网络版数码互动实验室

网络版数码互动实验室（共8篇）

网络版数码互动实验室 篇1

1 引言

进入21世纪以来,随着高科技在医学教育领域的应用,医科类院校医学教学手段发生了质的飞跃,为深化课程体系改革、培养创新人才打下坚实基础[1]。基于网络的数字切片系统在基础医学实验教学中的应用,给传统教学模式带来深刻变革[2]。国家教育部“2011计划”提出,教学质量的提升是实现我国高等院校科学发展的关键[3]。近年来,我校大力实施质量兴校战略,坚持以人才培养为核心,开展以课程体系和教学方式改革为核心的综合改革,着重培养研究生的创新思维和从事科学研究的基本能力。同时,自主建设统一网络自主学习平台,在率先引入标准版MOTIC显微数码互动实验室用于实验教学的基础上[4,5,6],新近将网络版数码互动实验室应用到实验教学中,对提高实验教学质量起到很大的推动作用。特别是在硕士研究生免疫组化技术实验教学中,利用该系统图文并茂的互动沟通方式进行教学,对培养学生的实践能力和创新能力有显著的教学效果。

2 网络版数码互动实验室的应用特点

2.1 MDL.Net v3.0显微互动网络教学系统的主要功能

网络版数码互动实验室教学系统采用MDL.Net v3.0显微互动网络教学系统软件。该系统由学生用和教师用的高像素数字化多功能数码显微镜、多媒体和软件教学平台、双向语音和文字交流系统、图像处理与分析模块、实验报告和考试模块等组成。系统能提供清晰的学生、教师显微镜多画面实时显示和丰富的教学交流交互手段。教师只需一台教师计算机就可以同时显示、控制学生端多台数码显微镜的画面,可以对其图像进行调整、捕捉和放大以及对教师端300万像素数码显微镜图像进行显示、捕捉;可选择其中一台学生数码显微镜对其实时图像进行传播;可通过学生举手、教师指导的功能对学生显微镜下的图像进行指导。实时清晰的语音、图片以及文字交流功能,方便了师生间的交流,使得讨论内容更明确,沟通更方便。学生讨论及其讨论组功能可使学生在一个组内沟通交流。教师端可以把自己计算机中的图像传送给全体学生,达到示教作用,也可把任一学生计算机中的图像传输给其他学生,达到示范作用。独有的系统故障自动处理以及系统自动恢复功能,可以使系统较长时间地稳定运行。

2.2 网络版数码互动实验室的软件优势

相对于前几代标准版数码显微互动实验室而言,网络版数码互动实验室具有全新的软件优势:(1)从系统结构上加强了互动系统的容错性和稳定性,任何一台学生机可以在教师机出现问题时替代教师机执行教学任务。(2)业界最快的动态显微图像传输技术,保证高分辨率的动态影像从摄像系统传送到计算机并传送到网络传输时的连贯性。(3)独有的电子实验报告系统可以为基础形态教学到临床教学(病理、检验)等各个学科提供可定制的、独特的报告格式以及模板,并以数据库形式进行管理,方便教师批改以及学生查阅。(4)系统提供教师机双屏支持,一个屏幕显示教师显微镜画面以方便教学,另外一个屏幕一直监控学生显微镜画面。独家支持10×10个学生端同屏监控的功能,通过自动换屏功能还可以提供最多1 024个学生端的监控。(5)“一键授课”模式,教师机只需要通过一个授课按钮就可以对学生进行PPT课件、显微镜动态画面以及各种多媒体视频的教学任务,无需再在各种授课模式之间来回切换。

3 网络版数码互动实验室在硕士研究生免疫组化技术实验教学中的应用

免疫组织化学(以下简称“免疫组化”)技术是利用抗原与抗体间的特异性结合原理和特殊的标记技术,对组织和细胞内的特定抗原或抗体进行定位、定性或定量检测的技术[7]。该技术将形态学改变与功能和代谢结合起来,具有特异性强和灵敏度高的特点[8],广泛应用于临床疾病诊断和科研工作,是硕士研究生实验教学的基本内容,也是将来从事科学研究和临床工作必备的基本技能[9]。

3.1 传统硕士研究生免疫组化技术实验教学模式存在的主要问题

3.1.1 内容枯燥乏味

免疫组化技术有许多操作步骤耗时长,有的步骤最长要等1 h。在传统教学模式下,这段时间中学生无事可做,感到很无聊。

3.1.2 光学显微镜功能局限

传统显微镜功能的局限性使免疫组化技术实验课教学内容受到极大的限制。教师将显微镜对准实验结果示教片内容,学生轮流观看,往往看不到所示内容。此外,如果学生不小心移动切片,将观察的图像移到视野外,其他学生往往得到错误信息[8]。

3.1.3 教与学缺乏互动

传统免疫组化技术实验课教学中,师生之间及学生之间的沟通和交流受到教学设备的限制,学生只能单独观察自己做完的最后实验结果,在有限时间内很难得到实验指导教师的有效指导。

3.1.4 缺乏实验结果共享

由于不能实现图像的储存,一些学生做得好的实验结果或者由于操作失误没有达到预想的实验结果,都无法留下任何显微镜图像资料,无法使学生在今后的实验中吸取经验和教训,取长补短[9]。

3.2 网络版数码显微互动实验室在免疫组化技术实验课教学中的优点

3.2.1 理论知识与实验操作交互,培养学生实践能力

在网络版数码显微互动实验室,一台教师机便可实现理论课多媒体教学以及在实验课中与学生的图像、语言的网络互动。教师机启动多媒体教学功能时,可以控制全部学生机。与此同时,学生机也可以显示和教师机一样的画面,通过语音系统进行理论课讲授。如需显示显微镜所观察切片的图像时,先最小化教师屏幕,然后打开软件系统,学生可通过自己的显示器看到教师机演示的免疫组化切片观察内容。免疫组化操作的注意事项及操作失误造成的结果用显微镜下的图像展示给每一位学生,简单易懂,记忆深刻。

3.2.2 实验内容图文并茂、形象直观,实现了师生间的双向互动

网络版数码显微互动实验室最具特色的功能是通过高度清晰的画面显示,使师生之间、学生之间能够在网络模式中实现互动沟通。数码互动语言、文字交流系统可以实现学生端和教师端一对一或一对多的教学模式,师生之间以及学生之间可以相互沟通。在免疫组化技术实验课教学时,教师在教师计算机上可以看到每位学生显微镜下最终的实验结果:有的学生做的免疫组化切片背景干净,阳性表达清楚;有的学生在操作中切片暴露时间长,组织干燥,影响结果;有的学生在滴抗体时,误将吸液枪头划过组织,造成组织缺损;有的学生封好的切片内有气泡。随后教师可以用清晰的图像将上述实验现象展示到每位学生端计算机显示屏上,对每位学生制作的免疫组化切片质量作出评价,并指出问题所在以及要采取的措施,这样有利于学生在今后的科研工作中少走弯路。

3.2.3 数码显微拍照功能可储存个性化显微镜图谱,永久保留珍贵档案资料

网络版数码显微互动实验室教师端和学生端都可以对免疫组化技术实验结果的切片图像内容进行拍照,并保存在文件夹中,永久保留珍贵的档案资料。学生也可以用U盘拷贝,每位学生可以将最终显色结果用显微图像记录下来,满足学生随时调用、反复观察的个性化学习需求。

4 教学效果

网络版数码互动实验室改变了传统免疫组化技术实验课单调的教学模式。学生可通过多个信息平台进行学习,图文并茂的互动教学模式极大地提高了学生免疫组化技术实验课实验的积极性和实验学习质量。实验课结束时几乎所有参加实验教学的学生都能看到自己亲自操作完成的免疫组化实验结果,切实体会到自己科研实践的成就感。从反响来看,学生对这种新的教学模式非常欢迎。

5 结语

网络版数码显微互动实验室是目前最优秀的实验室教学系统,它将图像、文字、声音融为一体,使医学免疫组化技术实验课教学方式发生了历史性的改变,对免疫组化技术实验课教学质量和教学效率起到了很大的推动作用。需要指出的是,该套实验教学系统的质量控制和设备的维护和保养是保证教学正常进行、提高教学质量的关键。为此,必须强化法规意识,健全措施制度,完善服务网络,严格监督管理,加强实验人员队伍建设,确保装备质量始终处于最佳工作状态[10]。

参考文献

[1]张祖进,郭召平,李辉.医学工程技术人员管理的现状及发展建议[J].医疗卫生装备,2011,32(9):127-128.

