运用生物显微数码互动系统创新生物实验教学

谢铭

广西民族大学预科教育学院 南宁 530006

运用生物显微数码互动系统创新生物实验教学

谢铭

广西民族大学预科教育学院 南宁 530006

运用生物显微数码互动系统，创新生物实验教学，在教学手段、教学方法上带来全新变革，具有多方面优势，解决了传统教学的诸多不足，显著提高了教学质量。

生物显微数码互动系统；创新；生物实验；教学质量

生物实验课是生物学课程不可或缺的部分。预科生物实验课主要以学生在显微镜下观察生物和人体各器官细胞组织微细结构为主。实验不仅能验证理论知识，加深理解和记忆，熟练掌握使用生物显微镜的基本技能，而且能培养学生耐心细致、严谨求实、用实践检验真理的科学精神，对培养学生形象思维、空间思维和逻辑创新思维也很有帮助。生物实验课教学质量，直接影响和决定生物课程的教学质量。

1 生物显微数码互动系统的组成概要和特点

生物数码显微互动系统是将现代生物光学显微镜技术、光电转换技术、数码成像技术与计算机多媒体网络技术结合在一起的高科技教学仪器设备。生物显微数码互动系统主要由数码生物显微镜系统、显微互动教学控制软件系统、数码图像分析处理系统、高速视频采集与传输网络、计算机局域网络系统等共同构成。数码生物显微镜系统分为教师数码显微镜和学生数码显微镜。学生数码显微镜通过分配器和数据线分组连到教师端计算机上。数码图像系统可以实现对图像进行对比、分析、测量、统计、标注、优化等处理。教师端计算机能实时同步显示多达64台学生显微镜的图像，也可任意设置分组显示若干学生显微镜的图像，或者任意显示一台显微镜的图像。教师可选择将这些图像发送到电脑显示屏上，或用投影仪投影到大屏幕上，以便组织教学，对学生进行讲解、指导、提问、交流。每位学生不但在屏幕上可看到自己镜下所观察的图像，还能观察教师镜下图像，共享其他学生镜下图像。语音交流系统有全通话模式、学生示范模式、师生对讲模式和分组讨论模式等可供选择。语音交流系统能实现教师与学生间以及学生与学生间的双向或多项交流。显微数码互动系统的局域网络还具备网络课程、网络实验报告、网络考试等功能。

2 传统生物显微实验教学存在的不足

2.1 教师把握学生实验状况比较困难

以往用传统的生物显微镜进行生物实验，每个学生一台显微镜观察，一个教师面对50多个学生，50多台显微镜，每次实验每个学生所需观察的标本种类少则三四种，多则六七种，全部加起来有上百片甚至更多，实验过程中每个学生的实验进展状况如何，教师难以知道和把握。

2.2 教师的工作强度大

对于要求观察掌握的生物细胞组织结构，如果教师不到学生座位对学生显微镜逐个目标进行检查，那么每个学生是不是都看了、是不是都看懂了教师难以知道。如果一个一个检查，又是不可能做到的。带教教师再怎么不辞辛劳，也只能抽查一个最多二个目标，教师的工作强度很大。

2.3 教师教学效率低

如果学生提问题，教师就得到学生座位，看学生显微镜后，才能回答指导该生的问题。如果有许多学生提问寻求教师帮助，教师来回穿梭，往往顾此失彼。即使是相同的问题，教师也只能一台显微镜一台显微镜地看，重复回答问题，教学效率低。

2.4 教师的示教麻烦，并且是静态的小范围的

教师在讲台用显微镜找到典型细胞组织结构（往往是难度大的结构）后，固定好镜头焦距，学生一个一个轮流上讲台观看，耗费时间，有些学生因为近视度数不一样，看得模模糊糊或看不见，有的干脆不看。

2.5 教学资源难共享，互动不方便

某个学生镜下发现了典型结构或特异结构，其他学生想共享很不方便。因为只有眼看目镜手调物镜后才可交流，师生间、学生间相互探讨交流也很不方便。

2.6 实验考试时教师过于忙碌

因为考试有时间的限制，学生找到目标后纷纷举手要教师尽快评判，但教师只能大致按照举手的先后顺序到学生显微镜下评判，教师忙忙碌碌，学生心情也受到不同程度影响。

3 运用生物显微数码互动系统创新生物实验教学

自从生物显微数码互动系统装备预科生物实验室并运用于实验教学后，使得生物实验教学手段有了质的飞跃，教学方法有了全新改变，解决了传统生物显微观察实验难于解决的以上问题。

3.1 显著提高学生的学习兴趣、学习积极性和学习效率

与传统实验相比，运用生物显微数码互动系统后，学生在实验时有了全新感受。

1）生物微细结构奇妙完美。学生显微镜下真实奇妙的细胞组织微细结构目标直接在显示器上放大显示出来，这些细胞组织不再是纸上的图像（图画），而是显微镜下千真万确的真实存在，它们形态各异、色彩各异，奇妙精细完美，是如此具体生动。它们相互联系，共同构成生物器官，与其功能高度统一。学生眼球一下子就被眼前的图像深深吸引，产生好奇兴趣。

