显微数码网络互动系统在形态实验教学中的应用及回顾分析

程静华，容 哲，王英慧，何立英

显微数码网络互动系统在形态实验教学中的应用及回顾分析

程静华，容 哲，王英慧，何立英

介绍了显微数码网络互动系统的组成、优势，分析了该系统运用于形态实验教学中与传统教学方式的区别，探讨了运行使用、维护、管理中出现的问题及对策，并对数字切片在病理实验教学中的应用进行了展望。

显微数码互动系统；形态实验教学；应用

0 引言

高等医学院校实验室是实践教学、开展科学研究的重要基地和实现培养目标的支撑点。实验室装备的现代化程度和管理水平以及实验室资源的利用效率直接反映一个学校的教学硬件实力和办学质量。形态实验研究是医学基础教学过程中的重要组成部分，直接影响学生对学科知识的理解和掌握。显微数码互动系统突破传统实验存在的局限性，效率更高、沟通性更强，是现今高校使用率很高的多媒体教学系统之一。我院为适应发展需要，将原先分属于各系的形态学实验室合并重组，于2006年投资近200多万元创建了2个显微数码互动系统教室，和3个普通形态实验室一起专管共用，高频次运行使用至今，发挥了重要作用，取得了显著成效。现将显微数码互动系统构成、使用、维护、管理情况、存在问题及新的尝试总结分析如下。

1 显微数码互动系统网络教室的组成

显微数码互动系统网络教室由教师用显微镜、显微数码互动图像采集系统、显微数码互动控制系统计算机和学生端显微镜组成，并配置有图像分析软件。每个互动网络教室配有1台教师机（主控端：奥林巴斯CX31型生物显微镜），分别与36台学生机（客户端：奥林巴斯CX21型生物显微镜）相连，通过交换机形成实验室局域网，同时接驳了影碟机和功放（录像机已经被淘汰）等多媒体设备，是资源共享、高效运转的实验平台。显微数码互动系统形成实验室局域网，可以实现各实验室之间传递声音、文字和图像及镜下放大显示的标本片，既可以一人主讲多室收看，又可各实验室单独播放，实现了多个实验室同步教学。系统主界面及使用如图1、2所示。

图1 显微数码互动系统主界面

显微数码互动系统网络教室主要承担学院各系、部研究生、6个专业的实验课，为形态学科的综合实验室，实现了实验教学设备的“资源共享、专管共用”。除正常上形态学实验课外，很多教师及科研人员都利用本系统教师机显微镜进行科研方面的镜下图像采集、数字化图像的实时传输以及显微图像的观察、研究、分析、处理等工作。经过8 a的运行使用，中心已成为基础理论与实践技能密切联系、实验课程与临床实践有机结合、培养创新思维与科普教育协调发展的形态学实验教学平台。

图2 实验课进行中

2 显微数码互动系统的优势和教学效果

传统实验教学模式，学生学习主动性不强，教师奔走解答，劳动强度大，教学指导性较差，且会顾此失彼，教师会多次重复解答或指导共同而普遍性的问题；教师和学生之间缺乏有效互动，信息资源不能充分共享。而显微数码互动系统的优势则在于：学生可以在镜下对显微图像进行数字化实时传输，对采集的显微图像进行分析及处理，同时实现实验课教师和学生之间的互动教学，使整个教学更加直观高效地完成。

显微数码互动网络教室具有以下特点[1]：（1）通过清晰的图像和丰富的交互手段，实现了师生实时互动，增加了师生间有效沟通，达到了“一对一”、“点对点”、“点对面”的授课效果，工作强度降低而效率提高。（2）使学生很好地了解组织、细胞的结构及相互关系，减少了学生在学习过程中的一知半解现象。（3）师生互动交流，实现资源共享。学生在显微镜下的观察内容可以实时地显示在教师的计算机显示屏上，能及时纠正错误的观察视野；学生在显微镜下观察到一个典型视野时，教师可以将其切换到所有同学的显示屏上，供大家讨论；还可以将有病理意义的图片和重点难点等知识以“广播教学”、“文件分发”方式传送到每一位学员的计算机上，实现资源共享。（4）维护课堂秩序。教师可以选择“黑屏肃静”对学生上课时上网、玩游戏等精力不集中情况加以警告。（5）建立图像库，便于复习。教师与学生可以利用拍照系统，镜下采集图片，测量分析保存，不受时间和空间的限制，便于随时进行复习和调用，满足学生个性化学习方式的需求，提高教学资源的利用率。

