數(shù)字切片在病理學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用 *

李佩琴 胡 婷 楊少芬 周春輝

廣州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東省廣州市 510925

數(shù)字化切片和傳統(tǒng)的玻璃切片相結(jié)合，結(jié)合著數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了有效的教學(xué)支持。數(shù)字切片的出現(xiàn)消除了以往玻璃切片觀察的抽象性，圖像直觀清晰、配合教師準(zhǔn)確的圖示講解，理解起來簡單易懂，極大地提高了課堂教學(xué)效果，有利于學(xué)生有目的、有計(jì)劃的觀察切片，高效的觀察學(xué)習(xí)切片，理解掌握切片內(nèi)容，不再受時(shí)空的限制，可以重復(fù)無限次觀看切片教學(xué)，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

1 傳統(tǒng)切片的缺陷

在傳統(tǒng)的病理學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生要在實(shí)驗(yàn)室通過顯微鏡觀察玻璃切片，以病變組織的玻璃切片為觀察對象。因?yàn)閷W(xué)生觀察切片標(biāo)本要到固定的場所去，并且必須依靠顯微鏡輔助工具，所以學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)存在很大的局限性，并且超薄的玻璃材質(zhì)較脆，非常容易損壞，長時(shí)間下來，切片上的病變組織容易褪色，不能夠長期存放[1]。因此，在傳統(tǒng)的病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有些教師要準(zhǔn)備大量的玻璃切片，占用了本就有限的空間，而玻璃切片不宜永久保存，易褪色、破損，造成了資源的浪費(fèi)，并且反復(fù)拿取有損切片的質(zhì)量，時(shí)間長了之后不能清楚觀看切片的結(jié)構(gòu)，如果切片有劃痕，可能會(huì)使對切片的觀察學(xué)習(xí)產(chǎn)生誤解。由此可見，傳統(tǒng)切片教學(xué)有很多方面的局限性，其多種缺陷影響了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果，不利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)[2]。

2 數(shù)字化切片的特點(diǎn)

數(shù)字切片是指將玻璃切片放入全自動(dòng)的掃描顯微鏡中，結(jié)合虛擬軟件進(jìn)行高精度的拼接后，形成了一張?zhí)摂M的大型切片圖，并且這張切片圖像可以完好地保存，具有放大、縮小功能。數(shù)字化切片還可以跨越時(shí)空界限，用于多種場合，例如學(xué)術(shù)交流、學(xué)科教學(xué)、醫(yī)師培訓(xùn)、遠(yuǎn)程就診等。此外，數(shù)字化切片方便保存，避免了在教學(xué)或醫(yī)學(xué)研究過程中不斷損耗組織切片帶來的損失，還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程傳送，結(jié)合當(dāng)今先進(jìn)的信息化技術(shù)，將切片教學(xué)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程學(xué)術(shù)交流，參加病例讀片會(huì)、為法醫(yī)專家提供咨詢和培訓(xùn)等[3]。數(shù)字化切片和傳統(tǒng)玻璃切片的區(qū)別見表1。

表1 數(shù)字切片和玻璃切片比較

3 數(shù)字切片在教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 實(shí)現(xiàn)數(shù)字切片的定倍放大或縮小 為了使數(shù)字切片在病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源管理中更好的應(yīng)用，可以將數(shù)字切片按照不同的系統(tǒng)進(jìn)行分庫保存，做好教學(xué)資源的存儲(chǔ)和管理。完全具備傳統(tǒng)玻璃切片的功能，并且有整張全視野的信息，不再應(yīng)用顯微鏡就可以進(jìn)行不同倍率的觀察，用計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)選擇切片的任意位置，就可以進(jìn)行定倍任意放大，可以根據(jù)需要放大到10倍、20倍、40倍、100倍等，清楚看到切片上的細(xì)節(jié)，彌補(bǔ)了切片肉眼看不見、鏡下看不全的問題。縮小功能可以將多個(gè)切片圖像移至同一窗口，便于精確查找病變，進(jìn)行切片病變對比研究。

數(shù)字化切片如同高清的衛(wèi)星地圖，不會(huì)產(chǎn)生圖像信息失真問題，可以無限地從低倍到高倍，高倍到低倍的轉(zhuǎn)化，連續(xù)觀察。雖然是虛擬的切片，但是和傳統(tǒng)實(shí)物切片有著同樣的效果及高分辨率，紋理清晰可見，顏色逼真[4]。

