PEIR 在线平台辅助病理学实验课教学的探讨

杜春平，林思彤

广西医科大学附属肿瘤医院病理科，广西南宁 530021

病理学是研究人体疾病的发生原因、发生机制、发展规律，以及疾病过程中机体的形态结构、功能代谢变化和病变转归的一门学科。病理学被比喻成基础医学和临床医学之间的桥梁。 学好病理学必须以解剖学、组织胚胎学等基础学科为奠基；学好了病理学又为后期学习临床医学做奠基。 病理学作为桥梁学科，融合了多种医学学科的知识，涵盖了较大的知识范围和深度，因此教学难度较大。临床医学专业本科生的病理学教学包括理论课和实验课两种课程。学生完成相关理论课学习后，实验课通过大体标本与病理切片的观察加深对理论知识的理解，并且运用理论知识进行临床病例分析和诊断[1]。寻找有效的病理实验课教学方法，提升病理教学效果，是病理教学工作者的重要任务之一。大量教育工作者先后对慕课、微课、数字切片、问题式教学、病例教学、在线平台等教学模式进行探索。 通过线下结合线上，课堂延伸到课外，拓展教学资源，激发学生学习兴趣，引导学生主动学习。该文将对一种在线平台辅助病理学实验教学进行探讨。

1 PEIR 平台的介绍

病理学教育教学资源（the pathology education instruc tional resource,PEIR,https://peir.path.uab.edu/wiki/Main_Page）由美国阿拉巴马大学伯明翰分校（university of Alabama at birmingham, UAB）病理系开发的在线病理教学平台。PEIR 创建于1999 年，此后不断更新完善。PEIR创建于1999 年，使用Windows 2000 Server 上运行的软件包编写。现已升级和扩展，以便在Web 2.0 时代使用，为医学教育者和医学生提供一个更新的、多模式的学习资源。 PEIR 包含30 000 多幅医学教学图像的数字图书馆和拥有一个交互式、基于问题的在线病理学教学实验室等特色项目。在遵守相关规定和版权的前提下，PEIR 可免费供教育工作者和教育机构用于非营利性教育活动。PEIR 平台分为两大模块：图片库（image libraries）和教学（teaching）。 以下对各个模块进行简单介绍。

图片库模块包括两个子模块：PEIR 数字图书馆（PEIR digital library）和PEIR 虚拟显微镜（PEIR virtual microscopy）。 PEIR 数字图书馆内存储了UAB 病理系从1999 年至今的病理教学图片，共30 000 多张，根据图片的类型进一步分为3 个子项目：PEIR 病理（PEIRpathology）、PEIR 影像（PEIR radiology）和PEIR 切片（PEIR slice）。PEIR 病理项目根据人体不同系统/器官进行分类，存储了大体、正常组织、病理、免疫组化、免疫荧光、电镜等12 623 张教学图片。 PEIR 影像项目根据人体不同系统/器官进行分类， 存储了DR、CT、MRI、B 超等4 732 张教学图片。PEIR 切片项目根据人体不同系统/器官进行分类，存储了16 293 张来自视频屏幕截图的病理教学图片。PEIR 虚拟显微镜是一个全视野数字切片图像（whole slide image, WSI）的综合病理教学库，收集了219 张正常组织WSI、100 张病理组织WSI 等。

教学模块主要包括两个子项目：病理学交互式实验室（the interactive pathology laboratory, IPLab）、组织学（Histologic）。IPLab 是一个交互式的和基于病例教学的病理学习平台。 IPLab 按照病理学教材章节顺序将内容依次组织成：细胞损伤与坏死、细胞适应、炎症与修复、血液循环障碍、遗传性疾病、免疫病理学、肿瘤、病毒性疾病、细菌性疾病、真菌性疾病、寄生虫病、环境病理学、婴儿疾病等13 个实验室模块。 实验室内共包括100 多个病理教学病例，附有病史、实验室检查、大体解剖图片、镜下病理图片和相关文字描述。 IPLab 还集成了PEIR虚拟显微镜的全部内容，访问者可以随时随地模拟传统光学显微镜，自由观察病例的病理全视野数字切片。组织学项目是一个交互式的人体正常组织学学习平台。该平台按照组织学教材章节顺序将内容依次组织成：概述、细胞、上皮细胞、间质细胞与细胞外基质、肌细胞、神经组织、血细胞、免疫系统、淋巴造血系统与循环系统、呼吸系统、消化道、肝、运动系统、内分泌系统、泌尿系统、男性生殖系统、女性生殖系统、皮肤与乳房、感受器、编者信息等20 个章节的内容。该平台集成了来自PEIR数字图书馆和PEIR 虚拟显微镜的全部图片资料，并附有大量的文字描述。 访问者可以模拟传统光学显微镜，自由观察正常组织的全视野数字切片。

2 PEIR 辅助病理学实验教学的应用策略

2.1 丰富教学材料

传统的病理学实验课堂，教师主要是利用纸质教材配套的图片和材料进行授课。教师先对理论课所学内容进行复习，接着对大体标本和病理组织切片的观察方法和要点进行示教，然后学生对大体标本和病理组织切片进行观察实验。该教学模式有利于学生加深理论知识的记忆，有利于学生理解和掌握对大体标本与病理组织切片的病理变化和观察方法。由于教材内容更新缓慢和篇幅限制，书本的教学图片较为陈旧单一，使得教学内容较为枯燥无趣[2]。部分条件有限的医学院校，实验室的大体标本和组织切片多年才能更换一次，导致教具严重老化，难以观察到典型的病变特点。这种情况下，教师在各章节的授课中可以围绕教学大纲和教材的基础上，引用PEIR 数字图书馆里面高质量和丰富的教学图片， 充分展示标本的典型病变特点，调动学生的学习兴趣和开阔视野。

