網絡平臺在高職醫學形態學實驗中的構建與應用

王志斌

（黃岡職業技術學院 醫藥衛生學院，湖北 黃岡 438002）

網絡平臺在高職醫學形態學實驗中的構建與應用

王志斌

（黃岡職業技術學院 醫藥衛生學院，湖北 黃岡 438002）

探討計算機網絡平臺在高職醫學形態學實驗教學中的應用。構建網絡教學平臺并具體應用于形態學實驗課教學之中，能激發高職學生的學習興趣，動手能力及實驗教學質量均得到提高。這說明計算機輔助實驗教學對高職學生培養創新思維、提高綜合設計能力、完善實驗教學過程等能起到良好的促進作用。

計算機技術；高職學生；形態學實驗；網絡教學；能力提高

在計算機電腦上看彩色解剖圖，聽教師用大屏幕講課，打開網絡平臺學習……形態學課堂已在悄然發生著變化。老師的教法變了，學生的學法變了，計算機技術和傳統教學融合，碰撞出教學改革的火花。而計算機網絡技術更為改變實驗傳統教學模式注入了新的活力，為高職實驗教學改革和醫學人才的培養提供了一個嶄新的平臺，開創了全新的思想、理念和教育教學新格局。高職醫學基礎課程中形態學科，如人體結構學、解剖學及組織胚胎學、病理學、微生物學等，在傳統的實驗教學中，常用掛圖、標本、光學顯微鏡等教具進行輔助教學。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。依據高職現有實驗教學現狀，在相關實驗室基礎上，構建人體形態學網絡教學平臺，力求運用現代計算機網絡技術，進一步優化形態學實驗課程，整合有關教學實驗資源，提升其實驗教學水平，從而促進高職形態學實驗課的創新和發展。

一、平臺需求分析

目前高職的網絡課程不少，但建有網絡實驗教學平臺的則不多。高職院校形態學實驗教學主要采用的是顯微互動系統，有的實驗室把多媒體、顯微互動和數碼互動等各項功能有機結合在一起，實現了信息多項互動、多媒體互動等多項功能，主要優點有：實驗教學效率提高、師生互動教學、學生學習主動性提高、信息量大。然而，這種顯微互動實驗系統還存在許多不足。

1.學生整體使用率低。顯微互動系統使用主要集中在形態學實驗室內，只有開放實驗室才能使用。這使高職學生接觸該系統有時空限制，遠遠不能滿足多數學生針對人體形態學的學習需求。

2.實驗與理論教學聯系不緊。顯微互動實驗室的資源主要是形態學實驗方面的內容，理論部分的內容則提及不多。對于高職醫學生而言，很難將理論與實驗有機結合，從而影響學習效果。

3.互動局限。顯微互動實驗室的教學互動，主要是在師生之間，互動時間只能限制在課堂。而學生之間互動卻很少。這種狀況，使學生不能滿足自主學習，創新能力培養亦難。鑒于這種情況，可以利用計算機技術構建形態學實驗網絡教學平臺，解決以上不足。

二、網絡平臺的設計與要求

（一）設計思路

1.系統工作模式。整個平臺采用基于B/S結構（瀏覽器和服務器結構）即用戶瀏覽器—Web—數據庫服務器的工作模式，由用戶管理平臺、網絡虛擬實驗支持平臺、資源庫管理平臺、網絡教學管理平臺和網絡交流服務平臺等五大系統組成，高職學生使用瀏覽器和流媒體播放器來進行實驗、學習和交流。在該模式下，學生機首先使用瀏覽器（如IE等）上網，瀏覽器以超文本形式向Web（網絡）服務器提出訪問數據庫的請求。Web服務器在接受到請求后，交給數據庫網關轉化為SQL，并通過數據庫服務器首先驗證其合法性，其次將數據進行處理，最后，將結果返給Web服務器。Web服務器，再次將得到的所有結果進行轉化，并變成HTML文檔形式，轉發學生機瀏覽器以Web頁面形式展顯出來。當然，瀏覽器也會將更新、修改、刪除、增加數據記錄的請求申請到Web服務器。Web服務器通過數據庫網關與數據庫建立關聯從而完成這些工作。所有數據則由現有的數據庫，進行技術存儲與操作。在Web與數據庫集成系統中，核心的部件，即Web數據庫網關。Web數據庫網關通過訪問DBMS系統，完成用Web技術表達的用戶請求[1]。該模式將Web的強大信息服務能力與數據庫系統的數據管理能力有機結合一起，充分發揮各自優點，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。網絡虛擬實驗室實現的基礎是流式媒體。在網絡平臺上，要傳輸大的音視頻媒體，必須采用流式技術。流式技術是這樣的一種技術：首先在下載媒體之前將會在客戶端建立一個數據緩沖區，學生先下載一部分片段，該部分自動解壓縮，在后續部分到來之前開始回放這部分的內容；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部分。這種方式，是由服務器向學生機發送穩定和連續的音視頻數據流。學生機一邊接收數據，一邊以穩定的流回放，因此省時又省空間[2]。

