模擬實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在動(dòng)物機(jī)能實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)中的應(yīng)用*

計(jì) 紅 李士澤 楊煥民 郭 麗

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 黑龍江大慶 163319

模擬實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在動(dòng)物機(jī)能實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)中的應(yīng)用*

計(jì) 紅 李士澤 楊煥民 郭 麗

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 黑龍江大慶 163319

動(dòng)物機(jī)能實(shí)驗(yàn)是畜牧獸醫(yī)專業(yè)學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程之一。隨著科技的進(jìn)步，機(jī)能實(shí)驗(yàn)室的信息化建設(shè)被提上日程。本文針對模擬實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在動(dòng)物機(jī)能實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)，探索信息化建設(shè)途徑以達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)課效率和學(xué)生動(dòng)手能力的目的。

機(jī)能實(shí)驗(yàn)；信息化建設(shè)；模擬實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)

動(dòng)物機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)（或稱動(dòng)物機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)生理科學(xué)）是一門研究動(dòng)物正常機(jī)能、疾病發(fā)生機(jī)制和藥物作用規(guī)律的實(shí)驗(yàn)性學(xué)科。它繼承并有機(jī)融合了動(dòng)物生理學(xué)、動(dòng)物病理學(xué)和動(dòng)物藥理學(xué)的實(shí)驗(yàn)，在對本專業(yè)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)、規(guī)范的實(shí)驗(yàn)技能綜合訓(xùn)練的同時(shí)，更加強(qiáng)調(diào)學(xué)科之間的交叉融合和新技術(shù)的應(yīng)用，積極開展綜合性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立設(shè)為一門新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程。動(dòng)物機(jī)能實(shí)驗(yàn)被普遍設(shè)為畜牧獸醫(yī)專業(yè)學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程。

一、機(jī)能實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)背景

利用實(shí)施2005年度黑龍江省教育廳“新世紀(jì)教改工程”項(xiàng)目—高等農(nóng)業(yè)院校動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)課程設(shè)置體系的改革與實(shí)踐的契機(jī)，我院動(dòng)物生理學(xué)、藥理學(xué)和病理學(xué)教師共同進(jìn)行研討，實(shí)施了構(gòu)建動(dòng)物機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)想。即首先以機(jī)能實(shí)驗(yàn)室的硬件系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以專業(yè)基礎(chǔ)課動(dòng)物生理學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革為龍頭，不斷完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，大力推進(jìn)機(jī)能實(shí)驗(yàn)課程的改革，然后整合動(dòng)物藥理學(xué)和病理學(xué)為動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)，最后統(tǒng)一為一門完整、系統(tǒng)的課程體系。

在我校及學(xué)院有關(guān)部門的大力支持下，動(dòng)物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)室于2004年配備了16臺計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的生物信號處理系統(tǒng)（成都儀器廠生產(chǎn)的RM6240生物信號采集系統(tǒng)）用于基礎(chǔ)獸醫(yī)學(xué)學(xué)科建設(shè)。在此基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)教研室建成了機(jī)能實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。機(jī)能實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)基礎(chǔ)主要是硬件資源的共享，包括打印機(jī)、服務(wù)器、通信設(shè)備等。如在學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果報(bào)告及圖像的打印過程中，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)實(shí)驗(yàn)小組共享同一打印機(jī)。這樣不僅提高了效率，而且優(yōu)化了配置。另外，共享系統(tǒng)資源還包括：軟件資源，如生物信號處理系統(tǒng)應(yīng)用軟件，模擬實(shí)驗(yàn)軟件等；數(shù)據(jù)資源，如教學(xué)用視頻、圖像、圖表等。

機(jī)能實(shí)驗(yàn)室作為動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論和實(shí)際動(dòng)手操作能力的主要場所，為了充分利用現(xiàn)有資源，更好地為教學(xué)服務(wù)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)已成為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的一項(xiàng)重要工作內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化應(yīng)該以新的教育思想、教育觀念指導(dǎo)信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室管理和教學(xué)中的應(yīng)用，根據(jù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，利用信息化探索新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化建設(shè)將使實(shí)驗(yàn)教學(xué)數(shù)字化、多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化和智能化，以達(dá)到培養(yǎng)高素質(zhì)人才的目的。

