數(shù)碼顯微互動教室的作用

顯微互動教學(xué)是近幾年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的發(fā)展而帶給顯微鏡下微觀世界教學(xué)的一場革命，他替代了落后和傳統(tǒng)的掛圖和幻燈教學(xué)，把效率底和效果差的形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提升到了一個(gè)新的高度。“ “數(shù)字網(wǎng)絡(luò)顯微互動教室”把多媒體教室、顯微互動教室和語音教室有機(jī)的結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了多媒體電化教學(xué)、智能控制、師生多向互動交流等多項(xiàng)功能。它不僅適用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而且對科研工作有極大的幫助。我們形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室于2004年10月引進(jìn)了 MOTIC的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)顯微互動系統(tǒng)通過一個(gè)學(xué)期的應(yīng)用取得了滿意的效果。
一、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)顯微互動系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能
    2004年下學(xué)期我們學(xué)院決定上《顯微互動》教學(xué)系統(tǒng)，我們首先組成了兩個(gè)考察小組，分南北兩個(gè)路線對國內(nèi)主要廠家的《顯微互動》系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)地考察和現(xiàn)場參觀。通過招標(biāo)，我們選擇了MOTIC《數(shù)字網(wǎng)絡(luò)顯微互動》教室系統(tǒng)，并于2004年10月份安裝完畢投入使用。經(jīng)過這一個(gè)多學(xué)期的使用情況，表明此系統(tǒng)穩(wěn)定可靠（從未出現(xiàn)過癱瘓和故障），軟件界面友好，直觀性強(qiáng)，使用方便，多數(shù)教師和學(xué)生使用幾次后便能掌握。
    數(shù)字網(wǎng)絡(luò)顯微互動系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)字顯微鏡系統(tǒng)、圖象采集和處理軟件以及語音問答等部分組成。在選擇中應(yīng)注意下列幾個(gè)問題：
1．要區(qū)別是“*代”系統(tǒng)還是“第二代”系統(tǒng)：“*代”系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價(jià)格較低，但有幾個(gè)致命的弱點(diǎn)。一是學(xué)生端顯微鏡圖像采集分辨率低（一般只有40多萬像素 只能達(dá)704×576分辨率或480TV線），用投影機(jī)投出圖像模糊不清。二是功能單一，教師只能監(jiān)控學(xué)生操作，師生間不能實(shí)現(xiàn)真正的互動教學(xué)。三是學(xué)生端不能進(jìn)行單獨(dú)的圖像處理。
“第二代”系統(tǒng)由于學(xué)生端配備了微機(jī)網(wǎng)絡(luò)，使系統(tǒng)的功能大大增強(qiáng)，師生間不但可以實(shí)現(xiàn)真正的雙向互動教學(xué)，而且學(xué)生端顯微圖像的采集也提高到了130萬像素或200萬像素。其系統(tǒng)功能、圖像效果也都遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于“*代”系統(tǒng)，既能達(dá)到教學(xué)要求也能滿足科研的需要。
2．要重視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：作為我們做形態(tài)學(xué)教學(xué)的老師來說，一般往往只注重效果，不太注意系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，其實(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可靠穩(wěn)定性方面的影響很大。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其穩(wěn)定性就越差，出問題的幾率就越大。所以要選擇比較成熟的技術(shù)結(jié)構(gòu)（如局域網(wǎng)技術(shù)）。
3．顯微鏡的選擇：顯微鏡應(yīng)采用全平均的物鏡，這樣攝像機(jī)采集到的圖像在顯示器上才不至于出現(xiàn)中間清晰邊緣模糊或邊緣調(diào)清晰了中間部分又模糊的情況。另外，光源盡量采用LED的冷光源，光源壽命長達(dá)10萬小時(shí)，色溫恒定，發(fā)熱少，功耗低（一般小于1W），但在選擇LED冷光源時(shí)，一定注意發(fā)光的色溫，使其保證在5600K（自然白光）左右。目前市場上發(fā)白光的LED發(fā)光色溫大都在6000K左右，視覺上有些偏藍(lán)，觀察圖片時(shí)就會偏色。
4．微機(jī)的配置：學(xué)生微機(jī)的配置一般選擇本系統(tǒng)夠用為原則。正常情況下，C2.66G/256MDDR/40G/17純平顯示器就可以。注意將軟驅(qū)和光驅(qū)去掉（避免學(xué)生亂裝東西），系統(tǒng)盤加保護(hù)卡保護(hù)。教師機(jī)配置可適當(dāng)高些。
二、傳統(tǒng)顯微實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺點(diǎn)和局限性
1．教師不能對所有學(xué)生進(jìn)行適時(shí)監(jiān)控：因?yàn)椴荒軐W(xué)生進(jìn)行適時(shí)監(jiān)控，對提出問題的學(xué)生可進(jìn)行輔導(dǎo)而對沒有提問題的學(xué)生則不知道觀察的結(jié)果正確與否。
