高職院?！安±韺W(xué)”實(shí)驗(yàn)數(shù)字化教學(xué)改革探究

劉洪利 王玉霞 王軍利

摘要：將數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)與形態(tài)學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)相結(jié)合構(gòu)建形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)，并應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)，對提高病理學(xué)及形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)自主探索、多重交互、資源共享等起著非常重要的作用。文章分析數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)成，闡述數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)的優(yōu)勢，探討數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)與數(shù)字化標(biāo)本結(jié)合在高職病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用策略，以提高病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，培養(yǎng)更多優(yōu)秀的臨床醫(yī)學(xué)人才。

關(guān)鍵詞：高職院校；病理學(xué)；數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)；醫(yī)學(xué)人才

中圖分類號：G719.21文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1008-3561（2022）15-0052-03

基金項(xiàng)目：本文系河南省醫(yī)學(xué)教育研究項(xiàng)目“以崗位勝任力為導(dǎo)向高職病理學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)字化教學(xué)改革探索”（項(xiàng)目編號：Wjlx2020261）研究成果

隨著信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和高等衛(wèi)生職業(yè)教育院校在校生人數(shù)的增加，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端逐漸顯現(xiàn)出來，嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果與質(zhì)量，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革勢在必行。2017年9月，應(yīng)廣大師生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革的需求，本院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心集中力量加強(qiáng)了醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)和數(shù)碼顯微互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，共建成數(shù)碼顯微互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室5個(gè)，其中3個(gè)安裝了山東數(shù)字人即“易創(chuàng)”公司研發(fā)的醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)，并應(yīng)用于病理學(xué)、組織學(xué)、寄生蟲學(xué)等形態(tài)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，經(jīng)過幾年的改革與實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)效果。

一、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)成

1.數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成

數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、顯微鏡系統(tǒng)、投影系統(tǒng)和語音系統(tǒng)五個(gè)部分。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室包括1臺(tái)教師用顯微鏡（BK6000，攝像頭TP510，500萬像素）和40臺(tái)學(xué)生用顯微鏡（B302，攝像頭DV320，320萬像素），1臺(tái)教師用電腦和40臺(tái)學(xué)生用電腦（CPUi37100，內(nèi)存DDR48G，硬盤1T）。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的40臺(tái)學(xué)生端電腦通過無線云系統(tǒng)局域網(wǎng)分別與教師機(jī)相連接。

2.醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)成

以數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)為依托，每臺(tái)電腦里都安裝了易創(chuàng)“醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)”。該平臺(tái)集成了組織學(xué)切片系統(tǒng)、大體病理標(biāo)本系統(tǒng)、病理學(xué)切片系統(tǒng)、寄生蟲標(biāo)本系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、課件系統(tǒng)、練習(xí)系統(tǒng)、考試系統(tǒng)等。其中組織學(xué)切片標(biāo)本庫有各組織教學(xué)切片1 209張，章節(jié)視頻18個(gè)，課件19個(gè)，試題2 000多道；病理切片標(biāo)本庫各種病理教學(xué)切片1 482張，微視頻270個(gè)，大體病理標(biāo)本庫各組織、器官病變標(biāo)本743個(gè)，視頻469個(gè)；病理學(xué)章節(jié)視頻15個(gè)，課件34個(gè)，試題850道。

平臺(tái)上各教學(xué)資源庫內(nèi)的標(biāo)本均根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和大綱按章節(jié)目錄存放，便于查閱。每個(gè)數(shù)字標(biāo)本配有詳細(xì)的標(biāo)本信息和標(biāo)注，觀察時(shí)，學(xué)生可以在頁面的顯示范圍內(nèi)（4倍、10倍、20倍、40倍）實(shí)現(xiàn)連續(xù)的變倍觀察，大體標(biāo)本還可進(jìn)行多角度（360°）的三維觀察，遇到問題可以運(yùn)用不同的形狀進(jìn)行標(biāo)注、編輯、測量。

