無線數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)在《動物微生物與免疫技術(shù)》實驗實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：數(shù)碼顯微互動實驗室的建立，提高了動物微生物實驗室的教學(xué)質(zhì)量，包括學(xué)生的實踐動手能力和實驗課堂教學(xué)效率。結(jié)合動物微生物與免疫技術(shù)的課程特點，把無線數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)用在《動物微生物與免疫技術(shù)》實驗實訓(xùn)教學(xué)上，加強了教學(xué)過程中師生的雙向互動，實現(xiàn)了現(xiàn)代化模式教學(xué)資源的網(wǎng)絡(luò)共享和強化學(xué)生顯微鏡觀察能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：無線數(shù)碼顯微互動實驗室； 實驗實訓(xùn)教學(xué)； 動物微生物與免疫技術(shù)

中圖分類號：S852.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1673-1085（2024）05-0028-04

基金項目：山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系家禽創(chuàng)新團隊建設(shè)項目（SDAIT-11-05）

作者簡介：王彩霞（1972—），大學(xué)本科，高級實驗師，主要從事預(yù)防獸醫(yī)學(xué)研究，E-mail：2480806308@qq.com

實驗教學(xué)是高職課程教學(xué)過程中一個非常重要的環(huán)節(jié)，是對理論知識的復(fù)習(xí)、鞏固和驗證，對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新實踐有著極其重要的關(guān)系?！秳游镂⑸锱c免疫技術(shù)》是為提高學(xué)生動手能力和綜合素質(zhì)配合理論教學(xué)開設(shè)的一門實驗課程。通過本課程的實驗學(xué)習(xí)，學(xué)生能熟練掌握動物微生物與免疫的基本操作技能[1]，系統(tǒng)理解基本理論知識，為禽病防治、動物防疫與檢疫等課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)；同時培養(yǎng)學(xué)生形成良好的生物安全意識，具備自主學(xué)習(xí)和一定的開拓創(chuàng)新能力。本課程細(xì)菌病的實驗室診斷通過利用顯微鏡油鏡來觀察各種微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生將實踐技能與理論知識結(jié)合起來。學(xué)生剛接觸動物微生物與免疫技術(shù)這門課程，難點是要快速在顯微鏡下找到圖像和準(zhǔn)確識別這些肉眼看不見的細(xì)菌形態(tài)，而顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)使顯微教學(xué)更便捷、易懂，具有共享性、時效性和交互性等特點[2]。

1? 無線數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)

1.1? 無線數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)的組成

NDM-5數(shù)碼顯微鏡無線互動控制系統(tǒng)采用無線傳輸方式，1個無線AP可以快速穩(wěn)定地同時連接80個客戶端和1個教師端，教師端和學(xué)生端都采用高清數(shù)碼顯微鏡[3]，同時配備功能強大的顯微圖像處理系統(tǒng)，通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通，可以實時評測學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效果，并且提供多樣化的班級管理功能，真正實現(xiàn)個性化自助學(xué)習(xí)的實踐與創(chuàng)新。為了加強教學(xué)環(huán)節(jié)中全面覆蓋課堂教學(xué)、課堂評測和課堂管理，學(xué)生使用通用形態(tài)分析軟件，教師端使用專業(yè)形態(tài)分析軟件，使圖像處理和分析等更加具體。

1.2? 教師端

教師 NEXcope在顯微鏡和顯示器上都能看到黑色指針指示圖像，顯微鏡透射光源有自動關(guān)閉功能，學(xué)生離開超過30 min 后，就會自動關(guān)閉。這樣即可以節(jié)約能源，又能延長光源使用壽命。教師機有15項功能，分別是學(xué)生演示系統(tǒng)、視頻直播、監(jiān)控、遠(yuǎn)程命令、文件分發(fā)、文件收集、屏幕廣播系統(tǒng)、討論、分組教學(xué)、考試、調(diào)查、搶答競賽、圖像采集、 形態(tài)分析等[3]。