3.2 建立互聯(lián)網(wǎng)虛擬切片庫 病理學(xué)專業(yè)可以建立一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)虛擬切片庫，將數(shù)字切片存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)或其他存儲(chǔ)介質(zhì)中，傳輸?shù)綄W(xué)校病理學(xué)網(wǎng)站服務(wù)平臺(tái)上，或建立學(xué)校病理學(xué)公眾號，把切片上傳在公眾號學(xué)習(xí)平臺(tái)上。建立虛擬的切片庫方便數(shù)字切片資源的分類、管理、查找和使用，可以讓學(xué)生直接將數(shù)字切片圖庫下載在自己的筆記本中，可以在課前預(yù)習(xí)，學(xué)生不用再受學(xué)習(xí)地點(diǎn)和學(xué)習(xí)工具的限制，不用專門到實(shí)驗(yàn)室里用顯微鏡觀看玻璃切片，可以隨時(shí)隨地研究切片，和同學(xué)一起討論切片，在一定程度上有利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，有很多的優(yōu)勢。教師可以直接將切片保存在U盤中，方便了對教學(xué)內(nèi)容的修改、充實(shí)、更新和完善[5]。由此可見，將數(shù)字切片上傳到網(wǎng)絡(luò)資源庫，拓寬了學(xué)習(xí)、研究渠道，學(xué)校可以將自己收集的數(shù)字化玻璃切片上傳到網(wǎng)絡(luò)公共渠道上，實(shí)現(xiàn)資源的共享[6]。

3.3 為少見的疾病提供公共平臺(tái) 在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)研究中，一些罕見的疾病，都是較珍貴、少見的，往往只有從事醫(yī)學(xué)研究的人或從事醫(yī)學(xué)教學(xué)的少數(shù)人有這些切片，比如，梅毒切片、艾滋病切片、腎炎切片、肝炎切片等，這些疾病較為少見，可以采集的玻璃切片也較少。傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)研究者將這些切片精心儲(chǔ)存在特定的位置，在必要時(shí)可以研究，但是這些標(biāo)本不能長時(shí)間存放，容易損壞，而且越來越多的人有研究需求。而數(shù)字化切片可以實(shí)現(xiàn)稀有切片的廣泛研究，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)現(xiàn)了資源共享，并且可以保留多件備份不用擔(dān)心切片存放丟失，可以永久存放，不會(huì)有組織破壞、顏色退化等問題。另外，不必請專門的研究人員制作大量的切片，進(jìn)行管理和分發(fā)，只需要制作典型的切片保管即可。數(shù)字切片可以進(jìn)行數(shù)字化儲(chǔ)存，節(jié)省了資金消耗，節(jié)約了人力、物力。每張切片都能夠保持切片的清晰度，不用占用大量的存放場所，儲(chǔ)存方便，虛擬切片的使用不依賴于顯微鏡，可以利用相應(yīng)的圖像瀏覽軟件進(jìn)行觀察，提高了材料的利用率，方便了病理學(xué)教學(xué)研究[7]。

3.4 方便教師理論化課程的教學(xué) 在以往的病理學(xué)教學(xué)過程中，教師總是利用多媒體課件或圖譜示典型病變圖引導(dǎo)學(xué)生觀察、找到典型的病變，但是學(xué)生只能在顯微鏡圖譜下觀看靜態(tài)的病變，不能夠從整體的角度了解這些病變結(jié)構(gòu)。在以往的實(shí)驗(yàn)課堂中，很多學(xué)生不理解教師所說的病變位置，盲目的用顯微鏡看，對于不懂的問題舉手問老師，老師逐個(gè)地向?qū)W生解釋，但是課堂時(shí)間有限，這樣不能讓教學(xué)有效地進(jìn)行下去，有可能完成不了教學(xué)進(jìn)度，每次上課學(xué)生總是感到時(shí)間不夠用。虛擬切片是對整張切片的掃描，并且有清晰的觀察方向，教師不用通過在教室走動(dòng)巡視就可以通過計(jì)算機(jī)觀看虛擬切片中一個(gè)縮略圖查看學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。教師可以將示范圖控制在學(xué)生的電腦里，教師講到哪里就定位到哪里，不僅可以指導(dǎo)學(xué)生看到數(shù)字化切片圖像的全貌，還能在虛擬切片上標(biāo)注上文字，點(diǎn)擊典型結(jié)構(gòu)區(qū)域就可以對局部內(nèi)容放大或縮小。傳統(tǒng)的教學(xué)用多媒體展示切片圖，坐在后排的學(xué)生就看不清楚細(xì)節(jié)，導(dǎo)致了對切片細(xì)微結(jié)構(gòu)觀察不清，影響了教學(xué)效果。

