信息化技术在解剖生理学课堂和实践教学中的应用

陈素，谢莺，尹世金，何志勇（.中南民族大学生物医学工程学院，湖北武汉40074；.中南民族大学药学院，湖北武汉40074；.中南民族大学实验教学中心，湖北武汉40074）



信息化技术在解剖生理学课堂和实践教学中的应用

陈素1，谢莺1，尹世金2，何志勇3
（1.中南民族大学生物医学工程学院，湖北武汉430074；2.中南民族大学药学院，湖北武汉430074；3.中南民族大学实验教学中心，湖北武汉430074）

摘要：信息化技术作为现代教育的新方法，引发了越来越多的教学改革。在解剖生理学课堂教学中，多媒体技术，特别是Flash动画，以其丰富的表现力和动态演示过程降低了教学难度，拓展了学生想象空间，提高了学习效率和教学质量。以计算机网络技术为基础的信息交流、传输和处理技术，在以显微镜观察和动物实验为主的解剖生理学实践教学中，发挥着传统教学方式无可比拟的优势。

关键词：信息化技术；解剖生理学；显微镜；动物实验

解剖生理学是研究人体各部分正常形态、结构及人体生命活动规律或生理功能的学科，是药学、生物技术、生物医学工程等专业的一门重要专业基础课［1］。该课程［2］包含了解剖学和生理学两门学科内容，涉及组织学、胚胎学、细胞学和分子生物学等多个学科知识，内容广泛且抽象；此外，实践教学还涉及显微镜观察和动物实验，这对于非医学专业学生来说比较难学。如何使学生在没有学过尸体解剖的情况下就能清楚了解人体组织结构和生理功能，熟练掌握动物实验操作，是教师在教学过程中需要不断思考和努力解决的问题。

信息化技术可以使所要传授的知识更加形象化、直观化、具体化，将客观事物的形、色、声直接诉诸学生的感官，使其能眼见其形、耳闻其声。在解剖生理学课堂和实践教学中采用信息化技术，能将原本枯燥、乏味的知识生动直观地展现在学生面前，激发其强烈的求知欲，调动其学习积极性［3］。因此，我们在解剖生理学理论和实践教学中，尝试运用各种信息网络技术，取得了良好的教学效果。

1　课堂教学中充分运用Flash 动画技术

解剖生理学教学需要向学生展示很多人体结构，涉及名词非常多，学生反映较难记忆。制作集合声音、文字、图片、动画、视频等多种媒体信息的课件来辅助教学，可将人体结构直观化，人体功能原理图像化和动态化，从视听角度强化学生理解和记忆，提高学生课堂学习效率［4，5］。

在课堂教学中，生理学部分教学内容与Flash动画相匹配的较多。很多生理功能都是动态进行的，一步接一步，一环扣一环，这些知识较抽象，看不见、摸不到、动感强，文字和图片难以表达，用Flash动画能明显提高教学效果［6］。比如，“骨骼肌的收缩原理”“神经肌肉的兴奋传递过程”“细胞膜的物质转运功能”“生物电现象及其产生原理”“血液凝固过程”“神经冲动的传导”“心动周期”“心脏的兴奋传导过程”等内容，通过Flash动画的仿真演示，能描述生命活动的过程和机制，体现生命活动的时间和空间关系。

实践证明，Flash动画的运用，有助于将抽象化的知识转化为实体化的记忆，让学生能够“看得见”，促进了学生对于生理功能过程中各种假说、机制、模型的理解，同时也加深了记忆。

2　显微镜观察时充分运用显微图像互动教学技术

显微镜下的微观形态学教学是解剖生理学实践教学的重要内容，特别是组织学部分内容，需要在相应的显微镜观察中巩固、理解、记忆。学生只有通过亲自观察镜下的显微结构，才能真正掌握人体组织结构，理解组织结构和相应生理功能之间的关系，达到提高认识、分析和综合能力的目的。

显微图像互动教学系统是由显微图像分析仪组成的网络教学系统，用于显微形态学教学，能将学生显微镜下的图像发送到教师机上，也能将教师显微镜下的图像投影到屏幕上，通过灵活的语言教学模式和全面的图像数据共享，实现了在同一时间、同一界面师生的高效沟通，能有效开展学生和教师之间的互动教学［7，8］。

以往学生利用显微镜观察组织切片时，先通过教师调节显微镜看到正确清晰的组织结构，然后再自行观察。教师不能随时看到学生显微镜下的物像，难以了解学生是否掌握了显微镜的使用和观察到了正确清晰的组织结构。利用显微图像互动教学系统，学生可以随时将自己显微镜下的物像与投影屏幕上教师显微镜下的物像进行比对，教师也可以随时发现学生显微镜下物像的错误，大大提高了实践教学效率。

3　动物实验操作示教时充分运用实时视频传输技术

生理学是一门实验性学科。血液循环的正确结论是17世纪英国著名医生威廉·哈维采用活体解剖法和动物实验法在多种动物体上进行研究，并在人体上进行观察才得出的，这充分说明生理学是建立在实验和观察基础上的［9］。动物实验操作是解剖生理学实践教学的重要环节，用来进行实验操作的动物主要有蟾蜍、家兔、大鼠等。由于非医学专业学生在实验课前大都从未接触过实验动物，因此，动物实验操作示教就显得尤为必要。

