全天候開放-無障礙互動型顯微鏡實驗室的建設及其在高校實踐教學中的應用

孟凡超　邱隆偉　董春梅　馬玉新　張春茹

摘? 要：顯微鏡實驗室互動與開放一直是相關高等院校實驗室建設的重點。針對顯微鏡實驗室教師與學生缺乏互動及實驗室開放困難的難題，我校建設了無障礙互動顯微鏡實驗室，并開發了全天候預約開放與視頻監督管理系統。投影屏幕、教師顯微鏡-IPAD與學生顯微鏡-IPAD通過無線網絡連接，每個IPAD都可以訪問其他IPAD并將現象投影至大屏幕，實現教師與學生無障礙互動交流。學生可以根據實驗室正常課程安排和自己的時間，通過預約開放系統進行預約，進入實驗室自主進行實驗，并可隨時與任課教師進行遠程互動。實驗室管理人員通過視頻的監控系統進行學生預約批準、實驗室安全監督、實驗室物品檢查等相關工作。該互動開放型實驗室極大提高了實驗教學質量和顯微鏡實驗室使用效率，為學生課后作業、大創項目、科技創新、研究生科研提供了獨自實驗研究保障，在其他相關學科和高校具有較強的推廣價值。

關鍵詞：顯微鏡實驗室;全天候開放;無障礙互動;實踐教學;預約開放;視頻監督

中圖分類號：G640? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）25-0140-04

Abstract： The interaction and opening of microscope laboratories has always been the focus of laboratory construction in relevant universities. Considering with the problem of lack of interaction between teachers and students， a barrier-free interactive microscope laboratory and a 24 hours appointment opening and video supervision and management system have been built in our university. Projection screen， teacher microscope-IPAD and student microscope-IPAD are connected via wireless network. Each IPAD can access other IPAD and projection screen to achieve barrier-free interactive communication between teachers and students. Students can make appointment with the manager via reservation system according to the normal laboratory schedule and their own time. Students can enter the laboratory to conduct experiments independently and remote interact with their teachers. Laboratory administrators approve students appointments， supervise laboratory safety and check laboratory items through video surveillance system. The interactive open laboratory greatly improves the quality of microscopic experiment teaching and the efficiency of lab use， which provides independent experimental research guarantee for students' homework， innovation projects， technological innovation， and graduates research. It has strong promotion value in other related disciplines and universities.

Keywords： microscope laboratory; 24h open; barrier-free interaction; practical teaching; reservation open; video surveillance

顯微鏡是人類最偉大的發明物之一，它把一個全新的世界展現在人類面前，使人們可以看到肉眼無法觀察的更微小的物質以及內部構造，廣泛應用于醫學、生物學、形態學、材料學、地質學等學科[1-3]。根據顯微原理可以把顯微鏡分為偏光顯微鏡、光學顯微鏡、電子顯微鏡等類型。在高等院校，顯微鏡早已成為相關專業教師從事科研和教學的基本設備，顯微鏡操作也是相關專業大學生學習專業知識的必備技能，相關高校都建設了用于本科教學的顯微鏡實驗室。顯微鏡由于只具有兩個鏡筒，只能供一人觀察，很難與他人共同觀看顯微鏡中的影像，而要拍攝顯微鏡內的影像，往往需要用到特別的儀器幫助，這給教學工作帶來很大困難。多筒顯微鏡的發明雖然可以同時滿足幾個人觀看，對于作科學研究比較適合[4]，但是在教學中還是很難滿足幾十個學生和教師同時學習。

數碼顯微鏡又叫視頻顯微鏡，可將顯微鏡看到的實物圖像通過數模轉換，使其成像在顯微鏡自帶的屏幕或者計算機上，由于可以與電腦連接，使顯微鏡內的視像通過連接到投影機播放，使所有學生可以一同觀看影像，在教學方式上是一次較大的飛躍，一度成為顯微鏡教學中最主要教學手段[5]。然而，教學投影常因分辨率限制，投影到屏幕上的現象不如直接在顯微鏡下觀察清楚，而且只適合于任課教師把自己顯微鏡下的現象呈現給學生觀看，學生自己的薄片現象無法直接呈現給教師和其他同學，導致實驗課堂缺乏互動。顯微鏡實驗室又常因儀器貴重、教學安排繁多、教師上班時間固定等制約，缺乏開放。如何進行高效的實驗室開放是顯微鏡實驗室管理一直研究的重要課題[6-9]。基于互動和開放兩大難題，經過不斷探索，我校建立了全天候無障礙互動開放型顯微鏡實驗室。