運用新媒體技術實現(xiàn)實驗動物學實驗互動教學研究

楊四軍+張露

[摘 要]實驗動物學現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)代生物醫(yī)學技術發(fā)展不可分割的一個組成部分，是一門獨立的綜合性基礎科學門類。它作為科學研究的重要手段，直接影響著許多生命醫(yī)學領域重大研究課題的立項和高水平科研論文的發(fā)表;它的提高和發(fā)展，又會把許多生物醫(yī)學領域課題的研究引入全新的境地。在動物實驗學教學中引入以微信、QQ、微博、博客為代表的新媒體互動技術，并利用虛擬現(xiàn)實技術和活體實驗相結合的方式，能實現(xiàn)教學效果評價的即時性，使學生出現(xiàn)的錯誤及時得到發(fā)現(xiàn)和糾正;也能更好地解決動物學實驗中動物的福利問題、實驗材料的成本問題和實驗結果的評價問題。

[關鍵詞]新媒體;互動教學;實驗動物學

[中圖分類號] G642.423 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）11-0122-03

新媒體泛指利用電腦、iPAD、手機及云服務等新科技，具有多個傳播主體，傳播層級逐層遞減，傳播手段豐富多樣，傳播內容分眾繁雜和傳播迅速、時效性強，實現(xiàn)由所有人面向所有人的交互式信息傳播方式的新興媒體。其主要包括雜志、報紙、廣播、電視、電影等的數(shù)字化及手機短信、微信、QQ和觸摸媒體等。其與過去我們常見的報紙、廣播、電視、雜志四大傳統(tǒng)媒體有著根本性區(qū)別，被稱為新媒體。[1]隨著社會的進步、互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)等移動科技的迅猛發(fā)展，上網(wǎng)5G資費的降低，具有大容量、高分辨率、大屏幕、強交互性等特點的智能手機已經(jīng)被賦予個人數(shù)字、信息終端的功能，逐步代替掌上電腦，成為新一代大學校園里人手一部的工具。智能手機成為大學生朝夕相處的親密伙伴和課堂學習的好助手，QQ、微信以及大學校園里廣泛應用的同名移動OA等社會性軟件，可以實現(xiàn)一個班級或不同班級組成的學習小組的討論交流、信息推送，拍攝老師的板書以及隨時向老師和同學查詢課件中所遇到的難點及疑點。[2]虛擬現(xiàn)實技術則是建立在計算機圖形學、仿真技術、多媒體和云計算技術、深度學習人工智能技術、網(wǎng)絡技術、并行處理技術和多傳感器技術基礎上，通過模擬人的五官感覺器官功能，使觀看者沉浸在計算機生成的多維信息虛擬境界中，并能夠通過視覺觸覺等方式與之進行實時互動，從而感知和親密接觸虛擬世界中的特定對象，獲得身臨其境的真實的認知。[3]在實驗教學中的主要應用為虛擬解剖、虛擬手術等，再現(xiàn)動物解剖現(xiàn)場，訓練者戴上數(shù)字頭盔即可親身體會動物解剖的要義，而無須擔心困擾動物實驗教學的成本和倫理問題。[4]因此，新媒體技術將在實驗教學中發(fā)揮越來越重要的作用。將智能手機和虛擬現(xiàn)實技術應用于實驗教學實踐，構建數(shù)字教學互動系統(tǒng)，將有效提高實驗課程的教學水平和質量，具有廣泛的應用價值。本文將結合作者實驗動物學實驗課程的教學實踐，探討如何更好地運用新媒體技術實現(xiàn)實驗動物學實驗的互動教學。

一、實驗動物學生實驗教學現(xiàn)狀

（一）資金短缺與實驗條件簡陋

高等學校缺乏足夠的資金購買價格昂貴的實驗器材，由于大學的實驗動物實驗教學需要用到大批量的藥劑和實驗動物，沒有資金的學校只能由教師進行單個演示實驗，或者將8～15個學生一組進行分組實驗，讓學生無法親自操作。目前國內許多兄弟高校由于沒有足夠大的實驗場地或，只能開設關于微小型動物的實驗;很多高校由于條件簡陋，只能進行露天與野外實驗操作，明顯不符合實驗教學要求。國內實驗動物學研究起步晚，許多高校剛剛配置成本科生與研究生的教學培養(yǎng)方案，存在各種短板，如實驗動物依賴少量定額資金購置、實驗藥劑不完備以及實驗器材老化或不完備，只有極少數(shù)985高校的醫(yī)學院的學生能開展大型動物和昂貴稀少動物的活體研究。[5] [6]

