基于Authorware的医学微生物学实验课件的开发与应用

吕 锐,张文卿,丁守怡,王 斌

(青岛大学医学院,山东 青岛 266071)

医学微生物学实验是病原生物学的重要组成部分,在部分医学院校已成为一门独立开设的重要课程。它具有图像资料丰富,注重操作技能的特点,非常适合制作多媒体课件进行辅助教学。该文从医学微生物学实验特点出发,结合工作实际介绍了基于Authorware制作多媒体课件的方法。编制出来的课件具有丰富的人-机交互功能[1-2],便于学习者有选择、有目的地进行学习。学生使用该课件后,加深了对医学微生物学理论知识的理解,提高了其实验操作技能,取得了良好的教学效果。

1 课件系统的分析与设计

课件系统的开发主要包括需求分析和课件制作两个阶段。需求分析阶段是根据实验教学的目的、学生的需求,以教学大纲为中心,来确定项目需要实现的功能。该阶段是课件制作过程中一个极其重要的组成部分,要充分发挥多媒体课件在教学过程中的优势,必须做好课件的前期分析工作。课件制作阶段就是在前期分析工作的基础上,运用开发工具,来实现课件的具体功能[3]。

1.1 需求分析

医学微生物学是一门实验性很强的学科,实验教学一方面可使学生在实验中加深对理论的理解;另一方面对培养学生的动手能力、分析问题和解决问题能力都有重要意义。实验大纲要求学生能够识别大纲内一些重要的医学微生物 (细菌、真菌、其他微生物等)在显微镜下的基本形态和特殊结构,掌握基本的实验操作技能,具备较强的生物安全意识,在此基础上,完成实验教学大纲所规定的各种验证性实验、综合性实验以及创新性实验项目。

在实际的实验教学过程中常常存在一些问题[4]。首先,学生思想上不重视实验教学,理论和实验脱节,实验过程中盲目操作,不求甚解;其次,学生的动手能力差,无菌操作意识不强;另外,在微生物的形态学观察过程中,部分学生不能做到真正识别微生物的基本形态和特殊结构,存在凭空想象的现象。

针对这些问题,我们从形态学观察和实验操作技能两个方面作为切入点,进行医学微生物学实验课件的开发。

1.2 多媒体课件制作

1.2.1 课件开发平台 我们选择 Author ware作为课件开发平台。它是一个图标导向式的多媒体制作工具,通过对图标的调用,将文字、图形、声音、动画、视频等各种多媒体项目数据汇在一起,所编制的课件具有较强的交互功能。

1.2.2 编写脚本 编写脚本是制作多媒体课件的一个重要环节,通过脚本的编写把多媒体课件的思路、内容等信息展现出来,确定课件的表现形式,使开发出来的课件集科学性、趣味性、直观性于一体。规范化脚本是保证课件设计质量和提高课件开发效率的关键。

医学多媒体课件的制作常常采用树状结构,由主菜单层层展开到每一个知识点,各层之间通过超级链接的方式连接起来,使整个课件构成一个完整的知识体系[5]。我们开发的医学微生物实验课件按照内容可分为两大模块:医学微生物形态学观察和基本实验操作技能。形态学观察模块按照微生物的分类又可分为细菌、真菌、其他微生物、微生物的特殊结构 4个分支;实验操作技能模块下面包含革兰氏染色、细菌分离培养技术、常见培养基的接种技术 3个规范化操作的视频片段。

1.2.3 多媒体素材的准备[6]本阶段需要完成项目中全部素材的收集和加工处理工作。素材内容主要包括文字、图像、音频、视频、动画五个方面,需要用到的图像和视频编辑课件有 Photoshop、Flash、绘声绘影等。

1.2.4 交互功能制作 交互功能是课件制作的一个重点,目的是为了用户能够更快、更好地使用课件,使学习者能够更方便、更有效地进行学习。本课件中采用的交互方式包括按钮交互、热区交互两种。

课件中的视频播放采用了暂停、继续、返回 3个按钮,设置变量 Pause,点击“暂停”键,执行语句

MediaPause(Icon ID@“培养基的接种”,Pause),

视频暂停播放。点击“继续”键,执行语句

MediaPause(Icon ID@“培养基的接种”,Pause),

视频可以从断点处继续播放。“暂停”和“继续”键还可以合并为一个键,在一个按钮交互的群组下面建立一个判断图标,设置一变量,通过变量数值的改变自动进入不同的判断分支,从而实现视频“暂停”和“继续”的功能。“返回”键交互功能的实现比较简单,调用常用函数 GoTo(Icon ID@“主菜单”)即可返回主菜单。