二、數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)的優(yōu)勢

1.數(shù)字化切片的優(yōu)勢

數(shù)字切片是利用全自動(dòng)顯微鏡掃描平臺(tái)，結(jié)合虛擬切片軟件系統(tǒng)，對傳統(tǒng)玻璃切片進(jìn)行掃描、無縫拼接，生成全視野的數(shù)字化切片（也稱虛擬切片）。與傳統(tǒng)的玻璃切片相比，數(shù)字切片的優(yōu)勢顯而易見，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）便于存儲(chǔ)與管理。所有切片標(biāo)本存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)軟件中，只要計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)功能正常，可隨時(shí)查閱，能避免傳統(tǒng)存儲(chǔ)用的標(biāo)本陳列柜和標(biāo)本盒占用大量空間，而且便于教師進(jìn)行管理，減少他們的工作強(qiáng)度。（2）減少耗損。數(shù)字切片可以避免因顯微鏡操作失誤造成的切片損壞，而且分辨率高、色彩逼真、不易褪色，這是傳統(tǒng)玻璃切片所不能比擬的。（3）高效率學(xué)習(xí)。觀察時(shí)，學(xué)生在頁面范圍內(nèi)可隨便連續(xù)地變倍觀察。由于標(biāo)本庫里的標(biāo)本都是選用典型的病理標(biāo)本制作而成，而且配有詳細(xì)的信息和標(biāo)注，非常有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，不僅節(jié)省了觀片的時(shí)間，更提高了學(xué)習(xí)效率。（4）便于復(fù)習(xí)、利于考核。觀察時(shí)，學(xué)生可對典型的圖像進(jìn)行截圖或拍攝，保存于桌面或U盤，適時(shí)再現(xiàn)，便于今后的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。還有數(shù)字切片能保證所有學(xué)生觀察切片的一致性，不會(huì)因補(bǔ)充的標(biāo)本來自不同的蠟塊而造成教師指導(dǎo)時(shí)的麻煩和因認(rèn)識的偏差影響期末技能考核的統(tǒng)一性要求。

2.數(shù)字化大體標(biāo)本的優(yōu)勢

大體標(biāo)本是使用專業(yè)的CCD相機(jī)對大體標(biāo)本進(jìn)行旋轉(zhuǎn)360°的連續(xù)拍攝，然后將連續(xù)拍攝的畫面制作成Flash格式的文件，根據(jù)病理教學(xué)大綱和內(nèi)容按章節(jié)存放，形成一套完整的數(shù)字化標(biāo)本資料庫。與傳統(tǒng)的標(biāo)本相比，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）彌補(bǔ)大體標(biāo)本不易收集的問題。隨著醫(yī)療水平和人們健康意識的提高及尸體解剖病例數(shù)的減少，典型的病理標(biāo)本如大葉性肺炎紅肝期和灰肝期、傷寒、流行性腦脊髓膜炎等越來越不易收集和買到。而平臺(tái)標(biāo)本庫中標(biāo)本數(shù)量多、資源豐富，可為教師的日常教學(xué)提供豐富優(yōu)質(zhì)的數(shù)字標(biāo)本數(shù)據(jù)，能很好地解決這一難題。（2）易保存，不滲漏，無危害。大體標(biāo)本的制作過程復(fù)雜，技術(shù)要求高，會(huì)因病變暴露不充分而影響觀察，并且易出現(xiàn)固定液滲漏問題，不僅危害師生健康，而且影響教學(xué)。但對于數(shù)字化標(biāo)本來說，則不存在這些問題。（3）避免損壞，易于維護(hù)。由于在校生人數(shù)迅猛擴(kuò)增，多個(gè)班級同時(shí)上實(shí)驗(yàn)課已是常態(tài)，但現(xiàn)有的標(biāo)本很難滿足需求，故上課時(shí)需要教師用推車在幾個(gè)教室間轉(zhuǎn)換。再加上有的標(biāo)本體積大而重，給示教帶來極大的不便，損壞幾率也陡然增加，每學(xué)期都需要維護(hù)，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，增加了教師的工作強(qiáng)度。而對數(shù)字化標(biāo)本來說，則沒有這些顧慮。（4）病變典型，便于觀察。標(biāo)本庫內(nèi)的數(shù)字化大體標(biāo)本是由山東大學(xué)醫(yī)學(xué)院、第三軍醫(yī)大學(xué)等多家高等院校及教學(xué)醫(yī)院協(xié)作制作完成的，均選用最為典型的、具有代表性的病理教學(xué)標(biāo)本，其病變暴露充分，配有詳細(xì)的標(biāo)本信息和標(biāo)注，可進(jìn)行多角度（360°）的三維觀察，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的放大或縮小，遇到問題可以運(yùn)用不同的形狀進(jìn)行標(biāo)注、編輯、測量，并且容易保存，便于學(xué)生與教師交流和課后復(fù)習(xí)。

三、數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)與數(shù)字化標(biāo)本結(jié)合在高職病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用策略

