Motic數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)在普通植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

周鑫鈺 任佐華 莫磊 朱宏建

[摘 要] 數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)是近年來應(yīng)用的先進(jìn)現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備，可應(yīng)用于多學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究。在普通植物病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，采用Motic數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)和多媒體技術(shù)相結(jié)合的方式將抽象難懂的植物病原學(xué)知識具體化、形象化，讓課堂內(nèi)容變得直觀、生動，促進(jìn)了普通植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)互動效果，調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)植物病理學(xué)的興趣，提高了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。

[關(guān)鍵詞] Motic顯微互動系統(tǒng);實(shí)驗(yàn)教學(xué);普通植物病理學(xué)

[基金項(xiàng)目] 2018年湖南普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目“植保卓越班人才培養(yǎng)模式的改革與體系完善”（湘教通〔2018〕436號）;2018年? ? ? 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生教育教學(xué)改革項(xiàng)目“提高植保類研究生培養(yǎng)質(zhì)量的改革實(shí)踐與研究”（湘農(nóng)大通〔2018〕90號）

[作者簡介] 周鑫鈺（1980—），女，湖南隆回人，農(nóng)學(xué)碩士，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)師，主要從事實(shí)驗(yàn)課程與教學(xué)理論研究;朱宏建（1979—），男，湖南石門人，農(nóng)學(xué)博士，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授（通信作者），從事植物病理學(xué)研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）34-0378-02 ? ? [收稿日期] 2019-11-18

“普通植物病理學(xué)”是植物保護(hù)專業(yè)的重要專業(yè)主干課程之一。由于該課程概念比較抽象，難以理解，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容比較陳舊，教學(xué)方法和手段相對落后，實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往只是依附于其本身的單一模式，不利于學(xué)科間知識相互滲透和學(xué)生對各種知識點(diǎn)的理解，在一定程度上影響了學(xué)生學(xué)習(xí)能力及知識的掌握水平[1]。為了提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)植物病理學(xué)的積極性，更好地提高本科教學(xué)質(zhì)量，2018年湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院引進(jìn)了Motic數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)，應(yīng)用于“普通植物病理學(xué)”的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，經(jīng)過一年的實(shí)踐，取得了較好的教學(xué)成效，現(xiàn)將應(yīng)用情況進(jìn)行總結(jié)。

一、傳統(tǒng)教學(xué)方法在“普通植物病理學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的局限性

任課老師將上課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容準(zhǔn)備好，在黑板上板書該節(jié)課的重點(diǎn)、難點(diǎn)，結(jié)合盒裝標(biāo)本、浸漬標(biāo)本、植物病害病原菌的掛圖和癥狀掛圖授課，每次實(shí)驗(yàn)課結(jié)束，布置重要病原菌繪圖作業(yè)，學(xué)生在顯微鏡下觀察準(zhǔn)備好的植物病害玻片，將觀察到的病原菌形態(tài)繪在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，老師評閱后再分發(fā)給學(xué)生，這種傳統(tǒng)教學(xué)模式是經(jīng)過幾代人的共同努力，總結(jié)出無數(shù)寶貴的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，形成了完整的教學(xué)體系，為人才的培養(yǎng)作出了巨大貢獻(xiàn)，但這種教學(xué)模式也存在著很多的不足之處[2]。

（一）課堂上課效率低，增加教師工作強(qiáng)度

學(xué)生觀察到的病害癥狀難以確切描述，相同的植物病害病原菌，每位學(xué)生看到的形態(tài)各有差異。在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，面對班上32位學(xué)生，需要教師一對一的講解，耗費(fèi)大量精力來回答學(xué)生們提出相同的問題，無法實(shí)現(xiàn)對每個(gè)學(xué)生的認(rèn)真指導(dǎo)。由于有些學(xué)生不能及時(shí)得到有效的輔導(dǎo)，漸漸失去對植物病理學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。他們選擇求助于鄰近座位的同學(xué)或在旁觀看其他同學(xué)操作，影響其他同學(xué)正常學(xué)習(xí)，降低了課堂教學(xué)效率。

（二）缺乏圖像資源共享

在觀察植物病原菌形態(tài)實(shí)驗(yàn)過程中，標(biāo)本和玻片數(shù)量是有限的，每位學(xué)生只能觀看自己的標(biāo)本，不能同時(shí)觀察其他同學(xué)顯微鏡下的標(biāo)本。如有學(xué)生看到特殊的病原菌形態(tài)，不能直接示范給其他同學(xué)看，也不能共享教師做的示范片及積累的資料庫中的信息資源。

二、Motic數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)的組成

近年來，各種生物類課程廣泛地應(yīng)用數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。該系統(tǒng)主要是由顯微互動教學(xué)控制軟件系統(tǒng)、教師圖像分析處理軟件系統(tǒng)、數(shù)碼生物顯微鏡系統(tǒng)、學(xué)生端互動交流軟件、虛擬網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)和無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等共同構(gòu)成[3]。實(shí)驗(yàn)室配置32臺學(xué)生正置數(shù)碼顯微鏡和1臺教師智能數(shù)碼顯微鏡，學(xué)生每臺顯微鏡均配備一臺Apple ipad WIFI，9.7英寸Retina超高清分辨率顯示屏。系統(tǒng)通過Wifi無線傳輸，可以連接不同智能終端機(jī)，同一教室多個(gè)學(xué)生Ipad或智能手機(jī)可同時(shí)登陸同一臺Wifi顯微鏡，保證信號在任何機(jī)器中傳輸，教師端可隨時(shí)觀測學(xué)生端的每個(gè)顯微鏡的圖像，以便快速、準(zhǔn)確地掌握學(xué)生的顯微鏡成像情況。教師機(jī)是整個(gè)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無線網(wǎng)絡(luò)傳送至教師設(shè)備端上，通過專有局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，使用全新分布式數(shù)碼互動軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備組織與課堂教學(xué)，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)全面共享和語音交流[3]。