（二）嚴格的動物倫理限制

進行動物實驗過程中需遵守人道的動物福利政策，嚴禁虐待動物已成為普遍共識。西方發(fā)達國家和日本對實驗動物使用的審批非常嚴格，中國同樣高度重視實驗動物的實驗動物福利政策。從動物自身倫理出發(fā)，動物實驗過程的全程都需要遵守實驗動物使用的原則之一——替代原則;目前國內高校已逐步要求用低等的實驗動物或使用沒有知覺的實驗動物代替神志清醒的活體進行試驗;另外在不影響試驗數(shù)據(jù)準確性的情況下，盡可能少使用動物;對于實驗操作的設計，則要求全程以人道精神減少動物的痛苦。即便如此，目前對動物的使用，審批越來越難。但人類的一些疾病特別是危害大的如各種腫瘤、艾滋病、遺傳性疾病和心血管疾病等還沒有攻克，其機理研究不可能在人身上進行，只能在不同進化程度的動物身上進行試驗。[6] [7]

二、新媒體技術在實驗動物學實驗教學環(huán)節(jié)中的應用

在新媒體廣泛使用的今天，以微信、QQ、微博、博客等為代表的溝通交流媒介正在日益彰顯其便捷、靈活的獨特優(yōu)勢，成為一種為大學生喜愛并廣泛使用的教育載體。一方面，通過新媒體，教育者可以迅捷、及時地發(fā)布主題信息，通過文字、語言、圖片、音樂等形式，將教育內容展現(xiàn)給大學生，使職業(yè)教育更具直觀性和深刻性。另一方面，教育者可以突破固定場所、時間的約束，充分利用網(wǎng)絡課堂、慕課、在線互動、QQ群聊等新媒體形式教授相關知識。以智能手機為代表的強大的智能終端給大學生的學習和生活帶來了極大的樂趣和便利，已經(jīng)成為他們日常學習和生活中不可或缺的一部分。[7]如何讓學生在課堂上能夠弱化智能手機對學生的消極影響，同時又能進一步發(fā)揮合對學習的積極作用，是高校教師要面對的現(xiàn)實挑戰(zhàn)。

（一）實現(xiàn)師生之間課上課下動態(tài)交流

與中、小學教學不同的是，高校授課教師與學生接觸的時間少，學生學習要靠自覺，教師在課堂上只能重點簡述、提綱挈領。智能手機以及QQ群、微信群的普及，為師生的課下交流、學習討論提供了便捷手段。在一個班級或不同班級的學習小組間進行自由討論交流、信息推送，以語音輸入和實時對講的方式進行答疑釋惑。現(xiàn)代教育認為實驗課程并不是理論課程的輔助而是進一步的深化，因為理論課并不能提供鮮活的實驗動物和學生自由討論的氛圍，引起學生的好奇心與興趣。而一旦誘導了學生們的興趣和愛好，學生會有向自己的同學及授課教師探討專業(yè)問題的訴求及意愿。如果師生線上的互動交流，同學生分享自己在教學中的心得體會，并與自己在科研上的研究成果相結合，則起到事半功倍的效果。[8] [9]

（二）使教與學的傳統(tǒng)角色發(fā)生徹底改變

教師板書、學生筆頭記錄是最傳統(tǒng)的教學方式。新媒體技術的運用已徹底打破界限，尤其智能手機的拍照功能日益強大，學生使用手機拍照的方式代替課堂筆記以及照相機拍照已經(jīng)成為常態(tài)。[8]學生用這種方式快速方便地將課堂知識記錄下來，以便日后進一步復習，查閱;教師用這種方式能很快將講課要點傳遞出去，提高講課效率。傳統(tǒng)的課堂45分鐘，并不能為學生的疑惑提供太多的時間進行問答。新媒體條件下，學生對于在課堂上有疑惑的概念、公式以及推理過程，可以用手機進行百度查詢，或與班上同學進行微信群內互動，而教師可以對全程進行監(jiān)督。課前或 / 和課后，教師還可以將與課堂有關的資源通過新媒體資源共享技術讓學生通過下載做好課前預習和課后復習。因此智能手機的合理使用會提高學生的學習熱忱及求知的欲望，提升教學的效率，優(yōu)化教學質量。[8] [10]

