数码互动实验室在植物学实验教学中的应用

何 林，张仁波

（遵义师范学院，贵州 遵义 563002）

数码互动实验室在植物学实验教学中的应用

何 林，张仁波

（遵义师范学院，贵州 遵义 563002）

笔者通过对数码互动实验室在植物学实验教学中的应用进行探索，找出了数码互动实验室在教学中与常规教学相比的系列优势，并希望数码互动实验室在生物学实验教学中发挥更大的作用。

数码互动实验室；植物学实验教学

数码互动实验室是基于数码显微互动教学设备系统而建立的实验室。数码显微互动系统由学生用数码显微镜、教师用数字化多功能显微镜、软件教学平台、双向语音交流系统、图像处理与分析模块等组成，形成由电脑控制的互动实验系统，该系统具有下列多种功能：可进行显微图像的数字化实时传输；进行便捷的显微图像分析及处理；进行生物多媒体视频互动教学。该系统具有强大的显微图像处理与分析软件，可快捷地实现数字图像的快速捕获、效果处理、剪裁、合并、融合及测量等功能，实现对图像的定量分析与资料的长期保存和随时再现。

植物学实验教学是高等师范院校生物科学专业教学过程中不可缺少的重要组成部分，是复习、巩固和验证理论知识、培养学生动手能力及创新实践的极其重要的环节。传统的实验教学模式存在如下问题：以教师课堂板书、挂图讲解、实验操作演示为主；每轮实验，教师只能对少数学生的指导收到效果，大部分学生对实验内容难以迅速掌握；实验考核时，学生难以重温和复习实验内容等等。

充分利用现代科学技术，将需要教师花大量心血才能让学生明白的内容通过数码显微互动系统同时对学生进行展示，增加教学的直观性和知识的完整性，符合社会发展的需要，也是落实我院“留得住、下得去、用得上”的本科应用性人才的需要。把课堂实验教学内容通过音频、视频仿真模拟等技术图文并茂地展现出来，以真实生动、典型直观的显微摄像画面激发学生的学习兴趣，学生可以充分利用网络进行预习、复习以及开展科研创新活动等。通过该平台，可以有效解决传统实验教学过程中的集中讲授效果差、个别辅导工作量大和“教、学、练”过程不连贯等诸多问题，切实有效地提高实验教学效率和教学效果。

1 数码互动实验室简介

我院生物系数码互动实验室技术实验室拥有目前在国内处于领先地位的 Motic第二代数码显微互动系统，该系统由教师端显微图像单元、学生端显微图像单元和网络单元三部分组成。教师端显微图像单元和学生端显微图像单元均由显微镜、微机、数码摄像头、图像处理软件组成；网络单元主要由网络交换机、网络软件等组成。该系统的优点是纯数字传输，图像清晰，能实现师生双向信息互动。

2 利用数码互动实验室改进植物学实验教学

2.1 应用条件

由于植物学实验在大一开设，大多数学生中学时对显微镜的操作不够熟悉，因此前期的实验不能在数码互动实验室授课，只有在学生掌握了相当的实验技能，而且有一定的熟练程度以后才能进行数码互动教学，因此植物学实验主要在后半期进行数码互动教学，而且由于数码互动实验室的特殊环境要求，学生在数码互动实验室主要以观察永久制片为主，如观察茎的次生结构、花药的形态、子房的形态等。

2.2 操作方法

在学生对普通的实验操作较熟悉的基础上，首次到数码互动实验室对学生进行初步操作培训，培训首先教会学生对双目显微镜的使用，然后说明电脑的主要操作步骤，之后介绍实验中的操作过程及操作后的注意事项。

2.3 教学改进之处

2.3.1 使用幻灯片，让学生接触更多的图片，化抽象为具体

数码显微互动实验室的一大优点是能够向所有学生展示需要观察的植物形态结构，将比较抽象的结构进行直观展示，避免学生听讲时一头雾水、操作时不知所措的情况发生，使学生对即将要观察的结构有先入为主的感觉，从而提高学习效率。另外，使用其他数码技术，比如Flash，可以向学生展示一些动态过程，更直观地表现植物的变化情况。另外，使用幻灯片，可以节约板书时间，也降低了“吃粉笔灰”、患职业病的风险。

2.3.2 有利于向所有学生展示镜下图像，克服电视屏幕太小的弱点

在普通教学中，电视显微镜是教师常用的实验仪器，但该仪器有一大局限是屏幕太小，后面的学生很难看清楚屏幕上的结构，其清晰度也不能满足对细微结构的观察，且一旦前面学生挡住视线就没办法。而数码互动系统同时向所有学生展示镜下图像，不受别人的干扰，使听课自然更有兴趣。

