数字切片在组织学实验教学中的应用

刘冠兰　张晓东　董丽萍　罗文奇　李双容　袁衡

摘 要 组织学的实验教学与理论教学具有同等重要的地位。信息技术的发展为组织学实验教学的改革提供了更多便利条件，其中数字切片的应用有效地解决了玻璃切片带来的资源不足、损耗、丢失等问题，且打破了实验教学的时间和空间限制，促进了资源共享，利于教师备课和学生自主学习，有力推动了组织学实验教学和考试模式的改革。本文主要介绍数字切片在组织学实验教学中的优势、应用策略和发展前景。

关键词 组织学 实验教学 数字切片

中图分类号：G424 文献标识码：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

组织胚胎学是重要的医学基础课程之一，其中组织学实验教学中涵盖了大量的微观结构的观察。传统的组织学实验教学多数都是在显微镜下观察玻璃切片进行验证行实验，所以玻璃切片损耗、丢失比较严重，也存在资源紧张的问题。在国家信息化发展战略指导下，信息技术在教育领域和管理过程中的应用正在逐步深入，有力促进了教育模式、教学方法和学习方式的深刻变革。[1]数字切片的出现顺应了教育信息化的发展趋势和现实需要，开展数字切片研制及其应用对改革组织学实验教学有重要意义。

1 数字切片的优势

数字切片也称虚拟切片，它是通过数字切片扫描与应用系统，对观察到的切片进行全自动聚焦扫描、采集高精度数字化图像、多视野无缝隙自动拼接形成的定态切片图像。与玻璃切片相比，其有以下几个方面的优势。

1.1 节约和易保存

目前，组织学實验教学内容主要还是组织和器官的验证性实验，仍以玻璃切片观察为主。尤其在我们民办医学院校，学生基数大，切片使用频率高，所以切片需求量大，损耗、丢失、褪色也比较严重，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间，保存困难。通过采集、编辑数字切片图像，然后进行分类分库保存，制作数字切片图库。一旦制作完成，可以永久保存，反复使用，永不变质。其应用可以有效缓解玻璃切片紧缺、破损、丢失带来的困难，节约了成本和消耗，更加经济，从资源层面发挥了最大效应。当然，图库也不能一成不变，也要不断地更新和丰富数字切片内容。

1.2 拓展了使用空间

传统玻璃切片的使用必须借助显微镜，所以学生也多都是在上课时间在实验室才能使用，因此学生的学习时间和空间受到一定程度的限制。数字切片可以通过网络进行远程传输，因此通过信息技术构建的院校教学资源共享平台（或移动硬盘拷贝），学生在校园内可以随时随地获取数字切片相关资料，进行研究、预习、课下学习或复习，不必再局限在上课时间和必须在实验室借助显微镜才能观察切片，打破了时间和空间的限制，显著拓宽了应用环境，也促进了学生的学习兴趣，达到了更好地服务学生个性化、自主化学习的目的。

1.3 质量优势

玻璃切片的制作过程中也有一定的损耗，如粘片不牢存在脱片或染色不好图像模糊等。即使制作好的玻璃切片，图像之间也存在差异和色彩不一问题。而采集的数字切片包括整张切片全视野的信息，且通过导航图可以进行局部典型结构的放大或缩小，可以采集到高、中、低倍的图像，图像清晰，分辨率高，色彩逼真。还可以进行编辑、标注、旁白等处理，使用方便，更加准确直观，可以达到更好的示范和交流效果。

2 数字切片的应用

数字切片的出现将组织学实验教学的教学资源管理与应用提高到了一个新的水平，大大促进了组织学实验教学改革。

2.1 数字切片的制作

数字切片制作需要硬件和软件系统支持。硬件系统包括全自动显微镜、摄像机和控制键盘，软件系统包括图像采集、图像剪切融合和拼接功能模块。首先，利用全自动显微镜在4€孜锞迪驴焖偕璨A衅晕⑸杵教ㄗ远豖/Y轴方向移动扫描和Z轴方向自动聚焦而采集图像；在选定需要扫描区域后转到40€孜锞迪陆徊缴瑁刹杉叻直媛实耐枷瘛6遥ㄒ嫡娌噬腃CD（charge coupled device）相机保证了较高的分辨率和保持标本的真实色彩。然后，相应的软件模块对采集的图像进行裁切、拼接处理，即得到结构典型、色彩逼真、高分辨率的数字切片。最后，将这些数字图片按章节分系统进行分类分库保存。endprint