2.2 复习组织学知识

国内临床医学专业的本科生，一般在大学1 年级开设组织学等基础学科，大学2 年级下学期开设病理学。组织学与病理学均侧重于形态学习的课程。组织学要求掌握人体正常组织细胞的显微镜下结构。病理学要求学生掌握人体正常组织学的基础上，掌握人体疾病状态下的病理改变。学生必须熟练掌握组织学才能学好病理学。如果学生前期的组织学知识掌握不牢固，需要教师有效地引导和帮助其复习相关知识，才能更好地开展病理学实验课教学。复习组织学需要一定量的组织切片观察实践。由于病理实验室无配备组织学教学切片，并且光学显微镜等实验室资源有限，影响学生复习组织学的效果。使用互动软件平台复习组织学的效果优于传统的方法，可较好调动学生的积极性和学习效率[3]。教师可以利用PEIR 平台的组织学项目帮助学生复习组织学。 首先培训学使用PEIR 平台的组织学学习资源。 然后在病理学实验课各章节授课之前指导学生提前复习相关组织学内容。 学生通过反复观察PEIR 平台上的全视野数字切片，在实践中提高复习组织学的效果。

2.3 数字切片教学

病理切片的观察是病理实验课学习的重点之一。传统的病理实验课是利用光学显微镜直接对组织切片进行观察，以此来掌握组织的病变特点。这种情况下，需要较大数量的优质教学切片。标本和切片等教具由于长期使用会出现不同程度的老化，影响学生对疾病典型病变特点的学习观察。受到场地的限制，传统的病理实验室课后对学生开放的时间非常有限，因此观察实验的时间有限。光学显微镜对于初学者来说是一个操作比较困难的精密仪器，在调试仪器上需要花费大量时间，观察切片不当可引起头晕呕吐等不适。全视野数字化切片是一种现代数字系统与传统光学放大装置的有机结合，通过高精度扫描将组织玻璃切片转化为高质量数字化图像[4]。 虚拟显微镜指的是应用软件读取和分析全视野数字化切片，达到模拟光学显微镜下阅片的效果[5]。使用虚拟显微镜学习的学生的病理诊断能力显著高于使用玻璃载玻片学习的学生，较好提升了形态学实验教学的质量[6-7]。 数字化病理切片便于存储和利用，克服病理实验教学的时间和空间的限制。切片观察中遇到的疑问可及时与同学和老师交流，提高学习效率，促进学习的主动性和积极性[8]。 建立一个完善的病理实验课教学用数字化切片库需要一定的经费和时间，对于条件有限的医学院校可以充分利用PEIR 虚拟显微镜来辅助教学。 学生可以随时随地、课前课后，借助智能手机或电脑对数字化病理切片进行观察。

2.4 病例教学

病例教学法（case-based learning, CBL）指的是在教学过程中通过分析讨论典型案例/病例，达到理解、掌握和应用理论知识的一种方法[9]。 CBL 能将帮助学生将病理学理论知识应用于实际病例中，起到激发学习兴趣、提高综合素质、培养临床思维的作用[10]。 CBL 在病理学教学中的作用得到教育工作者的广泛认可[11-13]。 CBL 要求教师具有丰富的教学经验和临床经验，收集合适的病例和标本尤为困难。随着医疗技术的发展，很多疾病都在病变早期即被检出并治疗，典型的病例越来越难收集到。另一方面，由于伦理和个人权益逐渐受重视，病例的尸体解剖、标本与切片等宝贵信息更加难以全面获取，影响资料的完整性。 教学条件有限的情况下，教师可以围绕教学大纲和教材的基础上，选用IPLab 里面的病例进行CBL 教学，与学生进行互动讨论。 在线平台结合CBL 有利于学生主动地获取知识、讨论和学习，方便师生交流，教学效果明显优于传统的说教式授课[14]。

3 结语

医学病理学是一门涵盖医学知识面广、多门医学学科交叉、内容枯燥艰涩的基础医学学科。为了提高教学效果和学习效果，教师必须注意教学形式和方法的选择。随着网络科学技术的日益发展，互联网缩短人与人之间的距离，使得搜索信息和获取信息越来越方便。 病理学实验课教学需要大量的病理标本、 组织切片和临床病例进行实践。 在线教学平台整合了文字、图形、影像、动画等多种教学方式，打破时空的限制，实现即时的、系统的、针对性的个体化教学[15]。 在信息泛滥的今天，在线学习资源良莠不齐，如何甄选最优的资源，从而获得最优的教学和学习效果尤为重要。 PEIR 在线平台包含数字图书馆、虚拟显微镜、病理学交互式实验室、组织学等模块， 存储30 000 多幅医学教学图像和100 多个典型的教学病例， 是一个资源齐全、 功能完善的在线教学平台。 在病理学实验教学中，PEIR 可以用于丰富教学材料、复习组织学知识、数字切片教学、病例教学等过程。通过课堂延伸到课外，激发学生学习兴趣；拓展教学资源，让学生从被动学习转换为主动学习。