1.3? 學(xué)生端

配備顯微鏡80臺和圖像顯示器80臺，學(xué)生端圖像處理終端，學(xué)生端可同時兼容Windows系統(tǒng)和Android系統(tǒng)使數(shù)字圖像明亮均勻，教師以通話模式（屏幕廣播）與學(xué)生進(jìn)行互動，也可以從pad上觀察。每位學(xué)生所觀察的圖像教師可以通過教師機PC終端看到，直觀掌握學(xué)生是否真正找到必須觀察的典型結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正，通過屏幕廣播到每位同學(xué)的Pad上，實現(xiàn)顯微鏡平板一體化，提高師生互動效率。

2? 無線數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)的在教學(xué)中的先進(jìn)性、易用性、高效性、支持面廣、安全性

2.1? 傳統(tǒng)教學(xué)動物微生物與免疫技術(shù)實驗教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)的狀況

以“顯微鏡油鏡的使用及細(xì)菌形態(tài)的觀察”實驗為例，傳統(tǒng)的實驗課程基本要求是根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，了解細(xì)菌的形態(tài)、排列方式、結(jié)構(gòu)特性，及其在細(xì)菌形態(tài)鑒定中的意義；能正確使用顯微鏡油鏡，且能在油鏡下正確鑒別細(xì)菌的形態(tài)；能制作細(xì)菌標(biāo)本片；培養(yǎng)無菌操作的意識。存在的弊端是生物顯微鏡只能單獨使用，傳統(tǒng)的學(xué)生看片、老師答疑，形式呆板，老師無法與學(xué)生對顯微圖像進(jìn)行溝通。大課堂人數(shù)較多，課堂信息量大、內(nèi)容多，利用多媒體手段能形象地講解課堂教學(xué)內(nèi)容，但無法就鏡下圖像進(jìn)行交流。學(xué)生很難接受，這給課堂教學(xué)帶來諸多不便。標(biāo)準(zhǔn)版多媒體互動系統(tǒng)（第一代）進(jìn)一步提高帶教手段，能與學(xué)生就教師鏡下圖像進(jìn)行單向交流。網(wǎng)絡(luò)版互動實驗教學(xué)系統(tǒng)（第二代）使得師生間交流更加直觀有效，利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將教師鏡和學(xué)生鏡結(jié)合起來，實行師生間網(wǎng)絡(luò)互動和雙向溝通。

而無線數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)幫助教師讓學(xué)生在課堂內(nèi)外都能參與進(jìn)來，以實訓(xùn)項目“顯微鏡油鏡的使用及細(xì)菌形態(tài)的觀察”為例，學(xué)生可將在顯微鏡中看到的圖像直接傳輸?shù)揭苿釉O(shè)備上，從而實現(xiàn)全班共享，小組討論，使課堂充滿互動性和啟發(fā)性。系統(tǒng)融合了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的先進(jìn)思想，確保屏幕廣播效率，實現(xiàn)傳統(tǒng)互動，但突破了傳統(tǒng)互動教室對空間位置的限制，是一種全新的先進(jìn)的教學(xué)管理工具。安裝部署快捷、升級簡易方便；支持主窗口功能按鈕、浮動工具條、右鍵菜單、快捷鍵等多種操作方式，老師使用起來更加得心應(yīng)手。采用核心的動態(tài)局部截屏及實時壓縮技術(shù)，確保屏幕廣播效率極高；可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)補償強度；采用流媒體傳輸方式進(jìn)行視頻播放，即使廣播課件、3D、電影也可達(dá)到實時流暢的效果。系統(tǒng)不僅支持所有主流的windows平臺系統(tǒng)，還支持Android系統(tǒng)、支持無線和有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、支持雙顯示器應(yīng)用模式。系統(tǒng)在安全性方面增加了防殺進(jìn)程、斷線保護、卸載密碼保護等輔助功能，全面提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，使老師和學(xué)生無障礙交流學(xué)習(xí)。

