数码显微互动系统在动物病理学实验教学中的应用

张建军 安健

摘要：传统动物病理学实验教学模式有其相对的局限性，其效率低、师生间互动性差、教学资源不能共享、教师不能有效地指导实验课教学。数码显微互动系统是动物病理学实验课教学模式的重要改革，它能够提供清晰的画面和丰富的交互模式，优化了实验教学环境，激发了学生学习的积极性，提高了实验教学的效果和效率。

关键词：数码显微互动系统；动物病理学；实验教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）05-0261-02

动物病理学是一门研究患病动物机体的细胞、组织、器官的形态结构、代谢和功能变化，进而阐明疾病发病机理和本质的学科，也是一门介于基础医学和临床医学的桥梁学科。对于本科生来说，要想在较短的时间内学好病理学具有一定的难度。动物病理学实验教学内容主要包括病理组织学切片观察、病理标本观察和病理剖检。传统的病理学实验教学方法已经不能适应现代动物病理学实验教学的需要。因此，如何利用先进的教学手段和灵活的教学方法调动学生的积极性和主动性，并激发其系统的思维能力，是目前病理学实验教学改革的当务之急。2010年初，动物病理学实验室在北京市教委专项资金的资助下引进了数码显微互动设备，首次建成了动物病理学互动实验室。经过近12个教学班的运行，显示出了极大的互动优越性，显著地提高了本科生的实验教学质量，为北京农学院教育教学改革做出了积极的贡献。

一、传统动物病理学实验教学方式的缺点

1.师生互动性差。在我们以前的动物病理学实验教学过程中，教师首先讲述本次实验课所要观察的内容及注意事项，然后学生再按实验指导逐一对标本、切片的病理变化进行观察。学生之间及师生之间的相互探讨受到教学空间和时间的限制。师生探讨一般局限于有问题的学生，其他学生如果没有机会提问或者不提问，教师往往很难去了解学生的具体学习情况。教师缺乏监控学生对本次实验课的学习过程及对实验内容的掌握程度，不能及时发现和纠正问题，也不容易了解学生是否观察到了典型的病理变化，师生之间缺乏互动性。同时，往往在一节实验课中，大部分学生只能看到自己手中的几张切片，有时甚至为了尽快完成作业而只观察一张切片，很难了解其他切片内容，所学到的知识信息量小，实验课效率非常低[1]。

2.资源不能共享。传统的动物病理学实验教学中，学生只能观察到自己的显微镜下的病理变化，而其他同学的病理切片变化不能被同时看到，同时教师也不容易发现某个学生所观察的切片典型变化并展示给全班学生。比如淋巴结结核病灶中的多核巨噬细胞、纤维瘤细胞的病理性核分裂相等。在教学中收集到一些比较典型的病理图像或变化也不能实现远距离储存和传送，只能局限于某一实验室或某一次实验课中，无法留下任何显微镜下的图像资料，也无法在不同的实验教学中或其他时间再现，更谈不上实验课资源的共享。

3.教学效果差。由于每张病理切片中不同区域病变有差异，因此学生显微镜下看到的切片病理变化往往与教师讲解的并不完全一样。学生总是用书中许多非典型病变的图片与观察的切片对比，不能从动物机体的不同生理状态、细胞、组织、器官的不同染色去综合分析，观察到的组织标本和病理切片取自于动物疾病过程的某一时期，并不能完全显示出整个疾病过程的病理变化，不能表现机体局部和整体的关系。病理实验课传统的教学方法已无法去综合分析组织病理变化与功能改变和临床表现的关系[2]，而且教师也不可能在一节课中一一指导每个学生显微镜下的每张切片内容，从而导致学生常常混淆病理变化，教学效果差。

二、数码显微互动系统的组成

数码显微互动系统主要由数码互动图像处理系统、数码显微镜、计算机软件系统和语音问答系统构成[3]。本实验室的动物病理学数码显微互动系统由1台教师数码显微镜和36台学生数码显微镜组成，显微镜下观察的图像均可经图像处理系统及时传输到教师端的电脑显示器上，教师可以根据需要有选择地显示不同画面，并通过多媒体投影仪显示在屏幕上。每台数码显微镜的目镜都内置有亮度可调的LED指针，可指向显微镜视野中的任意区域，方便师生进行讨论。计算机软件系统包括互动教学软件、图像采集及分析软件，可实现图像的采集、显示、图像分析功能。语音问答系统为教师及每位学生配备了耳机和呼叫系统，包括师生对讲、学生示范、分组讨论等模式，实现了良好的师生互动交流。

