數碼顯微互動系統在生物學實驗教學中的應用與研究*

孫陽 吳勃巖* 遲曲 徐放 李明珠 梁穎 王艷杰

（1、黑龍江中醫藥大學 生物教研室，黑龍江 哈爾濱 150040 2、黑龍江信息技術職業學院，黑龍江 哈爾濱 150040）

數碼顯微互動系統在生物學實驗教學中的應用與研究*

孫陽1吳勃巖1*遲曲2徐放1李明珠1梁穎1王艷杰1

（1、黑龍江中醫藥大學 生物教研室，黑龍江 哈爾濱 150040 2、黑龍江信息技術職業學院，黑龍江 哈爾濱 150040）

生物學是一門知識性及實踐性強的學科。數碼顯微互動系統在形態學教學中的優勢日益凸顯。黑龍江中醫藥大學生物教研室通過幾年的生物學實驗教學實踐，發現數碼顯微互動系統彌補了傳統實驗教學的不足，促進了師生互動，提高了教學效率。該教學模式將推動教學改革的進程，促進教學質量的提高。

生物學；數碼顯微互動系統；實驗教學；應用；研究

隨著計算機與網絡信息技術的發展，數碼顯微互動系統被應用于醫學形態學實驗教學中，取得了較好的教學效果[1-3]。我校建立了數碼顯微互動系統實驗室，將該系統應用于醫學形態學教學中，應用的課程包括：組織學與胚胎學、醫學細胞生物學、醫學遺傳學、病理學、微生物與免疫學及寄生蟲學等。我們生物教研室基于數碼顯微互動系統，將其應用于生物學實驗教學過程中，發現通過實驗教學方法和手段的改革，提高了實驗教學質量，具有推廣應用的意義。

一、數碼顯微互動系統概述

數碼顯微互動系統主要包括數碼顯微鏡系統和計算機輔助系統及網絡系統。數碼顯微鏡系統包括光學顯微鏡及圖像采集硬件，既可進行普通顯微鏡操作，也可對圖像進行采集；計算機輔助系統主要是在計算機硬件的基礎上安裝圖像處理軟件和語音互動系統，可以實現對鏡下圖像進行觀察處理以及師生間的互動交流；網絡系統則將教室中所有單套設備連接起來，實現信息的傳遞。該系統具有多畫面實時顯示、選擇式語音交流等交互功能，從而實現教學演示、師生交流等教學過程。

二、傳統生物學實驗教學模式及存在的問題

傳統的生物學實驗教學模式是教師利用電視播放錄像、黑板掛圖或繪圖講解實驗內容[4]。鏡下觀察時，教師在鏡下找到典型的形態結構，然后學生再按順序依次觀察。最后，學生各自使用普通光學顯微鏡觀察，有問題再向老師提問。這種傳統實驗教學模式常存在以下幾個弊端：1.教學效率低，學生的問題通常是共性的，教師要觀察其顯微鏡下的圖像后才能一對一地解答其問題，因此教學效率低；2.實驗教師工作量大，通常一個實驗班學生限制30人以下，實驗班級輪回次數多，教師指導實驗操作、批改實驗報告等工作繁重；3.師生之間及學生間互動交流障礙，并且教師不能隨時監控學生上實驗課的狀態。

三、數碼顯微互動系統在生物學實驗教學中的應用

在生物學實驗教學應用顯微互動系統作為教學輔助手段，彌補了傳統實驗教學的不足。顯微互動系統實現教師與學生、學生與學生之間點對點、一對多的指導和交流，使實驗教學方式發生了巨大地改變，提高了實驗教學質量和教學效率，為推動實驗教學改革奠定了基礎。

（一）促進教學互動，提高教學效率

顯微互動教學有利于師生之間的交互。這種信息交流的教學方式，可以及時反映出實驗教學中的問題及學生的學習情況。例如：學生在微核試驗時，不能清楚辨別嗜多染紅細胞，教師通過顯微攝像演示系統將該同學所見視野展示出來，在電腦屏幕上幫助學生清楚鑒別各種血細胞，以利于實驗順利進行。遇到共性問題時，教師可將該生的鏡下視野切換為共享圖像，就此問題進行集體討論，這種多人互動的教學，將有助于從不同的角度去探討一個問題，將會全面剖析教學難點和問題，同時避免一對一回答相同的問題，提高了教學效率。