1.完美的示教功能

高職教師僅靠語言指導(dǎo)，并不能讓學(xué)生充分理解和把握觀察內(nèi)容的要領(lǐng)與特征，要進(jìn)行正確有效的示范，才能使學(xué)生明白該怎樣觀察，觀察什么……奧特?cái)?shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)可以將教師端數(shù)字化標(biāo)本或顯微鏡下示教標(biāo)本配合500萬像素?cái)z像頭采集的高清圖像，通過屏幕廣播傳送到每個(gè)學(xué)生端電腦顯示屏上，并可通過投影儀同步投到大屏幕上，使教室內(nèi)每個(gè)學(xué)生在不同位置都可以看到清晰的、統(tǒng)一的圖像，并進(jìn)行針對性的分析、標(biāo)注、講解，示教效果明顯提高。奧特?cái)?shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)還可把選定的任一學(xué)生端圖像演示給所有同學(xué)，讓他們共同討論。學(xué)生在觀察過程中，可隨時(shí)拍攝或截取典型病變圖像并保存，便于今后學(xué)習(xí)與復(fù)習(xí)。這樣，就解決了原來電視生物顯微鏡的示教圖像小、模糊不清、不能保存和再現(xiàn)而導(dǎo)致的效率低、效果差的弊端，不但減輕了教師的勞動(dòng)強(qiáng)度，還為學(xué)生贏得了自主學(xué)習(xí)的時(shí)間。

2.全面監(jiān)控，實(shí)時(shí)指導(dǎo)

教師可以通過教師端數(shù)碼教學(xué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、查閱每位學(xué)生的學(xué)習(xí)觀察情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的問題并給予糾錯(cuò)、指導(dǎo)。如動(dòng)脈粥樣硬化標(biāo)本，有的學(xué)生會(huì)在血管的外側(cè)面尋找，且找不到病灶，教師發(fā)現(xiàn)后可通過語音系統(tǒng)或信息系統(tǒng)給予糾正或親自指導(dǎo)。再如有的學(xué)生玩游戲，教師就可以利用黑屏管理給予制止，使學(xué)生改正上課開小差、不專心的不良習(xí)慣。

3.促進(jìn)互動(dòng)教學(xué)，多邊交流

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一個(gè)教師面對幾十個(gè)學(xué)生，指導(dǎo)效率低，實(shí)驗(yàn)效果差。學(xué)生在觀察時(shí)，若有疑問，也不能準(zhǔn)確地指出疑點(diǎn)，與教師進(jìn)行有效、快速的交流。而數(shù)碼顯微互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)學(xué)生端電腦上有舉手功能，學(xué)生在觀察過程中有問題可以通過舉手功能進(jìn)行提問，教師在主教端即可點(diǎn)開此生的觀察圖像，進(jìn)行一對一的指導(dǎo)和解答。如果是共性問題，教師可以通過演示功能把該圖像傳給所有同學(xué)，并進(jìn)行講解和解惑。通過數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)師生之間、生生之間的一對一或一對多的多邊互動(dòng)交流，把原來枯燥的形態(tài)學(xué)觀察學(xué)習(xí)變成學(xué)生感興趣的計(jì)算機(jī)動(dòng)手操作課，大大提高實(shí)驗(yàn)效果與質(zhì)量。

4.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)報(bào)告方法

傳統(tǒng)的病理實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫，要求學(xué)生用紅藍(lán)鉛筆繪出病變的鏡下結(jié)構(gòu)簡圖，并對主要特征性細(xì)胞、組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)注，最后寫出病理診斷依據(jù)（即鏡下結(jié)構(gòu)的文字描述）。這是學(xué)生最為頭疼的環(huán)節(jié)，不但會(huì)占用學(xué)生較多的學(xué)習(xí)時(shí)間，而且會(huì)給教師增加手動(dòng)批改的勞動(dòng)強(qiáng)度。數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)能夠完全改變這種現(xiàn)狀，教師可在主教端設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式，然后以文件分發(fā)方式發(fā)放給每個(gè)學(xué)生，學(xué)生接收后可以根據(jù)要求填寫有關(guān)內(nèi)容，把自己觀察到的典型病變結(jié)構(gòu)利用截圖或拍攝功能放置在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，再進(jìn)行標(biāo)注和圖像分析，并寫出病理診斷和診斷依據(jù)。在這個(gè)過程中，學(xué)生不但練習(xí)了病理圖像分析方法和計(jì)算機(jī)繪圖技巧，而且有時(shí)間觀察更多的切片，掌握更多的知識。

