數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)課上的應(yīng)用與實(shí)踐

楊麗娜+高潔+白慶榮+王雪+劉麗萍

摘要：利用現(xiàn)代化先進(jìn)教學(xué)設(shè)備可以顯著提高農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量。將數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)與多媒體技術(shù)結(jié)合的教學(xué)方式引入到農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為其實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了優(yōu)質(zhì)的技術(shù)支持，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新模式將現(xiàn)代信息技術(shù)融入了實(shí)驗(yàn)課堂，彌補(bǔ)傳統(tǒng)顯微實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，顯著提高了教學(xué)質(zhì)量，為農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研教學(xué)等提供了高效率的教學(xué)和溝通手段，促進(jìn)了教師和學(xué)生之間的互動性。

關(guān)鍵詞：數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；植物病理學(xué)；應(yīng)用與實(shí)踐

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）11-0271-02

一、數(shù)碼顯微互動實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成

當(dāng)前，植物科學(xué)各相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展迅速，也催生了新型教學(xué)平臺以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的出現(xiàn)，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了更為優(yōu)越的條件。提高教學(xué)質(zhì)量和效率是教學(xué)改革主要研究的內(nèi)容之一，對于農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)教學(xué)也是如此。如何將農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)教學(xué)的相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)與多媒體技術(shù)相結(jié)合，改進(jìn)教學(xué)手段，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。[1]數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)加快了農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)教學(xué)的相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)與多媒體技術(shù)相結(jié)合的腳步。該系統(tǒng)的構(gòu)成分為兩部分，一部分負(fù)責(zé)圖像采集和處理，另一部分負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)連接。圖像采集處理結(jié)構(gòu)不同與傳統(tǒng)的顯微攝像系統(tǒng)，而是在傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡之上加裝了數(shù)碼顯微攝像裝置，集顯微觀察與圖像分析于一體。該系統(tǒng)由多個單元組成，通過網(wǎng)絡(luò)將微攝像裝置和圖像處理單元聯(lián)結(jié)在一起，由網(wǎng)絡(luò)軟件和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成。教學(xué)活動通過數(shù)碼互動教室進(jìn)行，數(shù)碼互動教室一般由教師端設(shè)備和學(xué)生端設(shè)備組成。雙方的設(shè)備端都配有光學(xué)顯微鏡、數(shù)碼攝像機(jī)和圖像處理軟件。教師機(jī)是整個教學(xué)系統(tǒng)的樞紐，每一臺顯微鏡下面的圖像都可以通過網(wǎng)絡(luò)傳送至教師設(shè)備端上。所有學(xué)生的顯微畫面都可以通過教師端進(jìn)行觀察和控制。此外，數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)在考核方面也有著顯著優(yōu)勢，其配有考試模塊，考核更加現(xiàn)代化并且能夠?qū)荚嚱Y(jié)果進(jìn)行自動分析。

二、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀和局限性

（一）圖像資源缺乏共享

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)中，圖像資源無法同時共享。每個學(xué)生單獨(dú)使用一個顯微鏡，觀察到的圖像也僅僅是自己顯微鏡下的，無法觀察到其他學(xué)生顯微鏡下的圖像，無法保存圖像。

（二）教師不能實(shí)時觀察學(xué)生操作情況

在觀察農(nóng)業(yè)植物病害標(biāo)本的病原物的過程中，學(xué)生找的圖像是不是想看的病原物，學(xué)生看沒看到病原物或看沒看懂病原物，或者是不是在看病原物教師都不完全清楚，不能及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生不會或不懂的地方。有時候一個病原物教師需要挨個給學(xué)生解答，加大教師工作量，同學(xué)們掌握得也不是很好，教學(xué)效果不好，教學(xué)效率低。

（三）教師與學(xué)生缺乏交流

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間沒有有效的交流手段，學(xué)生有問題發(fā)問請教師走到身邊來觀察自己鏡內(nèi)的植物顯微圖像，教師根據(jù)學(xué)生的問題行走于有問題的學(xué)生之中，逐一對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，有時一個問題需要回答不同學(xué)生很多遍，因此很難創(chuàng)造師生互動交流的教學(xué)氛圍，影響教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

三、數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用及其優(yōu)勢

農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)理論課教學(xué)已廣泛的應(yīng)用多媒體技術(shù)，但其并未在農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中表現(xiàn)出優(yōu)勢，這與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式的局限有關(guān)。農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)主要采用形態(tài)觀察為主、功能驗(yàn)證為輔的教學(xué)方式，學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握程度和學(xué)生的實(shí)踐能力才是檢驗(yàn)教學(xué)效果好壞的重要指標(biāo)。顯微數(shù)碼顯微系統(tǒng)將圖、文、動畫融為一體，豐富了農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的互動手段，克服了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性，開創(chuàng)了農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。這一系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：

