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特色项目一:

基于现代计算机网络技术,在实验室开放管理和大学生网络实验教学上的应用,促进了大学生自主学习能力的培养

中心组建以来,积极探索独立建制下公共实验教学平台的运行与管理机制。以“强化基础、重视应用、着重能力、激励创新、全面发展”为指导,积极利用网络信息技术,依托校园网平台,建立实验室开放和网上实验教学信息平台,大力提升实验教学资源共享水平,稳步推动教学管理信息化建设进程。基于现代计算机网络技术,在实验室开放管理和大学生网络实验教学上的应用,促进了大学生自主学习能力的培养。

1)建立实验室开放预约系统,为学生提供预约信息服务

近年来随着办学理念的转变,大学生利用公共实验平台开展自主学习和探究的热情和主动性也日益高涨。然而,受实验资源、时间条件、资讯信息等限制,实验室在开放使用过程中经常会出现一些问题,比如某时段来借用的人数明显偏多而应接不暇,有时候却来者寥寥而造成资源闲置。因此建立实验室开放预约和信息发布系统就尤为必要,学生可以通过该系统详细了解所需实验室当前使用状况,据此合理调整自己的实验计划和安排,而不必像以前那样大费周折地几次三番与实验室管理员协调。

实验室开放预约系统是遵循目前主流的多层架构技术,设计符合标准与规范的多层架构体系。自上而下是面向用户的表现层、功能层、支撑层和数据层与网络硬件基础设施层。基于校园网络系统,我们采用了Browser/Server(浏览器/服务器)三层体系结构,数据库采用SQL Server 2000,采用ASP技术实现。这种体系结构在硬件环境、系统安全、可维护性和扩展性等方面都优于以往的文件服务器结构和Client/Server结构。它突破了空间和时间的限制,在实时交互性、异步性、信息广泛性等方面优势明显。

学生可以在任意网络终端打开预约信息填写界面(图1),详细填写表中内容,即可提交预约信息至服务器端的数据库中,生成数据记录,永久保存。在查看预约时, ASP脚本程序按时间倒序的顺序,动态地将数据记录从数据库中读写成HTML文件,由常规WEB浏览器呈现给学生。如此,学生可以在宿舍、图书馆、教室等不同场所,方便快捷的完成预约申请。

 

5-1 实验室开放预约系统预约信息填写及预约记录查询界面

 

另一方面,通过该系统实验室管理员一般每天查询2次(上午和下午各1次)预约记录,即可及时对预约者进行受理。根据学生填写的预约信息的完善程度、预约时间的适宜性等,告知是否可以如约进入实验室。截至目前,已有8000多人次(植物生物学类1200多人次)通过该系统成功实施预约进入实验室开展600余项目(植物生物学类236个项目)研究活动,大大提高了实验室的开放效率,显著提高了实验室开放效率和大学生实验技能水平。  

2)构建华南农业大学校园植物专题网站

种类繁多的校园植物,已成为我校宝贵的资源。它们不仅绿化美化着校园环境,也为我校开展植物学、树木学、花卉、植物病理学、昆虫学等课程提供了丰富而鲜活的教学素材,促进实践教学的发展。2009年由中心主任崔大方教授牵头,成立校园植物调查组,组织师生对校园内的教学区、学生宿舍区、教工住宅区等区域的植物做了全面的调查,记录植物学名、生长习性、形态特征、经济用途、原产地及校园分布。共记录木本植物223种(包括亚种、变种、品种),隶属于62125属,其中裸子植物679种,被植物56118214种。调查发现我校共有国家重点保护植物4种,国家珍稀濒危保护植物9种。并进行校园植物的标示工作,在学校里的很多树木上钉起了醒目的蓝色防水标牌,注明了植物的科属、拉丁文名和主要用途,美观大方,一目了然。校园植物的标示,普及了大家植物学方面的科普知识,提升了学校的校园文化品味,受到广大师生员工的欢迎和好评,在校团委大力协助下进行的有关挂牌工作的问卷调查中,同学们普遍认为该项工作对自身文化素质的提高有所帮助,其中认为挂牌工作有助于植物科普知识普及的占了89.2%,有助于提高我校历史文化品味的占了73.2%,有助于提高美学艺术修养的占了80.6%,有助于加强生态保护意识的占了81.4%。不过也有很多同学反映,单纯通过挂牌了解到的知识内容极其有限,而且挂牌植物在校内还不够普遍,无法满足大家更深入广泛地认识我校丰富的植物资源的要求。

