数码显微互动系统在岩石学实验教学中应用.doc

数码显微互动系统在岩石学实验教学中应用【摘要】数码显微互动实验室为岩石学的实验教学提供了高效，便捷的教学手段，应用此平台，可轻松实现显微图像和语音互动，有助于培养学生观察，交流等实践能力，促进了教学质量的提高。 【关键词】数码显微互动系统　岩石学　实验教学 【中图分类号】G612 【文献标识码】A 【文章编号】1 006--59 62(20l 2)08(a)--0004--02 1　前言 数码显微互动系统是将传统的显微教学和计算机成像技术、网络技术及多媒体控制技术相结合的综合信息技术，为教育现代化提供了全方位的优质技术支持，使教育教学手段产生了深刻的变革，目前多应用于医学，生物学教学，在岩石学实验教学中的应用鲜有报道。岩石学是研究岩石的成分、结构构造、产状、分布、成因、演化历史和它与成矿作用的关系等的学科，包括岩浆岩石学、沉积岩石学、变质岩石学等内容。利用偏光显微镜对岩石薄片进行镜下分析，是岩石学的重要组成部分，也是地质学相关本科、研究生必须掌握的专业技能。我校于2004年在Olympus BH-2型偏光显微镜上新建安装了数码显微教学系统，首次实现岩石学教学实验显微影像互动，是国内最早的数码显微互动岩石实验室之一。201 1年与2012年又分别在江南XP-213、Olympus CX3l～P偏光显微镜上安装了2套互动系统，实现了影像、语音、控制一体化互动系统。自此，建成三个数码显微互动岩石实验室，使我校岩石学教学实验室达到目前国内一流水平，为我校地质学及地质相关学科教学作出贡献。 2　数码显微互动实验室的组成与功能特点 数码显微互动实验室由数码显微系统、计算机软件系统、图像处理系统、语音问答系统和控制系统组成，主要设备包括偏光显微镜33台、教师用500万像素摄像头1个、学生用520TVL CCD摄像头32个、桌面互动台32个、计算机1台、投影设备1套。主要软件包括互动控制系统软件、图像分析软件、教学课件制作与管理软件等。 数码显微互动系统具有以下功能特点： (1)提供清晰的多画面实时显示和丰富的交互手段。可将学生图像与教师图像同屏动态显示；通过软件控制学生端多台数码显微图像的同屏显示、捕捉和放大，以及教师端500万像素的数码显微图像显示、捕捉；并可对每一台数码显微镜的实时图像进行单独调整。 (2)强大的语音功能方便师生之间的交流。教师可选择广播模式讲课、师生对讲模式回答学生提问，或者使用分组讨论模式让学生之间分组进行自由交流和讨论，使得讨论内容更明确，沟通更方便。 (3)学生通过控制台回答教师提问，也可在教师许可后自由拍下自己观察到的现象，捕获的图片将自动保存在教师计算机指定的文件夹中。 3　基于数码显微互动系统的实验教学模式 数码显微互动系统的应用，很大程度上改变了传统岩石学的实验教学模式，给岩石学教学注入全新理念。 3.1　教师备课更方便，讲解更直观 传统的岩石学实验课，教师在备课时，需先观察岩石薄片，找出现象，讲课时在黑板上用素描的方式描绘该薄片的主要镜下特征，而颜色作为矿物光性特征最重要的要素，却只能通过口头描述或预先准备的照片来表述，这种传统的授课方式费时费力，学生听讲时觉得很抽象，不直观，教学效果不理想。应用数码显微互动系统后，教师在备课时，可根据实验教学目的将薄片的典型现象拍照，保存成图像文件，并制成PowerPoint幻灯片，在理论讲解时直接使用该幻灯片，省事省力、方便直观。在讲述矿物多色性、消光角、贝克线等内容时，可通过录制视频的方式讲述，这更是传统教学方式所不具备的手段。当然，这些教学内容也可在实验课上由教师亲自演示，经摄像头捕获图像后投影到屏幕上，这种边演示、边讲解的教学方式更能促进学生对授课内容的理解和掌握。 3.2　实时掌握学生学习过程，教师指导作用增强 在传统的岩石学实验课中，每位学生各自一台显微镜，教师无法掌握所有学生所看薄片的内容，只有当学生在观察过程中遇到困难和疑问时，教师才到学生显微镜前进行指导。这种模式下，教师对学生的学习过程缺乏掌握和监控，师生之间的沟通和交流受到时间和空间限制。教师需要重复回答多位学生提出的相似问题，一次实验课往往只能指导几名学生实验，而大多数学生不能得到老师的有效指导，教师的指导作用没有很好体现。利用数码显微互动系统平台，教师可以在微机上同时看到每个学生的显微镜中的实时内容，督促指导学生实验；也可选择任意几台显微镜为一组进行内容对比教学。当学生遇到某些典型问题提问时，教师可将他的镜下内容全屏放大，有针对性地对全体同学进行讲解。这样既能减少教师的重复劳动，又能及时发现学生实验过程中的问题，进行有针对性的指导，提高学生的学习效率。 3.3　师生互动交流 传统课堂教学中，如果有一位学生举手提问，