运用新媒体技术实现实验动物学实验互动教学研究
杨四军+张露
[摘 要]实验动物学现在已经成为现代生物医学技术发展不可分割的一个组成部分，是一门独立的综合性基础科学门类。它作为科学研究的重要手段，直接影响着许多生命医学领域重大研究课题的立项和高水平科研论文的发表;它的提高和发展，又会把许多生物医学领域课题的研究引入全新的境地。在动物实验学教学中引入以微信、QQ、微博、博客为代表的新媒体互动技术，并利用虚拟现实技术和活体实验相结合的方式，能实现教学效果评价的即时性，使学生出现的错误及时得到发现和纠正;也能更好地解决动物学实验中动物的福利问题、实验材料的成本问题和实验结果的评价问题。
[关键词]新媒体;互动教学;实验动物学
[中图分类号] G642.423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）11-0122-03
新媒体泛指利用电脑、iPAD、手机及云服务等新科技，具有多个传播主体，传播层级逐层递减，传播手段丰富多样，传播内容分众繁杂和传播迅速、时效性强，实现由所有人面向所有人的交互式信息传播方式的新兴媒体。其主要包括杂志、报纸、广播、电视、电影等的数字化及手机短信、微信、QQ和触摸媒体等。其与过去我们常见的报纸、广播、电视、杂志四大传统媒体有着根本性区别，被称为新媒体。[1]随着社会的进步、互联网与物联网等移动科技的迅猛发展，上网5G资费的降低，具有大容量、高分辨率、大屏幕、强交互性等特点的智能手机已经被赋予个人数字、信息终端的功能，逐步代替掌上电脑，成为新一代大学校园里人手一部的工具。智能手机成为大学生朝夕相处的亲密伙伴和课堂学习的好助手，QQ、微信以及大学校园里广泛应用的同名移动OA等社会性软件，可以实现一个班级或不同班级组成的学习小组的讨论交流、信息推送，拍摄老师的板书以及随时向老师和同学查询课件中所遇到的难点及疑点。[2]虚拟现实技术则是建立在计算机图形学、仿真技术、多媒体和云计算技术、深度学习人工智能技术、网络技术、并行处理技术和多传感器技术基础上，通过模拟人的五官感觉器官功能，使观看者沉浸在计算机生成的多维信息虚拟境界中，并能够通过视觉触觉等方式与之进行实时互动，从而感知和亲密接触虚拟世界中的特定对象，获得身临其境的真实的认知。[3]在实验教学中的主要应用为虚拟解剖、虚拟手术等，再现动物解剖现场，训练者戴上数字头盔即可亲身体会动物解剖的要义，而无须担心困扰动物实验教学的成本和伦理问题。[4]因此，新媒体技术将在实验教学中发挥越来越重要的作用。将智能手机和虚拟现实技术应用于实验教学实践，构建数字教学互动系统，将有效提高实验课程的教学水平和质量，具有广泛的应用价值。本文将结合作者实验动物学实验课程的教学实践，探讨如何更好地运用新媒体技术实现实验动物学实验的互动教学。
一、实验动物学生实验教学现状
（一）资金短缺与实验条件简陋
高等学校缺乏足够的资金购买价格昂贵的实验器材，由于大学的实验动物实验教学需要用到大批量的药剂和实验动物，没有资金的学校只能由教师进行单个演示实验，或者将8～15个学生一组进行分组实验，让学生无法亲自操作。目前国内许多兄弟高校由于没有足够大的实验场地或，只能开设关于微小型动物的实验;很多高校由于条件简陋，只能进行露天与野外实验操作，明显不符合实验教学要求。国内实验动物学研究起步晚，许多高校刚刚配置成本科生与研究生的教学培养方案，存在各种短板，如实验动物依赖少量定额资金购置、实验药剂不完备以及实验器材老化或不完备，只有极少数985高校的医学院的学生能开展大型动物和昂贵稀少动物的活体研究。[5] [6]
（二）严格的动物伦理限制
进行动物实验过程中需遵守人道的动物福利政策，严禁虐待动物已成为普遍共识。西方发达国家和日本对实验动物使用的审批非常严格，中国同样高度重视实验动物的实验动物福利政策。从动物自身伦理出发，动物实验过程的全程都需要遵守实验动物使用的原则之一——替代原则;目前国内高校已逐步要求用低等的实验动物或使用没有知觉的实验动物代替神志清醒的活体进行试验;另外在不影响试验数据准确性的情况下，尽可能少使用动物;对于实验操作的设计，则要求全程以人道精神减少动物的痛苦。即便如此，目前对动物的使用，审批越来越难。但人类的一些疾病特别是危害大的如各种肿瘤、艾滋病、遗传性疾病和心血管疾病等还没有攻克，其机理研究不可能在人身上进行，只能在不同进化程度的动物身上进行试验。[6] [7]