為了加快機(jī)能實(shí)驗(yàn)室的信息化建設(shè)，充分發(fā)揮儀器的正常功能和效益，熟悉儀器性能，掌握使用方法是首要課程。盡管儀器都配備了《使用手冊》，但是內(nèi)容繁雜，達(dá)不到快速掌握的目的。為了使學(xué)生迅速了解使用方法，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，我們基礎(chǔ)獸醫(yī)學(xué)教研室教師利用業(yè)余學(xué)習(xí)時(shí)間多次集中學(xué)習(xí)，全面掌握儀器的使用和維護(hù)技能，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)具體需要，把需要的內(nèi)容如具體實(shí)驗(yàn)的參數(shù)設(shè)置精煉編進(jìn)校自編教材《動(dòng)物機(jī)能實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》，力求做到條理清晰，層次分明，因此學(xué)生掌握起來簡單易懂，效果良好。

二、生物信號采集系統(tǒng)介入的優(yōu)勢和劣勢

盡管新科技的介入使機(jī)能實(shí)驗(yàn)的發(fā)展速度迅速提高，計(jì)算機(jī)和生物信號系統(tǒng)的配合使用有著傳統(tǒng)設(shè)備無法比擬的獨(dú)特優(yōu)越性，它給機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來的變化是多方面的。由于一個(gè)生理實(shí)驗(yàn)室共有16臺電腦，教師對學(xué)生電腦使用的控制達(dá)不到最佳效果，尤其是當(dāng)教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)講解與實(shí)驗(yàn)?zāi)M演示的時(shí)候劣勢就比較明顯了，因?yàn)榻處煙o法了解學(xué)生的狀態(tài)，不知道學(xué)生是否在進(jìn)行操作和聽講。

為了充分發(fā)揮儀器的正常功能和效益，利用有限的課堂實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)成功率，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降母淖儎菰诒匦小Ｔ趯?shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法是學(xué)生聽教師講解實(shí)驗(yàn)過程，看教師做示范實(shí)驗(yàn)，然后自己動(dòng)手操作，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生基本上處于一種被動(dòng)的地位，這顯然不利于學(xué)生的思考能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)。目前,傳統(tǒng)的動(dòng)物機(jī)能實(shí)驗(yàn)室，一般輔以投影儀或硬件網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，建立多媒體網(wǎng)絡(luò)教室，但基于成本高昂和其他一些原因，并不是一般教室可以配備的，而且硬件設(shè)備耗損大和維護(hù)繁瑣都是困擾學(xué)校的問題?；诟鞣N條件限制，必須找到一個(gè)更好的解決方案。

三、模擬實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)施的優(yōu)勢

四川成都儀器廠創(chuàng)建的模擬實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)作為一種純軟件的解決方案，完全避免了這些硬件問題，而且教師可以把理論教學(xué)與實(shí)踐操作相結(jié)合，直接在教師機(jī)上進(jìn)行各種教學(xué)演示，并把每一步操作過程都實(shí)時(shí)同步傳送到學(xué)生的電腦屏幕上。各種大量的多媒體課件資料、光盤教學(xué)資源、實(shí)驗(yàn)演示系統(tǒng)、教學(xué)方法與經(jīng)驗(yàn)等都可以借助該軟件模塊這種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集語音、圖像、文字、動(dòng)畫于一體的現(xiàn)代交互式教學(xué)模式。該系統(tǒng)可以在整個(gè)多媒體教室里共享文字、圖像、語音、視頻資源。這樣，通過構(gòu)建一種文字、語音、視頻圖像的互動(dòng)交流環(huán)境，學(xué)生可以同時(shí)在自己的電腦屏幕上分享各種教學(xué)資源，不但大大減輕了教師的工作負(fù)擔(dān)，提高了教學(xué)效率，而且也使教學(xué)內(nèi)容極其生動(dòng)活潑，學(xué)生樂于接受。

