中医院校显微形态数字化实验教学平台的建设与应用※

刘慧萍 张韫玉 吴 霞 黄姗姗 潘 坤 蹇秀林 张国民 喻 嵘

（湖南中医药大学医学基础教学实验中心，湖南 长沙 410208）

显微形态数字化实验教学平台基于显微互动系统和数字化病理实验教学模式应用前景，以“两个终端”和“五大核心板块”为平台架构，以开展实验训练及创新性项目为平台特点，以“服务学生”为最终目的。旨在整合病理实验教学资源，发展中医院校显微形态数字化实验教学，提高学生综合素质，培养具有创新思维和实践能力的优秀人才。

1 显微形态数字化实验教学平台构建背景

病理学是医学生在校学习阶段的必修课程之一，其介于基础医学和临床医学之间的桥梁功能引起医学教育的充分重视，又因其形态学的特征，病理教学中病理学实验有着不可替代的作用，学生可以对器官标本（又称大体标本）和组织标本（又称组织切片）进行全面和细致的观察，直接了解各种疾病对人体器官所产生的损伤，进而形象的理解疾病的发生、发展过程，为以后的临床课程学习打下一定基础［1］。显微形态数字化虚拟实验教学是指在教学过程中融入数字化虚拟切片。数字化虚拟切片是指利用全自动显微镜数字扫描系统，将整张切片扫描、无缝拼接，生成一张全视野的分辨率高的数字化虚拟切片，从而实现课堂内数码显微互动［2］。显微形态数字化虚拟实验教学打破了传统病理实验教学标本更新慢、成本高、易损耗的局限性，在中医院校病理总课时较西医院校更少、实验课时占比较低的情况下，学生可以在有限的实验课时内，利用数字化实验教学平台获取病理学形态相关知识，提高学生学习趣味性，激发学生主观能动性，增进师生互动，增强实验教学效果。

2 显微形态数字化实验教学平台构建原则

2.1 以服务学生为宗旨 显微形态数字化实验教学平台（以下简称“平台”）构建必须“以学生为中心”，根据临床医学、中医学、中西医结合医学、药学等不同专业需求，不同教学课时，设置数字化病理实验课程。课堂病理实验教学和课外自主学习相结合，学生在该平台上自如的获取所需知识，对显微形态学感兴趣的学生，课余时间可向医学教学实验中心提出申请，在平台上进行模拟仿真学习，学生根据自身兴趣，选择相应病种的数字化虚拟切片进行观察学习，提高教学的灵活性，增强学生学习的主动性，培养医学类专业本科生实践动手能力和科研创新思维。

2.2 以提高病理学教学质量为目标 显微形态数字化实验教学平台，是传统病理实验教学的拓展和延伸，它不是完全的另起炉灶，完全脱离传统做法，而是对传统病理实验教学的升级。两者最终的教学目的始终都是为了学生更好的学习病理学知识和理论精髓，并在今后的医疗实践中更好的运用。因此，在构建显微形态数字化实验教学平台时，要始终以提高病理学教学质量为目标。

3 显微形态数字化实验教学平台建设和应用

3.1 显微形态数字化系统的组成 显微形态数字化实验教学平台由硬件和软件两部分组成。软件主要包括数码显微互动系统。数码互动系统是近年发展起来的一种可应用于多学科实验教学的多媒体教学设备，由数码显微镜系统、图像处理系统、语音问答系统、计算机软件系统、多媒体投影机投影系统等组成［3］。硬件主要包括数字化虚拟切片、高清数码摄像机、数字化投影仪、服务器、客户端等，课堂内显微形态数字化实验教学实施步骤包括：第一步，使用高分辨率相机将标本原素材或现有标本室典型大体标本从前面、背面、侧面拍摄成高清晰图片，当然，也可以通过网络渠道对典型的、稀缺的标本图片进行补充；第二步，利用数字切片全自动扫描平台，将同一切片不同角度拍摄图片进行无限放大、无缝切换。链接相关的多学科知识，与正常组织图片进行对比分析［4］。显微形态数字化实验教学平台可通过校园局域网与Internet宽带顺畅连接，用户可以在任何时间、地点进行登录，利用数字化实验教学平台进行学习。

3.2 显微形态数字化实验教学平台建设 显微形态数字化实验教学平台开展了显微形态学基本实验训练、数字切片大赛、科研方法训练、创新性设计性实验项目、大学生中医药创新论坛、数字中医药协同创新论坛等实践技能训练和比赛。旨在培养学生扎实的病理理论知识，创新开放的视野思维，优秀的实验操作及团队协作能力。高等教育的目的是培养具有创新思维和实践能力的高级专门人才，这是实施素质教育的目的，也是当前高等教育改革的重点，更是中医院校培养应用型人才的重中之重。教育部近年来也推出了一系列高校实践教学改革举措，要求把实践教学的重点转移到对学生综合素质的培养，特别是对学生实践创新能力的培养上来［5］。

3.3 显微形态数字化实验平台在病理教学中的应用 该平台将病理实验教学资源进行整合，建立两个终端（学生终端和教师终端）及五大核心板块（教师授课系统、学生在线学习系统、考试系统、互动系统、形态学综合数字切片库），教师通过教师授课系统，运用2张或多张切片同屏对照观察的方式进行教学，使学生更高效、精确的掌握切片内容，提升显微镜病理教学效果。学生通过与校园网直接相连的在线学习系统，进行形态学学习，有任何疑问可通过互动系统及时反馈，期末考试或平时测试时，学生利用平台考试系统进行独立答题，平台自动批阅后将分数和具体情况统计后发送到教师终端，整个考试过程将更加公正、简便。形态学综合数字切片库中包含不断更新的数字化大体标本和数字化虚拟切片，数字化大体标本主要来源于CT对现成大体标本的多角度扫描，通过计算机处理，使得标本能以三维图像方式多角度的展示病理学特征，让肉眼观的展示更为逼真、形象；经过全自动显微镜数字扫描过的虚拟切片，教师可以对切片进行标注、裁剪、无极变倍放大等处理，为老师上课提供更丰富、高质量的课件素材，授课时更能吸引学生注意力。此外，依托显微形态数字化实验平台开展的数字切片大赛、创新性设计性实验项目等技能训练和比赛，锻炼了学生的基本操作技能和动手能力，提高了学生观察、分析和解决问题的能力。

3.4 数字化实验教学平台在形态学教学中的优势 数字化实验教学与传统形态学教学模式相比，具有高效、损耗低、示教效果好、互动指导性强等优势，尤其是经高科技图像设备处理后，病理形态学特征被很好的展示出来，不复以往的抽象与晦涩。数字化病理实验平台也是具有创新性节约型的教学模式，从实验室的利用度、有效教学时间、教学的效果上都呈现出喜人态势。互动性与传统教学模式相比也有了很大提升，师生之间的互动不受时间、空间的限制，通过实时互动老师与学生可以在互动系统中同步交流，将有限的课堂时间最大利用。

4 结语

当代医学基础学科之间以及基础课与临床课之间相互渗透不断增强，联系日益紧密，新技术层出不穷，医学知识快速更新，信息快速膨胀，显微形态数字化实验教学平台的构建一定程度上弥补了传统病理实验教学不足，也给当前病理实验教学模式带来改革与发展，也必将提高形态学实验教学效果，提升高校病理教学水平，“一盒切片一台镜，一个教师转不停”的传统病理实验教学模式已经一去不复返，显微形态数字化实验教学平台的推行与发展也将是历史之必然，今后也必将改变病理实验教学格局，形态实验教学即将进入一个全新的时代。