高職院?！安±韺W”實驗數字化教學改革探究

劉洪利 王玉霞 王軍利

摘要：將數碼顯微互動系統與形態學虛擬實驗教學平臺相結合構建形態學數字化教學平臺，并應用于實踐教學，對提高病理學及形態學實驗教學效果，實現自主探索、多重交互、資源共享等起著非常重要的作用。文章分析數字化實驗教學平臺的構成，闡述數字化教學平臺的優勢，探討數碼顯微互動系統與數字化標本結合在高職病理實驗教學中的應用策略，以提高病理實驗教學效果，培養更多優秀的臨床醫學人才。

關鍵詞：高職院校；病理學；數碼顯微互動系統；醫學人才

中圖分類號：G719.21文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2022）15-0052-03

基金項目：本文系河南省醫學教育研究項目“以崗位勝任力為導向高職病理學實驗數字化教學改革探索”（項目編號：Wjlx2020261）研究成果

隨著信息技術在教育領域的廣泛應用和高等衛生職業教育院校在校生人數的增加，傳統實驗教學的弊端逐漸顯現出來，嚴重影響了實驗教學的效果與質量，因此實驗教學模式改革勢在必行。2017年9月，應廣大師生對實驗教學模式改革的需求，本院基礎醫學實驗中心集中力量加強了醫學形態學數字化教學平臺和數碼顯微互動實驗室的建設，共建成數碼顯微互動實驗室5個，其中3個安裝了山東數字人即“易創”公司研發的醫學形態學數字化教學平臺，并應用于病理學、組織學、寄生蟲學等形態學科的實驗教學中，經過幾年的改革與實踐，取得了良好的教學效果。

一、數字化實驗教學平臺構成

1.數碼顯微互動系統的構成

數碼顯微互動系統包括計算機系統、圖像處理系統、顯微鏡系統、投影系統和語音系統五個部分。每個實驗室包括1臺教師用顯微鏡（BK6000，攝像頭TP510，500萬像素）和40臺學生用顯微鏡（B302，攝像頭DV320，320萬像素），1臺教師用電腦和40臺學生用電腦（CPUi37100，內存DDR48G，硬盤1T）。實驗室內的40臺學生端電腦通過無線云系統局域網分別與教師機相連接。

2.醫學形態學數字化教學平臺的構成

以數碼顯微互動系統為依托，每臺電腦里都安裝了易創“醫學形態學數字化教學平臺”。該平臺集成了組織學切片系統、大體病理標本系統、病理學切片系統、寄生蟲標本系統、管理系統、課件系統、練習系統、考試系統等。其中組織學切片標本庫有各組織教學切片1 209張，章節視頻18個，課件19個，試題2 000多道；病理切片標本庫各種病理教學切片1 482張，微視頻270個，大體病理標本庫各組織、器官病變標本743個，視頻469個；病理學章節視頻15個，課件34個，試題850道。

平臺上各教學資源庫內的標本均根據教學內容和大綱按章節目錄存放，便于查閱。每個數字標本配有詳細的標本信息和標注，觀察時，學生可以在頁面的顯示范圍內（4倍、10倍、20倍、40倍）實現連續的變倍觀察，大體標本還可進行多角度（360°）的三維觀察，遇到問題可以運用不同的形狀進行標注、編輯、測量。

二、數字化教學平臺的優勢

1.數字化切片的優勢

數字切片是利用全自動顯微鏡掃描平臺，結合虛擬切片軟件系統，對傳統玻璃切片進行掃描、無縫拼接，生成全視野的數字化切片（也稱虛擬切片）。與傳統的玻璃切片相比，數字切片的優勢顯而易見，主要體現在以下幾個方面。（1）便于存儲與管理。所有切片標本存儲于計算機軟件中，只要計算機與網絡功能正常，可隨時查閱，能避免傳統存儲用的標本陳列柜和標本盒占用大量空間，而且便于教師進行管理，減少他們的工作強度。（2）減少耗損。數字切片可以避免因顯微鏡操作失誤造成的切片損壞，而且分辨率高、色彩逼真、不易褪色，這是傳統玻璃切片所不能比擬的。（3）高效率學習。觀察時，學生在頁面范圍內可隨便連續地變倍觀察。由于標本庫里的標本都是選用典型的病理標本制作而成，而且配有詳細的信息和標注，非常有利于學生自主學習，不僅節省了觀片的時間，更提高了學習效率。（4）便于復習、利于考核。觀察時，學生可對典型的圖像進行截圖或拍攝，保存于桌面或U盤，適時再現，便于今后的學習和復習。還有數字切片能保證所有學生觀察切片的一致性，不會因補充的標本來自不同的蠟塊而造成教師指導時的麻煩和因認識的偏差影響期末技能考核的統一性要求。

