無線數碼顯微互動系統在《動物微生物與免疫技術》實驗實訓教學中的應用

摘 要：數碼顯微互動實驗室的建立，提高了動物微生物實驗室的教學質量，包括學生的實踐動手能力和實驗課堂教學效率。結合動物微生物與免疫技術的課程特點，把無線數碼顯微互動系統用在《動物微生物與免疫技術》實驗實訓教學上，加強了教學過程中師生的雙向互動，實現了現代化模式教學資源的網絡共享和強化學生顯微鏡觀察能力的培養。

關鍵詞：無線數碼顯微互動實驗室； 實驗實訓教學； 動物微生物與免疫技術

中圖分類號：S852.4文獻標識碼：A文章編號：1673-1085（2024）05-0028-04

基金項目：山東省現代農業產業技術體系家禽創新團隊建設項目（SDAIT-11-05）

作者簡介：王彩霞（1972—），大學本科，高級實驗師，主要從事預防獸醫學研究，E-mail：2480806308@qq.com

實驗教學是高職課程教學過程中一個非常重要的環節，是對理論知識的復習、鞏固和驗證，對學生實踐能力的培養和創新實踐有著極其重要的關系。《動物微生物與免疫技術》是為提高學生動手能力和綜合素質配合理論教學開設的一門實驗課程。通過本課程的實驗學習，學生能熟練掌握動物微生物與免疫的基本操作技能[1]，系統理解基本理論知識，為禽病防治、動物防疫與檢疫等課程的學習打下良好的基礎；同時培養學生形成良好的生物安全意識，具備自主學習和一定的開拓創新能力。本課程細菌病的實驗室診斷通過利用顯微鏡油鏡來觀察各種微生物的形態結構，促進學生將實踐技能與理論知識結合起來。學生剛接觸動物微生物與免疫技術這門課程，難點是要快速在顯微鏡下找到圖像和準確識別這些肉眼看不見的細菌形態，而顯微數碼互動系統使顯微教學更便捷、易懂，具有共享性、時效性和交互性等特點[2]。

1? 無線數碼顯微互動系統

1.1? 無線數碼顯微互動系統的組成

NDM-5數碼顯微鏡無線互動控制系統采用無線傳輸方式，1個無線AP可以快速穩定地同時連接80個客戶端和1個教師端，教師端和學生端都采用高清數碼顯微鏡[3]，同時配備功能強大的顯微圖像處理系統，通過無線網絡實現互聯互通，可以實時評測學生課堂學習效果，并且提供多樣化的班級管理功能，真正實現個性化自助學習的實踐與創新。為了加強教學環節中全面覆蓋課堂教學、課堂評測和課堂管理，學生使用通用形態分析軟件，教師端使用專業形態分析軟件，使圖像處理和分析等更加具體。

1.2? 教師端

教師 NEXcope在顯微鏡和顯示器上都能看到黑色指針指示圖像，顯微鏡透射光源有自動關閉功能，學生離開超過30 min 后，就會自動關閉。這樣即可以節約能源，又能延長光源使用壽命。教師機有15項功能，分別是學生演示系統、視頻直播、監控、遠程命令、文件分發、文件收集、屏幕廣播系統、討論、分組教學、考試、調查、搶答競賽、圖像采集、 形態分析等[3]。

1.3? 學生端

配備顯微鏡80臺和圖像顯示器80臺，學生端圖像處理終端，學生端可同時兼容Windows系統和Android系統使數字圖像明亮均勻，教師以通話模式（屏幕廣播）與學生進行互動，也可以從pad上觀察。每位學生所觀察的圖像教師可以通過教師機PC終端看到，直觀掌握學生是否真正找到必須觀察的典型結構，發現問題及時糾正，通過屏幕廣播到每位同學的Pad上，實現顯微鏡平板一體化，提高師生互動效率。

2? 無線數碼顯微互動系統的在教學中的先進性、易用性、高效性、支持面廣、安全性

2.1? 傳統教學動物微生物與免疫技術實驗教學與現代教學的狀況

以“顯微鏡油鏡的使用及細菌形態的觀察”實驗為例，傳統的實驗課程基本要求是根據教學目標，了解細菌的形態、排列方式、結構特性，及其在細菌形態鑒定中的意義；能正確使用顯微鏡油鏡，且能在油鏡下正確鑒別細菌的形態；能制作細菌標本片；培養無菌操作的意識。存在的弊端是生物顯微鏡只能單獨使用，傳統的學生看片、老師答疑，形式呆板，老師無法與學生對顯微圖像進行溝通。大課堂人數較多，課堂信息量大、內容多，利用多媒體手段能形象地講解課堂教學內容，但無法就鏡下圖像進行交流。學生很難接受，這給課堂教學帶來諸多不便。標準版多媒體互動系統（第一代）進一步提高帶教手段，能與學生就教師鏡下圖像進行單向交流。網絡版互動實驗教學系統（第二代）使得師生間交流更加直觀有效，利用計算機網絡技術將教師鏡和學生鏡結合起來，實行師生間網絡互動和雙向溝通。