2.2? 無線數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)的功能優(yōu)勢

為教師提供了有效的知識共享工具，對于課堂管理和考勤更加方便，通過監(jiān)控畫面就知道學(xué)生的情況，讓每個學(xué)生都能始終看到同一頁內(nèi)容；支持全屏幕視頻的廣播和支持廣播圖片質(zhì)量高低的調(diào)節(jié)；通過視頻直播和掌握課堂討論與共享的圖像，使課堂有較高的同步性；實行分組管理，在執(zhí)行遠(yuǎn)程命令前給學(xué)生提示，方便學(xué)生對相關(guān)數(shù)據(jù)圖片進(jìn)行保存；實現(xiàn)在教室里邊講邊指導(dǎo)學(xué)生，提供個性化學(xué)習(xí)，同時繼續(xù)通過移動設(shè)備控制和共享學(xué)生的顯微圖像。

3? 無線數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)在《動物微生物與免疫技術(shù)》課程教學(xué)中的應(yīng)用效果

3.1? 提高實訓(xùn)課授課效率

基于《動物微生物與免疫技術(shù)》課程內(nèi)容的特點，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性并發(fā)揮他們的主觀能動性，更好地去實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)方法，發(fā)掘新的有效的輔助教學(xué)手段，使課堂教學(xué)與學(xué)生自主學(xué)習(xí)相結(jié)合，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)趣味性[4]。無線數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)可通過教師機終端看到學(xué)生觀察的視野，極大地提高了教學(xué)效率。靈活的語言教學(xué)模式和全在面的圖像數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)了在同一時間、同一界面師生的高效溝通[5]。做實驗時，隨時掌握每個學(xué)生的實驗過程與進(jìn)展?fàn)顩r，看到每一位學(xué)生調(diào)試玻片的動態(tài)過程，特別是在油鏡的使用過程中發(fā)現(xiàn)問題能及時糾正。

3.2? 提高學(xué)生實踐技能，實現(xiàn)授課教師全程實時監(jiān)控

授課教師全程實時監(jiān)控，要求每一位學(xué)生把自己制作的細(xì)菌標(biāo)本圖像進(jìn)行拍照分析，這樣學(xué)生在顯微鏡下看到的視野通過無線數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)連接到教師電腦上，通過這種方法，學(xué)生在制作涂片標(biāo)本、染色、使用油鏡等方面比較認(rèn)真，提高了學(xué)生的實踐動手能力，又起到督促學(xué)生學(xué)習(xí)的作用[6]，體現(xiàn)了現(xiàn)代化模式教學(xué)資源的網(wǎng)絡(luò)共享和強化學(xué)生顯微鏡觀察能力的培養(yǎng)。

3.3? 互動多樣的教學(xué)形式，提高教學(xué)效果

在“顯微鏡油鏡的使用及細(xì)菌形態(tài)觀察”實驗時，傳統(tǒng)教學(xué)只是授課教師用講述、視頻和示范的教學(xué)方法，每位學(xué)生在顯微鏡下看到的圖像不同，學(xué)生可利用數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)向老師提問，老師對同一性問題分類解答，提高了教學(xué)效果。

3.4? 實現(xiàn)信息容量擴展資源共享，提高教學(xué)質(zhì)量

在普通動物微生物實驗室內(nèi)實訓(xùn)時，顯微鏡技術(shù)技能訓(xùn)練實驗課堂授課效率低，學(xué)生制作的細(xì)菌標(biāo)本玻片由于染色的差異，在顯微鏡下形態(tài)各不相同，教學(xué)資源少，學(xué)生被動的學(xué)習(xí)，沒有積極的主動性，出現(xiàn)的問題得不到糾正。而無線數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)能及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，通過老師的講解，學(xué)生在顯微鏡下觀察的細(xì)菌形態(tài)在大屏幕上看到，呈現(xiàn)動態(tài)的示教，實現(xiàn)了信息容量擴展資源共享，提高了教學(xué)質(zhì)量。

