局域网教学环境对动物机能学实验教学的促进作用

祝万菊 张英 杨占清 陈巍 付守鹏

摘要    网络技术在高校实验教学中得到越来越广泛的应用。吉林大学动物机能学实验室几年前组建了多媒体教学局域网，实现了资源共享和教学方式的多样化。实践证明，局域网教学环境建设有利于整合教學资源、提升教师水平、激发学生学习兴趣、提高学生创新思维能力和综合素质，对动物机能学实验教学起到了良好的促进作用。

关键词    动物机能学;局域网教学环境;实验教学

中图分类号    G642        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）08-0254-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    Network technology has been widely applied more and more in the experimental teaching of colleges.A multimedia teaching LAN platform was built at the animal function laboratory in Jilin University several years ago，which realized resource sharing and diversification of teaching methods. The practice had proved that the construction of LAN teaching environment was conducive to integrating teaching resources，improving teachers′ level，stimulating students′ interest in learning，improving students′ innovative thinking ability and comprehensive quality，and had played a good role in promoting the experimental teaching of animal functional science.

Key words    animal functional science;LAN teaching environment;experimental teaching

吉林大学动物机能学实验室面向动物医学、动物科学、生物技术、实验动物和公共卫生5个专业开课，开设有动物生理学、动物病理生理学、兽医药理学、动物医学概论、动物机能学综合实验等实验课程，是开设课程较多、人学时数较多、机时利用率较高、涉及专业较广的实验教室。为保证实验教学质量和提高实验教学效果，吉林大学于2011年创建了多媒体教学局域网，又于2017年将其重新改建成无线局域网络，构建了一个全新、互动的实验教学环境。几年来，吉林大学动物机能实验室局域网建设逐步完善，充分发挥了现代化教学资源的优势，为动物机能学相关实验教学起到了良好的促进作用。

1    动物机能学实验及其实验室局域网的特点

动物机能学实验融合了动物生理学、动物病理生理学和兽医药理学的知识和实验技能，既是培养学生实验操作能力的基础实验课程，又是与临床紧密结合的桥梁课程，对培养学生综合素质和科研能力非常重要[1]。动物机能学实验的对象绝大多数为哺乳类、两栖类动物或其离体器官、组织标本，实验过程中涉及到动物麻醉、固定，分离血管、神经等精细手术，以及血管、气管、输尿管等各种插管术，实验难度大、耗时长、成功率较低。由于实验动物、换能器等耗材成本高，一个实验项目需要多人配合协作完成，造成实验机会不均等，教师示范教学往往因多人围观而导致教学效果不佳。学生没有实验教学环境对实验进行预习和课后总结分析，教师授课也在短时间内难解其详。以上所述均成为动物机能学实验教学的难点[2]。

构建动物机能学实验室局域网教学环境是解决传统动物机能学实验教学困难的一条有效途径。良好的局域网教学环境彻底改变了传统的传授式教学模式，使动物机能学实验教学完全实现了数字化、网络化和多媒体化[3]。

2    局域网教学环境对动物机能学实验教学的促进作用

2.1    解决“围观”问题，提高示范教学的有效性

动物机能学实验包含一些涉及到复杂手术和插管等操作难度较大的项目，例如实验动物的组织分离和插管术、离体蛙心灌流实验、蟾蜍坐骨神经—腓肠肌标本制备等，这类项目必须由任课教师课前进行示范操作后学生才能顺利开展实验。通过构建局域网络，可利用摄像头及视频采集软件将教师的讲解和演示操作现场直播给学生，使学生机所呈现画面的清晰度完全接近实际画面，实现实验示范教学操作在教师机与学生机之间的同步演示，从而有效解决“围观”问题，更好地发挥实验示范教学作用，提高示范教学效果。例如，在“蛙肠系膜微循环的观察”实验中，蛙的肠系膜组织很薄，极易在固定肠袢时被拉破，腹部切口大小也会直接影响观察部位的选择，所以学生初次操作很难找到较理想的观察点，现在经过教师机的实时播放，即可在学生自己的终端机上同步出现清晰的树枝状微循环血管的舒缩与血流状态。

另外，对于长期实验教学实践中积累的大量音频、视频等教学资料，可以利用网上影院、语音教学功能，在学生机上展示CAI课件、教学光盘等相关的影像资料，通过示范观摩，激发学生的兴趣、开拓学生的视野[4]。

2.2    促进教学资源建设和共享，提高教学资源利用率

通过局域网可实现打印机、服务器等硬件资源共享，既可以节省实验室空间，又降低了实验经费支出。同时，实现了软件资源的共享，如机能学虚拟实验教学系统、微循环观测分析系统等实验教学软件，引进一个软件可以多机同时使用，弥补了传统实验因受课时、实验动物及经费限制而不能完全满足实验教学要求的不足;通过视频技术的应用，将一些重要的数据资源，如教学用视频、图像、图表等实验教学资料充实到局域网中，可从根本上消除资源利用率低的难题;对于一些手术操作复杂、检测项目繁多的大型综合性实验项目，比如弥散性血管内凝血动物模型的制备及治疗、药物对麻醉犬左心室功能及肾血液循环血流动力学的影响等，操作难度极大、实验成功率非常低，通过局域网可以将整体结果最佳以及某些环节比较理想的小组实验结果实时展示给全班所有机组，各组学生对比自己组的实验情况分析失败原因，及时采取补救办法和改善措施。一方面可提高每个小组的实验成功率，另一方面可确保所有小组都能看到整体实验完全成功的实验过程和结果。

