网络平台在高职医学形态学实验中的构建与应用

王志斌

（黄冈职业技术学院 医药卫生学院，湖北 黄冈 438002）

网络平台在高职医学形态学实验中的构建与应用

王志斌

（黄冈职业技术学院 医药卫生学院，湖北 黄冈 438002）

探讨计算机网络平台在高职医学形态学实验教学中的应用。构建网络教学平台并具体应用于形态学实验课教学之中，能激发高职学生的学习兴趣，动手能力及实验教学质量均得到提高。这说明计算机辅助实验教学对高职学生培养创新思维、提高综合设计能力、完善实验教学过程等能起到良好的促进作用。

计算机技术；高职学生；形态学实验；网络教学；能力提高

在计算机电脑上看彩色解剖图，听教师用大屏幕讲课，打开网络平台学习……形态学课堂已在悄然发生着变化。老师的教法变了，学生的学法变了，计算机技术和传统教学融合，碰撞出教学改革的火花。而计算机网络技术更为改变实验传统教学模式注入了新的活力，为高职实验教学改革和医学人才的培养提供了一个崭新的平台，开创了全新的思想、理念和教育教学新格局。高职医学基础课程中形态学科，如人体结构学、解剖学及组织胚胎学、病理学、微生物学等，在传统的实验教学中，常用挂图、标本、光学显微镜等教具进行辅助教学。这些教具占有空间大，难以保管，易耗损，且教法较为单一、抽象和封闭，其效果是平面的。依据高职现有实验教学现状，在相关实验室基础上，构建人体形态学网络教学平台，力求运用现代计算机网络技术，进一步优化形态学实验课程，整合有关教学实验资源，提升其实验教学水平，从而促进高职形态学实验课的创新和发展。

一、平台需求分析

目前高职的网络课程不少，但建有网络实验教学平台的则不多。高职院校形态学实验教学主要采用的是显微互动系统，有的实验室把多媒体、显微互动和数码互动等各项功能有机结合在一起，实现了信息多项互动、多媒体互动等多项功能，主要优点有：实验教学效率提高、师生互动教学、学生学习主动性提高、信息量大。然而，这种显微互动实验系统还存在许多不足。

1.学生整体使用率低。显微互动系统使用主要集中在形态学实验室内，只有开放实验室才能使用。这使高职学生接触该系统有时空限制，远远不能满足多数学生针对人体形态学的学习需求。

2.实验与理论教学联系不紧。显微互动实验室的资源主要是形态学实验方面的内容，理论部分的内容则提及不多。对于高职医学生而言，很难将理论与实验有机结合，从而影响学习效果。

3.互动局限。显微互动实验室的教学互动，主要是在师生之间，互动时间只能限制在课堂。而学生之间互动却很少。这种状况，使学生不能满足自主学习，创新能力培养亦难。鉴于这种情况，可以利用计算机技术构建形态学实验网络教学平台，解决以上不足。

二、网络平台的设计与要求

（一）设计思路

1.系统工作模式。整个平台采用基于B/S结构（浏览器和服务器结构）即用户浏览器—Web—数据库服务器的工作模式，由用户管理平台、网络虚拟实验支持平台、资源库管理平台、网络教学管理平台和网络交流服务平台等五大系统组成，高职学生使用浏览器和流媒体播放器来进行实验、学习和交流。在该模式下，学生机首先使用浏览器（如IE等）上网，浏览器以超文本形式向Web（网络）服务器提出访问数据库的请求。Web服务器在接受到请求后，交给数据库网关转化为SQL，并通过数据库服务器首先验证其合法性，其次将数据进行处理，最后，将结果返给Web服务器。Web服务器，再次将得到的所有结果进行转化，并变成HTML文档形式，转发学生机浏览器以Web页面形式展显出来。当然，浏览器也会将更新、修改、删除、增加数据记录的请求申请到Web服务器。Web服务器通过数据库网关与数据库建立关联从而完成这些工作。所有数据则由现有的数据库，进行技术存储与操作。在Web与数据库集成系统中，核心的部件，即Web数据库网关。Web数据库网关通过访问DBMS系统，完成用Web技术表达的用户请求[1]。该模式将Web的强大信息服务能力与数据库系统的数据管理能力有机结合一起，充分发挥各自优点，避免各自固有的缺陷，从而起到事半功倍的效果。