2009年,在适逢百年校庆之际,学校提出“五湖四海一片林”的绿色庆典理念,得到广大师生和校友的响应,各方校友闻讯后纷纷献计出力、慷慨解囊、捐树送石,为校环境建设再造新绿贡献力量,诚可谓“古荔降香绿榕情,五湖四海学子心”。校园植物的标示工作再次得到校领导的重视!校园植物调查组的10多位师生在前期工作基础上经过近半年的收集整理和精心撰稿,《华南农业大学校园木本植物图鉴》终以图文并茂的形式奉献给广大读者,展现了校园多姿多彩的木本植物。同时,在学校网页建立了华南农业大学校园植物专题网站,为学生的学习实践和开拓创新提供了广阔的实验教学平台。

华南农业大学“古树名木”网站(http://xy.scau.edu.cn/tree/ ),在学校主页的“校内链接”和“学校概况”处设立导航链接。本网站共收录木本植物223种(包括亚种、变种、品种),隶属于62125属,其中裸子植物679种,被子植物56118214种,包括国家重点保护植物4种,国家珍稀濒危保护植物9种。该网站在对校园植物调查、统计的基础上,利用ASP网页技术制作校园植物网页。它不但提供了我校现存古树名木的名录,对其进行了合理的分类,还提供了搜索功能,并附上了各种植物的彩色照片,方便查阅和了解古树名木的科属名称、生长习性、形态特征、经济用途、原产地等相关信息。网站的开发利用,对指导学生课外植物学学习、开展课外科技活动,对帮助学生学习植物科学知识,提高人们保护植物多样性的积极性,提高植物学方面的科普知识,提升学校的校园文化品味,宣传华南农业大学的华南区域特色校园景观起到积极作用!

5-2 华南农业大学校园植物专题网站目录

5-3 华南农业大学校园植物专题网站植物介绍


5-4华南农业大学“古树名木”网站

 

3)构建生物显微虚拟实验室开放平台

为了探索新形势下生物学实验教学新方法,中心于2007年开始立项调研,在中央与地方共建高校专项资金《植物学基础实验室》项目的支持下,2008年组建了植物学显微观测虚拟实验室,利用计算机网络和Web技术,采取B/S模式,建立的动态实验教学网站,具有实时、可重复的特征。以此为枢纽,教师、学生可以在同一时间进行多种不同的操作,较好地突破了课堂教学的局限性。同时,本系统具有良好的阅读界面、纲要型的导航树、多用户服务特性,以及丰富优质的数字切片和结构标识,学生可按照自身学习进度,有计划地开展自主学习,从而实现个体化教学目标,避免课堂教学过程中照顾多数忽略少数的弊端。

建成植物学虚拟显微结构实验教学网页,进行植物学虚拟实验网络教学,并投入试运行,取得了比较好的效果。同时,整合我校及广东省各高校植物类、动物类、微生物类、医学类、遗传学类切片资源,使之数字化,并建立各学科数字切片库。以切片库为基础,建立各学科显微切片虚拟实验教学系统,以网站的形式向各高校师生开放使用,并把实验室建设成为与学科建设、专业建设、课程建设相配套的支撑体系。

