顯微互動(dòng)教學(xué)是近幾年來(lái)隨著(zhù)計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、數字技術(shù)的發(fā)展而帶給顯微鏡下微觀(guān)世界教學(xué)的一場(chǎng)革命,他替代了落后和傳統的掛圖和幻燈教學(xué),把效率底和效果差的形態(tài)學(xué)實(shí)驗教學(xué)提升到了一個(gè)新的高度。“ “數字網(wǎng)絡(luò )顯微互動(dòng)教室”把多媒體教室、顯微互動(dòng)教室和語(yǔ)音教室有機的結合在一起,實(shí)現了多媒體電化教學(xué)、智能控制、師生多向互動(dòng)交流等多項功能。它不僅適用于實(shí)驗教學(xué),而且對科研工作有極大的幫助。我們形態(tài)學(xué)實(shí)驗室于2004年10月引進(jìn)了 MOTIC的數字網(wǎng)絡(luò )顯微互動(dòng)系統通過(guò)一個(gè)學(xué)期的應用取得了滿(mǎn)意的效果。
一、數字網(wǎng)絡(luò )顯微互動(dòng)系統的基本結構和功能
2004年下學(xué)期我們學(xué)院決定上《顯微互動(dòng)》教學(xué)系統,我們首先組成了兩個(gè)考察小組,分南北兩個(gè)路線(xiàn)對國內主要廠(chǎng)家的《顯微互動(dòng)》系統進(jìn)行了實(shí)地考察和現場(chǎng)參觀(guān)。通過(guò)招標,我們選擇了MOTIC《數字網(wǎng)絡(luò )顯微互動(dòng)》教室系統,并于2004年10月份安裝完畢投入使用。經(jīng)過(guò)這一個(gè)多學(xué)期的使用情況,表明此系統穩定可靠(從未出現過(guò)癱瘓和故障),軟件界面友好,直觀(guān)性強,使用方便,多數教師和學(xué)生使用幾次后便能掌握。
數字網(wǎng)絡(luò )顯微互動(dòng)系統由網(wǎng)絡(luò )系統、數字顯微鏡系統、圖象采集和處理軟件以及語(yǔ)音問(wèn)答等部分組成。在選擇中應注意下列幾個(gè)問(wèn)題:
1.要區別是“*代”系統還是“第二代”系統:“*代”系統結構簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格較低,但有幾個(gè)致命的弱點(diǎn)。一是學(xué)生端顯微鏡圖像采集分辨率低(一般只有40多萬(wàn)像素 只能達704×576分辨率或480TV線(xiàn)),用投影機投出圖像模糊不清。二是功能單一,教師只能監控學(xué)生操作,師生間不能實(shí)現真正的互動(dòng)教學(xué)。三是學(xué)生端不能進(jìn)行單獨的圖像處理。
“第二代”系統由于學(xué)生端配備了微機網(wǎng)絡(luò ),使系統的功能大大增強,師生間不但可以實(shí)現真正的雙向互動(dòng)教學(xué),而且學(xué)生端顯微圖像的采集也提高到了130萬(wàn)像素或200萬(wàn)像素。其系統功能、圖像效果也都遠遠的高于“*代”系統,既能達到教學(xué)要求也能滿(mǎn)足科研的需要。
2.要重視系統的結構:作為我們做形態(tài)學(xué)教學(xué)的老師來(lái)說(shuō),一般往往只注重效果,不太注意系統的結構,其實(shí)系統的結構對系統功能的實(shí)現,系統可靠穩定性方面的影響很大。系統結構越復雜,其穩定性就越差,出問(wèn)題的幾率就越大。所以要選擇比較成熟的技術(shù)結構(如局域網(wǎng)技術(shù))。
3.顯微鏡的選擇:顯微鏡應采用全平均的物鏡,這樣攝像機采集到的圖像在顯示器上才不至于出現中間清晰邊緣模糊或邊緣調清晰了中間部分又模糊的情況。另外,光源盡量采用LED的冷光源,光源壽命長(cháng)達10萬(wàn)小時(shí),色溫恒定,發(fā)熱少,功耗低(一般小于1W),但在選擇LED冷光源時(shí),一定注意發(fā)光的色溫,使其保證在5600K(自然白光)左右。目前市場(chǎng)上發(fā)白光的LED發(fā)光色溫大都在6000K左右,視覺(jué)上有些偏藍,觀(guān)察圖片時(shí)就會(huì )偏色。
4.微機的配置:學(xué)生微機的配置一般選擇本系統夠用為原則。正常情況下,C
二、傳統顯微實(shí)驗教學(xué)的缺點(diǎn)和局限性
1.教師不能對所有學(xué)生進(jìn)行適時(shí)監控:因為不能對學(xué)生進(jìn)行適時(shí)監控,對提出問(wèn)題的學(xué)生可進(jìn)行輔導而對沒(méi)有提問(wèn)題的學(xué)生則不知道觀(guān)察的結果正確與否。
2.師生間不能進(jìn)行交流和互動(dòng):某個(gè)學(xué)生在實(shí)驗中觀(guān)察到的典型結果或發(fā)現的問(wèn)題缺乏有效的交流手段,不能展示給所有同學(xué)。
