基于數字切片的組織學數字化教學資源的構建及應用

張國榮 白金萍 葛斌

摘? 要 傳統組織學實驗教學模式存在很多局限性，數字切片與互聯網技術的發展給教學改革帶來契機。介紹基于數字切片構建組織學數字化教學資源的具體方法，并將其應用于教學改革的具體實踐。

關鍵詞 組織學;數字化教學資源;數字切片;實驗教學

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）06-0047-03

Construction and Application of Digital Teaching Resources of Histology based on Digital Slices//ZHANG Guorong， BAI Jinping， GE Bin

Abstract There are many limitations in the traditional histology experimental teaching mode. The development of digital slices and Internet brings opportunities to the teaching reform. This paper mainly introduces the specific methods of constructing digital tea-ching resources of histology based on digital slices， and applies these

resources to teaching reform practice.

Key words histology; digital teaching resources; digital slices; expe-

rimental teaching

1 前言

信息技術與互聯網的發展使教育形式發生革命性變

革[1]。數字化、網絡化教學已成為現代教育的重要方式和手段。組織學是研究人體微觀結構及其功能的科學，屬于醫學形態學，實驗課具有舉足輕重的作用。傳統實驗教學模式是學生利用顯微鏡觀察組織切片，學習人體微觀結構。這種教學模式存在較大局限性[2]。數字切片的問世及互聯網技術的發展給組織學實驗教學改革帶來契機。構建組織學數字化教學資源，是組織學實驗教學改革的前提和基礎。

2 傳統組織學實驗教學存在的問題

首先，傳統標本為玻璃材質，學生在使用過程中不可避免產生破損，隨著時間延長，還會出現褪色失真等問題，需要不斷補充，維護成本不菲[3]。而且，人體組織來源標本越來越少，珍稀標本不易購買，導致很多標本流失，學生無法觀看。其次，玻璃標本在顯微鏡下觀察，需要不斷移動視野以尋找典型結構，讓學生憑記憶在腦海中形成完整畫面。由于無法定位標記，一旦移動視野就要重新尋找，降低了學習效率，也不利于師生交流和深入學習。最后，傳統組織學實驗教學利用顯微鏡觀察標本，必須在實驗室進行，受到時間和空間限制，不利于學生自主學習。

3 數字切片給組織學實驗教學改革帶來契機

數字切片是利用全自動數字切片掃描系統將傳統切片進行高精度掃描，無縫隙拼接，生成全視野的數字圖像[4]。此數字圖像擁有傳統切片的所有信息，利用專業軟件可以進行不同倍率觀察，如同在顯微鏡下觀察玻璃切片一樣，而且分辨率更高，效果更清晰。數字切片是一個電子文檔，一次掃描，永久保存，無限復制，大大節約了實驗成本，實現了對珍稀標本的保存。而且，數字切片可以進行定位和添加標注，能夠迅速尋找已標記過的典型結構，方便師生交流和學生深入學習，極大地提高學習效率。數字切片能夠任意放大和縮小，畫面左上角始終有一幅縮略導航圖，利于學生形成整體概念，建立局部與整體的關系。同時，數字切片不依賴于顯微鏡和實驗室，使用計算機和相關軟件就可以學習，擺脫了時間和空間限制，利于學生自主學習。

4 基于數字切片的組織學數字化教學資源的構建

玻璃切片的掃描? 2010年，長春中醫藥大學購置Motic

全自動數字切片掃描系統，為醫學形態學教學服務。組織學與胚胎學教研室組織經驗豐富的教師，根據教學大綱，精心挑選結構典型、染色適度、效果清晰的玻璃切片50余張，同時購買一些稀有標本和特殊染色切片，內容涵蓋人體四大基本組織和九大系統，所有標本按照教學章節流水編號;然后利用Motic全自動數字切片掃描系統對玻璃切片進行高精度掃描，無縫隙拼接，生成系列數字切片[5]。

數字切片的編輯標注? 如圖1所示，用Motic數字切片瀏覽系統打開數字切片，分別在不同放大倍率下對典型結構進行文字解釋和標注，以利于學生觀察組織的微觀結構，幫助理解和記憶。同時，在備注處添加設置相關問題，用于啟發式教學和學生自學效果檢測。最后，按照教學章節將所有切片分類上傳于Motic數字切片服務器中。

講解視頻的錄制? 為了更好地配合教學，以數字切片為基礎，進一步深入構建組織學數字化教學資源，為數字切片錄制講解視頻。首先，在計算機上打開數字切片觀察窗口，按照整體觀、低倍鏡、高倍鏡的順序觀察切片，規劃好每個放大倍數需要觀察的典型結構，設計好鼠標移動路徑;其次，撰寫講解文稿，按照組織學實驗教學大綱的教學要求，語言力求規范、精煉;再次，連接錄音設備，打開錄制軟件，按照觀察過程錄制音頻，鼠標同步指示講解標本結構，生成視頻文件;最后，編輯錄制好的視頻，添加字幕、片頭、片尾等內容，使格式統一，內容完善[6]。

網絡學習平臺的建設? 為了使組織學數字化教學資源得到高效利用，實現資源共享，進行網絡學習平臺建設。將教學PPT、數字切片講解視頻、組織學實驗系列微課等數字化教學資源按照教學章節上傳于“學習通”網絡學習平臺和校內課程開放平臺，給學生提供豐富的、專業的學習資源，增強學生的自主學習能力，同時為教學模式改革提供條件和契機。

