張建國，張俊榮，何金蕾，李益明，陳建平

（四川大學(xué) a.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗中心形態(tài)學(xué)實驗室；b.華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院人體寄生蟲學(xué)教研室，四川 成都 610065）

數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)實驗的應(yīng)用

張建國a，張俊榮b，何金蕾b，李益明b，陳建平b

（四川大學(xué) a.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗中心形態(tài)學(xué)實驗室；b.華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院人體寄生蟲學(xué)教研室，四川 成都 610065）

為研究數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)實驗的應(yīng)用效果，在醫(yī)學(xué)實驗的顯微鏡實驗教學(xué)中，引入數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)，采用計算機(jī)和顯微鏡相結(jié)合的教學(xué)方式，促進(jìn)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)代化。12年的數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)果證實該系統(tǒng)有助于開展創(chuàng)新性、互動式和個性化醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)。該文還提出應(yīng)加強(qiáng)實驗室管理，建立開放共享平臺，培養(yǎng)出優(yōu)秀的卓越醫(yī)學(xué)人才。數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)實驗的應(yīng)用可以提高醫(yī)學(xué)實驗的教學(xué)效果。

數(shù)碼顯微鏡；互動教學(xué)系統(tǒng)；醫(yī)學(xué)實驗；管理

在信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)廣泛普及的今天，數(shù)字多媒體教學(xué)作為一種生動高效的現(xiàn)代化教學(xué)手段已被廣泛用于醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)之中。在使用顯微鏡的醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中，我們引入數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用計算機(jī)和數(shù)碼顯微鏡相結(jié)合的教學(xué)方式，促進(jìn)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)代化，滿足提高實驗醫(yī)學(xué)教學(xué)效率和交互式教學(xué)的需要［1］。2003年四川大學(xué)在四川大學(xué)江安校區(qū)形態(tài)學(xué)實驗室建立了4套，每套有40人座位的數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)。目前該系統(tǒng)已運(yùn)行了12年，深受實驗課教師及學(xué)生的好評。實驗教學(xué)效果表明該系統(tǒng)可引發(fā)實驗醫(yī)學(xué)教學(xué)模式的一場革命，真正做到師生互動、教學(xué)相長，開展以學(xué)生為主的討論式、雙向互動式實驗教學(xué)，從而為國家培養(yǎng)具有基礎(chǔ)扎實、知識面廣、能力強(qiáng)、素質(zhì)高的醫(yī)藥衛(wèi)生人才。

1 數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置

數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)是由學(xué)生用內(nèi)置數(shù)碼顯微鏡和電腦、教師用多功能數(shù)碼顯微鏡、軟件教學(xué)平臺、雙向語音交流系統(tǒng)、圖像處理與分析系統(tǒng)以及多媒體教學(xué)設(shè)備等組成。進(jìn)入安裝數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)的教室進(jìn)行醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)，教師可以實時觀察到課堂上每個學(xué)生的顯微鏡畫面，及時發(fā)現(xiàn)實驗中存在的問題，并通過語音處理系統(tǒng)指導(dǎo)學(xué)生改正；學(xué)生也可通過提問系統(tǒng)主動請求教師幫助。通過高清晰的CCD攝像頭，把微觀圖像視頻信號輸出到計算機(jī)、電視、投影儀等輸出裝置，方便進(jìn)行直觀的圖像顯示和現(xiàn)場討論，同時該系統(tǒng)具備圖像處理、分析、長時間數(shù)碼錄像等功能，實現(xiàn)對圖像的定量分析與資料的長期保存和隨時再現(xiàn)［2］。數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)通過添加軟件，可以直接進(jìn)行課堂測驗及考試，有助于進(jìn)行考試改革。

2 改變教學(xué)模式，實行互動教學(xué)

傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)實驗教育是以教師為中心，以書本為中心，教師按實驗指導(dǎo)開展實驗教學(xué)，學(xué)生被動接受知識，開展驗證性實驗。這種教學(xué)模式在很大程度上忽視了學(xué)生對日新月異、突飛猛進(jìn)的科學(xué)技術(shù)知識和技能的掌握能力，忽視了他們有一定獨(dú)立自學(xué)能力和獨(dú)立開展實驗工作的能力，從而導(dǎo)致學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力、發(fā)現(xiàn)問題能力、應(yīng)變能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不夠。而在知識爆炸的今天，學(xué)生僅靠學(xué)校所學(xué)的知識去應(yīng)對是完全不夠的。因此，學(xué)生學(xué)什么不是最主要的，最重要的是提高他們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們終身學(xué)習(xí)能力，以及自學(xué)能力、動手能力和獨(dú)立開展科學(xué)研究的能力。本文將數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)引入實驗教學(xué)，使學(xué)生可通過語音系統(tǒng)和教師進(jìn)行單獨(dú)交流，與多個學(xué)生進(jìn)行小組討論，從而克服了多年來由于課時短、內(nèi)容多，特別是師資短缺、學(xué)生規(guī)模較大等原因在實驗教學(xué)中難以大面積進(jìn)行討論式、雙向互動性教學(xué)的難題，有利于從根本上改變灌輸式或填鴨式傳統(tǒng)教學(xué)模式［3］。國內(nèi)馬斌芳等［4］分析多媒體互動教學(xué)系統(tǒng)在組織胚胎學(xué)實驗課應(yīng)用中的優(yōu)勢和問題，指出該系統(tǒng)有助于優(yōu)化教學(xué)環(huán)境，提高教學(xué)效率，促進(jìn)師生之間的交流互動，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。張景芳等［5］采用多媒體互動教學(xué)系統(tǒng)開展小班化病理學(xué)教學(xué)，證實該系統(tǒng)有助于提高教學(xué)效率、優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)高層次醫(yī)學(xué)人才。