3.信息資源不能共享:學(xué)生只能孤立地做自己的觀(guān)察,不能觀(guān)察別人的鏡下結果;亦不能共享教師積累的資料庫中的信息資源。
4.教師工作效率低:教師頻繁地在學(xué)生間走動(dòng)輔導,不但工作效率低而且勞動(dòng)強度大。
5.“*代”系統存在的問(wèn)題如前所述。
三、數字網(wǎng)絡(luò )顯微互動(dòng)系統在教學(xué)中的應用
該系統使用于所有使用顯微鏡的實(shí)驗課程。我們主要用于病理學(xué)和組織胚胎學(xué)教學(xué),在使用過(guò)程中它的優(yōu)勢和特點(diǎn)主要體現在以下幾個(gè)方面。
1.該系統能將多媒體教室、數字顯微互動(dòng)教室和語(yǔ)音室等現代化實(shí)驗室的各項功能有機的、綜合的結合在一起,可以實(shí)現師生之間、學(xué)生之間的語(yǔ)音、圖象的交流和互動(dòng):教師可把教師或任一學(xué)生的鏡下觀(guān)察情況隨時(shí)的傳輸給全體、部分或單個(gè)學(xué)生單元進(jìn)行示教和指導,學(xué)生間可自由分組進(jìn)行鏡下觀(guān)察情況的討論和交流。體現了多媒體電化教學(xué)、智能控制和多向互動(dòng)的特點(diǎn)把形態(tài)學(xué)教學(xué)提升到了一個(gè)新的高度。
2.提高了教師的教學(xué)效率和效果,減輕了教師的工作強度:在無(wú)互動(dòng)的實(shí)驗室一個(gè)教師zui多只能帶20-30個(gè)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗,由于要不斷地為單個(gè)學(xué)生進(jìn)行鏡下的講解和輔導因此勞動(dòng)強度較大,現在可帶40人以上而無(wú)須流動(dòng)奔波,在教師主機可清楚的監視到每一個(gè)學(xué)生的鏡下觀(guān)察情況,在不影響其他學(xué)生學(xué)習的情況下可進(jìn)行單個(gè)學(xué)生的輔導;把教師或某個(gè)學(xué)生觀(guān)察結果輕松地傳送到每一個(gè)學(xué)生,這極大地提高了實(shí)驗教學(xué)的效率和效果,減輕了教師的工作強度。
3.提高了學(xué)生學(xué)習的興趣和積極性:對于切片的形態(tài)學(xué)教學(xué),多數學(xué)生感到單純而枯燥,數字網(wǎng)絡(luò )顯微互動(dòng)系統的使用極大地提高了學(xué)生學(xué)習的興趣和積極性,對于學(xué)生鏡下觀(guān)察遇到的問(wèn)題,可以通過(guò)教師的示教講解或查看其他學(xué)生鏡下觀(guān)察結果而及時(shí)的得到解決,學(xué)生間的互相交流提高了學(xué)生學(xué)習的積極性。
4.學(xué)生實(shí)驗報告科學(xué)性提高:學(xué)生采集的鏡下圖象通過(guò)文字注明而提交的實(shí)驗報告較以前的鉛筆繪圖要直觀(guān)、準確、科學(xué)的多。
4.信息資源可達到共享,并可隨時(shí)進(jìn)行補充:在教師端資料庫中的圖象和錄象資料等信息資源任何一個(gè)學(xué)生可隨時(shí)提取用于學(xué)習和復習。在實(shí)驗中發(fā)現的典型的教學(xué)切片可及時(shí)采集并補充到資料庫中去。
5.實(shí)驗考試方法的改革:可把預置的題庫加密存放于教師機中,考試時(shí)瞬間發(fā)放給每一個(gè)學(xué)生,亦可進(jìn)行切片的適時(shí)考試,而有別于以往的印卷考試和轉圈式切片考試,大大提高了考試的效率和效果。
6.存在問(wèn)題:在形態(tài)學(xué)教學(xué)中應用數字網(wǎng)絡(luò )顯微互動(dòng)系統是一個(gè)新課題,在我們的實(shí)踐中尚存在一些問(wèn)題需要完善和解決,如部分學(xué)生和教師計算機應用水平函待提高,而不能因此而影響教學(xué)和學(xué)習;實(shí)驗教材應進(jìn)行相應的改革以適應該系統的應用;如何深挖該系統的擴展功能,科學(xué)綜合性地利用好該系統使其能更好地為教學(xué)和科研服務(wù)等等都是我們所面臨的問(wèn)題。
四、結論
數字網(wǎng)絡(luò )顯微互動(dòng)系統可應用于所有需要在顯微鏡下觀(guān)察的實(shí)驗教學(xué),在我們的醫學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)驗教學(xué)中取得了良好的效果,其應用前景廣闊,是傳統實(shí)驗教學(xué)的一場(chǎng)數字革命,同時(shí)也為我們的教學(xué)改革提出了新的挑戰
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