網(wǎng)絡(luò)平臺在高職醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實驗中的構(gòu)建與應(yīng)用

王志斌

（黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院 醫(yī)藥衛(wèi)生學(xué)院，湖北 黃岡 438002）

網(wǎng)絡(luò)平臺在高職醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實驗中的構(gòu)建與應(yīng)用

王志斌

（黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院 醫(yī)藥衛(wèi)生學(xué)院，湖北 黃岡 438002）

探討計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺在高職醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺并具體應(yīng)用于形態(tài)學(xué)實驗課教學(xué)之中，能激發(fā)高職學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，動手能力及實驗教學(xué)質(zhì)量均得到提高。這說明計算機(jī)輔助實驗教學(xué)對高職學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新思維、提高綜合設(shè)計能力、完善實驗教學(xué)過程等能起到良好的促進(jìn)作用。

計算機(jī)技術(shù)；高職學(xué)生；形態(tài)學(xué)實驗；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；能力提高

在計算機(jī)電腦上看彩色解剖圖，聽教師用大屏幕講課，打開網(wǎng)絡(luò)平臺學(xué)習(xí)……形態(tài)學(xué)課堂已在悄然發(fā)生著變化。老師的教法變了，學(xué)生的學(xué)法變了，計算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)教學(xué)融合，碰撞出教學(xué)改革的火花。而計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更為改變實驗傳統(tǒng)教學(xué)模式注入了新的活力，為高職實驗教學(xué)改革和醫(yī)學(xué)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(xué)新格局。高職醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程中形態(tài)學(xué)科，如人體結(jié)構(gòu)學(xué)、解剖學(xué)及組織胚胎學(xué)、病理學(xué)、微生物學(xué)等，在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，常用掛圖、標(biāo)本、光學(xué)顯微鏡等教具進(jìn)行輔助教學(xué)。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(xué)現(xiàn)狀，在相關(guān)實驗室基礎(chǔ)上，構(gòu)建人體形態(tài)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，力求運(yùn)用現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化形態(tài)學(xué)實驗課程，整合有關(guān)教學(xué)實驗資源，提升其實驗教學(xué)水平，從而促進(jìn)高職形態(tài)學(xué)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(luò)課程不少，但建有網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)平臺的則不多。高職院校形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)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(jī)結(jié)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(xué)效率提高、師生互動教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)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(xué)實驗室內(nèi)，只有開放實驗室才能使用。這使高職學(xué)生接觸該系統(tǒng)有時空限制，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足多數(shù)學(xué)生針對人體形態(tài)學(xué)的學(xué)習(xí)需求。

2.實驗與理論教學(xué)聯(lián)系不緊。顯微互動實驗室的資源主要是形態(tài)學(xué)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(xué)生而言，很難將理論與實驗有機(jī)結(jié)合，從而影響學(xué)習(xí)效果。

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

二、網(wǎng)絡(luò)平臺的設(shè)計與要求

（一）設(shè)計思路

1.系統(tǒng)工作模式。整個平臺采用基于B/S結(jié)構(gòu)（瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)）即用戶瀏覽器—Web—數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的工作模式，由用戶管理平臺、網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗支持平臺、資源庫管理平臺、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺和網(wǎng)絡(luò)交流服務(wù)平臺等五大系統(tǒng)組成，高職學(xué)生使用瀏覽器和流媒體播放器來進(jìn)行實驗、學(xué)習(xí)和交流。在該模式下，學(xué)生機(jī)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(luò)）服務(wù)器提出訪問數(shù)據(jù)庫的請求。Web服務(wù)器在接受到請求后，交給數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)化為SQL，并通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器首先驗證其合法性，其次將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后，將結(jié)果返給Web服務(wù)器。Web服務(wù)器，再次將得到的所有結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并變成HTML文檔形式，轉(zhuǎn)發(fā)學(xué)生機(jī)瀏覽器以Web頁面形式展顯出來。當(dāng)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(wù)器。Web服務(wù)器通過數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關(guān)與數(shù)據(jù)庫建立關(guān)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(jìn)行技術(shù)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(guān)。Web數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關(guān)通過訪問DBMS系統(tǒng)，完成用Web技術(shù)表達(dá)的用戶請求[1]。該模式將Web的強(qiáng)大信息服務(wù)能力與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理能力有機(jī)結(jié)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(shù)。網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室實現(xiàn)的基礎(chǔ)是流式媒體。在網(wǎng)絡(luò)平臺上，要傳輸大的音視頻媒體，必須采用流式技術(shù)。流式技術(shù)是這樣的一種技術(shù)：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(xué)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(wù)器向?qū)W生機(jī)發(fā)送穩(wěn)定和連續(xù)的音視頻數(shù)據(jù)流。學(xué)生機(jī)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(shè)計技術(shù)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(luò)教學(xué)平臺的日常維護(hù)和更新，僅限于Windows基本操作即可，更新和維護(hù)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(gòu)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(luò)平臺教學(xué)提供智能化管理身份識別。

2.網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗支持模塊。網(wǎng)絡(luò)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(xué)生登陸界面，嵌入一些虛擬實驗儀器設(shè)備，利用軟件硬件有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)對實驗操作和實驗結(jié)果的計算機(jī)模擬，達(dá)到資源共享目的。同時避免儀器的重復(fù)添置和資源浪費(fèi)，使學(xué)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(dǎo)、實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗教學(xué)錄像、視頻資源、圖片庫、實驗教學(xué)大綱、病例資料等流媒體都存放在服務(wù)器上。

