数字切片在组织胚胎学实验教学中的应用

陈筠 农林琳 熊彬 宫晓洁 李金平 任亚萍 赵国军

摘要：数字切片为组织胚胎学的实验教学带来便捷的同时，也存在学生容易分心，难以建立平面与立体结构等问题。拟改进教学方式，让它真正成为實验教学的好帮手。

关键词：数字切片;组织胚胎学;实验教学;应用

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）51-0279-02

传统的组织学与胚胎学实验教学中，教师借助光学显微镜和玻片，向学生阐述各种细胞、组织、器官的结构和特点。但这种教学模式存在以下问题：（1）玻片制作成本高，且易破损或褪色，属于耗材;（2）组织来源（尤其是人类组织标本来源奇缺）不一、制作水平不一，难以保证切片本身的质量;（3）缺少特染或稀缺标本;（4）学生学习受时间和空间的限制;（5）稀缺珍贵标本—胚胎。这些问题必然会影响形态实验教学的质量，如何解决这些问题已成燃眉之急。

随着教育信息化的发展，数字切片在医学教学中的应用越来越广泛[1，2]。数字切片因包含玻片的全部信息，又能够通过计算机按照不同放大倍数进行观察。因此，越来越多的医学院校都在逐步采用数字切片进行教学。我校也已建立医学形态学的数字切片库及网络教学平台。但在这几年的数字切片教学中，我们感受到数字切片在教学中带来便捷的同时，也存在一些问题：（1）看数字切片时，学生容易分心，注意力难以长时间集中，容易被其他更有趣、更丰富的数字资源或学习以外的内容分心;（2）尽管教研室目前已有丰富种类（特染、各种组织来源）的数字切片，但利用程度不高，主要用于常规的实验教学;（3）数字切片属于平面切面，学生在学习过程中仍然缺乏对器官、组织、细胞的立体感受。针对这些问题，我们考虑将数字切片教学从以下几个方面进行改进：

1.制作数字切片的微课。微课是传统课堂学习的一种重要补充和拓展资源[3]。我们教研室已制作较多、质量较好的微课作品，获得过校内、区内、国家级的获奖证书，也发表过相关教学论文[4]，不过关于实验教学的微课较少。我们拟将实验教学中的知识点横向对比，制作成具有归纳性、启发性或演示型的数字切片实验微课，也可进一步补充形态学网络教学。

2.数字切片应用于组织学的切片考试。采集数字图像，加以编辑，制作具有典型的器官组织结构试题库，试题库内可含有选择题、判断题、自由发挥题等，所有试题均附有图像，符合组织学与胚胎学作为形态学科的特点，可将其应用于组织学的切片考试或竞赛。

3.开放实验室——构建数字切片的组织学实验自主学习网络环境，培养自主学习能力，培养数字切片环境下组织学实验的思维和方法。解读切片需要学生从以下几个方面学习，如：（1）图的类型;（2）图的方位，其生物学方位是横切面，还是纵切面、正面、侧面等;（3）图的观察顺序，对实质性器官要由表及里，对空腔性器官要由内向外;（4）图的局部和整体结构。因此，学生通过对切片的解读，可以培养其观察力与理解力。除此以外，数字切片库还可作为学生课前预习、课后复习、进行网络学习与自我检测的方式，教师也可通过学生提交的答案，及时了解学生学习进度、学习状态等。

4.构建数字化虚拟实验室。建立数字化虚拟实验室，让数字切片的平面结构真正“立”起来，将组织、细胞的横切、纵切、正面、侧面结构与器官的立体结构有机结合;让立体结构与器官功能得到真正完美的诠释，这比教师的口述会来得更为直接。另外，在虚拟实验室中还可设置娱乐性的实验教学。例如，设置人体器官拼图游戏、胚胎发育结构的空间与发育时间连连看等。用游戏来提升学习兴趣，吸引学生的注意力，让学生在一种轻松的环境中，以放松的心态汲取知识。

