薛彩云　周如军　李自博　郝宁　朴静子　李天亚

摘要 为提高药用植物病理学实验课程教学水平、创新教育教学方法、实现实验教学信息化，沈阳农业大学植物保护实验教学中心将数码显微互动系统引入实验教学过程中，不断探索与实践药用植物病理学实验教学新模式。本文介绍了药用植物病理学实验课程的基本情况，分析了传统实验教学现状与不足，探讨了数码显微互动系统的优势及其应用于该课程的模式构建，并分享了取得的教学效果，以期为数码显微互动与农林院校实验教学融合的教育教学方法研究提供参考借鉴。

关键词 药用植物病理学；实验教学；数码显微互动

中图分类号 G642.3   文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2023）08-0184-03

创新以学生发展为中心的教育教学方法，推进农林教育教学与信息技术深度融合，提升农林课程的高阶性、创新性和挑战度，是新农科建设对高等农林教育教学的要求，也是我国教育发展的必由之路[1]。数码显微互动技术是近年兴起的一种集合数码显微技术与网络信息技术的综合性信息技术[2]。基于该技术的数码互动系统是一种新型的教学工具，已广泛应用于高等农林院校生命科学领域的形态学分支科学实验教学中，推动了实验教学模式改革与信息化建设，提升了实验课的教学效率和质量[3-5]。沈阳农业大学植物保护实验教学中心于2019年建成了数码显微互动实验室，将数码显微互动系统融入到植物保护实验教学中，不断探索与实践现代化信息技术与实验教学相结合的新模式。药用植物病理学实验课程应用数码显微互动系统开展实验教学，实现了教学方法和教学模式的改革与创新，有效提高了实验教学效果和质量。基于此，本文將从药用植物病理学实验课程的基本情况、传统药用植物病理学实验教学的现状与不足、数码显微互动系统的优势及其应用于药用植物病理学实验课程的模式构建及取得的教学效果等方面展开阐述，以期为数码显微互动与农林院校实验教学融合的教育教学方法研究提供参考借鉴。

1 药用植物病理学实验课程基本情况

药用植物病理学是沈阳农业大学中草药栽培与鉴定专业重要的专业基础课，也是植物保护专业热门选修课[6]。药用植物病理学实验课程是同药用植物病理学理论课程并行的实践教学环节。目的是在讲授药用植物病理学理论知识的基础上，引导学生对植物病理学的实践技能进行学习，对生产中发生较重的药用植物病害进行识别和鉴定。通过实验教学使学生掌握重要、常见的药用植物病害的症状特点及病原特性。同时，使其掌握植物病害鉴定中症状诊断、病原鉴别的综合技术和方法，进而提高学生的实践能力和综合分析能力。课程的主要内容包括药用植物病害症状观察和药用植物病原菌主要类群形态观察等内容。实验课上不仅涉及药用植物典型病害实体标本症状观察，还涉及引起药用植物病害的病原菌显微形态特征观察。其中，病原菌显微形态观察是药用植物病理学实验课上重要的学习内容，能够使学生了解药用植物病害病原的多样性和复杂性，掌握主要病原菌的形态特征和鉴别方法。经过多年的实践教学积累，药用植物病理学实验已经形成了一套完整的实验课程体系，为中草药栽培与鉴定和植物保护专业本科生的实验教学和实践创新能力培养提供了可靠的前提和保障。

2 传统药用植物病理学实验教学的现状

传统的药用植物病理学实验课的教学模式为教师采用板书或幻灯片等先讲解实验目的和实验内容，布置实验任务和作业；之后，学生进行观察操作，学生如果有问题，举手示意，教师巡回指导；最后，学生完成作业。药用植物病害症状观察主要用到药用植物病害盒制标本和液浸标本等实体标本，通过肉眼即可观察到病部症状特点，一般无需其他设备辅助，教师可以手持标本样本，同时为多名学生示范指导。而在病原菌形态显微观察实验课上，学生人手一台传统光学显微镜，独立进行镜下观察与操作。由于传统显微设备设计上的个体性和封闭性的特点，基于传统显微设备的实验教学模式的弊端逐渐显现。首先，学生在观察的过程中遇到问题，需要教师亲自操作“一对一”示范指导。通常一名教师要巡回辅导几十名学生，无法实现对学生的充分监督和及时有效指导。其次，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示范给其他学生，导致共性问题重复讲解。如学生在初次观察壳针孢属或茎点霉属病原真菌的分生孢子器时，难以识别显微镜视野下的特征结构，教师通常需要在视野下调试出典型结构，给学生轮流示范讲解，增加了教师劳动强度。再次，课上教师分身乏术和师生无法共享镜下图像，教师难以及时发现学生镜下问题，教师与学生、学生与学生间也无法实现及时交流互动。因此，基于传统显微观察实验室的药用植物病理学实验课程存在教学效率不高、示教效果不理想、教师与学生互动性差等问题，直接影响了教学效果。

3 数码显微互动在药用植物病理学实验教学中的优势

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4个部分构成，还可以加设多媒体投影系统，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[4]。基于以上功能，数码显微互动系统在药用植物病理学实验教学中发挥了较大优势。

3.1 图像实时传输与共享

数码显微互动系统的教师端和学生端都有专用的显微镜和电脑，通过网络信息技术将教师端和学生端联络在一起。教师端镜下图像可传给学生端，学生端图像也可传给教师端，教师端与学生端图像可双向传送和共享。

