劉冠蘭　張曉東　董麗萍　羅文奇　李雙容　袁衡

摘 要 組織學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)具有同等重要的地位。信息技術(shù)的發(fā)展為組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革提供了更多便利條件，其中數(shù)字切片的應(yīng)用有效地解決了玻璃切片帶來(lái)的資源不足、損耗、丟失等問(wèn)題，且打破了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間和空間限制，促進(jìn)了資源共享，利于教師備課和學(xué)生自主學(xué)習(xí)，有力推動(dòng)了組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考試模式的改革。本文主要介紹數(shù)字切片在組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用策略和發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞 組織學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 數(shù)字切片

中圖分類(lèi)號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.10.050

Abstract The experiment and theory of Histology are equally important.The development of information technology provides more conveniences for the reform in experiment teaching of Histology. The application of digital slices can effectively solve the problem of the glass slice such as resource shortage and loss and also can broke the constraints of time and space in experiment teaching. Therefore，the digital slices not only promoted the resource sharing such as students' autonomous learning and teachers' preparing lessons，but also vigorously promoted the reform in experiment teaching and examination mode of Histology. This paper mainly introduces the advantages， application strategy and development prospects of digital slices in experiment teaching of histology.

Keywords histology； experiment teaching； digital slices

組織胚胎學(xué)是重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程之一，其中組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中涵蓋了大量的微觀結(jié)構(gòu)的觀察。傳統(tǒng)的組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)多數(shù)都是在顯微鏡下觀察玻璃切片進(jìn)行驗(yàn)證行實(shí)驗(yàn)，所以玻璃切片損耗、丟失比較嚴(yán)重，也存在資源緊張的問(wèn)題。在國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)下，信息技術(shù)在教育領(lǐng)域和管理過(guò)程中的應(yīng)用正在逐步深入，有力促進(jìn)了教育模式、教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方式的深刻變革。[1]數(shù)字切片的出現(xiàn)順應(yīng)了教育信息化的發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)實(shí)需要，開(kāi)展數(shù)字切片研制及其應(yīng)用對(duì)改革組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有重要意義。

1 數(shù)字切片的優(yōu)勢(shì)

數(shù)字切片也稱虛擬切片，它是通過(guò)數(shù)字切片掃描與應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)觀察到的切片進(jìn)行全自動(dòng)聚焦掃描、采集高精度數(shù)字化圖像、多視野無(wú)縫隙自動(dòng)拼接形成的定態(tài)切片圖像。與玻璃切片相比，其有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)。

1.1 節(jié)約和易保存

目前，組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要還是組織和器官的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，仍以玻璃切片觀察為主。尤其在我們民辦醫(yī)學(xué)院校，學(xué)生基數(shù)大，切片使用頻率高，所以切片需求量大，損耗、丟失、褪色也比較嚴(yán)重，因此基本每年都要更新制作一批切片，保存也需要更多的切片盒和保存空間，保存困難。通過(guò)采集、編輯數(shù)字切片圖像，然后進(jìn)行分類(lèi)分庫(kù)保存，制作數(shù)字切片圖庫(kù)。一旦制作完成，可以永久保存，反復(fù)使用，永不變質(zhì)。其應(yīng)用可以有效緩解玻璃切片緊缺、破損、丟失帶來(lái)的困難，節(jié)約了成本和消耗，更加經(jīng)濟(jì)，從資源層面發(fā)揮了最大效應(yīng)。當(dāng)然，圖庫(kù)也不能一成不變，也要不斷地更新和豐富數(shù)字切片內(nèi)容。

1.2 拓展了使用空間

傳統(tǒng)玻璃切片的使用必須借助顯微鏡，所以學(xué)生也多都是在上課時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室才能使用，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間和空間受到一定程度的限制。數(shù)字切片可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，因此通過(guò)信息技術(shù)構(gòu)建的院校教學(xué)資源共享平臺(tái)（或移動(dòng)硬盤(pán)拷貝），學(xué)生在校園內(nèi)可以隨時(shí)隨地獲取數(shù)字切片相關(guān)資料，進(jìn)行研究、預(yù)習(xí)、課下學(xué)習(xí)或復(fù)習(xí)，不必再局限在上課時(shí)間和必須在實(shí)驗(yàn)室借助顯微鏡才能觀察切片，打破了時(shí)間和空間的限制，顯著拓寬了應(yīng)用環(huán)境，也促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到了更好地服務(wù)學(xué)生個(gè)性化、自主化學(xué)習(xí)的目的。

