数码显微互动系统在生物学实验教学中的应用与研究*

孙阳 吴勃岩* 迟曲 徐放 李明珠 梁颖 王艳杰

（1、黑龙江中医药大学 生物教研室，黑龙江 哈尔滨 150040 2、黑龙江信息技术职业学院，黑龙江 哈尔滨 150040）

数码显微互动系统在生物学实验教学中的应用与研究*

孙阳1吴勃岩1*迟曲2徐放1李明珠1梁颖1王艳杰1

（1、黑龙江中医药大学 生物教研室，黑龙江 哈尔滨 150040 2、黑龙江信息技术职业学院，黑龙江 哈尔滨 150040）

生物学是一门知识性及实践性强的学科。数码显微互动系统在形态学教学中的优势日益凸显。黑龙江中医药大学生物教研室通过几年的生物学实验教学实践，发现数码显微互动系统弥补了传统实验教学的不足，促进了师生互动，提高了教学效率。该教学模式将推动教学改革的进程，促进教学质量的提高。

生物学；数码显微互动系统；实验教学；应用；研究

随着计算机与网络信息技术的发展，数码显微互动系统被应用于医学形态学实验教学中，取得了较好的教学效果[1-3]。我校建立了数码显微互动系统实验室，将该系统应用于医学形态学教学中，应用的课程包括：组织学与胚胎学、医学细胞生物学、医学遗传学、病理学、微生物与免疫学及寄生虫学等。我们生物教研室基于数码显微互动系统，将其应用于生物学实验教学过程中，发现通过实验教学方法和手段的改革，提高了实验教学质量，具有推广应用的意义。

一、数码显微互动系统概述

数码显微互动系统主要包括数码显微镜系统和计算机辅助系统及网络系统。数码显微镜系统包括光学显微镜及图像采集硬件，既可进行普通显微镜操作，也可对图像进行采集；计算机辅助系统主要是在计算机硬件的基础上安装图像处理软件和语音互动系统，可以实现对镜下图像进行观察处理以及师生间的互动交流；网络系统则将教室中所有单套设备连接起来，实现信息的传递。该系统具有多画面实时显示、选择式语音交流等交互功能，从而实现教学演示、师生交流等教学过程。

二、传统生物学实验教学模式及存在的问题

传统的生物学实验教学模式是教师利用电视播放录像、黑板挂图或绘图讲解实验内容[4]。镜下观察时，教师在镜下找到典型的形态结构，然后学生再按顺序依次观察。最后，学生各自使用普通光学显微镜观察，有问题再向老师提问。这种传统实验教学模式常存在以下几个弊端：1.教学效率低，学生的问题通常是共性的，教师要观察其显微镜下的图像后才能一对一地解答其问题，因此教学效率低；2.实验教师工作量大，通常一个实验班学生限制30人以下，实验班级轮回次数多，教师指导实验操作、批改实验报告等工作繁重；3.师生之间及学生间互动交流障碍，并且教师不能随时监控学生上实验课的状态。

三、数码显微互动系统在生物学实验教学中的应用

在生物学实验教学应用显微互动系统作为教学辅助手段，弥补了传统实验教学的不足。显微互动系统实现教师与学生、学生与学生之间点对点、一对多的指导和交流，使实验教学方式发生了巨大地改变，提高了实验教学质量和教学效率，为推动实验教学改革奠定了基础。

（一）促进教学互动，提高教学效率

显微互动教学有利于师生之间的交互。这种信息交流的教学方式，可以及时反映出实验教学中的问题及学生的学习情况。例如：学生在微核试验时，不能清楚辨别嗜多染红细胞，教师通过显微摄像演示系统将该同学所见视野展示出来，在电脑屏幕上帮助学生清楚鉴别各种血细胞，以利于实验顺利进行。遇到共性问题时，教师可将该生的镜下视野切换为共享图像，就此问题进行集体讨论，这种多人互动的教学，将有助于从不同的角度去探讨一个问题，将会全面剖析教学难点和问题，同时避免一对一回答相同的问题，提高了教学效率。

