数码显微互动系统助力，创建线上实验教学新模式
---介绍植物保护学院利用数码显微互动系统实施线上实验教学模式
督导员 呼汉卫
植物保护学院以打造特色实践教学“金课”为目标，注重传统实验教学与信息技术深度融合，扎实推进本科实践教学改革。在疫情期间，植物保护学院实验教学中心将2019年建立的数码显微互动实验室的数码显微互动技术引入线上实验教学，实现了人机互动、远程互动、实时互动，开创了实验教学线上授课新模式。截止目前，共计有《普通植物病理学实验》、《农业有害生物实验》、《种子病理学实验》和《植物病理学综合实验》等5门课程将借助该平台开展实验教学。其中，《普通植物病理学实验》课程组教师率先开展了基于数码显微系统的线上实验教学，该课40学时，13个实验项目，授课对象为2018级植保专业81名学生，已完成18学时教学任务，取得了良好的教学效果。植保学院实验教学中心主任薛彩云老师以《普通植物病理学实验》为例，全面介绍了以数码显微互动教室为平台的线上实验教学做法。
一、数码显微互动实验室的功能及优势
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，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,具有强大的显微观察、图像采集分析、图像和语音传输等功能，将教师端、学生端分布的显微镜图像信号单元、音频信号单元通过计算机网络组成双向互动的多媒体音视频网络教学系统，为实验教学提供了一个互动的数字平台。现代化信息技术与实践教学相融合，将打破传统显微设备对实验课的局限、弥补传统光学显微镜的不足，实现师生双向沟通、图像资源共享、师生实时互动等，能够增强教学示范性和师生互动性，调动学生的积极性和学习兴趣，增强教师的教学自由度，提高教学效率和质量。植物保护实验教学中心在我校率先建立了数码显微互动实验教学平台，首次将数码显微互动系统引进到本科实验教学中，将推动植物保护传统实践教学模式的改革与创新。特别是在疫情期间，本科教学全面开展线上教学模式，数码显微互动技术应用到植物保护线上实验教学中，提高了本科实验课程的教学效果。
二、线上实验教学举措
1.择优选择教学平台
为保证线上实验教学各个环节有序衔接，经过前期比较筛选，确定使用的教学平台为：易尔思校园MOOCs + QQ课堂（分享屏幕）+ QQ群。易尔思校园MOOCs平台用于上传往年的教学录像及今年的授课教学课件和教学录屏视频，便于学生预习和复习，或因故请假的学生观看学习；QQ课堂用于直播实验课，分享屏幕功能使学生能够实时观看教师端电脑屏幕图像；QQ群用于沟通交流、发布通知、答疑、布置作业以及上传材料（包括作业）。
2.改进实验教学课件
实验课由线下改为线上，课件也随之做了出相应的改进，以便学生更好的适应线上实验教学，并保证教学效果。鉴于线上实验课学生无法亲自使用显微镜观察病原形态特征图像，课程组教师对课件内容重新设计并做了大量改进。课件中减少了病原微生物模式图的比重，并在对应的内容版块加入大量的病害症状图及病原微生物典型特征的显微形态图，结合远程传输和实时共享显微镜下典型目的结构的动态图，加深学生对新知识点的理解和掌握。
3.发挥数码显微互动系统优势
数码显微互动系统运用到线上实验教学，是创新之举。其图像资源共享和实时互动功能实现了线上显微观察实验现场操作、远程实时观看的目的，能使学生在课上实时观看到显微观察时的调试过程，镜下真实的病原菌形态特征，以及典型特征结构在低倍和高倍下的动态效果。这需要课程组全体教师在课前精心准备标本切片，课上协同配合，确保教学效果。基本步骤为：显微镜下调试和观察标本切片→镜下实物图像实时反馈到主讲教师电脑屏幕→上课学生实时观看主讲教师分享屏幕（即可看到显微镜下动态图像）。
