數碼顯微互動實驗室在人體寄生蟲學實驗教學中的應用

陳曉丹 董興高 何艷霞 李繼紅 石廷玉

摘要：數碼顯微互動教學系統是近幾年發展起來的一種可應用于形態學實驗教學的多媒體教學設備。湖北民族學院醫學院于2015年建立了人體寄生蟲學數碼顯微互動實驗室，明顯提高了教學質量和教學效率。

關鍵詞：數碼顯微互動實驗室；人體寄生蟲學；實驗教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）26-0267-02

人體寄生蟲學是一門形態學課程，也是基礎醫學的重要必修課程，而形態學教學很重要的一個環節是實驗課的教學[1]，學生在理論課上學到的抽象內容，需在實驗課上進一步觀察、驗證、領會，才能系統完整地掌握本門課程。培養學生動手能力，為醫學生畢業后從事寄生蟲病的診斷、防治和研究工作奠定基礎。然而，近年來隨著教育教學改革的深入，醫學基礎課學時總量不斷減少、每堂實驗課的內容相對較多，加之實驗設備簡陋，《人體寄生蟲學》實驗教學效果不盡如人意。數碼顯微互動教學系統是近幾年發展起來的一種可應用于形態學實驗教學的多媒體教學設備，它由教師用顯微鏡、數碼顯微互動圖像采集系統、顯微數碼互動控制系統計算機和學生端顯微鏡共同構成[2]。為了提高教學質量，湖北民族學院醫學院人體寄生蟲學實驗室于2015年引進了數碼顯微互動系統，創建了3個數碼顯微互動實驗室，在將近一年的使用中，收到了良好的教學效果。

一、傳統人體寄生蟲學實驗教學的局限性

人體寄生蟲學實驗課的基本要求是通過本課程的學習，學生必須掌握顯微鏡的使用技術、掌握常見寄生蟲的形態結構和實驗觀察方法；熟悉寄生蟲學實驗的基本操作技能。人體寄生蟲學實驗課程的大部分形態結構觀察（如：原蟲形態結構觀察；常見蠕蟲成蟲特征性結構觀察及蠕蟲蟲卵的形態結構觀察等）離不開顯微鏡的使用。傳統的人體寄生蟲學形態學實驗教學模式是在課堂上學生們各自孤立地使用顯微鏡，對標本進行觀察，這種模式存在以下弊端：

1.教學效率低[3-4]。傳統的人體寄生蟲學實驗教學模式下，老師主要通過人工繪制模式圖、顯微鏡下有限的示教片講解人體寄生蟲的形態結構特征及實驗操作方法，這種主場教學模式學生很難有直觀的感受，學生感覺實驗難度大，而且教師主場教學占用大部分實驗時間，在所剩不多的學生自主實驗操作時間內，每個學生對著一臺顯微鏡，教師不能及時監控到每個學生觀察的情況。在教師巡視指導的過程中，經常對于一些共性的問題，重復解說，增加老師不必要工作量的同時教學效率低下，一節課下來教師只能對極其有限的學生進行指導，學生學習效果不理想。

2.師生之間、學生之間互動少[3-4]。傳統人體寄生蟲學實驗教學中，師生之間及學生之間的溝通受到時間和空間的限制，老師的想法不能很好地讓學生接受理解，學生的觀察情況也不能及時反饋給老師，學生與學生之間也很難做到學習經驗的交流，使得學生學習的主動性、積極性受到影響。

3.教學內容局限。傳統的教學模式下，教師主講實驗內容時只能單一地依靠板書加口述講解實驗內容，內容單一枯燥，學生聽課的積極性不高，接受的信息量有限。教師示教時只能將示教標本片固定區域置示教顯微鏡下，學生排隊觀察，這種方式學生看到的示教病原體形態結構單一。在自行進行實驗觀察標本的過程中學生與顯微鏡下視野只能一對一，沒辦法共享觀察其他學生鏡下的典型病原體，導致學生在課堂上能夠接收到的信息極其有限。

4.實驗教學效果檢查困難。傳統人體寄生蟲學實驗教學模式下，因為學生觀察到的實驗圖像沒辦法保存、傳輸，教師只能通過學生的紙質實驗報告檢查教學效果，這種方式不僅占用學生的實驗操作時間而且很難真實地反映學生的觀察情況。

二、數碼顯微互動實驗室的構成及優勢

數碼顯微互動實驗室主要由計算機軟硬件（每個教室一臺教師機，40臺學生機）、教師用顯微鏡、學生用顯微鏡、教師數碼攝像系統（有效分辨率：2560*1920）、學生數碼攝像系統（有效分辨率：2058*1536）、語音交流系統、圖像處理與分析系統、其他多媒體教學設備等組成。

在數碼顯微互動實驗室做人體寄生蟲學教學實驗，教師可以直接通過教師機實時觀察監控到課堂上每個學生的顯微鏡畫面，及時發現實驗中存在的問題，并通過語音處理系統給予學生一對一的指導。學生也可通過舉手提問系統主動向教師發起幫助請求。通過高清晰的攝像頭，把微觀圖像視頻信號輸出到計算機、投影機等輸出裝置，方便進行直觀的圖像顯示和討論，同時具備圖像處理、分析、數碼錄像等功能，可實現對圖像的定量分析與資料的長期保存和隨時再現[1]。

