多媒體-Motic數(shù)碼顯微在線互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建

劉翠霞 陳俊華 黃春曉

[摘? ? ? ? ? ?要]? 基于微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，利用教學(xué)資源整合這一契機(jī)構(gòu)建多媒體-Motic數(shù)碼顯微在線互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)。依托于該教學(xué)平臺(tái)，對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行改革和探索。結(jié)果表明，新型教學(xué)模式加強(qiáng)了師生交流，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，完善了考評(píng)制度，提高了教學(xué)效率。同時(shí)由于多媒體-Motic數(shù)碼顯微在線互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)復(fù)雜的構(gòu)成使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)存在一定的困難，因此該系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)教師的教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)室的管理水平提出了更高的要求。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 微生物學(xué)實(shí)驗(yàn);數(shù)碼在線互動(dòng)系統(tǒng);教學(xué)模式改革

[中圖分類號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2019）31-0148-02

由于對(duì)給水排水專業(yè)微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)不夠重視、實(shí)驗(yàn)用房限制以及資金不足等，我校的給水排水專業(yè)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍采取一把顯微鏡、一些玻片、一些染色劑等傳統(tǒng)單一孤立的教學(xué)模式，且授課僅局限于教師講解、操作過程演示、學(xué)生實(shí)際操作等形式。單一固定的授課形式、分組教學(xué)的模式、有限的課時(shí)，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主性，導(dǎo)致教學(xué)效率低下，學(xué)生的積極性不高，課堂秩序混亂，考評(píng)制度不夠完善[1]。

在網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)智慧校園背景下，各高校紛紛引入了數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)，拓展了教學(xué)思路，豐富了教學(xué)手段，加強(qiáng)了師生之間的互動(dòng)交流，提高了學(xué)生的趣味性和積極性，完善了課程考核考評(píng)制度，極大地提高了微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)效率與質(zhì)量[2-6]。中原工學(xué)院能源環(huán)境實(shí)驗(yàn)中心利用環(huán)境工程專業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與給水排水專業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源整合以及實(shí)驗(yàn)用房重新分配這一契機(jī)，構(gòu)建了多媒體-Motic數(shù)碼顯微在線互動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室。

一、多媒體-Motic數(shù)碼顯微在線互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的組成及功能

多媒體-Motic數(shù)碼顯微在線互動(dòng)系統(tǒng)主要由數(shù)碼顯微鏡、圖像處理系統(tǒng)（顯微鏡連接的計(jì)算機(jī)）、多媒體投影系統(tǒng)（投影儀）、語音問答系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)構(gòu)成[7-10]。

多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的核心部件是數(shù)碼顯微鏡[11]，此顯微鏡的功能是將實(shí)物圖像通過數(shù)模轉(zhuǎn)換，使其呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)顯示屏上或自帶的屏幕上。

多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的輸出部件是多媒體投影系統(tǒng)，利用多媒體投影系統(tǒng)能夠?qū)⒏鞫丝诘膱D像實(shí)時(shí)輸出至多媒體，直觀地顯示各端口顯微鏡下的圖像，便于教師實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，及時(shí)給予指導(dǎo)。

圖像處理系統(tǒng)包括圖像處理軟件和呈現(xiàn)圖像的顯示屏。圖像處理軟件具有強(qiáng)大的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)各端口的Motic數(shù)碼顯微鏡下的圖像拍照、存儲(chǔ)、對(duì)比顯示、實(shí)時(shí)顯示等多種模式，通過局域網(wǎng)，教師也對(duì)顯示屏上的圖像進(jìn)行觀察、處理，比如：可進(jìn)行圖像捕捉、以高分辨率和高清晰度預(yù)覽實(shí)時(shí)圖像、通過濾鏡實(shí)時(shí)處理整體或局部圖像、以AVI格式存儲(chǔ)錄像等多種功能操作[12]。

