Motic數碼顯微互動系統在普通植物病理學實驗教學中的應用

周鑫鈺 任佐華 莫磊 朱宏建

[摘 要] 數碼顯微互動系統是近年來應用的先進現代化教學設備，可應用于多學科實驗教學和科學研究。在普通植物病理實驗教學過程中，采用Motic數碼顯微互動系統和多媒體技術相結合的方式將抽象難懂的植物病原學知識具體化、形象化，讓課堂內容變得直觀、生動，促進了普通植物病理學實驗教學互動效果，調動了學生自主學習植物病理學的興趣，提高了教學質量和教學效率。

[關鍵詞] Motic顯微互動系統;實驗教學;普通植物病理學

[基金項目] 2018年湖南普通高等學校教學改革研究項目“植保卓越班人才培養(yǎng)模式的改革與體系完善”（湘教通〔2018〕436號）;2018年? ? ? 湖南農業(yè)大學研究生教育教學改革項目“提高植保類研究生培養(yǎng)質量的改革實踐與研究”（湘農大通〔2018〕90號）

[作者簡介] 周鑫鈺（1980—），女，湖南隆回人，農學碩士，湖南農業(yè)大學實驗師，主要從事實驗課程與教學理論研究;朱宏建（1979—），男，湖南石門人，農學博士，湖南農業(yè)大學副教授（通信作者），從事植物病理學研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）34-0378-02 ? ? [收稿日期] 2019-11-18

“普通植物病理學”是植物保護專業(yè)的重要專業(yè)主干課程之一。由于該課程概念比較抽象，難以理解，傳統的實驗教學內容比較陳舊，教學方法和手段相對落后，實驗教學往往只是依附于其本身的單一模式，不利于學科間知識相互滲透和學生對各種知識點的理解，在一定程度上影響了學生學習能力及知識的掌握水平[1]。為了提高學生自主學習植物病理學的積極性，更好地提高本科教學質量，2018年湖南農業(yè)大學植物保護學院引進了Motic數碼顯微互動系統，應用于“普通植物病理學”的實驗課教學中，經過一年的實踐，取得了較好的教學成效，現將應用情況進行總結。

一、傳統教學方法在“普通植物病理學”實驗教學過程中的局限性

任課老師將上課的實驗內容準備好，在黑板上板書該節(jié)課的重點、難點，結合盒裝標本、浸漬標本、植物病害病原菌的掛圖和癥狀掛圖授課，每次實驗課結束，布置重要病原菌繪圖作業(yè)，學生在顯微鏡下觀察準備好的植物病害玻片，將觀察到的病原菌形態(tài)繪在實驗報告上，老師評閱后再分發(fā)給學生，這種傳統教學模式是經過幾代人的共同努力，總結出無數寶貴的教學經驗，形成了完整的教學體系，為人才的培養(yǎng)作出了巨大貢獻，但這種教學模式也存在著很多的不足之處[2]。

（一）課堂上課效率低，增加教師工作強度

學生觀察到的病害癥狀難以確切描述，相同的植物病害病原菌，每位學生看到的形態(tài)各有差異。在有限的學時內，面對班上32位學生，需要教師一對一的講解，耗費大量精力來回答學生們提出相同的問題，無法實現對每個學生的認真指導。由于有些學生不能及時得到有效的輔導，漸漸失去對植物病理學的學習興趣。他們選擇求助于鄰近座位的同學或在旁觀看其他同學操作，影響其他同學正常學習，降低了課堂教學效率。

（二）缺乏圖像資源共享

在觀察植物病原菌形態(tài)實驗過程中，標本和玻片數量是有限的，每位學生只能觀看自己的標本，不能同時觀察其他同學顯微鏡下的標本。如有學生看到特殊的病原菌形態(tài)，不能直接示范給其他同學看，也不能共享教師做的示范片及積累的資料庫中的信息資源。

二、Motic數碼顯微互動教學系統的組成

近年來，各種生物類課程廣泛地應用數碼顯微互動教學系統進行實驗教學。該系統主要是由顯微互動教學控制軟件系統、教師圖像分析處理軟件系統、數碼生物顯微鏡系統、學生端互動交流軟件、虛擬網絡教學系統和無線網絡系統等共同構成[3]。實驗室配置32臺學生正置數碼顯微鏡和1臺教師智能數碼顯微鏡，學生每臺顯微鏡均配備一臺Apple ipad WIFI，9.7英寸Retina超高清分辨率顯示屏。系統通過Wifi無線傳輸，可以連接不同智能終端機，同一教室多個學生Ipad或智能手機可同時登陸同一臺Wifi顯微鏡，保證信號在任何機器中傳輸，教師端可隨時觀測學生端的每個顯微鏡的圖像，以便快速、準確地掌握學生的顯微鏡成像情況。教師機是整個教學系統的樞紐，每一臺顯微鏡下面的圖像都可以通過無線網絡傳送至教師設備端上，通過專有局域網實現互聯，使用全新分布式數碼互動軟件系統進行設備組織與課堂教學，實現圖像數據全面共享和語音交流[3]。

