數字切片在組織胚胎學實驗教學中的應用

陳筠 農林琳 熊彬 宮曉潔 李金平 任亞萍 趙國軍

摘要：數字切片為組織胚胎學的實驗教學帶來便捷的同時，也存在學生容易分心，難以建立平面與立體結構等問題。擬改進教學方式，讓它真正成為實驗教學的好幫手。

關鍵詞：數字切片;組織胚胎學;實驗教學;應用

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）51-0279-02

傳統的組織學與胚胎學實驗教學中，教師借助光學顯微鏡和玻片，向學生闡述各種細胞、組織、器官的結構和特點。但這種教學模式存在以下問題：（1）玻片制作成本高，且易破損或褪色，屬于耗材;（2）組織來源（尤其是人類組織標本來源奇缺）不一、制作水平不一，難以保證切片本身的質量;（3）缺少特染或稀缺標本;（4）學生學習受時間和空間的限制;（5）稀缺珍貴標本—胚胎。這些問題必然會影響形態實驗教學的質量，如何解決這些問題已成燃眉之急。

隨著教育信息化的發展，數字切片在醫學教學中的應用越來越廣泛[1，2]。數字切片因包含玻片的全部信息，又能夠通過計算機按照不同放大倍數進行觀察。因此，越來越多的醫學院校都在逐步采用數字切片進行教學。我校也已建立醫學形態學的數字切片庫及網絡教學平臺。但在這幾年的數字切片教學中，我們感受到數字切片在教學中帶來便捷的同時，也存在一些問題：（1）看數字切片時，學生容易分心，注意力難以長時間集中，容易被其他更有趣、更豐富的數字資源或學習以外的內容分心;（2）盡管教研室目前已有豐富種類（特染、各種組織來源）的數字切片，但利用程度不高，主要用于常規的實驗教學;（3）數字切片屬于平面切面，學生在學習過程中仍然缺乏對器官、組織、細胞的立體感受。針對這些問題，我們考慮將數字切片教學從以下幾個方面進行改進：

1.制作數字切片的微課。微課是傳統課堂學習的一種重要補充和拓展資源[3]。我們教研室已制作較多、質量較好的微課作品，獲得過校內、區內、國家級的獲獎證書，也發表過相關教學論文[4]，不過關于實驗教學的微課較少。我們擬將實驗教學中的知識點橫向對比，制作成具有歸納性、啟發性或演示型的數字切片實驗微課，也可進一步補充形態學網絡教學。

2.數字切片應用于組織學的切片考試。采集數字圖像，加以編輯，制作具有典型的器官組織結構試題庫，試題庫內可含有選擇題、判斷題、自由發揮題等，所有試題均附有圖像，符合組織學與胚胎學作為形態學科的特點，可將其應用于組織學的切片考試或競賽。

3.開放實驗室——構建數字切片的組織學實驗自主學習網絡環境，培養自主學習能力，培養數字切片環境下組織學實驗的思維和方法。解讀切片需要學生從以下幾個方面學習，如：（1）圖的類型;（2）圖的方位，其生物學方位是橫切面，還是縱切面、正面、側面等;（3）圖的觀察順序，對實質性器官要由表及里，對空腔性器官要由內向外;（4）圖的局部和整體結構。因此，學生通過對切片的解讀，可以培養其觀察力與理解力。除此以外，數字切片庫還可作為學生課前預習、課后復習、進行網絡學習與自我檢測的方式，教師也可通過學生提交的答案，及時了解學生學習進度、學習狀態等。

4.構建數字化虛擬實驗室。建立數字化虛擬實驗室，讓數字切片的平面結構真正“立”起來，將組織、細胞的橫切、縱切、正面、側面結構與器官的立體結構有機結合;讓立體結構與器官功能得到真正完美的詮釋，這比教師的口述會來得更為直接。另外，在虛擬實驗室中還可設置娛樂性的實驗教學。例如，設置人體器官拼圖游戲、胚胎發育結構的空間與發育時間連連看等。用游戲來提升學習興趣，吸引學生的注意力，讓學生在一種輕松的環境中，以放松的心態汲取知識。

5.進一步拓寬數字切片、數字標本庫。我校也已建立醫學形態學的數字切片庫及網絡教學平臺，但仍缺少與胚胎發育相關的數字切片庫。為了進一步豐富教學資源，我們擬采取多種途徑向其他在這方面有經驗的高校學習，在我校已有的形態學數字切片庫基礎上，建立孕前—胚胎發育—解剖結構、病原體—胚胎畸形等相關的數字切片、數字標本庫。

6.探索將數字切片與各種現代教學法結合。教師在授課前，按照培養目標和教學要求，針對不同專業、不同培養層次的學生采用靈活的、有差異性的教學方法。PBL教學法、雨課堂、云板書、翻轉課堂、對分課堂等，都可以與數字切片相融合并應用于課堂教學中。

7.借助數字切片讓學生得到“美”的體驗，融入醫學人文教育。數字切片不是單調枯燥的圖片，例如鏡下觀察長骨的結構，經硫堇苦味酸染色后，顯示出非常漂亮的同心圓狀排列的骨單位，層層疊疊，像美麗的梯田，又似孔雀開屏;淋巴結的標本，硝酸銀染色伊紅復染后，顯微鏡下觀察，黑色、細而分支多并交織成網的是網狀纖維，淋巴細胞胞質呈現淡紅色，鏡下看上去就像一棵棵寒梅樹上開著朵朵粉紅色的花。我們還可設置形態學競賽，讓學生從數字切片中尋找到“美”，用“美”的結構拼出祖國大好河山、名勝古跡，抑或心中對“美”的想象與追求。讓學生在這個過程中感受“美”，熱愛“美”，珍惜美好生活，樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。

8.將3D打印技術應用在醫學形態學教學中。隨著3D打印技術的發展，其在醫學設備、醫學模型制造領域、生物醫學領域和臨床實踐中都得到了很好的應用，并顯現出可替代的優勢。Chapron等[5]通過患者的CT及MRI數據，利用3D打印技術制作出了患者的無差異化心臟形態學模型，并成功運用于手術。國內，馬立敏等[6]利用3D打印技術輔助頸椎高位多節段脊索瘤手術也取得了成功。除了臨床應用，3D打印技術在醫學教學中也開始發揮作用[7，8]。對于我校而言，無論是人胚胎正常或是異常的胎兒標本，都屬于稀缺教學資源。原有標本的老化和破損，以及不斷增長的接受教育的需求，更讓這些形態學標本愈顯珍貴。[9，10]我們相信，隨著3D打印機的成熟與普及，可以緩解學生人數增加和標本減少問題之間的矛盾，同時對提高醫學形態學課程教學質量將起到重要作用。

參考文獻：

[1]成少利，張秉義，鄭黎明，等.醫學形態學數字切片教學網絡平臺的建設及應用[J].中國醫學教育技術，2018，32（5）：516-518.

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[3]張思文.高校微課建設的現狀研究[J].黑龍江教育：高教研究與評估，2019，（4）：65-66.

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[8]趙翱東，陸榮，胡俊平.微課對提高高職本科課程教學效果的若干思考[J].教育教學論壇，2019，4（15）：252-253.

[9]呂志君.3D打印技術在高職院校教學中的應用與探究[J].教育天地，2019，（4）：207.

[10]朱思品，王向陽.3D打印模型結合角色扮演教學法在骨科臨床實踐教學中的應用效果[J].溫州醫科大學學報，2019，49（4）：306-308.