4? 使用無線數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對策

4.1? 系統(tǒng)方面：數(shù)碼顯微鏡下圖像與學(xué)生機上的圖像有差距

通過教學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)生機數(shù)碼顯微鏡的像素低，傳輸慢，圖像不清晰，畫面有延遲現(xiàn)象，使用過程中圖像切換速度較慢，影響了教學(xué)效果。指導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成從顯微鏡的目鏡中觀察圖像，視野更好，不要依賴Pad。

4.2? 學(xué)生方面：動手能力上存在一定的差距

高職學(xué)生的學(xué)習(xí)目的不明確，不知道未來干什么，不確定自身的需求，所學(xué)知識感到不是自己想要的，學(xué)習(xí)動力就沒有了。在學(xué)習(xí)的過程中大多數(shù)學(xué)生有學(xué)習(xí)的意愿，不知道怎么去學(xué)，重點是什么。不感興趣就不好好聽講，極大地影響了學(xué)習(xí)效果，造成顯微鏡使用不當(dāng)，找不到視野，忽視了顯微鏡操作的基本操作，教師應(yīng)反復(fù)強調(diào)。高職學(xué)生的動手能力差，教師指導(dǎo)學(xué)生多學(xué)、多看、多做、多練習(xí)。

4.3? 授課老師方面：授課老師掌握的熟練程度和授課形式

動物微生物與免疫技術(shù)實驗內(nèi)容和數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)知識，授課老師要熟練掌握，授課形式要多元化，避免因使用不當(dāng)而影響教學(xué)，所以要求實驗課教師必須熟練掌握數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)的使用方法，使實驗課順利進(jìn)行。

4.4? 管理方面：系統(tǒng)維護存在不便利性

加強實驗室建設(shè)，配備專職實驗員，出現(xiàn)故障及時修理，不能依賴于設(shè)備公司的維修人員，培訓(xùn)全體教師的使用技能，實驗員老師與授課老師使用前后進(jìn)行交接，要及時解決實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題，保障機器設(shè)備的正常運行。

5? 小結(jié)

顯微數(shù)碼互動實驗室的建成，實現(xiàn)了資源共享，擴展了信息容量，提高了教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性得到發(fā)揮，學(xué)生的知識面拓寬了，很好地培養(yǎng)了學(xué)生的實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新能力，是《動物微生物與免疫技術(shù)》在顯微鏡實訓(xùn)教學(xué)的改變。數(shù)碼互動顯微鏡技術(shù)是新的實驗教學(xué)手段，有利于師生互動、個性化和遠(yuǎn)程化進(jìn)行，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力。無線版互動教學(xué)系統(tǒng)突破傳統(tǒng)互動教室對空間位置的限制，既能實現(xiàn)傳統(tǒng)互動教室的功能，又能靈活布局，是一種全新的、先進(jìn)的教學(xué)管理工具。

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[5]? 林志云，潘利明.數(shù)碼互動實驗室在藥用植物和中藥鑒定實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].廣東藥學(xué)院學(xué)報，2007（4）：466+469.

[6]? 葉劍爾.數(shù)碼顯微互動實驗室在微生物學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].藥學(xué)教育，2011，27（6）：51-53.

Application of Wireless Digital Microscope Interactive System in the Experimental Training Teaching of Animal Microbiology and Immunotechnology

WANG Caixia

（Shandong Vocational Animal Science and Vetevinary College， Weifang? 261061， China）

Abstract：? Establishment of digital microscopy interactive laboratory， animal microbiology laboratory teaching quality improved， students' practical hands-on ability and laboratory classroom teaching efficiency. Combined with the characteristics of the course of animal microbiology and immunity technology， the wireless digital microscope interactive system is used in the "animal microbiology and immunity technology" experimental training teaching， elaborated in the process of carrying out the animal microbiology and immunity technology experimental teaching to strengthen the two-way interaction between teachers and students， and realised the modern model of teaching resources network sharing and strengthened the cultivation of students' microscope observation ability.

Keywords：? Wireless Digital Microscopy Interactive Laboratory; Experimental and practical training teaching; Animal Microbiology and Immunotechnology