2.3    拓展实验教学的时间和空间，提高实验教学效率

在现有的局域网环境下，教师可以利用网络技术实现远程监控管理。一方面，教师能够实时监看、监听某一台或多个学生机的信息，以便观察每组学生的实验进程，发现问题并及时给予指导和帮助，同时也可以随时观察学生的上课纪律和学习态度，并及时予以提醒和督促。另一方面，教师在总揽全局的情况下可以控制任何一台学生机，包括限制其使用权限，对其远程开启和关闭，锁定其键盘、鼠标，使其单独或与其他学生机同时运行某些特定程序等。通过局域网安装某些软件后还可以实现师生网上互动。首先，教师机与学生机之间可以进行双向对讲，学生可以随时提问，教师不离开讲台即能对学生机进行操作，一对一指导每组学生，避免了“满教室走着教学”的混乱现象，因而一名教师便可指导全班各个小组有序完成实验，既降低了教学成本，又提高了课堂效率。同時，利用“联机讨论”功能，教师与学生、学生与学生之间可以相互浏览对方的电脑、进行语音和文字聊天，方便师生、学生在实验操作过程中实时交流和讨论，不仅有助于解决实验中遇到的难题，也可以提高学生的团队合作意识，提高互动式教学效果。另外，多媒体局域网还具有网络考试、提交作业、班级管理和电子抢答等功能，可实现无纸化考试、自动阅卷、成绩查询、网上分发与提交作业、班级配置与分组管理等。局域网的各种功能为学生提供不受时空限制的动物机能学实验室环境，大幅提高了动物机能学实验“教”和“学”的效率[5]。

2.4    实现教学方式多样化，提高学生学习兴趣和创新能力

局域网教学环境可以依托不同的教学载体，实现各种各样的新型网络教学模式。例如，局域网技术的应用使各学科的教学资源得以丰富和扩充，授课时可以通过教师机外接多媒体设备将各种教学信息以声音、图像、文字等多种形式传递给学生，极大拓展了传统教学的课程内容和范围。局域网教学环境的适时开放也使学生可以不受时空限制地在网上自由选择自己感兴趣的知识点进行深入学习和研究[6]。例如在吉林大学动物机能学实验教学中，一直注重培养学生的独立思考和自主创新能力，在实验教学大纲中自主设计性实验占比20%以上，但由于受时间、条件和教师精力等限制，在以往的教学实践中并没有达到应有的预期效果。采用局域网后，教师可以随时随地有效利用零散时间，针对每个学生的实验设计方案进行分析、评审，及时将项目的可行性、存在的问题、改进意见等反馈给学生，方便学生高效快捷地完善实验设计。教师进行远程教学指导，师生之间实时交流互动，使自主设计性实验不再流于形式，而是真正落实到每个小组乃至每个学生。完全的自主参与激发了学生的实验热情和主观能动性，因而目前正尝试在动物机能学实验教学中逐渐加大自主设计项目的比重，进一步实现以学生为主体的教学目标。多样化的教学方式充分调动了学生的学习兴趣和主动学习能力，对学生的智力开发、创新性思维能力、独立解决问题能力和科研能力的培养都将产生根本性的促进作用。

3    结语

总之，组建局域网教学环境彻底改变了传统教学模式，促进了教学方法更新，从而更有利于深化教学改革、提高教学水平、促进动物机能学实验室的建设与发展。经过动物科学、动物医学、生物技术等不同专业学生几年来的实验教学实践，也一致反馈网络教学效果良好。

4    参考文献

[1] 胡还忠.医学机能学实验教程[M].北京：科学出版社，2005.

[2] 倪新强，陆源，历旭云.生理学实验CAI课件的设计与应用[J].实验室研究与探索，2001，20（3）：20-21.

[3] 马剑峰，徐红岩，杨贵忠，等.医学机能学实验室网络化教学环境的构建与实施[J].基础医学教育，2016，18（8）： 663-666.

[4] 崔淑芳，余琛琳，蔡丽萍，等.实验动物学教学中多媒体网络技术的应用[J].医学教育探索，2008，7（12）：1327-1328.

[5] 马剑峰，徐红岩，马湉，等.基于技术创新的医学机能学实验改革[J].实验室研究与探索，2017，36（3）：203-206.

[6] 罗辉，陈建胜，沈建箴.临床技能中心实验室开放探析[J].基础医学教育，2015，17（3）：231-233.