二、新媒体技术在实验动物学实验教学环节中的应用
在新媒体广泛使用的今天，以微信、QQ、微博、博客等为代表的沟通交流媒介正在日益彰显其便捷、灵活的独特优势，成为一种为大学生喜爱并广泛使用的教育载体。一方面，通过新媒体，教育者可以迅捷、及时地发布主题信息，通过文字、语言、图片、音乐等形式，将教育内容展现给大学生，使职业教育更具直观性和深刻性。另一方面，教育者可以突破固定场所、时间的约束，充分利用网络课堂、慕课、在线互动、QQ群聊等新媒体形式教授相关知识。以智能手机为代表的强大的智能终端给大学生的学习和生活带来了极大的乐趣和便利，已经成为他们日常学习和生活中不可或缺的一部分。[7]如何让学生在课堂上能够弱化智能手机对学生的消极影响，同时又能进一步发挥合对学习的积极作用，是高校教师要面对的现实挑战。
（一）实现师生之间课上课下动态交流
与中、小学教学不同的是，高校授课教师与学生接触的时间少，学生学习要靠自觉，教师在课堂上只能重点简述、提纲挈领。智能手机以及QQ群、微信群的普及，为师生的课下交流、学习讨论提供了便捷手段。在一个班级或不同班级的学习小组间进行自由讨论交流、信息推送，以语音输入和实时对讲的方式进行答疑释惑。现代教育认为实验课程并不是理论课程的辅助而是进一步的深化，因为理论课并不能提供鲜活的实验动物和学生自由讨论的氛围，引起学生的好奇心与兴趣。而一旦诱导了学生们的兴趣和爱好，学生会有向自己的同学及授课教师探讨专业问题的诉求及意愿。如果师生线上的互动交流，同学生分享自己在教学中的心得体会，并与自己在科研上的研究成果相结合，则起到事半功倍的效果。[8] [9]
（二）使教与学的传统角色发生彻底改变
教师板书、学生笔头记录是最传统的教学方式。新媒体技术的运用已彻底打破界限，尤其智能手机的拍照功能日益强大，学生使用手机拍照的方式代替课堂笔记以及照相机拍照已经成为常态。[8]学生用这种方式快速方便地将课堂知识记录下来，以便日后进一步复习，查阅;教师用这种方式能很快将讲课要点传递出去，提高讲课效率。传统的课堂45分钟，并不能为学生的疑惑提供太多的时间进行问答。新媒体条件下，学生对于在课堂上有疑惑的概念、公式以及推理过程，可以用手机进行百度查询，或与班上同学进行微信群内互动，而教师可以对全程进行监督。课前或 / 和课后，教师还可以将与课堂有关的资源通过新媒体资源共享技术让学生通过下载做好课前预习和课后复习。因此智能手机的合理使用会提高学生的学习热忱及求知的欲望，提升教学的效率，优化教学质量。[8] [10]
（三）虚拟现实技术在实验生物学实验教学中的应用
虚拟现实技术应用于动物学实验技术应用于动物学实验能够有效地解决动物学实验教学面临的经费与伦理方面的困境，前期投入基金将虚拟实验室建好，后续只需要维护和更新费用，不需要考虑实验动物的购置、试验药剂的购买、废弃物的处理，无疑将节省大量的人力和物力。更重要的是虚拟实验室通过免费下载或购买不同的软件就可以满足不同实验动物的需求，逼真地模拟出在传统实验技术的支持下极难进行或耗费巨大的实验，极大丰富了实验内容，又可以无危险性、无限制地重复进行实验操作，使学生熟能生巧掌握实验过程与原理;虚拟实验室不需要前期的人力物力准备相关的实验材料，做到随到随看;各高校间可以借助于5G高速网络互联技术，共享同一套虚拟实验系统，用有限的资源实现最大化的利用。更重要的是教师通过视频监控系统可以实时监控学生每个实验步骤的操作细节，实时纠错，对其结果进行量化分析和科学评价。[3] [4] [11] [12]
三、结语
联合国教科文组织在其发布的《教育—财富蕴藏其中：国际21世纪教育委员会报告》报告中指出：“人们逐步认识到，教师同其他职业一样，是一种‘终身学习的职业，从业者在职业生涯中自始至终都要有机会定期更新和补充他们的知识、技能和能力。”[13]新媒体技术的发展，既使教师通过数字化信息进行知识更新与学习，又让教师与学生的互动过程中进行查漏补缺，形成教学的正反馈，为学生和教师的教学相长的能力提供了无限可能性。因此，新媒体技术可以开发出教师终生学习的无限潜能，使其形成自己独特的教学风格，成为新媒体条件下受学生欢迎的高水平教师。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 涂涛，李文.新媒体与未来教育[J].中国电化教育，2015（1）：34-38.
