數(shù)字化切片結(jié)合遠程教學在成人教育病理學實驗教學中的應(yīng)用

方賢磊 彭小燕 盧小敏 陳 歡 舒 旭

1.湖南醫(yī)藥學院基礎(chǔ)醫(yī)學院，湖南懷化 418000；2.湖南醫(yī)藥學院繼續(xù)教育學院，湖南懷化 418000

研究表明，我國醫(yī)療衛(wèi)生資源不均衡，基層醫(yī)生普遍受教育程度不高。隨著醫(yī)療技術(shù)的迅速發(fā)展，基層醫(yī)生迫切希望能夠獲得繼續(xù)教育的機會，以此來提高自身理論知識水平[1-2]。病理學是一門側(cè)重研究疾病形態(tài)學改變?yōu)橹鞯幕A(chǔ)醫(yī)學專業(yè)課程，又是聯(lián)系基礎(chǔ)醫(yī)學與臨床醫(yī)學重要的橋梁課程，病理學實驗教學是病理學課程的重要組成部分[3-4]。傳統(tǒng)的病理學實驗教學內(nèi)容死板、形式單一、枯燥乏味，致使實驗教學優(yōu)勢及特色不明顯，學生缺乏學習興趣，不利于學生掌握疾病的病理形態(tài)學變化[5-6]。隨著疾病發(fā)病率下降、疾病譜系的改變及傳統(tǒng)病理切片易損耗等特點，一些典型疾病的病理切片很難再收集，這給病理學實驗教學帶來了極大的挑戰(zhàn)[7]。近年來，伴隨計算機技術(shù)及數(shù)字化圖像的飛躍式發(fā)展，病理學科的發(fā)展也進入了數(shù)字時代[8]，以“數(shù)字化切片”為載體的實驗教學模式作為一種新的教學手段應(yīng)運而生，其不僅具備傳統(tǒng)切片的所有功能，同時還可以實現(xiàn)多人共享，擁有全視野、可連續(xù)動態(tài)觀察、易儲存等特點，能夠確保教學切片的一致性和長期性，不僅豐富了教師的信息化教學手段，還極大地提高了學生的學習興趣[9]。

本研究以“數(shù)字化切片結(jié)合遠程教學工作”為例，對湖南醫(yī)藥學院醫(yī)學成人教育中病理學實驗教學改革的經(jīng)驗以及在教學過程中的心得體會進行總結(jié)，旨在為成人教育其他學科的實驗教學開展線上實驗教學提供有利的借鑒。

1 遠程教學在成人教育病理學實驗教學中實施的作用

1.1 能夠解決病理學實驗教學線下無法開展的問題

由于大部分成人教育學生為基層醫(yī)務(wù)工作者，這類學生普遍受教育程度偏低、學習時間不固定[10]。不僅如此，在教學過程中高校對非全日制學生的教學資源投入相對有限，這些綜合性因素致使成人教育學習方式大多以學生自學為主、教師面授為輔，在很大程度上影響了學生學習的積極性，學習效果并不理想[11]。病理學授課內(nèi)容側(cè)重于形態(tài)學教學，實踐性較強，但成人教育學生無法脫產(chǎn)進入高校面授實驗課，從而導(dǎo)致實驗課與理論課脫節(jié)，學生失去學習興趣的同時也很難達到學習目的[12]。而現(xiàn)代遠程教學技術(shù)可有效解決這一難題，教師可通過在線教學軟件，如釘釘、雨課堂、超星等軟件進行遠程教學，在線上開展實驗教學，從而可以實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合，將線下實驗課開展至線上，有效解決成人教育學生無法參加線下病理實驗教學的難題。