以動(dòng)脈血壓調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)為實(shí)例來說明該系統(tǒng)的優(yōu)勢。由于動(dòng)脈血壓實(shí)驗(yàn)是動(dòng)物生理學(xué)中手術(shù)操作很難的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生實(shí)施起來非常困難。如果教師先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，最快也要2小時(shí)，演示之后，學(xué)生再做實(shí)驗(yàn)，那么整個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)間至少需要5小時(shí)；如果不演示，對于第一次接觸手術(shù)操作和操作系統(tǒng)的學(xué)生來說又覺得非常困難。所以在模擬網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)引入之后，教師可以把演示過程事先制備成CAI輔助課件系統(tǒng)，首先把手術(shù)操作演示給學(xué)生，然后在學(xué)生實(shí)施實(shí)驗(yàn)的過程中，教師可以把自己在預(yù)實(shí)驗(yàn)中記錄的很多與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的圖形做成標(biāo)示在電腦里顯示出來。這樣學(xué)生在記錄本組實(shí)驗(yàn)的同時(shí)也可以參照教師提供的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對照，進(jìn)行差異比較，達(dá)到加深印象、深入分析結(jié)果的效果。

同時(shí)，該系統(tǒng)具有非常強(qiáng)大的班級、小組、學(xué)生和電腦管理機(jī)制，無須配置就可以開始教學(xué)任務(wù)，而且可以進(jìn)行多個(gè)班級配置管理，可以安排學(xué)生的座位，可以進(jìn)行分組管理和教學(xué)演示，可以監(jiān)視學(xué)生電腦的當(dāng)前狀態(tài)等，各種功能的實(shí)施都非常方便快捷。

因?yàn)闄C(jī)能學(xué)涉及很多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如果每個(gè)實(shí)驗(yàn)都演示一遍將浪費(fèi)大量時(shí)間，因此錄制輔助教學(xué)的CAI課件勢在必行。盡管可以購買到一些與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的CAI課件，但很多都是醫(yī)學(xué)院校自己錄制的，和農(nóng)業(yè)院校對人才的培養(yǎng)目標(biāo)有不同。而自己制作實(shí)驗(yàn)錄像課件，切合本地學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)際，可以和模擬實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)結(jié)合使用，將教師機(jī)的屏幕圖像畫面實(shí)時(shí)同步放映給全體或單個(gè)學(xué)生，進(jìn)行教學(xué)演示。如果實(shí)驗(yàn)中途由于動(dòng)物手術(shù)的原因?qū)е率?，也可通過模擬實(shí)驗(yàn)加以彌補(bǔ)。所以我們除了對一些復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備了課件以外，對一些當(dāng)前條件不足的實(shí)驗(yàn)也使用CAI課件，邊講邊聽，盡管不用親手操作，但直接觀看也會給同學(xué)們不同的啟示。

該系統(tǒng)同時(shí)提供電子教鞭、電子黑板/白板等功能。同時(shí)，還可以將廣播的圖像畫面以動(dòng)畫影像的形式錄制下來，制作成課件或教材，以供重復(fù)使用或與其他老師共享。而且，也可以將事先錄制好的屏幕圖像畫面通過網(wǎng)絡(luò)回放直接演示給學(xué)生，借助該功能可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)的自動(dòng)化與規(guī)范化。