（二）开展教学方法改革，提高教学质量

通过应用显微互动系统，我们在生物学实验教学过程中应用了多种教学方法，如PBL教学法、对比式教学法、参与式教学法等。

以我校2012级七年制中医学（针灸推拿学方向）为研究对象，教师将学生随机分7组，每组5人。课前，每小组根据教师所提出的实验题目，上网查资料或图书馆借阅图书，收集整理相关的资料，设计实验方案，制作课件。实验课上，利用显微互动系统将实验方案通过“提交作业”方式发送给教师，教师审核后将调整后的方案发给学生，学生按照该实验方案进行实验操作。最后由每组同学代表中心发言，演示幻灯片展示实验方案，并通过数码摄像、图像传输及图像转播等功能，将实验结果展示给全班同学。整个实验过程以学生为主体，教师给予适当的引导。这种教学模式既促进了学生实验操作热情，也培养了学生团队合作意识。

（三）创新教学效果评价，改革考核方式

传统的实验考核方式为实验报告和笔试[5]。实验报告的准确性、真实性及其保存均存在一定困难。笔试考核，学生直接辨认显微镜下的结构常会因焦距不准、指针移位等问题影响考试结果。显微互动系统弥补了上述考核方式的不足，实验考核方式可包括实验报告、实验过程中“形成性评价”、虚拟实验考核及网络考核等。实验报告由原有的纸质报告变为现有的电子版实验报告，既节约了纸张，又方便保存，并且每份实验报告结果皆为学生镜下所见，确保了真实性。实验过程中，根据学生图片辨识情况，实验结果的准确性及实验相关问题测验结果，精确掌握学生的学习效果，进而有针对性地指导，建立形成性评价体系。虚拟考核是通过互动系统让学生在自己电脑上观察到结构清晰的图片，使考试方便、高效，提高了学生的考试成绩。

四、结束语

数码显微互动系统能利于教学过程中的师生互动，推动了生物学实验教学改革，提高了让学生由被动学习向主动参与式学习转变，使学生真正成了教学的主体。基于该系统的形态学实验教学，将有利于学生创新能力的培养，推动教学模式改革的进程，有助于促进教学质量的提高。今后，我们将在生物学实验教学中继续实践与应用该教学模式，研究及探索其优缺点。

[1]杨力，郭泽云，吴春云，等.数码显微互动教学在组织胚胎学教学中的应用[J].解剖学研究，2011，33（5）：394-397.

[2]迟曲，王丽娜，孙阳.论述Motic数码显微互动系统在动物医学专业实验教学中的运用[J].科学中国人，2015，17：193.

[3]Yang SUN，Fang XU，Yanjie WANG，it al.The Application of Information Technology and CBS teaching method in Medical Genetics[J].Frontier and Future Development of Information Technology in Medicine and Educationo，2013：2535-2539.

[4]张健，徐文岳，黄复生.浅谈数码互动系统在人体寄生虫学实验教学中的应用体会[J].热带医学杂志，2010，10（8）：1029-1030.

[5]杜坤，张彪，韦存虚.数码显微互动系统用于细胞生物学实验教学[J].实验科学与技术，2015，13（2）：128-130.

Biology is a practical subject.The advantages of digital microscope interactive system in morphology teaching have become more obvious.Through several years'experimental teaching practices on biology,the teaching and research office on biology of Heilongjiang University of Chinese Medicine found that digital microscope interactive system could make up for the deficiency of traditional experimental teaching,promote the interaction between teachers and students and improve the teaching efficiency.The teaching mode will promote teaching reform and teaching quality.

biology;digital microscope interactive system;experimental teaching;application;study

G642

A

2096-000X（2016）23-0070-02

黑龙江省高等教育教学改革项目（JG2014011014）；黑龙江中医药大学教育教学研究基金（XJJ2013011，XJJ2011033）

孙阳（1979-），女，医学博士，副教授，从事医学遗传学、细胞生物学及寄生虫学教学和科研工作。

*通讯作者：吴勃岩（1958-），女，教授，生物学教研室主任，主要从事医学遗传学及细胞生物学的教学与科研工作。