网络版数码互动实验室在形态学实验教学中的应用

杜丽坚

南京医科大学基础医学院 病理系，江苏 南京 210029

0 前言

随着科学技术的高速发展，越来越多的高精尖仪器设备运用到医学院校实验教学中。网络版数码互动实验室是先进的实验室教学设备之一，为医学院校实验课教学带来了崭新的模式[1-3]。我校近来先后引入4套网络版数码互动实验室，对培养学生的实践能力和创新能力，高素质人才的培养起到了特殊的作用，收到了很好的实验教学效果。

1 网络版数码互动实验室简介

网络版数码互动实验室教学系统由高像素数字化多功能数码显微镜、多媒体和软件教学平台，双向语音和文字交流系统，图像处理与分析模块，实验报告和考试模块等组成。每一学生座位均装备带有高像素数码显微镜和1台电脑，教师讲台装备有联网的计算机系统和1台200万像素的数码显微镜。进入到教学系统后，学生图像直接显示在教师电脑屏幕上，教师显微镜下示教的图像可以在每个学生电脑屏幕上显示，且老师、学生显微镜下图像，学生电脑屏幕图像可以任意切换。教师端可以实时监控所有学生的镜下图像和电脑屏幕图像。当教师希望学生全身心观察显微镜下图像时，教师可以锁定学生电脑；当师生进行语音交流时，动态图像同时传输，教师可以实时观察到每个学生电脑显示屏上所指的显微镜下的画面，及时发现实验中存在的问题，师生之间图文并茂进行沟通。通过高清的CCD摄像头，把微观图像视频信号输出到教师机或学生机[4]，教师授课和学生实验时作具体图像处理，分析和数码拍照，可以实现对图像的定量分析与资料的长期保存和随时再现[5]。为了充分利用网络版数码互动实验室教学系统，我们对功能进行了扩展，增加了视屏展示台，最大限度发挥了网络版数码互动实验室教学设备功能[6]。

2 网络版数码互动实验室在医学形态学实验教学中的应用

2.1 传统形态学实验教学模式弊端

医学形态学实验课在医学实验课教学中占有重要地位，是学生学习病理学的基础，两门学科都要求学生掌握组织切片在显微镜下的“形”，即人体正常和疾病情况下组织的形态结构，在传统的实验课教学中，学生要先到显微镜室借显微镜，由于每一节课时间有限，学生对显微镜下不清楚的形态结构得不到及时的指导，失去了学习的主动性。教师也由于实验设备有限、费时费力、而减少实验课，压缩实验内容，由于学生正常的形态组织结构没有学好，给以后病理学学习带来很大困难[7]。

2.2 网络版数码互动实验室优点

应用网络版数码互动实验室，使形态学实验教学方法和手段进入全新的模式，为学生看、画、记忆及理解正常的人体组织结构实验内容提供了更好的实验条件，将形态学内容微观、机理抽象、形态复杂的实验教学通过网络版数码互动实验室师生互动功能变得简单易懂[8]。

2.2.1 实现了教师和学生，学生之间图文并茂的双向沟通模式

网络版数码互动实验室每名学生都有1台数码显微镜和1台电脑。师生互动语言，文字交流系统可以实现学生端和教师端图文并茂一对一或一对多教学模式。在实验课教学时采用这个软件系统，教师机可以同时启动学生端软件，并连接教师端，也可由学生自己单独启动学生端软件，并链接教师端软件。由于学生机都配置A/D接口和内置式130万像素高分辨率数码摄像系统，每个学生的显微镜所观察的图像可以直接成像于自己的计算机屏幕，有利于学生个性化学习。教师机可以实时动态监控每一个学生的观察内容，及时发现学生遇到的问题，并及时解决。若问题是普遍的或典型的，教师可以启动教师端软件教学功能，进行面向全体学生的示范讲解。师生语音交流时动态图像同时传输，无延迟。教师、学生显微镜下图像，学生电脑屏幕图像可以任意切换。

当学生在实验课中遇到问题时，学生之间可以进行分组讨论。分组为计算机默认，教师也可以根据学生情况进行调整。讨论可以通过语音系统进行，各自互不干扰。在讨论中教师可以调用学生显微镜下图像指出学生中的问题，在小组或全体学生中进行讲解。由于学生在实验课上遇到问题及时解决，极大的提高了学生学习积极性。当教师不能同时回答多个学生提问时，文字交流符号将不停闪动，提醒教师阅读内容，教师可以用语音也可以用文字回复，这样教师在有限的时间内，回答多个学生提问，显著激发了学生的学习热情，形成以学生为本的教学模式，极大提高了实验课教学效率。