語音問答系統(tǒng)的功能多側(cè)重于提高師生交流、提高課堂教學(xué)效率。語音問答系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)一對(duì)多（講解模式）、一對(duì)一（指導(dǎo)模式）、多對(duì)多（討論交流模式）等模式。在一對(duì)多模式下，教師可以對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行簡單講解和演示，這種模式下類似常規(guī)的授課模式，同時(shí)結(jié)合多媒體的功能使演示教學(xué)更加直觀;一對(duì)一模式下，教師可以選擇一個(gè)學(xué)生端口進(jìn)行通話，給予指導(dǎo);多對(duì)多模式則側(cè)重于分組討論，在教師的指令下，將學(xué)生端分組，每組成員之間針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行操作技能要點(diǎn)、失敗原因等進(jìn)行討論探討。計(jì)算機(jī)及相關(guān)軟件平臺(tái)可以輔助以上各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)。另外，每臺(tái)計(jì)算機(jī)配置實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，便于教師端觀察，配置錄像功能記錄學(xué)生的具體操作過程，同步至教師端的計(jì)算機(jī)上，便于教師的實(shí)時(shí)糾錯(cuò)及指導(dǎo)以及實(shí)驗(yàn)操作技能考核的公正性[13]。

多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室采取6個(gè)六邊形試驗(yàn)臺(tái)，共配置36套學(xué)生端數(shù)碼顯微鏡，與各自連接的計(jì)算機(jī)、語音系統(tǒng);配置一套教師端數(shù)碼顯微鏡，與其連接的計(jì)算機(jī)以及語音系統(tǒng)。另外，教師端設(shè)置多媒體操控系統(tǒng)，用來實(shí)現(xiàn)圖像的實(shí)時(shí)輸出、對(duì)比、針對(duì)性的糾正等。

二、多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動(dòng)教學(xué)模式

（一）基于多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)下的新型教學(xué)模式

在微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，凡涉及顯微鏡使用的實(shí)驗(yàn)（顯微鏡的使用，簡單染色、革蘭氏染色，細(xì)菌（酵母菌）大小測(cè)量以及計(jì)數(shù)等），一律走進(jìn)多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行教學(xué)，以革蘭氏染色為例對(duì)新型的教學(xué)模式進(jìn)行講解。首先，教師利用語音問答模式的一對(duì)多模式，對(duì)革蘭氏染色實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作步驟以及注意事項(xiàng)進(jìn)行簡單的講解，在講解過程中結(jié)合已共享至學(xué)生端計(jì)算機(jī)的操作視頻，給予學(xué)生直觀、形象的技能指導(dǎo)。操作視頻代替?zhèn)鹘y(tǒng)的教師演示過程，具有可重復(fù)性、高效性，學(xué)生可依此針對(duì)性地強(qiáng)化革蘭氏染色中較薄弱的操作技能。其次，學(xué)生在操作視頻的指導(dǎo)下進(jìn)行革蘭氏染色（轉(zhuǎn)移至生物實(shí)驗(yàn)室），染色結(jié)束返回多媒體-Motic數(shù)碼顯微鏡互動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鏡檢。鏡檢過程中，教師端的計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控每一個(gè)學(xué)生端的具體操作過程，便于及時(shí)進(jìn)行原因分析并給予針對(duì)性的指導(dǎo)。同時(shí)，學(xué)生端計(jì)算機(jī)開啟錄像功能，便于教師反復(fù)查看。學(xué)生可利用圖像處理系統(tǒng)對(duì)鏡檢結(jié)果進(jìn)行拍照、存儲(chǔ)、分析對(duì)比，將鏡檢最終圖片導(dǎo)至待提交的電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告，電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告的引入讓微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加便捷、高效、環(huán)保。

（二）新型教學(xué)模式下的考評(píng)模式

傳統(tǒng)的微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于微生物學(xué)這門課程，微生物學(xué)的考核分為平時(shí)成績、實(shí)驗(yàn)成績、期末考試成績。實(shí)驗(yàn)成績的考核則過多地依賴于實(shí)驗(yàn)報(bào)告好壞，分組教學(xué)導(dǎo)致教師無法對(duì)學(xué)生操作技能的掌握情況給予客觀、公正的評(píng)判。

依托于多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)傳統(tǒng)的考評(píng)模式進(jìn)行調(diào)整和改革。將微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考評(píng)分為三部分：實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績、平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績、基本操作技能考核成績。

1.實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績（20%）

近年來學(xué)生提交的紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在大量實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲、找人代寫的現(xiàn)象，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績并不能客觀反映學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、理解程度，因此借助多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)功能可以實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告向電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告的轉(zhuǎn)變。電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告的實(shí)驗(yàn)結(jié)果在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)由學(xué)生即時(shí)給出，在一定程度上杜絕了學(xué)生抄襲的現(xiàn)象。

