基于Web的形态学实验教学改革

吴义春 陈命家 姚玉芹

（安徽医学高等专科学校病理学教研室； 1解剖学教研室，合肥230601）

在医学类高职高专院校，形态学包括人体解剖学、组织学与胚胎学、病理学等，这些学科的学习都离不开实验课的学习［1］。实验教学是理论教学的继续和延伸，在培养医学生实践动手能力和提升理论水平方面发挥着重要作用。因此，提高形态学实验教学质量有着重要的现实意义。当代经济和科技的发展为网络辅助教学奠定了雄厚的物质基础，本课程组在前期病理学实验网络辅助教学［2］的基础上进行了深入研究。

材料和方法

1.网 络辅助教学平台与实验室开放管理平台开发工具

硬件有计算机、刻录机、扫描仪、数码相机、数码摄相机、光学显微镜、局域网等，软件有Spot Advanced显微摄相系统、Photoshop、ACDSee、Dream weaver、Flash、office等。

2.形 态学实验网络辅助教学与实验室开放管理平台的构建

2.1 形态学实验网络辅助教学与实验室开放管理平台的架构

形态学实验网络辅助教学与实验室开放管理平台的设计主要遵循的原则是：①简便实用；②突出学生为中心；③辅助教学功能较强；④利于资源保护与数据安全；⑤具有通用性与拓展性［3］。形态学实验网络辅助教学与实验室开放管理平台的建设包括硬件建设、软件建设和资源建设。硬件主要依托现成的校园网，添加一台服务器即可。软件建设主要采用.NET平台部署，由WEB展示层、逻辑事务层和数据服务层构成。在WEB展示层采用JavaScript、Photoshop、Flash等技术美化用户界面，在服务器上利用ASP.NET技术实现全部功能，平台的主体框架见图1。子平台的功能分述如下：

图1 形态学实验网络辅助教学与实验室开放管理平台框架结构Fig.1The frame structure of the platform of network auxiliary teaching of morphologic experiment and management of open morphologic laboratory

学生平台：学生通过学号、密码登录后可查阅形态学实验室的各项规章制度；在线学习各形态学实验项目，在线测试自己对各形态学实验的掌握情况；根据各自的实际情况在线选择自己想强化练习的实验项目到实验室去再次进行实物练习，以便有针对性地补缺补差；在线与同学之间进行学习交流或就疑难问题进行师生交流。

教师平台：教师或实验员利用帐号、密码登录后，可进行网上答疑、学生管理、根据各形态学实验室的具体情况制定实验室开放的具体时间、实验内容和场所供学生选择并及时通过网络发布信息；通过网络平台及时掌握各时间段要到实验室温习实验的学生信息并做相应的准备；通过学生的网络积分实时监测学生形态学实验的学习效果，以便采取有针对性的补救措施。以上功能都可通过在线远程操作来完成，给教师提供了极大的方便。

管理平台：管理员登录系统后，可对平台进行技术维护，管理平台的公共信息、所有用户、课程及公共资源，保障平台的正常运转。

2.2 形态学课程的实验教学资源建设

形态学课程的实验教学资源包括实验教学大纲、实验考核大纲、图片素材库、多媒体课件、试题库等。组织教学经验丰富的人体解剖学、组织学与胚胎学、病理学等形态学课程的骨干教师对现有的实验教学大纲及实验考核大纲进行修订，修订的原则是以卫生部颁布的教学大纲为依据、结合安徽省疾病发生情况及各专业的培养目标，力求科学，满足实用型医学专科人才培养要求。再以形态学实验教学大纲为依据组织形态学图片素材库的建设工作：①利用安徽医学高等专科学校病理学教研室、解剖学教研室现有的大体标本，用数码相机进行拍照，用photoshop7.0等软件对图片素材进行处理；②利用安徽医学高等专科学校病理学教研室、组织学与胚胎学教研室现有的组织切片，用Spot Advanced显微摄相系统进行拍摄，用Adobe photoshop7.0和ACDSee7.0等软件进行图像素材的处理；③利用国际互联网上的许多形态学相关网站，收集下载一些典型病例及罕见病例的大体标本和组织切片的图像资料，根据需要用软件作相应的处理；④收集国内外新的、适用于教学的图谱和相关书籍，对照片进行抄描、整理、编辑、分类等处理，制成教学图片存入电脑形态学素材库；⑤选取经典动物实验（如空气栓塞），由教师操作并录相，应用软件进行剪辑、编辑、合成和压缩成avi、mpg视频文件；⑥运用Flash制作多媒体动画。教学资料中的文字资料主要来源于人民卫生出版社和高等教育出版社的教科书、专著及有关权威杂志。文字资料包括大体标本和组织切片的注释、经典病例等，经组织整理后存放于相应的文件内。最后用形态学图片素材库中的素材，组织教师以集体备课的形式进行多媒体实验教学课件的制作，力求界面简洁、友好、标示明确，超级链接科学醒目，方便教师及学生使用；利用图片素材库中的素材，编制供学生练习和测试的形态学实验考核题库。