[2]王霞,李娟,张明.基于网络的数字切片系统在医学形态学教学中的应用[J].医疗卫生装备,2011,32(11):135-136.

[3]郑树山.以提高质量为核心全面提升高等教育发展水平[J].国家教育行政学院学报,2010,14(4):3-5.

[4]杜丽坚.试论高校数码互动实验室设备的规范化管理[J].医疗卫生装备,2008,29(7):78-79.

[5]杜丽坚.Motic数码显微互动实验室在病理学实验课教学中的应用[J].南京医科大学学报:社会科学版,2005,5(4):368-370.

[6]杜丽坚.数码显微互动实验室管理与维护[J].医疗卫生装备,2007,26(7):78-79.

[7]何新明,罗颖洁.免疫组织化学染色技术常见问题的研究与探讨[J].中国免疫学杂志,2011(S1):1188-1194.

[8]崔佳乐,郝利铭.医学研究生免疫组化实验教学思考与探索[J].基础医学教育,2011,13(6):531-532.

[9]李飞虹,高嵋.研究生应用免疫组化技术的质控与标准化[J].广东医学院学报,2008,26(2):218-220.

[10]陈宇珂.强医疗设备质量控制体制建设探讨[J].医疗卫生装备,2012,33(1):109-110.

网络版数码互动实验室 篇2

关键词：Motic数码显微互动实验室 基础医学 实验教学

中图分类号：R36-4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（a）-0190-01

组织胚胎学和病理学等实验课经常用到光学显微镜，在传统实验室条件下完成实验教学，师生互动效率和教学效果难以达到理想目标。在医学形态学实验课教学过程引入Motic数码显微互动实验室，在学生完成显微标本自我动手观察的同时，通过数码摄像、师生语言互动和多媒体网络教学等手段，不仅提高了师生互动的效率，而且教学内容也变得更丰富、更新颖、更生动[1]。

1 实验室的组成和特点

1.1 组成

该教学系统是由图像系统、语音问答系统、数码显微镜系统、计算机软件系统构成，具体包括图像处理与分析模块、多媒体教学设备、双向语音交流系统、学生用数码显微镜和教师用数字化多功能数码显微镜和软件教学平台等。教师端和每个学生端均通过U口与各自电脑连接使用高清晰度数码显微镜，相互之间形成的图像处理单元相对独立且比较强大。各单元之间使用局域网互联，设备组织与课堂教学通过全新的分布式数码互动软件系统完成，图像数据共享较为全面，语音交流较为灵活。

1.2 特点

硬件方面，学生端都自带电脑，配置内置一体化数码显微镜，有效像素和分辨率均较高，成为独立的图像处理平台；教师端配置200～330万有效像素的高分辨率数码显微镜，可以给学生端实时播放课件；所形成的硬件设施安装维护方便，网络稳定高效，布线简洁，为较好地完成实验课教学打下基础。

软件方面，教师端可以控制学生端的每台显微镜和电脑，自动关闭电脑，自动开启学生端的应用软件，实时监控学生的电脑屏幕，可以把某一个学生或教师端的图像传送给所有学生。学生端有讨论教学指针实现动态实时与教师讨论显微镜下图像，与教师通过短信方式进行图文并茂的沟通，独立的图像处理分析软件包，有效提高学生独立分析能力。考试系统降低了教师劳动强度，实现考试无纸化及对考试情况分析自动化。

在医学形态学实验课教学过程中，通过Motic数码显微互动教学系统，教师可以实时观察到课堂上每个学生的显微镜画面，通过语音问答系统指导学生改正实验中存在的问题。学生可以将微观图像视频信号通过高清晰CCD摄像头输出到投影仪和计算机等输出装置，能够直观地显示和与师生共同讨论直观的图像。教学系统具有的图像处理、分析、数码录像等功能，可做到长期保存和随时再现相关图像与资料，有利于学生对知识的理解。

2 实验室的特色与优势

MOTIC数码显微互动实验室教学系统的画面清晰，交互手段丰富。只需一台计算机，通过局域网络，便可实现图像、语音的师生互动交流，解决实验过程中存在的问题。教师通过实时观察学生的显微镜画面，能指导其及时改正实时发现的实验中存在的问题。学生可以及时处理操作自己电脑上的微观和宏观图像，可通过提问系统主动请求教师帮助，与教师交流讨论可通过Motic独创的显微镜LED光标箭头指示系统有效高质量地完成，师生间的交流直观有效，有利于建立良好师生关系以及理论知识的学习和掌握。

我校Motic数码显微互动实验室配有教师用数码显微镜1台，学生用数码显微镜32台，两者之间通过分配器、数据线和相应软件相连，学生显微镜视野内所显示的数码信息可以显示在在教师主控的电脑上，教师可将所有的图像通过投影仪投影到大屏幕上。这样，学生不但通过自己的电脑看到自己观察到的图像，更可看到教师和其他同学观察到的图像，使得数码图像系统使师生之间的图像资源能够共享。

Motic数码显微互动实验室的语音问答系统为教师与每位同学都配备一套耳机和呼叫系统，在教学过程中师生可以互动对话交流。全体学生不仅可以听取教师的示教讲解，教师更可以根据实际情况采用个别提问或小组讨论的方式进行实验教学，实现了师生互动交流的良好教学氛围。教学模式也由“点对点”转变为“点对面”，明显提高了教学效率。可通过一个人的问题引起大多数同学进行思考，从而调动学生的学习积极性和能动性，发挥学生的主体作用和教师的主导作用，减轻了教师的劳动强度，提高了工作效率。

Motic数码显微互动实验室将标本玻片与大体标本融为一体，通过图像、声音以及显微镜下等形式将抽象复杂的教学内容直观、准确地表达出来，学生在最短的时间内最大程度地接受和验证医学理论知识，并将其切实掌握，有利于顺利完成教学任务。

Motic数码显微互动实验室的教师端和学生端具有静态捕捉、自动定时捕捉和动态录像捕捉图像的功能，教师可以运用此功能开展实验重点和难点内容的教学活动，学生可通过拍照，记录并存储重要或难理解的显微图像在自己所用电脑中，提高了科学研究能力。

3 在病理学和组织学教学中的应用

利用Motic数码显微互动实验室建立病理学和组织学图片库和题库，可以促进实验教学的顺利开展，较好地完成学科教学目标。

在病理和组织胚胎学的教学中，图片是帮助学生掌握和识别各种细胞、组织和器官的重要教学资料。传统的实验教学方法的挂图存取不方便，易损坏和丢失。教师可以通过照相、扫描等方式建立了按教学内容章节存放的系统图片资料库。在实验过程中可随时补充切片中的缺失结构，不断更新新的组织和病理切片内容。更加丰富了教学内容，尚可作为任课教师课堂理论教学多媒体课件所利用。

实验考核是检测实验教学质量和反映学生能力的必要手段。依据Motic数码显微互动实验室建立的题库可以进行实验考核，全面评价学生的学习效果。

考核的具体操作方法为：（1）一般选择每次实验课结束前5 min，教师随机抽考3～4名学生，以客观评价学生的实验能力和学习效果。每次考核不合格的同学，下次实验课补考。期末考试前再组织学生进行最后一次考核且计入期末考试成绩。（2）提前在教师计算机内储存试题，在未提前告知的情况下，定期不定期地开展个人、小组或是全班测试，大幅度提高学生的实际能力和水平。