1.3 質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)

玻璃切片的制作過(guò)程中也有一定的損耗，如粘片不牢存在脫片或染色不好圖像模糊等。即使制作好的玻璃切片，圖像之間也存在差異和色彩不一問(wèn)題。而采集的數(shù)字切片包括整張切片全視野的信息，且通過(guò)導(dǎo)航圖可以進(jìn)行局部典型結(jié)構(gòu)的放大或縮小，可以采集到高、中、低倍的圖像，圖像清晰，分辨率高，色彩逼真。還可以進(jìn)行編輯、標(biāo)注、旁白等處理，使用方便，更加準(zhǔn)確直觀，可以達(dá)到更好的示范和交流效果。

2 數(shù)字切片的應(yīng)用

數(shù)字切片的出現(xiàn)將組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)資源管理與應(yīng)用提高到了一個(gè)新的水平，大大促進(jìn)了組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

2.1 數(shù)字切片的制作

數(shù)字切片制作需要硬件和軟件系統(tǒng)支持。硬件系統(tǒng)包括全自動(dòng)顯微鏡、攝像機(jī)和控制鍵盤(pán)，軟件系統(tǒng)包括圖像采集、圖像剪切融合和拼接功能模塊。首先，利用全自動(dòng)顯微鏡在4€孜錁迪驢燜偕璨A釁暈⑸杵教ㄗ遠(yuǎn)豖/Y軸方向移動(dòng)掃描和Z軸方向自動(dòng)聚焦而采集圖像；在選定需要掃描區(qū)域后轉(zhuǎn)到40€孜錁迪陸徊繳瑁剎杉叻直媛實(shí)耐枷瘛6遙ㄒ嫡娌噬腃CD（charge coupled device）相機(jī)保證了較高的分辨率和保持標(biāo)本的真實(shí)色彩。然后，相應(yīng)的軟件模塊對(duì)采集的圖像進(jìn)行裁切、拼接處理，即得到結(jié)構(gòu)典型、色彩逼真、高分辨率的數(shù)字切片。最后，將這些數(shù)字圖片按章節(jié)分系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)分庫(kù)保存。endprint

2.2 數(shù)字切片的應(yīng)用策略

目前，數(shù)字切片的應(yīng)用在很多院校都得到了關(guān)注。其應(yīng)用策略主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。

2.2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

數(shù)字切片為組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了更有效的教學(xué)工具，并拓寬了教學(xué)環(huán)境。[2]由于數(shù)字切片掃描整張切片，在課堂教學(xué)中教師通過(guò)一個(gè)縮略的導(dǎo)航圖就可以指導(dǎo)學(xué)生觀察圖像全貌；并可以直接點(diǎn)擊典型結(jié)構(gòu)區(qū)進(jìn)行局部放大或縮小，轉(zhuǎn)換快捷，節(jié)省時(shí)間，講解方便，更加直觀，有更好的“示范性”；且可以完全脫離顯微鏡進(jìn)行閱片交流，學(xué)生可以直接通過(guò)自己的電腦顯示器接收實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，方便、直觀，參照數(shù)字切片標(biāo)注觀察切片，通俗易懂，能更快更好地理解和掌握切片的內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效率。

此外，也方便開(kāi)展討論課。結(jié)合顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，組間不相干擾。組內(nèi)可以討論、標(biāo)注等，然后反饋給老師，老師可以及時(shí)指導(dǎo)。課堂氣氛更活躍，學(xué)生更感興趣，學(xué)習(xí)激情更高，參與度較高，所以教學(xué)效果明顯提高。

