基于KoPa WiFi EDU显微数码互动系统在微生物实验的教学改革

廖洁丹 赵孟孟 刘昊 陈胜锋 付强

摘 要：兽医微生物实验教学将线上慕课网络学习平台和KoPa WiFi EDU显微互动系统相结合，让显微镜下的课堂内容呈现得更直观和生动，促进了兽医微生物学实验教学互动和教学效果，提高了实验课教学质量和提升了整体教学效率，也为实验考核方式改革提供更广阔的途径。显微数码互动系统的应用，充分调动学生自主学习微生物的兴趣，促進学生创新创业思维、自主学习能力以及分析解决问题的能力，提升了动物医学专业应用型创新人才培养模式的改革与实践。

关键词：KoPa WiFi EDU显微互动系统；兽医微生物学；实验教学

Teaching Reform of Microbiological Experiment

Based on KoPa WiFi EDU Micrographic Digital Interactive System

Liao Jiedan  Zhao Mengmeng  Liu Hao  Chen Shengfeng* Fu Qiang

School of Life Science and Engineering， Foshan University of Science and Technology GuangdongFoshan 528225

Abstract：The experimental teaching of veterinary microbiology combines the online MOOC network learning platform with KoPa WiFi EDU microscopic interactive system，which makes the classroom content under the microscope more intuitive and vivid，promotes the interaction and teaching effect of veterinary microbiology experimental teaching，improves the teaching quality of experimental classes and improves the overall teaching efficiency.It also provides a broader way for the reform of experimental assessment methods.The application of the microdigital interactive system fully arouses students' interest in selflearning microbiology，promotes students' innovative and entrepreneurial thinking，selflearning ability and problemsolving ability，and improves the reform and practice of the training model of applied innovative talents in animal medicine.

Keywords：KoPa WiFi EDU microscopic interactive system;Veterinary Microbiology;Experimental teaching

随着互联网信息化教学赋能和智能手机的普及，微生物学科的发展也进入信息化微生物时代。微生物学实验是一门以微生物显微镜观察和结果分析为主要特点的学科，其核心内容之一是通过显微镜观察微生物的形态与染色，掌握微生物的微观结构和特点。微生物实验课不仅是理论课的重要支撑和延伸，也是帮助学生从理论层面联系实践生产的关键桥梁。微生物学实验是高等院校生命科学专业的实验教学中非常重要的专业基础学科，与农、林、牧、渔、医、工、理等多领域有着密不可分的关系。

为提升微生物实验课教学效果以及丰富微生物网络教学资源，我们引进KoPa WiFi EDU显微数码互动系统的显微镜，应用于动物医学、动物科学、生物工程等专业。课程组构建微生物实验线上网络教学平台、应用KoPa WiFi EDU显微数码互动系统搭建了全新的网络教学平台。通过网络教学平台课前预习、课中显微数码互动系统相辅助，让抽象的微生物放大化、具体化和形象化，从而提高学生深度思考和学习参与度。微生物实验教学平台建设和应用延伸了学生课中和课后的学习交流空间，也为微生物学实验课考核提供改革思路。

一、兽医微生物学实验技术课程目标

兽医微生物学是我院国家特色专业、国家一流本科专业建设点和广东省重点专业——动物医学专业的一门核心专业基础课，该课程2021年经广东省教育厅认定为广东省课程思政示范课程。兽医微生物学实验技术是一门独立于兽医微生物学理论课的实验课程，面向动物医学、动物科学等专业，共32学时。通过本实验课的学习，让学生能学习细菌、真菌、放线菌、病毒等常见微生物的分离、纯化、保藏、形态观察、细菌病和病毒病实验室诊断和分子鉴定技术等，为后期学习家畜传染病学、禽病学、兽医公共微生物、兽医卫生检验、兽医临床诊断学、兽医外科学等专业课奠定坚实有效的实验技能基础。兽医微生物学实验是动物疫病防控、动物产品检疫检验的重要技术支撑，在生产中该门课的技能操作广泛应用于微生物化验室、兽医临床服务、养殖场生物安全以及动物性食品检验等不同的生产环节。