1.2 能夠結(jié)合學生實際，有利于打破傳統(tǒng)實驗教學的局限性

病理學教學內(nèi)容繁多而復(fù)雜、實驗課時少、教學手段單一，不僅增加了教師教學的難度，而且給學生的學習帶來了一定的困難[13]。成人教育學生具有豐富的臨床經(jīng)驗和較強的實踐能力，但缺乏基礎(chǔ)理論知識。不僅如此，目前成人教育使用的《病理學》教材大多沿用的是普通全日制學生使用的理論教材，沒有配備專門的實驗教材，全日制學生使用教材有較為顯著的特點：理論性強、實踐性弱，教材的先進性展示不夠充分，與臨床實踐脫節(jié)嚴重，致使學生學習興趣缺失，達不到教學目標。遠程教學具有開放性、覆蓋面廣、多學科間可相互補充、及時便捷等優(yōu)勢[14]，在遠程教學模式下開展實驗教學可以打破傳統(tǒng)教學的限制，有利于教師發(fā)揮教學的創(chuàng)造性。

1.3 能夠始終堅持以學生為中心的教學地位

成人教育對象主要為承擔繁重臨床工作的基層醫(yī)療骨干力量，學生無固定的學習時間、生源較為分散，很難在固定時間集中開展教學。遠程教學不僅可以將有限的教學資源合理化利用，根據(jù)學生的實際工作情況制訂授課計劃，合理安排學習時間；還可以在遠程教學活動中促進學生與教師間積極有效的互動，從而避免因心態(tài)緊張而回避參與教學活動。教師還可通過遠程教學平臺實時監(jiān)控學生學習的情況，督促學生完成課程的學習任務(wù)，使學生積極主動參與教學活動。

2 數(shù)字化切片在成人教育病理學教學中的實施

數(shù)字化切片又稱虛擬切片（whole slide imaging，WSI），是通過數(shù)字切片掃描系統(tǒng)將傳統(tǒng)病理切片的標本圖像掃描后轉(zhuǎn)換成為具有超高分辨率、全視野、連續(xù)動態(tài)化切換的數(shù)字化圖像，同時還能完整的保留傳統(tǒng)病理切片的信息[15-16]。相較于傳統(tǒng)病理切片而言，WSI的應(yīng)用，不僅改革了傳統(tǒng)的病理學實驗教學模式，使得病理實驗教學更加數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，而且還實現(xiàn)了最大程度的教學資源共享。解決了成人教育實驗教學難題的同時，還能夠滿足全日制學生線上教學的要求，極大地提升了學生的學習效率[14]。

2.1 構(gòu)建數(shù)字化病理切片庫

病理學實驗教學主要為大體標本觀察、組織切片觀察以及臨床病例討論三個部分。近年來隨著我校辦學規(guī)模的不斷擴大，招生人數(shù)逐年增多，教學切片損耗量日益增加等因素，致使在用的病理切片已無法滿足日常的實驗教學需求。盡管為了維持教學從公司購買了部分補充切片，但通過購買的切片無論是在制片質(zhì)量還是在典型病變區(qū)域選擇上都差強人意。在日常實驗教學過程中，經(jīng)常出現(xiàn)教師示教有病理切片，而學生因病理切片少而無法自主觀察的情況，致使學生缺乏學習興趣及動力，實驗教學無法達到教學目標。為改善缺少病理切片的情況，課題組教師利用休息時間在附屬醫(yī)院臨床病理科收集典型的臨床標本，制片后用于教學。但病理科臨床標本資源有限，如一些典型疾病（如大葉性肺炎等）由于內(nèi)科治愈率很高，很難獲取相應(yīng)的病理標本，而大葉性肺炎是病理學教學內(nèi)容中非常重要的知識點，因而怎樣將數(shù)量少的病理切片最大化利用一直是困擾病理學教師的難題。不僅如此，即使在病理活檢中能夠獲得可用于教學的病理標本，其使用也會受到諸多因素的限制，如住院患者的手術(shù)標本保存有明確的時間要求、疾病手術(shù)標本取量少、手術(shù)標本除作經(jīng)典的HE染色診斷外，還可能被用于免疫組織化學法染色、分子病理診斷等，致使剩余很少的標本能用于教學。甚至在學習重要傳染病章節(jié)時，部分教學內(nèi)容（如傷寒、麻風病）實驗教學一直是缺失的，學生只能觀察教材中的圖片，導(dǎo)致理論與實踐不能相結(jié)合，致使學生在課程學習過程中一直處于滯后狀態(tài)。

