显微互动教学系统

显微互动教室

    显微镜下的微观形态学教学是生物医学专业学生必修的课程,特别是组织学、病理解剖学、胚胎学、细胞学、寄生虫学和微生物学的实验课程在教学计划中占有很大的比例。而显微镜下的观察是实验课教学的重要手段,学生只有通过自己观察镜下的显微结构,才能真正的理解和掌握理论知识,从而达到提高学生认识、分析和综合能力的目的。

    显微图像互动教学系统---由显微图像分析仪组成的网络教学系统,用于显微形态学的教学实践,能将学生显微镜下图像发送到教师的计算机屏幕上,能有效地进行互动教学、方便各种多媒体课件的使用、具有开放性和可扩展性,使学校的显微形态学科的教学实验手段提高了档次,是医学形态学教学系统的发展方向。

    数码显微互动实验室用于形态学科的教学实验,主要特点是全部采用高品质专用数字显微镜,使图像 语音 文件全向互动交流。100兆网络操作平台,功能强大的图像分析处理软件,多通道画面显示与监控。通过灵活的声像教学模式和显微图像数据共享,实现了在同一时间,同一界面,师生的高效沟通。

1.

 

显微图像互动教学系统

        是在显微图像分析仪的基础上发展起来的,是将学生使用的显微镜上安装摄像机或者数码相机,使学生显微镜下的图像能够传送到教师的计算机屏幕上。学生显微镜下图像的浏览是通过计算机的串口进行选择,教师可选择某一个学生显微镜的图像,也可以一次查看16个学生的图像。由于所有的图像信号先以视频信号的方式传送到教师的图像分析仪上,所以在计算机屏幕上看到的图像基本是实时动态的。 学生通过显微镜下的光标指针对图像中某一具体的细胞或组织进行标记供教师进行识别,通过语音系统对教师进行提问。教师通过语音系统对单个学生和部分学生进行指导和讲解,这样教师不用走动就能指导学生,十分方便地进行相互交流。

2.

 

显微图像网络互动教学系统

    (计算机网络显微互动教学系统)

 

    把现代计算机网络技术和先进的视频流技术应用于形态学教学,组建全数字化的多媒体网络教室,是计算机辅助教学(CAI,Computer Assisted Instruction)发展的必然趋势和方向。如图所示,将学生端也用上显微图像分析仪,组成图像分析仪的网络教学系统。这样学生操作的显微图像能实时地传到教师的屏幕上,教师还可以直接控制学生的图像分析仪,移动光标到指定的细胞和组织上,对学生进行辅导。

    在实际应用中由于图像的传输的信息量特别大,特别是在教师的计算机上播放DVD图像课件时,百兆的局域网一般不能满足在几十台学生计算机上实时显示的要求。通常需要采用特殊技术来提高图像的传输速度,使教师机上的DVD图像能实时传送到几十台学生机上,也能使学生机上采集的动态显微图像,实时地传送到教师计算机的屏幕上。在此基础上还有教师和学生之间的语音交流也不会受到影响。这些通过单纯地计算机局域网是很难实现的。

    教师通过显微多媒体网络教学系统能直接控制每个学生的图像分析仪,对学生的图像分析仪进行操作,通过语音和移动鼠标器的光标进行教学辅导。它除了具有以上教学系统的功能以外,还可以通过网络直接访问校园网和互联网WEB网站,享受WEB网站提供的网上教学、网上查询等多种网络服务,是远程教育的理想终端。

    教师计算机如果配备数字讲台或者汉字输入的写字板,就能及时将需要即兴板书(讲解)一些教案之外的内容在屏幕上或写字板上书写。从而摈弃站起来走到黑板边去的传统粉笔黑板的书写方式。

 

显微图像分析仪组成的网络教学系统具有以下优点:

(1)、 提升了教室功能实现了互动教学 互动式教学法是指在课堂教学过程中,根据教学大纲和教学计划的要求,采用多种课堂教学形式,使教师与学生、学生与学生之间展开心理上、行为上的相互作用、相互影响,以完成教学内容达到教学目标的双向式教学活动[9]。在显微图像分析仪组成的互动教室里教师操作电脑进行讲课时,学生相当于坐在教师的旁边看着教师的计算机屏幕听,通过“电子举手”学生可向老师提问题,教师可通过“遥控”功能,直接操作学生的屏幕,对学生不清楚的部分或图像进行讲解。使原来的被动式教学变为主动式教学方式,真正实现了数字双向交互。 利用网络系统教师能够将各种课件直接从自己的计算机传送到多媒体网络教室的计算机中,学生也可以在课后根据自己的兴趣查阅上课的内容,复习所学的知识,大大提高教学的效果。

(2)、大大提高了多媒体课件显示质量 在医学形态学教学中要用到大量的正常组织、细胞以及各种肿瘤的图像。目前课件的图像大多数是应用数码相机获得的,其图像非常清晰。在普通多媒体教室中一般都是用投影机播放这些图像,有些投影机由于使用年限的太久,颜色还原特别差,色彩失真的非常厉害。有些离中控室较远教室的投影机高频信号衰减的特别严重,使图像的细节丢失殆尽,这些都影响了教学效果。由显微图像分析仪组成的网络教室,学生端显示的图像和教师端显示的图像是一致的,没有模拟信号的丢失。教师播放PowerPoint、3D动画、DVD等课件和实时采集的显微镜下的图像等都可以实时、高保真地显示在学生的屏幕上。

(3)、优化了教学资源 图像分析仪组成的互动教学系统能适应多个形态学专业的学生共用一个教室。病理、组胚、微生物和寄生虫的课件可存放在不同硬盘和目录中,各个专业上课时,不会相互干扰。另外,原来模拟信号的中控多媒体教室,只能播放相同的课件,有时候几个多媒体教室需要播放不同的课件时,就无能为力了。多媒体网络教室可单独点播服务器上的课件,每个教室可以上不同的课程,使教学资源得到最大利用。 互动教学系统还可节省采购课件的费用,即一套光盘课件装入服务器中可供所有的教室共享使用。所有课件的全数字化存储为教学提供了极大方便,即容易分类、易管理、易查询、易保存、信号指标高、无衰减、无磁带磨损和模拟播放设备的机械故障、一次录入长期共享使用等。

(4)、具有开放性和可扩展性 系统能非常方便地与校园网和国际互连网以及其他设备进行连接。可以引入全数字化的教学功能,例如联机考试、文件及图像的传送、教师课件的发送,电子白板、电子笔记等。 在实际使用中每个学校的条件不同,可以灵活搭配。我们形态学中心实验室目前是采用局域网连接多个教室,通过软件播放的形式可对这些教室进行课件的同时播放,各个教室可以通过点播服务器或本机上的课件,单独播放不同的课件。也可以安装50~100台学生端的显微图像仪,组建多媒体网络教室。

(5)、方便了各种计算机应用软件的教学 在对学生开设计算机应用软件课程时,例如SAS统计软件、图像分析软件等,教师可以边操作边讲解,学生也可以同步地使用这些软件,边学边用。对不懂的地方,教师可以“遥控”学生的计算机进行演示,从而能大大提高教学效果,培养学生的实际动手能力。