数码显微互动教学系统在医学实验的应用

张建国，张俊荣，何金蕾，李益明，陈建平

（四川大学 a.基础医学实验中心形态学实验室；b.华西基础医学与法医学院人体寄生虫学教研室，四川 成都 610065）

数码显微互动教学系统在医学实验的应用

张建国a，张俊荣b，何金蕾b，李益明b，陈建平b

（四川大学 a.基础医学实验中心形态学实验室；b.华西基础医学与法医学院人体寄生虫学教研室，四川 成都 610065）

为研究数码显微互动教学系统在医学实验的应用效果，在医学实验的显微镜实验教学中，引入数码显微互动教学系统，采用计算机和显微镜相结合的教学方式，促进医学实验教学的现代化。12年的数码显微互动教学系统应用结果证实该系统有助于开展创新性、互动式和个性化医学实验教学。该文还提出应加强实验室管理，建立开放共享平台，培养出优秀的卓越医学人才。数码显微互动教学系统在医学实验的应用可以提高医学实验的教学效果。

数码显微镜；互动教学系统；医学实验；管理

在信息技术和网络广泛普及的今天，数字多媒体教学作为一种生动高效的现代化教学手段已被广泛用于医学实验教学之中。在使用显微镜的医学实验教学中，我们引入数码显微互动教学系统，该系统采用计算机和数码显微镜相结合的教学方式，促进医学实验教学的现代化，满足提高实验医学教学效率和交互式教学的需要［1］。2003年四川大学在四川大学江安校区形态学实验室建立了4套，每套有40人座位的数码显微互动教学系统。目前该系统已运行了12年，深受实验课教师及学生的好评。实验教学效果表明该系统可引发实验医学教学模式的一场革命，真正做到师生互动、教学相长，开展以学生为主的讨论式、双向互动式实验教学，从而为国家培养具有基础扎实、知识面广、能力强、素质高的医药卫生人才。

1 数码显微互动教学系统结构及配置

数码显微互动教学系统是由学生用内置数码显微镜和电脑、教师用多功能数码显微镜、软件教学平台、双向语音交流系统、图像处理与分析系统以及多媒体教学设备等组成。进入安装数码显微互动教学系统的教室进行医学实验教学，教师可以实时观察到课堂上每个学生的显微镜画面，及时发现实验中存在的问题，并通过语音处理系统指导学生改正；学生也可通过提问系统主动请求教师帮助。通过高清晰的CCD摄像头，把微观图像视频信号输出到计算机、电视、投影仪等输出装置，方便进行直观的图像显示和现场讨论，同时该系统具备图像处理、分析、长时间数码录像等功能，实现对图像的定量分析与资料的长期保存和随时再现［2］。数码显微互动教学系统通过添加软件，可以直接进行课堂测验及考试，有助于进行考试改革。

2 改变教学模式，实行互动教学

传统的医学实验教育是以教师为中心，以书本为中心，教师按实验指导开展实验教学，学生被动接受知识，开展验证性实验。这种教学模式在很大程度上忽视了学生对日新月异、突飞猛进的科学技术知识和技能的掌握能力，忽视了他们有一定独立自学能力和独立开展实验工作的能力，从而导致学生的主动学习能力、发现问题能力、应变能力和创新能力的培养不够。而在知识爆炸的今天，学生仅靠学校所学的知识去应对是完全不够的。因此，学生学什么不是最主要的，最重要的是提高他们的学习兴趣，培养他们终身学习能力，以及自学能力、动手能力和独立开展科学研究的能力。本文将数码显微互动教学系统引入实验教学，使学生可通过语音系统和教师进行单独交流，与多个学生进行小组讨论，从而克服了多年来由于课时短、内容多，特别是师资短缺、学生规模较大等原因在实验教学中难以大面积进行讨论式、双向互动性教学的难题，有利于从根本上改变灌输式或填鸭式传统教学模式［3］。国内马斌芳等［4］分析多媒体互动教学系统在组织胚胎学实验课应用中的优势和问题，指出该系统有助于优化教学环境，提高教学效率，促进师生之间的交流互动，提高学生学习的积极性。张景芳等［5］采用多媒体互动教学系统开展小班化病理学教学，证实该系统有助于提高教学效率、优化教学结构、培养高层次医学人才。

3 提高教学质量，开展个性化教学

医学实验教学以显微镜为主要的实验工具，学生操作显微镜观察实验标本，老师在一旁指导和观察学生的操作。虽然老师可以通过集体讲授和单独指导，解决学生观察和操作中所遇到的一些问题，但由于目前大多数实验室装备的显微镜几乎都是只供单人观察的，指导老师没有相应的设备能在学生操作的同时观察到显微镜内的具体情况，轮流操作的观察过程缓慢，一堂课下来老师费神费力，最多能有10多位学生得到单独指导。为此，本文引入了数码显微互动教学系统，通过数码显微镜连接计算机和投影仪，可以将显微镜下原本只能一个人观察的景象投射后供全班同时观看。这样，当教师发现一个具有典型性形态特征的病原生物或人体细微的组织结构，通过相应的硬件和软件的组合，投射到电脑屏幕上，所有学生均可看到，并且教师可以同时看到40位学生在数码显微镜下观察的结果。假如学生没找到正确的标本，教师可通过语音系统告诉学生改进操作方法，直到学生找到正确的标本，在此基础上还可进行分组讨论。该系统所具有的人性化操作环境，强大的信息交流软件平台处理图形和图表，有利于学生的自主学习、讨论和提交实验报告，如图1和图2所示。文献［6］证实数码互动网络教学系统在人体寄生虫学实验考试中体现出操作方便、效率高的特点。与传统教学模式相比，显微数码互动系统教学能显著调动学生的学习能动性，极大地提高了教学效果［7］。

