胡小冬，崔 潔，趙新秀，孫 慧，朱玲玉，管俊昌

（蚌埠醫(yī)學(xué)院，安徽蚌埠233003）

●教學(xué)管理

數(shù)字切片掃描系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用與探索

胡小冬，崔 潔，趙新秀，孫 慧，朱玲玉，管俊昌

（蚌埠醫(yī)學(xué)院，安徽蚌埠233003）

為提高高等教育的教學(xué)質(zhì)量，不斷地探求教學(xué)改革。應(yīng)用數(shù)字切片掃描系統(tǒng)建立醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)的數(shù)字切片庫，并結(jié)合顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)將其應(yīng)用于形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)，顯示數(shù)字切片庫的較大潛力，對提高形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)效果及學(xué)生開展自主性和創(chuàng)造性學(xué)習(xí)能力起著重要作用。

數(shù)字切片；實驗教學(xué)；形態(tài)學(xué)

醫(yī)學(xué)組織胚胎學(xué)、醫(yī)學(xué)病理學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)和寄生蟲學(xué)等形態(tài)學(xué)科是重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程。實驗教學(xué)是理論教學(xué)的重要補充和擴展，對學(xué)生的知識理解和掌握起著重要作用。我校形態(tài)學(xué)實驗中心2009年引進了Motic顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)，將其應(yīng)用于形態(tài)學(xué)實驗課教學(xué)中，明顯改善了教學(xué)效果；2012年又將Motic數(shù)字切片掃描系統(tǒng)引入實驗課教學(xué)中。本文就數(shù)字切片庫在形態(tài)學(xué)實驗課教學(xué)中的應(yīng)用淺談我們的一些體會。

一、傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)的局限性

目前，形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)大多以細胞或組織標本的玻璃切片為學(xué)習(xí)對象，在使用過程中存在較大的局限性。首先，學(xué)生觀察的實驗切片必須局限在實驗室，需借助于光學(xué)顯微鏡才能使用，因此學(xué)生學(xué)習(xí)的時間和空間受到一定程度的限制；其次，玻璃切片在制作和使用過程中容易破損，而且染色標本在使用過程中容易褪色，不易永久保存；此外，近年學(xué)生生源不斷擴大，為了滿足其對實驗教學(xué)的需求，需要制備大量的切片，不僅成本高，而且也很難保證每張切片的制作質(zhì)量，不利于典型結(jié)構(gòu)的觀察和示教［1］，尤其對于一些少見疾病或病原微生物制成的玻片標本更加顯得資源匱乏。

二、顯微數(shù)碼互動教學(xué)的特點及局限性

顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)是以“數(shù)字網(wǎng)絡(luò)顯微互動教室”為依托，集數(shù)碼顯微鏡、圖像處理系統(tǒng)、語音交流系統(tǒng)、應(yīng)用軟件系統(tǒng)為一體的教學(xué)系統(tǒng)。實現(xiàn)了多媒體電化教學(xué)、智能控制、師生互動交流等多項功能，把形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)的效率和效果提升到了一個新的高度。在一定程度上實現(xiàn)了信息資源的共享。但這種共享的教學(xué)模式僅局限在實驗室里的共享，受到時間和空間的限制。顯微鏡傳輸過來的圖片往往分辨率過低、色彩失真，在一定程度上也消弱了該系統(tǒng)的教學(xué)效果。

