo)該生的問題。如果有許多學(xué)生提問尋求教師幫助，教師來回穿梭，往往顧此失彼。即使是相同的問題，教師也只能一臺(tái)顯微鏡一臺(tái)顯微鏡地看，重復(fù)回答問題，教學(xué)效率低。

2.4 教師的示教麻煩，并且是靜態(tài)的小范圍的

教師在講臺(tái)用顯微鏡找到典型細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)（往往是難度大的結(jié)構(gòu)）后，固定好鏡頭焦距，學(xué)生一個(gè)一個(gè)輪流上講臺(tái)觀看，耗費(fèi)時(shí)間，有些學(xué)生因?yàn)榻暥葦?shù)不一樣，看得模模糊糊或看不見，有的干脆不看。

2.5 教學(xué)資源難共享，互動(dòng)不方便

某個(gè)學(xué)生鏡下發(fā)現(xiàn)了典型結(jié)構(gòu)或特異結(jié)構(gòu)，其他學(xué)生想共享很不方便。因?yàn)橹挥醒劭茨跨R手調(diào)物鏡后才可交流，師生間、學(xué)生間相互探討交流也很不方便。

2.6 實(shí)驗(yàn)考試時(shí)教師過于忙碌

因?yàn)榭荚囉袝r(shí)間的限制，學(xué)生找到目標(biāo)后紛紛舉手要教師盡快評(píng)判，但教師只能大致按照舉手的先后順序到學(xué)生顯微鏡下評(píng)判，教師忙忙碌碌，學(xué)生心情也受到不同程度影響。

3 運(yùn)用生物顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)創(chuàng)新生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)

自從生物顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)裝備預(yù)科生物實(shí)驗(yàn)室并運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)后，使得生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段有了質(zhì)的飛躍，教學(xué)方法有了全新改變，解決了傳統(tǒng)生物顯微觀察實(shí)驗(yàn)難于解決的以上問題。

3.1 顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效率

與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相比，運(yùn)用生物顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)后，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)有了全新感受。

1）生物微細(xì)結(jié)構(gòu)奇妙完美。學(xué)生顯微鏡下真實(shí)奇妙的細(xì)胞組織微細(xì)結(jié)構(gòu)目標(biāo)直接在顯示器上放大顯示出來，這些細(xì)胞組織不再是紙上的圖像（圖畫），而是顯微鏡下千真萬(wàn)確的真實(shí)存在，它們形態(tài)各異、色彩各異，奇妙精細(xì)完美，是如此具體生動(dòng)。它們相互聯(lián)系，共同構(gòu)成生物器官，與其功能高度統(tǒng)一。學(xué)生眼球一下子就被眼前的圖像深深吸引，產(chǎn)生好奇興趣。

2）系統(tǒng)的各種強(qiáng)大功能，大大方便了實(shí)驗(yàn)的各環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)不再是自己看自己的單調(diào)模式，學(xué)生一下子就對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備精密和高科技的強(qiáng)大功能所吸引，激發(fā)了求知欲。

3）圖像信息資源豐富。實(shí)驗(yàn)過程中不僅可看到本人鏡下所觀察圖像，還可觀察教師顯微鏡的示教圖像，還能共享其他學(xué)生鏡下的圖像，圖像信息資源豐富。

4）師生互動(dòng)直觀，便捷高效。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中提出的問題，都能夠及時(shí)與教師交流，得到解答。師生間、學(xué)生間的互動(dòng)交流看著屏幕就可進(jìn)行?；?dòng)性的直觀、便捷、高效，活躍了實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)氣氛。

5）掌握生物顯微鏡使用技術(shù)觀察生物微細(xì)結(jié)構(gòu)并不太難。以往連續(xù)看顯微鏡兩節(jié)課學(xué)生反映眼睛疲勞，有了系統(tǒng)的屏幕放大功能，學(xué)生看目鏡和看屏幕相結(jié)合，緩解了眼疲勞。

6）制作個(gè)性化的細(xì)胞組織顯微相冊(cè)。學(xué)生鏡下觀察到的圖像，可以隨時(shí)拍照并保存在計(jì)算機(jī)，制成個(gè)性化的組織細(xì)胞顯微相冊(cè)，不僅有趣而且實(shí)用，能拷到U盤帶走保留，便于以后復(fù)習(xí)。生物顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)他們探索生物微觀世界結(jié)構(gòu)和功能的興趣，給他們帶來學(xué)習(xí)理念的全新變化，促使他們課前進(jìn)行理論課的復(fù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)課的預(yù)習(xí)，他們實(shí)驗(yàn)課上更加仔細(xì)觀察，積極思考，綜合分析，相互促進(jìn)。

3.2 顯著提高教師的工作效率和教學(xué)質(zhì)量

以往教師也千方百計(jì)努力提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，但受實(shí)驗(yàn)條件的限制，無(wú)法突破一些瓶頸問題。通過實(shí)際運(yùn)用生物顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，筆者親身體會(huì)到系統(tǒng)的諸多優(yōu)勢(shì)。

1）教師能夠通盤掌握整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。教師通過講臺(tái)上的計(jì)算機(jī)能實(shí)時(shí)同步顯示所有學(xué)生顯微鏡下圖像，所有顯微鏡的一舉一動(dòng)都在教師的監(jiān)控之下，教師“穩(wěn)坐釣魚臺(tái)”，每個(gè)學(xué)生正在顯微觀察標(biāo)本的狀況一目了然，進(jìn)而知道每個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度、使用顯微鏡的熟練程度以及學(xué)習(xí)態(tài)度。