在實(shí)驗(yàn)中，對于設(shè)計(jì)性試驗(yàn)和綜合性試驗(yàn)，改變了以往那種教師宣講演示—學(xué)生模仿操作—教師總結(jié)的教學(xué)程序，把實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)權(quán)全部轉(zhuǎn)交給學(xué)生，調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動(dòng)性。課前把下個(gè)試驗(yàn)計(jì)劃告知學(xué)生，請學(xué)生自己查閱相關(guān)資料。以組為單位進(jìn)行講解，每組4人，然后實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前請學(xué)生利用系統(tǒng)給其他同學(xué)講解，這種做法使學(xué)生責(zé)任心不斷增強(qiáng)，容易養(yǎng)成勤動(dòng)手、細(xì)觀察、多思考的好習(xí)慣，提高了學(xué)生科學(xué)思維、綜合分析問題和解決問題的能力。這樣使書本知識更接近于實(shí)際，為將來的實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

從更深層次來說，模擬實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)也可將生理、病理和藥理相關(guān)實(shí)驗(yàn)合在一起進(jìn)行，這也為我院機(jī)能學(xué)科實(shí)驗(yàn)建設(shè)的深層次發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。比如，生理實(shí)驗(yàn)和病理實(shí)驗(yàn)的結(jié)合為學(xué)生從本質(zhì)上掌握理論基礎(chǔ)與實(shí)踐技能提供了一個(gè)良好的平臺，而且節(jié)省了時(shí)間和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。這樣，在有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的前提下，既可多開實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會，嘗試不同的實(shí)驗(yàn)方法，理解更多的知識；也可通過增加一些綜合性、設(shè)計(jì)性（探索性）的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生親歷親為，仔細(xì)思考，自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、做實(shí)驗(yàn)及寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這對學(xué)生觀察、分析和解決問題的能力的培養(yǎng)也起到了不可估量的作用，因而達(dá)到了提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的目的。

四、結(jié)束語

在動(dòng)物醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)中注重發(fā)揮計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的作用可明顯提升該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。機(jī)能實(shí)驗(yàn)信息化建設(shè)的途徑，值得我們不斷地探索和改進(jìn)。因此，我們應(yīng)堅(jiān)定信心、克服困難、發(fā)揮長處、開拓創(chuàng)新，努力提高機(jī)能實(shí)驗(yàn)的信息化建設(shè)過程，不斷用信息技術(shù)創(chuàng)造畜牧獸醫(yī)專業(yè)的新發(fā)展。

[1]馬恒東，黎德兵，宋薇，等.創(chuàng)建農(nóng)林院校動(dòng)物機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)室的探索[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，9：92～94

[2]高宏，徐學(xué)雷.網(wǎng)絡(luò)存儲促進(jìn)網(wǎng)上教學(xué)資源共享[J].信息系統(tǒng)工程，2001，7：15～16

[3]胡月紅，干仲元.機(jī)能實(shí)驗(yàn)室局域網(wǎng)教學(xué)環(huán)境的建設(shè)[J].北京中醫(yī)藥，2008，27（2）：152～153

[4]梁忠，周術(shù)誠.計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)方法研究[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會科學(xué)版），2007，10（6）：106～108

[5]計(jì)紅，李士澤，楊煥民.簡論動(dòng)物生理學(xué)精品課程建設(shè)[J].黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，6：86

Application of model experiment network system in information construction of animal function laboratory

Ji Hong, Li Shize, Yang Huanmin, Guo Li
Heilongjiang bayi agricultural university, Daqing, 163319, China

Animal function experiment is found generally for students of prologue and veterinarian as one of necessarily elemental courses. Accompanied with technological improvement, information construction of function laboratory is being carried out. The paper included application of model experiment network system in information construction of animal function laboratory, explore the way of information construction to raise the experiment course efficiency and working capability of the students.

function experiment; information construction; model experiment network teaching system

2009-12-16

計(jì)紅，碩士，講師。

*本文獲全國農(nóng)業(yè)推廣碩士（MAE）專業(yè)學(xué)位教育研究課題（編號：NTKT0911）和黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)教研課題（動(dòng)物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)信息化建設(shè)的創(chuàng)新研究與實(shí)踐和高等學(xué)校教學(xué)管理制度創(chuàng)新與實(shí)踐）項(xiàng)目資助。