三、數(shù)字切片庫的建立與應(yīng)用

（一）數(shù)字切片庫的建立。

Motic數(shù)字切片掃描與應(yīng)用系統(tǒng)包括全自動顯微鏡掃描系統(tǒng)、專業(yè)真彩色CCD攝像頭、掃描控制系統(tǒng)和瀏覽軟件系統(tǒng)。我們使用該系統(tǒng)制作數(shù)字切片庫的過程如下：首先，在光學(xué)顯微鏡下挑選出結(jié)構(gòu)典型，染色適度，制作精美的玻璃切片；其次，按照教學(xué)章節(jié)的先后對挑選出的切片進行數(shù)字編號，并在每張切片上標注切片名稱等基本信息以備日后查詢，并在切片掃描系統(tǒng)內(nèi)按照切片名稱、來源、制作年代和單位進行切片文字描述，也可根據(jù)需要選擇是否進行加密處理；最后，利用全自動顯微鏡在低倍物鏡下對玻璃切片進行掃描和采集圖像。為了使數(shù)字切片達到光學(xué)放大與縮小效果，通常采取在低倍物鏡（2X）下采集整張切片的視野，在高倍物鏡（20X或40X）下進行切片掃描，然后二者再進行無縫拼接，生成一張全視野的數(shù)字化切片。這樣，制備好的數(shù)字切片在計算機上就如同在顯微鏡下，可進行不同倍率觀察（2X，4X，10X，20X，40X等），并在一定范圍內(nèi)（2X-40X），實現(xiàn)無極倍率變化連續(xù)瀏覽切片。而且，通過Motic VM V1數(shù)字切片掃描系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)版進行數(shù)字切片存儲、管理、觀察、分析、討論等，并可按照不同章節(jié)或不同系統(tǒng)進行分庫保存。

（二）數(shù)字切片庫的優(yōu)點。

數(shù)字切片掃描與應(yīng)用系統(tǒng)在建立數(shù)字切片庫方面具有以下優(yōu)點：其一，在低倍率下全視野掃描圖像后，使用者可以選擇任一感興趣的區(qū)域，在不同高倍率下進行掃描、觀察，而且此方式使整個文件所占空間較小，僅需幾MB，方便存儲、傳輸與交流；其二，數(shù)字切片猶如衛(wèi)星地圖，能完成由低倍到高倍、由整體到局部的連續(xù)觀察，實現(xiàn)無極變倍連續(xù)瀏覽，有利于學(xué)生掌握局部和整體的位置關(guān)系［1］；再者，此系統(tǒng)裝備多種圖像處理工具，可對圖像進行文字標注與簡單測量；最后，可通過選擇加密狗、口令等加密方式對切片進行加密掃描，提高數(shù)字切片的安全性。

（三）數(shù)字切片庫的應(yīng)用。

1.賦予形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)全新模式。把傳統(tǒng)切片數(shù)字化，進行存儲與管理，防止玻璃切片破碎、褪色等，降低切片的重復(fù)制作與管理工作，更為稀少珍貴切片提供共享學(xué)習(xí)平臺［2］，一些少見疾病和病原微生物標本和切片往往不足，切片褪色和破損后難以補充，數(shù)字切片為這些少見切片的實驗教學(xué)提供了新手段，使每一位學(xué)生都可以通過數(shù)字切片觀察少見疾病的病理改變和病原微生物的鏡下形態(tài)特點。同時，數(shù)字切片庫的建立利于檢索與教學(xué)管理等。完整的數(shù)字切片信息，教師可隨心所欲的發(fā)揮教學(xué)課件制作空間，在教學(xué)中可以實現(xiàn)兩張切片或多張切片的同屏對照觀察，靈活方便地規(guī)劃和建立精品課程，并能夠使校園資源信息實現(xiàn)共享。

2.便于開展形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)測試。數(shù)字切片的應(yīng)用大大方便了學(xué)生的考前復(fù)習(xí)，將玻璃切片制作成數(shù)字切片后，學(xué)生可以復(fù)制或制成光盤進行復(fù)習(xí)，這樣既節(jié)約了教學(xué)消耗，又提高了教學(xué)資源的利用率，達到教學(xué)資源共享的目的。傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)實驗考試采用的擺片、發(fā)片考試方法，不但耗費大量的人力、物力，而且考試的難度也不易控制，區(qū)分度、可信度難以達到要求，并且多輪次考試后，考題容易被猜測和學(xué)生容易作弊等；而利用數(shù)字切片庫聯(lián)合顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)進行實驗考試，可以在實驗考試前對數(shù)字切片進行編輯、裁剪、標注等處理，設(shè)計出新穎多樣的題型，能全面、客觀地考核學(xué)生［3］。