[2] 李容树.简析智能手机在完善教学课程中的应用[J].沈阳干部学刊，2015（3）：66-67.
[3] 李建荣，孔素真.虚拟现实技术在教育中的应用研究[J].实验室科学，2014（3）：98-100.
[4] 陈治宇.虚拟现实技术在实验教学中的应用[J].甘肃联合大学学报（自然科学版），2013（2）：103-106.
[5] 冷扬，鲍波，苏小华，等.医学院校实验动物学教育现状及教学改革思考[J].南京医科大学学报（社会科学版），2013（2）：175-178.
[6] 吴清洪，顾为望，张嘉宁，等.加强动物实验教学，提高学生动手能力[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2005（3）：302-303.
[7] 袁进，吴清洪，顾为望.医学院校实验动物学实验教学改革探讨[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2009（2）：215-217.
[8] 方明英.新媒体视域下教师职业嬗变探析[J].吉林省教育学院学报（下旬），2015（7）：90-92.
[9] 杨志峰.网络与新媒体专业信息素养融合式教学之我见[J].软件导刊，2015（7）：47-48.
[10] ?周红春，梁静.新媒体传播环境下高校教学方式的变革[J].中国电化教育，2013（8）：91-94，109.
[11] ?陈兴瑞.虚拟现实技术在实验教学中的应用探讨[J].曲阜师范大学学报（自然科学版），2001（04）：114-117.
[12] ?周力臻.基于三维虚拟现实的互动实验教学系统[J].信息技术与信息化，2014（4）：121-123.
[13] ?周南照.21世纪教育的四大支柱[J].世界教育信息，2014（15）：3-7.
[责任编辑：刘凤华]
[摘 要]实验动物学现在已经成为现代生物医学技术发展不可分割的一个组成部分，是一门独立的综合性基础科学门类。它作为科学研究的重要手段，直接影响着许多生命医学领域重大研究课题的立项和高水平科研论文的发表;它的提高和发展，又会把许多生物医学领域课题的研究引入全新的境地。在动物实验学教学中引入以微信、QQ、微博、博客为代表的新媒体互动技术，并利用虚拟现实技术和活体实验相结合的方式，能实现教学效果评价的即时性，使学生出现的错误及时得到发现和纠正;也能更好地解决动物学实验中动物的福利问题、实验材料的成本问题和实验结果的评价问题。
[关键词]新媒体;互动教学;实验动物学
[中图分类号] G642.423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）11-0122-03
新媒体泛指利用电脑、iPAD、手机及云服务等新科技，具有多个传播主体，传播层级逐层递减，传播手段丰富多样，传播内容分众繁杂和传播迅速、时效性强，实现由所有人面向所有人的交互式信息传播方式的新兴媒体。其主要包括杂志、报纸、广播、电视、电影等的数字化及手机短信、微信、QQ和触摸媒体等。其与过去我们常见的报纸、广播、电视、杂志四大传统媒体有着根本性区别，被称为新媒体。[1]随着社会的进步、互联网与物联网等移动科技的迅猛发展，上网5G资费的降低，具有大容量、高分辨率、大屏幕、强交互性等特点的智能手机已经被赋予个人数字、信息终端的功能，逐步代替掌上电脑，成为新一代大学校园里人手一部的工具。智能手机成为大学生朝夕相处的亲密伙伴和课堂学习的好助手，QQ、微信以及大学校园里广泛应用的同名移动OA等社会性软件，可以实现一个班级或不同班级组成的学习小组的讨论交流、信息推送，拍摄老师的板书以及随时向老师和同学查询课件中所遇到的难点及疑点。[2]虚拟现实技术则是建立在计算机图形学、仿真技术、多媒体和云计算技术、深度学习人工智能技术、网络技术、并行处理技术和多传感器技术基础上，通过模拟人的五官感觉器官功能，使观看者沉浸在计算机生成的多维信息虚拟境界中，并能够通过视觉触觉等方式与之进行实时互动，从而感知和亲密接触虚拟世界中的特定对象，获得身临其境的真实的认知。[3]在实验教学中的主要应用为虚拟解剖、虚拟手术等，再现动物解剖现场，训练者戴上数字头盔即可亲身体会动物解剖的要义，而无须担心困扰动物实验教学的成本和伦理问题。[4]因此，新媒体技术将在实验教学中发挥越来越重要的作用。将智能手机和虚拟现实技术应用于实验教学实践，构建数字教学互动系统，将有效提高实验课程的教学水平和质量，具有广泛的应用价值。本文将结合作者实验动物学实验课程的教学实践，探讨如何更好地运用新媒体技术实现实验动物学实验的互动教学。