而無線數碼顯微互動系統幫助教師讓學生在課堂內外都能參與進來，以實訓項目“顯微鏡油鏡的使用及細菌形態的觀察”為例，學生可將在顯微鏡中看到的圖像直接傳輸到移動設備上，從而實現全班共享，小組討論，使課堂充滿互動性和啟發性。系統融合了數字化、網絡化的先進思想，確保屏幕廣播效率，實現傳統互動，但突破了傳統互動教室對空間位置的限制，是一種全新的先進的教學管理工具。安裝部署快捷、升級簡易方便；支持主窗口功能按鈕、浮動工具條、右鍵菜單、快捷鍵等多種操作方式，老師使用起來更加得心應手。采用核心的動態局部截屏及實時壓縮技術，確保屏幕廣播效率極高；可以根據網絡條件調節網絡補償強度；采用流媒體傳輸方式進行視頻播放，即使廣播課件、3D、電影也可達到實時流暢的效果。系統不僅支持所有主流的windows平臺系統，還支持Android系統、支持無線和有線網絡環境、支持雙顯示器應用模式。系統在安全性方面增加了防殺進程、斷線保護、卸載密碼保護等輔助功能，全面提高了系統的穩定性和安全性，使老師和學生無障礙交流學習。

2.2? 無線數碼顯微互動系統的功能優勢

為教師提供了有效的知識共享工具，對于課堂管理和考勤更加方便，通過監控畫面就知道學生的情況，讓每個學生都能始終看到同一頁內容；支持全屏幕視頻的廣播和支持廣播圖片質量高低的調節；通過視頻直播和掌握課堂討論與共享的圖像，使課堂有較高的同步性；實行分組管理，在執行遠程命令前給學生提示，方便學生對相關數據圖片進行保存；實現在教室里邊講邊指導學生，提供個性化學習，同時繼續通過移動設備控制和共享學生的顯微圖像。

3? 無線數碼顯微互動系統在《動物微生物與免疫技術》課程教學中的應用效果

3.1? 提高實訓課授課效率

基于《動物微生物與免疫技術》課程內容的特點，調動學生學習的積極性并發揮他們的主觀能動性，更好地去實現教學目標，進一步優化教學方法，發掘新的有效的輔助教學手段，使課堂教學與學生自主學習相結合，增加學生的學習趣味性[4]。無線數碼顯微互動系統可通過教師機終端看到學生觀察的視野，極大地提高了教學效率。靈活的語言教學模式和全在面的圖像數據共享，實現了在同一時間、同一界面師生的高效溝通[5]。做實驗時，隨時掌握每個學生的實驗過程與進展狀況，看到每一位學生調試玻片的動態過程，特別是在油鏡的使用過程中發現問題能及時糾正。

3.2? 提高學生實踐技能，實現授課教師全程實時監控

授課教師全程實時監控，要求每一位學生把自己制作的細菌標本圖像進行拍照分析，這樣學生在顯微鏡下看到的視野通過無線數碼顯微互動系統連接到教師電腦上，通過這種方法，學生在制作涂片標本、染色、使用油鏡等方面比較認真，提高了學生的實踐動手能力，又起到督促學生學習的作用[6]，體現了現代化模式教學資源的網絡共享和強化學生顯微鏡觀察能力的培養。

3.3? 互動多樣的教學形式，提高教學效果

在“顯微鏡油鏡的使用及細菌形態觀察”實驗時，傳統教學只是授課教師用講述、視頻和示范的教學方法，每位學生在顯微鏡下看到的圖像不同，學生可利用數碼顯微互動系統向老師提問，老師對同一性問題分類解答，提高了教學效果。

3.4? 實現信息容量擴展資源共享，提高教學質量

在普通動物微生物實驗室內實訓時，顯微鏡技術技能訓練實驗課堂授課效率低，學生制作的細菌標本玻片由于染色的差異，在顯微鏡下形態各不相同，教學資源少，學生被動的學習，沒有積極的主動性，出現的問題得不到糾正。而無線數碼顯微互動系統能及時發現問題、解決問題，通過老師的講解，學生在顯微鏡下觀察的細菌形態在大屏幕上看到，呈現動態的示教，實現了信息容量擴展資源共享，提高了教學質量。

