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微生物學實驗教學新模式——顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的應用
閱讀:439 發(fā)布時間:2013-4-8在微生物學實驗教學中,顯微鏡對于顯微形態(tài)的觀察是*的。普通光學顯微鏡在實驗教學中存在很多弊端:①教學效率低。多個學生同時操作,教師短時間內無法“一對一”地對學生進行輔導。②教學示范性差。教師制作的涂片、形態(tài)圖以及互聯(lián)網上相關的前沿信息無法展示給學生。③師生互動性差。教師無法及時發(fā)現(xiàn)并解決問題,師生之間的交流和溝通受到了限制。此外還容易造成視覺疲勞、無法實現(xiàn)信息資源的共享等等。隨著
科技的,顯微數(shù)碼互動實驗室的建立從根本上解決了傳統(tǒng)光學顯微鏡在使用過程中出現(xiàn)的一系列問題。顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)是近幾年興起的集數(shù)碼顯微系統(tǒng)、語言交流、視頻交流和應用軟件為一體的新型教學工具[1]。它專為實驗室設計,具有清晰真實的音視頻效果和豐富的交互手段,真正使教和學的溝通更直觀有效。近年來我校自利用互動顯微實驗室取代傳統(tǒng)顯微教學以來,一改傳統(tǒng)實驗教學的枯燥無味和沉悶的教學狀態(tài),學生實驗的積極性得到了極大的提高,由“要我學”變成了“我要學”。形成了良好的師生互動,教學效果得到了明顯的提高。在微生物學實驗教學中還未見有使用顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的報導,本文就顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的組成、特點、在微生物實驗教學中的應用及優(yōu)勢做一介紹。
1 顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的組成及特點
顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)由數(shù)碼顯微鏡、圖象系統(tǒng)、
機軟件系統(tǒng)和語音回答系統(tǒng)構成。數(shù)碼顯微鏡是由1臺310萬像素攝像系統(tǒng)的教師用顯微鏡和40臺(可達64臺)內置200萬像素的學生顯微鏡組成。通過堆疊模塊連接可使64臺學生機與一臺教師機構成一個局域網。圖象系統(tǒng)提供清晰的畫面,具有圖象調整、拍照、錄象等功能。學生的顯微鏡圖像可傳輸?shù)浇處熡嬎銠C上顯示,一屏可顯示1-16個實時圖像,也可選擇64臺中任意一臺的圖象投影到大屏幕上,可更好地進行圖象觀察和講解。計算機軟件系統(tǒng)有多媒體顯微互動教學軟件,圖象分析軟件,考試軟件。軟件的運行可完成如下的功能:教師屏幕廣播、學生屏幕轉播、屏幕監(jiān)視、控制,影院、屏幕錄制與回放、語音教學,作業(yè)布置與提交以及適時考試,此外還具有遙控輔導、舉手、電子教鞭、黑屏肅靜、電子點名等功能。所有功能都必須在老師的監(jiān)控與*的情況下才能實現(xiàn),提高了網絡的安全性。通過這一網絡平臺,可以將老師與學生在一起,使老師與學生間實現(xiàn)了真正意義的雙向互動,有效提高了教學質量。還可進行多幀圖象監(jiān)視、學生圖象瀏覽、自動白平衡調節(jié)、統(tǒng)計學和形態(tài)自動分析、圖象測量及轉換、試卷考試、成績統(tǒng)計分析、邊緣監(jiān)測及打印報表等。語音回答系統(tǒng)有全通話模式、師生對講模式、學生示范模式和分組討論4種模式。該系統(tǒng)為教師和每位學生配備一副耳機和話筒,可實現(xiàn)教師和學生的雙向溝通。