两名教师进行动物实验操作示教时，最少有十几名学生在观看，由于实验操作视野不大，分离神经时只有近前的几名学生才能看到。如何保证每名学生都能近距离、清晰地观看动物实验操作示教，一直是教师待解的难题。实时视频传输技术［10，11］彻底解决了这个难题。应用高清摄像头拍摄动物实验操作示教画面，并实时传输到投影屏幕上，即使是极细的减压神经，坐在后排的学生也能看得一清二楚。拍摄的视频还可以保存成盘，学生可随时在电脑上观看，方便其在自行操作时查阅，同时也优化了教学资源。

4　实验操作考试时充分运用虚拟仿真技术

解剖生理学实验课考试主要包括观察解剖标本及组织切片和动物实验操作两部分。以往针对组织切片的考试都是在显微镜下进行，教师将需要学生识别的组织结构在显微镜下用指针指示，再由学生观察写出结构名称。这种模式费时费力，而且学生误触调节切片位置的旋钮，指针所指示的结构就会错位，从而影响下一位学生的考试结果。针对这一问题，我们开发了一套解剖学与组织学实验在线考试系统［12，13］，将解剖学图库中的图片和组织切片镜下图片输入考试系统，由考试系统随机抽取图片让学生识别结构，不但避免了显微镜操作的不便，也节约了人力、物力。

动物实验操作考试则引进了医学机能虚拟实验室软件系统［14，15］。该系统采用计算机虚拟仿真与网络技术，运用服务器构架模式，涵盖了20多个全套模拟仿真的机能学实验。通过内置的考试系统，可对学生进行动物实验操作考核。由于模拟仿真实验无需实验动物，也无需实验准备，大大节省了动物实验操作考试成本，也符合保护实验动物原则，从根本上克服了以往利用实验动物进行实验操作考试的弊端。

随着信息化技术的高速发展，信息和网络技术正以前所未有的方式改变着我们的生活与学习，传统的课堂教学模式越来越不能满足学生个性化学习需求，因此，将信息化手段引入传统课堂势在必行。在课堂教学中引入信息化技术，为学生创新意识和探索精神培养提供了良好环境，拓宽了课堂学习的内涵与外延。信息技术与课堂教学整合，对于深化教学改革、激发学生学习兴趣、改革课堂教学模式、提高教学效率以及培养学生整体素质和综合能力都具有重要意义。

参考文献：

［1］贺利厚.浅谈人体解剖生理学与药理学课程的衔接［J］.北方药学，2014，11 （12）：180.

［2］岳利民.人体解剖生理学［M］.北京：人民卫生出版社，2012.

［3］徐前.论信息化技术在课堂教学中的运用［J］.工会论坛，2012，18（3）：172-173.

［4］胡顺，覃基笙.基于FLASH技术的高校教学应用探讨［J］.中国成人教育，2013，22（4）：143-144.

［5］尹楠.基于FLASH技术的多媒体课件的制作［J］.计算机光盘软件与应用，2014，17（8）：164-166.

［6］李晶，潘群皖，王海华，等.医学成人高等教育的生理学Flash课件制作实践［J］.卫生职业教育，2014，32（22）：37-38.

［7］何滨，金映虹.显微互动系统在生物实验教学中的应用［J］.实验科学与技术，2015，13（3）：37-39.

［8］宋小峰，李晓明，田鹤，等.应用显微数码互动教学系统改革传统组织学实验教学中的几点体会［J］.解剖科学进展，2013，19（4）：380-381.

［9］王仁俊，寇正湧，郝锡联，等.新课改背景下高师院校生理学实验教学改革初探［J］.吉林师范大学学报：自然科学版，2013，34（1）：146-149.

［10］王智勇.流媒体传输技术在远程教育视频教学中的应用［J］.中国科教创新导刊，2013，42（29）：142-143.

［11］Samia Shimu，Khan A Wahid，Dinh A.Wireless transmission of HD video using H.264 compression over UWB channel［J］.Journal of Real-Time Image Processing，2012，7（4）：233-246.

［12］陈素，喻胜辉.基于PHP的解剖学与组织学实验在线考试系统的设计［J］.中南民族大学学报：自然科学版，2008（专辑）：79-81.

［13］Jeremi Z，Jovanovi J，Ga evi D.Personal learning environments on theSocial Semantic Web［J］.Semantic Web，2013，4（1）：23-51.

［14］周瑶，徐凡.关于医学“解剖-生理-疾病-诊治”模式3D虚拟教学软件设计思考［J］.数字技术与应用，2013，33（2）：131.

［15］Guan Tao，Ren Bingyu，Zhong Denghua.The method of Unity 3D based 3D dynamic interactive query of high arch dam construction information［J］. Applied Mechanics and Materials，2013，256（1）：2918-2922.■

中图分类号：G420

文献标识码：A

文章编号：1671-1246（2016）07-0064-03

基金项目：中南民族大学教学研究项目“不同专业解剖生理学课程及实验教学方法异同点的研究”（JYX10024）