形態(tài)學(xué)數(shù)字化平臺(tái)在組織胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用與探索

徐紀(jì)偉，孫丹華

（漯河醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，河南 漯河 462000）

形態(tài)學(xué)數(shù)字化平臺(tái)在組織胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用與探索

徐紀(jì)偉，孫丹華

（漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，河南 漯河 462000）

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建立形態(tài)學(xué)數(shù)字化平臺(tái)，將其應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以融合相近學(xué)科知識(shí)、豐富教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

形態(tài)學(xué)；數(shù)字化平臺(tái)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

組織胚胎學(xué)是一門(mén)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程，包括理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)部分。其中實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，可以將抽象的理論知識(shí)轉(zhuǎn)變成直觀的圖像，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。近幾年隨著學(xué)生數(shù)量的增加以及學(xué)生層次的變化，采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段已經(jīng)很難完成教學(xué)目標(biāo)。隨著多媒體技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐步引入高等教育，構(gòu)建數(shù)字化平臺(tái)可以解決目前存在的教學(xué)困難。因此，我校形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心構(gòu)建了形態(tài)學(xué)數(shù)字化平臺(tái)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入數(shù)字切片，收到了良好的教學(xué)效果，現(xiàn)介紹如下。

1 組織胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

目前組織胚胎學(xué)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式有很多局限性。首先，學(xué)生觀察切片要在實(shí)驗(yàn)室借助光學(xué)顯微鏡，這樣就受到時(shí)間和空間的限制；其次，玻璃切片在制作過(guò)程中要耗費(fèi)一定的人力、物力和財(cái)力，使用過(guò)程中容易破損和褪色，不易永久保存，特別是一些罕見(jiàn)的組織切片數(shù)量少，不能滿足教學(xué)需求；再次，由于切片機(jī)、特殊試劑等實(shí)驗(yàn)條件限制，部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目沒(méi)有開(kāi)設(shè)，不能完全展示理論學(xué)知識(shí)；最后，由于切片的質(zhì)量參差不齊及學(xué)生觀察切片的時(shí)間有限，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想，并且很多學(xué)生希望再次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，但是目前由于師資力量、實(shí)驗(yàn)室使用頻繁、課程設(shè)置等問(wèn)題，重復(fù)實(shí)驗(yàn)還存在著很大困難。

2 形態(tài)學(xué)數(shù)字化平臺(tái)的建立

構(gòu)建形態(tài)學(xué)數(shù)字化平臺(tái)需要全自動(dòng)顯微鏡、高清彩色數(shù)碼攝像頭、自動(dòng)圖像掃描系統(tǒng)和數(shù)字切片瀏覽系統(tǒng)[1]。首先，要做好準(zhǔn)備工作，專業(yè)教師要選擇結(jié)構(gòu)典型、染色適度、制作精美的玻璃切片，按照教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分類編號(hào)。其次，通過(guò)電腦操作系統(tǒng)讓自動(dòng)顯微鏡掃描切片，包括X/Y軸方向自動(dòng)掃描和Z軸方向聚焦掃描，先在4倍物鏡下掃描切片，然后在20倍、40倍物鏡下掃描切片，再將3種倍數(shù)圖像進(jìn)行高精度、多視野、無(wú)縫拼圖，形成一張全視野數(shù)字切片。最后，專業(yè)教師在數(shù)字切片上注明切片名稱、組織來(lái)源、染色方法，準(zhǔn)確定位數(shù)字切片上的典型結(jié)構(gòu)，并且詳細(xì)描述組織的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。此外，有一些數(shù)字切片需要特殊制作，例如一張血涂片內(nèi)的白細(xì)胞種類不全，就需要掃描多張切片，分別采集圖像，然后再合成一張具有各種白細(xì)胞的數(shù)字切片。

3 形態(tài)學(xué)數(shù)字化平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)

形態(tài)學(xué)數(shù)字化平臺(tái)內(nèi)部具有大量的數(shù)字切片，任何人都可以遠(yuǎn)程閱片或在線瀏覽，并且數(shù)字切片是虛擬的，占用存儲(chǔ)空間較小。玻璃切片在普通光學(xué)顯微鏡下不能進(jìn)行任何標(biāo)記，而數(shù)字切片則可以標(biāo)記各種結(jié)構(gòu)，當(dāng)需要再次查閱這些結(jié)構(gòu)時(shí)，只需要單擊標(biāo)記按鈕，非?？旖莘奖?。普通顯微鏡的鏡頭放大倍數(shù)是固定的，如果觀察大范圍的縱向變化則不能清晰顯示各層面，而數(shù)字切片則具備由低倍到高倍、由整體到局部的連續(xù)觀察功能[2]。