2）系统的各种强大功能，大大方便了实验的各环节，实验不再是自己看自己的单调模式，学生一下子就对实验仪器设备精密和高科技的强大功能所吸引，激发了求知欲。

3）图像信息资源丰富。实验过程中不仅可看到本人镜下所观察图像，还可观察教师显微镜的示教图像，还能共享其他学生镜下的图像，图像信息资源丰富。

4）师生互动直观，便捷高效。学生在实验过程中提出的问题，都能够及时与教师交流，得到解答。师生间、学生间的互动交流看着屏幕就可进行。互动性的直观、便捷、高效，活跃了实验课的学习气氛。

5）掌握生物显微镜使用技术观察生物微细结构并不太难。以往连续看显微镜两节课学生反映眼睛疲劳，有了系统的屏幕放大功能，学生看目镜和看屏幕相结合，缓解了眼疲劳。

6）制作个性化的细胞组织显微相册。学生镜下观察到的图像，可以随时拍照并保存在计算机，制成个性化的组织细胞显微相册，不仅有趣而且实用，能拷到U盘带走保留，便于以后复习。生物显微数码互动系统极大地调动了学生学习积极性，激发他们探索生物微观世界结构和功能的兴趣，给他们带来学习理念的全新变化，促使他们课前进行理论课的复习和实验课的预习，他们实验课上更加仔细观察，积极思考，综合分析，相互促进。

3.2 显著提高教师的工作效率和教学质量

以往教师也千方百计努力提高实验教学质量，但受实验条件的限制，无法突破一些瓶颈问题。通过实际运用生物显微数码互动系统开展实验教学，笔者亲身体会到系统的诸多优势。

1）教师能够通盘掌握整个实验过程。教师通过讲台上的计算机能实时同步显示所有学生显微镜下图像，所有显微镜的一举一动都在教师的监控之下，教师“稳坐钓鱼台”，每个学生正在显微观察标本的状况一目了然，进而知道每个学生实验的进度、使用显微镜的熟练程度以及学习态度。

2）教师能主动及时发现并解决问题。因为对每个学生正在进行实验的状况能一目了然，不等学生提问，教师就能主动及时发现学生的问题错误，根据需要对学生及时进行个性化的指导、督促。如果是带普遍性的问题，教师立刻就能把具有代表性问题投影显示出来，进行普遍的指导。

3）教师的工作强度有效降低，教学效率、教学质量明显提高。因为无需来回穿梭于学生实验台间，不管是一个学生提问还是多个学生提问，教师在自己的计算机上就能够看见、看懂学生提出的问题，无需一个个去看学生显微镜就知道问题所在，教师就有更多时间从容地回答和指导学生，更有针对性地组织教学，教学效率显著提高。

4）师生互动便捷，实现实验资源广泛共享。教师利用电脑屏幕或投影，利用语音系统多种模式，容易实现师生间的高效互动交流。教师把监测到的学生做得好的图像直接就可以投影到幕布，实现实验资源共享、实验过程共享，这在传统的显微实验课是无法做到的。

5）树立好的典型，培养浓厚学习氛围。教师把学生做得好的典型图像投影出来，当场给予表扬鼓励；把具代表性的镜下错误图像投影出来，与好的进行对照，给予适当的批评指正，教师再稍加引导，学生间比学赶帮的浓厚学习氛围就会很快被调动激发起来。

6）教师示教动态化。教师把示教的显微镜下的组织结构图像，直接投影到屏幕上或荧屏上，全体学生观察起来直接高效，比起以往学生轮流上教师讲台观察教师显微镜下图像省时省力，示教范围和效率达到最大化。而且教师移动显微镜标本演示观察的步骤方法，屏幕上的图像也跟随移动，使示教范围由小变大，由静态变为全过程动态，由细胞组织孤立变成相互联系，提升了演示的档次和效果。

7）教师对学生实验效果动态检测。教师很方便就能够检查学生的实验，可以随时要求某位学生寻找某个微细结构，或者要求全班学生寻找某个微细结构作为测试，教师在电脑上即可对学生的结果进行检测打分，作为批改本次实验报告的依据之一，或作为平时成绩。有了这样的检测监督，学生偷懒应付的现象很少发生。

8）实验考试的评判更及时公正。教师借助电脑监考和评判，极大地方便了监考工作，保证评判工作合理。

4 小结

生物显微数码互动系统在生物显微实验教学中的应用，创新了传统生物实验的教学手段和教学方法，是一种全新的实验教学模式，显著提高了实验教学质量。应当指出，运用这一新的系统，并不意味着全盘否定传统的面对面指导和互动。由于显微数码互动系统功能的多样性，对教师的业务素质提出更高的要求，教师除了需不断提高专业知识外，还必须懂得并做好显微数码互动系统硬件、软件的维护，必须熟悉掌握显微数码互动系统各软件的使用，进而开发其更多功能。教师使用这一系统，也会各有所好和特点。只有不断探索，勤于思考总结，才能使生物显微数码互动系统物尽其用，教学质量的提高再上新的台阶。

[1]赵宏贤,周建勤,杨晓红,等.MoticDigiLabII显微数码互动系统在组织学实验教学中的应用[J].四川解剖学杂志,2008,16(2):48-50.

G642.423

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10.3969 /j.issn.1671-489X.2012.15.120

作者：谢铭，学士，讲师，主要从事生物学、生物农业等教学和研究。