3 提高教學(xué)質(zhì)量，開展個性化教學(xué)

醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)以顯微鏡為主要的實驗工具，學(xué)生操作顯微鏡觀察實驗標(biāo)本，老師在一旁指導(dǎo)和觀察學(xué)生的操作。雖然老師可以通過集體講授和單獨(dú)指導(dǎo)，解決學(xué)生觀察和操作中所遇到的一些問題，但由于目前大多數(shù)實驗室裝備的顯微鏡幾乎都是只供單人觀察的，指導(dǎo)老師沒有相應(yīng)的設(shè)備能在學(xué)生操作的同時觀察到顯微鏡內(nèi)的具體情況，輪流操作的觀察過程緩慢，一堂課下來老師費(fèi)神費(fèi)力，最多能有10多位學(xué)生得到單獨(dú)指導(dǎo)。為此，本文引入了數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)，通過數(shù)碼顯微鏡連接計算機(jī)和投影儀，可以將顯微鏡下原本只能一個人觀察的景象投射后供全班同時觀看。這樣，當(dāng)教師發(fā)現(xiàn)一個具有典型性形態(tài)特征的病原生物或人體細(xì)微的組織結(jié)構(gòu)，通過相應(yīng)的硬件和軟件的組合，投射到電腦屏幕上，所有學(xué)生均可看到，并且教師可以同時看到40位學(xué)生在數(shù)碼顯微鏡下觀察的結(jié)果。假如學(xué)生沒找到正確的標(biāo)本，教師可通過語音系統(tǒng)告訴學(xué)生改進(jìn)操作方法，直到學(xué)生找到正確的標(biāo)本，在此基礎(chǔ)上還可進(jìn)行分組討論。該系統(tǒng)所具有的人性化操作環(huán)境，強(qiáng)大的信息交流軟件平臺處理圖形和圖表，有利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、討論和提交實驗報告，如圖1和圖2所示。文獻(xiàn)［6］證實數(shù)碼互動網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)在人體寄生蟲學(xué)實驗考試中體現(xiàn)出操作方便、效率高的特點。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)教學(xué)能顯著調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性，極大地提高了教學(xué)效果［7］。

圖1 數(shù)碼互動顯微教學(xué)系統(tǒng)基本配套功能示意圖

圖2 數(shù)碼互動顯微教學(xué)實驗室實景照片

四川大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗中心形態(tài)學(xué)實驗室承擔(dān)華西醫(yī)學(xué)中心每年1 200名醫(yī)科學(xué)生的病原生物學(xué)實驗和組織學(xué)與胚胎學(xué)實驗課程教學(xué)，如表1所示。該系統(tǒng)的建立和應(yīng)用有助于提高我校教學(xué)質(zhì)量，降低教師的工作負(fù)擔(dān)，使其有余力開展個性教學(xué)。

表1 數(shù)碼互動顯微教學(xué)實驗室承擔(dān)的醫(yī)學(xué)實驗課程

4 數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)設(shè)備安全管理與維護(hù)

數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)設(shè)備是醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中師生直接接觸，醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)正常運(yùn)行的載體。實驗室設(shè)備的更新、管理和維修等需要專業(yè)的技術(shù)人員維護(hù)，更需要實驗教學(xué)師生的愛護(hù)。數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)擁有大量的計算機(jī)、數(shù)碼顯微鏡、語言實驗訓(xùn)練系統(tǒng)等設(shè)備，設(shè)備涉及資產(chǎn)巨大，保障好實驗室設(shè)備的使用安全、保管和運(yùn)行安全，以及設(shè)備運(yùn)行過程中軟件更新、硬件升級維護(hù)，適應(yīng)新時代的實驗教學(xué)要求都是實驗教學(xué)安全運(yùn)行、科研創(chuàng)新的基礎(chǔ)［8－9］。數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)的維護(hù)及管理是實驗教學(xué)安全進(jìn)行的保障。實驗室維護(hù)及管理主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

4.1 實驗室衛(wèi)生環(huán)境的維護(hù)及管理

數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)實驗任務(wù)量大，人員流動較大，維護(hù)和保持好實驗室的整潔衛(wèi)生是實驗室安全的基礎(chǔ)。數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)禁攜帶飲食等物品進(jìn)入，裝有數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)的實驗室的不潔行為可能造成招來鼠蟲毀壞線路，造成線路短路進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)等一系列事故的隱患。維護(hù)好實驗室清潔衛(wèi)生，定期做好清潔工作是實驗室安全使用的保障。