植物学显微虚拟实验室系统按照“教师-教学资源-学生”的三方组织模式确立本虚拟实验室的组织框架。实验教师负责制作数字切片,构建网络系统,发布、维护、更新教学资源,在线回答学生提问等。学生则通过个人电脑、图书馆电子阅览室等网络终端开展预习、复习、研究等自主学习和交流讨论。

5-5虚拟实验室的组织框架

 

植物学显微虚拟实验室系统主要由Motic BA600全自动生物显微镜、Moticam1500数码摄像机、自动显微镜控制盒、自动显微镜手动控制器、微型计算机、交换机等组成。

 

5-6 Motic BA600全自动生物显微镜及其操作系统及数字切片扫描模块界面

利用植物学显微虚拟实验室系统与全自动生物显微镜配合,可行使产生新数字切片、数字切片管理和浏览数字切片等功能的虚拟切片软件系统,是服务于教师端的应用软件系统。

 利用数据库技术和ASP.NET技术,建立的动态实验教学网站,是本虚拟实验室的重要组成部分,具有实时、可重复的特征。以此为枢纽,教师、学生可以在同一时间进行多种不同的操作,较好地突破了课堂教学的局限性。同时,本系统具有良好的阅读界面、纲要型的导航树、多用户服务特性,以及丰富优质的数字切片和结构标识,学生可按照自身学习进度,有计划地开展自主学习,从而实现个体化教学目标,避免课堂教学过程中照顾多数忽略少数的弊端。

 

5-7 虚拟实验室的数字切片库

3)在实验室开放管理和大学生网络实验教学上的应用的意义与效果

生物学是自然科学的一个重要门类,即重视基础研究,又重视应用研究。因此,生物学教学即要强调理论教学,也要强调实践教学,而生物学实验室则是开展实践教学的重要平台之一。由于受技术条件限制,生物学实验室基本以创建实体、扩充增容为建设策略,但在学生人数倍增的情况下,目前的建设步伐依然较难满足教学需求,更不必说对外开放共享。基于传统实验室的生物学实验教学具有以下几个方面的困境:1)投资大,维护成本高,当经费有限时,仪器设备采购和维修就会受到影响。2)重复投资多,利用率低。实验教学通常以班级为单位,服从教务处的统一课程安排,往往会出现疏密不均现象,必然导致重复建设而使利用率降低。3)实验课时减少,课堂讲授内容受到严重限制,造成理论教学和实验教学脱节明显,影响教学质量和学生实践能力培养。4)受制于时间冲突、人员财力缺乏等诸多因素,在较长时间内实验室对外开放难都未能很好解决,不利于学生课后时间重复课堂实验观测。5)学生与实验教师的交流往往仅限于课堂之上,课外时间沟通则极为有限。如何解决学生扩招带来的教学质量下降,提高教学质量,是当前急需解决的问题。

种类繁多的校园植物,已成为我校宝贵的资源。它们不仅绿化美化着校园环境,也为我校开展植物学、树木学、花卉、植物病理学、昆虫学等课程提供了丰富而鲜活的教学素材,促进实践教学的发展。基于计算机网络技术,把我校的校园植物搬到网上,建立校园植物知识库,对其进行了合理的分类,并附上了各种植物的彩色照片,科属名称、生长习性、形态特征、经济用途、原产地等相关信息。网站的开发利用,对指导学生课外植物学学习、开展课外科技活动,对帮助学生学习植物科学知识,提高人们保护植物多样性的积极性,宣传华南农业大学的华南区域特色校园景观起到积极作用!

