基于口腔虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的口腔組織病理學(xué)數(shù)字化切片應(yīng)用效果及評(píng)價(jià)

鐘 旖，鄭陽(yáng)玉，宋曉陵，劉來(lái)奎，張 瑋

(南京醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院口腔基礎(chǔ)學(xué)系，江蘇 南京 210029)

口腔組織病理學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)模式是以鏡下觀察玻璃切片為主要教學(xué)手段，由于可供教學(xué)使用的標(biāo)本減少、招生人數(shù)增加等因素，教學(xué)資源明顯短缺，尤其缺乏典型的教學(xué)切片。同時(shí)由于學(xué)生只能在課堂上觀察，課后沒(méi)有實(shí)物依托，復(fù)習(xí)起來(lái)往往比較吃力，影響學(xué)習(xí)效果。2015年起 “南京醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)”建立，我們將口腔組織病理學(xué)數(shù)字化切片與該平臺(tái)相結(jié)合，方便課堂教學(xué)及課后學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

一、數(shù)字化切片在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

(一)學(xué)生資料。

綜合應(yīng)用數(shù)字化切片的2014級(jí)七年制學(xué)生(實(shí)驗(yàn)組)，共計(jì)36人，其中男生12人，女生24 人。采用傳統(tǒng)玻璃切片實(shí)驗(yàn)教學(xué)的2013級(jí)七年制學(xué)生(對(duì)照組)，共計(jì)35 人，其中男生15 人，女生20人。經(jīng)方差分析(P>0.05)，兩個(gè)年級(jí)學(xué)生比例一致，二者具有可比性(見(jiàn)附表)。

(二)實(shí)驗(yàn)課堂應(yīng)用。

通過(guò)顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)，將數(shù)字化切片應(yīng)用于研究組學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，包括老師小講課和學(xué)生學(xué)習(xí)兩個(gè)部分。數(shù)字化切片由中華口腔醫(yī)學(xué)會(huì)病理專(zhuān)業(yè)委員會(huì)組織制作，以第七版《口腔組織病理學(xué)》為基礎(chǔ)，涵蓋了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的大部分內(nèi)容，尤其是牙齒磨片、牙周組織的軟硬組織聯(lián)合切片、頜面部胚胎發(fā)育切片等珍貴的教學(xué)資料，極大地彌補(bǔ)了由于教學(xué)切片不足帶來(lái)的困擾。

(三)口腔虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)中的應(yīng)用。

口腔虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，設(shè)有基礎(chǔ)性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K，包括口腔解剖生理學(xué)和口腔組織病理學(xué)兩門(mén)課程。在校學(xué)生可以通過(guò)南京醫(yī)科大學(xué)數(shù)字化校園及E-learning平臺(tái)，以學(xué)號(hào)登陸，不僅能自由調(diào)看所有的教學(xué)切片，還可通過(guò)鼠標(biāo)操作，便捷的模擬顯微鏡下觀察過(guò)程，查看細(xì)微結(jié)構(gòu)，完成對(duì)課堂所學(xué)內(nèi)容的理解與復(fù)習(xí)；也可對(duì)結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行個(gè)性化標(biāo)注，并在平臺(tái)上提交相關(guān)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)，教學(xué)相長(zhǎng)，加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解與掌握。

二、教學(xué)效果評(píng)估

(一)實(shí)驗(yàn)教學(xué)比較。

口腔組織病理學(xué)的實(shí)驗(yàn)課考試由兩部分組成：每位學(xué)生除了需要自主觀察兩張傳統(tǒng)玻璃切片，對(duì)鏡下所見(jiàn)進(jìn)行描述與診斷外，還需從數(shù)字切片庫(kù)中隨機(jī)選擇五張切片，對(duì)其中標(biāo)注的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行識(shí)別。兩個(gè)年級(jí)學(xué)生均使用相同的實(shí)習(xí)指導(dǎo)，無(wú)論觀察內(nèi)容，還是課后繪圖作業(yè)，均按照實(shí)習(xí)指導(dǎo)統(tǒng)一要求，由同一位老師上課并批改試卷，從而客觀檢驗(yàn)兩個(gè)年級(jí)的教學(xué)效果。從結(jié)果可以看出(見(jiàn)附表)，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課平均成績(jī)略高于對(duì)照組，但兩者沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。

(二)期中與期末考試成績(jī)比較。

期中考試主要考核口腔組織胚胎學(xué)部分，在學(xué)期中進(jìn)行，題型為填空題；期末考試是對(duì)本學(xué)期所學(xué)全部?jī)?nèi)容進(jìn)行考核，以口腔病理學(xué)部分為主，占80%左右，題型包括名詞解釋、選擇題、簡(jiǎn)答題。經(jīng)比較，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生期中和期末成績(jī)均高于對(duì)照組，且有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。但是不同年級(jí)學(xué)生試卷無(wú)論是題目?jī)?nèi)容，還是試卷難度均會(huì)有差別，因此該比較僅供教學(xué)研究參考(見(jiàn)附表)。