2.3 质量监控与规章制度

质量监控是保障平台科学性、实用性的关键，包括医学形态学实验网络辅助教学平台和实验室开放管理平台性能的监控、平台资源的监控及学生学习效果的监控。平台性能按当初设计要求，力求简洁、美观大方，超级链接合理、流畅，使用前请了合肥工业大学和安徽大学软件学院的专家进行了审校。平台资源质量监控是从源头抓起，各形态学教研室均以集体备课的形式组织实验教学资源的建设，在交付使用之前，组织了安徽省内同行及知名专家进行审校，确保资源的科学性和实用性。学生学习效果的监控是通过学生的网络积分来实现，学生是以实名登录系统的，网络积分汇总的是学生登录平台的次数、每次在线学习和做练习与测试的效果，学生上网登录系统后可以直接查看自己的网络积分，教师上网可以查看自己所带班级每个学生的网络积分，全程监控学生的学习效果。实验室的规章制度涵盖实验室安全管理、档案管理、仪器设备管理、仪器设备损坏丢失赔偿办法、学生实验守则、实验室开放管理等，由各形态学课程的教研室与学校实验管理部门共同制定。

3.形 态学实验室开放管理

鉴于高职高专的办学定位和学生的实际情况，形态学实验室开放的形式是“教学计划内的实验预习、重做型”。人体解剖学、组织学与胚胎学和病理学实验室统一规划开放的实验项目，配备实验指导教师和实验技术人员，落实实验场地及开放时间，并通过实验室开放管理平台及时将实验室开放信息（包括开放的实验项目名称、隶属于何实验室、实验指导教师、开放时间和地点等）向学生公布，所有参加开放实验的学生都必须通过网络预约。实验室开放的时间原则上是周一至周五的上午8点至下午5点，不影响教学计划内的实验开出，学生根据自己情况自由选择。各开放实验室根据网上预约参加实验的人数、实验内容等情况做好设备、标本及切片等实验准备工作，保证实验条件。在实验室开放期间预约的指导教师和实验技术人员必须到场，负责指导学生；学生进入开放实验室，必须严格遵守实验室的各项规章制度、完成实验作业并交实验指导老师批改。

4.研 究对象的选取及实验方法

选取本校高考入学成绩无显著差异的四个平行班级作为研究对象，其中09级临床医学1、2班（以下简称1、2班）作为对照班，09级临床医学5、6班（以下简称5、6班）作为实验班。由各形态学教研室选派资历和教学水平相当的教师分别执教对照班和实验班的实验课，其中对照班形态学课程的实验课采取传统方式进行教学，实验班的采取传统教学和网络辅助教学与实验室开放管理。实验课结束后按传统方式进行统一考试，由教务处组织，实行教考分离，以百分制记录学生的考试成绩，实验班与对照班学生的实验考试成绩用SPSS（11.0for windows）软件对数据进行统计学处理，各班学生成绩之间比较采用one way ANOVA。

5.评 价方法

人体解剖学实验考试主要考查学生对解剖结构的识别能力，分标本考核和填图两个部分，要求学生完成20个标本的解剖结构（4分／标本）识别和10个空的填图（2分／空）。标本考试在实验室进行，考试之前教师和实验技术人员先对瓶装标本进行编号，再对要考核的解剖结构用箭头进行标记，去掉标本上所有文字标识，分两个实验室同时进行，学生在30分钟内完成考试；为防止学生作弊，每一场考试结束后都对标本编号进行调整。填图部分是纸质考试，放在理论考试卷尾进行考核。组织学与胚胎学和病理学的实验考试均在实验室进行，组织学与胚胎学考组织切片，病理学考大体标本和组织切片。考试之前教师和实验技术人员对标本和组织切片进行编号，抹去一切文字标识。组织学与胚胎学考10张组织切片（写出正确名称得6分，正确描述其镜下结构特点得4分）。病理学考10个大体标本和10张组织切片。每个大体标本写出正确诊断得3分，正确描述其大体病理改变得2分；每张病理切片写出正确诊断得3分，正确描述其镜下病理改变得2分。组织学与胚胎学的实验考试时间为30分钟，病理学实验考试时间为40分钟。所有参与实验考试学生的考核内容相同，但不同场次的大体标本和组织切片的编号均不同。人体解剖学、组织学与胚胎学和病理学的实验考试均由学校组织，实验班与对照班考前抽签决定考试顺序，监考老师由学校统一安排，无课题组成员参与监考。

