數碼顯微互動系統在動物病理學實驗教學中的應用

張建軍 安健

摘要：傳統動物病理學實驗教學模式有其相對的局限性，其效率低、師生間互動性差、教學資源不能共享、教師不能有效地指導實驗課教學。數碼顯微互動系統是動物病理學實驗課教學模式的重要改革，它能夠提供清晰的畫面和豐富的交互模式，優化了實驗教學環境，激發了學生學習的積極性，提高了實驗教學的效果和效率。

關鍵詞：數碼顯微互動系統；動物病理學；實驗教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）05-0261-02

動物病理學是一門研究患病動物機體的細胞、組織、器官的形態結構、代謝和功能變化，進而闡明疾病發病機理和本質的學科，也是一門介于基礎醫學和臨床醫學的橋梁學科。對于本科生來說，要想在較短的時間內學好病理學具有一定的難度。動物病理學實驗教學內容主要包括病理組織學切片觀察、病理標本觀察和病理剖檢。傳統的病理學實驗教學方法已經不能適應現代動物病理學實驗教學的需要。因此，如何利用先進的教學手段和靈活的教學方法調動學生的積極性和主動性，并激發其系統的思維能力，是目前病理學實驗教學改革的當務之急。2010年初，動物病理學實驗室在北京市教委專項資金的資助下引進了數碼顯微互動設備，首次建成了動物病理學互動實驗室。經過近12個教學班的運行，顯示出了極大的互動優越性，顯著地提高了本科生的實驗教學質量，為北京農學院教育教學改革做出了積極的貢獻。

一、傳統動物病理學實驗教學方式的缺點

1.師生互動性差。在我們以前的動物病理學實驗教學過程中，教師首先講述本次實驗課所要觀察的內容及注意事項，然后學生再按實驗指導逐一對標本、切片的病理變化進行觀察。學生之間及師生之間的相互探討受到教學空間和時間的限制。師生探討一般局限于有問題的學生，其他學生如果沒有機會提問或者不提問，教師往往很難去了解學生的具體學習情況。教師缺乏監控學生對本次實驗課的學習過程及對實驗內容的掌握程度，不能及時發現和糾正問題，也不容易了解學生是否觀察到了典型的病理變化，師生之間缺乏互動性。同時，往往在一節實驗課中，大部分學生只能看到自己手中的幾張切片，有時甚至為了盡快完成作業而只觀察一張切片，很難了解其他切片內容，所學到的知識信息量小，實驗課效率非常低[1]。

2.資源不能共享。傳統的動物病理學實驗教學中，學生只能觀察到自己的顯微鏡下的病理變化，而其他同學的病理切片變化不能被同時看到，同時教師也不容易發現某個學生所觀察的切片典型變化并展示給全班學生。比如淋巴結結核病灶中的多核巨噬細胞、纖維瘤細胞的病理性核分裂相等。在教學中收集到一些比較典型的病理圖像或變化也不能實現遠距離儲存和傳送，只能局限于某一實驗室或某一次實驗課中，無法留下任何顯微鏡下的圖像資料，也無法在不同的實驗教學中或其他時間再現，更談不上實驗課資源的共享。

3.教學效果差。由于每張病理切片中不同區域病變有差異，因此學生顯微鏡下看到的切片病理變化往往與教師講解的并不完全一樣。學生總是用書中許多非典型病變的圖片與觀察的切片對比，不能從動物機體的不同生理狀態、細胞、組織、器官的不同染色去綜合分析，觀察到的組織標本和病理切片取自于動物疾病過程的某一時期，并不能完全顯示出整個疾病過程的病理變化，不能表現機體局部和整體的關系。病理實驗課傳統的教學方法已無法去綜合分析組織病理變化與功能改變和臨床表現的關系[2]，而且教師也不可能在一節課中一一指導每個學生顯微鏡下的每張切片內容，從而導致學生常常混淆病理變化，教學效果差。

二、數碼顯微互動系統的組成

數碼顯微互動系統主要由數碼互動圖像處理系統、數碼顯微鏡、計算機軟件系統和語音問答系統構成[3]。本實驗室的動物病理學數碼顯微互動系統由1臺教師數碼顯微鏡和36臺學生數碼顯微鏡組成，顯微鏡下觀察的圖像均可經圖像處理系統及時傳輸到教師端的電腦顯示器上，教師可以根據需要有選擇地顯示不同畫面，并通過多媒體投影儀顯示在屏幕上。每臺數碼顯微鏡的目鏡都內置有亮度可調的LED指針，可指向顯微鏡視野中的任意區域，方便師生進行討論。計算機軟件系統包括互動教學軟件、圖像采集及分析軟件，可實現圖像的采集、顯示、圖像分析功能。語音問答系統為教師及每位學生配備了耳機和呼叫系統，包括師生對講、學生示范、分組討論等模式，實現了良好的師生互動交流。

