医学形态学实验教学中应用虚拟教室系统的探讨
【摘要】 目前，教学已成为高等传统教学模式的有力补充。利用校园网开展教学活动、完善教学过程、提高教学质量已经成为网络应用的新热点。对于医学院校而言，在校园网上建立虚拟教室，既需要注意其学科特点，同时还要注意结合现有的网络技术。首先分析了目前一些国内医学院校在形态学实验教学中存在的不足，提出在成都医学院校园网上建立虚拟教室系统的观点，然后讨论了在形态学实验教学中应用虚拟教室系统的优点，并构建了虚拟教室的系统布局。
【关键词】 虚拟教室 形态学 实验教学;子系统
Abstract：Recently,the network education has become a powerful supplementary of the high education traditional teaching mode.Using the campus LAN（local area network） for modern teaching and improving the quality of education have become the new tendency in application of network．As to a medical college,construction of the virtual classroom has to consider the subject characters and the forthcoming network technique simultaneously.Firstly,the authors analyzed the shortage of experimental teaching of morphology in some Chinese medical colleges currently,then suggested to build a virtual classroom based on the campus LAN of Chengdu Medical College and discussed the advantage of virtual classroom in the experimental teaching of morphology.Lastly,they also proposed the system architecture of the virtual classroom.
Key words:virtual classroom;morphology;experimental teaching;subsystem
1 引言
随着高校的不断扩招，各高校面临着教育资源不足的问题。在新的教学形势下，我们针对国内医学院形态学(含病、解剖学、组织胚胎学、病原学等)教学资源不足的突出矛盾［1］，以及传统形态学较为单一、抽象和封闭的实验教学现状，提出在现有形态学实验室基础上，结合局域网组建化形态学虚拟教室(Virtual Classroom)的思路，力求运用现代教育思想和技术，进一步优化形态学课程，整合形态学教学资源，提升形态学实验教学水平，从而促进形态学课程建设和。
2 目前形态学实验教学的不足
现在国内的医学院形态学教学改革主要集中在实验室，大多数医学院的形态学实验室主要采用的是显微互动教室，有少数的医学院最近开发应用了数码网络显微互动教室，数码网络显微互动教室把多媒体教室、显微互动教室和语音教室等现代化实验室各项功能有机结合在一起，实现了多媒体教学、师生互动教学等多项功能，其优点主要体现为：提高了教学效率、信息多项互动、提高学习主动性、信息资源共享。然而数码网络显微互动教室在许多方面还有不足，主要体现在以下三点：
2.1 使用机会少
数码网络显微互动教室主要集中在形态实验室内使用，学生接触该系统的机会空间上局限在实验室内，时间上限制在实验室的开放时间，然而对于大部分的学生而言这远远不能满足他们的学习需求。
2.2 理论教学与实验教学联系少
数码网络显微互动教室的资源内容集中在形态学的实验部分，而对于形态学的理论部分则极少提及。这对于学生而言，很难将理论和实验相结合来学习，从而影响学习效果。
2.3 互动的局限
数码网络显微互动教室的数字互动主要是在教师和学生之间，且互动时间只能局限在课堂。另外学生之间的互动却很少。因此，在提倡加强学生自主学习、培养学生创新能力的今天，显然不能完全符合现代高等教育的要求。
基于数码网络显微互动教室以上的几点不足，作者提出使用虚拟教室系统来改进形态学的教学。与数码网络显微互动教室相比，虚拟教室有一定的优势。
3 虚拟教室的优点
3.1 虚拟教室教学内容丰富
医学基础课程中的所有形态学学科，如解剖学、组织学、病理学、微生物学等，在教学中需用挂图、标本、光学显微镜等工具进行辅助教学，在虚拟教室中，任课教师都可以把这些教学资料数字化，利用相关的硬、软件将现有的教学资源制作成DOC文档、PPT文档、HTML网页、图片、Flash、视频或音频媒体等数字教学资料。
3.2 虚拟教室使用方便、灵活
虚拟教室教学所用到的课堂教学资源及课后复习材料经过制作、处理，均可在线传输。学生可以在任何时候、任何地点通过互联网加入到虚拟课堂中来，根据个人需要，来选择观看教师讲课的影像以及讲课过程中所用各种学习资源，包括图片库、课件、教案或教学目的、计划、大纲、教材、实验、测验、解答等资料。它不仅解决了传统教学受学时、进度等诸多因素限制的问题，而且也极大地激发了学生的学习兴趣，并给学生自主学习提供了一个更高、更自由的平台，从而有利于学生自学能力的培养，更好地把握所学学科内容以及相关学科之间的有机联系。
3.3 虚拟教室可使相关学科紧密联系