根据教育部高等教育对新农科专业思政培养目标，结合兽医临床实际案例的课程特色，分别从国家、行业、学校、专业、课程特点凝练“政治认同、家国情怀、科学思维、职业素养、生态文明、创新精神”6个思政点［1］，构建实验课课程思政案例库。数字化KoPa WiFi EDU显微数码互动系统引入兽医微生物学实验课，利用显微数码互动系统搭建课堂微生物实验教学平台建设，将传统微生物学实验授课与现代化信息技术的实验教学模式有机结合，迭代更新教学资源，重构线上线下、课内课外“四课堂两保障”实验课的课程思政教学体系。将思想政治教育融入实验课技能培养的知识目标、能力目标、素养目标及价值塑造全过程。

二、显微数码互动系统在微生物学实验中的优势

KoPa WiFi EDU显微数码互动系统结合互联网技术，由教师端的计算机、数码摄像头、多功能数码显微镜以及学生端数码显微镜、图像处理与分析、互动软件设备等组成。显微数码互动系统的引入是微生物学实验教学的革新，它采用无线的形式将学生端与教师端相连，不仅实现了显微教学的实时观察、记录与保存，还具有一站式教学的功能［2］。利用显微数码互动系统在实验教学中“取长补短”丰富微生物学实验教学资源，是提升显微镜下观察微生物的教学质量、拓展教学时空的有效手段。学生通过扫描显微镜显示屏幕上的二维码完成软件的下载、安装，将信息传输到学生手机端可实时获取自己观察的显微镜图像，我们综合传统实验教学模式的优点发挥其最大的教学效能。

（一）教师示范教学与监控教学双平行共辅助

兽医微生物学实验课采用一人一座一镜一编号，对实验课上课显微镜观察的教学体系进行合理优化。无线数码显微互动系统把教师端与每一个学生端相连，具有独立图像分析和处理功能，并能实现实时动态图像的共享和交流。教师利用电子点名功能，可快速查看到学生端开机状态，系统自动检测刷新显微镜在线数量，实现学生登录情况的电子点名功能。监控显微镜功能使所有学生端影像自动同步显示在教师主机电脑界面，教师一次可浏览9个学生端画面，使用分页标签切换浏览学生端画面。按学生相机顺序编号，可快速看到每一个学生显微镜下的情况，对单个、多个学生端画面进行拍照、錄像。

教师端可以把自己的显微镜下图像传送给全体学生达到示教作用，也可同时显示、控制所有学生端的数码显微镜画面，对图像进行调整、捕捉和放大，随时掌握学生的学习情况。学生对微生物的显微镜观察有疑问的，可通过学生举手、教师指导的功能对个别学生显微镜下的图像进行独立辅导。比如，学生在细菌革兰氏染色后在显微镜油镜下观察结果，教师示范优秀学生作品在学生端实时将画面显示到全班学生的智能显示屏上，起到示范教学作用。没有教师的许可，学生端智能机无法安装任何APP，也无法退出当前教学APP，教师实时监控全体学生智能机桌面，确保全体学生课堂参与学习。

（二）提升课堂指导成效和学生学习积极性

教师通过教师端系统中的“监控显微镜模块”可随时监控查看每位学生显微镜画面，及时发现学生在样本片观察中的优秀作品以及存在问题，及时对个别或是全班学生进行针对性指导。学生在智能手机或电脑端下载显微镜观察结果，通过手机对微生物结构和形态、染色等进行观察位置放大或缩小，从整体到局部全方位多维度观察，提高学生自学能力和学习效率。学生对有疑问的显微图像，可以直接下载到手机端与师生一起探讨、请教和咨询。图片和文字交流功能方便师生交流，使讨论内容更明确、沟通更方便。学生端的实验过程、批注、测量等操作反向推送到教师端，教师可随时获得学生实时的学习效果和进度。教师可一次确认多个图像或用一对多的方式进行师生交流，显微细节能更细致针对性指导，提高课堂教师一对多的指导效率，也激发学生课堂的求知欲和分享欲，学生在有限的时间内获取更多的知识提高实践教学的学习效率。