三、應(yīng)用Motic數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)進(jìn)行普通植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)

（一）全程監(jiān)控實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)程

教師端可以利用數(shù)碼互動系統(tǒng)控制學(xué)生端功能，隨時(shí)掌握學(xué)生對授課內(nèi)容的掌握情況，根據(jù)學(xué)生的課堂進(jìn)度，按需求選擇強(qiáng)制性、非強(qiáng)制性兩種示教模式，將教師顯微鏡下的病原微觀圖像或PPT課件“示范教學(xué)”到每一個(gè)學(xué)生的Ipad或智能手機(jī)上，進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)講解。在實(shí)驗(yàn)操作過程中，學(xué)生遇到一些不清楚的內(nèi)容時(shí)，可隨時(shí)查看教學(xué)課件進(jìn)行復(fù)習(xí)，教師也可實(shí)時(shí)觀測每名學(xué)生的上課狀態(tài)，對學(xué)習(xí)不認(rèn)真的同學(xué)進(jìn)行閃屏警告，督促其專心學(xué)習(xí)。

（二）促進(jìn)師生互動

通過互動教室控制軟件，示教時(shí)，每臺學(xué)生端顯微鏡的圖像均可以實(shí)時(shí)顯示在教師端電腦屏幕上，教師與學(xué)生之間可進(jìn)行雙向語音交流。學(xué)生可以通過點(diǎn)擊自己電腦上的“提問”按鍵，詢問老師在顯微鏡內(nèi)觀察到的不認(rèn)識或者不確定的植物病原菌結(jié)構(gòu)。此時(shí)教師再通過點(diǎn)擊該學(xué)生的圖像窗口，在教師端電腦上打開該學(xué)生的畫面。根據(jù)學(xué)生提出的問題，通過語音或圖文進(jìn)行單獨(dú)交流，也可進(jìn)行集體討論，減少了教師頻繁走動帶來的體力消耗[4]，實(shí)現(xiàn)了師生互動，提高了教學(xué)效果。

（三）豐富植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)資源共享

傳統(tǒng)的植物病原掛圖講解，非常抽象，難以理解。新的顯微互動體系教學(xué)，教師通過教師端顯微鏡和多媒體技術(shù)對植物病原結(jié)構(gòu)進(jìn)行講解和動態(tài)演示，學(xué)生可以清晰、直觀地觀看和理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)罕見和典型的病原結(jié)構(gòu)，尤其是找到清晰的植物病原菌特殊結(jié)構(gòu)，保存下來作為教學(xué)資源，也可切換至大屏幕隨時(shí)給學(xué)生講解，提高了教師的授課效果和學(xué)生的求知欲望，使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)獲得更多的知識。

（四）考核方式改變

傳統(tǒng)的植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程考試由以學(xué)生出勤和實(shí)驗(yàn)操作為基礎(chǔ)給出的成績。這種考核方式容易出現(xiàn)理論與實(shí)踐脫鉤的情況[5]。Motic數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)在對學(xué)生考核時(shí)，可以簡化考核方法而豐富考核內(nèi)容，教師從圖片庫中選擇考核圖片，隨機(jī)點(diǎn)名提問學(xué)生對觀察的植物病原菌特征進(jìn)行描述，并說出該植物病原菌的種屬，這對于考核學(xué)生的形態(tài)觀察、實(shí)驗(yàn)辨識能力更加靈活、規(guī)范和高效[6]。

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

經(jīng)過一年的植物病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用，任課教師和上課學(xué)生的一致認(rèn)可了這種教學(xué)體系。植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量得到了提高，激發(fā)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣和創(chuàng)新思維能力。但是，在實(shí)際應(yīng)用中數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)還存在一些問題。每次上課前，班上32臺ipad平板電腦需要一臺臺接線充電，充完電再回收充電器，操作十分繁雜。另外，學(xué)生在操作病原玻片觀察過程中，有時(shí)出現(xiàn)數(shù)碼顯微鏡和Ipad不能同步，在顯微鏡里能清晰觀察到的植物病原菌，Ipad中無法正常顯示。導(dǎo)致學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握不夠扎實(shí)，實(shí)踐操作能力下降。由于數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)在植物病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用時(shí)間較短，很多地方還有待發(fā)展和完善，優(yōu)化教學(xué)過程，激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)新性，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果。

參考文獻(xiàn)

[1]吳正升，王曉楠，王超群，等.組織微陣列結(jié)合顯微數(shù)碼互動教學(xué)系統(tǒng)在病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用[J].安徽醫(yī)藥，2010，14（10）：1239-1240.

[2]楊廣玲，李向東，張衛(wèi)光，等.Motic顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)在植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用與效果評價(jià)[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2016，4（19）：68-74.

[3]張志強(qiáng).數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2017，282（12）：55-56.

[4]郭海，李寧寧.淺談Motic數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)在組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].河南醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2016（28）：535-538.

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[6]劉艷，馬曉平.利用顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)提高微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015（34）：195-205.