Motic数码显微互动教学系统对改变传统教学模式、提高教学质量具有深远意义，有助于学生了解各组织器官结构，提高学生脑眼手的协调，增加学生的学习思维能力和独立操作、分析能力，为后续课程学习打下良好的基础。

参考文献

网络版数码互动实验室 篇3

高等医学院校实验室是实践教学、开展科学研究的重要基地和实现培养目标的支撑点。实验室装备的现代化程度和管理水平以及实验室资源的利用效率直接反映一个学校的教学硬件实力和办学质量。形态实验研究是医学基础教学过程中的重要组成部分, 直接影响学生对学科知识的理解和掌握。显微数码互动系统突破传统实验存在的局限性, 效率更高、沟通性更强, 是现今高校使用率很高的多媒体教学系统之一。我院为适应发展需要, 将原先分属于各系的形态学实验室合并重组, 于2006年投资近200多万元创建了2个显微数码互动系统教室, 和3个普通形态实验室一起专管共用, 高频次运行使用至今, 发挥了重要作用, 取得了显著成效。现将显微数码互动系统构成、使用、维护、管理情况、存在问题及新的尝试总结分析如下。

1 显微数码互动系统网络教室的组成

显微数码互动系统网络教室由教师用显微镜、显微数码互动图像采集系统、显微数码互动控制系统计算机和学生端显微镜组成, 并配置有图像分析软件。每个互动网络教室配有1台教师机 (主控端:奥林巴斯CX31型生物显微镜) , 分别与36台学生机 (客户端:奥林巴斯CX21型生物显微镜) 相连, 通过交换机形成实验室局域网, 同时接驳了影碟机和功放 (录像机已经被淘汰) 等多媒体设备, 是资源共享、高效运转的实验平台。显微数码互动系统形成实验室局域网, 可以实现各实验室之间传递声音、文字和图像及镜下放大显示的标本片, 既可以一人主讲多室收看, 又可各实验室单独播放, 实现了多个实验室同步教学。系统主界面及使用如图1、2所示。

显微数码互动系统网络教室主要承担学院各系、部研究生、6个专业的实验课, 为形态学科的综合实验室, 实现了实验教学设备的“资源共享、专管共用”。除正常上形态学实验课外, 很多教师及科研人员都利用本系统教师机显微镜进行科研方面的镜下图像采集、数字化图像的实时传输以及显微图像的观察、研究、分析、处理等工作。经过8 a的运行使用, 中心已成为基础理论与实践技能密切联系、实验课程与临床实践有机结合、培养创新思维与科普教育协调发展的形态学实验教学平台。

2 显微数码互动系统的优势和教学效果

传统实验教学模式, 学生学习主动性不强, 教师奔走解答, 劳动强度大, 教学指导性较差, 且会顾此失彼, 教师会多次重复解答或指导共同而普遍性的问题;教师和学生之间缺乏有效互动, 信息资源不能充分共享。而显微数码互动系统的优势则在于:学生可以在镜下对显微图像进行数字化实时传输, 对采集的显微图像进行分析及处理, 同时实现实验课教师和学生之间的互动教学, 使整个教学更加直观高效地完成。

显微数码互动网络教室具有以下特点[1]: (1) 通过清晰的图像和丰富的交互手段, 实现了师生实时互动, 增加了师生间有效沟通, 达到了“一对一”、“点对点”、“点对面”的授课效果, 工作强度降低而效率提高。 (2) 使学生很好地了解组织、细胞的结构及相互关系, 减少了学生在学习过程中的一知半解现象。 (3) 师生互动交流, 实现资源共享。学生在显微镜下的观察内容可以实时地显示在教师的计算机显示屏上, 能及时纠正错误的观察视野;学生在显微镜下观察到一个典型视野时, 教师可以将其切换到所有同学的显示屏上, 供大家讨论;还可以将有病理意义的图片和重点难点等知识以“广播教学”、“文件分发”方式传送到每一位学员的计算机上, 实现资源共享。 (4) 维护课堂秩序。教师可以选择“黑屏肃静”对学生上课时上网、玩游戏等精力不集中情况加以警告。 (5) 建立图像库, 便于复习。教师与学生可以利用拍照系统, 镜下采集图片, 测量分析保存, 不受时间和空间的限制, 便于随时进行复习和调用, 满足学生个性化学习方式的需求, 提高教学资源的利用率。

3 数码互动网络实验室的管理及维护

显微数码网络教室共有74台奥林巴斯显微镜、74台计算机及显微图像采集系统。为了更好地使用和维护这些贵重仪器, 应建立和完善实验室管理制度, 强化规范管理, 组织和协调实验室的建设, 合理购置、维护、升级, 加强检查和监督[2], 充分发挥实验室的职能, 优化保障实验教学。

显微数码网络教室系统基本功能使用最多, 如主控台的远程控制开关机、广播教学、学生演示、电子举手、黑屏肃静、拍照系统、文件分发和作业下发。由于坚持由实验技术人员规范手法和程序开关机, 主控台以及所配显微镜的冷光源故障最少。学生用相关计算机故障较多, 经常出现无法远程开关机、屏幕震颤、键盘鼠标失灵、无因鸣叫等系统的稳定性不佳问题。最麻烦的是学生总是随便改变计算机系统桌面设置, 管理人员不得不经常地去恢复重置。

显微数码互动系统在完成形态实验教学中, 要承担6个形态学专业的实验课程, 使用频次高、人员流动大、损耗大、故障多、维护维修和管理工作量大。课前由值班人员按要求程序规范开关机操作;实验室教学前开始提前通风, 调整室内光线、温度;仪器设备及实验用品准备;座次秩序管理;做到“镜位合一”, 严格检查登记制度[2];课后认真点检、清洁、整理, 还原正确摆放, 每次做完卫生都让空气流通片刻, 避免过于潮湿, 以防显微镜镜头发生霉变[3], 并进行门窗水电及环境的安全管理。特别是寒暑假期过后, 要进行通电检查、通风除尘、检查维修等常规工作。在系统使用中要时常提醒学员防止图像采集器的接头受压损坏;监督使用油镜后镜头的重点擦拭和清洁。要求学员课后将显微镜镜头调至八字形、光源必须由强到弱再关闭等。网络系统软件安装调试、计算机故障排除、显微镜检查清洁、熟练掌握显微数码互动系统的使用及维护规律, 这些都是日常维护工作的重要内容。对首次使用显微数码互动系统的教师们而言, 要负责讲解使用方法并解决使用中出现的问题, 指导学员正确使用本系统并正确还原设备摆放以及如何镜下采集图片等, 这些都是实验技术人员的重点工作。经过8 a来的精心管理, 设备的使用率和完好率不断提高, 真正做到了实验室的专管共用, 保障了形态学实验教学的顺利进行。

4 显微数码互动系统在使用中存在的问题与对策

数码互动系统在实际教学活动中存在如下问题: (1) 个别教师上课时图像、幻灯片变换节奏太快、太频繁, 会造成学生视觉疲劳和大脑抑制, 可能会影响教学效果[1]。教师上课时要注意适当放慢变换的节奏。 (2) 个别教师过分依赖该系统, 黑板作图减少, 导致部分学生绘图质量下降。应把好的传统授课方式保留下来, 结合使用。 (3) 由于计算机屏幕上的画面形象逼真且观察方便, 因此很多学生只观察计算机屏幕的图像, 使用显微镜的基本技能欠缺。要特别强调学生显微镜使用与计算机图像观察之间的配合。 (4) 个别年纪较大的教师不想学习新东西, 不使用这个系统, 只播放自己的课件。总之, 带教教师的使用情况对系统优势的体现有很大相关性, 要求实验课带教教师既要发挥该系统的优势, 又要发挥主观能动性, 综合各种教学方法, 达到最好的教学效果。