由于虚拟教室强大的资源库优势，可随时提供不同形态学所涉及的必要相关学科内容，因此不但有助于学生自学，还有助于建立医学知识的系统意识和整体意识，从而培养学生的创新能力。譬如，学习小叶性肺炎，学生可通过相应链接或点击相关目录得到肺的正常解剖学、组织学内容，还能获得相应病原微生物的相关内容，另外还可从相应病例库中得到临床典型病例，帮助学生更好地理解某一疾病发生、的机制及病理改变，从而能推断出相应的临床表现和体征。
3.4 虚拟教室可实现学生间或师生间的互动
基于虚拟教室提供的留言版平台或聊天室，学生可对某些疑难问题或有兴趣的议题发表意见，共同营造良好的探究式形态学学习模式，从而有利于培养和造就一批具有创新精神和实践能力的人才，促进学生素质全面和谐地发展［2］。此外，教师、学生间也可通过视频、语音、文字、Email等手段实现互动交流，实现同步或异步整体辅导和个别辅导的功能，这样便能极大地拓展学生思考问题的空间以及教师的主导作用，另外对教师如何把握现行教学状况，改善教学方式及教学效果均有很大的裨益。
4 虚拟教室的系统构建
4.1 虚拟教室的系统结构设计思想
4.1.1 虚拟教室子系统和工作模式 整个虚拟教室为基于浏览器-Web-数据库服务器的工作模式，其运行系统由教学管理子系统、网络辅助教学子系统、资源点播子系统、网络教学子系统和网络辅助教学子系统五部分组成。系统总体结构如图1所示，学习者使用WEB浏览器和课件播放器来进行学习和交流。数据库（教学大纲、课件、讲义、实验指导、图片库、病例资料库、视频资源等）存放在服务器上。在网络教学特定的应用背景下,主要的教学行为都是以教师为控制中心的，所以在本系统中主要采用教师主控学生申请的集中式控制方式，学生在使用纯文本交流、课堂提问以外的其他功能诸如白板、多媒体交互工具时，都必须向教师进行申请。教师端由一台PC机来承担，供教师使用，是整个系统的控制中枢，主要完成对课堂全过程的调度，包括：处理听课者的申请、学生举手的控制、学生操作权限的控制和监视服务质量等。每个学生端也由一台PC机实现，供一个学生使用，其主要功能是申请加入课堂，接受并显示来自教师的声音、视频信息，申请发言权等。
4.1.2 流媒体的作用 使用者通过WEB网站建立的导航查询快速访问大容量的课件数据库服务器，实现一致访问多种类型(包括WEB页面、音视频流和Windows应用程序等)课件。流媒体是采用流式传输的方式来传输视频和音频，课件采用流媒体技术制作［3］，这种方式由服务器向客户机发送稳定和连续的多媒体数据流，客户机一边接收数据，一边以稳定的流回放，因此，省时、省空间。
4.1.3 师生身份识别 使用ASP+SQL2000(Windows平台)来构成师生身份识别系统、虚拟教室资料库管理系统。利用ASP／PHP可以方便地实现数据的添加、删除和动态更新。
4.2 虚拟教室各子系统实现的功能
4.2.1 网络教学管理子系统 主要是为网络教学提供智能化管理维护。包括用户管理、课程管理、教师管理和网络课程考务等。
4.2.2 网络教学子系统 通过建立一个实时交互的虚拟教室环境，从而解决教师上课在时间上和空间上的限制。
4.2.3 网络辅助教学子系统 提供辅导答疑、作业处理、网上讨论等功能，可极大地激发学生学习兴趣，培养独立思考问题和解决问题的能力，从而弥补课堂教学的不足。
4.2.4 点播子系统 主要是为广大师生在网络上方便使用课件、视频进行网络自学与教学提供支持。使用者通过WEB网站建立的导航查询快速访问大容量的数据库服务器，实现一致访问多种类型(包括WEB页面、音视频流和Windows应用程序等)课件。
4.2.5 网络子系统 提供基于WEB的学生模拟自测考试和学生课程结业考试。利用服务器提供的题库资源进行自动组题、网上答题、自动评分，最后把成绩传递给网络教学管理子系统。
5 虚拟教室的实现
成都医学院形态学实验室由原来的组织胚胎学实验室、病理实验室、病原微生物实验室融合而成。经过2005年8月的扩建与整修，现拥有准备室一间，网络版数码互动教室四间，中药标本室一间，建筑面积达600m2。每个数码互动教室可容纳42名学生，一名教师。
5.2 成都医学院形态学实验室现有的软件环境
配置Window XP 、Motic DigiLab 2.0、Motic Images Advanced 3.2、Motic Images Multi—Focus pro 1.0、Motic Images、Assembly 1.0 pro 、Motic exam软件，可实现以下功能：①图像管理功能；②测量功能；③文字设定和注释功能；④屏幕图像缩放功能；⑤图形编辑功能；⑥CAI课件制作功能；⑦分割与自动、三维化显示、Motic报告打印功能;⑧实验室师生间信息互动。
6 结束语
在日臻成熟的校园网络上构建虚拟教室，有助于有效利用教学资源，充分发挥计算机网络的高效、智能、实时和交互的特点，改变传统的教学模式，最大限度地发挥学生的学习主观能动性和开拓性，提高教学效果。构建虚拟教室需要较高素质的人才配备，同时对教师也提出了相应的要求，如何确定一套完善的虚拟教室实施方案(技术、设备、管理维护机制等)将是一个需要在实践中不断、完善的课题。在成都医学院形态学实验室现有的软件和硬件基础上，通过建立虚拟教室系统可将校内的优良资源充分整合起来，也可统一引进国内优秀高校的教育资源，从而实现信息资源的共享。虚拟教室既可以为校内开设课程，供校内学生选修，又能将校内的名师名课传遍校园，从而在一定程度上缓解师资短缺，教学场地不足等问题［4］。
【】
［1］王芬芳，张保华，贺漫古．高校实验教学改革的目标与任务［J］．教育与化，2000，(3)：52-55．
［2］刘国良.远程网络教学交互性探讨［J］．现代远距离教育，2003(4)：19-22．
［3］熊庆国，贺风云.流媒体技术及在教育中的应用［J］.现代电子技术，2003（7）：24-25.
［4］胡道元．网络设计师教程［M］．北京：清华大学出版社，2001：36-108．
