形態學數字化平臺在組織胚胎學實驗教學中的應用與探索

徐紀偉，孫丹華

（漯河醫學高等專科學校，河南 漯河 462000）

形態學數字化平臺在組織胚胎學實驗教學中的應用與探索

徐紀偉，孫丹華

（漯河醫學高等專科學校，河南 漯河 462000）

隨著現代科學技術的發展，建立形態學數字化平臺，將其應用于實驗教學，可以融合相近學科知識、豐富教學內容、改進教學方法，激發學生的學習熱情，培養學生的創新思維能力。

形態學；數字化平臺；實驗教學

組織胚胎學是一門基礎醫學課程，包括理論與實驗教學兩個部分。其中實驗教學是教學過程的重要環節，可以將抽象的理論知識轉變成直觀的圖像，激發學生的學習熱情，培養學生的動手能力。近幾年隨著學生數量的增加以及學生層次的變化，采用傳統的實驗教學手段已經很難完成教學目標。隨著多媒體技術及網絡技術逐步引入高等教育，構建數字化平臺可以解決目前存在的教學困難。因此，我校形態學實驗中心構建了形態學數字化平臺，在實驗教學中引入數字切片，收到了良好的教學效果，現介紹如下。

1 組織胚胎學實驗教學現狀

目前組織胚胎學傳統的實驗教學模式有很多局限性。首先，學生觀察切片要在實驗室借助光學顯微鏡，這樣就受到時間和空間的限制；其次，玻璃切片在制作過程中要耗費一定的人力、物力和財力，使用過程中容易破損和褪色，不易永久保存，特別是一些罕見的組織切片數量少，不能滿足教學需求；再次，由于切片機、特殊試劑等實驗條件限制，部分實驗項目沒有開設，不能完全展示理論學知識；最后，由于切片的質量參差不齊及學生觀察切片的時間有限，實驗教學效果不理想，并且很多學生希望再次重復實驗，但是目前由于師資力量、實驗室使用頻繁、課程設置等問題，重復實驗還存在著很大困難。

2 形態學數字化平臺的建立

構建形態學數字化平臺需要全自動顯微鏡、高清彩色數碼攝像頭、自動圖像掃描系統和數字切片瀏覽系統[1]。首先，要做好準備工作，專業教師要選擇結構典型、染色適度、制作精美的玻璃切片，按照教學內容進行分類編號。其次，通過電腦操作系統讓自動顯微鏡掃描切片，包括X/Y軸方向自動掃描和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種倍數圖像進行高精度、多視野、無縫拼圖，形成一張全視野數字切片。最后，專業教師在數字切片上注明切片名稱、組織來源、染色方法，準確定位數字切片上的典型結構，并且詳細描述組織的結構特點。此外，有一些數字切片需要特殊制作，例如一張血涂片內的白細胞種類不全，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胞的數字切片。

3 形態學數字化平臺的優點

形態學數字化平臺內部具有大量的數字切片，任何人都可以遠程閱片或在線瀏覽，并且數字切片是虛擬的，占用存儲空間較小。玻璃切片在普通光學顯微鏡下不能進行任何標記，而數字切片則可以標記各種結構，當需要再次查閱這些結構時，只需要單擊標記按鈕，非常快捷方便。普通顯微鏡的鏡頭放大倍數是固定的，如果觀察大范圍的縱向變化則不能清晰顯示各層面，而數字切片則具備由低倍到高倍、由整體到局部的連續觀察功能[2]。

4 形態學數字化平臺的教學應用

4.1 豐富組織胚胎學實驗教學內容

玻璃切片中有一些經過特殊染色制作，很容易褪色，有一些取自特殊標本，切片數量不多，而數字切片則提供了新技術，可有效解決這些問題，讓每位學生都能夠觀察到各種典型結構。教師可用該平臺展示容易混淆的數字切片，還可標注需要學生討論思考的問題，組織學生開展交流研討，豐富教學手段，加強師生之間的溝通交流，發現授課過程中的疑點和難點，提高教學效果。此外，教師可以利用數字切片制作內容豐富、圖片精美的課件，還可以利用數字切片平臺錄制多張切片的同屏對照觀察的視頻，共享教學資源。

4.2 促進組織胚胎學與相近學科融合

專業教師可以將組織胚胎學、病理學、寄生蟲學及微生物學的切片全部掃描，建立形態學數字切片資源庫，改革傳統的組織胚胎學實驗教學方法與手段，實現縱向、橫向學習。例如講解肝臟時，以乙型病毒性肝炎為例，從病原學（病因）→正常形態學（組織學）→異常形態學（病理學）→臨床（癥狀、體征及治療）開展縱向、橫向對比聯系學習，促進相近學科融合，提高實驗教學效果[3-4]。

4.3 改革組織胚胎學實驗考核方式

傳統組織胚胎學實驗考核主要采取辨別鏡下組織結構的方式，這需要大量的人力和物力，由于學生分組分時間段考試，經過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準不統一，各班級的整體成績參差不齊，導致考核的合理性、公平性及可信性不強。而數字切片制作標準統一，且可以復制及編輯，不僅有利于學生的考前復習，而且教師也可以對數字切片進行編輯、裁剪、標注，設計出多種多樣的題型，全面客觀地考核學生掌握知識的能力[5]。

5 形態學數字化平臺存在的問題

目前用于建設數字化平臺的計算機服務器、全自動顯微鏡、專業彩色數碼攝像頭、自動圖像掃描系統和數字切片瀏覽系統的費用相對昂貴，同時醫學院校對數字切片技術的認識還不深入、不全面，制約了該技術的推廣。制作高質量的數字切片必須要擁有種類齊全、結構典型、制作精美的玻璃切片庫，這就需要建立一支專業知識扎實、技術能力過關的隊伍，但是很多醫學院校對實驗技術人員重視程度不高，導致人員的學歷較低、進修機會較少。此外，由于數字切片的使用，導致學生操作顯微鏡的機會減少。

數字切片改變了傳統的實驗教學模式，豐富了實驗教學內容，改進了實驗教學方法，為學生創造了良好的學習條件，有效地提高了教學質量。

[1]李冬梅，姚根有，王玲玲，等.網絡環境下醫學數字切片庫的構建與應用探索[J].解剖學雜志，2010（2）：268-269.

[2]馬云，王亮，楊東霞，等.病理圖像芯片在形態學實驗教學中的應用與研究[J].教育教學論壇，2014（46）：205-206.

[3]鄧超，李英，滕麗萍，等.醫學微觀形態學多媒體素材庫構建初探[J].中國醫學教育技術，2013（3）：291-293.

[4]王霞，李娟，張明，等.基于網絡的數字切片系統在醫學形態學教學中的應用[J].醫療衛生裝備，2011（11）：135-136.

[5]馬保華，張慶莉，康敏，等.基礎醫學形態學實驗室數字化教學切片的應用與研究[J].實驗室研究與探索，2011（10）：120-122.

G40-057

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1671-1246（2017）04-0030-02