5 数字切片与显微数码互动系统相结合在病理学实验课中的应用

除了合并重组, 建立资源共享、高效运转的实验平台, 我们还尝试了“时间开放”和“内容开放”。在固定时间段实行教师现场授课与指导和全开放学生自主学习的方式, 特别是考试前的实验室开放有利于学员的复习和讨论。

病理学实验教学多在实验室以各种病变组织玻璃切片借助显微镜为学习对象, 玻璃切片易破损、褪色, 不易永久保存, 因此需准备大量的玻璃切片。而玻璃切片成本高且制作质量无法保证, 使典型结构的观察和示教受到时间和空间的影响。数字切片结合显微数码互动系统, 打破了传统玻璃切片的局限性, 可尝试在病理学实验教学中应用。

数字切片是利用全自动显微镜扫描平台, 结合控制与扫描软件系统, 把传统玻璃切片上的全部标本进行逐行扫描、无缝拼接, 生成整张全视野的数字化虚拟切片, 并储存在计算机及其他移动硬盘及光盘中, 然后下载专用的虚拟切片看图软件, 通过计算机显示器来观看[4], 图片清晰、分辨率高、切片内有整块组织的全视野信息。数字切片不依赖显微镜, 只是模拟显微镜观察模式, 利用相应的图像浏览软件, 用肉眼观察接近光学解析度;用鼠标可任选切片位置, 能定倍及任意地放大缩小而无图像信息失真。其特点为: (1) 数字化切片可无限数量地备份复制, 存储于计算机或网络服务器端, 不删除可以永久保存。 (2) 数字化切片可进行切片后处理, 如标注和定量分析以及能准确快速地找到组织细胞结构。 (3) 可建数字切片库, 具有多种用途及意义, 方便教师备课、交流讨论、学生实验考试和远程教学等活动。 (4) 为少见疾病的切片教学提供了新手段及共享学习平台[5]。

6 结语

总之, 将数字切片应用于病理学实验教学, 我们只是做了一些尝试。另外, 数字切片的典型性好, 但实际临床病例都不是那么典型, 也就是说, 数字切片的多样性有待完善。今后我们将继续进行有益的探索和研究, 充分利用显微数码互动系统和数字切片这些先进的教学工具和手段。数字切片与显微数码互动系统的结合必将给形态学实验教学带来了全新的模式和广阔的发展前景。

参考文献

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[2]程静华, 孟庆勇, 何立英, 等.形态学实验教学的发展现状与对策[J].中国高等医学教育, 2008 (6) :26-27.

[3]程静华, 李平, 容哲.形态实验教学中显微镜存在的问题及处理[J].医疗卫生装备, 2009, 30 (10) :121-122.

[4]王晓洁, 曹立宇.数字切片在病理学教学中的应用[J].安徽医药, 2011, 15 (5) :263-264.

网络版数码互动实验室 篇4

解剖实验室的素材是尸体, 是不可重复利用的资源, 而现今国人的观念是不愿意身后的尸体被人破坏的。而没有了实验素材是无法培养出能够救死扶伤的合格医生的。因此各个学校对实验素材就非常珍惜, 不能浪费。

学生分组实验的时候教师要到各个解剖台前观察指导, 但又不能看到每组学生的全过程。如何能让所有的学生都能清晰地看到教师的演示?又如何能让教师观看到每组学生实验的全过程?并能各组间相互比较, 及时发现并纠正问题?根据医学院教授的这些要求, 06年我们开始研发《解剖教学数码互动系统》。

功能设计上要求1。要能将各个解剖台上的实验过程能够实时地显示并存储, 不仅本教室的同学老师能看到, 并且其他实验室的同学教师也能看到。这样在国际著名的专家前来交流的时候, 不仅能让更多的教师同学看到, 还能将宝贵的资料进行完整的保存。2.上课资料不同于普通的监控录像, 是需要将教师的语言, 以及和学生交流的情况也记录下来。这是现有的解剖互动系统不具备的。这些资料可以转换成课件进行播放。

在选择前端设备的时候发现, 实验素材尸体, 一般经过冷冻和福尔马林的浸泡, 颜色晦暗, 不管皮肤和肌肉都没了光泽, 既不吸光也不反光。而一般实验室的房高都在2.8米以上, 同时照明采用嵌入天花板的灯条, 亮度不高。尤其在实验进入腔体阶段, 腔内一片黑暗, 不仅对实验的操作者还是对学习的旁观者, 都挑战视力的极限。在接触过程中我们发现医学院的老师都是洞察力非常强的人, 对人体皮肤、组织、内脏器官的颜色都非常敏感, 微小的差异都能指出。而教学中最常用的投影仪, 也将实物的颜色衰减了近25%, 所以他们一致要求影像系统的色彩还原度一定要高。对于摄像机的灵敏度与动态范围来讲, CCD图像传感器有高的灵敏度, 只要很少的积分时间就能读出信号电荷, 而CMOS图像传感器因为像素内集成有源晶体管降低了感光灵敏度, 但对红外等非可见光波的灵敏度比CCD要高, 并随波长增加而衰减的梯度也慢些。由于CCD图像传感器具有较低的暗电流和成熟的读出噪声抑制技术, 目前CCD图像传感器的动态范围比CMOS图像传感器的动态范围宽。基于以上认识, 我们采用CCD与CMOS双头摄像机来弥补C C D摄像不能满足颜色鲜艳化要求和CMOS的动态拖尾的缺点。对于静态的切片, 组织我们采用CMOS成像, 而对于动态解剖动作的教学, 则采用CCD成像。对于腔内的暗处, 手持摄像机的稳定性较差, 为此需要相对稳定的摄像角度和高度。我们受手术室无影灯的启发, 将摄像机安装于吊臂上, 并在镜头外围加装照明灯, 并有按钮控制摄像机的镜头变倍光圈等, 吊臂则决定摄像机的高度和角度, 该臂手动推动, 随动平衡, 可以在任何方向停住, 使用结束可以收到半空, 既美观又不妨碍视线。该设备已经得到专利批准号。

在中央控制设备的选择上, 已有的设备要么只对视频信号进行处理、分配、记录控制, 如视频矩阵切换器, 要么只对音频信号进行扩声, 降噪, 如调音台等, 并没有一种设备对摄像来的视频信号, 和拾音来的音频信号, 一起处理同步传送, 扩展, 记录和回放。而智能会议系统中的中央控制器的功能不符合实验室的要求。为此我们将视频处理设备和音频设备集成到一台控制设备上, 研制出“解剖教学控制系统MCU”, 该产品获得“天津市科学技术成果”, “南开区科学技术创新奖”。基于系统稳定性要求, 单一教室采用模拟和数字相结合的方式:本教室内显示和投影的均为模拟信号, (这样可以保证图像的清晰度) 模拟信号经D V R压缩后上传到网络, 由各个教室的电脑主机进行调用和选择性存储。这样的设计可以使每个教室都可以独立成为小系统, 也可以通过网络成为一个多功能的大系统。具体操作上, 每个摄像机的模拟信号首先输入解剖主机M C U进行处理, M C U配套的摇杆式键盘既可以调整摄像机的角度和焦距, 又可以将任意图像切换到投影仪上。嵌入式DVR与解剖主机MCU, 及教师用电脑同在一个局域网内由路由器相连。

教师用电脑软件是这套系统的使用者最直观的界面, 为此, 我们摈弃了常用的监控软件, 重新设计开发了一套《数码互动软件 (解剖教学专用) 》进入主界面时, 输入顺序码即可选择教室和图像, 主界面除了所有的图像均为排列整齐的小画面外, 第一个画面为主画面。主画面还可切换为全屏显示, 除了常用的控制摄像机、存储回放等功能以外, 我们还嵌入了图像任意位置加入标识字符, 随时切入WORD、EXEL、PPT播放, 多画面对比等功能, 有学生提问的时候对应画面闪烁等功能。