附表 采用不同教學(xué)方法的各年級(jí)口腔組織病理學(xué)成績(jī)比較

三、討 論

(一)數(shù)字化切片與傳統(tǒng)玻璃切片的區(qū)別。

由于標(biāo)本來(lái)源不足、制片困難等多種因素的影響，傳統(tǒng)玻璃切片數(shù)量不足、質(zhì)量堪憂常常是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的難題，尤其是牙齒磨片、牙周組織的軟硬組織聯(lián)合切片，胚胎發(fā)育切片等。而數(shù)字化切片無(wú)需大量重復(fù)制作，只需將原有典型的玻璃切片掃描下來(lái)并導(dǎo)入切片庫(kù)中，避免切片的損耗，尤其有利于珍貴的教學(xué)切片長(zhǎng)久保存，提高教學(xué)資源的利用率。國(guó)內(nèi)已有多所院校建立了基于數(shù)字化切片的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院于2008年首先建立數(shù)字化切片庫(kù)，山東大學(xué)醫(yī)學(xué)院的“形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)數(shù)字化平臺(tái)”等[1]。

(二)基于口腔虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的數(shù)字化切片在教學(xué)中的應(yīng)用。

隨著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的開(kāi)展，教學(xué)地點(diǎn)也不再局限于教室，可以擴(kuò)展至任何時(shí)間、任何地點(diǎn)。因此從教學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，數(shù)字化切片提供了很好的素材，方便教師集體備課和課件制作，可以將更多的精力投入在教學(xué)方法和內(nèi)容的準(zhǔn)備上。

醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是依托多媒體、數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，它打破了時(shí)空局限性，為學(xué)生提供了真正的“開(kāi)放性教學(xué)環(huán)境”[2-3]。目前已有多家醫(yī)學(xué)院校通過(guò)虛擬仿真技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的臨床教學(xué)功能，例如華西口腔的數(shù)字化3D虛擬口腔解剖實(shí)習(xí)平臺(tái)、穆格數(shù)字化虛擬口腔技能培訓(xùn)系統(tǒng)等。2015年“南京醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)”建立，該平臺(tái)涉及口腔頜面影像學(xué)、口腔內(nèi)科學(xué)、口腔頜面外科學(xué)、口腔修復(fù)學(xué)、口腔種植學(xué)、口腔正畸學(xué)等多個(gè)學(xué)科，并將口腔組織病理學(xué)數(shù)字化切片庫(kù)作為基礎(chǔ)性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K的重要組成部分。在校學(xué)生均可通過(guò)校園網(wǎng)絡(luò)，以獨(dú)立賬號(hào)登錄該平臺(tái)，自由調(diào)看所有的數(shù)字化切片，也可模擬實(shí)驗(yàn)課程中的觀察模式，進(jìn)行不同倍率的放大或縮小。全天候開(kāi)放的教學(xué)系統(tǒng)，配以詳盡的文字解釋?zhuān)尰逎y懂的語(yǔ)言文字以直觀易懂的圖片的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，方便學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，提高教學(xué)資源利用，實(shí)現(xiàn)資源共享。同時(shí)依托南京醫(yī)科大學(xué)數(shù)字化校園及E-learning平臺(tái)，在線答題，進(jìn)行課堂內(nèi)容的回顧與復(fù)習(xí)；按照自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度，對(duì)鏡下結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行個(gè)性化標(biāo)注，提交相關(guān)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)，也可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)自測(cè)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的學(xué)習(xí)空間。

目前國(guó)內(nèi)已有多家醫(yī)學(xué)院校將數(shù)字化切片應(yīng)用于口腔組織病理學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，均證實(shí)數(shù)字化切片對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有一定的促進(jìn)作用，是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法的有益補(bǔ)充[4-5]；而且課后借助虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)能夠更好地鞏固所學(xué)知識(shí)。因此以數(shù)字化切片為載體，以傳統(tǒng)課堂教學(xué)為基礎(chǔ)，輔以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，這種教學(xué)模式既發(fā)揮了教師引導(dǎo)、啟發(fā)以及監(jiān)控教學(xué)過(guò)程的主導(dǎo)作用，又充分體現(xiàn)了學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。

綜上所述，將數(shù)字化切片與虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)相結(jié)合，不僅可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)璃切片在保存和分享上的缺憾，更優(yōu)化了教學(xué)過(guò)程，最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)熱情，提高教學(xué)效果。