（二）開展教學方法改革，提高教學質量

通過應用顯微互動系統，我們在生物學實驗教學過程中應用了多種教學方法，如PBL教學法、對比式教學法、參與式教學法等。

以我校2012級七年制中醫學（針灸推拿學方向）為研究對象，教師將學生隨機分7組，每組5人。課前，每小組根據教師所提出的實驗題目，上網查資料或圖書館借閱圖書，收集整理相關的資料，設計實驗方案，制作課件。實驗課上，利用顯微互動系統將實驗方案通過“提交作業”方式發送給教師，教師審核后將調整后的方案發給學生，學生按照該實驗方案進行實驗操作。最后由每組同學代表中心發言，演示幻燈片展示實驗方案，并通過數碼攝像、圖像傳輸及圖像轉播等功能，將實驗結果展示給全班同學。整個實驗過程以學生為主體，教師給予適當的引導。這種教學模式既促進了學生實驗操作熱情，也培養了學生團隊合作意識。

（三）創新教學效果評價，改革考核方式

傳統的實驗考核方式為實驗報告和筆試[5]。實驗報告的準確性、真實性及其保存均存在一定困難。筆試考核，學生直接辨認顯微鏡下的結構常會因焦距不準、指針移位等問題影響考試結果。顯微互動系統彌補了上述考核方式的不足，實驗考核方式可包括實驗報告、實驗過程中“形成性評價”、虛擬實驗考核及網絡考核等。實驗報告由原有的紙質報告變為現有的電子版實驗報告，既節約了紙張，又方便保存，并且每份實驗報告結果皆為學生鏡下所見，確保了真實性。實驗過程中，根據學生圖片辨識情況，實驗結果的準確性及實驗相關問題測驗結果，精確掌握學生的學習效果，進而有針對性地指導，建立形成性評價體系。虛擬考核是通過互動系統讓學生在自己電腦上觀察到結構清晰的圖片，使考試方便、高效，提高了學生的考試成績。

四、結束語

數碼顯微互動系統能利于教學過程中的師生互動，推動了生物學實驗教學改革，提高了讓學生由被動學習向主動參與式學習轉變，使學生真正成了教學的主體。基于該系統的形態學實驗教學，將有利于學生創新能力的培養，推動教學模式改革的進程，有助于促進教學質量的提高。今后，我們將在生物學實驗教學中繼續實踐與應用該教學模式，研究及探索其優缺點。

[1]楊力，郭澤云，吳春云，等.數碼顯微互動教學在組織胚胎學教學中的應用[J].解剖學研究，2011，33（5）：394-397.

[2]遲曲，王麗娜，孫陽.論述Motic數碼顯微互動系統在動物醫學專業實驗教學中的運用[J].科學中國人，2015，17：193.

[3]Yang SUN，Fang XU，Yanjie WANG，it al.The Application of Information Technology and CBS teaching method in Medical Genetics[J].Frontier and Future Development of Information Technology in Medicine and Educationo，2013：2535-2539.

[4]張健，徐文岳，黃復生.淺談數碼互動系統在人體寄生蟲學實驗教學中的應用體會[J].熱帶醫學雜志，2010，10（8）：1029-1030.

[5]杜坤，張彪，韋存虛.數碼顯微互動系統用于細胞生物學實驗教學[J].實驗科學與技術，2015，13（2）：128-130.

Biology is a practical subject.The advantages of digital microscope interactive system in morphology teaching have become more obvious.Through several years'experimental teaching practices on biology,the teaching and research office on biology of Heilongjiang University of Chinese Medicine found that digital microscope interactive system could make up for the deficiency of traditional experimental teaching,promote the interaction between teachers and students and improve the teaching efficiency.The teaching mode will promote teaching reform and teaching quality.

biology;digital microscope interactive system;experimental teaching;application;study

G642

A

2096-000X（2016）23-0070-02

黑龍江省高等教育教學改革項目（JG2014011014）；黑龍江中醫藥大學教育教學研究基金（XJJ2013011，XJJ2011033）

孫陽（1979-），女，醫學博士，副教授，從事醫學遺傳學、細胞生物學及寄生蟲學教學和科研工作。

*通訊作者：吳勃巖（1958-），女，教授，生物學教研室主任，主要從事醫學遺傳學及細胞生物學的教學與科研工作。