運(yùn)用新媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)互動(dòng)教學(xué)研究

楊四軍+張露

[摘 要]實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)技術(shù)發(fā)展不可分割的一個(gè)組成部分，是一門獨(dú)立的綜合性基礎(chǔ)科學(xué)門類。它作為科學(xué)研究的重要手段，直接影響著許多生命醫(yī)學(xué)領(lǐng)域重大研究課題的立項(xiàng)和高水平科研論文的發(fā)表;它的提高和發(fā)展，又會(huì)把許多生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域課題的研究引入全新的境地。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)學(xué)教學(xué)中引入以微信、QQ、微博、博客為代表的新媒體互動(dòng)技術(shù)，并利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和活體實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，能實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果評(píng)價(jià)的即時(shí)性，使學(xué)生出現(xiàn)的錯(cuò)誤及時(shí)得到發(fā)現(xiàn)和糾正;也能更好地解決動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)中動(dòng)物的福利問題、實(shí)驗(yàn)材料的成本問題和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)問題。

[關(guān)鍵詞]新媒體;互動(dòng)教學(xué);實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)

[中圖分類號(hào)] G642.423 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2016）11-0122-03

新媒體泛指利用電腦、iPAD、手機(jī)及云服務(wù)等新科技，具有多個(gè)傳播主體，傳播層級(jí)逐層遞減，傳播手段豐富多樣，傳播內(nèi)容分眾繁雜和傳播迅速、時(shí)效性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)由所有人面向所有人的交互式信息傳播方式的新興媒體。其主要包括雜志、報(bào)紙、廣播、電視、電影等的數(shù)字化及手機(jī)短信、微信、QQ和觸摸媒體等。其與過去我們常見的報(bào)紙、廣播、電視、雜志四大傳統(tǒng)媒體有著根本性區(qū)別，被稱為新媒體。[1]隨著社會(huì)的進(jìn)步、互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)等移動(dòng)科技的迅猛發(fā)展，上網(wǎng)5G資費(fèi)的降低，具有大容量、高分辨率、大屏幕、強(qiáng)交互性等特點(diǎn)的智能手機(jī)已經(jīng)被賦予個(gè)人數(shù)字、信息終端的功能，逐步代替掌上電腦，成為新一代大學(xué)校園里人手一部的工具。智能手機(jī)成為大學(xué)生朝夕相處的親密伙伴和課堂學(xué)習(xí)的好助手，QQ、微信以及大學(xué)校園里廣泛應(yīng)用的同名移動(dòng)OA等社會(huì)性軟件，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)班級(jí)或不同班級(jí)組成的學(xué)習(xí)小組的討論交流、信息推送，拍攝老師的板書以及隨時(shí)向老師和同學(xué)查詢課件中所遇到的難點(diǎn)及疑點(diǎn)。[2]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則是建立在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體和云計(jì)算技術(shù)、深度學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳感器技術(shù)基礎(chǔ)上，通過模擬人的五官感覺器官功能，使觀看者沉浸在計(jì)算機(jī)生成的多維信息虛擬境界中，并能夠通過視覺觸覺等方式與之進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)，從而感知和親密接觸虛擬世界中的特定對(duì)象，獲得身臨其境的真實(shí)的認(rèn)知。[3]在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主要應(yīng)用為虛擬解剖、虛擬手術(shù)等，再現(xiàn)動(dòng)物解剖現(xiàn)場(chǎng)，訓(xùn)練者戴上數(shù)字頭盔即可親身體會(huì)動(dòng)物解剖的要義，而無須擔(dān)心困擾動(dòng)物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成本和倫理問題。[4]因此，新媒體技術(shù)將在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮越來越重要的作用。將智能手機(jī)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，構(gòu)建數(shù)字教學(xué)互動(dòng)系統(tǒng)，將有效提高實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)水平和質(zhì)量，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。本文將結(jié)合作者實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)實(shí)踐，探討如何更好地運(yùn)用新媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)的互動(dòng)教學(xué)。

一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

（一）資金短缺與實(shí)驗(yàn)條件簡(jiǎn)陋

高等學(xué)校缺乏足夠的資金購買價(jià)格昂貴的實(shí)驗(yàn)器材，由于大學(xué)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要用到大批量的藥劑和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，沒有資金的學(xué)校只能由教師進(jìn)行單個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，或者將8～15個(gè)學(xué)生一組進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生無法親自操作。目前國(guó)內(nèi)許多兄弟高校由于沒有足夠大的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地或，只能開設(shè)關(guān)于微小型動(dòng)物的實(shí)驗(yàn);很多高校由于條件簡(jiǎn)陋，只能進(jìn)行露天與野外實(shí)驗(yàn)操作，明顯不符合實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)研究起步晚，許多高校剛剛配置成本科生與研究生的教學(xué)培養(yǎng)方案，存在各種短板，如實(shí)驗(yàn)動(dòng)物依賴少量定額資金購置、實(shí)驗(yàn)藥劑不完備以及實(shí)驗(yàn)器材老化或不完備，只有極少數(shù)985高校的醫(yī)學(xué)院的學(xué)生能開展大型動(dòng)物和昂貴稀少動(dòng)物的活體研究。[5] [6]

