細胞分子生物學實驗教學中顯微數碼互動系統的應用

李艷利 王凱凱

摘要：在高校的實驗課堂中，通過顯微數碼互動系統的應用，把光學顯微鏡、計算機及網絡技術進行了結合，并在課堂中充分利用，實現了師生之間的直觀交流、充分互動以及資源共享，能明顯提高教學質量和效率。

關鍵詞：顯微數碼互動系統;細胞分子生物學;實驗教學

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2019）18-0277-02

伴隨著科技的進步，網絡技術發展迅速，高等院校尤其是醫學院校普遍應用了顯微數碼互動系統，實現了實驗教學的網絡化和數字化，激發了學生學習興趣，構建了高效的教學課堂。細胞生物學作為生命科學的前沿學科，是重要的醫學基礎課程，在細胞生物學的教學課程中，實驗教學有著重大的作用。

多數細胞分子生物學的實驗都需要使用顯微鏡，而普通的光學顯微鏡缺點明顯，師生交流不夠通暢，教學效率比較低下，而顯微數碼互動系統克服了很多光學顯微鏡不能解決的問題，使學習效率得到了提高，加強了師生的溝通交流以及資源的共享。

一、顯微數碼互動系統的組成及其功能

顯微數碼互動系統主要由教師用顯微鏡、學生端顯微鏡、顯微數碼圖像采集系統、語音系統和顯微數碼互動控制系統共同構成。我們學校的醫學院在實驗室的規劃建設中，把顯微數碼互動實驗室的建設作為一個重要構成部分。顯微數碼互動實驗室由1臺教師用顯微鏡和36臺學生用顯微鏡組成。通過局域網的設置，把每一臺學生用的顯微鏡與教師用顯微鏡連接在了一起，為實驗時的互動交流提供了便利。通過顯微數碼互動系統的圖像采集系統可以拍攝實驗照片，也可以進行錄像，還可以調整圖像的顏色和質量。通過局域網，每一位學生的顯微鏡圖像都可以連接到教師計算機上，并且36個實時圖像可以同時顯示。為了使圖像內容更清楚地被老師和其他學生看到，可以對某一位學生的圖像放大，進行更清楚直觀的講解和演示[1-2]。

顯微數碼互動系統的優勢主要在于它的互動性強，更加直觀，也更加真實。通過顯微數碼互動系統可以實現教師端與學生端的更好的交流與溝通，形成了師生間的互動式教學模式，如學生可以進行演示，教師講解，也可以進行屏幕的錄制，還可以廣播教學和語音教學等。

二、顯微數碼互動系統在細胞分子生物學實驗教學中的應用

顯微數碼互動系統作為細胞分子生物學中的教學輔助手段，實現了教師和學生之間、學生和學生之間的點對點、一對多的交流、指導與討論。傳統的細胞分子生物學的教學模式是學生觀摩和模仿，而顯微數碼互動系統實現了以學生觀摩和自主探究并重的教學模式和方法。

1.實現圖像資源共享，豐富教學資源。在我們傳統的細胞分子生物學的實驗教學中，教師只能用每一位學生的顯微鏡來觀察到該生的實驗結果，而每一位學生也只能觀察到自己的實驗結果和實驗圖像。通過顯微數碼互動系統的使用，教師可以通過該系統在教師端電腦上隨時觀察每一位學生的顯微鏡視野，并且可以通過實驗室里的大屏幕將自己的實驗結果和圖像以及每一位學生的實驗結果和圖像顯示出來，供全班學生觀看，這樣學生就可以將老師和其他學生的實驗結果和圖像與自己的結果進行比較，尋找自己的差距和不足，以便充分地對實驗結果進行分析。同時，通過該系統也幫助了教師更好地進行課堂教學，如教師在實驗過程中發現了某位學生的實驗結果和圖像非常特殊和典型，也可以通過屏幕展示給全班同學進行觀察討論和學習，達到了資源共享的目的。另外，有了顯微數碼互動系統，教師可以在教學過程中積累優秀的教學資源，如優秀的實驗結果、實驗過程的圖片、實驗過程的錄像，將它們保存起來，并可以通過該系統將這些結果展示給學生觀看。比如在“小鼠骨髓細胞染色體標本的制備”實驗中，由于實驗過程復雜，學生不容易操作，教師就可以把優秀的制作標本的過程展示給學生看，并輔助進行講解、點評，這樣學生就更容易掌握制作裝片的關鍵，獲得實驗的成功，從而提高了學習效率。

通過顯微數碼互動系統，使得實驗結果得以共享，充分利用了教學資源，豐富了教學內容，學生能夠在有限的時間里獲取更多的知識，通過老師的輔助講解，又加深了理解，提高了學習效率，提高了實驗課的教學效果，并突破了傳統實驗課的觀察方式。

