細(xì)胞分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用

李艷利 王凱凱

摘要：在高校的實(shí)驗(yàn)課堂中，通過(guò)顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用，把光學(xué)顯微鏡、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合，并在課堂中充分利用，實(shí)現(xiàn)了師生之間的直觀交流、充分互動(dòng)以及資源共享，能明顯提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞：顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng);細(xì)胞分子生物學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2019）18-0277-02

伴隨著科技的進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速，高等院校尤其是醫(yī)學(xué)院校普遍應(yīng)用了顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，構(gòu)建了高效的教學(xué)課堂。細(xì)胞生物學(xué)作為生命科學(xué)的前沿學(xué)科，是重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程，在細(xì)胞生物學(xué)的教學(xué)課程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)有著重大的作用。

多數(shù)細(xì)胞分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)都需要使用顯微鏡，而普通的光學(xué)顯微鏡缺點(diǎn)明顯，師生交流不夠通暢，教學(xué)效率比較低下，而顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)克服了很多光學(xué)顯微鏡不能解決的問(wèn)題，使學(xué)習(xí)效率得到了提高，加強(qiáng)了師生的溝通交流以及資源的共享。

一、顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的組成及其功能

顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)主要由教師用顯微鏡、學(xué)生端顯微鏡、顯微數(shù)碼圖像采集系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)和顯微數(shù)碼互動(dòng)控制系統(tǒng)共同構(gòu)成。我們學(xué)校的醫(yī)學(xué)院在實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃建設(shè)中，把顯微數(shù)碼互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)作為一個(gè)重要構(gòu)成部分。顯微數(shù)碼互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室由1臺(tái)教師用顯微鏡和36臺(tái)學(xué)生用顯微鏡組成。通過(guò)局域網(wǎng)的設(shè)置，把每一臺(tái)學(xué)生用的顯微鏡與教師用顯微鏡連接在了一起，為實(shí)驗(yàn)時(shí)的互動(dòng)交流提供了便利。通過(guò)顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的圖像采集系統(tǒng)可以拍攝實(shí)驗(yàn)照片，也可以進(jìn)行錄像，還可以調(diào)整圖像的顏色和質(zhì)量。通過(guò)局域網(wǎng)，每一位學(xué)生的顯微鏡圖像都可以連接到教師計(jì)算機(jī)上，并且36個(gè)實(shí)時(shí)圖像可以同時(shí)顯示。為了使圖像內(nèi)容更清楚地被老師和其他學(xué)生看到，可以對(duì)某一位學(xué)生的圖像放大，進(jìn)行更清楚直觀的講解和演示[1-2]。

顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)主要在于它的互動(dòng)性強(qiáng)，更加直觀，也更加真實(shí)。通過(guò)顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)教師端與學(xué)生端的更好的交流與溝通，形成了師生間的互動(dòng)式教學(xué)模式，如學(xué)生可以進(jìn)行演示，教師講解，也可以進(jìn)行屏幕的錄制，還可以廣播教學(xué)和語(yǔ)音教學(xué)等。

二、顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)在細(xì)胞分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)作為細(xì)胞分子生物學(xué)中的教學(xué)輔助手段，實(shí)現(xiàn)了教師和學(xué)生之間、學(xué)生和學(xué)生之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一對(duì)多的交流、指導(dǎo)與討論。傳統(tǒng)的細(xì)胞分子生物學(xué)的教學(xué)模式是學(xué)生觀摩和模仿，而顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生觀摩和自主探究并重的教學(xué)模式和方法。

1.實(shí)現(xiàn)圖像資源共享，豐富教學(xué)資源。在我們傳統(tǒng)的細(xì)胞分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師只能用每一位學(xué)生的顯微鏡來(lái)觀察到該生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而每一位學(xué)生也只能觀察到自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)圖像。通過(guò)顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的使用，教師可以通過(guò)該系統(tǒng)在教師端電腦上隨時(shí)觀察每一位學(xué)生的顯微鏡視野，并且可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)室里的大屏幕將自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和圖像以及每一位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和圖像顯示出來(lái)，供全班學(xué)生觀看，這樣學(xué)生就可以將老師和其他學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和圖像與自己的結(jié)果進(jìn)行比較，尋找自己的差距和不足，以便充分地對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。同時(shí)，通過(guò)該系統(tǒng)也幫助了教師更好地進(jìn)行課堂教學(xué)，如教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了某位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和圖像非常特殊和典型，也可以通過(guò)屏幕展示給全班同學(xué)進(jìn)行觀察討論和學(xué)習(xí)，達(dá)到了資源共享的目的。另外，有了顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)，教師可以在教學(xué)過(guò)程中積累優(yōu)秀的教學(xué)資源，如優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的圖片、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的錄像，將它們保存起來(lái)，并可以通過(guò)該系統(tǒng)將這些結(jié)果展示給學(xué)生觀看。比如在“小鼠骨髓細(xì)胞染色體標(biāo)本的制備”實(shí)驗(yàn)中，由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程復(fù)雜，學(xué)生不容易操作，教師就可以把優(yōu)秀的制作標(biāo)本的過(guò)程展示給學(xué)生看，并輔助進(jìn)行講解、點(diǎn)評(píng)，這樣學(xué)生就更容易掌握制作裝片的關(guān)鍵，獲得實(shí)驗(yàn)的成功，從而提高了學(xué)習(xí)效率。

