多媒體-Motic數碼顯微在線互動教學平臺的構建

劉翠霞 陳俊華 黃春曉

[摘? ? ? ? ? ?要]? 基于微生物實驗教學的現狀，利用教學資源整合這一契機構建多媒體-Motic數碼顯微在線互動教學平臺。依托于該教學平臺，對傳統的教學模式進行改革和探索。結果表明，新型教學模式加強了師生交流，調動了學生的積極性，完善了考評制度，提高了教學效率。同時由于多媒體-Motic數碼顯微在線互動教學平臺復雜的構成使整個系統的運行與維護存在一定的困難，因此該系統的應用對教師的教學方法和實驗室的管理水平提出了更高的要求。

[關? ? 鍵? ?詞]? 微生物學實驗;數碼在線互動系統;教學模式改革

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）31-0148-02

由于對給水排水專業微生物實驗教學不夠重視、實驗用房限制以及資金不足等，我校的給水排水專業的微生物學實驗教學仍采取一把顯微鏡、一些玻片、一些染色劑等傳統單一孤立的教學模式，且授課僅局限于教師講解、操作過程演示、學生實際操作等形式。單一固定的授課形式、分組教學的模式、有限的課時，無法調動學生的自主性，導致教學效率低下，學生的積極性不高，課堂秩序混亂，考評制度不夠完善[1]。

在網絡大數據智慧校園背景下，各高校紛紛引入了數碼顯微互動系統，拓展了教學思路，豐富了教學手段，加強了師生之間的互動交流，提高了學生的趣味性和積極性，完善了課程考核考評制度，極大地提高了微生物實驗教學的教學效率與質量[2-6]。中原工學院能源環境實驗中心利用環境工程專業微生物學實驗教學與給水排水專業微生物學實驗教學資源整合以及實驗用房重新分配這一契機，構建了多媒體-Motic數碼顯微在線互動教學實驗室。

一、多媒體-Motic數碼顯微在線互動教學系統的組成及功能

多媒體-Motic數碼顯微在線互動系統主要由數碼顯微鏡、圖像處理系統（顯微鏡連接的計算機）、多媒體投影系統（投影儀）、語音問答系統以及計算機軟硬件系統構成[7-10]。

多媒體-Motic數碼顯微互動教學系統的核心部件是數碼顯微鏡[11]，此顯微鏡的功能是將實物圖像通過數模轉換，使其呈現在計算機顯示屏上或自帶的屏幕上。

多媒體-Motic數碼顯微互動教學系統的輸出部件是多媒體投影系統，利用多媒體投影系統能夠將各端口的圖像實時輸出至多媒體，直觀地顯示各端口顯微鏡下的圖像，便于教師實時掌握學生的實驗情況，及時給予指導。

圖像處理系統包括圖像處理軟件和呈現圖像的顯示屏。圖像處理軟件具有強大的功能，能夠實現各端口的Motic數碼顯微鏡下的圖像拍照、存儲、對比顯示、實時顯示等多種模式，通過局域網，教師也對顯示屏上的圖像進行觀察、處理，比如：可進行圖像捕捉、以高分辨率和高清晰度預覽實時圖像、通過濾鏡實時處理整體或局部圖像、以AVI格式存儲錄像等多種功能操作[12]。

語音問答系統的功能多側重于提高師生交流、提高課堂教學效率。語音問答系統可實現一對多（講解模式）、一對一（指導模式）、多對多（討論交流模式）等模式。在一對多模式下，教師可以對整個實驗進行簡單講解和演示，這種模式下類似常規的授課模式，同時結合多媒體的功能使演示教學更加直觀;一對一模式下，教師可以選擇一個學生端口進行通話，給予指導;多對多模式則側重于分組討論，在教師的指令下，將學生端分組，每組成員之間針對實驗結果進行操作技能要點、失敗原因等進行討論探討。計算機及相關軟件平臺可以輔助以上各項功能的實現。另外，每臺計算機配置實時監控系統，便于教師端觀察，配置錄像功能記錄學生的具體操作過程，同步至教師端的計算機上，便于教師的實時糾錯及指導以及實驗操作技能考核的公正性[13]。

多媒體-Motic數碼顯微互動教學實驗室采取6個六邊形試驗臺，共配置36套學生端數碼顯微鏡，與各自連接的計算機、語音系統;配置一套教師端數碼顯微鏡，與其連接的計算機以及語音系統。另外，教師端設置多媒體操控系統，用來實現圖像的實時輸出、對比、針對性的糾正等。