3.5 方便課后進(jìn)行復(fù)習(xí) 在以往的病理學(xué)復(fù)習(xí)過程之中，考試之前會(huì)留下時(shí)間復(fù)習(xí)，但是必須在固定時(shí)間、固定場所、固定儀器下進(jìn)行復(fù)習(xí)，極大地受到時(shí)空限制，如今實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化時(shí)代，數(shù)字化切片的出現(xiàn)節(jié)約了學(xué)生的復(fù)習(xí)時(shí)間，學(xué)生通過自己的筆記本電腦或通過在學(xué)校閱覽室就可以瀏覽數(shù)字切片網(wǎng)站，節(jié)省了教學(xué)用品的消耗，同時(shí)也有利于病理學(xué)專業(yè)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。切片教學(xué)視頻也可以在課后進(jìn)行重放，方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)，提高了復(fù)習(xí)效率。

3.6 方便教師備課 數(shù)字化切片的出現(xiàn)，方便了教師的備課，在以往圖片不能顯示全屏，一張切片圖片只能顯示一個(gè)局部位置，所以教師備課要準(zhǔn)備大量圖片，需要很多的時(shí)間和精力，且不能夠同時(shí)兼顧完整性和清晰度，虛擬切片為教師節(jié)省了收集切片的時(shí)間，將更多的精力放在研究完善教學(xué)方法、豐富教學(xué)內(nèi)容和優(yōu)化教學(xué)素材上。

3.7 有利于推動(dòng)實(shí)驗(yàn)考試改革 以往的病理學(xué)考試題型較僵化，教師找到切片的圖像，用課件展示并標(biāo)注一個(gè)結(jié)構(gòu)和細(xì)胞，讓學(xué)生獨(dú)立的做出解答，但是這種考試具有局限性，學(xué)生不能瀏覽切片只能看到局部區(qū)域。病變結(jié)構(gòu)是孤立存在的，看不清切片的全貌，但是提供太大的切片又不能使學(xué)生看到細(xì)小的病變結(jié)構(gòu)，不好判斷病變原因，增加了判斷的難度。有些學(xué)生只能憑借猜測，不能考察出學(xué)生的真正掌握情況，所以傳統(tǒng)的考試方式具有很大的片面性，考試的解答效果可信度不高。在以往的考試中，每次都要準(zhǔn)備大量的切片，切片的種類和數(shù)量繁多，容易造成混亂，并且考察的角度不能做到全面客觀，難易程度不一。而數(shù)字切片的出現(xiàn)可以讓每位學(xué)生都瀏覽整張切片，拓展了考試的內(nèi)容量，保證了考試的客觀性和標(biāo)準(zhǔn)化，甚至遇到特殊情況可以接受遠(yuǎn)程考試，考試更加靈活方便，數(shù)字切片教學(xué)有著廣闊的應(yīng)用前景。

教學(xué)過程是一個(gè)認(rèn)知的過程，是學(xué)生和教師信息傳遞的過程。在實(shí)際教學(xué)中，老師和學(xué)生之間要進(jìn)行多次的互動(dòng)交流，將學(xué)生作為教學(xué)的主體，教師發(fā)揮主導(dǎo)作用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。教師要注意創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。數(shù)字切片顯著地提高了教學(xué)的質(zhì)量，在醫(yī)學(xué)研究上的應(yīng)用也十分廣泛，例如，可以用于疑難病理切片的讀片交流、病理專科醫(yī)師的培訓(xùn)中及學(xué)術(shù)交流等。

綜上所述，數(shù)字化切片和玻璃切片相結(jié)合，通過數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了有效的教學(xué)支持。數(shù)字切片的出現(xiàn)消除了以往數(shù)字切片觀察的抽象性，圖像直觀清晰、配合教師準(zhǔn)確的圖示講解理解起來簡單易懂，極大地提高了課堂教學(xué)效果，有利于學(xué)生有目的，有計(jì)劃的觀察切片，高效的研究學(xué)習(xí)切片，理解掌握切片內(nèi)容，不再受時(shí)空的限制，可以重復(fù)多次觀看切片教學(xué)，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。虛擬切片、數(shù)字化切片教學(xué)與顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)相結(jié)合，與在顯微鏡下觀察的鏡下玻璃切片完全相同，可以幫助學(xué)生在有限的時(shí)間里看到更多的典型病理，可以足不出戶就瀏覽到大量的內(nèi)容，拓寬了學(xué)生的視野范圍，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部動(dòng)機(jī)，提高學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主觀能動(dòng)性，提高了病理學(xué)實(shí)際教學(xué)的質(zhì)量。