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在微生物學(xué)實驗教學(xué)中,顯微鏡對于顯微形態(tài)的觀察是*的。普通光學(xué)顯微鏡在實驗教學(xué)中存在很多弊端:①教學(xué)效率低。多個學(xué)生同時操作,教師短時間內(nèi)無法“一對一”地對學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。②教學(xué)示范性差。教師制作的涂片、形態(tài)圖以及互聯(lián)網(wǎng)上相關(guān)的前沿信息無法展示給學(xué)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(xué)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(yīng)用軟件為一體的新型教學(xué)工具[1]。它專為實驗室設(shè)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(xué)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(xué)以來,一改傳統(tǒng)實驗教學(xué)的枯燥無味和沉悶的教學(xué)狀態(tài),學(xué)生實驗的積極性得到了極大的提高,由“要我學(xué)”變成了“我要學(xué)”。形成了良好的師生互動,教學(xué)效果得到了明顯的提高。在微生物學(xué)實驗教學(xué)中還未見有使用顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的報導(dǎo),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(xué)中的應(yīng)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(gòu)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(dá)64臺)內(nèi)置200萬像素的學(xué)生顯微鏡組成。通過堆疊模塊連接可使64臺學(xué)生機與一臺教師機構(gòu)成一個局域網(wǎng)。圖象系統(tǒng)提供清晰的畫面,具有圖象調(diào)整、拍照、錄象等功能。學(xué)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(jìn)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(xué)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(xué)生屏幕轉(zhuǎn)播、屏幕監(jiān)視、控制,影院、屏幕錄制與回放、語音教學(xué),作業(yè)布置與提交以及適時考試,此外還具有遙控輔導(dǎo)、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(wǎng)絡(luò)的安全性。通過這一網(wǎng)絡(luò)平臺,可以將老師與學(xué)生在一起,使老師與學(xué)生間實現(xiàn)了真正意義的雙向互動,有效提高了教學(xué)質(zhì)量。還可進(jìn)行多幀圖象監(jiān)視、學(xué)生圖象瀏覽、自動白平衡調(diào)節(jié)、統(tǒng)計學(xué)和形態(tài)自動分析、圖象測量及轉(zhuǎn)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(xué)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(xué)生配備一副耳機和話筒,可實現(xiàn)教師和學(xué)生的雙向溝通。
2.1 便于教師的教學(xué)管理,提高了課堂教學(xué)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(xué)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(xué)的名字可直接找到。如果課堂紀(jì)律較混亂,教師可點擊“黑屏肅靜”,學(xué)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(fù)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(xué)生把具有典型結(jié)構(gòu)的圖片提交給教師;教師可將zui典型的圖片分發(fā)給學(xué)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(nèi)置多種管理模塊。教師可根據(jù)實際情況進(jìn)行小測驗,如讓學(xué)生找出芽孢并回答該芽孢的著生方式等等。我們經(jīng)常使用該系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)實驗考核,內(nèi)容通常是讓學(xué)生利用顯微鏡觀察霉菌的形態(tài),此項考核內(nèi)容不僅考察學(xué)生對顯微鏡運用的熟練程度,還考察學(xué)生對霉菌如青霉、根霉、曲霉形態(tài)結(jié)構(gòu)的掌握程度。通過顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)教師可掌握學(xué)生調(diào)出鏡下顯微結(jié)構(gòu)的速度,并通過“師生對講模式”讓學(xué)生說出觀察的是何種霉菌以及其特征性的結(jié)構(gòu)是什么。這種方式比常規(guī)顯微鏡的考核更客觀、更準(zhǔn)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(xué)效果得到顯著的提高 以 “革蘭氏染色”實驗為例,學(xué)生分別對大腸桿菌和枯草芽孢桿菌進(jìn)行革蘭氏染色后觀察結(jié)果,教師可利用“屏幕監(jiān)控”這一功能可同屏監(jiān)視多個學(xué)生機屏幕上出現(xiàn)的染色結(jié)果并可取得任意學(xué)生機的鼠標(biāo)控制權(quán),從中選出比較好的圖片展現(xiàn)給大家,利用“廣播教學(xué)”進(jìn)行示范和講解,同樣也可把教師機的圖片以及從網(wǎng)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(xué)生,實現(xiàn)了全班圖象資源共享。學(xué)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(xué)指導(dǎo)性增強 傳統(tǒng)的顯微教學(xué)中教師難以掌握每個學(xué)生的實驗情況,需要一對一地輔導(dǎo),并且?guī)熒荒芡瑫r觀看切片,極大地影響了課堂進(jìn)度和效果[2]。經(jīng)常會出現(xiàn)學(xué)生排隊等候教師答疑的現(xiàn)象,長時間的等待會挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,教學(xué)效率也大打折扣。利用顯微互動系統(tǒng)學(xué)生可隨時呼叫提問,教師可選擇“師生對講模式”對學(xué)生進(jìn)行單個輔導(dǎo)。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(jìn)行分組討論而不會干擾別人,教師可參加任一小組進(jìn)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(xué)習(xí)氛圍,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)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(diào)查問卷顯示,一班93%的同學(xué)認(rèn)為數(shù)碼互動教學(xué)明顯好于傳統(tǒng)教學(xué),89%的同學(xué)認(rèn)為該方法可提高學(xué)生對微生物實驗的興趣,93%的同學(xué)認(rèn)為使用顯微互動系統(tǒng)可促進(jìn)學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí),86%的同學(xué)認(rèn)為該方法可提高微生物教學(xué)的質(zhì)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(xué)不僅提高了實驗教學(xué)質(zhì)量,而且促進(jìn)了學(xué)生對理論知識的學(xué)習(xí)。
顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)是近年來在顯微形態(tài)實驗教學(xué)領(lǐng)域新興的一種實驗教學(xué)手段,有助于開展師生互動討論式教學(xué),個性化教學(xué)和遠(yuǎn)程教學(xué)[5]。同時我們也要重視教學(xué)方法的研究和改進(jìn),積極探索相應(yīng)的教學(xué)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(xué)服務(wù)。
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