2.平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績（40%）

平時(shí)實(shí)驗(yàn)情況則包括實(shí)驗(yàn)課堂考勤（10%）、實(shí)驗(yàn)課堂紀(jì)律（10%）、實(shí)驗(yàn)操作過程的認(rèn)真與否（10%）、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整理情況（10%）等。

3.基本操作技能考核成績（40%）

在實(shí)驗(yàn)課程結(jié)尾，設(shè)置基本操作技能考試的環(huán)節(jié)，主要包括染色、鏡檢、酵母菌大小測(cè)定、酵母菌的計(jì)數(shù)等。

基于多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)，所有學(xué)生的操作考試過程借助互動(dòng)系統(tǒng)的錄像功能進(jìn)行錄像。教師依據(jù)錄像，對(duì)每個(gè)學(xué)生操作技能的掌握情況給予評(píng)判。

三、多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動(dòng)教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)及存在的

問題

（一）優(yōu)勢(shì)

1.便于師生交流，提高課堂教學(xué)效率

借助語音問答系統(tǒng)，在每臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)置語音按鈕可以實(shí)現(xiàn)“一對(duì)一”“一對(duì)多”“多對(duì)多”等多種模式，教師可依次進(jìn)行課堂提問環(huán)節(jié)、知識(shí)講解環(huán)節(jié)、小組討論環(huán)節(jié)。在具體實(shí)驗(yàn)操作過程中，有疑問時(shí)學(xué)生可通過語音按鈕向教師或者同學(xué)請(qǐng)教。師生間的溝通及時(shí)有效，在一定程度上提高了課堂教學(xué)效率。

2.教學(xué)內(nèi)容豐富，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

借助計(jì)算機(jī)、錄像系統(tǒng)，建立標(biāo)準(zhǔn)圖片庫、標(biāo)準(zhǔn)操作技能視頻庫，供學(xué)生觀看學(xué)習(xí)，微觀事物客觀化，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.完善考評(píng)方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性

借助多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)傳統(tǒng)的考評(píng)模式進(jìn)行了改革和完善，新的考評(píng)模式更加公正、客觀，在某種程度上調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。

（二）存在的問題

1.系統(tǒng)涉及多學(xué)科，教師的綜合素質(zhì)有待提高

整套系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、圖片處理軟件、數(shù)碼顯微鏡、多媒體、語音問答系統(tǒng)等多部件組成，課堂教學(xué)的順利進(jìn)行要求教師熟練掌握每一部件的使用方法及常見故障的排除。多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的使用對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員提出了極大的考驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員上崗前必須進(jìn)行相關(guān)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)和具體操作學(xué)習(xí)。在常規(guī)教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)人員遇到難以解決的問題及時(shí)與廠家溝通，并要求廠家定期組織相應(yīng)培訓(xùn)，及時(shí)更新知識(shí)庫。

2.過分依賴硬件、相關(guān)軟件，維護(hù)管理復(fù)雜

實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的正常運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)、多媒體、語音問答系統(tǒng)、圖片處理軟件等的依賴性較強(qiáng)。另外，繁雜的構(gòu)造及運(yùn)行導(dǎo)致此系統(tǒng)在維護(hù)管理方面存在一定的困難。這在一定程度上影響了多媒體-Motic數(shù)碼顯微在線互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)的建立推廣，完善維護(hù)與管理制度也是目前急需解決的問題[14-15]。

四、結(jié)語

多媒體-Motic數(shù)碼顯微在線互動(dòng)教學(xué)模式使微生物的教學(xué)從“分組、單一、孤立、混亂”的傳統(tǒng)教學(xué)模式向“自主、多樣、互動(dòng)、有序”的現(xiàn)代化教學(xué)模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變。

新型的教學(xué)模式提高了微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂教學(xué)效率，豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性。與此同時(shí)，由于多媒體-Motic數(shù)碼顯微在線互動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成比較繁瑣，使用與維護(hù)管理較復(fù)雜，對(duì)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教師的綜合素質(zhì)要求較高，使整個(gè)系統(tǒng)的推廣使用受到一定限制。

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編輯 馬燕萍