利用计算机网络和Web技术,采取B/S模式,建成植物学虚拟显微结构实验教学网页,进行植物学虚拟实验网络教学。在数码互动系统与网络平台下,结合数字切片的应用,可根据课程安排和实验要求,进行数字切片的编辑(如标注等)、分类与管理等,然后在数字切片库的基础上,开发客户端浏览软件,可扩展到校园网或Internet上,进行预习、练习、复习和考试等,让学生学习起来无时间和空间限制,大大提高了学生自主学习的积极性,提高了实验教学效率和质量。

生物显微虚拟实验室开放平台、华南农业大学校园植物专题网站为大学生提供开放式实验教学资源,让学生学习起来无时间和空间限制,开放预约系统却在老师在学生中架起便捷的信息桥梁,学生可以通过该系统详细了解所需实验室当前使用状况,据此合理调整自己的实验计划和安排,老师可以通过系统了解学生预约实验项目的信息,对实验室进行统筹安排,为学生提供实验指导服务。开放预约系统在提高资源共享利用率,提高开放实验室管理效率起到重要的作用。

生物显微虚拟实验室和校园植物专题网站建立以来,得到了广大师生的广泛关注,已在我校生物学、农学、林学、园艺、草业科学、植物保护、资源环境等5个学院24个本科专业的植物学实验教学中得到应用。同时还被应用于生物类专业研究生的植物显微制片技术课程教学,在实验教学应用中起到良好的辅佐作用。根据数据库记录显示,生物显微虚拟实验室已上传数字化切片350余张,总计访问量3300多次;校园植物专题网站总计访问量达76000多次。

基于现代计算机网络技术,在实验室开放管理和大学生网络实验教学上的应用,促进了大学生自主学习能力的培养,拓展开放实验教学的空间和时间,提高教学质量。效果表现在:

第一:为学生课前预习、课后复习以及课程拓展学习提供良好条件。

数字化的标本图像,保持着肉眼通过显微镜观察标本实物的信息特征和清晰度,同时利用标记指名相关结构的生物显微虚拟实验室,以及具有各种植物的彩色照片,科属名称、生长习性、形态特征、经济用途、原产地等相关信息的校园植物专题网站增加了知识信息量,更利于学生进行预复习。因网络化资源具有随时利用、重复利用和自主利用等特征,可使学生摆脱时空和实物标本限制,更利于学生进行自主学习。

第二:便捷应用,丰富教学资源,提升课堂教学深度。

课堂教学受课时影响较大,教学内容较为精简,因而缺乏必要的比较观察。本系统的数字化切片和校园植物专题网站包含种类众多,可以随时调用,对拓展教学内容和促进学生比较学习具有良好的辅助作用。

第三:拓展校内外合作,促进更多资源共享。

自平台建设以来,通过对外开放共享,扩大了本系统的知名度和影响力,先后得到我校资源环境学院、林学院、动物科学学院,以及南方医科大学等部门和单位有关教师的支持,使本系统的切片库资源得到扩充,增加了药用植物、木材、寄生虫、人体组织等显微结构照片。因此,不同学校不同专业的学生即可通过本系统浏览和学习多个专业领域的生物显微图像,从而更好地开展学科交叉学习和研究。校园植物专题网站的含有的植物种类,也是整个广东高校大部分的校园植物种类,校园植物专题网站的建立,也为整个广东高校提供了丰富而鲜活的植物教学素材,促进了资源共享,起到一定的辐射与示范作用!

 