2.數字化大體標本的優勢

大體標本是使用專業的CCD相機對大體標本進行旋轉360°的連續拍攝，然后將連續拍攝的畫面制作成Flash格式的文件，根據病理教學大綱和內容按章節存放，形成一套完整的數字化標本資料庫。與傳統的標本相比，其優勢主要體現在以下幾個方面。

（1）彌補大體標本不易收集的問題。隨著醫療水平和人們健康意識的提高及尸體解剖病例數的減少，典型的病理標本如大葉性肺炎紅肝期和灰肝期、傷寒、流行性腦脊髓膜炎等越來越不易收集和買到。而平臺標本庫中標本數量多、資源豐富，可為教師的日常教學提供豐富優質的數字標本數據，能很好地解決這一難題。（2）易保存，不滲漏，無危害。大體標本的制作過程復雜，技術要求高，會因病變暴露不充分而影響觀察，并且易出現固定液滲漏問題，不僅危害師生健康，而且影響教學。但對于數字化標本來說，則不存在這些問題。（3）避免損壞，易于維護。由于在校生人數迅猛擴增，多個班級同時上實驗課已是常態，但現有的標本很難滿足需求，故上課時需要教師用推車在幾個教室間轉換。再加上有的標本體積大而重，給示教帶來極大的不便，損壞幾率也陡然增加，每學期都需要維護，費時又費力，增加了教師的工作強度。而對數字化標本來說，則沒有這些顧慮。（4）病變典型，便于觀察。標本庫內的數字化大體標本是由山東大學醫學院、第三軍醫大學等多家高等院校及教學醫院協作制作完成的，均選用最為典型的、具有代表性的病理教學標本，其病變暴露充分，配有詳細的標本信息和標注，可進行多角度（360°）的三維觀察，可實現連續的放大或縮小，遇到問題可以運用不同的形狀進行標注、編輯、測量，并且容易保存，便于學生與教師交流和課后復習。

三、數碼顯微互動系統與數字化標本結合在高職病理實驗教學中的應用策略

1.完美的示教功能

高職教師僅靠語言指導，并不能讓學生充分理解和把握觀察內容的要領與特征，要進行正確有效的示范，才能使學生明白該怎樣觀察，觀察什么……奧特數碼顯微互動系統可以將教師端數字化標本或顯微鏡下示教標本配合500萬像素攝像頭采集的高清圖像，通過屏幕廣播傳送到每個學生端電腦顯示屏上，并可通過投影儀同步投到大屏幕上，使教室內每個學生在不同位置都可以看到清晰的、統一的圖像，并進行針對性的分析、標注、講解，示教效果明顯提高。奧特數碼顯微互動系統還可把選定的任一學生端圖像演示給所有同學，讓他們共同討論。學生在觀察過程中，可隨時拍攝或截取典型病變圖像并保存，便于今后學習與復習。這樣，就解決了原來電視生物顯微鏡的示教圖像小、模糊不清、不能保存和再現而導致的效率低、效果差的弊端，不但減輕了教師的勞動強度，還為學生贏得了自主學習的時間。

2.全面監控，實時指導

教師可以通過教師端數碼教學系統實時監控、查閱每位學生的學習觀察情況，及時發現可能出現的問題并給予糾錯、指導。如動脈粥樣硬化標本，有的學生會在血管的外側面尋找，且找不到病灶，教師發現后可通過語音系統或信息系統給予糾正或親自指導。再如有的學生玩游戲，教師就可以利用黑屏管理給予制止，使學生改正上課開小差、不專心的不良習慣。

3.促進互動教學，多邊交流

傳統的實驗教學，一個教師面對幾十個學生，指導效率低，實驗效果差。學生在觀察時，若有疑問，也不能準確地指出疑點，與教師進行有效、快速的交流。而數碼顯微互動教學系統學生端電腦上有舉手功能，學生在觀察過程中有問題可以通過舉手功能進行提問，教師在主教端即可點開此生的觀察圖像，進行一對一的指導和解答。如果是共性問題，教師可以通過演示功能把該圖像傳給所有同學，并進行講解和解惑。通過數碼顯微互動系統，可以實現師生之間、生生之間的一對一或一對多的多邊互動交流，把原來枯燥的形態學觀察學習變成學生感興趣的計算機動手操作課，大大提高實驗效果與質量。