2.流式技术。网络虚拟实验室实现的基础是流式媒体。在网络平台上，要传输大的音视频媒体，必须采用流式技术。流式技术是这样的一种技术：首先在下载媒体之前将会在客户端建立一个数据缓冲区，学生先下载一部分片段，该部分自动解压缩，在后续部分到来之前开始回放这部分的内容；在前面下载的媒体片段被回放的同时，将下载媒体文件的后续部分。这种方式，是由服务器向学生机发送稳定和连续的音视频数据流。学生机一边接收数据，一边以稳定的流回放，因此省时又省空间[2]。

3.后台管理。利用ASP.NET/PHP及动态网页设计技术实现后台管理，可以方便地实现数据的添加、删除和动态更新，使得网络教学平台的日常维护和更新，仅限于Windows基本操作即可，更新和维护变得简单而轻松。

（二）功能要求

1.用户管理模块。使用ASP.NET+SQL2010来构建师生管理系统、虚拟实验室资源库管理系统。主要是为网络平台教学提供智能化管理身份识别。

2.网络虚拟实验支持模块。网络虚拟实验室，在WEB中建立一个实时交互可视化的三维环境。其中每一个可视化的三维物体代表一种实验对象。通过学生登陆界面，嵌入一些虚拟实验仪器设备，利用软件硬件有机结合，实现对实验操作和实验结果的计算机模拟，达到资源共享目的。同时避免仪器的重复添置和资源浪费，使学生做实验不再受时空和地点的限制。

3.资源库管理模块。资源数据库包括实验指导、实验教学内容、实验教学录像、视频资源、图片库、实验教学大纲、病例资料等流媒体都存放在服务器上。

4.网络教学管理模块。网络教学管理用于网上教学、在线测试、流媒体制作、成绩管理等。主要是为学生在网络上方便使用资源数据库进行自学与教学提供支持。提供基于WEB的学生模拟自测考试和学生课程结业考试。利用服务器提供的题库资源进行自动组题、网上答题、自动评分。

5.网络交流服务模块。网络交流服务平台具有网上答疑、师生讨论、学生互动等功能，可极大地激发学生学习兴趣，培养独立思考问题和解决问题的能力，从而弥补实验教学的不足。

三、网络平台的构建

1.硬件环境。形态学实验室由原来的解剖学及组织胚胎学实验室、病理实验室、病原微生物实验室和显微镜室的基础上，重新融合发展而成。按2间网络多媒体（包括虚拟显微镜）实验室，3间数字网络显微互动实验室，4间无菌实验室，1间闭路电视显微镜直播台，标本室及数个实验准备室建设。每个互动实验室可容纳32名学生。

主要系统有：学校校园网教学系统、数字切片扫描系统、带有500万像素摄像系统的数码显微镜系统、计算机网络系统。在学校校园网教学系统的课程教学空间建设形态学实验网络教学平台。数字切片（即虚拟切片）系统主要由自动显微镜、数码摄像头、自动图像扫描采集软件、数字切片浏览器和计算机系统组成。

2.软件环境。配置Window平台、ASP.NET、SQL2010、DBMS、Motic DigiLab、Motie Images Ad vanced、Image-pro plus软件，图像处理系统和语音系统。可实现以下功能：①强大的图像分析、处理、管理功能。②标注功能、定量分析。③高分辨率图像扫描采集功能。④图像放大、缩小，不会产生图像信息失真。⑤图形编辑、课件制作功能。⑥建立数字切片库功能。⑦分割与自动计算、三维化显示、Motic报告打印功能。⑧师生间或学生间实现音视频、文字全方位的实时互动，使得交流更加直观、有效。