3 数码互动网络实验室的管理及维护

显微数码网络教室共有74台奥林巴斯显微镜、74台计算机及显微图像采集系统。为了更好地使用和维护这些贵重仪器，应建立和完善实验室管理制度，强化规范管理，组织和协调实验室的建设，合理购置、维护、升级，加强检查和监督[2]，充分发挥实验室的职能，优化保障实验教学。

显微数码网络教室系统基本功能使用最多，如主控台的远程控制开关机、广播教学、学生演示、电子举手、黑屏肃静、拍照系统、文件分发和作业下发。由于坚持由实验技术人员规范手法和程序开关机，主控台以及所配显微镜的冷光源故障最少。学生用相关计算机故障较多，经常出现无法远程开关机、屏幕震颤、键盘鼠标失灵、无因鸣叫等系统的稳定性不佳问题。最麻烦的是学生总是随便改变计算机系统桌面设置，管理人员不得不经常地去恢复重置。

显微数码互动系统在完成形态实验教学中，要承担6个形态学专业的实验课程，使用频次高、人员流动大、损耗大、故障多、维护维修和管理工作量大。课前由值班人员按要求程序规范开关机操作；实验室教学前开始提前通风，调整室内光线、温度；仪器设备及实验用品准备；座次秩序管理；做到“镜位合一”，严格检查登记制度[2]；课后认真点检、清洁、整理，还原正确摆放，每次做完卫生都让空气流通片刻，避免过于潮湿，以防显微镜镜头发生霉变[3]，并进行门窗水电及环境的安全管理。特别是寒暑假期过后，要进行通电检查、通风除尘、检查维修等常规工作。在系统使用中要时常提醒学员防止图像采集器的接头受压损坏；监督使用油镜后镜头的重点擦拭和清洁。要求学员课后将显微镜镜头调至八字形、光源必须由强到弱再关闭等。网络系统软件安装调试、计算机故障排除、显微镜检查清洁、熟练掌握显微数码互动系统的使用及维护规律，这些都是日常维护工作的重要内容。对首次使用显微数码互动系统的教师们而言，要负责讲解使用方法并解决使用中出现的问题，指导学员正确使用本系统并正确还原设备摆放以及如何镜下采集图片等，这些都是实验技术人员的重点工作。经过8 a来的精心管理，设备的使用率和完好率不断提高，真正做到了实验室的专管共用，保障了形态学实验教学的顺利进行。

4 显微数码互动系统在使用中存在的问题与对策

数码互动系统在实际教学活动中存在如下问题：（1）个别教师上课时图像、幻灯片变换节奏太快、太频繁，会造成学生视觉疲劳和大脑抑制，可能会影响教学效果[1]。教师上课时要注意适当放慢变换的节奏。（2）个别教师过分依赖该系统，黑板作图减少，导致部分学生绘图质量下降。应把好的传统授课方式保留下来，结合使用。（3）由于计算机屏幕上的画面形象逼真且观察方便，因此很多学生只观察计算机屏幕的图像，使用显微镜的基本技能欠缺。要特别强调学生显微镜使用与计算机图像观察之间的配合。（4）个别年纪较大的教师不想学习新东西，不使用这个系统，只播放自己的课件。总之，带教教师的使用情况对系统优势的体现有很大相关性，要求实验课带教教师既要发挥该系统的优势，又要发挥主观能动性，综合各种教学方法，达到最好的教学效果。