三、數碼顯微互動系統在動物病理學實驗教學中的優勢

1.有利于師生間互動交流。師生之間可以通過數碼互動系統進行語音交流。在學生對顯微鏡下的細胞或組織結構分辨不清時，可以通過按桌面上的提問按鈕，教師在講臺上就能看到電腦顯示器上該同學的呼叫請求，立即打開通道中學生的畫面，用耳機通過師生對講模式進行詳細的解答。如果該問題是多數學生普遍存在的，通過教師端顯微鏡教師可以為全體學生進行重點講解，教師也可以通過屏幕轉換隨時把某一學生顯微鏡的畫面展示給全班學生觀看，也可以由該生本人在學生示范界面下向全班學生進行展示，從而改變了傳統顯微鏡一對一觀察的局限性，也便于學生間的分組討論及師生間的相互交流，真正實現了師生互動4]，從而提高了教學效率。

2.資源共享。教師可以通過視屏監控把某一學生看到的典型病理變化切換放大，讓其他學生都能看到該生的觀察過程。有一些病理切片數量不夠，為了每位同學都能觀察，教師可以通過顯微鏡展示在大屏幕上，讓學生共享。通過顯微互動系統，充分利用了現有資源，很好地解決了教學資源不足的問題。對不容易見到的特殊現象或典型結構還可以利用內置攝像頭，通過教學軟件中的“拍照”功能將學生鏡中的圖像高清晰地拍攝并保存下來。而且每個學生在計算機上可以建立自己的文檔保存圖像，便于復習與交流，打破了時間與空間的限制，隨時看到教師或學生的實驗過程[5，6]。通過這樣的教學方式，培養了學生的邏輯思維能力、觀察能力、綜合分析和解決問題的能力，加強了學生創新意識的培養。從而使他們不管是在學校學習和進入社會都可以游刃有余。

3.教學效果好。教師利用數碼顯微互動系統在動物病理學實驗備課時，可以利用本系統及其輔助設備事先找到典型病變或者與實驗內容相關的正常組織圖片，制成多媒體課件。教師在實驗課上可利用通道模式將病變組織結構與正常組織結構進行比較而展示給學生。在這種情況下，學生不僅加深了對病理學理論知識的學習和理解，而且可以在觀察切片遇到困難時，隨時進行系統化的查找和分析[7]。在課上也便于教師進行指導，能夠取得個別化教學和因材施教的效果。課堂上，教師只需控制講臺的主機，就能掌握學生實驗中的所有動態變化。在課堂上每個學生的顯微鏡下畫面隨時可以被教師觀察到，能及時監控實驗課的整個過程，學生實驗中存在的問題也能被及時發現，有選擇性地對學生進行個別指導；而且通過語音問答系統學生也可以提出不同問題，請教師指導，教師也可以進行集體示教，從而極大地提高了實驗課的教學效果。

四、數碼顯微互動系統在動物病理剖檢中的應用

動物病理學是農業院校動物醫學專業的一門實驗性及直觀性很強的形態學科。因此在平時的實驗教學過程中，學生除了通過觀察病理組織切片認識病變外，還必須通過觀察病理標本（肉眼病變）和尸體剖檢加深對病理學理論知識的學習和記憶。由于受教學時間和空間的限制，在傳統病理學教學過程中，實驗室保存的標本由于固定時間過長、病變不典型、顏色的變化和新采取的標本存在較大差別，在課上學生們觀察到的標本病變往往是不清楚的。通過數碼顯微互動系統，可以將臨床上收集的病理標本以及實驗室陳列的標本等的典型病變通過數碼相機拍照采集后輸入計算機系統，通過系統編輯處理、文字說明，從而使動物病理學實驗教學的難點和重點更加突出。

總之，通過數碼互動系統，教師在實驗教學中能夠有的放矢。該系統使傳統的動物病理學實驗教學應用了現代信息技術手段，有利于提高教學效果、增強師生間互動、實現資源共享，極大的優化了動物病理學實驗教學，是動物病理學實驗教學模式的重大改革。在今后的實驗教學過程中，還需要進一步的探索和完善互動系統的功能，期待取得更好的教學效果，從而促進大學本科教學質量的提升。

參考文獻：

[1]唐澤渡，溫娜，鐘秀宏，等.多媒體數碼顯微互動技術在病理學實驗教學中的應用[J].中華醫學教育雜志，2008，28（3）：91-93.

[2]金萍.數碼互動形態教學在組織學實驗教學中的應用[J].山西醫科大學學報（基礎醫學教育版），2005，7（3）：290-292.

[3]趙文娣，吳繼鋒.Motic數碼顯微互動實驗室在病理學實驗教學中的應用J[].西北醫學教育，2009，17（5）：911-912.

[4]張耀杰，張秉義，馬思敏，等.顯微數碼互動系統開創了形態實驗教學新模式[J].西北醫學教育，2004，12（5）：427-428.

[5]楊勇琴，楊開明，張靈，等.Motic顯微數碼互動實驗室在組織胚胎學實驗教學中的應用[J].大理學院學報，2008，7（4）：54-56.

[6]楊水友，姚根有，阮俊.數碼互動實驗室在病理學實驗教學中的應用[J].中國高等醫學教育，2007，10：47-49.

[7]和新盈，張潤岐.多媒體顯微實驗室示教互動系統在病理實驗教學中的應用[J].西北醫學教育，2005，13（5）：557-558.