2.2.2 實(shí)驗(yàn)評(píng)估

數(shù)字切片與顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合可以為學(xué)生提供更加公平、公正的實(shí)驗(yàn)考試環(huán)境。教師通過(guò)對(duì)數(shù)字切片編輯、裁剪、標(biāo)注等處理，設(shè)計(jì)出新穎活潑的題型，規(guī)避了玻璃切片固定枯燥的題型，能全面、客觀地評(píng)估學(xué)生實(shí)驗(yàn)掌握情況?？碱}難度設(shè)計(jì)基本一致，且同批次考試的學(xué)生考題統(tǒng)一，規(guī)避了玻璃切片考試結(jié)構(gòu)差異的弊端；考試過(guò)程統(tǒng)一“監(jiān)控”，考試更加公正嚴(yán)謹(jǐn)。此考試模式即考察了學(xué)生的“基本理論、基本知識(shí)、基本技能”掌握情況，又在內(nèi)容深度上進(jìn)行了擴(kuò)展，可對(duì)學(xué)生的精細(xì)辨別能力進(jìn)行準(zhǔn)確判斷；[3]同時(shí)因教師提前隨即抽取數(shù)字切片制成了試卷庫(kù)，考試時(shí)隨即抽取試卷即可，明顯節(jié)省了人力和時(shí)間，尤其適用于師資不足而學(xué)生人數(shù)較多的實(shí)驗(yàn)評(píng)估。

此外，數(shù)字切片的應(yīng)用也促進(jìn)了學(xué)生考核方式的靈活化和成績(jī)結(jié)構(gòu)的多樣化。對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課效果評(píng)價(jià)不再局限于期中和期末兩次實(shí)驗(yàn)考試，更加注重平時(shí)的形成性評(píng)價(jià)。在課堂上任課教師利用數(shù)字圖片通過(guò)課堂討論、填圖、辯圖等方式隨時(shí)進(jìn)行考核；課后學(xué)生也可以自我學(xué)習(xí)和評(píng)估，課后學(xué)習(xí)也必須達(dá)到一定的分值。這樣不僅使考核內(nèi)容更全面，考試形式也更加多樣。因此，更有利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和能動(dòng)性，對(duì)實(shí)驗(yàn)效果的評(píng)價(jià)也更加科學(xué)和具有時(shí)代特征。

2.2.3 共享資源

基于數(shù)字切片庫(kù)的建立，教師可以不斷更新和豐富切片內(nèi)容，也可以將數(shù)字切片進(jìn)行編輯、標(biāo)注、旁白等處理，分類(lèi)分庫(kù)歸類(lèi)保存。然后，這些數(shù)字切片即可通過(guò)院校教學(xué)資源共享平臺(tái)進(jìn)行共享，既拓寬了組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)空間，也豐富了第二課堂資源的應(yīng)用渠道。教師可以下載完善備課內(nèi)容，課件制作更加靈活，課件質(zhì)量更高；學(xué)生可以自行學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)或交流，也可以輔助大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)研究，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣與積極性，促進(jìn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3 數(shù)字切片面臨的問(wèn)題

數(shù)字切片經(jīng)濟(jì)實(shí)用、操作方便，在教學(xué)、科研領(lǐng)域中顯示出無(wú)可比擬的優(yōu)越性和廣闊的應(yīng)用前景。但是數(shù)字切片的應(yīng)用在組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中仍面臨一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)。①仍需整合重組形態(tài)學(xué)相關(guān)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)置綜合性和設(shè)計(jì)性形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。②仍需進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和優(yōu)化數(shù)字切片與互動(dòng)系統(tǒng)軟件功能，以適應(yīng)多學(xué)科交叉教學(xué)改革和教學(xué)內(nèi)容間的融合及更加智能化的實(shí)驗(yàn)評(píng)估。③尚需編寫(xiě)適應(yīng)信息化教學(xué)改革的實(shí)驗(yàn)教材。④尚需合理協(xié)調(diào)數(shù)字切片應(yīng)用與顯微鏡操作切片之間的比例關(guān)系，以科學(xué)地規(guī)避學(xué)生顯微鏡操作技能下降的問(wèn)題。

總體而言，數(shù)字切片在組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用前景，極大程度上推動(dòng)了形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。但是因其也存在弊端和挑戰(zhàn)，所以在積極發(fā)揮數(shù)字切片功能優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，還應(yīng)該綜合考慮傳統(tǒng)切片的應(yīng)用比例和頻次，從科學(xué)角度出發(fā)不斷深化組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

*通訊作者：袁衡

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參考文獻(xiàn)

[1] 葉翠芳，李和，楊世明等.數(shù)字切片在形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)（基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版），2008.10（4）：497-499.

[2] 陳娟.數(shù)字切片在組織胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].技能培訓(xùn)，2016.24：221.

[3] 宋芳，趙紫薇，楊美霞等.利用數(shù)碼互動(dòng)教室進(jìn)行組織學(xué)實(shí)驗(yàn)考試改革[J].包頭醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014.30（2）：123-124.endprint