在终端设备的选用上, 我们为学生配置了液晶电视, 因为其轻巧美观, 颜色鲜艳深受学生们的欢迎。在教师讲台上配置了医用液晶监视器, 其可视脚可达到180度, 分辨率比普通监视器高20%, 其图像比例为4:3, 最大还原了图像的形状。各个图像还可以直接投影到投影幕上, 本地投影模拟信号, 其他教室投影数字信号。教师学生之间通过无线麦克风进行对话。、

华丽大方的智能型讲台是这一系统的亮点, 由于讲台内设备较多, 不利于教师操作, 我们设计刷卡式智能讲台。只要教师手持卡片对准讲台中间的读卡器, 讲台即可开启, 所有设备逐一供电, 医用显示器从讲台上徐徐抬起, 电脑主机开始工作, 键盘自动弹出, 投影仪打开, 投影幕慢慢落下, 所有摄像机开始记录, 麦克风也随着打开。在课程完成以后, 教师用电脑关机, 并推回键盘的时候, 电脑随即清理桌面和内存, 并自动关机, 其他设备也随之关闭。

根据用户的需要, 我们还增加了学生提问请求功能, 教师上课时, 内嵌考试题目功能, 记录资料的自动备份功能, 资料的手动编辑功能和自动转换成PPT演示文档功能等。

网络版数码互动实验室 篇5

1 MOTIC显微数码互动实验室的应用特点

数码互动技术源于形态学教学手段的改革,它在学生用显微镜内置数码摄像头中,采用先进的音频、视频传输技术,以声像并茂、师生互动的教学形式,将单调的形态学理论知识生动地体现在声音、图像、影视、动画中,极大地增强了学生在教学过程中的参与意识。

数码互动显微实验室由数码显微系统、图像分析系统、语音应答系统等部分组成。每个学生座位均装备带有数码摄像功能的显微镜,教师讲台装备了联网的计算机系统,使学生端和教师端的显微镜图像都能传输到教师的计算机屏幕上,并由多媒体投影仪投射到教室的大屏幕上。学生端还设有拍照按键,配备双向语音通话功能。在学生观看切片图像时,教师发现某学生操作正确,即可利用学生示范的通话模式,由教师指定该学生发言。这时,所有的学生都听到该学生的讲话内容,但其他学生只能听讲不可发言。此外,在全体学生观察切片时,可以启动师生对话模式分组讨论练习模式。这样,通过教师授课、学生示范、学生提问、分组讨论等方式便可完成教学时段的整个学习过程。

为了充分利用数码互动实验室设备功能,我们将其功能扩展,增加了视屏展示台和DVD放像功能,最大限度地发挥了这套国际上先进的实验教学设备的功能。

2 MOTIC显微数码互动实验室的科学规范化管理

2.1 用科学管理方法提高仪器设备的使用效益

(1)加大宣传力度,提高认识。仪器设备的管理要出效益、出质量,管理的实质是起放大和增效的作用。我们通过研讨会、宣传栏等多种渠道宣传提高MOTIC显微数码互动实验室仪器设备利用率的重要性,使人人具有“管理仪器设备,提高仪器设备利用率”思想意识,并成为自觉行为[2]。

(2)现代化教学设备需要科学管理,规章制度是科学管理的依据。规范化的质量管理体系是维持共享平台存在和发展的质量保证。科学、合理、到位的实验室规章制度是保证实验室活动顺利进行的前提[3]。我校数码互动实验室按照国家计量认证标准GB/T15481-2000、《产品质量法》及《标准化法》等相关文件,设置了专职管理员,制定了《数码互动实验室设备管理制度》、《数码互动实验室设备使用记录》、《数码互动实验室工作人员岗位责任制》、《数码互动实验室学生守则》、《数码互动实验室教师使用责任制》、《数码互动实验室设备维修记录》、《数码互动实验室工作日志》等运行管理文件,建立了规范化的质量管理制度,使仪器设备共享平台地位得到提升,服务范围得到扩大,极大地提高了设备使用率和完好率,强化了教师和学生的意识,使设备的优势得以最大限度的发挥。

2.2 人性化的开放服务体系是发挥设备使用效益的根本保证

(1)我校数码互动实验室仪器设备科技含量高,实施设备管理的主要措施是对师生进行技能培训。不仅要重视对教师的操作培训工作,而且还要对学生实行定位管理。我们通过举办专题学习班,系统地介绍了仪器设备的功能、应用范围和具体实例,帮助教师、学生了解仪器设备的性能以及适用范围。举办技术培训班,培训操作技能,使用人员考试合格后,发给其上岗证,方可以独立操作或参与操作仪器设备。要求学生课前检查设备,填写设备使用情况表,责任到人,发现问题及时解决。合理安排上课时间,严禁集中和长时间使用设备。举办应用技术讲座,聘请相关仪器设备专家,介绍大型仪器设备应用的最新情况以及取得的最新成果,开阔了服务对象的眼界。

(2)实验室开放是实验教学和科研发展的要求,是给学生选择、创新、表现提高的机会,也是提高仪器设备利用率的有效措施[4]。数码互动实验室全面开放包括实验教师、仪器设备、实验内容、实验手段和实验室管理各个方面。为方便学生进入实验室和选择仪器设备,我们把可以利用的实验室和仪器设备信息、时间、人员公开发布。因为完全开放实验室还有很多困难和弊端,所以我们对实验室采取有限性、分阶段开放。在保证基本教学和正常科研的前提下,对开放时间和对象做出一些限制,并实行预约开放制度。

(3)人性化服务环境对保证数码互动实验室仪器设备处于完好状态,更好地为教学和科研服务起重要作用。数码互动实验室每日保持规定的空气环境,每日开窗通风。实验课结束后清洁地面和黑板,防止教师计算机和显微镜沾上粉笔灰。潮湿季节特别是梅雨季节使用空调机进行除湿,防止设备霉变。详细记录设备每天的使用情况,出现故障时应记录出现时间、现象、原因、故障是否排除、仪器是否恢复正常状态等。每学期开学前,联系厂方进行常规检查以保证实验设备的正常使用。厂方联系方式贴在教师桌侧面,以方便突发设备故障时的及时联系。学生座位专人专用,以保证显微镜的安全使用。对新生进行培训,要求学生在使用显微镜时要有强烈的责任心和正确的操作规则[5]。

人性化服务举措,吸引了兄弟高校、科研院所等校外用户纷纷前来参观,扩大了知名度,拓展了服务面,使用效益得到大幅度提升。

3 结束语

数码互动实验室的规范化管理是一项长期而艰巨的工作。管理是一门科学,又是一项管理人员、教师和学生之间相互理解的工作。实验室仪器设备管理的好坏对实验教学工作的顺利开展起着举足轻重的作用。加强数码互动实验室仪器设备的管理是实验室建设的软措施、硬道理,是实验教学的基础。只有加强管理,才能够充分发挥数码互动实验室的效益。这是一项复杂、繁琐、细致的工作,要做好这项工作任重而道远。作为实验室的维护者应实施具体到位的科学管理。

摘要：目的:探讨高等医学院校数码显微互动实验室设备规范化管理,提升高等医学院校实验教学的质量和水平。方法:以高校实验教学设备质量管理的基本思想和基本构架为基础,将全面质量管理的原理和方法运用到数码显微互动实验室实验教学设备质量管理之中。结果:提出了数码显微互动实验室规范化管理的措施和规章制度,建立了一套合理有效的运行机制和管理体制。结论:数码显微互动实验室实验教学设备的管理促进了实验教学工作的规范化、科学化和信息化,为高等医学院校的实验教学质量提供了强有力的保证。

关键词：数码显微互动实验室,管理体制,规范化管理,人性化管理,实验室建设

参考文献

[1]杜丽坚.Motic数码显微互动实验室在病理学实验课教学中的应用[J].南京医科大学学报(社会科学版),2005,5(4):368-370.

