劉翠霞 陳俊華 黃春曉

[摘? ? ? ? ? ?要]? 基于微生物實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，利用教學(xué)資源整合這一契機構(gòu)建多媒體-Motic數(shù)碼顯微在線互動教學(xué)平臺。依托于該教學(xué)平臺，對傳統(tǒng)的教學(xué)模式進行改革和探索。結(jié)果表明，新型教學(xué)模式加強了師生交流，調(diào)動了學(xué)生的積極性，完善了考評制度，提高了教學(xué)效率。同時由于多媒體-Motic數(shù)碼顯微在線互動教學(xué)平臺復(fù)雜的構(gòu)成使整個系統(tǒng)的運行與維護存在一定的困難，因此該系統(tǒng)的應(yīng)用對教師的教學(xué)方法和實驗室的管理水平提出了更高的要求。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 微生物學(xué)實驗;數(shù)碼在線互動系統(tǒng);教學(xué)模式改革

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）31-0148-02

由于對給水排水專業(yè)微生物實驗教學(xué)不夠重視、實驗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)實驗教學(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，無法調(diào)動學(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)碼顯微互動系統(tǒng)，拓展了教學(xué)思路，豐富了教學(xué)手段，加強了師生之間的互動交流，提高了學(xué)生的趣味性和積極性，完善了課程考核考評制度，極大地提高了微生物實驗教學(xué)的教學(xué)效率與質(zhì)量[2-6]。中原工學(xué)院能源環(huán)境實驗中心利用環(huán)境工程專業(yè)微生物學(xué)實驗教學(xué)與給水排水專業(yè)微生物學(xué)實驗教學(xué)資源整合以及實驗用房重新分配這一契機，構(gòu)建了多媒體-Motic數(shù)碼顯微在線互動教學(xué)實驗室。

一、多媒體-Motic數(shù)碼顯微在線互動教學(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)（顯微鏡連接的計算機）、多媒體投影系統(tǒng)（投影儀）、語音問答系統(tǒng)以及計算機軟硬件系統(tǒng)構(gòu)成[7-10]。

多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動教學(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物圖像通過數(shù)模轉(zhuǎn)換，使其呈現(xiàn)在計算機顯示屏上或自帶的屏幕上。

多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動教學(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像實時輸出至多媒體，直觀地顯示各端口顯微鏡下的圖像，便于教師實時掌握學(xué)生的實驗情況，及時給予指導(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、對比顯示、實時顯示等多種模式，通過局域網(wǎng)，教師也對顯示屏上的圖像進行觀察、處理，比如：可進行圖像捕捉、以高分辨率和高清晰度預(yù)覽實時圖像、通過濾鏡實時處理整體或局部圖像、以AVI格式存儲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)可實現(xiàn)一對多（講解模式）、一對一（指導(dǎo)模式）、多對多（討論交流模式）等模式。在一對多模式下，教師可以對整個實驗進行簡單講解和演示，這種模式下類似常規(guī)的授課模式，同時結(jié)合多媒體的功能使演示教學(xué)更加直觀;一對一模式下，教師可以選擇一個學(xué)生端口進行通話，給予指導(dǎo);多對多模式則側(cè)重于分組討論，在教師的指令下，將學(xué)生端分組，每組成員之間針對實驗結(jié)果進行操作技能要點、失敗原因等進行討論探討。計算機及相關(guān)軟件平臺可以輔助以上各項功能的實現(xiàn)。另外，每臺計算機配置實時監(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，同步至教師端的計算機上，便于教師的實時糾錯及指導(dǎo)以及實驗操作技能考核的公正性[13]。

多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動教學(xué)實驗室采取6個六邊形試驗臺，共配置36套學(xué)生端數(shù)碼顯微鏡，與各自連接的計算機、語音系統(tǒng);配置一套教師端數(shù)碼顯微鏡，與其連接的計算機以及語音系統(tǒng)。另外，教師端設(shè)置多媒體操控系統(tǒng)，用來實現(xiàn)圖像的實時輸出、對比、針對性的糾正等。