（一）有利于教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生資源共享

相同的植物病害材料，由于制作臨時撥片時取材的部位不同，不同學(xué)生制作撥片的大小、厚度等一系列的原因?qū)е缕矫鎴D像不完全一樣。，如果有學(xué)生觀察到了一部分，而看不到另一部分，可以通過顯微鏡投影展示給全班學(xué)生看到的部分和大家共享，大家互相學(xué)習(xí)，取長補(bǔ)短，既實(shí)現(xiàn)了圖像資源的共享，豐富了學(xué)習(xí)內(nèi)容，既能夠掌握典型結(jié)構(gòu)，又對一些特殊或相異的結(jié)構(gòu)有了進(jìn)一步了解。如果哪個結(jié)構(gòu)同學(xué)們都做不出來，教師可以在教師顯微鏡上進(jìn)行示范，讓全班同學(xué)一起觀察。另外，數(shù)碼顯微鏡還能夠利用其成像拍照功能，將觀察到的具有代表性的顯微圖像自動存儲起來，制作成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的顯微圖相冊，為今后的教學(xué)留存寶貴資料；還可以挑選學(xué)生組織切片中的典型結(jié)構(gòu)在全班進(jìn)行示教。

（二）有利于教師示教和一對多指導(dǎo)教學(xué)

課堂教學(xué)開始時，教師可以使用多媒體課件進(jìn)行本節(jié)課實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的介紹，然后利用數(shù)碼顯微鏡進(jìn)行示教，讓學(xué)生先對病原菌有初步的認(rèn)識，方便之后的操作。其次，教師可以利用數(shù)碼顯微成像系統(tǒng)進(jìn)行投影傳輸，在全班進(jìn)行難點(diǎn)解析，尤其是遇到學(xué)生提問較多或者不易找到的植物病原形態(tài)，從而提高教學(xué)效率。如果哪個學(xué)生看到特殊的病原菌形態(tài)，可以直接示范給其他沒看到的同學(xué)。如分生孢子和分生孢子器的形態(tài)特征、有隔菌絲和無隔菌絲形態(tài)，以及同一寄主不同病原菌形態(tài)等都可以進(jìn)行特殊講解，增強(qiáng)學(xué)生的印象。

（三）有利于教學(xué)效率的提高

利用數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，需要對植物病原物臨時玻片進(jìn)行講解和演示。在講解和演示過程中，學(xué)生能夠直觀地觀察病原菌的形態(tài)，教師講解與學(xué)生觀察可以實(shí)現(xiàn)同步互動，較傳統(tǒng)教學(xué)其教學(xué)效果大大提升。農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)還能夠增加農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)形態(tài)學(xué)教學(xué)的信息量，從而充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生動手能力的提高。

四、顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)在應(yīng)用中存在的問題

目前，數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中還存在一定問題，如數(shù)碼顯微鏡像素偏低，致使投影圖像模糊。另外，在使用過程中，學(xué)生手法不一樣，經(jīng)常導(dǎo)致顯微鏡出現(xiàn)毛病，這樣就會是整個系統(tǒng)不好使，維修時只有廠家來才會修理，容易影響上課進(jìn)度，建議建立的學(xué)校單獨(dú)設(shè)立無塵的顯微互動實(shí)驗(yàn)室，目前很多學(xué)校都已建立和應(yīng)用了數(shù)碼互動顯微實(shí)驗(yàn)室[2-4]，我院目前已經(jīng)建好4套顯微互動實(shí)驗(yàn)室，目前還有幾個實(shí)驗(yàn)室正在計(jì)劃安裝中。顯微數(shù)碼系統(tǒng)的運(yùn)用既對學(xué)科本身提出了挑戰(zhàn)，同時也對教師素質(zhì)提出更高要求，教師在掌握農(nóng)業(yè)病理學(xué)專業(yè)知識外，還需要具備一定的多媒體技術(shù)，從而使傳統(tǒng)教學(xué)方法與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，更好地適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)學(xué)技術(shù)發(fā)展的教學(xué)改革之路。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭蕓，張維根.高校植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展途徑探討[J].西南林學(xué)院學(xué)報（增），2006：27-31.

[2]王竹林，劉曙東.數(shù)碼顯微互動與遺傳實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2007，5（3）：96-98.

[3]劉萬珍，姚秀玲，宋芳，等.Motic數(shù)碼顯微互動實(shí)驗(yàn)室在醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用[J].包頭醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2009，25（5）：94-95.

[4]王玉濤，郭麗君.數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)在民族師范生生物教學(xué)中的應(yīng)用于思考[J].高等教育與學(xué)術(shù)研究，2008，（5）：44-47.

Application and Practice of Digital Microscope Mutual System on Phytopathology Experimental Course

YANG Li-na，GAO Jie，BAI Qing-rong，WANG Xue，LIU Li-ping

（College of Agronomy，Jilin Agricultural University，Changchun，Jilin 130118，China）

Abstract：Useing the modern advanced teaching equipment can significantly improve the quality of agricultural plant pathology .Combines digital microscopic system and multimedia teaching method into the experimental teaching，Provides high quality technical support for the experimental teaching，This modern information technology into the agricultural plant pathology education classroom，Make up for the inadequacy of traditional microscopic experiment teaching，improving the teaching quality，F(xiàn)or the teaching and scientific research of agricultural plant pathology，providing efficient means of teaching and communication.

Key words：digital microscope system；experimental teaching；plant pathology；application and practical