一、实验动物学生实验教学现状
（一）资金短缺与实验条件简陋
高等学校缺乏足够的资金购买价格昂贵的实验器材，由于大学的实验动物实验教学需要用到大批量的药剂和实验动物，没有资金的学校只能由教师进行单个演示实验，或者将8～15个学生一组进行分组实验，让学生无法亲自操作。目前国内许多兄弟高校由于没有足够大的实验场地或，只能开设关于微小型动物的实验;很多高校由于条件简陋，只能进行露天与野外实验操作，明显不符合实验教学要求。国内实验动物学研究起步晚，许多高校刚刚配置成本科生与研究生的教学培养方案，存在各种短板，如实验动物依赖少量定额资金购置、实验药剂不完备以及实验器材老化或不完备，只有极少数985高校的医学院的学生能开展大型动物和昂贵稀少动物的活体研究。[5] [6]
（二）严格的动物伦理限制
进行动物实验过程中需遵守人道的动物福利政策，严禁虐待动物已成为普遍共识。西方发达国家和日本对实验动物使用的审批非常严格，中国同样高度重视实验动物的实验动物福利政策。从动物自身伦理出发，动物实验过程的全程都需要遵守实验动物使用的原则之一——替代原则;目前国内高校已逐步要求用低等的实验动物或使用没有知觉的实验动物代替神志清醒的活体进行试验;另外在不影响试验数据准确性的情况下，尽可能少使用动物;对于实验操作的设计，则要求全程以人道精神减少动物的痛苦。即便如此，目前对动物的使用，审批越来越难。但人类的一些疾病特别是危害大的如各种肿瘤、艾滋病、遗传性疾病和心血管疾病等还没有攻克，其机理研究不可能在人身上进行，只能在不同进化程度的动物身上进行试验。[6] [7]
二、新媒体技术在实验动物学实验教学环节中的应用
在新媒体广泛使用的今天，以微信、QQ、微博、博客等为代表的沟通交流媒介正在日益彰显其便捷、灵活的独特优势，成为一种为大学生喜爱并广泛使用的教育载体。一方面，通过新媒体，教育者可以迅捷、及时地发布主题信息，通过文字、语言、图片、音乐等形式，将教育内容展现给大学生，使职业教育更具直观性和深刻性。另一方面，教育者可以突破固定场所、时间的约束，充分利用网络课堂、慕课、在线互动、QQ群聊等新媒体形式教授相关知识。以智能手机为代表的强大的智能终端给大学生的学习和生活带来了极大的乐趣和便利，已经成为他们日常学习和生活中不可或缺的一部分。[7]如何让学生在课堂上能够弱化智能手机对学生的消极影响，同时又能进一步发挥合对学习的积极作用，是高校教师要面对的现实挑战。
（一）实现师生之间课上课下动态交流
与中、小学教学不同的是，高校授课教师与学生接触的时间少，学生学习要靠自觉，教师在课堂上只能重点简述、提纲挈领。智能手机以及QQ群、微信群的普及，为师生的课下交流、学习讨论提供了便捷手段。在一个班级或不同班级的学习小组间进行自由讨论交流、信息推送，以语音输入和实时对讲的方式进行答疑释惑。现代教育认为实验课程并不是理论课程的辅助而是进一步的深化，因为理论课并不能提供鲜活的实验动物和学生自由讨论的氛围，引起学生的好奇心与兴趣。而一旦诱导了学生们的兴趣和爱好，学生会有向自己的同学及授课教师探讨专业问题的诉求及意愿。如果师生线上的互动交流，同学生分享自己在教学中的心得体会，并与自己在科研上的研究成果相结合，则起到事半功倍的效果。[8] [9]
（二）使教与学的传统角色发生彻底改变