[2]王政,黄殿忠,卫娜苏,等.医疗设备管理之探索[J].医疗卫生装备,2004,25(12):58-59.

[3]聂志伟,郭德伦.医学机能实验中心装备模式探索[J].医疗卫生装备,2004,25(6):62-63.

[4]周详,张金良.大型仪器设备效益保障机制的研究与构建[J].实验技术与管理,2007,28(8):154-159.

网络版数码互动实验室 篇6

数码显微设备是指把显微镜与多媒体技术、计算机网络技术结合起来的一种光电图像转换装置, 它突破了传统显微镜光学设备只能即时实验, 无法保存结果、无法共享实验成果、显示结构不够直观的缺点。初中生物教师引导学生应用数码显微技术开展互动教学, 能够极大地提高生物实验的教学质量。

一、监控学生的实验互动

学生在开展互动实验时, 有时不够了解实验目的和实验步骤, 他们在实验时会出现各种错误。如果教师不能给学生及时地引导, 学生有可能会在实验中浪费大量的时间。数码显微设备有集成监控的功能, 教师可以在监视屏幕中看到每一个学习小组的实验情况, 如果发现某个实验小组的实验过程出现问题, 可以立刻提醒该小组的学生注意, 并给予引导。

以“单细胞生物”这一课为例, 教师引导学生做“细菌的革兰氏染色”实验, 有些学习小组的学生对做染色图片的过程有争议, 他们反复地进行实验却没有将一个实验进行到底, 教师通过监控了解到学生的争议, 就要引导学生掌握染色的技巧。还有一个学习小组成员在染色时使用的涂菌过厚, 使菌体无法重叠, 所以难以分析实验的结果, 教师通过监控了解到该情况, 可以即时给予学生提示。另一个学习小组实验时出现乙醇脱色的现象, 导致实验无法成功, 教师可以通过监控即时纠正学生的错误, 让他们思考如何才能进行正确的实验。

学生在进行“功能微生物的筛选”实验时, 通过显微镜观察细菌的构造, 观看它们的荚膜、鞭毛、芽胞等, 有时学生无法对实验现象进行分析, 他们使用即时音频的方法说出自己的困惑, 教师可以给出学习的要点, 让实验小组共同思考、共同讨论, 用即时监控的方法加强与学生的互动。

教师使用数码显微互动实验教学, 就需要通过监控系统即时给学生帮助和引导, 让学生在实验中一边实践、一边思考。

二、记录学生的实验过程

在学生实验中, 有时学生虽然得到了实验的结果, 然而却无法了解自己实验的过程是不是最有效、最正确。数码显微互动实验设备具有即时存储实验结果的功能, 如果学生能够看到自己数次实验的结果, 他们就能够在和同组或异组的成员共同探讨, 分析自己实验的质量, 找到改进实验的方法。

以教师引导学生学习“源远流长的发醇技术”为例, 教师引导学生用血球计数板进行醇母菌直接计数的实验, 由于醇母菌发醇的数目太多, 且密度很大, 学生无法准确计数, 更不了解自己的发醇方法是否达到实验要求。教师可以引导学生拍下实验结果, 通过数码显微设备的调色相、保和度等功能提高图片亮度, 学生就能够直观地了解到每一次自己发醇的质量。同时学生可以观看同组或异组学生实验的成果, 分析自己的实验结果和他人的成果有什么区别。

交流是实验教学中的重要过程, 使用传统的显微镜, 学生的实验过程会稍纵即逝, 那么学生交互的对象仅仅只限于同组一起做实验的成员。使用数码显微设施进行实验, 教师能够引导学生记录下实验的过程, 在实验后和其他学生共同讨论, 学生得到更多交流的机会, 和同学共同分析, 他们就能够找到实验的最佳方法才能取得最好的实验效果。

三、展现学生的实验结果

学生完成实验后, 有时希望自己的实验成果能够得到更多人的指点, 过去传统的显微技术只能即时完成实验, 难以保存实验结果, 而数码显微技术具有网络功能, 学生可以通过网络把自己的实验过程发表到QQ上、微博上, 与有共同兴趣爱好的人一起学习。

以“奇妙的微生物”这一课为例, 教师可以在引导学生做菌体结构观察时, 让学生把自己的实验过程和实验结果放到网络上, 结果学生收到一条有专业知识网友的留言, 那位网友指导学生更佳的玻片插入方法, 可以得到更佳的实验效果。

还有一名同学把酵母发酵的过程拍成了几万张数码照片, 其中有一幅是酵母出芽繁殖的过程, 这位学生拍下的照片成为教师与学生学习的重要素材, 同时这名学生还将几万张照片发布到网上, 与其他的朋友共享。这些素材成为其他朋友研究和学习的素材之一, 网上的朋友与这位同学互动, 给实验过程提出了很多有益的意见。

学生如果没有足够的实验素材, 在与人交互时只用文字描述, 就会显得实验过程过于抽象, 即使学生愿意互动也得不到良好的交互效果。使用数码显微设备实验, 学生可以突破目前交流的范围, 与更多的人互动。教师可以引导学生利用数码技术录下实验的过程, 鼓励他们与网络上更多的人互动, 这种互动方式能够拓宽学生的视野。

网络版数码互动实验室 篇7

1 虚拟实验技术

1.1 虚拟实验技术介绍

虚拟实验系统是一种基于虚拟现实技术的一种新型实验教学手段。它是利用多媒体、数据库、网络以及仿真虚拟现实等技术在计算机上营造可辅助、部分替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境, 在这个环境里, 实验者可以非常有效地利用网络上分布的各种数据、信息、仪器设备及人力等资源, 可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目, 所取得的实验效果等同于在真实环境中取得的效果。虚拟实验虽然建立在一个虚拟的仿真平台之上, 但注重的是实验操作的交互性和实验结果的仿真性。

1.2 虚拟实验技术在动物解剖教学中的应用

动物解剖中组织学实验主要通过显微镜观察相关组织结构, 显微镜下观察的结构比较固定, 因此大部分学生会感到抽象、枯燥和不容易理解而失去学习的兴趣和热情。虚拟实验技术通常不受时间和空间的约束, 同时该技术提供的实验环境和现实接近, 易于学生理解和操作, 学生参与其中, 通过人机对话, 成为虚拟环境中的参与者和主导者, 这样容易激发学生的学习兴趣, 也有助于对内容的理解。虚拟实验技术可以虚拟组织或细胞的立体结构, 配合声音和动画, 然后从不同的角度演示立体到平面的演变, 使初学者从不同的角度去理解这样的转换, 对平面结构有直观的感觉。传统的胚胎学实验, 都是以观察标本和模型为主, 多媒体技术的发展, 实验课中通常可以配合相应的动画, 帮助理解胚胎发育过程中的变化, 但是标本、模型和简单的动画, 很难体现胚胎发育过程中的结构变化, 很难立体的再现各个组织和器官发生的过程以及位置的变化。而虚拟实验技术充分利用多媒体技术, 大量应用实验照片、视频、音频素材并配合逼真的动画, 可以为学生创造虚拟真实的实验环境, 充分达到清晰、美观的视觉效果, 因此通过虚拟技术模拟从受精到胎儿分娩全过程, 学生可以多角度、立体的直观观察胚胎生动有趣的变化过程, 加深对教学内容的理解。