5 基于數字切片的組織學數字化教學資源的應用

應用于實驗教學? 掃描完成的數字切片可以直接應用于實驗教學。將數字切片拷貝到Motic數字切片教學系統中，教師、學生可以通過計算機打開瀏覽軟件進行觀察、學習。數字切片猶如一幅衛星地圖，先低倍鏡下瀏覽全貌，再逐步放大觀察局部，視野左上角始終有一幅縮略導航圖顯示觀察位置。相比傳統方法使用顯微鏡觀察玻璃標本，這種方式更簡單、直觀，可以極大地增加閱片數量，提高學習效率。數字切片可以方便地放大、縮小，縮略導航圖的使用非常利于學生對切片形成整體認識，掌握局部與整體的關系，對典型結構的位置把握更準確，對整張標本理解更透徹。教師適當標注的數字切片可以幫助學生更好地定位和認識典型結構，提高學習效率。數字切片便于操作，學生可以切換窗口，同時觀察多張標本，進行對比和擴展學習，利于教學內容拓展和學科整合。

利用數字切片開展實驗教學的優勢非常明顯，但也存在一些弊端，如學生顯微鏡操作水平下降，對數據采集理解不透徹等[7]。為避免這些問題，采用傳統切片與數字切片相結合的方式進行實驗教學，以傳統切片為主、數字切片為輔，數字切片起到補充教學、拓展知識、加深理解、實現學科整合等作用。同時，講解傳統切片與數字切片的關系，讓學生理解透徹，提高教學質量。

應用于實驗考試? 數字切片給組織學實驗考試帶來極大便利。傳統組織學實驗考試采用顯微鏡觀察切片或投影儀展示圖片的方式進行。前者需要教師對標本隱藏標簽、分發回收整理，工作量極大，且切片的個體差異容易導致學生答題難易程度不一致。后者則是在屏幕上顯示靜態孤立的圖像，無法體現局部與整體的關系，學生只見樹木，不見森林，導致理解困難。應用數字切片則可以避免上述問題。數字切片都是通過精心挑選，利用全自動數字切片掃描儀在高倍鏡下掃描而成，分辨率高，圖像清晰，切片質量能夠得到保證，確?？荚嚬健底智衅M行圈點標注，設置相關問題，拷貝到考試系統中，極大地節約了人力、物力。學生操作電腦，自由放大、縮小觀察圖像，利于準確識別局部組織結構，使考試更加科學合理。

應用于自主學習? 基于數字切片錄制的講解視頻給學生自主學習提供了豐富素材。將視頻資料上傳至網絡學習平臺，學生可以通過校園網在實驗室外進行預習和復習，能夠反復學習，遇到疑難問題則在網上留言;教師利用課余時間進行解答，形成師生交流的第二課堂。目前，組織學實驗教學視頻大多是采用“圖片+講解”的方式錄制，缺乏局部與整體的關系[8]。學生不了解局部圖片的位置，也不清楚如何才能尋找到典型結構。數字切片講解視頻則是動態的，由低倍鏡到高倍鏡，將整個觀察過程配合講解音頻呈現出來，后期制作再加入字幕，非常利于學生自主學習、理解知識內容、提高學習質量。

應用于翻轉課堂? 數字切片不依賴于顯微鏡和實驗室，打破了時間與空間限制，使學生能夠進行自主學習，為翻轉課堂提供了條件。在整個實驗教學進程中，挑選部分實驗課實施翻轉課堂教學。課前，教師將要觀察的數字切片配以相應問題上傳至網絡學習平臺，學生自主學習，分組討論辨認標本典型結構。課中，每組推薦代表講解標本典型結構，組員進行補充。教師評價學生表現，補充完善授課內容，提煉知識點，進行課堂總結。課后，學生繪制標本典型結構，加深理解記憶。此種教學模式充分發揮了學生學習的主觀能動性，鍛煉了分析問題、解決問題和語言表達等能力，提高了學生的綜合素質。

6 結語

數字切片與互聯網技術的發展給組織學實驗教學改革帶來契機。以傳統切片為基礎，掃描生成數字切片，并為其編輯標注，錄制講解視頻，形成系列化組織學數字教學資源，并將其應用于實驗教學、實驗考試、自主學習和翻轉課堂。這種嘗試提高了學習效率，增強了教學效果，實現了考試公平，擴充了學習資源，為教學模式改革提供了條件。當然，數字化教學不能完全取代傳統教學，發揮數字化教學資源的優勢，使之與傳統教學協調發展，是組織學實驗教學改革的長久之路?！?/p>

參考文獻

[1]楊力，郭澤云，等.數碼顯微互動教學在組織胚胎學教學中的應用[J].解剖學研究，2011，33（5）：394-397.

[2]馮先玲，王曉梅，沙鷗.虛擬切片和數碼互動在組織學教學中的應用[J].解剖學雜志，2015，38（6）：748-750.

[3]馮先玲，范新民，金哲，等.病理學虛擬資源的構建和探索[J].中國高等醫學教育，2017（1）：11-12.

[4]張國榮，孟凡潔，王文奇.數字切片在形態學教學中的優勢及其應用[J].中國教育技術裝備，2014（24）：55-56.

[5]張國榮，王文奇，李麗.組織學數字切片的制作及意義[J].中國醫學教育技術，2017，31（1）：30-32.

[6]馮樹梅，廖禮彬，等.人體組織學數字化切片視聽課程的構建及探索[J].解剖學雜志，2016，39（5）：646-647.

[7]張國榮，李麗，王文奇.數字切片在組織學實驗教學中的應用[J].實驗室研究與探索，2017，36（6）：216-218.

[8]藍永洪，等.基于數字切片的組織學實驗自主學習網絡環境的構建及應用[J].中國高等醫學教育，2017（2）：50-51.