數(shù)字切片在病理學實驗課教學中的應(yīng)用 *

李佩琴 胡 婷 楊少芬 周春輝

廣州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學院，廣東省廣州市 510925

數(shù)字化切片和傳統(tǒng)的玻璃切片相結(jié)合，結(jié)合著數(shù)碼互動系統(tǒng)，為實驗教學提供了有效的教學支持。數(shù)字切片的出現(xiàn)消除了以往玻璃切片觀察的抽象性，圖像直觀清晰、配合教師準確的圖示講解，理解起來簡單易懂，極大地提高了課堂教學效果，有利于學生有目的、有計劃的觀察切片，高效的觀察學習切片，理解掌握切片內(nèi)容，不再受時空的限制，可以重復無限次觀看切片教學，大大提高了學生的學習積極性。

1 傳統(tǒng)切片的缺陷

在傳統(tǒng)的病理學實驗中，學生要在實驗室通過顯微鏡觀察玻璃切片，以病變組織的玻璃切片為觀察對象。因為學生觀察切片標本要到固定的場所去，并且必須依靠顯微鏡輔助工具，所以學習和實驗存在很大的局限性，并且超薄的玻璃材質(zhì)較脆，非常容易損壞，長時間下來，切片上的病變組織容易褪色，不能夠長期存放[1]。因此，在傳統(tǒng)的病理學實驗教學中，有些教師要準備大量的玻璃切片，占用了本就有限的空間，而玻璃切片不宜永久保存，易褪色、破損，造成了資源的浪費，并且反復拿取有損切片的質(zhì)量，時間長了之后不能清楚觀看切片的結(jié)構(gòu)，如果切片有劃痕，可能會使對切片的觀察學習產(chǎn)生誤解。由此可見，傳統(tǒng)切片教學有很多方面的局限性，其多種缺陷影響了實驗課的教學效果，不利于學生的自主學習[2]。

2 數(shù)字化切片的特點

數(shù)字切片是指將玻璃切片放入全自動的掃描顯微鏡中，結(jié)合虛擬軟件進行高精度的拼接后，形成了一張?zhí)摂M的大型切片圖，并且這張切片圖像可以完好地保存，具有放大、縮小功能。數(shù)字化切片還可以跨越時空界限，用于多種場合，例如學術(shù)交流、學科教學、醫(yī)師培訓、遠程就診等。此外，數(shù)字化切片方便保存，避免了在教學或醫(yī)學研究過程中不斷損耗組織切片帶來的損失，還可以進行遠程傳送，結(jié)合當今先進的信息化技術(shù)，將切片教學和計算機網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，可以利用計算機進行遠程學術(shù)交流，參加病例讀片會、為法醫(yī)專家提供咨詢和培訓等[3]。數(shù)字化切片和傳統(tǒng)玻璃切片的區(qū)別見表1。

表1 數(shù)字切片和玻璃切片比較

3 數(shù)字切片在教學中的應(yīng)用

3.1 實現(xiàn)數(shù)字切片的定倍放大或縮小 為了使數(shù)字切片在病理實驗教學資源管理中更好的應(yīng)用，可以將數(shù)字切片按照不同的系統(tǒng)進行分庫保存，做好教學資源的存儲和管理。完全具備傳統(tǒng)玻璃切片的功能，并且有整張全視野的信息，不再應(yīng)用顯微鏡就可以進行不同倍率的觀察，用計算機鼠標選擇切片的任意位置，就可以進行定倍任意放大，可以根據(jù)需要放大到10倍、20倍、40倍、100倍等，清楚看到切片上的細節(jié)，彌補了切片肉眼看不見、鏡下看不全的問題。縮小功能可以將多個切片圖像移至同一窗口，便于精確查找病變，進行切片病變對比研究。

數(shù)字化切片如同高清的衛(wèi)星地圖，不會產(chǎn)生圖像信息失真問題，可以無限地從低倍到高倍，高倍到低倍的轉(zhuǎn)化，連續(xù)觀察。雖然是虛擬的切片，但是和傳統(tǒng)實物切片有著同樣的效果及高分辨率，紋理清晰可見，顏色逼真[4]。