2.2 数字切片的应用策略

目前，数字切片的应用在很多院校都得到了关注。其应用策略主要体现在三个方面。

2.2.1 实验教学

数字切片为组织学实验教学提供了更有效的教学工具，并拓宽了教学环境。[2]由于数字切片扫描整张切片，在课堂教学中教师通过一个缩略的导航图就可以指导学生观察图像全貌；并可以直接点击典型结构区进行局部放大或缩小，转换快捷，节省时间，讲解方便，更加直观，有更好的“示范性”；且可以完全脱离显微镜进行阅片交流，学生可以直接通过自己的电脑显示器接收实验内容，方便、直观，参照数字切片标注观察切片，通俗易懂，能更快更好地理解和掌握切片的内容，提高学习效率。

此外，也方便开展讨论课。结合显微数码互动系统，对学生进行分组，组间不相干扰。组内可以讨论、标注等，然后反馈给老师，老师可以及时指导。课堂气氛更活跃，学生更感兴趣，学习激情更高，参与度较高，所以教学效果明显提高。

2.2.2 实验评估

数字切片与显微数码互动系统结合可以为学生提供更加公平、公正的实验考试环境。教师通过对数字切片编辑、裁剪、标注等处理，设计出新颖活泼的题型，规避了玻璃切片固定枯燥的题型，能全面、客观地评估学生实验掌握情况。考题难度设计基本一致，且同批次考试的学生考题统一，规避了玻璃切片考试结构差异的弊端；考试过程统一“监控”，考试更加公正严谨。此考试模式即考察了学生的“基本理论、基本知识、基本技能”掌握情况，又在内容深度上进行了扩展，可对学生的精细辨别能力进行准确判断；[3]同时因教师提前随即抽取数字切片制成了试卷库，考试时随即抽取试卷即可，明显节省了人力和时间，尤其适用于师资不足而学生人数较多的实验评估。

此外，数字切片的应用也促进了学生考核方式的灵活化和成绩结构的多样化。对学生实验课效果评价不再局限于期中和期末两次实验考试，更加注重平时的形成性评价。在课堂上任课教师利用数字图片通过课堂讨论、填图、辩图等方式随时进行考核；课后学生也可以自我学习和评估，课后学习也必须达到一定的分值。这样不仅使考核内容更全面，考试形式也更加多样。因此，更有利于充分调动学生对实验课的学习主动性和能动性，对实验效果的评价也更加科学和具有时代特征。

2.2.3 共享资源

基于数字切片库的建立，教师可以不断更新和丰富切片内容，也可以将数字切片进行编辑、标注、旁白等处理，分类分库归类保存。然后，这些数字切片即可通过院校教学资源共享平台进行共享，既拓宽了组织学实验教学空间，也丰富了第二课堂资源的应用渠道。教师可以下载完善备课内容，课件制作更加灵活，课件质量更高；学生可以自行学习、复习或交流，也可以辅助大学生创新性实验研究，充分调动了学生主动学习的兴趣与积极性，促进了学生自主学习能力和创新能力的培养。

3 数字切片面临的问题

数字切片经济实用、操作方便，在教学、科研领域中显示出无可比拟的优越性和广阔的应用前景。但是数字切片的应用在组织学实验教学中仍面临一些问题和挑战。①仍需整合重组形态学相关学科的实验内容，设置综合性和设计性形态学实验内容。②仍需进一步开发和优化数字切片与互动系统软件功能，以适应多学科交叉教学改革和教学内容间的融合及更加智能化的实验评估。③尚需编写适应信息化教学改革的实验教材。④尚需合理协调数字切片应用与显微镜操作切片之间的比例关系，以科学地规避学生显微镜操作技能下降的问题。

总体而言，数字切片在组织学实验教学中具有广阔的应用前景，极大程度上推动了形态学实验教学改革。但是因其也存在弊端和挑战，所以在积极发挥数字切片功能优势的同时，还应该综合考虑传统切片的应用比例和频次，从科学角度出发不断深化组织学实验教学改革。

*通讯作者：袁衡

€L芑鹣钅浚汉鲜「叩冉逃萄Ц母鏘钅浚ㄏ娼掏╗2016]400号，湘教通[2015]291号548）

参考文献

[1] 叶翠芳，李和，杨世明等.数字切片在形态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），2008.10（4）：497-499.

[2] 陈娟.数字切片在组织胚胎学实验教学中的应用[J].技能培训，2016.24：221.

[3] 宋芳，赵紫薇，杨美霞等.利用数码互动教室进行组织学实验考试改革[J].包头医学院学报，2014.30（2）：123-124.endprint