基于数字切片的组织学数字化教学资源的构建及应用

张国荣 白金萍 葛斌

摘  要 传统组织学实验教学模式存在很多局限性，数字切片与互联网技术的发展给教学改革带来契机。介绍基于数字切片构建组织学数字化教学资源的具体方法，并将其应用于教学改革的具体实践。

关键词 组织学;数字化教学资源;数字切片;实验教学

中图分类号：G642    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2019）06-0047-03

Construction and Application of Digital Teaching Resources of Histology based on Digital Slices//ZHANG Guorong， BAI Jinping， GE Bin

Abstract There are many limitations in the traditional histology experimental teaching mode. The development of digital slices and Internet brings opportunities to the teaching reform. This paper mainly introduces the specific methods of constructing digital tea-ching resources of histology based on digital slices， and applies these

resources to teaching reform practice.

Key words histology; digital teaching resources; digital slices; expe-

rimental teaching

1 前言

信息技术与互联网的发展使教育形式发生革命性变

革[1]。数字化、网络化教学已成为现代教育的重要方式和手段。组织学是研究人体微观结构及其功能的科学，属于医学形态学，实验课具有举足轻重的作用。传统实验教学模式是学生利用显微镜观察组织切片，学习人体微观结构。这种教学模式存在较大局限性[2]。数字切片的问世及互联网技术的发展给组织学实验教学改革带来契机。构建组织学数字化教学资源，是组织学实验教学改革的前提和基础。

2 传统组织学实验教学存在的问题

首先，传统标本为玻璃材质，学生在使用过程中不可避免产生破损，随着时间延长，还会出现褪色失真等问题，需要不断补充，维护成本不菲[3]。而且，人体组织来源标本越来越少，珍稀标本不易购买，导致很多标本流失，学生无法观看。其次，玻璃标本在显微镜下观察，需要不断移动视野以寻找典型结构，让学生凭记忆在脑海中形成完整画面。由于无法定位标记，一旦移动视野就要重新寻找，降低了学习效率，也不利于师生交流和深入学习。最后，传统组织学实验教学利用显微镜观察标本，必须在实验室进行，受到时间和空间限制，不利于学生自主学习。

3 数字切片给组织学实验教学改革带来契机

数字切片是利用全自动数字切片扫描系统将传统切片进行高精度扫描，无缝隙拼接，生成全视野的数字图像[4]。此数字图像拥有传统切片的所有信息，利用专业软件可以进行不同倍率观察，如同在显微镜下观察玻璃切片一样，而且分辨率更高，效果更清晰。数字切片是一个电子文档，一次扫描，永久保存，无限复制，大大节约了实验成本，实现了对珍稀标本的保存。而且，数字切片可以进行定位和添加标注，能够迅速寻找已标记过的典型结构，方便师生交流和学生深入学习，极大地提高学习效率。数字切片能够任意放大和缩小，画面左上角始终有一幅缩略导航图，利于学生形成整体概念，建立局部与整体的关系。同时，数字切片不依赖于显微镜和实验室，使用计算机和相关软件就可以学习，摆脱了时间和空间限制，利于学生自主学习。

4 基于数字切片的组织学数字化教学资源的构建

玻璃切片的扫描  2010年，长春中医药大学购置Motic

全自动数字切片扫描系统，为医学形态学教学服务。组织学与胚胎学教研室组织经验丰富的教师，根据教学大纲，精心挑选结构典型、染色适度、效果清晰的玻璃切片50余张，同时购买一些稀有标本和特殊染色切片，内容涵盖人体四大基本組织和九大系统，所有标本按照教学章节流水编号;然后利用Motic全自动数字切片扫描系统对玻璃切片进行高精度扫描，无缝隙拼接，生成系列数字切片[5]。

数字切片的编辑标注  如图1所示，用Motic数字切片浏览系统打开数字切片，分别在不同放大倍率下对典型结构进行文字解释和标注，以利于学生观察组织的微观结构，帮助理解和记忆。同时，在备注处添加设置相关问题，用于启发式教学和学生自学效果检测。最后，按照教学章节将所有切片分类上传于Motic数字切片服务器中。

讲解视频的录制  为了更好地配合教学，以数字切片为基础，进一步深入构建组织学数字化教学资源，为数字切片录制讲解视频。首先，在计算机上打开数字切片观察窗口，按照整体观、低倍镜、高倍镜的顺序观察切片，规划好每个放大倍数需要观察的典型结构，设计好鼠标移动路径;其次，撰写讲解文稿，按照组织学实验教学大纲的教学要求，语言力求规范、精炼;再次，连接录音设备，打开录制软件，按照观察过程录制音频，鼠标同步指示讲解标本结构，生成视频文件;最后，编辑录制好的视频，添加字幕、片头、片尾等内容，使格式统一，内容完善[6]。

网络学习平台的建设  为了使组织学数字化教学资源得到高效利用，实现资源共享，进行网络学习平台建设。将教学PPT、数字切片讲解视频、组织学实验系列微课等数字化教学资源按照教学章节上传于“学习通”网络学习平台和校内课程开放平台，给学生提供丰富的、专业的学习资源，增强学生的自主学习能力，同时为教学模式改革提供条件和契机。