1.3 虚拟实验技术在动物解剖实验教学应用中的局限性和优势

1.3.1 虚拟实验技术在动物解剖实验教学中的局限性

虚拟实验技术依赖电脑, 学生对虚拟环境中实验设备和各种试剂没有直观的体验, 因而无法获得和现实实验操作相同的体验, 虚拟技术主导的虚拟实验对学生来说, 只能起到过程的重现和一些实验技术的演示, 学生只有在现实中才能得到训练。而且学生在现实实验操作过程中经常会出现的一些不规范方法和一些容易疏忽的细节, 在虚拟技术中, 往往得不到实际的操作体验[1], 不能系统显现实验操作和实验教学中的系统性, 对学生分析问题和解决问题能力上的培养还有所欠缺。因此学院在应用虚拟实验技术的同时, 还是要结合传统实验模式, 取长补短, 提高实验课的效果, 让学生更好、更多的去接触和掌握实验内容。任课教师也应该充分熟悉和充分了解虚拟实验技术, 发挥虚拟实验的优势。

1.3.2 虚拟实验技术在动物解剖实验教学中的优势

虚拟实验技术为学生课前预习解剖实验和课后复习巩固实验提供了可重复实验操作的平台。学生可随时通过校园网登录该平台进行重复模拟解剖实验操作, 不受时间和地点限制。通过人机对话, 学生能够“身临其境”地观察实验现象, 进行高度仿真操作, 有助于培养学生的自主学习能力, 提高实践教学效果和教学质量。该技术不仅有效解决了不杀或少杀动物, 降低实验经费, 节约教学成本, 减少标本浸泡液 (福尔马林) 对师生身体的伤害, 减少尸体掩埋和环境污染问题。

2 大体解剖数码互动系统

2.1 大体解剖数码互动系统的介绍

大体解剖数码互动系统通过每个实验台上的数码装置, 把传统的动物解剖和前沿性的信息技术结合起来, 实行跨领域的多学科交叉, 把解剖、信息、计算机技术相结合, 把标本、模型信息与解剖图像处理方法应用到大体解剖互动实验平台, 具有媒体融合性、交互智能性和信息扩张性等多种特征, 使学院动物解剖实验课的教学水平走在国内高职院校前列。

实验室内的大体解剖数码互动系统控制6个解剖台, 分为教师端和学生端。教师端通过计算机对每个解剖台上的数码摄像系统进行高放大率纯光学连续变倍和数码摄像头转动角度自动控制, 监视每个解剖台的实时图像, 同时通过投影仪将电脑上的图像投射到大屏幕上, 图文并茂、声像并存、自动控制, 师生共览。学生端在解剖台所配的显示器上显示本实验台的实时图像, 保证每个学生都看清楚每个细节。

2.2 大体解剖数码互动系统在动物解剖教学实验中的应用

“大体解剖数码互动系统”使动物解剖实验形象生动, 教学的各个环节用文字、图像、形态、动画、音频、视频和多媒体网络交互呈现出来, 使这些内容一目了然的展现在学生面前, 以形象思维为主要刺激点, 直观、形象, 增强其感性认识。在突出重点的基础上, 提供更多相关课程知识, 随时将新的知识补充到教学中, 对过时的内容进行修改, 增加了知识的广度和深度。教师可以根据需要重复播放, 或者放大相关图像, 使学生更好地领会教学内容, 掌握重点和难点。许多临床知识、实践操作、动画吸引了学生注意、加深了其印象, 有意识地把解剖学知识和临床病变相结合。“大体解剖数码互动系统”的应用, 解决了传统教学存在的讲授内容抽象、教学方法呆板、缺乏互动等问题。该系统学生端显示器拥有清晰的画面, 可获取、存储、处理解剖过程中的重要图像, 每个学生可以清楚地了解解剖过程中每个细节。教师把一些典型结构投射到屏幕上, 并控制图像大小, 可以使学生对标本实物进行全方位的观察, 使所有上课的学生清楚地观察并掌握这些内容, 有利于学生开阔视野、系统而全面地掌握知识。“大体解剖数码互动系统”实现一名教师同时指导一个班学生进行标本观察和解剖操作。在教学中, 教师只需通过一台计算机, 就能观察到所有解剖台的摄像图面, 并对其进行处理, 指导学生纠正解剖操作中存在的错误。学生通过提问系统及时得到教师的帮助, 教学相长, 师生间的沟通交流更加简单、融洽, 充分实现了教学互动。

3 虚拟实验技术与大体解剖数码互动系统的教学效果评价

“虚拟实验技术”高度仿真操作, 像在真实的环境中, 完成各种解剖实验, 所取得的实验效果接近在真实环境中取得的实验效果。“大体解剖数码互动系统”实现了教师与学生的积极互动, 开拓了学生的视野, 锻炼思维, 极大地激发了学生学习动物解剖的兴趣。教师能灵活采用多种教学方法与现代教育技术, 把课程内容通过课件、大体标本图像等形式传授给学生, 并能及时解决实验课中存在的问题。因此, “虚拟实验技术”与“大体解剖数码互动系统”显著提高了教学质量, 强化了学生学习的积极性, 激发了学生的求知欲望。经过近两年的实践, 对学生问卷调查、座谈, 被调查13级畜牧兽医专业3个班, 共136人, 有133人 (98%) 对这两种数字化信息技术所建立的教学方法表达非常满意的态度。选用相同的考核内容与另外平行的3个畜牧兽医班比较, 应用这两种技术教学的班级的考核平均成绩比没有应用该教学方法的班级提高了12分。

一种新的教学方法的建立, 是一种艰难的探索过程。“虚拟实验技术”与“大体解剖数码互动系统”的良好应用, 推动了学院积极开展动物解剖课程“理实一体化”教学。学院将继续转变思维模式, 适应改革的需求, 不断探索新的教学方法, 加大教学过程中使用信息技术的力度, 为畜牧兽医类相关的企事业单位培养一大批创新型高质量技术技能人才。

摘要：数字化技术的高速发展对现代职业教育产生了深远的影响, 为高职农牧院校的教学改革提供了新的教学方法。动物解剖是高职畜牧兽医专业的一门核心专业基础课, 为了进一步深化动物解剖教学改革, 提高教学质量, 把高职院校的学生培养成生产一线高素质的技术技能人才, 学院采用先进的教学方法与手段, 引入建设了“医学机能虚拟实验系统”和“大体解剖数码互动系统”两种数字化优质教学资源, 经过近两年的教学实践, 明显提高了教学质量。

关键词：高职,动物解剖,虚拟实验技术,数码互动系统,建设,实践

参考文献

网络版数码互动实验室 篇8

1 数码显微互动实验教学系统简介

根据我校的具体情况, 采用Olympus显微镜来组建数码互动实验教学系统。该系统包括64台学生显微镜、1台教师显微镜和配套投影设备, 在教师和学生的每台显微镜上都配备了计算机并通过网络互相连接。计算机与数码成像系统通过USB2.0接口相连, 无论是成像清晰度, 还是色彩还原能力都远远超过了通过传统幻灯片或多媒体投射到屏幕的效果。教师能便捷地通过网络统一管理学生端计算机, 高效、生动地开展实验教学。

2 传统教学模式存在的问题

2.1 学生素质低

我校五年制护理专业学生主要来自初中毕业生, 大部分学生学习能力较差、基础知识薄弱, 在中学时也没有养成良好的学习习惯;由于成绩一般, 长期被教师忽视, 学习信心不足, 也缺乏学习兴趣。三年制护理专业学生中, 有相当一部分学生来自乡镇, 以前从未或很少接触显微镜, 对于一些基本操作如在低倍镜下如何调清视野都不熟悉, 需要从显微镜的使用开始指导。

