无线数码显微互动系统在《动物微生物与免疫技术》实验实训教学中的应用

摘 要：数码显微互动实验室的建立，提高了动物微生物实验室的教学质量，包括学生的实践动手能力和实验课堂教学效率。结合动物微生物与免疫技术的课程特点，把无线数码显微互动系统用在《动物微生物与免疫技术》实验实训教学上，加强了教学过程中师生的双向互动，实现了现代化模式教学资源的网络共享和强化学生显微镜观察能力的培养。

关键词：无线数码显微互动实验室； 实验实训教学； 动物微生物与免疫技术

中图分类号：S852.4文献标识码：A文章编号：1673-1085（2024）05-0028-04

基金项目：山东省现代农业产业技术体系家禽创新团队建设项目（SDAIT-11-05）

作者简介：王彩霞（1972—），大学本科，高级实验师，主要从事预防兽医学研究，E-mail：2480806308@qq.com

实验教学是高职课程教学过程中一个非常重要的环节，是对理论知识的复习、巩固和验证，对学生实践能力的培养和创新实践有着极其重要的关系。《动物微生物与免疫技术》是为提高学生动手能力和综合素质配合理论教学开设的一门实验课程。通过本课程的实验学习，学生能熟练掌握动物微生物与免疫的基本操作技能[1]，系统理解基本理论知识，为禽病防治、动物防疫与检疫等课程的学习打下良好的基础；同时培养学生形成良好的生物安全意识，具备自主学习和一定的开拓创新能力。本课程细菌病的实验室诊断通过利用显微镜油镜来观察各种微生物的形态结构，促进学生将实践技能与理论知识结合起来。学生刚接触动物微生物与免疫技术这门课程，难点是要快速在显微镜下找到图像和准确识别这些肉眼看不见的细菌形态，而显微数码互动系统使显微教学更便捷、易懂，具有共享性、时效性和交互性等特点[2]。

1  无线数码显微互动系统

1.1  无线数码顯微互动系统的组成

NDM-5数码显微镜无线互动控制系统采用无线传输方式，1个无线AP可以快速稳定地同时连接80个客户端和1个教师端，教师端和学生端都采用高清数码显微镜[3]，同时配备功能强大的显微图像处理系统，通过无线网络实现互联互通，可以实时评测学生课堂学习效果，并且提供多样化的班级管理功能，真正实现个性化自助学习的实践与创新。为了加强教学环节中全面覆盖课堂教学、课堂评测和课堂管理，学生使用通用形态分析软件，教师端使用专业形态分析软件，使图像处理和分析等更加具体。

1.2  教师端

教师 NEXcope在显微镜和显示器上都能看到黑色指针指示图像，显微镜透射光源有自动关闭功能，学生离开超过30 min 后，就会自动关闭。这样即可以节约能源，又能延长光源使用寿命。教师机有15项功能，分别是学生演示系统、视频直播、监控、远程命令、文件分发、文件收集、屏幕广播系统、讨论、分组教学、考试、调查、抢答竞赛、图像采集、 形态分析等[3]。

1.3  学生端

配备显微镜80台和图像显示器80台，学生端图像处理终端，学生端可同时兼容Windows系统和Android系统使数字图像明亮均匀，教师以通话模式（屏幕广播）与学生进行互动，也可以从pad上观察。每位学生所观察的图像教师可以通过教师机PC终端看到，直观掌握学生是否真正找到必须观察的典型结构，发现问题及时纠正，通过屏幕广播到每位同学的Pad上，实现显微镜平板一体化，提高师生互动效率。

2  无线数码显微互动系统的在教学中的先进性、易用性、高效性、支持面广、安全性

2.1  传统教学动物微生物与免疫技术实验教学与现代教学的状况

以“显微镜油镜的使用及细菌形态的观察”实验为例，传统的实验课程基本要求是根据教学目标，了解细菌的形态、排列方式、结构特性，及其在细菌形态鉴定中的意义；能正确使用显微镜油镜，且能在油镜下正确鉴别细菌的形态；能制作细菌标本片；培养无菌操作的意识。存在的弊端是生物显微镜只能单独使用，传统的学生看片、老师答疑，形式呆板，老师无法与学生对显微图像进行沟通。大课堂人数较多，课堂信息量大、内容多，利用多媒体手段能形象地讲解课堂教学内容，但无法就镜下图像进行交流。学生很难接受，这给课堂教学带来诸多不便。标准版多媒体互动系统（第一代）进一步提高带教手段，能与学生就教师镜下图像进行单向交流。网络版互动实验教学系统（第二代）使得师生间交流更加直观有效，利用计算机网络技术将教师镜和学生镜结合起来，实行师生间网络互动和双向沟通。