2.1 便于教師的教學管理,提高了課堂教學效率 開機后雙擊位于桌面的數(shù)字顯微鏡圖像處理系統(tǒng)MIE軟件打開其界面,教師機屏幕上有多個功能模塊,教師可*行電子點名,學生用自己的名字登錄后即可打開圖象處理系統(tǒng)的界面。缺勤同學的名字可直接找到。如果課堂紀律較混亂,教師可點擊“黑屏肅靜”,學生的電腦出現(xiàn)黑屏后會立即安靜下來。
它還具有“屏幕的錄制/回放功能”,可把授課的屏幕過程全部錄制下來,便于重復上課時回放使用。此外還有“作業(yè)提交”、“文件分發(fā)”的功能:如讓學生把具有典型結構的圖片提交給教師;教師可將zui典型的圖片分發(fā)給學生。“考場”可從題庫中自動生成A、B卷,對客觀題可自動評分、統(tǒng)計,支持多種題型內置多種管理模塊。教師可根據(jù)實際情況進行小測驗,如讓學生找出芽孢并回答該芽孢的著生方式等等。我們經常使用該系統(tǒng)進行常規(guī)實驗考核,內容通常是讓學生利用顯微鏡觀察霉菌的形態(tài),此項考核內容不僅考察學生對顯微鏡運用的熟練程度,還考察學生對霉菌如青霉、根霉、曲霉形態(tài)結構的掌握程度。通過顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)教師可掌握學生調出鏡下顯微結構的速度,并通過“師生對講模式”讓學生說出觀察的是何種霉菌以及其特征性的結構是什么。這種方式比常規(guī)顯微鏡的考核更客觀、更準確,而且大大提高了實驗考核的效率。
2.2 實現(xiàn)了實驗全程的實時監(jiān)控以及圖象資源共享,教學效果得到顯著的提高 以 “革蘭氏染色”實驗為例,學生分別對大腸桿菌和枯草芽孢桿菌進行革蘭氏染色后觀察結果,教師可利用“屏幕監(jiān)控”這一功能可同屏監(jiān)視多個學生機屏幕上出現(xiàn)的染色結果并可取得任意學生機的鼠標控制權,從中選出比較好的圖片展現(xiàn)給大家,利用“廣播教學”進行示范和講解,同樣也可把教師機的圖片以及從網上搜集、下載的大量革蘭氏陽性、陰性菌染色圖片展現(xiàn)給學生,實現(xiàn)了全班圖象資源共享。學生可把好的圖片拍照、保存。
2.3 有效實現(xiàn)了師生互動,教學指導性增強 傳統(tǒng)的顯微教學中教師難以掌握每個學生的實驗情況,需要一對一地輔導,并且?guī)熒荒芡瑫r觀看切片,極大地影響了課堂進度和效果[2]。經常會出現(xiàn)學生排隊等候教師答疑的現(xiàn)象,長時間的等待會挫傷學生學習的積極性,教學效率也大打折扣。利用顯微互動系統(tǒng)學生可隨時呼叫提問,教師可選擇“師生對講模式”對學生進行單個輔導。如果同一問題問的較多,具有代表性和普遍性,教師可選擇“全通話模式”集體講解,這種方式還可用于課前講授和課后
[3]。此外還可進行分組討論而不會干擾別人,教師可參加任一小組進行討論,真正起到師生互動效果[4]。這樣既增強了師生的交流,又營造了良好的學習氛圍,激發(fā)了學生學習的積極性。
以07級園藝專業(yè)2個班為研究對象檢驗使用該系統(tǒng)的效果:一班的前2個實驗在普通實驗室上,后2個實驗在數(shù)碼互動實驗室上;二班全在普通實驗室上。調查問卷顯示,一班93%的同學認為數(shù)碼互動教學明顯好于傳統(tǒng)教學,89%的同學認為該方法可提高學生對微生物實驗的興趣,93%的同學認為使用顯微互動系統(tǒng)可促進學生對基礎理論知識的學習,86%的同學認為該方法可提高微生物教學的質量和效率。一班期末實驗考核和理論考試平均成績分別是92.38±6.58和78.89±1.28;二班分別是83.35±2.36和71.25±3.11。由此可見使用顯微數(shù)碼互動教學不僅提高了實驗教學質量,而且促進了學生對理論知識的學習。
顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)是近年來在顯微形態(tài)實驗教學領域新興的一種實驗教學手段,有助于開展師生互動討論式教學,個性化教學和遠程教學[5]。同時我們也要重視教學方法的研究和改進,積極探索相應的教學方法,真正發(fā)揮顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的優(yōu)勢使之更好地為教學服務。