【理学论文】数字网络显微互动系统优化植物学实验教学

   摘要:数字网络显微互动系统将多媒体网络教室、语音教室、显微互动教室3个体系有效结合,具有高度的互动性,信息传输的多通道性,能提高学生的理解和综合能力,增强学生与教师在亚显微结构水平上的广泛交流,加强显微视野下的师生对话.如此优良性能的系统,必须有规范化的管理、现代化的管理. 　　

     关键词:数字网络;显微互动;图像共享;信息传输;植物学实验教学为教育现代化提供了全方位的优质技术支持,使实验教学方式产生了深刻的变革.数字网络显微互动系统是通过使用新型的教学设备来推行1种全新的教学理念.此系统具有高度互动性,信息传输的多通道性,这一系统将传统的由教师个别地手把手地教学生用显微镜进行微观形态观察,变为师生互动的、图像共享的、高效率的教学体系[1]. 1数字网络显微镜互动系统的组成及功能该系统由教师端显微图像处理单元、学生端显微图像处理单元和网络单元3部分组成. 教师端显微图像单元和学生端显微图像单元均由显微镜、微机、数字摄像机、图像处理软件组成;网络单元主要由网络交换机、网络软件等组成. 该系统的优点是纯数字传输,图像清晰,能实现师生双向信息互动.此外还具有遥控辅导、电子举手、电子教鞭、黑屏肃静、电子点名等功能.为了提高网络的安全性,所有功能都是在老师的监控与授权的情况下才能实现.此系统通过微机和网络的作用, 还能存贮所获得的生物图像信息,并与网络系统连接,实现图像和资讯的异地实时共享.通过这一网络平台,可以将老师与学生联系在一起,使教师与学生间实现了真正意义的双向互动,有效地提高了实验教学质量.整套系统将多媒体网络教室、语音教室、显微互动教室3个体系有效地结合,实现了三网合一. 2数字网络显微互动系统在植物学实验教学中的作用

     遥控辅导以点带面用显微镜进行形态观察是生命科学中各门微观形态学实验课普遍使用的教学模式和手段,植物学实验的形态解剖学部分主要是观察植物细胞、组织和器官的显微结构及其形成规律.以往由于缺乏必要的设备支持以及显微镜使用的特殊性和个体性,学生只能单独观察操作自己视场中的实验内容,如果某个学生显微镜下的图像比较经典而作为示范镜,也只能让学生逐个轮流观察,教师也只能重复回答学生提出的有关问题.不仅实验效率低, 还会因学生来回走动、身体碰撞、手的触动等因素, 很容易将视野中的物像移至视野之外,以至于后面的学生不能观察到正确的结构,往往会造成课堂教学秩序混乱.这样,在1个实验单元里教师指导的学生非常有限,一些验证性实验的教学质量也常常滨州学院学报第23卷得不到保证,学生学习的效果参差不齐.数字网络显微互动系统的应用,大大改变了以往传统的教学模式.通过高清晰度画面显示,教师手中的主机可同时控制所有数字显微镜的动态情况,教师端利用显微镜LED指示功能,通过教师计算机鼠标点击学生通道,实时浏览和监控每1台学生显微镜下的图像.另一方面还可以将教师显微镜看到的特殊、典型的图像通过计算机屏幕传播到学生机屏幕上去,也可以将任意一个学生显微镜下的经典图像传播给其他任意学生.教师可以将图像放大,利用电子教鞭迅速而有效地对全体或个别学生给予指导或帮助,而学生也能在较短的时间内看到自己未能看到的结构,能比较全面、多角度地掌握切片内容, 避免教师重复回答不同学生提出的相似问题,使学生有足够的时间进行实验,既节省了时间,也提高了实验效率.

    双向沟通高度互动传统植物学实验教学中,师生之间及学生之间的沟通和交流受到时间和空间的限制,实验过程沉闷、呆板.数字网络显微互动系统的实施,为师生及学生之间搭建了相互沟通的网络平台,方便了老师对学生施教和学生提问,这种实验室比普通实验室更具有主动性.因为师生间的交流更加快捷,有不懂的问题可以及时解决.在全通话模式下,老师可通过耳机话筒授课,全体学生用耳机收听;师生对讲模式时,老师可与学生一对一对话,但只有被选择的学生才可收听或发言;学生示范模式时,教师可选择一位同学对话,所有学生都可以听到谈话内容,但不可发言;最特别的是分组联系模式,将学生分为4人1组,组内学生可互相通话,老师也可随时加入[2].这种实验教学模式消除了以往师生之间在显微图像上的沟通障碍,增强学生与教师在亚显微结构水平上的广泛交流,加强显微镜视野下的师生对话.例如,植物的生殖器官是植物学的重点和难点,要通过观察大量的标本才能够理解和掌握,

    当观察到一个不确定的结构时,学生就可以将图像和语言结合到一起提问,以获取老师用图像和语言结合的解说,而且一个同学的疑问也可以让大家通过屏幕知道,也可通过图像、语言交流,排难解惑. 数字网络显微互动教学构建了师生互动型教学模式的几个转变,即:教学中教师角色的转变,变讲授者为指导者;学生地位的转变,变接受者为主体;媒体功能的转变,变演示工具为认识工具;教学过程的转变,由传统的逻辑分析讲授过程转为通过发现问题、探究问题,学生获得知识,培养能力.因而它的高度互动性,信息传输的多通道性是任何其他原有实验教学工具都无法相比的[3].数字网络显微互动系统,将数字显微镜与计算机系统和网络等相互结合,创造了师生相互之间类似语音教室的交流手段.此种教学模式将现代信息技术手段融进了传统的生命科学形态教学中,使植物学实验课教学的方式发生了历史性的改变,同时对提高植物学教学质量和教学效率起了很大的推动作用.