而无线数码显微互动系统帮助教师让学生在课堂内外都能参与进来，以实训项目“显微镜油镜的使用及细菌形态的观察”为例，学生可将在显微镜中看到的图像直接传输到移动设备上，从而实现全班共享，小组讨论，使课堂充满互动性和启发性。系统融合了数字化、网络化的先进思想，确保屏幕广播效率，实现传统互动，但突破了传统互动教室对空间位置的限制，是一种全新的先进的教学管理工具。安装部署快捷、升级简易方便；支持主窗口功能按钮、浮动工具条、右键菜单、快捷键等多种操作方式，老师使用起来更加得心应手。采用核心的动态局部截屏及实时压缩技术，确保屏幕广播效率极高；可以根据网络条件调节网络补偿强度；采用流媒体传输方式进行视频播放，即使广播课件、3D、电影也可达到实时流畅的效果。系统不仅支持所有主流的windows平台系统，还支持Android系统、支持无线和有线网络环境、支持双显示器应用模式。系统在安全性方面增加了防杀进程、断线保护、卸载密码保护等辅助功能，全面提高了系统的稳定性和安全性，使老师和学生无障碍交流学习。

2.2  无线数码显微互动系统的功能优势

为教师提供了有效的知识共享工具，对于课堂管理和考勤更加方便，通过监控画面就知道学生的情况，让每个学生都能始终看到同一页内容；支持全屏幕视频的广播和支持广播图片质量高低的调节；通过视频直播和掌握课堂讨论与共享的图像，使课堂有较高的同步性；实行分组管理，在执行远程命令前给学生提示，方便学生对相关数据图片进行保存；实现在教室里边讲边指导学生，提供个性化学习，同时继续通过移动设备控制和共享学生的显微图像。

3  无线数码显微互动系统在《动物微生物与免疫技术》课程教学中的应用效果

3.1  提高实训课授课效率

基于《动物微生物与免疫技术》课程内容的特点，调动学生学习的积极性并发挥他们的主观能动性，更好地去实现教学目标，进一步优化教学方法，发掘新的有效的辅助教学手段，使课堂教学与学生自主学习相结合，增加学生的学习趣味性[4]。无线数码显微互动系统可通过教师机终端看到学生观察的视野，极大地提高了教学效率。灵活的语言教学模式和全在面的图像数据共享，实现了在同一时间、同一界面师生的高效沟通[5]。做实验时，随时掌握每个学生的实验过程与进展状况，看到每一位学生调试玻片的动态过程，特别是在油镜的使用过程中发现问题能及时纠正。

3.2  提高学生实践技能，实现授课教师全程实时监控

授课教师全程实时监控，要求每一位学生把自己制作的细菌标本图像进行拍照分析，这样学生在显微镜下看到的视野通过无线数码显微互动系统连接到教师电脑上，通过这种方法，学生在制作涂片标本、染色、使用油镜等方面比较认真，提高了学生的实践动手能力，又起到督促学生学习的作用[6]，体现了现代化模式教学资源的网络共享和强化学生显微镜观察能力的培养。

3.3  互动多样的教学形式，提高教学效果

在“显微镜油镜的使用及细菌形态观察”实验时，传统教学只是授课教师用讲述、视频和示范的教学方法，每位学生在显微镜下看到的图像不同，学生可利用数码显微互动系统向老师提问，老师对同一性问题分类解答，提高了教学效果。

3.4  实现信息容量扩展资源共享，提高教学质量

在普通动物微生物实验室内实训时，显微镜技术技能训练实验课堂授课效率低，学生制作的细菌标本玻片由于染色的差异，在显微镜下形态各不相同，教学资源少，学生被动的学习，没有积极的主动性，出现的问题得不到纠正。而无线数码显微互动系统能及时发现问题、解决问题，通过老师的讲解，学生在显微镜下观察的细菌形态在大屏幕上看到，呈现动态的示教，实现了信息容量扩展资源共享，提高了教学质量。