5 数字切片与显微数码互动系统相结合在病理学实验课中的应用

除了合并重组，建立资源共享、高效运转的实验平台，我们还尝试了“时间开放”和“内容开放”。在固定时间段实行教师现场授课与指导和全开放学生自主学习的方式，特别是考试前的实验室开放有利于学员的复习和讨论。

病理学实验教学多在实验室以各种病变组织玻璃切片借助显微镜为学习对象，玻璃切片易破损、褪色，不易永久保存，因此需准备大量的玻璃切片。而玻璃切片成本高且制作质量无法保证，使典型结构的观察和示教受到时间和空间的影响。数字切片结合显微数码互动系统，打破了传统玻璃切片的局限性，可尝试在病理学实验教学中应用。

数字切片是利用全自动显微镜扫描平台，结合控制与扫描软件系统，把传统玻璃切片上的全部标本进行逐行扫描、无缝拼接，生成整张全视野的数字化虚拟切片，并储存在计算机及其他移动硬盘及光盘中，然后下载专用的虚拟切片看图软件，通过计算机显示器来观看[4]，图片清晰、分辨率高、切片内有整块组织的全视野信息。数字切片不依赖显微镜，只是模拟显微镜观察模式，利用相应的图像浏览软件，用肉眼观察接近光学解析度；用鼠标可任选切片位置，能定倍及任意地放大缩小而无图像信息失真。其特点为：（1）数字化切片可无限数量地备份复制，存储于计算机或网络服务器端，不删除可以永久保存。（2）数字化切片可进行切片后处理，如标注和定量分析以及能准确快速地找到组织细胞结构。（3）可建数字切片库，具有多种用途及意义，方便教师备课、交流讨论、学生实验考试和远程教学等活动。（4）为少见疾病的切片教学提供了新手段及共享学习平台[5]。

6 结语

总之，将数字切片应用于病理学实验教学，我们只是做了一些尝试。另外，数字切片的典型性好，但实际临床病例都不是那么典型，也就是说，数字切片的多样性有待完善。今后我们将继续进行有益的探索和研究，充分利用显微数码互动系统和数字切片这些先进的教学工具和手段。数字切片与显微数码互动系统的结合必将给形态学实验教学带来了全新的模式和广阔的发展前景。

[1]魏静波，高俊玲.显微数码互动系统在组织学实验教学中的应用[J].西北医学教育，2012，20（1）：106－107.

[2]程静华，孟庆勇，何立英，等.形态学实验教学的发展现状与对策[J].中国高等医学教育，2008（6）：26－27.

[3]程静华，李平，容哲.形态实验教学中显微镜存在的问题及处理[J].医疗卫生装备，2009，30（10）：121－122.

[4]王晓洁，曹立宇.数字切片在病理学教学中的应用[J].安徽医药，2011，15（5）：263－264.

[5]王筱冰，王攀.显微数码互动系统在细胞生物学实验教学中的应用[J].实验室科学，2011，14（6）：65－66.

（收稿：2014-03-27 修回：2014-06-27）

（栏目责任编校：李 影 傅 雳）

Application and retrospective analysis of digital network micro interaction system in morphology experiment teaching

CHENG Jing-hua,RONG Zhe,WANG Ying-hui,HE Li-ying
(Teaching and Research Section of Basic Medicine Experimental Technology, Clinical Medical College of Logistics University of CAPF,Tianjin 300161,China)

The digital network micro interaction system is introduced for its composition and advantages,and compared with the traditional teaching mode in morphology experiment teaching.The problems and measures are explored during the operation,maintenance and management of the system.The application of digital slice is discussed in pathology experiment teaching.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（10）：130-132]

digital network micro interaction system;morphology experiment teaching;application

R318；TH773

A

1003-8868（2014）10-0130-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.10.130

程静华（1962—），女，高级实验师，主要从事形态实验教学方面的研究工作，E-mail：cjhxuebao@163.com。

300161天津，武警后勤学院临床医学系基础医学实验技术教研室（程静华，容 哲，王英慧，何立英）

容 哲，E-mail：3383401＠qq.com