3.后臺管理。利用ASP.NET/PHP及動態網頁設計技術實現后臺管理，可以方便地實現數據的添加、刪除和動態更新，使得網絡教學平臺的日常維護和更新，僅限于Windows基本操作即可，更新和維護變得簡單而輕松。

（二）功能要求

1.用戶管理模塊。使用ASP.NET+SQL2010來構建師生管理系統、虛擬實驗室資源庫管理系統。主要是為網絡平臺教學提供智能化管理身份識別。

2.網絡虛擬實驗支持模塊。網絡虛擬實驗室，在WEB中建立一個實時交互可視化的三維環境。其中每一個可視化的三維物體代表一種實驗對象。通過學生登陸界面，嵌入一些虛擬實驗儀器設備，利用軟件硬件有機結合，實現對實驗操作和實驗結果的計算機模擬，達到資源共享目的。同時避免儀器的重復添置和資源浪費，使學生做實驗不再受時空和地點的限制。

3.資源庫管理模塊。資源數據庫包括實驗指導、實驗教學內容、實驗教學錄像、視頻資源、圖片庫、實驗教學大綱、病例資料等流媒體都存放在服務器上。

4.網絡教學管理模塊。網絡教學管理用于網上教學、在線測試、流媒體制作、成績管理等。主要是為學生在網絡上方便使用資源數據庫進行自學與教學提供支持。提供基于WEB的學生模擬自測考試和學生課程結業考試。利用服務器提供的題庫資源進行自動組題、網上答題、自動評分。

5.網絡交流服務模塊。網絡交流服務平臺具有網上答疑、師生討論、學生互動等功能，可極大地激發學生學習興趣，培養獨立思考問題和解決問題的能力，從而彌補實驗教學的不足。

三、網絡平臺的構建

1.硬件環境。形態學實驗室由原來的解剖學及組織胚胎學實驗室、病理實驗室、病原微生物實驗室和顯微鏡室的基礎上，重新融合發展而成。按2間網絡多媒體（包括虛擬顯微鏡）實驗室，3間數字網絡顯微互動實驗室，4間無菌實驗室，1間閉路電視顯微鏡直播臺，標本室及數個實驗準備室建設。每個互動實驗室可容納32名學生。

主要系統有：學校校園網教學系統、數字切片掃描系統、帶有500萬像素攝像系統的數碼顯微鏡系統、計算機網絡系統。在學校校園網教學系統的課程教學空間建設形態學實驗網絡教學平臺。數字切片（即虛擬切片）系統主要由自動顯微鏡、數碼攝像頭、自動圖像掃描采集軟件、數字切片瀏覽器和計算機系統組成。

2.軟件環境。配置Window平臺、ASP.NET、SQL2010、DBMS、Motic DigiLab、Motie Images Ad vanced、Image-pro plus軟件，圖像處理系統和語音系統?？蓪崿F以下功能：①強大的圖像分析、處理、管理功能。②標注功能、定量分析。③高分辨率圖像掃描采集功能。④圖像放大、縮小，不會產生圖像信息失真。⑤圖形編輯、課件制作功能。⑥建立數字切片庫功能。⑦分割與自動計算、三維化顯示、Motic報告打印功能。⑧師生間或學生間實現音視頻、文字全方位的實時互動，使得交流更加直觀、有效。

