形态学数字化平台在组织胚胎学实验教学中的应用与探索

徐纪伟，孙丹华

（漯河医学高等专科学校，河南 漯河 462000）

形态学数字化平台在组织胚胎学实验教学中的应用与探索

徐纪伟，孙丹华

（漯河医学高等专科学校，河南 漯河 462000）

随着现代科学技术的发展，建立形态学数字化平台，将其应用于实验教学，可以融合相近学科知识、丰富教学内容、改进教学方法，激发学生的学习热情，培养学生的创新思维能力。

形态学；数字化平台；实验教学

组织胚胎学是一门基础医学课程，包括理论与实验教学两个部分。其中实验教学是教学过程的重要环节，可以将抽象的理论知识转变成直观的图像，激发学生的学习热情，培养学生的动手能力。近几年随着学生数量的增加以及学生层次的变化，采用传统的实验教学手段已经很难完成教学目标。随着多媒体技术及网络技术逐步引入高等教育，构建数字化平台可以解决目前存在的教学困难。因此，我校形态学实验中心构建了形态学数字化平台，在实验教学中引入数字切片，收到了良好的教学效果，现介绍如下。

1 组织胚胎学实验教学现状

目前组织胚胎学传统的实验教学模式有很多局限性。首先，学生观察切片要在实验室借助光学显微镜，这样就受到时间和空间的限制；其次，玻璃切片在制作过程中要耗费一定的人力、物力和财力，使用过程中容易破损和褪色，不易永久保存，特别是一些罕见的组织切片数量少，不能满足教学需求；再次，由于切片机、特殊试剂等实验条件限制，部分实验项目没有开设，不能完全展示理论学知识；最后，由于切片的质量参差不齐及学生观察切片的时间有限，实验教学效果不理想，并且很多学生希望再次重复实验，但是目前由于师资力量、实验室使用频繁、课程设置等问题，重复实验还存在着很大困难。

2 形态学数字化平台的建立

构建形态学数字化平台需要全自动显微镜、高清彩色数码摄像头、自动图像扫描系统和数字切片浏览系统[1]。首先，要做好准备工作，专业教师要选择结构典型、染色适度、制作精美的玻璃切片，按照教学内容进行分类编号。其次，通过电脑操作系统让自动显微镜扫描切片，包括X/Y轴方向自动扫描和Z轴方向聚焦扫描，先在4倍物镜下扫描切片，然后在20倍、40倍物镜下扫描切片，再将3种倍数图像进行高精度、多视野、无缝拼图，形成一张全视野数字切片。最后，专业教师在数字切片上注明切片名称、组织来源、染色方法，准确定位数字切片上的典型结构，并且详细描述组织的结构特点。此外，有一些数字切片需要特殊制作，例如一张血涂片内的白细胞种类不全，就需要扫描多张切片，分别采集图像，然后再合成一张具有各种白细胞的数字切片。

3 形态学数字化平台的优点

形态学数字化平台内部具有大量的数字切片，任何人都可以远程阅片或在线浏览，并且数字切片是虚拟的，占用存储空间较小。玻璃切片在普通光学显微镜下不能进行任何标记，而数字切片则可以标记各种结构，当需要再次查阅这些结构时，只需要单击标记按钮，非常快捷方便。普通显微镜的镜头放大倍数是固定的，如果观察大范围的纵向变化则不能清晰显示各层面，而数字切片则具备由低倍到高倍、由整体到局部的连续观察功能[2]。

4 形态学数字化平台的教学应用

4.1 丰富组织胚胎学实验教学内容

玻璃切片中有一些经过特殊染色制作，很容易褪色，有一些取自特殊标本，切片数量不多，而数字切片则提供了新技术，可有效解决这些问题，让每位学生都能够观察到各种典型结构。教师可用该平台展示容易混淆的数字切片，还可标注需要学生讨论思考的问题，组织学生开展交流研讨，丰富教学手段，加强师生之间的沟通交流，发现授课过程中的疑点和难点，提高教学效果。此外，教师可以利用数字切片制作内容丰富、图片精美的课件，还可以利用数字切片平台录制多张切片的同屏对照观察的视频，共享教学资源。

4.2 促进组织胚胎学与相近学科融合

专业教师可以将组织胚胎学、病理学、寄生虫学及微生物学的切片全部扫描，建立形态学数字切片资源库，改革传统的组织胚胎学实验教学方法与手段，实现纵向、横向学习。例如讲解肝脏时，以乙型病毒性肝炎为例，从病原学（病因）→正常形态学（组织学）→异常形态学（病理学）→临床（症状、体征及治疗）开展纵向、横向对比联系学习，促进相近学科融合，提高实验教学效果[3-4]。

4.3 改革组织胚胎学实验考核方式

传统组织胚胎学实验考核主要采取辨别镜下组织结构的方式，这需要大量的人力和物力，由于学生分组分时间段考试，经过多轮考试后考题范围容易被猜中。此外，由于考核的切片制作标准不统一，各班级的整体成绩参差不齐，导致考核的合理性、公平性及可信性不强。而数字切片制作标准统一，且可以复制及编辑，不仅有利于学生的考前复习，而且教师也可以对数字切片进行编辑、裁剪、标注，设计出多种多样的题型，全面客观地考核学生掌握知识的能力[5]。

5 形态学数字化平台存在的问题

目前用于建设数字化平台的计算机服务器、全自动显微镜、专业彩色数码摄像头、自动图像扫描系统和数字切片浏览系统的费用相对昂贵，同时医学院校对数字切片技术的认识还不深入、不全面，制约了该技术的推广。制作高质量的数字切片必须要拥有种类齐全、结构典型、制作精美的玻璃切片库，这就需要建立一支专业知识扎实、技术能力过关的队伍，但是很多医学院校对实验技术人员重视程度不高，导致人员的学历较低、进修机会较少。此外，由于数字切片的使用，导致学生操作显微镜的机会减少。

数字切片改变了传统的实验教学模式，丰富了实验教学内容，改进了实验教学方法，为学生创造了良好的学习条件，有效地提高了教学质量。

[1]李冬梅，姚根有，王玲玲，等.网络环境下医学数字切片库的构建与应用探索[J].解剖学杂志，2010（2）：268-269.

[2]马云，王亮，杨东霞，等.病理图像芯片在形态学实验教学中的应用与研究[J].教育教学论坛，2014（46）：205-206.

[3]邓超，李英，滕丽萍，等.医学微观形态学多媒体素材库构建初探[J].中国医学教育技术，2013（3）：291-293.

[4]王霞，李娟，张明，等.基于网络的数字切片系统在医学形态学教学中的应用[J].医疗卫生装备，2011（11）：135-136.

[5]马保华，张庆莉，康敏，等.基础医学形态学实验室数字化教学切片的应用与研究[J].实验室研究与探索，2011（10）：120-122.

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1671-1246（2017）04-0030-02