三、應用Motic數碼顯微互動系統進行普通植物病理學實驗教學的優(yōu)點

（一）全程監(jiān)控實驗教學進程

教師端可以利用數碼互動系統控制學生端功能，隨時掌握學生對授課內容的掌握情況，根據學生的課堂進度，按需求選擇強制性、非強制性兩種示教模式，將教師顯微鏡下的病原微觀圖像或PPT課件“示范教學”到每一個學生的Ipad或智能手機上，進行現場教學講解。在實驗操作過程中，學生遇到一些不清楚的內容時，可隨時查看教學課件進行復習，教師也可實時觀測每名學生的上課狀態(tài)，對學習不認真的同學進行閃屏警告，督促其專心學習。

（二）促進師生互動

通過互動教室控制軟件，示教時，每臺學生端顯微鏡的圖像均可以實時顯示在教師端電腦屏幕上，教師與學生之間可進行雙向語音交流。學生可以通過點擊自己電腦上的“提問”按鍵，詢問老師在顯微鏡內觀察到的不認識或者不確定的植物病原菌結構。此時教師再通過點擊該學生的圖像窗口，在教師端電腦上打開該學生的畫面。根據學生提出的問題，通過語音或圖文進行單獨交流，也可進行集體討論，減少了教師頻繁走動帶來的體力消耗[4]，實現了師生互動，提高了教學效果。

（三）豐富植物病理學實驗內容，實現資源共享

傳統的植物病原掛圖講解，非常抽象，難以理解。新的顯微互動體系教學，教師通過教師端顯微鏡和多媒體技術對植物病原結構進行講解和動態(tài)演示，學生可以清晰、直觀地觀看和理解實驗內容。在教學過程中發(fā)現罕見和典型的病原結構，尤其是找到清晰的植物病原菌特殊結構，保存下來作為教學資源，也可切換至大屏幕隨時給學生講解，提高了教師的授課效果和學生的求知欲望，使學生在有限的時間內獲得更多的知識。

（四）考核方式改變

傳統的植物病理學實驗課程考試由以學生出勤和實驗操作為基礎給出的成績。這種考核方式容易出現理論與實踐脫鉤的情況[5]。Motic數碼顯微互動系統在對學生考核時，可以簡化考核方法而豐富考核內容，教師從圖片庫中選擇考核圖片，隨機點名提問學生對觀察的植物病原菌特征進行描述，并說出該植物病原菌的種屬，這對于考核學生的形態(tài)觀察、實驗辨識能力更加靈活、規(guī)范和高效[6]。

四、實驗教學中存在的問題

經過一年的植物病理實驗教學應用，任課教師和上課學生的一致認可了這種教學體系。植物病理學實驗教學質量得到了提高，激發(fā)學生做實驗的興趣和創(chuàng)新思維能力。但是，在實際應用中數碼顯微互動系統還存在一些問題。每次上課前，班上32臺ipad平板電腦需要一臺臺接線充電，充完電再回收充電器，操作十分繁雜。另外，學生在操作病原玻片觀察過程中，有時出現數碼顯微鏡和Ipad不能同步，在顯微鏡里能清晰觀察到的植物病原菌，Ipad中無法正常顯示。導致學生基礎知識的掌握不夠扎實，實踐操作能力下降。由于數碼顯微互動系統在植物病理實驗教學中應用時間較短，很多地方還有待發(fā)展和完善，優(yōu)化教學過程，激發(fā)學生的積極性和創(chuàng)新性，進一步提高實驗教學的質量和效果。

參考文獻

[1]吳正升，王曉楠，王超群，等.組織微陣列結合顯微數碼互動教學系統在病理實驗教學中應用[J].安徽醫(yī)藥，2010，14（10）：1239-1240.

[2]楊廣玲，李向東，張衛(wèi)光，等.Motic顯微數碼互動系統在植物病理學實驗教學中的應用與效果評價[J].實驗室科學，2016，4（19）：68-74.

[3]張志強.數碼顯微互動系統在微生物學實驗教學中的應用[J].農業(yè)科技與裝備，2017，282（12）：55-56.

[4]郭海，李寧寧.淺談Motic數碼顯微互動系統在組織學實驗教學中的應用[J].河南醫(yī)學高等?？茖W校學報，2016（28）：535-538.

[5]陳俊華，王艷，王仕元.基于Motic數碼顯微互動系統的微生物學實驗教學方法[J].實驗室科學，2019（1）：89-95.

[6]劉艷，馬曉平.利用顯微數碼互動系統提高微生物實驗教學效果[J].實驗室研究與探索，2015（34）：195-205.