2）教師能主動(dòng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題。因?yàn)閷?duì)每個(gè)學(xué)生正在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的狀況能一目了然，不等學(xué)生提問，教師就能主動(dòng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題錯(cuò)誤，根據(jù)需要對(duì)學(xué)生及時(shí)進(jìn)行個(gè)性化的指導(dǎo)、督促。如果是帶普遍性的問題，教師立刻就能把具有代表性問題投影顯示出來，進(jìn)行普遍的指導(dǎo)。

3）教師的工作強(qiáng)度有效降低，教學(xué)效率、教學(xué)質(zhì)量明顯提高。因?yàn)闊o(wú)需來回穿梭于學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺(tái)間，不管是一個(gè)學(xué)生提問還是多個(gè)學(xué)生提問，教師在自己的計(jì)算機(jī)上就能夠看見、看懂學(xué)生提出的問題，無(wú)需一個(gè)個(gè)去看學(xué)生顯微鏡就知道問題所在，教師就有更多時(shí)間從容地回答和指導(dǎo)學(xué)生，更有針對(duì)性地組織教學(xué)，教學(xué)效率顯著提高。

4）師生互動(dòng)便捷，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)資源廣泛共享。教師利用電腦屏幕或投影，利用語(yǔ)音系統(tǒng)多種模式，容易實(shí)現(xiàn)師生間的高效互動(dòng)交流。教師把監(jiān)測(cè)到的學(xué)生做得好的圖像直接就可以投影到幕布，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)資源共享、實(shí)驗(yàn)過程共享，這在傳統(tǒng)的顯微實(shí)驗(yàn)課是無(wú)法做到的。

5）樹立好的典型，培養(yǎng)濃厚學(xué)習(xí)氛圍。教師把學(xué)生做得好的典型圖像投影出來，當(dāng)場(chǎng)給予表?yè)P(yáng)鼓勵(lì)；把具代表性的鏡下錯(cuò)誤圖像投影出來，與好的進(jìn)行對(duì)照，給予適當(dāng)?shù)呐u(píng)指正，教師再稍加引導(dǎo)，學(xué)生間比學(xué)趕幫的濃厚學(xué)習(xí)氛圍就會(huì)很快被調(diào)動(dòng)激發(fā)起來。

6）教師示教動(dòng)態(tài)化。教師把示教的顯微鏡下的組織結(jié)構(gòu)圖像，直接投影到屏幕上或熒屏上，全體學(xué)生觀察起來直接高效，比起以往學(xué)生輪流上教師講臺(tái)觀察教師顯微鏡下圖像省時(shí)省力，示教范圍和效率達(dá)到最大化。而且教師移動(dòng)顯微鏡標(biāo)本演示觀察的步驟方法，屏幕上的圖像也跟隨移動(dòng)，使示教范圍由小變大，由靜態(tài)變?yōu)槿^程動(dòng)態(tài)，由細(xì)胞組織孤立變成相互聯(lián)系，提升了演示的檔次和效果。

7）教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果動(dòng)態(tài)檢測(cè)。教師很方便就能夠檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，可以隨時(shí)要求某位學(xué)生尋找某個(gè)微細(xì)結(jié)構(gòu)，或者要求全班學(xué)生尋找某個(gè)微細(xì)結(jié)構(gòu)作為測(cè)試，教師在電腦上即可對(duì)學(xué)生的結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)打分，作為批改本次實(shí)驗(yàn)報(bào)告的依據(jù)之一，或作為平時(shí)成績(jī)。有了這樣的檢測(cè)監(jiān)督，學(xué)生偷懶應(yīng)付的現(xiàn)象很少發(fā)生。

8）實(shí)驗(yàn)考試的評(píng)判更及時(shí)公正。教師借助電腦監(jiān)考和評(píng)判，極大地方便了監(jiān)考工作，保證評(píng)判工作合理。

4 小結(jié)

生物顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)在生物顯微實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，創(chuàng)新了傳統(tǒng)生物實(shí)驗(yàn)的教學(xué)手段和教學(xué)方法，是一種全新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，顯著提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。應(yīng)當(dāng)指出，運(yùn)用這一新的系統(tǒng)，并不意味著全盤否定傳統(tǒng)的面對(duì)面指導(dǎo)和互動(dòng)。由于顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)功能的多樣性，對(duì)教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)提出更高的要求，教師除了需不斷提高專業(yè)知識(shí)外，還必須懂得并做好顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)硬件、軟件的維護(hù)，必須熟悉掌握顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)各軟件的使用，進(jìn)而開發(fā)其更多功能。教師使用這一系統(tǒng)，也會(huì)各有所好和特點(diǎn)。只有不斷探索，勤于思考總結(jié)，才能使生物顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)物盡其用，教學(xué)質(zhì)量的提高再上新的臺(tái)階。

[1]趙宏賢,周建勤,楊曉紅,等.MoticDigiLabII顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)在組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].四川解剖學(xué)雜志,2008,16(2):48-50.

G642.423

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1671-489X(2012)15-0120-02

10.3969 /j.issn.1671-489X.2012.15.120

作者：謝銘，學(xué)士，講師，主要從事生物學(xué)、生物農(nóng)業(yè)等教學(xué)和研究。