2．師生間不能進(jìn)行交流和互動：某個(gè)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察到的典型結(jié)果或發(fā)現(xiàn)的問題缺乏有效的交流手段，不能展示給所有同學(xué)。
3．信息資源不能共享：學(xué)生只能孤立地做自己的觀察，不能觀察別人的鏡下結(jié)果；亦不能共享教師積累的資料庫中的信息資源。
4．教師工作效率低：教師頻繁地在學(xué)生間走動輔導(dǎo)，不但工作效率低而且勞動強(qiáng)度大。
5．“*代”系統(tǒng)存在的問題如前所述。
三、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)顯微互動系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用
該系統(tǒng)使用于所有使用顯微鏡的實(shí)驗(yàn)課程。我們主要用于病理學(xué)和組織胚胎學(xué)教學(xué)，在使用過程中它的優(yōu)勢和特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1．該系統(tǒng)能將多媒體教室、數(shù)字顯微互動教室和語音室等現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)功能有機(jī)的、綜合的結(jié)合在一起，可以實(shí)現(xiàn)師生之間、學(xué)生之間的語音、圖象的交流和互動：教師可把教師或任一學(xué)生的鏡下觀察情況隨時(shí)的傳輸給全體、部分或單個(gè)學(xué)生單元進(jìn)行示教和指導(dǎo)，學(xué)生間可自由分組進(jìn)行鏡下觀察情況的討論和交流。體現(xiàn)了多媒體電化教學(xué)、智能控制和多向互動的特點(diǎn)把形態(tài)學(xué)教學(xué)提升到了一個(gè)新的高度。
2．提高了教師的教學(xué)效率和效果，減輕了教師的工作強(qiáng)度：在無互動的實(shí)驗(yàn)室一個(gè)教師zui多只能帶20-30個(gè)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于要不斷地為單個(gè)學(xué)生進(jìn)行鏡下的講解和輔導(dǎo)因此勞動強(qiáng)度較大，現(xiàn)在可帶40人以上而無須流動奔波，在教師主機(jī)可清楚的監(jiān)視到每一個(gè)學(xué)生的鏡下觀察情況，在不影響其他學(xué)生學(xué)習(xí)的情況下可進(jìn)行單個(gè)學(xué)生的輔導(dǎo)；把教師或某個(gè)學(xué)生觀察結(jié)果輕松地傳送到每一個(gè)學(xué)生，這極大地提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和效果，減輕了教師的工作強(qiáng)度。
3．提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性：對于切片的形態(tài)學(xué)教學(xué)，多數(shù)學(xué)生感到單純而枯燥，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)顯微互動系統(tǒng)的使用極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，對于學(xué)生鏡下觀察遇到的問題，可以通過教師的示教講解或查看其他學(xué)生鏡下觀察結(jié)果而及時(shí)的得到解決，學(xué)生間的互相交流提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
4．學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告科學(xué)性提高：學(xué)生采集的鏡下圖象通過文字注明而提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告較以前的鉛筆繪圖要直觀、準(zhǔn)確、科學(xué)的多。
4．信息資源可達(dá)到共享，并可隨時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充：在教師端資料庫中的圖象和錄象資料等信息資源任何一個(gè)學(xué)生可隨時(shí)提取用于學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的典型的教學(xué)切片可及時(shí)采集并補(bǔ)充到資料庫中去。
5．實(shí)驗(yàn)考試方法的改革：可把預(yù)置的題庫加密存放于教師機(jī)中，考試時(shí)瞬間發(fā)放給每一個(gè)學(xué)生，亦可進(jìn)行切片的適時(shí)考試，而有別于以往的印卷考試和轉(zhuǎn)圈式切片考試，大大提高了考試的效率和效果。
6．存在問題：在形態(tài)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)顯微互動系統(tǒng)是一個(gè)新課題，在我們的實(shí)踐中尚存在一些問題需要完善和解決，如部分學(xué)生和教師計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平函待提高，而不能因此而影響教學(xué)和學(xué)習(xí)；實(shí)驗(yàn)教材應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的改革以適應(yīng)該系統(tǒng)的應(yīng)用；如何深挖該系統(tǒng)的擴(kuò)展功能，科學(xué)綜合性地利用好該系統(tǒng)使其能更好地為教學(xué)和科研服務(wù)等等都是我們所面臨的問題。
四、結(jié)論
數(shù)字網(wǎng)絡(luò)顯微互動系統(tǒng)可應(yīng)用于所有需要在顯微鏡下觀察的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在我們的醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中取得了良好的效果，其應(yīng)用前景廣闊，是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一場數(shù)字革命，同時(shí)也為我們的教學(xué)改革提出了新的挑戰(zhàn)