三、数码显微互动系统在动物病理学实验教学中的优势

1.有利于师生间互动交流。师生之间可以通过数码互动系统进行语音交流。在学生对显微镜下的细胞或组织结构分辨不清时，可以通过按桌面上的提问按钮，教师在讲台上就能看到电脑显示器上该同学的呼叫请求，立即打开通道中学生的画面，用耳机通过师生对讲模式进行详细的解答。如果该问题是多数学生普遍存在的，通过教师端显微镜教师可以为全体学生进行重点讲解，教师也可以通过屏幕转换随时把某一学生显微镜的画面展示给全班学生观看，也可以由该生本人在学生示范界面下向全班学生进行展示，从而改变了传统显微镜一对一观察的局限性，也便于学生间的分组讨论及师生间的相互交流，真正实现了师生互动4]，从而提高了教学效率。

2.资源共享。教师可以通过视屏监控把某一学生看到的典型病理变化切换放大，让其他学生都能看到该生的观察过程。有一些病理切片数量不够，为了每位同学都能观察，教师可以通过显微镜展示在大屏幕上，让学生共享。通过显微互动系统，充分利用了现有资源，很好地解决了教学资源不足的问题。对不容易见到的特殊现象或典型结构还可以利用内置摄像头，通过教学软件中的“拍照”功能将学生镜中的图像高清晰地拍摄并保存下来。而且每个学生在计算机上可以建立自己的文档保存图像，便于复习与交流，打破了时间与空间的限制，随时看到教师或学生的实验过程[5，6]。通过这样的教学方式，培养了学生的逻辑思维能力、观察能力、综合分析和解决问题的能力，加强了学生创新意识的培养。从而使他们不管是在学校学习和进入社会都可以游刃有余。

3.教学效果好。教师利用数码显微互动系统在动物病理学实验备课时，可以利用本系统及其辅助设备事先找到典型病变或者与实验内容相关的正常组织图片，制成多媒体课件。教师在实验课上可利用通道模式将病变组织结构与正常组织结构进行比较而展示给学生。在这种情况下，学生不仅加深了对病理学理论知识的学习和理解，而且可以在观察切片遇到困难时，随时进行系统化的查找和分析[7]。在课上也便于教师进行指导，能够取得个别化教学和因材施教的效果。课堂上，教师只需控制讲台的主机，就能掌握学生实验中的所有动态变化。在课堂上每个学生的显微镜下画面随时可以被教师观察到，能及时监控实验课的整个过程，学生实验中存在的问题也能被及时发现，有选择性地对学生进行个别指导；而且通过语音问答系统学生也可以提出不同问题，请教师指导，教师也可以进行集体示教，从而极大地提高了实验课的教学效果。

四、数码显微互动系统在动物病理剖检中的应用

动物病理学是农业院校动物医学专业的一门实验性及直观性很强的形态学科。因此在平时的实验教学过程中，学生除了通过观察病理组织切片认识病变外，还必须通过观察病理标本（肉眼病变）和尸体剖检加深对病理学理论知识的学习和记忆。由于受教学时间和空间的限制，在传统病理学教学过程中，实验室保存的标本由于固定时间过长、病变不典型、颜色的变化和新采取的标本存在较大差别，在课上学生们观察到的标本病变往往是不清楚的。通过数码显微互动系统，可以将临床上收集的病理标本以及实验室陈列的标本等的典型病变通过数码相机拍照采集后输入计算机系统，通过系统编辑处理、文字说明，从而使动物病理学实验教学的难点和重点更加突出。

总之，通过数码互动系统，教师在实验教学中能够有的放矢。该系统使传统的动物病理学实验教学应用了现代信息技术手段，有利于提高教学效果、增强师生间互动、实现资源共享，极大的优化了动物病理学实验教学，是动物病理学实验教学模式的重大改革。在今后的实验教学过程中，还需要进一步的探索和完善互动系统的功能，期待取得更好的教学效果，从而促进大学本科教学质量的提升。

参考文献：

[1]唐泽渡，温娜，钟秀宏，等.多媒体数码显微互动技术在病理学实验教学中的应用[J].中华医学教育杂志，2008，28（3）：91-93.

[2]金萍.数码互动形态教学在组织学实验教学中的应用[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2005，7（3）：290-292.

[3]赵文娣，吴继锋.Motic数码显微互动实验室在病理学实验教学中的应用J[].西北医学教育，2009，17（5）：911-912.

[4]张耀杰，张秉义，马思敏，等.显微数码互动系统开创了形态实验教学新模式[J].西北医学教育，2004，12（5）：427-428.

[5]杨勇琴，杨开明，张灵，等.Motic显微数码互动实验室在组织胚胎学实验教学中的应用[J].大理学院学报，2008，7（4）：54-56.

[6]杨水友，姚根有，阮俊.数码互动实验室在病理学实验教学中的应用[J].中国高等医学教育，2007，10：47-49.

[7]和新盈，张润岐.多媒体显微实验室示教互动系统在病理实验教学中的应用[J].西北医学教育，2005，13（5）：557-558.