為此，課題組成員根據(jù)成人教育課程教學大綱安排，按照授課計劃收集整理出成人教育病理實驗教學所需的傳統(tǒng)病理學切片，其中病理學總論部分12張切片、各論部分18張切片，罕見疑難病8張切片。將收集整理完成的傳統(tǒng)病理切片通過Precice 500全自動數(shù)字切片掃描系統(tǒng)掃描后形成WSI。由我校第一附屬醫(yī)院病理科采購的WSI掃描系統(tǒng)Precice 500為全自動數(shù)字切片掃描系統(tǒng)，該系統(tǒng)是利用切片載物臺自動控制（X/Y/Z軸）系統(tǒng)，通過顯微光學成像和數(shù)字圖像采集，進行載物臺切片的自由移動、采集，通過軟件系統(tǒng)掃描、拼接成整張WSI，利用電腦顯示器或手持移動設(shè)備即可瀏覽全視野數(shù)字切片。此過程為全自動過程，可同時放5張切片在載物臺上，進行不間斷的切片掃描，可取代顯微鏡目鏡觀察，并通過顯示器或網(wǎng)絡(luò)進行觀察讀片。見圖1。

圖1 Precice 500全自動數(shù)字切片掃描系統(tǒng)

課題組成員利用全自動掃描系統(tǒng)將傳統(tǒng)玻璃切片掃描后形成WSI，并將WSI按照章節(jié)進行保存從而完成數(shù)字化切片庫的建設(shè)。數(shù)字化切片庫的構(gòu)建不僅豐富了病理學實驗教學手段，而且解決了傳統(tǒng)切片難以長期保存的問題，改變了傳統(tǒng)玻璃切片易損耗、部分病理切片來源少的現(xiàn)狀，且WSI可以呈現(xiàn)連續(xù)高清的圖像，提高了教學資源的準確性。目前我校的數(shù)字化病理切片庫主要包括三個部分：基本教學庫、技能考核庫和資源拓展庫。教學庫的構(gòu)建主要涵蓋病理學成人本科教學大綱的教學內(nèi)容，能夠滿足成人醫(yī)學本科教育的要求；技能考核庫的構(gòu)建主要由學生需要掌握的常見疾病切片組成，能夠達到課程考核的目標；資源拓展庫的構(gòu)建主要由罕見病、疑難病數(shù)字化切片組成，旨在開拓學生對疑難病、罕見病病理變化的視野，補充和豐富教學庫。

2.2 WSI鏈接轉(zhuǎn)換生成二維碼用于病理學實驗教學

傳統(tǒng)玻璃切片通過Precice 500全自動數(shù)字切片掃描后轉(zhuǎn)化為WSI，通過遠程會診系統(tǒng)將WSI的鏈接直接轉(zhuǎn)化生成相應(yīng)的二維碼，學生在電腦端可點擊鏈接直接打開WSI或使用手機端直接使用微信掃描二維碼即可將WSI打開，不僅可以模擬顯微鏡在固定倍率下觀察（1×、2×、5×、10×、20×、40×、80×等）組織切片，還可以在一定范圍內(nèi)（1×～80×）實現(xiàn)動態(tài)連續(xù)的視角下瀏覽切片，可實現(xiàn)線下預(yù)習、線上課堂學習、線下復(fù)習的“三線”實驗教學，打破時間與空間的限制，學生可隨時打開數(shù)字化切片庫觀察典型病變，不僅有利于發(fā)揮學生自主能動性和驅(qū)動學生的學習興趣，還解決了教師對一些罕見病的病理切片無法示教的難題。見圖2。以WSI的模式開展實驗教學后，問卷調(diào)查研究表明學生在對教師的教學評價活動中均對這種模式下的實驗教學給予了很高的評價，同時提高了學生的學習效率。