四、网络平台在实验教学中的应用

通过教学实践，形态学实验网络教学平台改变原来较为单一、抽象和封闭教法，主要表现在以下几个方面。

1.信息量大，内容形象直观。医学基础课程中的所有人体形态学学科，在原有教学中需用挂图、光学显微镜、标本切片等工具进行辅助教学。在实验网络教学平台中，任课教师利用相关的硬、软件，将现有的教学资源数字化，经过流式技术制作成PPT幻灯片、HTML网页、图片、Flash动画等数字媒体教学资料放在服务器的资源库里。数字资源库可以存储大量信息，可随时调用和查找有关实验资料，从而提高学生的综合能力。

形态学科实验离不开光学显微镜观察。这些实验内容结构微细，肉眼看不到、摸不着，学生感到十分抽象难以理解。将数码互动系统引入实验教学，实验课形象化，学生观察到的图像，均取景于需学生独立观察的切片，不仅直观、逼真、清晰，且伴有相应的文字说明及详细的讲解录音，从而提高了实验效果。

2.教学简便。进行形态学实验，采用网络平台可使操作简便，省了寻找结构再转换物镜等操作，指导实验时间大大缩短。同时切片图像储存在平台数字切片库中，随时调用、查看，可反复观察、辨析，如将那些形态相近易混淆的器官，如骨骼肌和心肌或小肠三段或气—血屏障、滤过屏障（膜）和胎盘屏障（膜）等结构拼放一起，进行对比，分析异同。这种授课方式表现力强，学生思想集中，兴趣提高，大大强化了学生对知识的理解和记忆。

3.使用方便灵活。网络教学平台所用到的课堂教学资源及课后复习材料制作、处理，均可在线传输。学生可在任何时候、任何地点通过网络连接到网络教学平台中的虚拟实验室来，根据个人需要，选择实验。它不仅解决了传统实验教学受实验器材、实验条件、时空等诸多因素限制的问题，且激发了学生的实验兴趣，提供了一个更高、更自主的实践平台，强化学生动手能力的培养。

4.学生或师生间实现互动交流。基于平台提供的网上答疑、师生讨论，学生可对某些疑难问题或有兴趣的议题进行讨论。此外，教师、学生间也可通过视频、语音等手段实现互动交流，实现同步或异步辅导、整体和个别辅导的功能。

5.考试模式转变。原有的实验考试主要有两种形式：其一，用传统的玻璃切片考试。其二，多媒体截图考试[3]。网络数字切片库的建立以及与数码互动系统相融合，有利于在网络平台上进行形态学实验考试，且简便易行。通过网络平台，教师可接收学生拍摄下来的典型结构并评分，大大提高了工作效率。此外，通过网络考试不再受时空的限制。

五、结语

总之，在日臻成熟的校园网络上构建网络实验教学平台，充分利用计算机网络的高效、智能、实时和交互的优点，能改变实验教学模式，最大限度地发挥学生的主观能动性和开拓性，极大地提高了动手能力和实验教学效果。构建网络虚拟实验室需要较高素质的人才要求，促进老师相应地学习。在人体形态学实验室原有的软件和硬件基础上，通过建立相应网络实验教学平台，将校内的实验教学资源充分整合起来，从而实现信息资源的共享，对医学高职学生培养创新思维、提高综合设计能力、完善实验教学过程等起到了极大的促进作用。

[1]肖川.基于Web的数据库技术浅析[J].硅谷，2011，（14）：33.

[2]熊庆国，贺风云.流媒体技术及在教育中的应用[J].现代电子技术，2003，（7）：24-25.

[3]李冬梅，姚根有，王玲玲，危晓莉，李继承.网络环境下医学数学切片库的构建与应用探索 [J].解剖学杂志，2010，（2）：268-269.

G712

A

1674-9324（2014）45-0255-03

王志斌（1969-），男，湖北黄冈人，黄冈职业技术学院医药卫生学院实训中心副科长，高级实验师，研究方向：计算机实验实训教学研究。