（二）嚴(yán)格的動(dòng)物倫理限制

進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)過程中需遵守人道的動(dòng)物福利政策，嚴(yán)禁虐待動(dòng)物已成為普遍共識(shí)。西方發(fā)達(dá)國(guó)家和日本對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用的審批非常嚴(yán)格，中國(guó)同樣高度重視實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利政策。從動(dòng)物自身倫理出發(fā)，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)過程的全程都需要遵守實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用的原則之一——替代原則;目前國(guó)內(nèi)高校已逐步要求用低等的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物或使用沒有知覺的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物代替神志清醒的活體進(jìn)行試驗(yàn);另外在不影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的情況下，盡可能少使用動(dòng)物;對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作的設(shè)計(jì)，則要求全程以人道精神減少動(dòng)物的痛苦。即便如此，目前對(duì)動(dòng)物的使用，審批越來越難。但人類的一些疾病特別是危害大的如各種腫瘤、艾滋病、遺傳性疾病和心血管疾病等還沒有攻克，其機(jī)理研究不可能在人身上進(jìn)行，只能在不同進(jìn)化程度的動(dòng)物身上進(jìn)行試驗(yàn)。[6] [7]

二、新媒體技術(shù)在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

在新媒體廣泛使用的今天，以微信、QQ、微博、博客等為代表的溝通交流媒介正在日益彰顯其便捷、靈活的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為一種為大學(xué)生喜愛并廣泛使用的教育載體。一方面，通過新媒體，教育者可以迅捷、及時(shí)地發(fā)布主題信息，通過文字、語言、圖片、音樂等形式，將教育內(nèi)容展現(xiàn)給大學(xué)生，使職業(yè)教育更具直觀性和深刻性。另一方面，教育者可以突破固定場(chǎng)所、時(shí)間的約束，充分利用網(wǎng)絡(luò)課堂、慕課、在線互動(dòng)、QQ群聊等新媒體形式教授相關(guān)知識(shí)。以智能手機(jī)為代表的強(qiáng)大的智能終端給大學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活帶來了極大的樂趣和便利，已經(jīng)成為他們?nèi)粘W(xué)習(xí)和生活中不可或缺的一部分。[7]如何讓學(xué)生在課堂上能夠弱化智能手機(jī)對(duì)學(xué)生的消極影響，同時(shí)又能進(jìn)一步發(fā)揮合對(duì)學(xué)習(xí)的積極作用，是高校教師要面對(duì)的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。

（一）實(shí)現(xiàn)師生之間課上課下動(dòng)態(tài)交流

與中、小學(xué)教學(xué)不同的是，高校授課教師與學(xué)生接觸的時(shí)間少，學(xué)生學(xué)習(xí)要靠自覺，教師在課堂上只能重點(diǎn)簡(jiǎn)述、提綱挈領(lǐng)。智能手機(jī)以及QQ群、微信群的普及，為師生的課下交流、學(xué)習(xí)討論提供了便捷手段。在一個(gè)班級(jí)或不同班級(jí)的學(xué)習(xí)小組間進(jìn)行自由討論交流、信息推送，以語音輸入和實(shí)時(shí)對(duì)講的方式進(jìn)行答疑釋惑?，F(xiàn)代教育認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課程并不是理論課程的輔助而是進(jìn)一步的深化，因?yàn)槔碚撜n并不能提供鮮活的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和學(xué)生自由討論的氛圍，引起學(xué)生的好奇心與興趣。而一旦誘導(dǎo)了學(xué)生們的興趣和愛好，學(xué)生會(huì)有向自己的同學(xué)及授課教師探討專業(yè)問題的訴求及意愿。如果師生線上的互動(dòng)交流，同學(xué)生分享自己在教學(xué)中的心得體會(huì)，并與自己在科研上的研究成果相結(jié)合，則起到事半功倍的效果。[8] [9]

（二）使教與學(xué)的傳統(tǒng)角色發(fā)生徹底改變

教師板書、學(xué)生筆頭記錄是最傳統(tǒng)的教學(xué)方式。新媒體技術(shù)的運(yùn)用已徹底打破界限，尤其智能手機(jī)的拍照功能日益強(qiáng)大，學(xué)生使用手機(jī)拍照的方式代替課堂筆記以及照相機(jī)拍照已經(jīng)成為常態(tài)。[8]學(xué)生用這種方式快速方便地將課堂知識(shí)記錄下來，以便日后進(jìn)一步復(fù)習(xí)，查閱;教師用這種方式能很快將講課要點(diǎn)傳遞出去，提高講課效率。傳統(tǒng)的課堂45分鐘，并不能為學(xué)生的疑惑提供太多的時(shí)間進(jìn)行問答。新媒體條件下，學(xué)生對(duì)于在課堂上有疑惑的概念、公式以及推理過程，可以用手機(jī)進(jìn)行百度查詢，或與班上同學(xué)進(jìn)行微信群內(nèi)互動(dòng)，而教師可以對(duì)全程進(jìn)行監(jiān)督。課前或 / 和課后，教師還可以將與課堂有關(guān)的資源通過新媒體資源共享技術(shù)讓學(xué)生通過下載做好課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。因此智能手機(jī)的合理使用會(huì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱忱及求知的欲望，提升教學(xué)的效率，優(yōu)化教學(xué)質(zhì)量。[8] [10]