3.2 建立互聯(lián)網(wǎng)虛擬切片庫 病理學專業(yè)可以建立一個互聯(lián)網(wǎng)虛擬切片庫，將數(shù)字切片存儲在計算機或其他存儲介質(zhì)中，傳輸?shù)綄W校病理學網(wǎng)站服務(wù)平臺上，或建立學校病理學公眾號，把切片上傳在公眾號學習平臺上。建立虛擬的切片庫方便數(shù)字切片資源的分類、管理、查找和使用，可以讓學生直接將數(shù)字切片圖庫下載在自己的筆記本中，可以在課前預(yù)習，學生不用再受學習地點和學習工具的限制，不用專門到實驗室里用顯微鏡觀看玻璃切片，可以隨時隨地研究切片，和同學一起討論切片，在一定程度上有利于學生的自主學習，有很多的優(yōu)勢。教師可以直接將切片保存在U盤中，方便了對教學內(nèi)容的修改、充實、更新和完善[5]。由此可見，將數(shù)字切片上傳到網(wǎng)絡(luò)資源庫，拓寬了學習、研究渠道，學?？梢詫⒆约菏占臄?shù)字化玻璃切片上傳到網(wǎng)絡(luò)公共渠道上，實現(xiàn)資源的共享[6]。

3.3 為少見的疾病提供公共平臺 在傳統(tǒng)醫(yī)學研究中，一些罕見的疾病，都是較珍貴、少見的，往往只有從事醫(yī)學研究的人或從事醫(yī)學教學的少數(shù)人有這些切片，比如，梅毒切片、艾滋病切片、腎炎切片、肝炎切片等，這些疾病較為少見，可以采集的玻璃切片也較少。傳統(tǒng)的醫(yī)學研究者將這些切片精心儲存在特定的位置，在必要時可以研究，但是這些標本不能長時間存放，容易損壞，而且越來越多的人有研究需求。而數(shù)字化切片可以實現(xiàn)稀有切片的廣泛研究，通過網(wǎng)絡(luò)進行遠程傳輸，實現(xiàn)了資源共享，并且可以保留多件備份不用擔心切片存放丟失，可以永久存放，不會有組織破壞、顏色退化等問題。另外，不必請專門的研究人員制作大量的切片，進行管理和分發(fā)，只需要制作典型的切片保管即可。數(shù)字切片可以進行數(shù)字化儲存，節(jié)省了資金消耗，節(jié)約了人力、物力。每張切片都能夠保持切片的清晰度，不用占用大量的存放場所，儲存方便，虛擬切片的使用不依賴于顯微鏡，可以利用相應(yīng)的圖像瀏覽軟件進行觀察，提高了材料的利用率，方便了病理學教學研究[7]。

3.4 方便教師理論化課程的教學 在以往的病理學教學過程中，教師總是利用多媒體課件或圖譜示典型病變圖引導學生觀察、找到典型的病變，但是學生只能在顯微鏡圖譜下觀看靜態(tài)的病變，不能夠從整體的角度了解這些病變結(jié)構(gòu)。在以往的實驗課堂中，很多學生不理解教師所說的病變位置，盲目的用顯微鏡看，對于不懂的問題舉手問老師，老師逐個地向?qū)W生解釋，但是課堂時間有限，這樣不能讓教學有效地進行下去，有可能完成不了教學進度，每次上課學生總是感到時間不夠用。虛擬切片是對整張切片的掃描，并且有清晰的觀察方向，教師不用通過在教室走動巡視就可以通過計算機觀看虛擬切片中一個縮略圖查看學生的學習情況。教師可以將示范圖控制在學生的電腦里，教師講到哪里就定位到哪里，不僅可以指導學生看到數(shù)字化切片圖像的全貌，還能在虛擬切片上標注上文字，點擊典型結(jié)構(gòu)區(qū)域就可以對局部內(nèi)容放大或縮小。傳統(tǒng)的教學用多媒體展示切片圖，坐在后排的學生就看不清楚細節(jié)，導致了對切片細微結(jié)構(gòu)觀察不清，影響了教學效果。

