數碼顯微互動係統在微觀形態學實驗教學中的應用
實驗教學
作者：周偉 呂喆 葉宗偉 孫丹華
摘 要 根據漯河醫學高等專科學校采用顯微數碼互動實驗室進行形態學實驗課教學的情況，通過與傳統的顯微實驗教學模式相比較，認為該係統實現了教師和學生之間的實時互動、資源共享，在教學模式、考試方式等方麵得到進一步的完善，具有獨特的優勢，大大提高教學效率和教學質量。
關鍵詞 數碼顯微互動係統；顯微鏡；微觀形態學；實驗教學
中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2014）18-0142-02
實驗教學是理論教學的補充和鞏固，加深學生對理論知識的理解和認識，在培養醫學生實踐動手能力和提升理論水平方麵發揮著重要作用。微觀醫學形態學實驗是以微觀形態觀察為基礎的一門綜合性實驗教學體係，在漯河醫學高等專科學校的課程設計中主要包括病理學、組織胚胎學、醫學細胞生物學、微生物與寄生蟲學等幾門基礎醫學課程的實驗教學。這些實驗主要通過顯微鏡觀察細胞或者組織的微細結構，使學生能把書本知識與實物的觀察結合起來，從而加強對理論知識的認識和掌握。傳統的實驗教學受到切片數量和質量的限製，並且教師對學生的指導有限，互動較少，教學效果一般。而以數碼顯微鏡和電腦為單元的數碼顯微互動係統通過局域網相連接，能夠實現教師與學生之間的實時互動和圖像共享，並可以通過實體切片或者虛擬切片進行學習，從而增強教師的教學效果，提高學生的學習效率。
本文根據漯河醫學高等專科學校近年來使用數碼顯微互動係統開展微觀形態學實驗的情況，對該教學係統進行簡單的分析和總結。
1 傳統顯微鏡實驗室存在的問題
微觀形態學實驗主要進行顯微觀察，離不開顯微鏡和各種切片。傳統的教學方法是教師通過多媒體及顯微鏡示教係統進行講解和展示，然後學生自己進行鏡下觀察，同時教師進行巡回並解答相關問題，最後由學生自己根據觀察結果進行繪圖。在這種模式下存在諸多的不便。
1）隨著近幾年招生人數的增加，學校的顯微鏡以及切片明顯不足，無法保證學生的實驗需要；
2）學生在使用顯微鏡觀察切片時存在個體差異，增加教師輔導難度；
3）學生數量多，教師無法逐個輔導，不利於對學生的指導和師生間的交流；
4）切片種類繁多且同類切片存在差異，典型切片不多且不能共享，影響學生學習效果；
5）學生在實驗過程中獲得的優秀結果無法保存。
總之，傳統的教學方式受到顯微鏡使用以及切片的製約，教師勞動量大且無法及時對學生進行指導，也不能對好的結果進行保存和分享，製約實驗教學的效果。
2 數碼顯微互動係統的組成
數碼顯微互動係統主要包括數碼顯微鏡係統和計算機輔助係統以及網絡係統。其中數碼顯微鏡係統包括光學顯微鏡以及圖像采集硬件，既可以進行普通顯微鏡操作，也能夠對圖像進行采集；計算機輔助係統主要是在計算機硬件的基礎上安裝圖像處理軟件和語音互動係統，可以實現對鏡下圖像進行觀察處理以及師生間的互動交流；網絡係統則將教室中所有單套設備連接起來，實現信息傳遞。該係統具有多畫麵實時顯示、選擇式語音交流等交互功能，從而實現教學演示、師生交流等教學過程。
每個數碼顯微互動教室包括一個教師端和若幹個學生端，這些終端均可以將顯微鏡下的圖像實時傳輸到各自的顯示器上。教師端具有控製功能，能夠進行教學演示，將自己的屏幕圖像實時傳送給所有學生，通過語音係統進行講解和教學示範。在教學過程中，教師可監控學生的電腦屏幕，掌握學生的鏡下觀察結果並進行答疑解惑，還可以有選擇地將任何一台學生顯微鏡的圖像展示出來進行講解；學生端之間能夠進行圖片的傳輸，實現自由的互動和小組討論，還能將具有代表性的鏡下圖像拷貝下來，以備複習和保存。
3 數碼顯微互動係統的優勢
相對於傳統的實驗教學方式，數碼互動係統具有其獨特的優勢，具體如下。
良好的動態演示與互動效果 教師通過教師端對學生端進行控製，將所講解課件以及示例標本顯示在所有學生的電腦上，保證所示教內容高度統一、圖像清晰，避免造成學生認識上的誤差。在教師演示過程中，學生可以觀察到教師如何在顯微鏡下查找切片上的觀察目標，使學生有身臨其境的感覺，從而加強其對整個操作過程的感性認識，使其能夠更好地掌握技巧，增強學習效果。