5-8 生物显微虚拟实验室学生使用情况

5-1:校园植物专题网站各植物种类浏览情况

种名

科名

点击量

种名

科名

点击量

石榴

安石榴科

217

对叶榕

桑科

500

鱼木

白花菜科

372

高山榕

桑科

246

赤果鱼木

白花菜科

158

黄葛榕

桑科

344

单色鱼木

白花菜科

240

榕树

桑科

204

柏木

柏科

341

印度橡胶榕

桑科

457

山茶花

茶科

274

红桂木

桑科

461

金花茶

茶科

407

木菠萝

桑科

198

土密树

大戟科

353

榕树

桑科

232

乌桕

大戟科

266

构树

桑科

283

五月茶

大戟科

367

垂叶榕

桑科

203

白树

大戟科

212

无花果

桑科

165

重阳木

大戟科

242

印度胶树

桑科

235

石栗

大戟科

232

大琴榕

桑科

181

巴豆

大戟科

367

亚里垂榕

桑科

200

蝴蝶果

大戟科

697

菩提树

桑科

194

乌桕

大戟科

625

木荷

山茶科

310

山乌桕

大戟科

769

蛋黄果

山榄科

642

变叶木

大戟科

184

人心果

山榄科

633

红背桂

大戟科

191

银桦

山龙眼科

322

狗牙花

大戟科

286

落羽杉

杉科

273

琴叶珊瑚

大戟科

225

落羽杉

杉科

266

血桐

大戟科

205

杉木

杉科

209

刺桐

蝶形花科

274

使君子

使君子科

226

海南红豆

蝶形花科

320

小叶榄仁

使君子科

199

海南红豆

蝶形花科

283

柿树

柿树科

288

降香黄檀

蝶形花科

348

马尾松

松科

330

紫檀

蝶形花科

781

湿地松

松科

343

南岭黄檀

蝶形花科

176

铁刀木

苏木科

348

鸡冠刺桐

蝶形花科

204

凤凰木

苏木科

364

紫藤

蝶形花科

175

宫粉羊蹄甲

苏木科

374

铁冬青

冬青科

372

黄槐

苏木科

250

锦绣杜鹃

杜鹃花科

222

红花羊蹄甲

苏木科

311

水石榕

杜英科

274

腊肠树

苏木科

219

尖叶杜英

杜英科

870

羊蹄甲

苏木科

416

长芒杜英

杜英科

314

酸豆

苏木科

641

蚬木

椴树科

387

翅荚决明

苏木科

370

布渣叶

椴树科

445

双荚槐

苏木科

179

刺果番荔枝

番荔枝科

212

苏铁

苏铁科

372

刺果番荔枝

番荔枝科

942

赤桉

桃金娘科

361

鹰爪花

番荔枝科

307

窿缘桉

桃金娘科

381

橄榄

橄榄科

225

细花白千层

桃金娘科

346

蓝果树

珙桐科

294

串钱柳

桃金娘科

339

八宝树

海桑科

327

柠檬桉

桃金娘科

287

海桐

海桐花科

200

蒲桃

桃金娘科

247

海红豆

含羞草科

322

洋蒲桃

桃金娘科

404

大叶相思

含羞草科

265

白千层

桃金娘科

247

马占相思

含羞草科

238

窿缘桉

桃金娘科

188

南洋楹 

含羞草科

489

细花白千层

桃金娘科

417

台湾相思

含羞草科

338

番石榴

桃金娘科

474

朱缨花

含羞草科

210

洋蒲桃

桃金娘科

785

银合欢

含羞草科

244

托里桉

桃金娘科

314

大佛肚竹

禾本 !E o:p>

219

番石榴

桃金娘科

325

粉单竹

禾本科

197

蒲桃

桃金娘科

428

黄金间碧竹

禾本科

217

大叶桉

桃金娘科

208

青皮竹

禾本科

294

尾叶桉

桃金娘科

299

唐竹

禾本科

230

红果仔

桃金娘科

251

麻竹

禾本科

156

千层金

桃金娘科

307

鸡蛋花

夹竹桃科

310

乌墨

桃金娘科

140

倒吊笔

夹竹桃科

224

嘉宝果

桃金娘科

183

海杧果

夹竹桃科

301

红胶木

桃金娘科

187

糖胶树

夹竹桃科

655

台湾栾树