4? 使用無線數碼顯微互動系統出現的問題及對策

4.1? 系統方面：數碼顯微鏡下圖像與學生機上的圖像有差距

通過教學發現學生機數碼顯微鏡的像素低，傳輸慢，圖像不清晰，畫面有延遲現象，使用過程中圖像切換速度較慢，影響了教學效果。指導學生養成從顯微鏡的目鏡中觀察圖像，視野更好，不要依賴Pad。

4.2? 學生方面：動手能力上存在一定的差距

高職學生的學習目的不明確，不知道未來干什么，不確定自身的需求，所學知識感到不是自己想要的，學習動力就沒有了。在學習的過程中大多數學生有學習的意愿，不知道怎么去學，重點是什么。不感興趣就不好好聽講，極大地影響了學習效果，造成顯微鏡使用不當，找不到視野，忽視了顯微鏡操作的基本操作，教師應反復強調。高職學生的動手能力差，教師指導學生多學、多看、多做、多練習。

4.3? 授課老師方面：授課老師掌握的熟練程度和授課形式

動物微生物與免疫技術實驗內容和數碼顯微互動系統的相關技術知識，授課老師要熟練掌握，授課形式要多元化，避免因使用不當而影響教學，所以要求實驗課教師必須熟練掌握數碼顯微互動系統的使用方法，使實驗課順利進行。

4.4? 管理方面：系統維護存在不便利性

加強實驗室建設，配備專職實驗員，出現故障及時修理，不能依賴于設備公司的維修人員，培訓全體教師的使用技能，實驗員老師與授課老師使用前后進行交接，要及時解決實驗過程中發現的問題，保障機器設備的正常運行。

5? 小結

顯微數碼互動實驗室的建成，實現了資源共享，擴展了信息容量，提高了教學質量，學生學習積極性和主動性得到發揮，學生的知識面拓寬了，很好地培養了學生的實驗能力和創新能力，是《動物微生物與免疫技術》在顯微鏡實訓教學的改變。數碼互動顯微鏡技術是新的實驗教學手段，有利于師生互動、個性化和遠程化進行，有利于培養學生自主學習、發現問題、提出問題、解決問題的能力。無線版互動教學系統突破傳統互動教室對空間位置的限制，既能實現傳統互動教室的功能，又能靈活布局，是一種全新的、先進的教學管理工具。

參考文獻：

[1]? 邵菊芳，冷云偉，朱紅威，等.顯微互動實驗室在微生物實驗教學中的應用[J].實驗室科學，2012，15（05）：123-124.

[2]? 李潤美，杜勤，彭光天.顯微互動系統在藥用植物學實驗教學中的應用成效[J].實驗室研究與探索，2020， 39（9）：232-234.

[3]? 祁根兄，劉紅芹，紀麗麗.無線數碼顯微互動系統在《動物解剖》教學中的應用[J].中國畜禽種業， 2023，19（02）：118-121.

[4]? 王菊寧，侯亞妮，馬思敏.無線網絡、數碼顯微模擬、翻轉課堂互動系統“三位一體”教學模式在病理學教學改革中的應用[J].醫學教育研究與實踐，2017，25（6）：921-924.

[5]? 林志云，潘利明.數碼互動實驗室在藥用植物和中藥鑒定實驗教學中的應用[J].廣東藥學院學報，2007（4）：466+469.

[6]? 葉劍爾.數碼顯微互動實驗室在微生物學實驗教學中的應用[J].藥學教育，2011，27（6）：51-53.

Application of Wireless Digital Microscope Interactive System in the Experimental Training Teaching of Animal Microbiology and Immunotechnology

WANG Caixia

（Shandong Vocational Animal Science and Vetevinary College， Weifang? 261061， China）

Abstract：? Establishment of digital microscopy interactive laboratory， animal microbiology laboratory teaching quality improved， students' practical hands-on ability and laboratory classroom teaching efficiency. Combined with the characteristics of the course of animal microbiology and immunity technology， the wireless digital microscope interactive system is used in the "animal microbiology and immunity technology" experimental training teaching， elaborated in the process of carrying out the animal microbiology and immunity technology experimental teaching to strengthen the two-way interaction between teachers and students， and realised the modern model of teaching resources network sharing and strengthened the cultivation of students' microscope observation ability.

Keywords：? Wireless Digital Microscopy Interactive Laboratory; Experimental and practical training teaching; Animal Microbiology and Immunotechnology