2.加強師生互動，增強實驗效果。在傳統的實驗課上，教師只能對學生進行一對一的輔導，而使用了顯微數碼互動系統后，實驗課上，老師在教師機（主機）上可以同一時刻看到每一位學生的顯微鏡圖像，這樣就能夠及時發現學生在實驗過程中的問題，并對學生做出指導。比如在“洋蔥根尖細胞有絲分裂”的實驗中，可以讓學生分組實驗，通過顯微數碼互動系統展示所有組的實驗結果，然后讓同學們互相提問討論他們制作的裝片是處于哪一個分裂時期，各組派代表進行點評和講解，教師進行最后總結發言，充分調動學生學習的熱情。

在傳統的實驗教學中，教師只能對學生進行一對一的輔導，而通過顯微數碼互動系統的使用，教師可以同時對多名學生進行指導，也可以可同時對全班學生進行示教講解，實現了“一對多”的互動交流，克服了傳統教學模式的不足，充分地調動了學生的積極性，減輕了教師負擔，提高了學習效率。

3.激發學生學習興趣，提高自主學習能力。細胞分子生物學的傳統的實驗教學中，教師在上課前要準備好所有上課用的材料，實驗課時，學生直接用老師準備好的材料，按照老師講解的實驗步驟進行實驗即可，這種實驗課模式學生就處于一種被動接受的狀態，而使用了顯微數碼互動系統后，可以通過制作虛擬仿真模擬實驗，讓學生在課前自主學習，對實驗內容和過程進行充分理解，發現問題并主動思考，這樣在上實驗課時，教師進行簡單的指導，學生就能夠順利進行實驗，也節約了時間，可以用更多的時間來發現新的問題，并與同學老師進行分析討論，激發了學生的學習興趣，也提高了學習的主動性和學習熱情。

4.實現電子化實驗考核。傳統的細胞生物學的實驗考試是通過實驗報告進行的，由學生提交實驗報告，教師進行批改給出相應的分數，這種考核方式教師不能很全面地掌握學生的實驗水平。顯微數碼互動系統使用之后，實驗考核實現了電子化，考核內容包含了實驗報告、實驗過程的講解、討論的問題、虛擬仿真實驗等幾部分成績，實驗報告是電子版的，學生可以將實驗過程中采集的實驗結果和實驗圖片保存下來，通過電腦完成實驗報告的書寫和實驗結果的分析，這樣教師就可以直接對電子版的實驗報告進行評分，給出批閱意見后再發給學生，實現了實驗報告和實驗考核的電子化。

三、顯微數碼互動系統使用中需要注意的問題

雖然顯微數碼互動系統的使用為我們的實驗教學帶了很多便利，但是在使用過程中也需要注意一些問題，由于顯微數碼互動系統與網絡連接，我們首先就要考慮電腦中病毒的問題，教師在教學過程中常使用U盤等移動設備，容易使系統中毒，影響正常教學活動的進行，因此，教師應經常對教學課件進行殺毒，也要對顯微數碼互動系統做好日常維護工作，最好顯微數碼互動系統的計算機只能做與實驗相關的工作，而不能用作他用。

四、教學效果

（1）顯微數碼互動系統的使用使學生由被動學習轉為主動學習，學生能夠更加積極地參到實驗課中，提高了學習的主動性和學習熱情。（2）顯微數碼互動該系統的使用，使學生對實驗結果能夠更加直觀地進行觀察，加深了對知識的理解，提高了學生分析問題，解決問題的能力。（3）該系統用于教學后，明顯提高了教師教學效率和學生學習效率，節約了時間，在相同的時間內，可以多開展幾次探究性、驗證性實驗，豐富了實驗內容，擴大了學生的知識面，提高了學生的創新能力。（4）該系統的使用實現了實驗考核的電子化，加強了師生的互動，教師能夠隨時觀察學生的實驗現象和實驗結果，可以及時進行點評，并把它作為該生實驗考核的一部分，這樣學生會更加注重實驗過程，認真進行實驗的學生就會更多，從而提高了教學質量和學生學習質量。

五、結語

綜上所述，在細胞分子生物學的實驗教學中，顯微數碼互動系統的使用，明顯提高了教學質量和教學效率，豐富了教學資源，但是也有一些問題，相信隨著科技的進步，該系統會越來越完善，更好地為實驗課服務，為實驗教學提供更加先進和優越的平臺。

參考文獻：

[1]李秀梅，吳怡嫻，瑪依熱·吐爾洪，等.Motic數碼互動系統在形態學實驗教學中的應用及日常故障處理[J].科教導刊（中旬刊），2018，（05）：49-50.

[2]陳紅英，陳笑霞，黃燕.數碼顯微互動系統在遺傳學實驗教學中的應用[J].高校生物學教學研究（電子版），2018，8（02）：52-54.

Abstract：In the experimental classes of colleges and universities，Optical microscopy，computer and network technology are combined through the application of digital microscope interactive system，and make full use of in the teaching，It realizes the direct communication，full interaction and resource sharing between teachers and students，It can obviously improve the teaching quality and efficiency.

Key words：digital microscope interactive system;cell molecular biology;the experimental teaching