4.創新實驗報告方法

傳統的病理實驗報告書寫，要求學生用紅藍鉛筆繪出病變的鏡下結構簡圖，并對主要特征性細胞、組織結構進行標注，最后寫出病理診斷依據（即鏡下結構的文字描述）。這是學生最為頭疼的環節，不但會占用學生較多的學習時間，而且會給教師增加手動批改的勞動強度。數碼顯微互動系統能夠完全改變這種現狀，教師可在主教端設計好實驗報告的格式，然后以文件分發方式發放給每個學生，學生接收后可以根據要求填寫有關內容，把自己觀察到的典型病變結構利用截圖或拍攝功能放置在實驗報告中，再進行標注和圖像分析，并寫出病理診斷和診斷依據。在這個過程中，學生不但練習了病理圖像分析方法和計算機繪圖技巧，而且有時間觀察更多的切片，掌握更多的知識。

5.全新的技能考核模式

本院以往期末病理實驗技能考核都是采用實體大體標本觀察和鏡下切片標本觀察的方法，考前需要做大量的準備工作，考試需要兩個考場，每個考場至少兩名教師監考，歷時2天到3天不等，考后還要批卷、登記分數等。這樣，會使每個教師都疲憊不堪。數碼顯微互動系統的出現，完全改變了這種現狀?？记敖處熆稍凇翱荚嚒蹦K里創建試卷，根據需要設置各種題型，用于理論或實驗考核需要。對于病理實驗技能考核，教師采用的是大體標本與切片標本相結合，依據每個專業的教學大綱選取標本圖像，以填空、單選、多選等形式按要求制作成難易程度不同或相當的多套試卷?？荚嚂r采取單、雙號分批考試，考前收手機、書本等?？己髸詣咏y計并導出成績，方便快捷，把教師從期末繁雜的工作中解脫出來，大大提高了工作效率。

6.實現自主、靈活學習

在傳統的實驗教學中，學生的學習只能在實驗室內進行，其自主學習、探索學習熱情和積極性會受到阻礙。而現在，學生只要在手機端連接校園網登錄服務器IP地址，即可瀏覽數字化教學平臺上的有關教學內容，利用章節視頻和針對每個標本的微視頻，以及課件系統、練習系統等進行課前預習、課堂練習和課后復習。這樣，更便于師生信息共享、學習交流以及教師檢查學生的知識掌握情況。

7.便于教師課件制作與教學交流

數字化教學平臺的課件系統功能可實現課件制作、課件分享，教師可從任一教學資源庫中選取課件素材，制作典型的課件。教師還可在平臺上利用播放功能分享課件，與其他教師進行教學交流。

四、結語

總之，數字化教學作為一種全新的教學手段，只是病理學實驗的輔助教學手段，不能完全取代實物教學。因此，數字化標本和實物標本的虛實結合、互相補充、合理運用，既能充分發揮信息化教學的優勢，提高病理實驗教學效果，又能讓學生對病變實物有直觀感性的認知，成長為優秀臨床醫學人才。

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Research on Digital Teaching Reform of "Pathology" Experiment in Higher Vocational Colleges

———Application of Digital Microscope Interactive System Combined with Digital Teaching Platform in Pathological Experiment Teaching

Liu Hongli， Wang Yuxia， Wang Junli

（Luoyang Vocational and Technical College， Luoyang 471000， China）

Abstract： Combining the digital microscopic interactive system with the morphological virtual experiment teaching platform， constructing the morphological digital teaching platform and applying it to practical teaching plays a very important role in improving the teaching effect of pathology and morphological experiment and realizing independent exploration， multiple interaction and resource sharing. This paper analyzes the composition of digital experimental teaching platform， expounds the advantages of digital teaching platform， and discusses the application strategy of the combination of digital microscope interactive system and digital specimen in higher vocational pathological experiment teaching， so as to improve the teaching effect of pathological experiment and cultivate more excellent clinical medical talents.

Key words： higher vocational colleges； pathology； digital microscope interactive system； medical talents