课件中热区交互的应用主要体现在帮助提示、功能介绍、图片重要结构讲解方面。当鼠标在按钮、图片或者热区停留时,有时会出现相应的文字提示,有时会出现声音帮助,使学习者更快、更好地掌握课件的应用和图片中典型的微生物形态学特点。

1.2.5 课件的发布[7]程序调试完毕后要进行打包,在 Author ware中采用 with runtime的方式将其编译为可执行文件。为了实现课件的个性化,可以使用Axialis IconWorkshop图标工具制作个性化的程序图标文件,最后以光盘的形式发布课件。

2 课件应用效果分析

2.1 实验教学效果分析

通过课件的应用,我们把理论课或实验课所描述的病原微生物的形态、结构以及操作过程视觉化,改变传统教学模式中学生忙于记笔记的现状,使学生对各种病原微生物有一个清晰的认识,表现在对显微镜下微生物的形态、结构的认知能力明显增强,缩短了显微镜下观察的时间;实验操作技能明显提高,实验综合能力增强。同时,我们采用问卷的方式对实验课的 14名教师和 2008级医学生随机抽样 80人分别进行调查,来测试课件应用情况的满意度。

表1 学生对课件应用效果评价 %

表1的数据表明,87.5%的被调查学生认为课件与实验内容的关联度强,制作的多媒体课件符合实验大纲的要求;超过半数的学生对课件所包含的信息量和趣味性给予了肯定;78.8%的学生认为课件对上好实验课是有帮助的,说明多媒体辅助教学应用在实验教学中是非常有效的。

表2 任课教师对课件应用效果评价 %

表2表明,73.3%的教师认为制作课件的内容符合教学大纲的要求;86.7%的教师认为通过课件的使用,使学生对微生物基本形态和特殊结构的认知能力明显增强,学生的实验操作技能明显提高。由此可见,制作的多媒体课件对于教学实验是有帮助的。

2.2 实验成绩分析

我们的研究对象为医学院 2007、2008级预防医学专业学生,同一教师授课。2007级学生 (26人)未使用过该课件,其实验课内容的掌握依靠教师的讲授、演示,课后通过翻阅教师讲课用 PPT进行巩固;2008级学生 (28人)在此基础上应用以 Authorware编制的课件进行学习。学期结束将两者的实验课考试成绩进行统计学分析,2007级、2008级学生实验课考试成绩符合正态分布;均值和标准差分别为 (81±8.24)、(85±5.45);Levene方差齐性检验 F=2.973,P=0.091>0.05,故认为两组方差相等;t=-2.110,df=52,P=0.040<0.05,说明两个年级的考试成绩存在显著差异,2008级成绩明显好于2007级。可以得出如下结论:基于 Author ware开发的多媒体课件是一种能够促进医学微生物实验教学的良好辅助手段。

3 讨论

随着计算机技术的飞速发展,多媒体辅助教学作为一种现代化的教育技术手段越来越受到重视。这种教学模式将图、文、声、像等信息经过计算机系统存储、加工和处理,呈现在学习者面前,使枯燥的学习内容变得直观、生动、形象,易于其对知识的快速理解和掌握,激发学习兴趣。医学微生物学是一门实践性很强的学科,实验的特点主要体现在微生物形态学的观察和基本操作技能培养两个方面,很适合利用计算机辅助教学手段来进行教学;Author ware作为优秀的多媒体开发工具,采用了面向对象的设计方法,提供了丰富的函数功能,开发出来的课件交互能力比较强大。基于上述特点,我们将二者有机结合起来制作医学微生物学实验多媒体课件。

素材的选择方面,我们强调贴近现实,亲手制作,保持原创性。通过这种方式,使学生在显微镜下所见的图片与课件中呈现的图片基本保持一致,不易产生歧义,利于学生更迅速、更准确地掌握所学知识。视频制作中录制了该实验室专家讲课时进行规范化操作的片段,试播放给学生后,发现学生对于自己教师的表现更容易产生浓厚的兴趣,表现出强烈的模仿意愿,充分调动了学习的积极性,一方面学到了知识,另一方面也达到了教学目的。所以,课件制作中素材选择很重要,既要符合教学要求,又要能增强学生学习欲望的素材,才是一种好的素材。