2.3.3 对不同学生的装片，进行全班演示，突破“瞎子摸象”的情况

植物学实验中采用的装片，大多是由专门的厂家生产的，但是由于取材部位的差异，学生只能了解自己所观察的装片的情况，比如观察百合花药结构，有的同学拿到的装片中央为花丝、有的为子房部分横切，上课时尽管教师一再强调，许多学生还是不明白，但通过数码互动系统实现资源共享，学生就能了解更多的信息，可以同时了解到其他同学观看的装片的情况。

2.3.4 对学生进行一对一辅导，使学生更易接受知识

数码显微互动系统的又一优点是可以对学生进行语音或文字上的单独交流，对有疑问的同学，可以通过电子举手的方式向老师提问，老师根据提问的情况，将自己的电脑屏幕切换到提问学生的电脑屏幕，根据学生的问题单独进行辅导，这样既提高了辅导的效率，又可以真正达到“因材施教”的目的。另外，对一些典型性问题，可以直接通过教学示范把该生屏幕向全班同学展示并进行讲解。

2.3.5 应用拍照技术，使学生能随时进行复习

数码显微互动系统有拍摄功能，可以代替以往的照相显微镜。学生通过该操作，可以把观察的结构存入自己的文件夹，随时进行复习。此功能克服传统实验教学课堂结束后，装片一旦取下，就不能再现观察结构的情况。

2.3.6 利用图像对比技术，加深学生的印象

数码显微互动系统还有图像对比功能，学生可以把那些需要区别的结构调到同一显示屏上，仔细进行观察对比，使区别更直观，以加深记忆。

2.3.7 拍照作为实验报告，克服抄书的情况，且认识更清楚

传统的实验，学生往往是实验结束，找参考书上的图绘成实验报告完事，“千篇一律”的现象时有发生，教师也无法甄别哪些同学观察到了，哪些同学没观察到。但通过数码互动平台，教师可以要求学生对自己观察的图像进行拍照、标注，然后提交给老师，这样学生就不会为完成实验而抄书，而是真正通过自己的观察，对相关的知识了解后再提交实验报告，更能反映学生的真实水平。

2.3.8 全体监控，培养过硬的专业技能

数码互动平台可以同时显示学生屏幕，了解学生的学习状态，发现学生显微镜未调好的，可以针对性的指导，对于图像处理不到位的情况，教师可以直接通过教师机，对该生的图像进行调整。由于教师对所有学生同时监控，对不遵守纪律的同学可实现“黑屏肃静”，因此学生可以更投入地进行学习。

2.3.9 学生通过电脑屏幕观察，视野更广

学生通过显微镜目镜镜头进行观察，视野有限，对于一些想放大的区域，必须通过更换镜头才能实现，而使用电脑观察，可以使视野更广，个别区域需要放大的可以直接通过软件操作系统实现部分放大，操作更简易。

3 效果

由于本院生物系数码互动实验室2007年才投入使用，因此05、06级学生植物学实验采用的都是普通教学模式，而07、08级学生采用数码互动系统进行教学，为了了解该系统使用情况，笔者统计了05、06、07、08级学生的植物学实验成绩，并进行比较，结果见表1。

表1 遵义师范学院生物系05－08级学生植物学成绩

由表1可见，08级学生的实验操作成绩远远高于其他3个年级，达82.19分。而06级学生未使用数码互动实验室，成绩与07级学生相差不大，略高0.1分，分析原因是07级为首次使用数码互动实验室进行教学，教师和学生的操作水平均有限，而对08级，因为有了一定的积累，教师充分利用数码互动实验室的优势，因而成绩明显提高。

4 建议

数码互动实验室的使用可以提高学生的实验操作能力，与普通实验室相比具有很多优点，不仅植物学实验可以应用，其他有关形态学观察的实验也可以应用，这对学生综合素质的提高是大有益处的。在以后的生物教学中，数码互动实验室将发挥越来越大的作用。

Digital inter dynamic laboratory in botany experimental teaching of application

He Lin，Zhang Renbo

This article through to digital inter dynamic laboratory in botany experimental teaching, and find out the application explores a digital inter dynamic laboratory in the teaching with routine teaching compared series advantage, and hope digital inter dynamic laboratory in biology experiment teaching plays a more important role.

digital interactive laboratory; botany experimental teaching

G642

A

1000－8136（2010）36－0104－02