4  使用无线数码显微互动系统出现的问题及对策

4.1  系统方面：数码显微镜下图像与学生机上的图像有差距

通过教学发现学生机数码显微镜的像素低，传输慢，图像不清晰，画面有延迟现象，使用过程中图像切换速度较慢，影响了教学效果。指导学生养成从显微镜的目镜中观察图像，视野更好，不要依赖Pad。

4.2  学生方面：动手能力上存在一定的差距

高职学生的学习目的不明确，不知道未来干什么，不确定自身的需求，所学知识感到不是自己想要的，学习动力就没有了。在学习的过程中大多数学生有学习的意愿，不知道怎么去学，重点是什么。不感兴趣就不好好听讲，极大地影响了学习效果，造成显微镜使用不当，找不到视野，忽视了显微镜操作的基本操作，教师应反复强调。高职学生的动手能力差，教师指导学生多学、多看、多做、多练习。

4.3  授课老师方面：授课老师掌握的熟练程度和授课形式

动物微生物与免疫技术实验内容和数码显微互动系统的相关技术知识，授课老师要熟练掌握，授课形式要多元化，避免因使用不当而影响教学，所以要求实验课教师必须熟练掌握数码显微互动系统的使用方法，使实验课顺利进行。

4.4  管理方面：系统维护存在不便利性

加强实验室建设，配备专职实验员，出现故障及时修理，不能依赖于设备公司的维修人员，培训全体教师的使用技能，实验员老师与授课老师使用前后进行交接，要及时解决实验过程中发现的问题，保障机器设备的正常运行。

5  小结

显微数码互动实验室的建成，实现了资源共享，扩展了信息容量，提高了教学质量，学生学习积极性和主动性得到发挥，学生的知識面拓宽了，很好地培养了学生的实验能力和创新能力，是《动物微生物与免疫技术》在显微镜实训教学的改变。数码互动显微镜技术是新的实验教学手段，有利于师生互动、个性化和远程化进行，有利于培养学生自主学习、发现问题、提出问题、解决问题的能力。无线版互动教学系统突破传统互动教室对空间位置的限制，既能实现传统互动教室的功能，又能灵活布局，是一种全新的、先进的教学管理工具。

参考文献：

[1]  邵菊芳，冷云伟，朱红威，等.显微互动实验室在微生物实验教学中的应用[J].实验室科学，2012，15（05）：123-124.

[2]  李润美，杜勤，彭光天.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（9）：232-234.

[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）：118-121.

[4]  王菊宁，侯亚妮，马思敏.无线网络、数码显微模拟、翻转课堂互动系统“三位一体”教学模式在病理学教学改革中的应用[J].医学教育研究与实践，2017，25（6）：921-924.

[5]  林志云，潘利明.数码互动实验室在药用植物和中药鉴定实验教学中的应用[J].广东药学院学报，2007（4）：466+469.

[6]  叶剑尔.数码显微互动实验室在微生物学实验教学中的应用[J].药学教育，2011，27（6）：51-53.

Application of Wireless Digital Microscope Interactive System in the Experimental Training Teaching of Animal Microbiology and Immunotechnology

WANG Caixia

（Shandong Vocational Animal Science and Vetevinary College， Weifang  261061， China）

Abstract：  Establishment of digital microscopy interactive laboratory， animal microbiology laboratory teaching quality improved， students' practical hands-on ability and laboratory classroom teaching efficiency. Combined with the characteristics of the course of animal microbiology and immunity technology， the wireless digital microscope interactive system is used in the "animal microbiology and immunity technology" experimental training teaching， elaborated in the process of carrying out the animal microbiology and immunity technology experimental teaching to strengthen the two-way interaction between teachers and students， and realised the modern model of teaching resources network sharing and strengthened the cultivation of students' microscope observation ability.

Keywords：  Wireless Digital Microscopy Interactive Laboratory; Experimental and practical training teaching; Animal Microbiology and Immunotechnology