（三）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用于動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行У亟鉀Q動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的經(jīng)費(fèi)與倫理方面的困境，前期投入基金將虛擬實(shí)驗(yàn)室建好，后續(xù)只需要維護(hù)和更新費(fèi)用，不需要考慮實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的購置、試驗(yàn)藥劑的購買、廢棄物的處理，無疑將節(jié)省大量的人力和物力。更重要的是虛擬實(shí)驗(yàn)室通過免費(fèi)下載或購買不同的軟件就可以滿足不同實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的需求，逼真地模擬出在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的支持下極難進(jìn)行或耗費(fèi)巨大的實(shí)驗(yàn)，極大豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，又可以無危險(xiǎn)性、無限制地重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，使學(xué)生熟能生巧掌握實(shí)驗(yàn)過程與原理;虛擬實(shí)驗(yàn)室不需要前期的人力物力準(zhǔn)備相關(guān)的實(shí)驗(yàn)材料，做到隨到隨看;各高校間可以借助于5G高速網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)，共享同一套虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用有限的資源實(shí)現(xiàn)最大化的利用。更重要的是教師通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的操作細(xì)節(jié)，實(shí)時(shí)糾錯(cuò)，對(duì)其結(jié)果進(jìn)行量化分析和科學(xué)評(píng)價(jià)。[3] [4] [11] [12]

三、結(jié)語

聯(lián)合國(guó)教科文組織在其發(fā)布的《教育—財(cái)富蘊(yùn)藏其中：國(guó)際21世紀(jì)教育委員會(huì)報(bào)告》報(bào)告中指出：“人們逐步認(rèn)識(shí)到，教師同其他職業(yè)一樣，是一種‘終身學(xué)習(xí)的職業(yè)，從業(yè)者在職業(yè)生涯中自始至終都要有機(jī)會(huì)定期更新和補(bǔ)充他們的知識(shí)、技能和能力?！盵13]新媒體技術(shù)的發(fā)展，既使教師通過數(shù)字化信息進(jìn)行知識(shí)更新與學(xué)習(xí)，又讓教師與學(xué)生的互動(dòng)過程中進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，形成教學(xué)的正反饋，為學(xué)生和教師的教學(xué)相長(zhǎng)的能力提供了無限可能性。因此，新媒體技術(shù)可以開發(fā)出教師終生學(xué)習(xí)的無限潛能，使其形成自己獨(dú)特的教學(xué)風(fēng)格，成為新媒體條件下受學(xué)生歡迎的高水平教師。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 涂濤，李文.新媒體與未來教育[J].中國(guó)電化教育，2015（1）：34-38.

[2] 李容樹.簡(jiǎn)析智能手機(jī)在完善教學(xué)課程中的應(yīng)用[J].沈陽干部學(xué)刊，2015（3）：66-67.

[3] 李建榮，孔素真.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用研究[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2014（3）：98-100.

[4] 陳治宇.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].甘肅聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013（2）：103-106.

[5] 冷揚(yáng)，鮑波，蘇小華，等.醫(yī)學(xué)院校實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)教育現(xiàn)狀及教學(xué)改革思考[J].南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2013（2）：175-178.

[6] 吳清洪，顧為望，張嘉寧，等.加強(qiáng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生動(dòng)手能力[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)（基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版），2005（3）：302-303.

[7] 袁進(jìn)，吳清洪，顧為望.醫(yī)學(xué)院校實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)（基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版），2009（2）：215-217.

[8] 方明英.新媒體視域下教師職業(yè)嬗變探析[J].吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào)（下旬），2015（7）：90-92.

[9] 楊志峰.網(wǎng)絡(luò)與新媒體專業(yè)信息素養(yǎng)融合式教學(xué)之我見[J].軟件導(dǎo)刊，2015（7）：47-48.

[10] ?周紅春，梁靜.新媒體傳播環(huán)境下高校教學(xué)方式的變革[J].中國(guó)電化教育，2013（8）：91-94，109.

[11] ?陳興瑞.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].曲阜師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2001（04）：114-117.

[12] ?周力臻.基于三維虛擬現(xiàn)實(shí)的互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)[J].信息技術(shù)與信息化，2014（4）：121-123.

[13] ?周南照.21世紀(jì)教育的四大支柱[J].世界教育信息，2014（15）：3-7.

[責(zé)任編輯：劉鳳華]