5.进一步拓宽数字切片、数字标本库。我校也已建立医学形态学的数字切片库及网络教学平台，但仍缺少与胚胎发育相关的数字切片库。为了进一步丰富教学资源，我们拟采取多种途径向其他在这方面有经验的高校学习，在我校已有的形态学数字切片库基础上，建立孕前—胚胎发育—解剖结构、病原体—胚胎畸形等相关的数字切片、数字标本库。

6.探索将数字切片与各种现代教学法结合。教师在授课前，按照培养目标和教学要求，针对不同专业、不同培养层次的学生采用灵活的、有差异性的教学方法。PBL教学法、雨课堂、云板书、翻转课堂、对分课堂等，都可以与数字切片相融合并应用于课堂教学中。

7.借助数字切片让学生得到“美”的体验，融入医学人文教育。数字切片不是单调枯燥的图片，例如镜下观察长骨的结构，经硫堇苦味酸染色后，显示出非常漂亮的同心圆状排列的骨单位，层层叠叠，像美丽的梯田，又似孔雀开屏;淋巴结的标本，硝酸银染色伊红复染后，显微镜下观察，黑色、细而分支多并交织成网的是网状纤维，淋巴细胞胞质呈现淡红色，镜下看上去就像一棵棵寒梅树上开着朵朵粉红色的花。我们还可设置形态学竞赛，让学生从数字切片中寻找到“美”，用“美”的结构拼出祖国大好河山、名胜古迹，抑或心中对“美”的想象与追求。让学生在这个过程中感受“美”，热爱“美”，珍惜美好生活，树立正确的世界观、人生观和价值观。

8.将3D打印技术应用在医学形态学教学中。随着3D打印技术的发展，其在医学设备、医学模型制造领域、生物医学领域和临床实践中都得到了很好的应用，并显现出可替代的优势。Chapron等[5]通过患者的CT及MRI数据，利用3D打印技术制作出了患者的无差异化心脏形态学模型，并成功运用于手术。国内，马立敏等[6]利用3D打印技术辅助颈椎高位多节段脊索瘤手术也取得了成功。除了临床应用，3D打印技术在医学教学中也开始发挥作用[7，8]。对于我校而言，无论是人胚胎正常或是异常的胎儿标本，都属于稀缺教学资源。原有标本的老化和破损，以及不断增长的接受教育的需求，更让这些形态学标本愈显珍贵。[9，10]我们相信，随着3D打印机的成熟与普及，可以缓解学生人数增加和标本减少问题之间的矛盾，同时对提高医学形态学课程教学质量将起到重要作用。

参考文献：

[1]成少利，张秉义，郑黎明，等.医学形态学数字切片教学网络平台的建设及应用[J].中国医学教育技术，2018，32（5）：516-518.

[2]董婧妍.讨论数字切片在组织胚胎学实验教学中的可实用性[J].中国继续医学教育，2018，10（25）：35-37.

[3]张思文.高校微课建设的现状研究[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2019，（4）：65-66.

[4]陈筠，赵国军，孙莉，等.浅析组织学与胚胎学实验微课的设计、制作与评价[J].南方医科大学学报，2018，38（7）：38-40.

[5]Chapron J，Hosny H，Torii R，et al.Lessons from patient-specific 3D models of the cardiac chambers after the Mustard operation[J].Glob Cardiol Sci Pract，2013（4）：409-415.

[6]卢小宝，董新飞.演示型实验微课模块化设计初探[J].教育与装备研究，2019，（4）：68-72.

[7]马立敏，张余，周烨，等.3D打印技术辅助颈椎高位多节段脊索瘤手术[J].中国数字医学，2014，9（6）：67-70.

[8]赵翱东，陆荣，胡俊平.微课对提高高职本科课程教学效果的若干思考[J].教育教学论坛，2019，4（15）：252-253.

[9]吕志君.3D打印技术在高职院校教学中的应用与探究[J].教育天地，2019，（4）：207.

[10]朱思品，王向阳.3D打印模型结合角色扮演教学法在骨科临床实践教学中的应用效果[J].温州医科大学学报，2019，49（4）：306-308.