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摘要：本文阐述了沈阳农业大学植物保护学院实验课程开展现状，探讨了在实验课中传统显微实验教学的弊端以及数码显微互动系统的特点和优势，论证了数码显微互动系统应用在我院实验教学中的可行性、必然性及发展趋势，分析了引进数码显微互动系统可能面临的问题及应对措施，为今后数码显微互动实验室的建设和运行提供了依据。
关键词：数码显微互动；植物保护；实验教学；建设构想
本文引用格式：薛彩云，等.植物保护实验教学中心数码显微互动系统建设构想[J].教育现代化,2019,6(61):195-197.
本科实验教学能够有效地将理论与实践相结合，重在培养学生实际操作能力，观察能力，综合分析能力及创新能力。传统的光学显微实验教学设备在时间和空间上限制了学生上课资源共享，问题共享和交流互动，在一定程度上影响了学生实践能力的提高和专业知识的掌握。数码显微互动系统是近年发展起来的一种集合数码显微技术与网络信息技术的新型教学工具[1]，是一种全新的教学方式，具有声像并茂师生互动的教学特点，改变了以往传统教学方式，能够有效的利用现代化的信息技术弥补传统显微设备存在的不足，目前已广泛应用于多个生命科学领域的形态学分支科学的实验教学中，提高了实验课的效率和质量，增强了学生综合应用知识和解决问题的能力[2-7]。因此，我们构想将实验教学与数码显微互动结合起来，采用先进的数码显微互动技术，弥补传统光学显微设备的不足，切实提高本科实验教学质量，促进卓越农林人才培养，为培养创新型和实践型植保人才，服务当地农业经济发挥重要作用。
一我院实验课程开展现状
我校植物保护学院每年开设的本科教学实验课数量多达35门以上，约占课程总数1/3的比重，面向学校9个专业开设，年总学时数近600学时，每年实验人时数4万多，由植物病理、农药科学、农业昆虫与害虫防治和应用生物科学4个教研室的实验课教师承担。其中，约有一半以上的实验课会用到显微观察技术。目前，植物保护实验教学中心有2个体式解剖镜观察实验室，2个生物显微镜观察实验室，每个教室能容纳40名学生，设备均为普通光学显微镜。在实验课上，通常教师先讲解实验内容，然后学生人手一台显微镜，独立进行镜下操作与观察。学生在观察的过程中常常会遇到难题，需要教师示范指导。例如，病原菌侵染结构的观察中，学生初次显微镜检很难识别白粉病菌在植物病组织中产生的吸器结构。另外，病原菌类群的分类特征观察实验中，教师通常会向学生示范用新鲜标本制片，指导学生镜下检视白粉菌子囊数及附属丝形态。蝗虫消化道结构观察实验中，学生常常无法准确区分前肠的嗉囊和前胃。昆虫神经系统解剖的操作过程较为精细，通常需要教师演示操作后，学生才能自己动手解剖出咽下神经节等结构。因此，基于现有的传统光学显微镜实验室,显微形态观察实验课一般为“教师讲解内容—学生独立观察—教师巡回指导”的教学模式。
二 传统显微实验教学的弊端
（一）教学效率低
在传统光学显微镜实验室上课，学生通常在显微镜下自行观察标本，教师进行随堂指导。因此，一个教师在课堂上常常要巡回辅导几十个学生，无法监督到每位学生，部分自律性差的学生容易产生懈怠心理，出现上课聊天、看手机或闲待的现象。另外，课堂上教师重复讲解共性问题，造成教师劳动强度加大，却也无法保证每位学生都得到及时有效的指导。因此，传统的光学显微设备降低了教师教学和学生学习的效率[8]。
（二）示教效果差
传统显微形态观察实验的教学模式下，学生只能看到自己镜下的结构特征。教师或学生在显微镜下观察到的典型的形态特征不能作为示教展示给所有的学生，无法实现资源共享。特别是教师在显微镜下的示范性操作，无法保证每位学生完整清晰地看到，降低了教学示范性作用。
（三）教师与学生互动性差
依托于传统显微设备的实验教学课程中，实验课教师分身乏术，教学效率低，导致教师无法及时指导每位学生，教师与学生间不能及时交流互动。学习积极性较高的学生也经常会处在等待老师指导中，存在“课上的问题”没能全部在课上解决的现象，影响了学生学习的积极性和学习兴趣。
三 数码显微互动系统的特点和优势
（一）数码显微互动系统的基本特点