2.2.2 建立了形态学实验教学数码仿真实验室，满足了学生个性化学习需求

以往由于形态学教学切片很珍贵，而且数量有限，只能满足正常实验教学使用，达不到学生在课余时间复习观察教学切片的要求。如今我校利用网络版数码互动实验室图像处理和数码拍照系统软件，对形态学实验教学切片用数码照相系统进行拍照，并保存在默认或自定义文件夹。用图像处理软件对图像进行进一步修饰，并用线条加文字对图像内容进行标注，而后储存在电脑中，从而建立起形态学实验教学数码仿真实验室。该实验室每周向学生开放，学生可以调用每1张切片，反复观察、辨析，满足学生个性化学习要求。

2.2.3 完全数字切片浏览用以批改作业和教师评卷，全面评价学生

为了检测实验课教学质量，教师在实验课结束前5～10 min随机抽考3～4名学生。学生完成的作业为图片观察标注或文字题，可以通过工具栏提交作业选项，上传给教师端，教师机能显示学生机发送信号。教师在查阅中发现问题，可以标注文字或符号修改错误地方，然后再通过网络恢复批改作业。如果是考试卷，计算机会自动保存在教师机文件夹中，用U盘拷贝，课后批阅，还可以将批改好的试卷分别发给每一学生，该方法显著提高了学生自主学习能力和水平。

3 教学效果

我校引进4套网络版数码互动实验室进行形态学实验教学，收到明显的效果。由于学生对正常人体组织结构掌握正确，在后来的人体组织病理学教学中感受到学生接受和反映能力都较以往学生明显提高。但在实验教学中发现，使用网络版数码互动实验室也应该避免一些问题，如学生只观察电脑屏幕图像，忽视了显微镜下对切片的观察，而且学生移动显微镜幅度太大，许多显微镜下的细微结构易被忽略。在实验课上教师应提醒学生，强调学生要先在显微镜下观察每1张切片的重点内容，然后再看电脑屏幕图像。另外如何让网络版数码互动实验室各种特性更好地发挥及在更多的医学实验教学领域发挥其促进作用仍是一个新的挑战，需要我们不断的应用与探讨，让数码互动实验室教学设备更好的为医学实验教学服务[9-10]。

4 展望

2012年3月16日，教育部发布《全面提高高等教育质量的若干意见》明确提出，必须树立科学的高等教育发展观，转变高等教育发展方式，走以质量提升为核心的内涵式发展道路。网络版数码互动实验室是一套非常优秀的电教辅助系统，大大提高了实验室的综合利用率，有利于形态学课程的验证性实验、探究性实验和自主学习能力、创新精神、创新意识、创新思维和创新品格的培养。随着计算机技术、图像处理技术、网络通信技术的发展，数字化和信息化的实验教育手段将使医学教育发生革命性的变化。

[1]李坪,马丽梅,袁云.组织学多媒体课件在数码互动实验室教学中的开发和应用[J].中国医学教育技术,2011,25(5):500-503.

[2]吴凯,吴效明.数字化医疗的发展与医学工程人才培养[J].医疗设备信息,2007,22(8):59-61.

[3]冯军,景璐石,李鑫.医学形态学教学方法的革命[J].中国医疗设备,2008,23(6):59-61.

[4]潘爱华,蒙艳斌,李芳,等.大体解剖数码互动系统的应用[J].解剖学杂志,2006,29(3):383-384.

[5]杜丽坚.数码显微互动实验室管理与维护[J].医疗设备信息,2007,22(7):78-79.

[6]宋祥和,蔡红星,李惠芬.多媒体互动教学系统下病理学实验教学改革的探索[J].医学理论与实践,2011,24(24):3033-3034.

[7]邹维艳,孙美群,严海芹.显微数码互动实验室在组织学实验教学中的应用效果[J].现代教育技术,2012,14(4):308-310.

[8]杨水有,姚根有,阮俊.数码显微互动实验室在病理实验课教学中的应用[J].中国高等医学教育,2007,(10):47-48.

[9]刘再群,陈红.数码显微互动实验室在《人体组织学与解剖学》教学中的应用[J].安徽师范大学学报(自然科学版),2011,34(6):565-567.

[10]杜辉,苏衍萍,高慧英,等.数字显微网络互动实验室在组织学实验教学中的应用[J].解剖学科学进展,2009,15(1):120-121.