二、多媒體-Motic數碼顯微互動教學模式

（一）基于多媒體-Motic數碼顯微互動系統下的新型教學模式

在微生物實驗教學中，凡涉及顯微鏡使用的實驗（顯微鏡的使用，簡單染色、革蘭氏染色，細菌（酵母菌）大小測量以及計數等），一律走進多媒體-Motic數碼顯微互動教學實驗室進行教學，以革蘭氏染色為例對新型的教學模式進行講解。首先，教師利用語音問答模式的一對多模式，對革蘭氏染色實驗內容及操作步驟以及注意事項進行簡單的講解，在講解過程中結合已共享至學生端計算機的操作視頻，給予學生直觀、形象的技能指導。操作視頻代替傳統的教師演示過程，具有可重復性、高效性，學生可依此針對性地強化革蘭氏染色中較薄弱的操作技能。其次，學生在操作視頻的指導下進行革蘭氏染色（轉移至生物實驗室），染色結束返回多媒體-Motic數碼顯微鏡互動教學實驗室進行鏡檢。鏡檢過程中，教師端的計算機通過局域網能夠實時監控每一個學生端的具體操作過程，便于及時進行原因分析并給予針對性的指導。同時，學生端計算機開啟錄像功能，便于教師反復查看。學生可利用圖像處理系統對鏡檢結果進行拍照、存儲、分析對比，將鏡檢最終圖片導至待提交的電子實驗報告，電子實驗報告的引入讓微生物實驗教學更加便捷、高效、環保。

（二）新型教學模式下的考評模式

傳統的微生物實驗教學依附于微生物學這門課程，微生物學的考核分為平時成績、實驗成績、期末考試成績。實驗成績的考核則過多地依賴于實驗報告好壞，分組教學導致教師無法對學生操作技能的掌握情況給予客觀、公正的評判。

依托于多媒體-Motic數碼顯微互動系統，對傳統的考評模式進行調整和改革。將微生物實驗教學的考評分為三部分：實驗報告成績、平時實驗成績、基本操作技能考核成績。

1.實驗報告成績（20%）

近年來學生提交的紙質實驗報告存在大量實驗報告抄襲、找人代寫的現象，導致實驗報告成績并不能客觀反映學生的學習態度、理解程度，因此借助多媒體-Motic數碼顯微互動系統中的計算機功能可以實現紙質實驗報告向電子實驗報告的轉變。電子實驗報告的實驗結果在實驗結束時由學生即時給出，在一定程度上杜絕了學生抄襲的現象。

2.平時實驗成績（40%）

平時實驗情況則包括實驗課堂考勤（10%）、實驗課堂紀律（10%）、實驗操作過程的認真與否（10%）、實驗結束后對實驗臺的整理情況（10%）等。

3.基本操作技能考核成績（40%）

在實驗課程結尾，設置基本操作技能考試的環節，主要包括染色、鏡檢、酵母菌大小測定、酵母菌的計數等。

基于多媒體-Motic數碼顯微互動系統，所有學生的操作考試過程借助互動系統的錄像功能進行錄像。教師依據錄像，對每個學生操作技能的掌握情況給予評判。

三、多媒體-Motic數碼顯微互動教學模式的優勢及存在的

問題

（一）優勢

1.便于師生交流，提高課堂教學效率

借助語音問答系統，在每臺計算機設置語音按鈕可以實現“一對一”“一對多”“多對多”等多種模式，教師可依次進行課堂提問環節、知識講解環節、小組討論環節。在具體實驗操作過程中，有疑問時學生可通過語音按鈕向教師或者同學請教。師生間的溝通及時有效，在一定程度上提高了課堂教學效率。

2.教學內容豐富，激發學生的學習興趣

借助計算機、錄像系統，建立標準圖片庫、標準操作技能視頻庫，供學生觀看學習，微觀事物客觀化，大大激發了學生的學習興趣。

3.完善考評方式，調動學生的積極性

借助多媒體-Motic數碼顯微互動系統，對傳統的考評模式進行了改革和完善，新的考評模式更加公正、客觀，在某種程度上調動了學生的積極性。

（二）存在的問題

1.系統涉及多學科，教師的綜合素質有待提高

整套系統由計算機、圖片處理軟件、數碼顯微鏡、多媒體、語音問答系統等多部件組成，課堂教學的順利進行要求教師熟練掌握每一部件的使用方法及常見故障的排除。多媒體-Motic數碼顯微互動教學系統的使用對實驗教學人員提出了極大的考驗，實驗教學人員上崗前必須進行相關專業知識培訓和具體操作學習。在常規教學過程中，實驗人員遇到難以解決的問題及時與廠家溝通，并要求廠家定期組織相應培訓，及時更新知識庫。

2.過分依賴硬件、相關軟件，維護管理復雜

實驗課堂教學的正常運行對計算機、多媒體、語音問答系統、圖片處理軟件等的依賴性較強。另外，繁雜的構造及運行導致此系統在維護管理方面存在一定的困難。這在一定程度上影響了多媒體-Motic數碼顯微在線互動教學平臺的建立推廣，完善維護與管理制度也是目前急需解決的問題[14-15]。

四、結語

多媒體-Motic數碼顯微在線互動教學模式使微生物的教學從“分組、單一、孤立、混亂”的傳統教學模式向“自主、多樣、互動、有序”的現代化教學模式進行轉變。

新型的教學模式提高了微生物學實驗教學的課堂教學效率，豐富了課堂教學內容，調動了學生的學習興趣與積極性。與此同時，由于多媒體-Motic數碼顯微在線互動系統的構成比較繁瑣，使用與維護管理較復雜，對微生物學實驗教師的綜合素質要求較高，使整個系統的推廣使用受到一定限制。

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編輯 馬燕萍