2.2 教学效率低

传统病理实验教学主要有两种教学形式, 一是观看教学录像, 二是观察病理切片及大体标本。在上课时存在以下问题: (1) 观看教学录像时, 由于学生基础差, 正常组织结构不清楚, 观看录像后不懂的地方仍无法记住, 更谈不上和教师进行实时交流, 导致学生学习兴趣严重缺乏。 (2) 学生观察切片时, 往往找不到典型结构又不愿提问, 比如朗格汉斯巨细胞、肉芽组织中的巨噬细胞或中性粒细胞、鳞癌细胞间的细胞间桥等。理论课上模式化的幻灯、挂图或课件当中的典型图片往往与实物标本不同, 教师所讲与学生所看不符, 学生心理上易产生对观察切片的排斥感, 最终导致学生对本专业失去学习兴趣, 学习主观能动性变低, 为了应付考试被动地死记硬背。有时同一个问题, 不同学生会反复提及, 但因仪器所限, 教师对学生存在的共同问题无法集体示教, 反复在单个学生镜下进行指导, 疲于奔走, 效率低, 极大限制了实习课的质量。 (3) 对于典型病变, 我们还要求学生进行绘图, 在切片资源不足的情况下 (学生打碎切片过多) , 导致两个学生共用一台显微镜进行观察、绘图, 由于传统光学显微镜的独占性, 使得学生间互相干扰, 严重影响实验效果。 (4) 对于实验课时较少的班级, 在开设实验课时, 教师会选择若干典型切片以显微示教片的方式进行, 在显微镜旁用文字标示出显微镜下箭头所指的病变, 但这种方式最大的一个弊端是学生不能移动切片, 不利于与病变周围组织比较, 也不利于观察病变全貌。一旦有学生移动过切片, 就会导致后面观察的学生得到错误信息, 非但不能加强理论课知识的学习, 反而有误导作用。

3 数码显微互动系统在实验教学中的应用

3.1 教学过程直观、形象, 提高了课堂效率

数码显微互动系统, 解决了传统病理学显微实验教学中最主要的矛盾, 即镜下观察图像的独占性和非交互性。教师镜和学生镜下的图像均可经图像处理系统实时传输到与之相连的电脑显示器上, 即在教师端的电脑上, 点击“上课模式”后, 便可将教师镜下的图像实时传输到64台学生电脑端, 同时也可经多媒体投影机投射到大屏幕。教师在讲解时, 既可用鼠标点击病变, 亦可在大屏幕上指出病变, 有利于每个学生都能清楚地观察到病变。对于学生的共同问题, 减少了教师重复解答, 提高了课堂效率。在数码显微互动实验教学系统的帮助下, 学生观察切片前的理论复习, 可针对镜下图片, 有的放矢。如在镜下找风湿性心肌炎的风湿小体结构, 先带领学生在低倍镜下 (物镜放大倍数为10倍) 从上到下、从左到右的浏览切片, 浏览过程中边叙述边用鼠标点到正常心肌、间质分布、间质当中血管的位置;后在血管周围找到风湿小体, 这时可选择性地转到高倍镜下, 仔细观察风湿细胞。这样一步步引导学生发现典型病变所在位置, 让所有学生都能听懂、看懂, 切实掌握实验课内容, 增强学习信心和兴趣。

3.2 随时监控, 及时纠错, 加强互动

在教师电脑上点击“监控”, 便可将学生端显微镜图像传到教师端, 使教师实时观察课堂上每个学生的显微镜画面, 掌握整个班级的实验进展情况。教师可根据需要选择性的放大任意画面, 并通过“转播”将学生镜下画面转播至所有学生端及教师端电脑, 同时通过多媒体投影机系统投影到大屏幕上, 实现镜下图像共享。如可将某位学生找到的典型视野切换放大, 让每个学生都能看到该生的观察过程;亦可让该生叙述找病变的步骤方法, 避免因学生操作不当、盲目寻找而耽误时间, 同时加强了学生间的互动, 效果显著。有的学生在教师讲解切片后, 不认真观察, 教师通过监控, 可立即发现并进行提醒;对于监控画面长时间不动的学生, 也可要求其找出画面中的病变。教师指导方便快速, 达到了因材施教和个别化教学的效果。若在监控时发现学生观察切片有困难, 教师可随时帮助查找, 学生也可就发现的问题与教师及时交流、请求示教, 打破了师生交流时间与空间的限制, 简便、高效地实现了师生互动。

3.3 资源共享, 充分利用教学资源

对于重点观察并要进行绘图的切片, 学生先在镜下找到病变, 实时显示在电脑上, 然后再进行绘图, 视野更大、更清晰。如对于细胞间桥这样的结构, 在高倍镜下不是每个学生都能观察到的, 但通过电脑屏幕转换则非常清晰, 即使两个学生共用一张切片观察、绘图也很方便, 直接面对电脑屏幕指点病变部位, 进行小声讨论, 相互促进, 激发学习兴趣。对于一些稀缺的切片, 可通过教师显微镜投影到大屏幕上, 让全体学生共享, 解决教学资源的不足, 使现有资源得到充分利用。同时, 该系统在所有计算机上还配备了电子切片库和标本库, 不仅有大量的病理学教学资源, 还有组织胚胎学的相关切片, 有利于学生随时回顾正常组织结构, 从而更好地掌握疾病的组织结构改变。

3.4 作为“发现者”的成就感可增强学生主动性

兴趣是学生学习的内在动力。学生一旦对学习产生兴趣, 他们就会处于高度兴奋状态, 主动进行分析、理解、内化, 最大限度发挥聪明才智来获取知识。学生一旦进入多媒体互动实验室, 立即被图像、声音和动画等形式多层次、多角度所呈现的教学内容所吸引, 从各方面调动了学生学习兴趣、注意力和积极性。苏霍姆林斯基曾说:“人的内心里有一种根深蒂固的需要, 总要感到自己是发现者、研究者、探索者”。我们借助图像数码处理技术及高速网络传输技术, 通过教师的启发, 将抽象的描述性知识具体化、形象化, 让学生发现病变。这种发现病变的成就感, 有效激发了学生的学习兴趣, 从“要我学”转变为“我要学”, 发挥学生学习主动性, 自觉创造主体性学习空间。

3.5 促进教师教学手段、教学模式、教学思想的转换

数码显微互动系统改善了教师的工作条件, 促进了传统教学模式改革, 明显提高了实验教学质量。教师可随时与学生对显微镜图像进行交流, 及时发现实验中存在的问题并予以纠正, 使师生交流更直接、有效, 实现远距离“面对面”教学, 打破了传统实验课教学活动中师生交流的瓶颈, 实现了师生间全方位互动。基于多媒体互动教学系统, 教师可开发多种教学手段, 如将一些要点问题的显微镜图像显示在所有学生电脑上并提出问题, 师生可同时观看并进行讨论, 活跃课堂气氛的同时使学生产生强烈的学习欲望[2]。教师也可事先编辑作业或试题, 学生课后按教师要求, 对相关图像的特征结构做出标记、辨识或文字说明, 完成后上传至教师端的指定位置, 以便教师批改作业和了解学生对课程内容的掌握程度, 实现上交电子考卷 (或作业) 功能。诸如此类教学手段的改革和应用, 必将带来教学理念的全新变化, 即传统的以教师为主体、学生为客体转变为以学生为主体、教师为客体的教学模式。

总之, 数码显微互动系统的应用使形态学实验教学模式发生历史性的转变。如何充分发挥数码显微互动系统的优势是一项全新挑战。这有赖于教师积极性的调动, 不断应用和探讨, 在应用中熟练掌握和开发设计实验课教学中多种互动环节。在实际操作中, 还要叮嘱学生注意仪器设备的操作规范[3], 以使学生顺利完成实验, 让数码显微互动实验室更好地为病理学教学服务, 达到预期实验课教学目的。在师生的共同努力下, 最终形成全数字化、网络化的开放型实验教学系统, 以取得更好的教学效果。

关键词：数码显微互动系统,护理专业,病理学,实验教学

参考文献

[1]赵佩瑾, 李志红, 崔茂香, 等.数码显微互动实验室在病理学实验教学中的作用[J].才智, 2009 (1) :279~280.

[2]周玲生.病理学教学方法改革的思考与探索[J].卫生职业教育, 2009, 27 (17) :59~60.