四、網絡平臺在實驗教學中的應用

通過教學實踐，形態學實驗網絡教學平臺改變原來較為單一、抽象和封閉教法，主要表現在以下幾個方面。

1.信息量大，內容形象直觀。醫學基礎課程中的所有人體形態學學科，在原有教學中需用掛圖、光學顯微鏡、標本切片等工具進行輔助教學。在實驗網絡教學平臺中，任課教師利用相關的硬、軟件，將現有的教學資源數字化，經過流式技術制作成PPT幻燈片、HTML網頁、圖片、Flash動畫等數字媒體教學資料放在服務器的資源庫里。數字資源庫可以存儲大量信息，可隨時調用和查找有關實驗資料，從而提高學生的綜合能力。

形態學科實驗離不開光學顯微鏡觀察。這些實驗內容結構微細，肉眼看不到、摸不著，學生感到十分抽象難以理解。將數碼互動系統引入實驗教學，實驗課形象化，學生觀察到的圖像，均取景于需學生獨立觀察的切片，不僅直觀、逼真、清晰，且伴有相應的文字說明及詳細的講解錄音，從而提高了實驗效果。

2.教學簡便。進行形態學實驗，采用網絡平臺可使操作簡便，省了尋找結構再轉換物鏡等操作，指導實驗時間大大縮短。同時切片圖像儲存在平臺數字切片庫中，隨時調用、查看，可反復觀察、辨析，如將那些形態相近易混淆的器官，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）等結構拼放一起，進行對比，分析異同。這種授課方式表現力強，學生思想集中，興趣提高，大大強化了學生對知識的理解和記憶。

3.使用方便靈活。網絡教學平臺所用到的課堂教學資源及課后復習材料制作、處理，均可在線傳輸。學生可在任何時候、任何地點通過網絡連接到網絡教學平臺中的虛擬實驗室來，根據個人需要，選擇實驗。它不僅解決了傳統實驗教學受實驗器材、實驗條件、時空等諸多因素限制的問題，且激發了學生的實驗興趣，提供了一個更高、更自主的實踐平臺，強化學生動手能力的培養。

4.學生或師生間實現互動交流?；谄脚_提供的網上答疑、師生討論，學生可對某些疑難問題或有興趣的議題進行討論。此外，教師、學生間也可通過視頻、語音等手段實現互動交流，實現同步或異步輔導、整體和個別輔導的功能。

5.考試模式轉變。原有的實驗考試主要有兩種形式：其一，用傳統的玻璃切片考試。其二，多媒體截圖考試[3]。網絡數字切片庫的建立以及與數碼互動系統相融合，有利于在網絡平臺上進行形態學實驗考試，且簡便易行。通過網絡平臺，教師可接收學生拍攝下來的典型結構并評分，大大提高了工作效率。此外，通過網絡考試不再受時空的限制。

五、結語

總之，在日臻成熟的校園網絡上構建網絡實驗教學平臺，充分利用計算機網絡的高效、智能、實時和交互的優點，能改變實驗教學模式，最大限度地發揮學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效果。構建網絡虛擬實驗室需要較高素質的人才要求，促進老師相應地學習。在人體形態學實驗室原有的軟件和硬件基礎上，通過建立相應網絡實驗教學平臺，將校內的實驗教學資源充分整合起來，從而實現信息資源的共享，對醫學高職學生培養創新思維、提高綜合設計能力、完善實驗教學過程等起到了極大的促進作用。

[1]肖川.基于Web的數據庫技術淺析[J].硅谷，2011，（14）：33.

[2]熊慶國，賀風云.流媒體技術及在教育中的應用[J].現代電子技術，2003，（7）：24-25.

[3]李冬梅，姚根有，王玲玲，危曉莉，李繼承.網絡環境下醫學數學切片庫的構建與應用探索 [J].解剖學雜志，2010，（2）：268-269.

G712

A

1674-9324（2014）45-0255-03

王志斌（1969-），男，湖北黃岡人，黃岡職業技術學院醫藥衛生學院實訓中心副科長，高級實驗師，研究方向：計算機實驗實訓教學研究。