教师板书、学生笔头记录是最传统的教学方式。新媒体技术的运用已彻底打破界限，尤其智能手机的拍照功能日益强大，学生使用手机拍照的方式代替课堂笔记以及照相机拍照已经成为常态。[8]学生用这种方式快速方便地将课堂知识记录下来，以便日后进一步复习，查阅;教师用这种方式能很快将讲课要点传递出去，提高讲课效率。传统的课堂45分钟，并不能为学生的疑惑提供太多的时间进行问答。新媒体条件下，学生对于在课堂上有疑惑的概念、公式以及推理过程，可以用手机进行百度查询，或与班上同学进行微信群内互动，而教师可以对全程进行监督。课前或 / 和课后，教师还可以将与课堂有关的资源通过新媒体资源共享技术让学生通过下载做好课前预习和课后复习。因此智能手机的合理使用会提高学生的学习热忱及求知的欲望，提升教学的效率，优化教学质量。[8] [10]
（三）虚拟现实技术在实验生物学实验教学中的应用
虚拟现实技术应用于动物学实验技术应用于动物学实验能够有效地解决动物学实验教学面临的经费与伦理方面的困境，前期投入基金将虚拟实验室建好，后续只需要维护和更新费用，不需要考虑实验动物的购置、试验药剂的购买、废弃物的处理，无疑将节省大量的人力和物力。更重要的是虚拟实验室通过免费下载或购买不同的软件就可以满足不同实验动物的需求，逼真地模拟出在传统实验技术的支持下极难进行或耗费巨大的实验，极大丰富了实验内容，又可以无危险性、无限制地重复进行实验操作，使学生熟能生巧掌握实验过程与原理;虚拟实验室不需要前期的人力物力准备相关的实验材料，做到随到随看;各高校间可以借助于5G高速网络互联技术，共享同一套虚拟实验系统，用有限的资源实现最大化的利用。更重要的是教师通过视频监控系统可以实时监控学生每个实验步骤的操作细节，实时纠错，对其结果进行量化分析和科学评价。[3] [4] [11] [12]
三、结语
联合国教科文组织在其发布的《教育—财富蕴藏其中：国际21世纪教育委员会报告》报告中指出：“人们逐步认识到，教师同其他职业一样，是一种‘终身学习的职业，从业者在职业生涯中自始至终都要有机会定期更新和补充他们的知识、技能和能力。”[13]新媒体技术的发展，既使教师通过数字化信息进行知识更新与学习，又让教师与学生的互动过程中进行查漏补缺，形成教学的正反馈，为学生和教师的教学相长的能力提供了无限可能性。因此，新媒体技术可以开发出教师终生学习的无限潜能，使其形成自己独特的教学风格，成为新媒体条件下受学生欢迎的高水平教师。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 涂涛，李文.新媒体与未来教育[J].中国电化教育，2015（1）：34-38.
[2] 李容树.简析智能手机在完善教学课程中的应用[J].沈阳干部学刊，2015（3）：66-67.
[3] 李建荣，孔素真.虚拟现实技术在教育中的应用研究[J].实验室科学，2014（3）：98-100.
[4] 陈治宇.虚拟现实技术在实验教学中的应用[J].甘肃联合大学学报（自然科学版），2013（2）：103-106.
[5] 冷扬，鲍波，苏小华，等.医学院校实验动物学教育现状及教学改革思考[J].南京医科大学学报（社会科学版），2013（2）：175-178.
[6] 吴清洪，顾为望，张嘉宁，等.加强动物实验教学，提高学生动手能力[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2005（3）：302-303.
[7] 袁进，吴清洪，顾为望.医学院校实验动物学实验教学改革探讨[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2009（2）：215-217.
[8] 方明英.新媒体视域下教师职业嬗变探析[J].吉林省教育学院学报（下旬），2015（7）：90-92.
[9] 杨志峰.网络与新媒体专业信息素养融合式教学之我见[J].软件导刊，2015（7）：47-48.
[10] ?周红春，梁静.新媒体传播环境下高校教学方式的变革[J].中国电化教育，2013（8）：91-94，109.
[11] ?陈兴瑞.虚拟现实技术在实验教学中的应用探讨[J].曲阜师范大学学报（自然科学版），2001（04）：114-117.
[12] ?周力臻.基于三维虚拟现实的互动实验教学系统[J].信息技术与信息化，2014（4）：121-123.
[13] ?周南照.21世纪教育的四大支柱[J].世界教育信息，2014（15）：3-7.
[责任编辑：刘凤华]