无患子科

253

软枝黄蝉

夹竹桃科

162

无患子

无患子科

409

黄蝉

夹竹桃科

212

复羽叶栾树

无患子科

301

夹竹桃

夹竹桃科

393

龙眼

无患子科

323

黄花夹竹桃

夹竹桃科

242

荔枝

无患子科

222

红鸡蛋红

夹竹桃科

244

苹婆

梧桐科

332

枫香

金缕梅科

202

梧桐

梧桐科

345

红花檵木

金缕梅科< /SPAN>

210

翻白叶树

梧桐科

274

黄牛木

金丝桃科

230

假苹婆

梧桐科

824

大红花

锦葵科

208

幌伞枫

五加科

441

黄槿

锦葵科

217

澳洲鸭脚木

五加科

183

垂花悬铃花

锦葵科

192

鹅掌藤

五加科

253

板栗

壳斗科

230

泡桐

玄参科

184

喜树

蓝果树科

360

毛泡桐

玄参科

344

大叶桃花心木

楝科

223

垂柳

杨柳科

196

苦楝

楝科

211

朴树

榆科

347

毛麻楝

楝科

259

光叶榉

榆科

266

塞楝

楝科

424

榔榆

榆科

433

香椿

楝科

276

黄皮

芸香科

386

米仔兰

楝科

374

楝叶吴茱萸

芸香科

248

大叶山楝

楝科

267

九里香

芸香科

479

红刺露兜树

露兜树科

209

短序润楠

樟科

263

长叶竹柏

罗汉松科

702

樟树

樟科

369

罗汉松

罗汉松科

244

阴香

樟科

742

柚木

马鞭草科

355

肉桂

樟科

688

假连翘

马鞭草科

513

潺槁树

樟科

339

马缨丹

马鞭草科

443

厚壳树

紫草科

183

山牡荆

马鞭草科

417

福建茶

紫草科

265

灰莉

马钱科

199

簕杜鹃

紫茉莉科

245

白兰

木兰科

409

蓝花楹

紫葳科

335

黄兰

木兰科

418

猫尾木

紫葳科

232

观光木

木兰科

264

吊瓜树

紫葳科

403

荷花玉兰

木兰科

241

炮仗花

紫葳科

293

夜合花

木兰科

288

菜豆树

紫葳科

335

紫玉兰

木兰科

263

火焰木

紫葳科

416

含笑

木兰科

347

黄花风铃木

紫葳科

337

木麻黄

木麻黄科

206

大王椰子

棕榈科

212

木棉

木棉科

369

董棕

棕榈科

358

美丽异木棉

木棉科

246

假槟榔

棕榈科

299

尖叶木樨榄

木樨科

271

鱼尾葵

棕榈科

396

桂花

木樨科

274

短穗鱼尾葵

棕榈科

201

猴子杉

南洋杉科

568

董棕

棕榈科

168

南洋杉

南洋杉科

372

蒲葵

棕榈科

313

异叶南洋杉

南洋杉科

214

银海枣

棕榈科

179

葡萄

葡萄科

278

加拿利海枣

棕榈科

190

长柄地锦

葡萄科

146

狐尾棕

棕榈科

200

岭南酸枣

漆树科

325

刺葵

棕榈科

191

岭南酸枣

漆树科

235

软叶针葵

棕榈科

164

芒果

漆树科

195

丝葵

棕榈科

167

人面子

漆树科

290

国王椰子

棕榈科

210

大花紫薇

千屈菜科

346

棕榈

棕榈科

261

萼距花

千屈菜科

198

棕竹

棕榈科

288

紫薇

千屈菜科

333

矮棕竹

棕榈科

187

黄梁木

茜草科

193

油棕

棕榈科

439

希茉莉

茜草科

346

三角椰子

棕榈科

239

龙船花

茜草科

379

散尾葵

棕榈科

190

枇杷

蔷薇科

463

冻子椰子

棕榈科

232

蔷薇科

246

霸王棕

棕榈科

270

石斑木

蔷薇科

171

金山葵

棕榈科

320

珊瑚树

忍冬科

274

三药槟榔

棕榈科

345

华南忍冬

忍冬科

351

散尾棕

棕榈科

461

土沉香

瑞香科

348

阳桃

酢浆草科

595

 

 

 
   

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