5.全新的技能考核模式

本院以往期末病理實(shí)驗(yàn)技能考核都是采用實(shí)體大體標(biāo)本觀察和鏡下切片標(biāo)本觀察的方法，考前需要做大量的準(zhǔn)備工作，考試需要兩個(gè)考場，每個(gè)考場至少兩名教師監(jiān)考，歷時(shí)2天到3天不等，考后還要批卷、登記分?jǐn)?shù)等。這樣，會(huì)使每個(gè)教師都疲憊不堪。數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)的出現(xiàn)，完全改變了這種現(xiàn)狀。考前教師可在“考試”模塊里創(chuàng)建試卷，根據(jù)需要設(shè)置各種題型，用于理論或?qū)嶒?yàn)考核需要。對于病理實(shí)驗(yàn)技能考核，教師采用的是大體標(biāo)本與切片標(biāo)本相結(jié)合，依據(jù)每個(gè)專業(yè)的教學(xué)大綱選取標(biāo)本圖像，以填空、單選、多選等形式按要求制作成難易程度不同或相當(dāng)?shù)亩嗵自嚲?。考試時(shí)采取單、雙號分批考試，考前收手機(jī)、書本等?？己髸?huì)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)并導(dǎo)出成績，方便快捷，把教師從期末繁雜的工作中解脫出來，大大提高了工作效率。

6.實(shí)現(xiàn)自主、靈活學(xué)習(xí)

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)只能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，其自主學(xué)習(xí)、探索學(xué)習(xí)熱情和積極性會(huì)受到阻礙。而現(xiàn)在，學(xué)生只要在手機(jī)端連接校園網(wǎng)登錄服務(wù)器IP地址，即可瀏覽數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)上的有關(guān)教學(xué)內(nèi)容，利用章節(jié)視頻和針對每個(gè)標(biāo)本的微視頻，以及課件系統(tǒng)、練習(xí)系統(tǒng)等進(jìn)行課前預(yù)習(xí)、課堂練習(xí)和課后復(fù)習(xí)。這樣，更便于師生信息共享、學(xué)習(xí)交流以及教師檢查學(xué)生的知識掌握情況。

7.便于教師課件制作與教學(xué)交流

數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)的課件系統(tǒng)功能可實(shí)現(xiàn)課件制作、課件分享，教師可從任一教學(xué)資源庫中選取課件素材，制作典型的課件。教師還可在平臺(tái)上利用播放功能分享課件，與其他教師進(jìn)行教學(xué)交流。

四、結(jié)語

總之，數(shù)字化教學(xué)作為一種全新的教學(xué)手段，只是病理學(xué)實(shí)驗(yàn)的輔助教學(xué)手段，不能完全取代實(shí)物教學(xué)。因此，數(shù)字化標(biāo)本和實(shí)物標(biāo)本的虛實(shí)結(jié)合、互相補(bǔ)充、合理運(yùn)用，既能充分發(fā)揮信息化教學(xué)的優(yōu)勢，提高病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，又能讓學(xué)生對病變實(shí)物有直觀感性的認(rèn)知，成長為優(yōu)秀臨床醫(yī)學(xué)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]冉令杰，鄭臣，陸敏，等.理論課和實(shí)習(xí)課并軌，改革病理教學(xué)模式[J].中國高等教育，2009（02）.

[2]馬保華，張慶莉，等.關(guān)于醫(yī)學(xué)院形態(tài)學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)切片的研究與思考[J].中國數(shù)字醫(yī)學(xué)，2011（04）.

[3]肖明，王婭蘭，等.大體標(biāo)本數(shù)字化在病理教學(xué)實(shí)踐中的作用及展望[J].醫(yī)學(xué)理論與實(shí)踐，2017（06）.

[4]任健，王澤.應(yīng)用多種手段構(gòu)建病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)高效課堂[J].中國衛(wèi)生產(chǎn)業(yè)，2018（04）.

Research on Digital Teaching Reform of "Pathology" Experiment in Higher Vocational Colleges

———Application of Digital Microscope Interactive System Combined with Digital Teaching Platform in Pathological Experiment Teaching

Liu Hongli， Wang Yuxia， Wang Junli

（Luoyang Vocational and Technical College， Luoyang 471000， China）

Abstract： Combining the digital microscopic interactive system with the morphological virtual experiment teaching platform， constructing the morphological digital teaching platform and applying it to practical teaching plays a very important role in improving the teaching effect of pathology and morphological experiment and realizing independent exploration， multiple interaction and resource sharing. This paper analyzes the composition of digital experimental teaching platform， expounds the advantages of digital teaching platform， and discusses the application strategy of the combination of digital microscope interactive system and digital specimen in higher vocational pathological experiment teaching， so as to improve the teaching effect of pathological experiment and cultivate more excellent clinical medical talents.

Key words： higher vocational colleges； pathology； digital microscope interactive system； medical talents