3.2 实现实时监控和互动

教师端电脑可实时监控每位学生镜下画面，掌握学生实际操作和观察的情况，及时发现问题并快速、直观地进行讲解和操作演示指导。例如，学生第一次进行显微镜使用和显微观察，有时会将视野下的气泡或其他杂质当成病原物的目标结构，利用数码显微互动系统，教师可在教师端电脑上及时发现问题并指正。同样，学生观察中发现问题，也可通过提问功能和语音传输及时向教师提问。对于共性的问题，教师可同时面向全部学生解答。

3.3 图像采集功能

学生在课堂上观察到的典型特征的结构，可利用图像采集、编辑和存储功能拍摄图像留存，用于放大观察和绘图使用；采集的图像还可用于教师教学演示或制作多媒体课件使用；另外，还可建立专门的电子图像库，作为实验课程教学专用或用于建立数字标本库。

4 基于数码显微互动的药用植物病理学实验教学模式构建

针对传统的显微觀察实验课中存在的问题，笔者所在学校植物保护实验教学中心发挥数码显微互动系统的优势，将数码显微互动系统引入药用植物病理学实验并积极探索构建了实验教学新模式。利用数码显微互动系统的药用植物病理学实验课程教学模式：首先，教师通过多媒体课件授课，讲解实验目的、实验内容和实验方法，利用课件中的图片向学生展示和讲解药用植物病害的病症与病状、病原物的形态特征等，并布置课堂实验任务；接着，学生进行显微镜操作和切片观察。教师在这个时段全程监控学生镜下画面和具体操作，发现问题及时指正，学生有问题也可向教师提问，师生及时互动和沟通。在此期间，学生还可对观察到的典型形态特征拍照留存；之后，教师根据掌握的学生的课上学习情况，针对课堂上的重点难点示范教学，将教师端镜下的典型结构特征共享给学生，或将某位学生镜下图像共享给其他学生；最后，学生完成课堂布置的任务和作业。与传统教学模式相比，基于数码显微互动的药用植物病理学实验的新型教学模式在提高课堂教学效果和培养学生创新创造能力等方面发挥了明显的优势。

5 基于数码显微互动系统的药用植物病理学实验教学效果

5.1 提高了实验教学效率和质量

数码显微互动系统有教师对学生全程实时监控、师生实时交流互动、图片资源共享、示范教学作用强等作用和优势。教师可直观有效地讲解重点难点，还可将典型的形态结构图像示教给学生，有利于建立良好课堂秩序，避免同一个问题重复讲解，减轻教师劳动强度。学生及时提出问题并快速得到解答，能够扩充课堂教学的信息量，激发学生的学习热情和学习兴趣，从而提高学生实践创新能力和知识掌握效果，提升实验教学的效率和质量。

5.2 提升了学生课堂参与度

数码显微互动系统具备的教师和学生、学生和学生实时双向沟通、学生镜下图像共享和学生多人分组讨论等功能和优势，可使学生由“填鸭式”消极被动学习，转变为发现问题和解决问题的主动式学习，提高学生创造能力和操作能力，调动学生的主观能动性，使学生积极踊跃参与到课堂学习和讨论中，提升学生的课堂参与度。

5.3 丰富了实验教学内容

利用数码显微互动系统的图片采集功能，教师可提前在备课时对典型的病原菌形态结构进行图像采集和保存，还可在课堂上对任意一台显微镜下的图像进行捕捉拍照和保存。这些图片不仅可以在课堂上作为示教，还可用于药用植物病害病原物典型形态结构的实验教学素材。在教学过程中，可逐渐建立病原物形态结构图片库，用于后续的理论和实验教学，丰富和补充了教学内容和教学资源。

6 结语

数码显微互动系统作为一种全新的实验教学用教具，应用于药用植物病理学实验课程中，发挥了现代信息化技术的优势，促进了传统实验教学模式的改革与创新，建立了新型教学模式。数码显微互动与药用植物病理学实验相结合，有利于提高教学效率和质量，拓展和丰富实验教学的内容，提升学生实践创新能力和综合素质。目前，数码显微互动系统功能仍有待充分开发和利用，实验教学人员还需继续深入研究和探索实践，使信息技术更好地服务于实验教学，为创新型人才培养提供支撑和保障。

7 参考文献

[1] 安吉共识——中国新农科建设宣言[J]. 中国农业教育，2019，20（3）：105-106.

[2] 薛彩云，梁亚萍，董辉，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.

[3] 周鑫钰，任佐华，莫磊，等. Motic数码显微互动系统在普通植物病理学实验教学中的应用[J].教育教学论坛，2020（34）：378-379.

[4] 薛彩云，董辉，周如军，等. 数码显微互动系统助力创建线上实验教学新模式[J]. 2021，8（10）：1-4.

[5] 傅欣蕾，张鑫，高曼莉，等. 信息技术与园林树木学课程教学深度融合的路径与方法[J].黄山学院学报，2022，24（3）：133-136.

[6] 周如军，傅俊范，郝宁，等.药用植物病理学课程建设与创新[J].高等农业教育，2011（7）：47-50.

（责编：王 菁）

基金项目 沈阳农业大学2022年度教育教学研究立项（2022-02）；沈阳农业大学2021年度教育教学研究立项（2021-112）。

作者简介 薛彩云（1982—），女，山西临汾人，博士，高级实验师。研究方向：植物病理实验室建设与管理。

收稿日期 2022-12-26