界面的设计是个既简单,又复杂的过程,应遵循界面友好、简洁、交互性强的原则,色彩要搭配合理,整个课件的风格保持和谐同一。对于每一个界面,应合理地组织内容,合理地应用声音、图像、视频、动画、文字等,做到主次分明。有些多媒体课件忽视了界面的设计,重视华丽的外观,过多地应用图片、声音、动画等,片面地追求视听感官刺激,结果分散了学习者对教学内容的注意力,影响了教学目标的实施。所以,人-机界面设计在多媒体系统的开发与实现中占有非常重要的地位[8]。

基于Authorware开发的课件具有强大的人-机交互功能,是其突出特色之一。从用户角度来说,交互设计是一种如何让开发的课件易用、有效且让人愉悦的技术,广义上可以认为它属于界面设计的一部分。该课件中人-机交互功能设计充分体现了以用户为中心的思想,力求给学生营造一种舒适、自然、流畅的感觉体验。在课件的运行过程中,为学习者提供实时的帮助是必不可少的,我们采用了热区交互的方式来实现。当鼠标移动到热区域时,会出现提示帮助、简洁的文字说明等。另外,每个界面中“返回”和“退出”是两个最常用的按钮,方便学习者返回导航菜单或随时退出学习过程。如果忽略了这两个按钮的设计,就不能流畅地进行人-机交互,教学内容也体现不出树状结构的设计理念。

该文中我们采用调查问卷的方式和把实验考试成绩进行统计学处理作为课件应用效果评价的指标[9]。医学微生物学的实验课考试注重学生实践能力的培养,现阶段成绩构成主要包括三部分:学生的平时成绩占 20%,显微镜下病原微生物的形态学观察部分占 40%,基本操作技能占 40%。通过对2007级、2008级预防医学专业学生的实验课考试成绩进行统计学分析,结果表明使用过该课件的 2008级学生的平均成绩明显好于未使用过该课件的2007级学生,且差异显著。说明课件的使用对于提高学生的实验课考试成绩有一定的帮助,可以作为实验教学的一种良好辅助手段。评估的不足之处在于只使用考试成绩作为课件应用效果评价的指标太单一。在以后的课件应用过程中,我们可以设计反映更多指标的调查表,针对多媒体素材组织、界面设计、交互设计、导航系统等多个方面进行调查和量化分析,全面、客观地对开发的课件作出评价,针对不足之处提出改进意见,满足学习者的需要。

总之,Authorware是一款优秀的多媒体制作工具,使用其制作的医学微生物学实验课件界面简洁、使用方便、内容扩展性强,是学生学习和巩固微生物学实验技术的好助手。随着病原生物学实验作为一门独立课程的逐步实施,在以后的工作中,我们还要在课件中增加题库系统的设计,进一步完善课件的功能。

[1]黄凤坡.Authorware交互功能介绍及简单的实例设计[J].赤峰学院学报,2009,25(2):34-36

[2]边秀英.人机交互对创新培养的启示[J].实验技术与管理,2004,21(6):39-43

[3]杨立功,石晓玲,沈伟.浅谈多媒体课件的设计与制作[J].泰州职业技术学院学报,2005,24(9):20-22

[4]黄衍强,黄小凤,韦连登.浅谈如何在医学微生物学实验中提高学生的综合素质 [J].右江民族医学院学报,2010,32(3):425-427

[5]孙文红,李桥,潘燕,等.“各种麻醉方法的操作”多媒体课件的研制[J].实验室研究与探索,2005,24(9):20-22[6]康爱英,黄川锋,周红丽.Author ware多媒体课件制作的素材准备[J].卫生职业教育,2003,21(11):52-53

[7]王宏志,刘敏,赵晶,等.基于 Author ware的实验诊断学多媒体软件设计与实现[J].西北医学教育,2008,16(1):68-70

[8]吴蕾.谈医学教育中 CA I课件界面的美学设计 [J].中国西部科技,2005,(2):81-82

[9]侯远.病原生物学多媒体辅助教学效果的评估[J].中国医药指南,2008,6(14):5-6