二、多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動教學(xué)模式

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

在微生物實驗教學(xué)中，凡涉及顯微鏡使用的實驗（顯微鏡的使用，簡單染色、革蘭氏染色，細菌（酵母菌）大小測量以及計數(shù)等），一律走進多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動教學(xué)實驗室進行教學(xué)，以革蘭氏染色為例對新型的教學(xué)模式進行講解。首先，教師利用語音問答模式的一對多模式，對革蘭氏染色實驗內(nèi)容及操作步驟以及注意事項進行簡單的講解，在講解過程中結(jié)合已共享至學(xué)生端計算機的操作視頻，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)生可依此針對性地強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)下進行革蘭氏染色（轉(zhuǎn)移至生物實驗室），染色結(jié)束返回多媒體-Motic數(shù)碼顯微鏡互動教學(xué)實驗室進行鏡檢。鏡檢過程中，教師端的計算機通過局域網(wǎng)能夠?qū)崟r監(jiān)控每一個學(xué)生端的具體操作過程，便于及時進行原因分析并給予針對性的指導(dǎo)。同時，學(xué)生端計算機開啟錄像功能，便于教師反復(fù)查看。學(xué)生可利用圖像處理系統(tǒng)對鏡檢結(jié)果進行拍照、存儲、分析對比，將鏡檢最終圖片導(dǎo)至待提交的電子實驗報告，電子實驗報告的引入讓微生物實驗教學(xué)更加便捷、高效、環(huán)保。

（二）新型教學(xué)模式下的考評模式

傳統(tǒng)的微生物實驗教學(xué)依附于微生物學(xué)這門課程，微生物學(xué)的考核分為平時成績、實驗成績、期末考試成績。實驗成績的考核則過多地依賴于實驗報告好壞，分組教學(xué)導(dǎo)致教師無法對學(xué)生操作技能的掌握情況給予客觀、公正的評判。

依托于多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)，對傳統(tǒng)的考評模式進行調(diào)整和改革。將微生物實驗教學(xué)的考評分為三部分：實驗報告成績、平時實驗成績、基本操作技能考核成績。

1.實驗報告成績（20%）

近年來學(xué)生提交的紙質(zhì)實驗報告存在大量實驗報告抄襲、找人代寫的現(xiàn)象，導(dǎo)致實驗報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)碼顯微互動系統(tǒng)中的計算機功能可以實現(xiàn)紙質(zhì)實驗報告向電子實驗報告的轉(zhuǎn)變。電子實驗報告的實驗結(jié)果在實驗結(jié)束時由學(xué)生即時給出，在一定程度上杜絕了學(xué)生抄襲的現(xiàn)象。

2.平時實驗成績（40%）

平時實驗情況則包括實驗課堂考勤（10%）、實驗課堂紀律（10%）、實驗操作過程的認真與否（10%）、實驗結(jié)束后對實驗臺的整理情況（10%）等。

3.基本操作技能考核成績（40%）

在實驗課程結(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、酵母菌大小測定、酵母菌的計數(shù)等。

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

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

問題

（一）優(yōu)勢

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)，在每臺計算機設(shè)置語音按鈕可以實現(xiàn)“一對一”“一對多”“多對多”等多種模式，教師可依次進行課堂提問環(huán)節(jié)、知識講解環(huán)節(jié)、小組討論環(huán)節(jié)。在具體實驗操作過程中，有疑問時學(xué)生可通過語音按鈕向教師或者同學(xué)請教。師生間的溝通及時有效，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

借助計算機、錄像系統(tǒng)，建立標準圖片庫、標準操作技能視頻庫，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.完善考評方式，調(diào)動學(xué)生的積極性

借助多媒體-Motic數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)，對傳統(tǒng)的考評模式進行了改革和完善，新的考評模式更加公正、客觀，在某種程度上調(diào)動了學(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)由計算機、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)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)的使用對實驗教學(xué)人員提出了極大的考驗，實驗教學(xué)人員上崗前必須進行相關(guān)專業(yè)知識培訓(xùn)和具體操作學(xué)習(xí)。在常規(guī)教學(xué)過程中，實驗人員遇到難以解決的問題及時與廠家溝通，并要求廠家定期組織相應(yīng)培訓(xùn)，及時更新知識庫。

2.過分依賴硬件、相關(guān)軟件，維護管理復(fù)雜

實驗課堂教學(xué)的正常運行對計算機、多媒體、語音問答系統(tǒng)、圖片處理軟件等的依賴性較強。另外，繁雜的構(gòu)造及運行導(dǎo)致此系統(tǒng)在維護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)碼顯微在線互動教學(xué)平臺的建立推廣，完善維護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、有序”的現(xiàn)代化教學(xué)模式進行轉(zhuǎn)變。

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

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編輯 馬燕萍