图1 数码互动显微教学系统基本配套功能示意图

图2 数码互动显微教学实验室实景照片

四川大学基础医学实验中心形态学实验室承担华西医学中心每年1 200名医科学生的病原生物学实验和组织学与胚胎学实验课程教学，如表1所示。该系统的建立和应用有助于提高我校教学质量，降低教师的工作负担，使其有余力开展个性教学。

表1 数码互动显微教学实验室承担的医学实验课程

4 数码显微互动教学系统设备安全管理与维护

数码显微互动教学系统设备是医学实验教学中师生直接接触，医学实验教学正常运行的载体。实验室设备的更新、管理和维修等需要专业的技术人员维护，更需要实验教学师生的爱护。数码显微互动教学系统拥有大量的计算机、数码显微镜、语言实验训练系统等设备，设备涉及资产巨大，保障好实验室设备的使用安全、保管和运行安全，以及设备运行过程中软件更新、硬件升级维护，适应新时代的实验教学要求都是实验教学安全运行、科研创新的基础［8－9］。数码显微互动教学系统的维护及管理是实验教学安全进行的保障。实验室维护及管理主要体现在以下几个方面：

4.1 实验室卫生环境的维护及管理

数码显微互动教学系统实验任务量大，人员流动较大，维护和保持好实验室的整洁卫生是实验室安全的基础。数码显微互动教学系统应严禁携带饮食等物品进入，装有数码显微互动教学系统的实验室的不洁行为可能造成招来鼠虫毁坏线路，造成线路短路进而引发火灾等一系列事故的隐患。维护好实验室清洁卫生，定期做好清洁工作是实验室安全使用的保障。

4.2 实验室用电安全及管理

数码显微互动教学系统绝大多数实验设备都是电子类用电设备，若疏于管理，有电路老化、短路、网络故障等隐患。所以每天做好用电检查，上下班开关电源，定期做好线路养护是非常重要的［10］。实验室设备庞杂，线路复杂，做好实验设备的管理、标识和定期记录，有助于实验室数码显微互动教学设备的管理和维护。

4.3 实验室温度、湿度、光线等自然条件要求及管理数码显微互动教学系统设备长期运行后，机器的温度升高，设备的散热性能是影响设备使用寿命重要的一个因素。数码显微互动教学系统在实验教学中大量使用音、视频资源，音、视频常用的载体磁带、光盘等的保存对于温度、湿度和实验室光线都有一定的要求。因此，保障和控制实验室的温度、湿度、光线等自然条件也是实验室安全运行的必要条件。

4.4 完善实验室生物安全制度，实施安全准入制度实验室生物安全管理制度是促进安全管理工作标准化、规范化和科学化的重要内容［11］。针对医学实验教学实验室开放程度高，学生年龄小、人数多和安全意识薄弱的现状，我们建立了严格的实验室安全准入制度。一方面，根据教学需要、仪器设备情况及可能出现的安全隐患，对新生进行仪器设备操作培训、开设安全培训讲座、进行消防及避险逃生等方面的技能培训；另一方面，借助基础医学实验中心网站的实验室安全教育考试系统，将仪器设备操作规程及注意事项、实验室安全教育宣传片、安全教育课程等上传，校内外学生可以在网上进行自主学习，并组织学生进行实验室安全考核，

只有考核合格并签订安全责任书后，方可获得实验室准入资格。

5 结束语

数码显微互动教学系统在实验医学教学中的应用及推广已显示出强大的生命力，不仅引起国内高校的广泛注意，而且在国外高校中也产生了反响。保证数码显微互动教学系统的顺利开展，要加强数码显微互动教学系统实验室安全的管理和教育，实验技术人员需时刻做好迎战新技术的准备，同时对实验室安全使用、维护和管理带来了更大挑战。实验室安全问题不可掉以轻心，还需加强防范意识，防患于未然；安全出口、安全疏散标志应醒目，环境及通道畅通，应急照明设备和报警装置的性能保障完好；实验室建设、装修和改造等，应严格按实验室安全和环保要求进行［12］。实验室应配合学校及相关部处，落实好相应管理措施，加强人员培训，做好配置数码显微互动教学系统的实验室安全与环保工作，为建设“国内一流、国际知名”的研究型综合大学奠定基础。

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Application of Digital M icroscope M utual Tutoring System in M edical Experiment

ZHANG Jianguoa，ZHANG Junrongb，HE Jinleib，Li Yimingb，CHEN Jianpingb
（a.Laboratory of Morphology，Experiment Center of Preclinical Medicine；b.Department of Parasitology，West China School of Preclinical and Forensic Medicine，Sichuan University，Chengdu 610065，China）

In order to study the application effect of digitalmicro interactive teaching system in medical experiment，the digital micro－interactive teaching system is introduced into the experimental teaching of medical experiment，and the teaching method of computer experiment is used to promote themodernization ofmedical experiment teaching.The application of the digitalmicro－interac tive teaching system for 12 years confirms that the system contributes to innovative，interactive and personalized medical experiment teaching.Themanagement of digitalmultimedia microscope laboratory should be strengthened to build an open experimental sharing platform to cultivate innovative talents of outstanding excellence inmedical science.the application of digitalmicroscopemutual tutoring system inmedical experiment can improve the teaching quality ofmedical experiment teaching.

digitalmicroscope；mutual tutoring system；medical experiment；management

G642；G482

A

10.3969／j．issn．1672－4550.2017.03.031

2016－05－13；修改日期：2016－12－23

国家理科人才培养基金能力提高项目（J1103604）。

张建国（1960－），男，本科，实验师，主要从事医学形态学实验技术工作。

陈建平，教授，jpchen007＠163．com