三、基于KoPa WiFi EDU显微数码互动系统的实验教学改革

教育新时代及信息化使高校实验教学平台不仅是理论教学在实践教学延伸的主要阵地，更是数字化技术和现代教学资源的载体。显微数码互动系统是近年来应用在多学科进行科学研究和实验教学的先进现代化教学辅助设备，它在国内高等院校不同课程得到广泛应用［28］。显微镜是学习者从对宏观世界的观察跨越到微观世界观察的金钥匙［3］，使显微教学便捷、易懂，具有共享性、时效性和交互性等特点［9］。如何利用信息化技术和网络互动教学平台提高微生物学实验教学效果是一项新的研究课题。

KoPa WiFi EDU显微数码互动系统的微生物实验教学平台建设目标是形成具有兽医学科特色、线上线下混合的实践类省一流课程的建设标准，并将其辐射推广到其他课程的实践教学建设，期待具有校内外实践教学类的引领作用。国内高等院校如黄庆勇等［6］采用云课堂及显微数码互动系统相结合，使课堂“一对一群”的教学模式向线上线下混合式教学模式转变，不仅打破学习者学习的时间和空间限制，大力提升教学资源的高效配置，增加学生对教学重点和难点的掌握能力。司晓丽等［10］将护理专业组织学实验课的学生分两组，对比实施传统教学以及“线上线下＋显微数码互动系统混合式教学”，从学习过程、实验报告及调查问卷等三个方面评价学习效果。教改结果发现，该混合式教学提高了护理专业组织学实验课程的学习效果，锻炼了学生自主学习能力［10］。

（一）搭建实验慕课网络教学平台

兽医微生物学实验课混合式教学的现代化信息技术基础，是构建教学内容丰富、运作系统流畅、服务管理到位的网站教学平台。教学团队引用中国大学MOOC中的微生物学实验、微生物学与免疫学实验等优质慕课作为微生物学实验课资源进行异步SPOC线上学习。教学视频包括微生物实验原理微课、实验基本操作、实验设备仪器使用操作规范等。同时，线上教学平台还搭建章节学习资料的课件、讨论区、作业区、课外阅读文献等。网络教学平台可以针对学生的课前预习、课后巩固做学习数据跟踪。教师根据学生在线学习情况对未按教学计划预习的学生做及时提醒。通过学生线上学习数据可发现学生关注的文献或是有疑问的知识点，调整课堂教学策略以及课后复习任务，有效辅助实验课教学，以便提高达成课程教学目标的目的。

（二）建立数字化微生物标准片及实验教学材料库

根据动物科学、动物医学、生物工程不同专业的教学目标编写微生物实验教学资源上传到平台，编写脚本对标准片使用录屏软件录制微生物实验教学微视频，视频引用的图片均来自标准片或是学生对临床病例革兰氏染色结果等数字微生物图谱库。我们挑选微生物总论和各论中临床常见的典型标准片以及细菌荚膜、纤毛、菌毛、芽孢等特殊结构进行图像处理、编辑、标注、存储于显微镜数码互动教学平台，拓展了课后线下微生物形态与染色复习的时间和空间。同时，学生还可以根据需要自行对标准片或是自己制作观察片进行标注，加深课后微生物显微结构知识识别和理解，提高学习兴趣和效率，促进自学能力的培养。