（四）數(shù)字切片在實驗教學(xué)改革中的作用。

實驗教學(xué)是形態(tài)學(xué)教學(xué)過程中一個必不可少的環(huán)節(jié)，我校傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式是：教師發(fā)給學(xué)生玻片，學(xué)生在顯微鏡下觀察。教師從要觀察的玻片中挑選出結(jié)構(gòu)典型，制作精美的切片放在顯微鏡下作為示教。臨近考試，把以前上過的切片拿出來重新觀察一遍。有了數(shù)字切片以后，教師就可以提前找出示教圖片，節(jié)約時間用來指導(dǎo)學(xué)生，另外課后學(xué)生可以隨時復(fù)習(xí)切片內(nèi)容，也減少了集中切片復(fù)習(xí)時大量人力消耗，減少玻片的破損?？傊瑪?shù)字切片將是形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)改革的重要內(nèi)容，也是形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)改革的必然趨勢。

（五）數(shù)字切片庫的不足與展望。

數(shù)字切片庫是將玻璃切片圖像數(shù)字化，它的圖片質(zhì)量取決于玻璃切片的質(zhì)量和典型性。所以，數(shù)字切片還不能從根本上取代傳統(tǒng)的玻璃切片。必須擁有種類齊全、制作精美、典型性強的玻璃切片庫，才能制備成同樣完美的數(shù)字切片庫，這就依賴于一支專業(yè)知識扎實、專業(yè)技能完備的教師隊伍。只有不斷提高制作玻璃切片、采集和注釋數(shù)字切片的教師素質(zhì)，才能使數(shù)字切片庫越來越完美［4］。另外切片庫開放的同時還需要配備專業(yè)教師來維護它的安全，以保證正常使用。目前，本形態(tài)中心已經(jīng)建成組織胚胎學(xué)和病理學(xué)課程的數(shù)字切片庫，人體寄生蟲學(xué)和微生物學(xué)切片庫正在建設(shè)中。其余網(wǎng)絡(luò)平臺的構(gòu)建、網(wǎng)頁制作的完善、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器的搭建、學(xué)生在線自主學(xué)習(xí)，都是必要的補充。建立一個完美的數(shù)字切片庫是參與這項工作的教師們的目標，其不僅可以為教師提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果、積極開展適應(yīng)當代大學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)改革提供保證，也可以為學(xué)生創(chuàng)造更好的自主學(xué)習(xí)環(huán)境和提高學(xué)習(xí)興趣，而且可以節(jié)省大量的國家教育資金，避免不必要的浪費，為醫(yī)學(xué)高等教育教學(xué)開辟了更廣闊的前景。

［1］葉翠芳，李 和，楊世明.數(shù)字切片在形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用［J］.山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報：基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版，2008，10（4）：497-499.

［2］胡忠良.數(shù)字切片在病理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用［J］.山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報：基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版，2010，12（8）：834-835.

［3］況花榮，王小麗.數(shù)字切片庫聯(lián)合顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)改革組織學(xué)考試［J］.科技信息，2011（21）：132.

［4］徐 瑲，蘭 歡，徐富翠.組織學(xué)數(shù)字切片庫的構(gòu)建與探討［J］.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2012，14（7）：550-552.

Im p lementation and exploration of web-based digital slice system in teaching medicalmorphology experiments

Hu Xiaodong，Cui Jie，Zhu Lingyu，Guan Junchang，et al（1.Laboratory Center for Morp-hology；2.Department of Microbiology，Bengbu Medical College，Bengbu233003，Anhui，China）

In order to improve the teaching quality of higher education and explore teaching reform，we established digital section libraries ofmedicalmorphology by using digital slice scanning system，and applied them in the experimental teaching with the help of the digitalmicroscopemutual system.The digital section libraries showed great potential in improving the teaching effect ofmorphological experiment and cultivating the ability of independent and creative learning for students.

Digital slides；experimental teaching；morphology

G642.0

A

1002-1701（2014）06-0064-02

2013-06

胡小冬，女，碩士，講師，主要從事顯微形態(tài)學(xué)教學(xué)及科研工作。

安徽省高等學(xué)校教學(xué)研究資助項目（2012jyxm308）。

10.3969／j.issn.1002-1701.2014.06.033