结 果

1.形 态学课程的实验考核成绩

实验班与对照班的高考入学成绩与各形态学课程的实验考试成绩见表1。

表1 实验班与对照班的高考入学成绩及各形态学课程的实验成绩比较表Table 1 The comparison of the scores of university entrance exam and the morphology of experimental courses between experimental classes and control classes.

2.课 题组的业绩

形态学实验网络辅助教学改革取得了初步成效，各形态学课程的带头人参与或主持了实验的网络辅助教学科研项目，形态学实验教学效果显著提高；在此基础上又构建了基于web的形态学实验室开放管理平台，既方便了管理，又为学生提供了便利的学习条件。我们先后承担了安徽省教育厅与形态学实验教学改革相关的省级教学研究项目共4项。建成的病理学实验网络辅助教学平台新版的网址是http：／／218.22.44.184／blx＿jp／shiyan／index＿shiyan.asp（含实验室开放管理，实验室开放管理平台页面见图2），其主页面见图3；老版网址是http：／／218.22.9.140／localuser／blx＿cai／index.asp，其主页面见图4；解剖学实验网络辅助教学平台的网址是http：／／218.22.44.184／rtjp＿pt／index.asp（含实验室开放管理），其主页面见图5；组织学与胚胎学的内容融入到病理学实验网络辅助教学的平台中。实践已证实专科病理实验网络辅助教学显著提高了医学高等专科学校病理学实验课程的教学效果［1］。课题组的推广衍生项目《病理学与病理生理学》网络课程在2011年安徽省多媒体教育软件评奖中获高教组网络课程类二等奖。

图2 实验室开放管理平台主页面图图3 病理实验网络辅助教学平台新版主页面图图4 病理实验网络辅助教学平台老版主页面图图5 解剖学实验网络辅助教学平台主页面图Fig.2The home page of network auxiliary platform of the management of open morphologic laboratoryFig.3The new home page of network auxiliary platform of pathologic experiment teachingFig.4The old home page of network auxiliary platform of pathologic experiment teachingFig.5The home page of network auxiliary platform of anatomic experiment teaching

讨 论

传统的形态学实验教学主要是教师辅导学生用肉眼观察正常或异常的大体标本，用光学显微镜观察正常或异常组织的微细结构，其间适当用一些幻灯、挂图或自绘图形来辅助教学。在传统的形态学实验教学中，“教”与“学”主要依赖的是书本、显微镜和大量的挂图，教学信息匮乏［4］。随着医疗卫生条件的明显改善，近年来典型病例大量减少，可以用于教学的病例、标本和切片既不全面，损坏后又无法及时得到补充，教学资源严重不足，特别是近年来扩大招生规模后学生数量大大增加，使这一问题更加突出［5］，这其中也包括用于人体解剖学教学的尸体匮乏等。高职高专院校学生相比于本科生来讲，基础薄弱，很难在有限的课堂教学中达到良好的学习效果。在形态学课程的实验课中，学生观察标本和切片的熟练程度低，耗时较多，教师要逐一讲解大体标本观察要点，逐个在显微镜下辅导学生各类切片的观察要点，在解决同一问题上要耗费大量的时间和精力，这些原因均限制了实验课的容量；形态学实验的观察方法是用肉眼观察正常或异常的大体标本、用光学显微镜观察正常或异常组织的微细结构，课时内传递的信息容量也有限；再加新教改后课时压缩，学生课堂上还没完全理解和接受授课内容就到了下课时间；而课后的学习资源只有书本，效果较差。以上原因决定了传统的形态学实验教学很难取得满意的教学效果。为弥补传统医学形态学实验教学之不足，黄华梅［4］等将TIGER多媒体教学系统应用于形态学实验教学，丰富了实验内容、提高了课堂教学效率、改变了作业及考试模式、减轻了教师的负担。近年来，数码显微互动实验室在一些医学院校的形态学实验教学中得到应用，促进了实验教学质量的提高，但是其设备价格昂贵，推广存在一定的难度；另外，数码显微镜的像素偏低，尤其是学生机，使投影到大屏幕的图像不够清晰，有的图像颜色失真，在一定程度上影响了教学效果［6］。以上改革均旨在丰富和提高形态学实验的课堂教学效果，但没有拓展形态学实验“教”与“学”的时空，引导学生确立自主学习的理念。