3.5 方便課后進行復習 在以往的病理學復習過程之中，考試之前會留下時間復習，但是必須在固定時間、固定場所、固定儀器下進行復習，極大地受到時空限制，如今實現(xiàn)了數(shù)字化時代，數(shù)字化切片的出現(xiàn)節(jié)約了學生的復習時間，學生通過自己的筆記本電腦或通過在學校閱覽室就可以瀏覽數(shù)字切片網(wǎng)站，節(jié)省了教學用品的消耗，同時也有利于病理學專業(yè)學生的自主學習。切片教學視頻也可以在課后進行重放，方便了學生的學習，提高了復習效率。

3.6 方便教師備課 數(shù)字化切片的出現(xiàn)，方便了教師的備課，在以往圖片不能顯示全屏，一張切片圖片只能顯示一個局部位置，所以教師備課要準備大量圖片，需要很多的時間和精力，且不能夠同時兼顧完整性和清晰度，虛擬切片為教師節(jié)省了收集切片的時間，將更多的精力放在研究完善教學方法、豐富教學內(nèi)容和優(yōu)化教學素材上。

3.7 有利于推動實驗考試改革 以往的病理學考試題型較僵化，教師找到切片的圖像，用課件展示并標注一個結(jié)構(gòu)和細胞，讓學生獨立的做出解答，但是這種考試具有局限性，學生不能瀏覽切片只能看到局部區(qū)域。病變結(jié)構(gòu)是孤立存在的，看不清切片的全貌，但是提供太大的切片又不能使學生看到細小的病變結(jié)構(gòu)，不好判斷病變原因，增加了判斷的難度。有些學生只能憑借猜測，不能考察出學生的真正掌握情況，所以傳統(tǒng)的考試方式具有很大的片面性，考試的解答效果可信度不高。在以往的考試中，每次都要準備大量的切片，切片的種類和數(shù)量繁多，容易造成混亂，并且考察的角度不能做到全面客觀，難易程度不一。而數(shù)字切片的出現(xiàn)可以讓每位學生都瀏覽整張切片，拓展了考試的內(nèi)容量，保證了考試的客觀性和標準化，甚至遇到特殊情況可以接受遠程考試，考試更加靈活方便，數(shù)字切片教學有著廣闊的應(yīng)用前景。

教學過程是一個認知的過程，是學生和教師信息傳遞的過程。在實際教學中，老師和學生之間要進行多次的互動交流，將學生作為教學的主體，教師發(fā)揮主導作用，激發(fā)學生的學習自主性。教師要注意創(chuàng)設(shè)良好的教學情境，激發(fā)學生的內(nèi)在學習動力，調(diào)動學生的主觀能動性。數(shù)字切片顯著地提高了教學的質(zhì)量，在醫(yī)學研究上的應(yīng)用也十分廣泛，例如，可以用于疑難病理切片的讀片交流、病理專科醫(yī)師的培訓中及學術(shù)交流等。

綜上所述，數(shù)字化切片和玻璃切片相結(jié)合，通過數(shù)碼互動系統(tǒng)，為實驗教學提供了有效的教學支持。數(shù)字切片的出現(xiàn)消除了以往數(shù)字切片觀察的抽象性，圖像直觀清晰、配合教師準確的圖示講解理解起來簡單易懂，極大地提高了課堂教學效果，有利于學生有目的，有計劃的觀察切片，高效的研究學習切片，理解掌握切片內(nèi)容，不再受時空的限制，可以重復多次觀看切片教學，大大提高了學生的學習積極性。虛擬切片、數(shù)字化切片教學與顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)相結(jié)合，與在顯微鏡下觀察的鏡下玻璃切片完全相同，可以幫助學生在有限的時間里看到更多的典型病理，可以足不出戶就瀏覽到大量的內(nèi)容，拓寬了學生的視野范圍，激發(fā)了學生學習的內(nèi)部動機，提高學生在學習過程中的主觀能動性，提高了病理學實際教學的質(zhì)量。