5 基于数字切片的组织学数字化教学资源的应用

应用于实验教学  扫描完成的数字切片可以直接应用于实验教学。将数字切片拷贝到Motic数字切片教学系统中，教师、学生可以通过计算机打开浏览软件进行观察、学习。数字切片犹如一幅卫星地图，先低倍镜下浏览全貌，再逐步放大观察局部，视野左上角始终有一幅缩略导航图显示观察位置。相比传统方法使用显微镜观察玻璃标本，这种方式更简单、直观，可以极大地增加阅片数量，提高学習效率。数字切片可以方便地放大、缩小，缩略导航图的使用非常利于学生对切片形成整体认识，掌握局部与整体的关系，对典型结构的位置把握更准确，对整张标本理解更透彻。教师适当标注的数字切片可以帮助学生更好地定位和认识典型结构，提高学习效率。数字切片便于操作，学生可以切换窗口，同时观察多张标本，进行对比和扩展学习，利于教学内容拓展和学科整合。

利用数字切片开展实验教学的优势非常明显，但也存在一些弊端，如学生显微镜操作水平下降，对数据采集理解不透彻等[7]。为避免这些问题，采用传统切片与数字切片相结合的方式进行实验教学，以传统切片为主、数字切片为辅，数字切片起到补充教学、拓展知识、加深理解、实现学科整合等作用。同时，讲解传统切片与数字切片的关系，让学生理解透彻，提高教学质量。

应用于实验考试  数字切片给组织学实验考试带来极大便利。传统组织学实验考试采用显微镜观察切片或投影仪展示图片的方式进行。前者需要教师对标本隐藏标签、分发回收整理，工作量极大，且切片的个体差异容易导致学生答题难易程度不一致。后者则是在屏幕上显示静态孤立的图像，无法体现局部与整体的关系，学生只见树木，不见森林，导致理解困难。应用数字切片则可以避免上述问题。数字切片都是通过精心挑选，利用全自动数字切片扫描仪在高倍镜下扫描而成，分辨率高，图像清晰，切片质量能够得到保证，确保考试公平。对数字切片进行圈点标注，设置相关问题，拷贝到考试系统中，极大地节约了人力、物力。学生操作电脑，自由放大、缩小观察图像，利于准确识别局部组织结构，使考试更加科学合理。

应用于自主学习  基于数字切片录制的讲解视频给学生自主学习提供了丰富素材。将视频资料上传至网络学习平台，学生可以通过校园网在实验室外进行预习和复习，能够反复学习，遇到疑难问题则在网上留言;教师利用课余时间进行解答，形成师生交流的第二课堂。目前，组织学实验教学视频大多是采用“图片+讲解”的方式录制，缺乏局部与整体的关系[8]。学生不了解局部图片的位置，也不清楚如何才能寻找到典型结构。数字切片讲解视频则是动态的，由低倍镜到高倍镜，将整个观察过程配合讲解音频呈现出来，后期制作再加入字幕，非常利于学生自主学习、理解知识内容、提高学习质量。

应用于翻转课堂  数字切片不依赖于显微镜和实验室，打破了时间与空间限制，使学生能够进行自主学习，为翻转课堂提供了条件。在整个实验教学进程中，挑选部分实验课实施翻转课堂教学。课前，教师将要观察的数字切片配以相应问题上传至网络学习平台，学生自主学习，分组讨论辨认标本典型结构。课中，每组推荐代表讲解标本典型结构，组员进行补充。教师评价学生表现，补充完善授课内容，提炼知识点，进行课堂总结。课后，学生绘制标本典型结构，加深理解记忆。此种教学模式充分发挥了学生学习的主观能动性，锻炼了分析问题、解决问题和语言表达等能力，提高了学生的综合素质。

6 结语

数字切片与互联网技术的发展给组织学实验教学改革带来契机。以传统切片为基础，扫描生成数字切片，并为其编辑标注，录制讲解视频，形成系列化组织学数字教学资源，并将其应用于实验教学、实验考试、自主学习和翻转课堂。这种尝试提高了学习效率，增强了教学效果，实现了考试公平，扩充了学习资源，为教学模式改革提供了条件。当然，数字化教学不能完全取代传统教学，发挥数字化教学资源的优势，使之与传统教学协调发展，是组织学实验教学改革的长久之路。■

参考文献

[1]杨力，郭泽云，等.数码显微互动教学在组织胚胎学教学中的应用[J].解剖学研究，2011，33（5）：394-397.

[2]冯先玲，王晓梅，沙鸥.虚拟切片和数码互动在组织学教学中的应用[J].解剖学杂志，2015，38（6）：748-750.

[3]冯先玲，范新民，金哲，等.病理学虚拟资源的构建和探索[J].中国高等医学教育，2017（1）：11-12.

[4]张国荣，孟凡洁，王文奇.数字切片在形态学教学中的优势及其应用[J].中国教育技术装备，2014（24）：55-56.

[5]张国荣，王文奇，李丽.组织学数字切片的制作及意义[J].中国医学教育技术，2017，31（1）：30-32.

[6]冯树梅，廖礼彬，等.人体组织学数字化切片视听课程的构建及探索[J].解剖学杂志，2016，39（5）：646-647.

[7]张国荣，李丽，王文奇.数字切片在组织学实验教学中的应用[J].实验室研究与探索，2017，36（6）：216-218.

[8]蓝永洪，等.基于数字切片的组织学实验自主学习网络环境的构建及应用[J].中国高等医学教育，2017（2）：50-51.