圖2 WSI鏈接轉(zhuǎn)換生成二維碼，手機端掃描后即可觀察病理切片

3 WSI結(jié)合遠程教學在成人教育病理學實驗教學中開展的作用

3.1 可培養(yǎng)學生自主觀察切片的能力，激發(fā)學生的學習興趣

成人教育病理學課時數(shù)少且教學內(nèi)容繁雜，學生基礎(chǔ)知識薄弱，大部分學生難以掌握實驗教學內(nèi)容，往往會因此而失去學習興趣。在教學過程中，課前教師可通過QQ群、釘釘、超星學習通等平臺將實驗課需要講授的病理切片二維碼發(fā)送給學生，學生可做到提前預(yù)習，課中可通過數(shù)字化切片結(jié)合遠程教學實時模擬顯微鏡觀察組織切片，使學生容易觀察到病變部位及病理變化特點，課后學生可通過手機端、電腦端在任何有網(wǎng)絡(luò)的場所自主觀察切片，從而培養(yǎng)學生自主觀察和思考的能力。

3.2 有利于開拓學生視野及認識疾病的本質(zhì)

成人教育學生臨床經(jīng)驗豐富，理論知識欠缺，對疾病本質(zhì)的認識不足。在數(shù)字化切片庫建立過程中，注重選擇經(jīng)典的臨床案例，從實際出發(fā)探討疾病的發(fā)生過程，分析臨床病理聯(lián)系，解析疾病的本質(zhì)。WSI結(jié)合遠程教學模式下開展病理學實驗教學，有利于開拓學生的視野、與時俱進，了解現(xiàn)代化醫(yī)院使用信息化技術(shù)手段開展的一些遠程醫(yī)療工作，包括遠程病理診斷、遠程手術(shù)操作等。

3.3 有利于教師與學生間、學生與學生間開展互動交流

WSI結(jié)合遠程教學的模式不僅豐富了教師的教學手段，還加強了師生間、學生間的交流與互動。在授課過程中，可由教師先示教，重點講解疾病的病理變化，教師示教完成后學生可通過手機微信掃描或者電腦端自主觀察切片，并可將難點標注，線上提出問題，教師在線上課堂即可給予全面指導(dǎo)，不受時間和空間的限制，有效加強了學生與教師、學生與學生間的溝通，克服了傳統(tǒng)病理學實驗教學局限性的同時提高了教學效果和學生的滿意度。

4 WSI結(jié)合遠程教學在成人教育教學中開展的不足之處

WSI結(jié)合遠程教學不僅可應(yīng)用于成人教育病理學實驗教學，還可為全日制學生開展線上實驗教學提供參考，此種實驗教學模式擁有廣闊的應(yīng)用前景。雖然WSI結(jié)合遠程教學模式優(yōu)勢明顯，但其也有較多的不足之處：①WSI無法替代傳統(tǒng)顯微鏡，無法模擬顯微鏡實際操作的過程，醫(yī)學生仍需要掌握顯微鏡基本的使用方法，能夠在顯微鏡下識別典型的病理變化；②數(shù)字化掃描系統(tǒng)費用昂貴，廣泛用于醫(yī)院臨床病理診斷，高校如專門用于教學，需要足夠的教學經(jīng)費投入；③WSI的內(nèi)存較大，對計算機存儲設(shè)備要求較高，教學示教過程中偶有卡頓的現(xiàn)象；④線上教學對教師端與學生端的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求較高，沒有流暢的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境作為支撐，線上實驗教學很難流暢、有效的完成。

5 討論

病理學課程教學內(nèi)容繁雜、實踐性強，將WSI結(jié)合遠程教學模式應(yīng)用于成人教育病理學實驗教學中是信息化時代快速發(fā)展的趨勢。該模式的應(yīng)用不僅打破了時空限制，實現(xiàn)了線下預(yù)習、線上課堂學習、線下復(fù)習的“三線”實驗教學模式，而且有利于學生發(fā)揮自主能動性和激發(fā)學生的學習興趣。隨著互聯(lián)網(wǎng)+、5G等信息化技術(shù)的快速發(fā)展，必將推動成人教育模式的轉(zhuǎn)變，WSI結(jié)合遠程教學模式不僅可以提高教師“教”的水平，而且還可以幫助學生提高“學”的效率，促進基礎(chǔ)醫(yī)學形態(tài)學課程間實驗教學建設(shè)的交流與融合。