4.2 實驗室用電安全及管理

數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)絕大多數(shù)實驗設(shè)備都是電子類用電設(shè)備，若疏于管理，有電路老化、短路、網(wǎng)絡(luò)故障等隱患。所以每天做好用電檢查，上下班開關(guān)電源，定期做好線路養(yǎng)護(hù)是非常重要的［10］。實驗室設(shè)備龐雜，線路復(fù)雜，做好實驗設(shè)備的管理、標(biāo)識和定期記錄，有助于實驗室數(shù)碼顯微互動教學(xué)設(shè)備的管理和維護(hù)。

4.3 實驗室溫度、濕度、光線等自然條件要求及管理數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)設(shè)備長期運(yùn)行后，機(jī)器的溫度升高，設(shè)備的散熱性能是影響設(shè)備使用壽命重要的一個因素。數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)在實驗教學(xué)中大量使用音、視頻資源，音、視頻常用的載體磁帶、光盤等的保存對于溫度、濕度和實驗室光線都有一定的要求。因此，保障和控制實驗室的溫度、濕度、光線等自然條件也是實驗室安全運(yùn)行的必要條件。

4.4 完善實驗室生物安全制度，實施安全準(zhǔn)入制度實驗室生物安全管理制度是促進(jìn)安全管理工作標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和科學(xué)化的重要內(nèi)容［11］。針對醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)實驗室開放程度高，學(xué)生年齡小、人數(shù)多和安全意識薄弱的現(xiàn)狀，我們建立了嚴(yán)格的實驗室安全準(zhǔn)入制度。一方面，根據(jù)教學(xué)需要、儀器設(shè)備情況及可能出現(xiàn)的安全隱患，對新生進(jìn)行儀器設(shè)備操作培訓(xùn)、開設(shè)安全培訓(xùn)講座、進(jìn)行消防及避險逃生等方面的技能培訓(xùn)；另一方面，借助基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗中心網(wǎng)站的實驗室安全教育考試系統(tǒng)，將儀器設(shè)備操作規(guī)程及注意事項、實驗室安全教育宣傳片、安全教育課程等上傳，校內(nèi)外學(xué)生可以在網(wǎng)上進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，并組織學(xué)生進(jìn)行實驗室安全考核，

只有考核合格并簽訂安全責(zé)任書后，方可獲得實驗室準(zhǔn)入資格。

5 結(jié)束語

數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)在實驗醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用及推廣已顯示出強(qiáng)大的生命力，不僅引起國內(nèi)高校的廣泛注意，而且在國外高校中也產(chǎn)生了反響。保證數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)的順利開展，要加強(qiáng)數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)實驗室安全的管理和教育，實驗技術(shù)人員需時刻做好迎戰(zhàn)新技術(shù)的準(zhǔn)備，同時對實驗室安全使用、維護(hù)和管理帶來了更大挑戰(zhàn)。實驗室安全問題不可掉以輕心，還需加強(qiáng)防范意識，防患于未然；安全出口、安全疏散標(biāo)志應(yīng)醒目，環(huán)境及通道暢通，應(yīng)急照明設(shè)備和報警裝置的性能保障完好；實驗室建設(shè)、裝修和改造等，應(yīng)嚴(yán)格按實驗室安全和環(huán)保要求進(jìn)行［12］。實驗室應(yīng)配合學(xué)校及相關(guān)部處，落實好相應(yīng)管理措施，加強(qiáng)人員培訓(xùn)，做好配置數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)的實驗室安全與環(huán)保工作，為建設(shè)“國內(nèi)一流、國際知名”的研究型綜合大學(xué)奠定基礎(chǔ)。

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Application of Digital M icroscope M utual Tutoring System in M edical Experiment

ZHANG Jianguoa，ZHANG Junrongb，HE Jinleib，Li Yimingb，CHEN Jianpingb
（a.Laboratory of Morphology，Experiment Center of Preclinical Medicine；b.Department of Parasitology，West China School of Preclinical and Forensic Medicine，Sichuan University，Chengdu 610065，China）

In order to study the application effect of digitalmicro interactive teaching system in medical experiment，the digital micro－interactive teaching system is introduced into the experimental teaching of medical experiment，and the teaching method of computer experiment is used to promote themodernization ofmedical experiment teaching.The application of the digitalmicro－interac tive teaching system for 12 years confirms that the system contributes to innovative，interactive and personalized medical experiment teaching.Themanagement of digitalmultimedia microscope laboratory should be strengthened to build an open experimental sharing platform to cultivate innovative talents of outstanding excellence inmedical science.the application of digitalmicroscopemutual tutoring system inmedical experiment can improve the teaching quality ofmedical experiment teaching.

digitalmicroscope；mutual tutoring system；medical experiment；management

G642；G482

A

10.3969／j．issn．1672－4550.2017.03.031

2016－05－13；修改日期：2016－12－23

國家理科人才培養(yǎng)基金能力提高項目（J1103604）。

張建國（1960－），男，本科，實驗師，主要從事醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實驗技術(shù)工作。

陳建平，教授，jpchen007＠163．com