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

5.網(wǎng)絡(luò)交流服務(wù)模塊。網(wǎng)絡(luò)交流服務(wù)平臺具有網(wǎng)上答疑、師生討論、學(xué)生互動等功能，可極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)獨(dú)立思考問題和解決問題的能力，從而彌補(bǔ)實驗教學(xué)的不足。

三、網(wǎng)絡(luò)平臺的構(gòu)建

1.硬件環(huán)境。形態(tài)學(xué)實驗室由原來的解剖學(xué)及組織胚胎學(xué)實驗室、病理實驗室、病原微生物實驗室和顯微鏡室的基礎(chǔ)上，重新融合發(fā)展而成。按2間網(wǎng)絡(luò)多媒體（包括虛擬顯微鏡）實驗室，3間數(shù)字網(wǎng)絡(luò)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(biāo)本室及數(shù)個實驗準(zhǔn)備室建設(shè)。每個互動實驗室可容納32名學(xué)生。

主要系統(tǒng)有：學(xué)校校園網(wǎng)教學(xué)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(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在學(xué)校校園網(wǎng)教學(xué)系統(tǒng)的課程教學(xué)空間建設(shè)形態(tài)學(xué)實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)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(jī)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)?？蓪崿F(xiàn)以下功能：①強(qiáng)大的圖像分析、處理、管理功能。②標(biāo)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?qū)W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(luò)平臺在實驗教學(xué)中的應(yīng)用

通過教學(xué)實踐，形態(tài)學(xué)實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)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(xué)基礎(chǔ)課程中的所有人體形態(tài)學(xué)學(xué)科，在原有教學(xué)中需用掛圖、光學(xué)顯微鏡、標(biāo)本切片等工具進(jìn)行輔助教學(xué)。在實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中，任課教師利用相關(guān)的硬、軟件，將現(xiàn)有的教學(xué)資源數(shù)字化，經(jīng)過流式技術(shù)制作成PPT幻燈片、HTML網(wǎng)頁、圖片、Flash動畫等數(shù)字媒體教學(xué)資料放在服務(wù)器的資源庫里。數(shù)字資源庫可以存儲大量信息，可隨時調(diào)用和查找有關(guān)實驗資料，從而提高學(xué)生的綜合能力。

形態(tài)學(xué)科實驗離不開光學(xué)顯微鏡觀察。這些實驗內(nèi)容結(jié)構(gòu)微細(xì)，肉眼看不到、摸不著，學(xué)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(xué)，實驗課形象化，學(xué)生觀察到的圖像，均取景于需學(xué)生獨(dú)立觀察的切片，不僅直觀、逼真、清晰，且伴有相應(yīng)的文字說明及詳細(xì)的講解錄音，從而提高了實驗效果。

2.教學(xué)簡便。進(jìn)行形態(tài)學(xué)實驗，采用網(wǎng)絡(luò)平臺可使操作簡便，省了尋找結(jié)構(gòu)再轉(zhuǎn)換物鏡等操作，指導(dǎo)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(diào)用、查看，可反復(fù)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(jié)構(gòu)拼放一起，進(jìn)行對比，分析異同。這種授課方式表現(xiàn)力強(qiáng)，學(xué)生思想集中，興趣提高，大大強(qiáng)化了學(xué)生對知識的理解和記憶。

3.使用方便靈活。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺所用到的課堂教學(xué)資源及課后復(fù)習(xí)材料制作、處理，均可在線傳輸。學(xué)生可在任何時候、任何地點通過網(wǎng)絡(luò)連接到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)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(xué)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(xué)生的實驗興趣，提供了一個更高、更自主的實踐平臺，強(qiáng)化學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。

4.學(xué)生或師生間實現(xiàn)互動交流?；谄脚_提供的網(wǎng)上答疑、師生討論，學(xué)生可對某些疑難問題或有興趣的議題進(jìn)行討論。此外，教師、學(xué)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(dǎo)、整體和個別輔導(dǎo)的功能。

5.考試模式轉(zhuǎn)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(luò)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(luò)平臺上進(jìn)行形態(tài)學(xué)實驗考試，且簡便易行。通過網(wǎng)絡(luò)平臺，教師可接收學(xué)生拍攝下來的典型結(jié)構(gòu)并評分，大大提高了工作效率。此外，通過網(wǎng)絡(luò)考試不再受時空的限制。

五、結(jié)語

總之，在日臻成熟的校園網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)平臺，充分利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的高效、智能、實時和交互的優(yōu)點，能改變實驗教學(xué)模式，最大限度地發(fā)揮學(xué)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(xué)效果。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室需要較高素質(zhì)的人才要求，促進(jìn)老師相應(yīng)地學(xué)習(xí)。在人體形態(tài)學(xué)實驗室原有的軟件和硬件基礎(chǔ)上，通過建立相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)平臺，將校內(nèi)的實驗教學(xué)資源充分整合起來，從而實現(xiàn)信息資源的共享，對醫(yī)學(xué)高職學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新思維、提高綜合設(shè)計能力、完善實驗教學(xué)過程等起到了極大的促進(jìn)作用。

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

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

[3]李冬梅，姚根有，王玲玲，危曉莉，李繼承.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下醫(yī)學(xué)數(shù)學(xué)切片庫的構(gòu)建與應(yīng)用探索 [J].解剖學(xué)雜志，2010，（2）：268-269.

G712

A

1674-9324（2014）45-0255-03

王志斌（1969-），男，湖北黃岡人，黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)藥衛(wèi)生學(xué)院實訓(xùn)中心副科長，高級實驗師，研究方向：計算機(jī)實驗實訓(xùn)教學(xué)研究。