通過(guò)顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果得以共享，充分利用了教學(xué)資源，豐富了教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生能夠在有限的時(shí)間里獲取更多的知識(shí)，通過(guò)老師的輔助講解，又加深了理解，提高了學(xué)習(xí)效率，提高了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果，并突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課的觀察方式。

2.加強(qiáng)師生互動(dòng)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課上，教師只能對(duì)學(xué)生進(jìn)行一對(duì)一的輔導(dǎo)，而使用了顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)后，實(shí)驗(yàn)課上，老師在教師機(jī)（主機(jī)）上可以同一時(shí)刻看到每一位學(xué)生的顯微鏡圖像，這樣就能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題，并對(duì)學(xué)生做出指導(dǎo)。比如在“洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂”的實(shí)驗(yàn)中，可以讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，通過(guò)顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)展示所有組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，然后讓同學(xué)們互相提問(wèn)討論他們制作的裝片是處于哪一個(gè)分裂時(shí)期，各組派代表進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和講解，教師進(jìn)行最后總結(jié)發(fā)言，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師只能對(duì)學(xué)生進(jìn)行一對(duì)一的輔導(dǎo)，而通過(guò)顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的使用，教師可以同時(shí)對(duì)多名學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，也可以可同時(shí)對(duì)全班學(xué)生進(jìn)行示教講解，實(shí)現(xiàn)了“一對(duì)多”的互動(dòng)交流，克服了傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，充分地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，減輕了教師負(fù)擔(dān)，提高了學(xué)習(xí)效率。

3.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高自主學(xué)習(xí)能力。細(xì)胞分子生物學(xué)的傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師在上課前要準(zhǔn)備好所有上課用的材料，實(shí)驗(yàn)課時(shí)，學(xué)生直接用老師準(zhǔn)備好的材料，按照老師講解的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)即可，這種實(shí)驗(yàn)課模式學(xué)生就處于一種被動(dòng)接受的狀態(tài)，而使用了顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)后，可以通過(guò)制作虛擬仿真模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在課前自主學(xué)習(xí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和過(guò)程進(jìn)行充分理解，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并主動(dòng)思考，這樣在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，教師進(jìn)行簡(jiǎn)單的指導(dǎo)，學(xué)生就能夠順利進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也節(jié)約了時(shí)間，可以用更多的時(shí)間來(lái)發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，并與同學(xué)老師進(jìn)行分析討論，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也提高了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)熱情。

4.實(shí)現(xiàn)電子化實(shí)驗(yàn)考核。傳統(tǒng)的細(xì)胞生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)考試是通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行的，由學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師進(jìn)行批改給出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，這種考核方式教師不能很全面地掌握學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平。顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)使用之后，實(shí)驗(yàn)考核實(shí)現(xiàn)了電子化，考核內(nèi)容包含了實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的講解、討論的問(wèn)題、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等幾部分成績(jī)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告是電子版的，學(xué)生可以將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采集的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)圖片保存下來(lái)，通過(guò)電腦完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，這樣教師就可以直接對(duì)電子版的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)分，給出批閱意見(jiàn)后再發(fā)給學(xué)生，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)考核的電子化。

三、顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)使用中需要注意的問(wèn)題

雖然顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的使用為我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶了很多便利，但是在使用過(guò)程中也需要注意一些問(wèn)題，由于顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)連接，我們首先就要考慮電腦中病毒的問(wèn)題，教師在教學(xué)過(guò)程中常使用U盤等移動(dòng)設(shè)備，容易使系統(tǒng)中毒，影響正常教學(xué)活動(dòng)的進(jìn)行，因此，教師應(yīng)經(jīng)常對(duì)教學(xué)課件進(jìn)行殺毒，也要對(duì)顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)做好日常維護(hù)工作，最好顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)只能做與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的工作，而不能用作他用。

四、教學(xué)效果

（1）顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的使用使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠更加積極地參到實(shí)驗(yàn)課中，提高了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)熱情。（2）顯微數(shù)碼互動(dòng)該系統(tǒng)的使用，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠更加直觀地進(jìn)行觀察，加深了對(duì)知識(shí)的理解，提高了學(xué)生分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。（3）該系統(tǒng)用于教學(xué)后，明顯提高了教師教學(xué)效率和學(xué)生學(xué)習(xí)效率，節(jié)約了時(shí)間，在相同的時(shí)間內(nèi)，可以多開(kāi)展幾次探究性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。（4）該系統(tǒng)的使用實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)考核的電子化，加強(qiáng)了師生的互動(dòng)，教師能夠隨時(shí)觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以及時(shí)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并把它作為該生實(shí)驗(yàn)考核的一部分，這樣學(xué)生會(huì)更加注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程，認(rèn)真進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的學(xué)生就會(huì)更多，從而提高了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在細(xì)胞分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的使用，明顯提高了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，豐富了教學(xué)資源，但是也有一些問(wèn)題，相信隨著科技的進(jìn)步，該系統(tǒng)會(huì)越來(lái)越完善，更好地為實(shí)驗(yàn)課服務(wù)，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供更加先進(jìn)和優(yōu)越的平臺(tái)。

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Abstract：In the experimental classes of colleges and universities，Optical microscopy，computer and network technology are combined through the application of digital microscope interactive system，and make full use of in the teaching，It realizes the direct communication，full interaction and resource sharing between teachers and students，It can obviously improve the teaching quality and efficiency.

Key words：digital microscope interactive system;cell molecular biology;the experimental teaching