4 形態(tài)學(xué)數(shù)字化平臺(tái)的教學(xué)應(yīng)用

4.1 豐富組織胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

玻璃切片中有一些經(jīng)過(guò)特殊染色制作，很容易褪色，有一些取自特殊標(biāo)本，切片數(shù)量不多，而數(shù)字切片則提供了新技術(shù)，可有效解決這些問(wèn)題，讓每位學(xué)生都能夠觀察到各種典型結(jié)構(gòu)。教師可用該平臺(tái)展示容易混淆的數(shù)字切片，還可標(biāo)注需要學(xué)生討論思考的問(wèn)題，組織學(xué)生開(kāi)展交流研討，豐富教學(xué)手段，加強(qiáng)師生之間的溝通交流，發(fā)現(xiàn)授課過(guò)程中的疑點(diǎn)和難點(diǎn)，提高教學(xué)效果。此外，教師可以利用數(shù)字切片制作內(nèi)容豐富、圖片精美的課件，還可以利用數(shù)字切片平臺(tái)錄制多張切片的同屏對(duì)照觀察的視頻，共享教學(xué)資源。

4.2 促進(jìn)組織胚胎學(xué)與相近學(xué)科融合

專業(yè)教師可以將組織胚胎學(xué)、病理學(xué)、寄生蟲(chóng)學(xué)及微生物學(xué)的切片全部掃描，建立形態(tài)學(xué)數(shù)字切片資源庫(kù)，改革傳統(tǒng)的組織胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段，實(shí)現(xiàn)縱向、橫向?qū)W習(xí)。例如講解肝臟時(shí)，以乙型病毒性肝炎為例，從病原學(xué)（病因）→正常形態(tài)學(xué)（組織學(xué)）→異常形態(tài)學(xué)（病理學(xué)）→臨床（癥狀、體征及治療）開(kāi)展縱向、橫向?qū)Ρ嚷?lián)系學(xué)習(xí)，促進(jìn)相近學(xué)科融合，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果[3-4]。

4.3 改革組織胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)考核方式

傳統(tǒng)組織胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)考核主要采取辨別鏡下組織結(jié)構(gòu)的方式，這需要大量的人力和物力，由于學(xué)生分組分時(shí)間段考試，經(jīng)過(guò)多輪考試后考題范圍容易被猜中。此外，由于考核的切片制作標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，各班級(jí)的整體成績(jī)參差不齊，導(dǎo)致考核的合理性、公平性及可信性不強(qiáng)。而數(shù)字切片制作標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，且可以復(fù)制及編輯，不僅有利于學(xué)生的考前復(fù)習(xí)，而且教師也可以對(duì)數(shù)字切片進(jìn)行編輯、裁剪、標(biāo)注，設(shè)計(jì)出多種多樣的題型，全面客觀地考核學(xué)生掌握知識(shí)的能力[5]。

5 形態(tài)學(xué)數(shù)字化平臺(tái)存在的問(wèn)題

目前用于建設(shè)數(shù)字化平臺(tái)的計(jì)算機(jī)服務(wù)器、全自動(dòng)顯微鏡、專業(yè)彩色數(shù)碼攝像頭、自動(dòng)圖像掃描系統(tǒng)和數(shù)字切片瀏覽系統(tǒng)的費(fèi)用相對(duì)昂貴，同時(shí)醫(yī)學(xué)院校對(duì)數(shù)字切片技術(shù)的認(rèn)識(shí)還不深入、不全面，制約了該技術(shù)的推廣。制作高質(zhì)量的數(shù)字切片必須要擁有種類齊全、結(jié)構(gòu)典型、制作精美的玻璃切片庫(kù)，這就需要建立一支專業(yè)知識(shí)扎實(shí)、技術(shù)能力過(guò)關(guān)的隊(duì)伍，但是很多醫(yī)學(xué)院校對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員重視程度不高，導(dǎo)致人員的學(xué)歷較低、進(jìn)修機(jī)會(huì)較少。此外，由于數(shù)字切片的使用，導(dǎo)致學(xué)生操作顯微鏡的機(jī)會(huì)減少。

數(shù)字切片改變了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，為學(xué)生創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)條件，有效地提高了教學(xué)質(zhì)量。

[1]李冬梅，姚根有，王玲玲，等.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下醫(yī)學(xué)數(shù)字切片庫(kù)的構(gòu)建與應(yīng)用探索[J].解剖學(xué)雜志，2010（2）：268-269.

[2]馬云，王亮，楊東霞，等.病理圖像芯片在形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用與研究[J].教育教學(xué)論壇，2014（46）：205-206.

[3]鄧超，李英，滕麗萍，等.醫(yī)學(xué)微觀形態(tài)學(xué)多媒體素材庫(kù)構(gòu)建初探[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2013（3）：291-293.

[4]王霞，李娟，張明，等.基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字切片系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2011（11）：135-136.

[5]馬保華，張慶莉，康敏，等.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室數(shù)字化教學(xué)切片的應(yīng)用與研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011（10）：120-122.

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1671-1246（2017）04-0030-02