如何弥补形态学课程的实验课堂教学不足，为学生课后提供丰富的学习资源和再学习的机会，使得“教”与“学”的时空得以延伸，是高职高专院校教育工作者亟待解决的问题。现代社会经济和科技的发展，已为网络辅助教学提供了雄厚的物质基础。网络辅助教学有效地克服了当今高职高专院校形态学课程实验教学之不足，它的基本理念就是课堂教学仍是教学的主要方式和模式，网络辅助教学重在“辅助”，它弥补了课堂教学的不足，提高“教”与“学”的效率，是现代教学理念和教学手段的具体应用。基于Web的形态学实验教学改革使学生的学习内涵及外延得以拓展，充分体现以学生为中心的教学思想，践行建构主义学习理论。学生可随时通过计算机或手机上网进行各形态学课程实验内容的学习，弥补课堂上学习的不足，通过超级链接加强了知识点及不同课程之间的前后联系；同时也可以学习到一些本校实验室尚未有的标本、切片，甚至是国内外与学科相关的一些典型病例资料；还可与教师或同学之间进行互动交流，最大程度地利用了时空，丰富了教学资源，可以使“教”与“学”变得无时无处不在，极大地拓展了学生的知识面和知识量，也充分调动了学生的学习积极性，为培养实用型人才打下坚实的基础。基于Web的形态学实验室开放管理是充分利用现有教学资源，提高实验室管理水平和设备使用水平，加强学生实践能力培养，提高办学效益和教学质量的有效措施。实验室开放管理满足了不同层次学生的需求，层次好的学生可以在正常教学计划安排的实验之前进入实验室进行预实验；层次差一点的学生可以根据自己的实际情况（知识掌握程度、时间等）选择适合的时间段和实验项目再次进入实验室温习已经做过的实验。实验室的开放是各形态学实验室在完成正常教学计划任务之后，有计划有序开展的，既不影响正常教学秩序，又满足了学生的求知欲，最终还提高了实验的使用效率和管理效率。另外，通过网络进行实验室的开放管理，相比于传统的实验室开放管理，省去了人工宣传、登记、统计等烦琐环节，这些工作全由电脑自动完成，极大地减轻了教师和实验技术人员的工作量，提高了工作效率。网络辅助教学与实验室开放管理相结合，达到了优势互补的效果。本实验结果显示，实验班学生形态学课程的实验考试成绩均显著优于对照班，表明基于Web的形态学课程实验教学改革有效，为同类院校的形态学实验教学改革探索出一条路径。

基于Web的形态学实验教学改革还有利于日常教学管理和提高教师的业务水平。教学管理部门或教师通过网络积分可随时监测学生形态学课程的实验学习效果，从而组织有针对性的教学。教师在形态学课程的实验网络辅助教学的教学资源建设和使用过程中，既要用到数码相机、计算机、扫描仪等硬件，又要应用计算机图、文制作等相应软件，还要以集体备课的形式进行教学资源的审校，这对教师业务能力的提升无疑起到很大的促进作用。

综上所述，基于Web的形态学实验教学改革能显著提高形态学实验教学质量，实现“教”“学”相长。但是，目前形态学实验网络辅助教学主要实现的是验证性实验和部分综合性实验，创新性实验几乎没有。随着国家质量工程的深入开展，还需要进一步加大改革探索的深度，在形态学实验网络辅助教学中增加创新性实验内容，同时与构建虚拟网上实验室相结合，不断提高高职高专院校形态学实验教学的质量。

［1］方定志，万学红.医学教学方法.第1版.北京：人民卫生出版社.2003

［2］吴义春，张源，陈命家，等.医学高等专科学校病理学实验网络辅助教学的实践与评价.中华医学教育杂志，2007，27（1）：88-89

［3］陈建中，吴义春，鲍道林.安徽省农村在岗卫生技术人员专科学历教育网络辅助教学平台建设初探.中国职业技术教育，2010，378（14）：78-80

［4］黄华梅，曾靖容.多媒体技术对医学形态学实验教学的影响.山西医科大学学报：基础医学教育版，2007，9（4）：463-464

［5］肖德胜，文继舫.浅谈病理学多媒体教学.湖南医科大学学报（社会科学版），2002，4（1）：111-112

［6］倪晶晶，应志国，姚伟.数码显微互动实验室在医学形态学实验教学中的应用.中国高等医学教育，2005（3）：80-81