（三）虛擬現(xiàn)實技術在實驗生物學實驗教學中的應用

虛擬現(xiàn)實技術應用于動物學實驗技術應用于動物學實驗能夠有效地解決動物學實驗教學面臨的經(jīng)費與倫理方面的困境，前期投入基金將虛擬實驗室建好，后續(xù)只需要維護和更新費用，不需要考慮實驗動物的購置、試驗藥劑的購買、廢棄物的處理，無疑將節(jié)省大量的人力和物力。更重要的是虛擬實驗室通過免費下載或購買不同的軟件就可以滿足不同實驗動物的需求，逼真地模擬出在傳統(tǒng)實驗技術的支持下極難進行或耗費巨大的實驗，極大豐富了實驗內容，又可以無危險性、無限制地重復進行實驗操作，使學生熟能生巧掌握實驗過程與原理;虛擬實驗室不需要前期的人力物力準備相關的實驗材料，做到隨到隨看;各高校間可以借助于5G高速網(wǎng)絡互聯(lián)技術，共享同一套虛擬實驗系統(tǒng)，用有限的資源實現(xiàn)最大化的利用。更重要的是教師通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實時監(jiān)控學生每個實驗步驟的操作細節(jié)，實時糾錯，對其結果進行量化分析和科學評價。[3] [4] [11] [12]

三、結語

聯(lián)合國教科文組織在其發(fā)布的《教育—財富蘊藏其中：國際21世紀教育委員會報告》報告中指出：“人們逐步認識到，教師同其他職業(yè)一樣，是一種‘終身學習的職業(yè)，從業(yè)者在職業(yè)生涯中自始至終都要有機會定期更新和補充他們的知識、技能和能力。”[13]新媒體技術的發(fā)展，既使教師通過數(shù)字化信息進行知識更新與學習，又讓教師與學生的互動過程中進行查漏補缺，形成教學的正反饋，為學生和教師的教學相長的能力提供了無限可能性。因此，新媒體技術可以開發(fā)出教師終生學習的無限潛能，使其形成自己獨特的教學風格，成為新媒體條件下受學生歡迎的高水平教師。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 涂濤，李文.新媒體與未來教育[J].中國電化教育，2015（1）：34-38.

[2] 李容樹.簡析智能手機在完善教學課程中的應用[J].沈陽干部學刊，2015（3）：66-67.

[3] 李建榮，孔素真.虛擬現(xiàn)實技術在教育中的應用研究[J].實驗室科學，2014（3）：98-100.

[4] 陳治宇.虛擬現(xiàn)實技術在實驗教學中的應用[J].甘肅聯(lián)合大學學報（自然科學版），2013（2）：103-106.

[5] 冷揚，鮑波，蘇小華，等.醫(yī)學院校實驗動物學教育現(xiàn)狀及教學改革思考[J].南京醫(yī)科大學學報（社會科學版），2013（2）：175-178.

[6] 吳清洪，顧為望，張嘉寧，等.加強動物實驗教學，提高學生動手能力[J].山西醫(yī)科大學學報（基礎醫(yī)學教育版），2005（3）：302-303.

[7] 袁進，吳清洪，顧為望.醫(yī)學院校實驗動物學實驗教學改革探討[J].山西醫(yī)科大學學報（基礎醫(yī)學教育版），2009（2）：215-217.

[8] 方明英.新媒體視域下教師職業(yè)嬗變探析[J].吉林省教育學院學報（下旬），2015（7）：90-92.

[9] 楊志峰.網(wǎng)絡與新媒體專業(yè)信息素養(yǎng)融合式教學之我見[J].軟件導刊，2015（7）：47-48.

[10] ?周紅春，梁靜.新媒體傳播環(huán)境下高校教學方式的變革[J].中國電化教育，2013（8）：91-94，109.

[11] ?陳興瑞.虛擬現(xiàn)實技術在實驗教學中的應用探討[J].曲阜師范大學學報（自然科學版），2001（04）：114-117.

[12] ?周力臻.基于三維虛擬現(xiàn)實的互動實驗教學系統(tǒng)[J].信息技術與信息化，2014（4）：121-123.

[13] ?周南照.21世紀教育的四大支柱[J].世界教育信息，2014（15）：3-7.

[責任編輯：劉鳳華]