4.实现课程组成员团队协作
基于数码显微互动的线上实验教学需要多名教师配合，课程组成员的团队协作是线上实验教学顺利开展的关键。《普通植物病理学实验》课程组成员有李天亚（负责人）、夏博、夏子豪、范海燕和李自博5位教师。另外，课程组前负责人周如军教授参与了前期设计和全程指导。课堂上的基本分工为：1人负责讲课，2人负责调试显微镜，1人负责录像，1人负责课堂监控。课后分工为1人负责布置作业、收作业和下发作业；作业分配给几位教师共同批改；全体教师共同负责线上答疑。
5.建立监督考核机制
课堂监控：每节课上都有专门教师负责点名，分3个时间点在QQ群截图，实时监控学生上课和出勤状态，以及应对突发情况。另外，授课过程中，主讲教师会不定时提问，监控学生听课的专注度，保证学生的听课质量。
课后作业：采用分组管理，共分9组，组长负责组员的收发作业。作业模板由教师们设计提供给学生。涉及到绘图作业，由学生纸质绘制完毕后，拍摄照片放到word作业模板里，上传电子版。教师打印作业后批改，再以图片形式返回给学生。教师留存作业电子版，学生开学后交纸质原图。
考试考核：考试成绩包括平时成绩10分，实验作业40分，考试（考查）50分。平时成绩包括出勤、提问、听课状态；实验作业由教师打分；考试（考查）采用双机位线上监控（前后各放置摄像头），学生单独进入考场。考核的内容为病原微生物形态识别及病原物属名与拉丁名考核，线上实时口述回答，教师现场评分。
三、教学实施主要环节
1.前准备
主要包括网络设置，仪器设备调试，实验材料准备，切片标本依照授课内容分组及排序等。
2.课上讲授
课上，主讲教师将qq课堂分享屏幕打开，同时进行EV录屏。其它教师分别做好显微镜下标本观察、摄像机拍摄、课堂监控等。每节课开始首先进行两个环节，一是讲上次课后作业的情况，二是进行上节内容回顾及提问。之后，主讲教师讲解本节课的新内容。
3.镜下观察
两名教师负责显微镜操作和观察。配合主讲教师进度，调试观察病原物典型特征结构。同时，利用数码显微互动系统拍摄典型的显微结构图片，可用于考试（考查），或提供给其他植物病理学实验相关的课程使用。
4.师生互动
讲授过程中，穿插师生互动环节，教师提问、学生回答，或者学生有问题随时进行提问。可提高学生的专注力和参与度，并检验学生的听课状态。
5.上传视频
课后上传录屏视频到易尔思MOOCs平台，供学生复习或请假学生学习。
6.课后作业
课后，由1位教师负责布置作业、收作业以及分发给各位教师批改。由于每周三和周五上课，间隔时间较短，采取每2次课收一次作业的形式，要求学生下周一中午12点前交作业，并在周二下午将批改完的作业返给学生。
7.课后答疑
课后，学生通过QQ群平台随时提问，教师及时答疑。
四、教学效果及体会
在疫情期间，数码显微互动发挥了突发事件下的应急作用。在教师的集体智慧和团队努力下，创建了基于数码显微互动系统的线上实验教学新模式，并取得了较好的效果。学生能够通过网络信息技术实时观察到显微镜下的真实图像及动态图，提高了线上教学的生动性和学生学习的主动性，但线上实验课仍无法替代线下实验课。首先，实践教学更注重学生的动手操作能力、观察能力及综合分析能力，这是线上教学无法实现的；其次，线下实验教学教师与学生可实时互动，学生与学生间也可相互沟通与交流，教师对学生可实现充分监督与实时指导，而线上教学在这方面却有局限性；另外，由于远程传输，存在学生观察到的图像不够清晰的问题。对于教师来说，线上教学意味着要付出更多的辛苦，承担更多工作量，要求教师对学生有更多的耐心。