（三）建立基于数字化的实验考核方式

传统的微生物学实验技能考核之一是革兰氏染色结果以及显微镜下对不同类型微生物的辨认和分析。实验技能考前教师需准备大量工作外，有时受出现图像显示局限、学生操作时间延长和考核点有限等诸多原因导致实验考核单一、效率低下、可行性不强等缺点。建立数字化微生物图片库，考前学生可反复辨认和练习，选取学生优秀作品作为实验考核题目的来源之一。建立基于数字微生物库的实验考核方式，为学习者提供了公平、公正的实验考核环境。

显微数码互动系统在微生物实验教学改革与实践中，使学习者不仅能够掌握实验课的内容体系、实验基本原理以及实验室研究手段的运用，同时也培养学生主动获取微生物显微知识和“线上线下、课内课外”四课堂的自主学习能力，有助于提升学生综合素质。教师可以针对不同的教授對象和课程教学目标，利用微生物实验在线开放教学平台，灵活组织教学内容、辅助教学实施，实现学习者的不同教学目标。

参考文献：

［1］赵孟孟，廖洁丹，黄良宗，等.兽医微生物学与免疫学实验混合式教学探讨与实践［J］.科技风，2022（36）：6163.

［2］张宁，黄翔鹄，李长玲.提高“水生生物学”实验教学有效性的探索——以5G WiFi显微数码互动系统的应用为例［J］.教育教学论坛，2021（36）：1316.

［3］祁根兄，刘红芹，纪丽丽.无线数码显微互动系统在《动物解剖》教学中的应用［J］.中国畜禽种业，2023，19（02）：118121.

［4］邸学，王添敏，翟延君，等.无线数码显微互动实验系统在中药鉴定学实验教学中的应用与思考［J］.中国中医药现代远程教育，2022，20（16）：2931.

［5］冯玲，陈先忠，邹光兰，等.多元化教学应用于口腔组织病理学的教学实践与思考［J］.医学教育研究与实践，2022，30（5）：626629，661.

［6］黄庆勇，林水花，黄小艺.云课堂加显微数码互动系统教学模式在中药显微鉴定教学改革中的应用［J］.海峡药学，2021，33（4）：105106.

［7］王敏君，朱海英，陈费.显微数码互动系统在医学细胞生物学实验教学中的应用［J］.中国继续医学教育，2021，13（4）：14.

［8］张平，张以顺.无线智能显微互动系统在高校动物学实验教学中的应用［J］.特种经济动植物，2023，26（3）：192194.

［9］李润美，杜勤，彭光天，等.显微互动系统在药用植物学实验教学中的应用成效［J］.实验室研究与探索，2020，39（09）：232234.

［10］司晓丽，陈彦文，王琳欣，等.线上线下与显微数码互动混合式教学在护理专业组织学实验教学的应用［J］.护理学杂志，2020，35（16）：7174.

基金项目：2023年佛山科学技术学院实验室开放创新基金项目（KFCX2023-A3）;2022年广东省研究生教育创新计划项目（项目编号：2022JGXM129、2022JGXM128）;2022年度广东省本科高校在线开放课程指导委员会研究课题项目（项目编号：2022ZXKC462）；2021年广东省课程思政示范课程；2023年粤港澳大湾区高校在线开放课程联盟教育教学研究和改革项目；2023年广东省研究生教育创新计划项（2023ANLK080）；2023年佛山科学技术学院课程思政教学改革与实践示范项目；2021年佛山科学技术学院第二批校级质量工程项目；2021年度佛山科学技术学院课程思政建设改革示范项目；2023年佛山科学技术学院党的二十大精神研究课题项目；2022年佛山科学技术学院师德师风建设课题项目

作者简介：廖洁丹（1979— ），女，汉族，广东潮州人，博士，副教授，硕士生导师，研究方向为动物疫病防控和兽药残留检测。

*通讯作者：陈胜锋（1977— ），男，汉族，湖北孝感人，博士，教授，研究方向为基础兽医学。