显微数码互动系统在医学细胞生物学实验教学中

医学细胞生物学主要是研究细胞结构、功能和生命活动的一门学科，侧重于细胞方面知识的医学生物学课程，是医学、生物学课程中重要的基础课程[1]。其实验课程与理论课程相辅相成，实验课在教学过程中占有相当大的比例，实验教学又主要用显微镜观察细胞的结构，通过显微镜的使用引导学生走向微观世界，帮助学生对理论知识的正确理解，让学生对细胞结构的空间和平面又一定的立体概念[2]。因此，实验教学辅助设备的优良与否与其教学效果的好坏紧密相关。显微数码互动系统联合显微镜和图像处理技术以及数码摄像，其在细胞生物学实验课中的应用[3-4]，明显改变了以往抽象、单一的教学方法，增加教员与学员之间的互动，使得实验教学过程更加生动直观，从而激发学生对科学研究的兴趣和热情，进而提升了实验教学的质量。

1 基于显微数码互动系统进行实验课程设计的改革

以前本科实验课程主要是基于普通光学显微镜为辅助教学手段而展开的，内容上相对陈旧，并且随着一些突破性研究成果的发现，现有实验教学内容改革迫在眉睫[5]。我们在经典实验的基础上，删除相对陈旧不适用的实验，对实验教学内容进行了重新编写和完善优化。首先，因现在高中课程已涉及普通光学显微镜的使用以及现有显微数码互动系统携带图片标尺功能，合并实验一和二内容，删除显微镜结构及使用和简化显微测微尺内容，修改为细胞基本形态结构观察和测量[6]。并且基于数码互动系统中的图像处理软件，结合系统中的标尺工具帮助学员对显微测微尺的应用有更好的理解。其次，为更形象地理解理论课程中细胞骨架内容，增加细胞内微丝束的显示与观察的实验内容。传统细胞分裂实验包括了植物细胞的有丝分裂观察，虽然取材容易，制作方便，但这对医学生的培养来说并不切合实际[7]。而随着显微数码互动系统的应用，该课程的课时足够充裕，可以通过引入网络平台科研新进展中的各个细胞分裂的图片数据，帮助学生紧跟科研前沿，激发学生学习兴趣[8]。最后，在实验课程开始前的实验原理和操作示范授课内容中，在原有板书式授课的基础上，借用显微数码互动系统，引入图文并茂的、生动形象的多媒体以及Flash 动画，帮助学生更好的理解和掌握所讲授的实验原理和步骤，如细胞原代和传代培养的操作过程。

2 显微数码互动系统在新教学中的应用

2.1 增加课堂实验教学互动

传统的实验教学中一个教员带近30 名学生，针对每个学员显微镜下的图像教员只能逐一指导。这种课堂教学模式不仅浪费课堂时间，还使教员不能完全观察到每位学员的结果，而且对于学员结果中碰到的相同问题教员只能进行重复讲解而不能作为典型例子一起分析答疑。而在显微数码互动实验室，教员可以通过教师端显微镜实时观察每一台学员端显微镜观察实验图像的情况，并能够及时帮助和指导学员；对于学员难理解、难掌握的图像及时进行解说。此外，学员在观察过程中对有疑问的实验结果则可以通过电子举手随时提出问题，教员无需走下讲台就可通过教师端显微镜观察该学员的观察结果，并进行一对一的辅导或者也可以通过传出系统投影在大屏幕上向全体学员演示、讲解，真正实现了无障碍沟通。因此，显微数码互动系统的使用不仅减轻教员的工作量，更重要的是建立了教员与学员以及学员间互动的良好氛围，活跃了课堂气氛，激发了学员的学习兴趣。

2.2 实现实验结果图像资源共享

传统实验课程中，对于学员实验结果视野中典型的图像不能进行拍照和保存，图片不能分享。其他同学想观察就只能走到显微镜前依次轮流观看，课堂秩序混乱，且浪费课堂授课时间。若在观看过程中某个学员不小心移动了载玻片反而会对其他同学造成对结果的错误认识。而在显微数码互动系统下，教员在浏览每个学员观察结果的过程中对于典型的图像可以直接切换到大屏幕，对所有学员进行讲解分析，帮助一些对观察图像有困难的学员提供线索和案例。此外，如在观察小鼠腹腔巨噬细胞吞噬鸡血细胞的实验中，可以通过摄像系统记录巨噬细胞从识别鸡血细胞到完整吞噬鸡血细胞的所有过程，让静态的图片变成动态的视频。同时，此视频还可以作为示教，方便在今后教学中给学员进行示范和讲解，帮助学员更好的完成实验操作以及结果图像的观察。传统课程中许多示教的如神经、成纤维细胞形态观察以及染色体提前凝集等永久装片由于时间和使用频率造成了损坏，且不能够跟进最新研究成果[9]。显微数码互动系统可以通过网上资源下载一些经典和新发现的视频图像，不仅丰富了教学资源，还开拓了学员视野。

文章来源：《华南预防医学》 网址: http://www.hnyfyxzz.cn/qikandaodu/2021/0513/599.html