数码显微互动系统主要由数码显微镜、图象系统、计算机软件系统和语音系统四部分构成，还可以加设多媒体投影系统。数码显微系统可以连接几十台显微镜，包括教师端、学生端和多媒体端口[9,10]。图象系统提供清晰的画面，具有图象调整、拍照、录象等功能。教师端和学生端的图像可实现互传。教师端能实时监督和控制学生端显微镜图像。计算机软件系统有多媒体显微互动教学软件，图象分析软件，考试软件等软件。语音回答系统有全通话模式、师生对讲模式，同时配备耳机和话筒，可实现教师和学生的双向沟通[10]。
（二）实现图像资源共享
数码显微互动系统教师端可以进行教学图像讲解和操作演示，将显微镜下的图像传送给学生端，某个学生的镜下图像也可通过教师传送给所有学生。另外，可利用数码显微互动系统的图像采集功能对典型特征性结构进行拍照、标注，建立图像库。通过图片传输，促进大家互相学习，取长补短，既实现了图像资源的共享，丰富了学习内容，又使学生能够清晰、直观地理解掌握实验重点，显著提高学生的学习效率。
（三）实现师生实时互动
利用数码显微互动系统，能够实现教师和学生实时互动。教师可全程实时监控每位学生镜下画面，及时发现学生实验中存在的问题，快速、直观有效的解答和指导。学生观察中发现问题，也可及时向教师提问。对于一些共性的问题，可实现多人讨论，不会影响到其他的学生。师生实时互动的实现突破了传统光学显微镜的局限性，能避免教师做重复性的解答和巡回指导，减轻教师劳动强度，激发学生的学习热情，调动学生的积极性和参与性，整体提高实验教学的效率和质量[11]。
（四）实验课考试中的优势
数码显微互动系统应用于实验课的考核中也已成为必然趋势。通过发放考试内容到学生的电脑上供学生答题，达到快速、高效的完成考试的目的。在我院涉及显微形态观察实验课的考试中，一方面可利用数码互动系统将昆虫虫体、病原物形态结构或植物病虫为害典型症状等图像拍摄存储，另一方面可以通过互联网搜集相关图片作为考试内容。基于数码显微互动系统的考题具有内容丰富多彩、生动形象，考试题目灵活多变、便于更换，节约标本、节省人力物力等优势，弥补了传统考核方法考题内容单一、费时费力的不足[12]。
四数码显微互动系统使用中可能面临的问题
（一）对实验管理人员和教师提出新的要求
数码显微互动系统不同于传统光学显微镜，需要依靠软件系统和网络信息设备实现上课功能。设备和软件的熟练操作程度、网络的稳定性、仪器设备的维护情况等都可能影响到课程的顺利进行。首先要建立一套数码显微互动实验室规范使用管理规章制度，提高仪器设备使用的规范化和科学化，避免出现管理漏洞，保证实验室的安全运行[13]。第二，要求数码显微互动实验室的管理人员和实验课教师熟悉设备的操作使用方法和管理维护规程，需要管理人员和教师从现有的工作中合理安排出时间熟悉仪器设备的性能和使用，认真参加设备培训，保证规范操作。特别是管理人员要对仪器设备定期进行检查和维护，全面提高综合素质和现代化服务意识，掌握常见故障检测排除技能[13,14]。第三，数码显微系统的使用必然催生以此为基础的全新教学模式，在课程容量和授课方式上会产生新的变化。因此，需要实验课教师重新规划课程设计，进一步优化实验教学内容，取“数码显微之长”补“传统显微之短”，充分发挥数码显微互动系统在实验教学中的优势，提高数码显微互动实验课的效果和质量[15]。
（二）学生对电脑和教师产生过度依赖
数码显微互动系统可以实现学生与教师实时沟通，方便快捷的获得图像并实现图像共享。学生可通过教师端获取典型结构图像，还可以从计算机已有的图像库中调取目的结构图像供观察学习，可能会在一定程度上造成学生对电脑和教师产生过度的依赖心理，忽视显微镜的正常使用和观察技巧，导致学生使用显微镜观察组织结构形态的能力下降[15,16]。这就要求教师需根据观察对象的特点和难易程度，合理把握课程节奏，做到不对学生“有求必应”，努力引导学生自行观察操作，将学生容易产生的过度依赖心理消除在萌芽中，提高学生显微观察和实践操作的技能。
五 结语
数码显微互动系统运用于植物保护实验教学是数码显微技术和信息技术发展的必然趋势。数码显微互动实验室的建立将打破传统显微设备对实验课的局限性、弥补传统光学显微镜的不足，推动植物保护传统实验教学模式的改革与创新，拓展实验教学的内容和方法。积极探索实验教学的新途径、新方法，助力培养拔尖创新型人才和复合应用型人才，是我们植物保护教学工作者的责任和义务。
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