1.提高教學效率。傳統的人體寄生蟲實驗教學每個實驗室必須有一個實驗主講教師進行主場教學，而且實驗人數不宜超過30人，學生太多會影響學生聽課效果。顯微互動實驗室可以進行廣播教學（語音廣播，屏幕廣播，視頻廣播），中控室的教師可以通過教師端的電腦進行控制，將要講授的內容在3個實驗室學生端的電腦（120臺）上顯示出來。學生通過學生端顯示屏及耳麥更近距離地、更清晰、更直觀地看到、聽到老師講授的內容。這樣避免了同樣的內容教師重復講授，提高了工作效率，節約了教師資源，與此同時也提高了學生的聽課效果。教師示教時，通過廣播教學，教師可以在教師顯微鏡下動態演示觀察切片的整個過程，結合視野轉換過程進行講解，直觀、快速地教授學生如何正確地觀察切片。當教師通過廣播教學完成主場教學后，學生自行進行實驗操作，教師可以通過教師電腦監控所有學生所觀察到的視野，及時發現學生在觀察過程中出現的問題，針對性地解決問題，提高教學效率。

2.師生之間、學生之間的交流更為便捷。語音交流系統包括四種通話模式：全通話模式、學生示范模式、師生對講模式、分組練習模式，通過這四種模式教師不但可以向全體同學示教講解，也可以個別提問，學生不但可以主動向教師提問也可以在小組學生之間進行自由討論，從而讓師生之間、學生之間的交流更為便捷，調動了學生的學習積極性，同時也減輕了教師的工作強度。

3.教學內容更為豐富。教師使用數碼顯微互動實驗室系統進行教學時可以實時插播實驗教學相關的錄像、圖片、聲音等資料，使學生在短時間內接受到豐富的信息，進而掌握所學知識，提高學習效率。另外數碼顯微互動實驗室系統教師端和學生端電腦對圖像均可進行拍照、儲存。學生觀察過程中拍照，儲存圖片便于課后復習，鞏固知識，對不同的病原體進行比較更好地掌握知識。如對不同蠕蟲卵的觀察，傳統教學模式下學生因為不能存儲圖片，導致學生對兩次課或多次課中觀察到的蟲卵不能進行很好的比較鑒別，而在顯微互動實驗室，學生可以自行建立圖片文件夾，儲存下每次課觀察到的典型蟲卵圖片，學生可以對多次實驗課觀察到的蟲卵進行反復的復習比較，學習效率和效果都大大提高。教師在監控過程中發現學生觀察到的典型圖譜，也可以進行圖像捕捉，用于模范示教，既提高了示教質量也可以提高學生實驗的積極性。

4.教師對實驗效果的檢查更為便捷、有效。顯微互動系統的教師管理系統具有布置作業、批閱作業、在線答疑、在線考試、網上閱卷、考試成績管理等功能，學生端顯微互動系統的拍照、儲存，圖像處理、標注，作業提交功能讓學生觀察到的圖像能真實、準確地直接提交給教師主機，讓教師能方便快捷地批改作業，也能讓教師更準確地了解實驗課的實驗效果。

三、數碼顯微互動實驗室在人體寄生蟲學實驗教學中存在的不足

教師應進一步轉變教學觀念，利用好數碼顯微互動系統，充分利用系統優勢實現師生互動，最大限度提高學生學習熱情。學生應課前做好相關實驗的理論知識復習，以便在交互實驗室能有效接受豐富的實驗教學內容[5]。另外，數碼顯微互動系統本身也還存在一定缺陷，如電腦及投影儀顯示的顯微鏡下圖像在色彩有一定偏差；數碼顯微鏡和投影儀像素偏低導致投影的圖像不夠清晰；學生端電腦圖像處理軟件偶爾出現故障，導致學生看到的圖像不能及時拍照、存儲、標注，要恢復功能必須重啟電腦，耽誤學生實驗時間及實驗積極性，影響教學。

總之，顯微互動實驗室在人體寄生蟲學實驗課中的投入使用使人體寄生蟲學實驗課教學模式發生了重大改變，大大提高了實驗課的教學質量和教學效率。相信今后在數碼顯微互動實驗室硬件和軟件不斷完善的基礎上，會在人體寄生蟲學實驗教學中發揮更大的作用，更好地為人體寄生蟲學實驗教學服務。

參考文獻：

[1]況花榮，王小麗.顯微互動系統和數字切片在形態學實驗教學中的應用[J].科技信息，2011，（15）：152.

[2]陳文婧，段小君，郝興霞，等.顯微互動實驗室相較于傳統實驗教學在形態學實驗課中的優勢[J].課程教育研究，2015，01（1）：244.

[3]杜麗堅，冷靜.Motic數碼顯微互動實驗室在病理學實驗課教學中的應用[J].南京醫科大學學報：社會科學版，2005，（4）：368-370.

[4]倪晶晶，應志國，姚偉.數碼顯微互動實驗室在醫學形態學實驗教學中的應用[J].中國高等醫學教育，2005，（3）：81-82.

[5]劉再群，陳紅.數碼顯微互動實驗室在《人體組織學與解剖學》教學中的應用[J].安徽師范大學學報：自然科學版，2011，34（6）：565-567.