數(shù)字切片在組織胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

陳筠 農(nóng)林琳 熊彬 宮曉潔 李金平 任亞萍 趙國(guó)軍

摘要：數(shù)字切片為組織胚胎學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)便捷的同時(shí)，也存在學(xué)生容易分心，難以建立平面與立體結(jié)構(gòu)等問(wèn)題。擬改進(jìn)教學(xué)方式，讓它真正成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的好幫手。

關(guān)鍵詞：數(shù)字切片;組織胚胎學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）51-0279-02

傳統(tǒng)的組織學(xué)與胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師借助光學(xué)顯微鏡和玻片，向?qū)W生闡述各種細(xì)胞、組織、器官的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。但這種教學(xué)模式存在以下問(wèn)題：（1）玻片制作成本高，且易破損或褪色，屬于耗材;（2）組織來(lái)源（尤其是人類組織標(biāo)本來(lái)源奇缺）不一、制作水平不一，難以保證切片本身的質(zhì)量;（3）缺少特染或稀缺標(biāo)本;（4）學(xué)生學(xué)習(xí)受時(shí)間和空間的限制;（5）稀缺珍貴標(biāo)本—胚胎。這些問(wèn)題必然會(huì)影響形態(tài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，如何解決這些問(wèn)題已成燃眉之急。

隨著教育信息化的發(fā)展，數(shù)字切片在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛[1，2]。數(shù)字切片因包含玻片的全部信息，又能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)按照不同放大倍數(shù)進(jìn)行觀察。因此，越來(lái)越多的醫(yī)學(xué)院校都在逐步采用數(shù)字切片進(jìn)行教學(xué)。我校也已建立醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)的數(shù)字切片庫(kù)及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。但在這幾年的數(shù)字切片教學(xué)中，我們感受到數(shù)字切片在教學(xué)中帶來(lái)便捷的同時(shí)，也存在一些問(wèn)題：（1）看數(shù)字切片時(shí)，學(xué)生容易分心，注意力難以長(zhǎng)時(shí)間集中，容易被其他更有趣、更豐富的數(shù)字資源或?qū)W習(xí)以外的內(nèi)容分心;（2）盡管教研室目前已有豐富種類（特染、各種組織來(lái)源）的數(shù)字切片，但利用程度不高，主要用于常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué);（3）數(shù)字切片屬于平面切面，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中仍然缺乏對(duì)器官、組織、細(xì)胞的立體感受。針對(duì)這些問(wèn)題，我們考慮將數(shù)字切片教學(xué)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：

1.制作數(shù)字切片的微課。微課是傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)的一種重要補(bǔ)充和拓展資源[3]。我們教研室已制作較多、質(zhì)量較好的微課作品，獲得過(guò)校內(nèi)、區(qū)內(nèi)、國(guó)家級(jí)的獲獎(jiǎng)證書，也發(fā)表過(guò)相關(guān)教學(xué)論文[4]，不過(guò)關(guān)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的微課較少。我們擬將實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)橫向?qū)Ρ?，制作成具有歸納性、啟發(fā)性或演示型的數(shù)字切片實(shí)驗(yàn)微課，也可進(jìn)一步補(bǔ)充形態(tài)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。

2.數(shù)字切片應(yīng)用于組織學(xué)的切片考試。采集數(shù)字圖像，加以編輯，制作具有典型的器官組織結(jié)構(gòu)試題庫(kù)，試題庫(kù)內(nèi)可含有選擇題、判斷題、自由發(fā)揮題等，所有試題均附有圖像，符合組織學(xué)與胚胎學(xué)作為形態(tài)學(xué)科的特點(diǎn)，可將其應(yīng)用于組織學(xué)的切片考試或競(jìng)賽。

3.開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室——構(gòu)建數(shù)字切片的組織學(xué)實(shí)驗(yàn)自主學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)數(shù)字切片環(huán)境下組織學(xué)實(shí)驗(yàn)的思維和方法。解讀切片需要學(xué)生從以下幾個(gè)方面學(xué)習(xí)，如：（1）圖的類型;（2）圖的方位，其生物學(xué)方位是橫切面，還是縱切面、正面、側(cè)面等;（3）圖的觀察順序，對(duì)實(shí)質(zhì)性器官要由表及里，對(duì)空腔性器官要由內(nèi)向外;（4）圖的局部和整體結(jié)構(gòu)。因此，學(xué)生通過(guò)對(duì)切片的解讀，可以培養(yǎng)其觀察力與理解力。除此以外，數(shù)字切片庫(kù)還可作為學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與自我檢測(cè)的方式，教師也可通過(guò)學(xué)生提交的答案，及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)狀態(tài)等。

4.構(gòu)建數(shù)字化虛擬實(shí)驗(yàn)室。建立數(shù)字化虛擬實(shí)驗(yàn)室，讓數(shù)字切片的平面結(jié)構(gòu)真正“立”起來(lái)，將組織、細(xì)胞的橫切、縱切、正面、側(cè)面結(jié)構(gòu)與器官的立體結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合;讓立體結(jié)構(gòu)與器官功能得到真正完美的詮釋，這比教師的口述會(huì)來(lái)得更為直接。另外，在虛擬實(shí)驗(yàn)室中還可設(shè)置娛樂(lè)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。例如，設(shè)置人體器官拼圖游戲、胚胎發(fā)育結(jié)構(gòu)的空間與發(fā)育時(shí)間連連看等。用游戲來(lái)提升學(xué)習(xí)興趣，吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生在一種輕松的環(huán)境中，以放松的心態(tài)汲取知識(shí)。

5.進(jìn)一步拓寬數(shù)字切片、數(shù)字標(biāo)本庫(kù)。我校也已建立醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)的數(shù)字切片庫(kù)及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，但仍缺少與胚胎發(fā)育相關(guān)的數(shù)字切片庫(kù)。為了進(jìn)一步豐富教學(xué)資源，我們擬采取多種途徑向其他在這方面有經(jīng)驗(yàn)的高校學(xué)習(xí)，在我校已有的形態(tài)學(xué)數(shù)字切片庫(kù)基礎(chǔ)上，建立孕前—胚胎發(fā)育—解剖結(jié)構(gòu)、病原體—胚胎畸形等相關(guān)的數(shù)字切片、數(shù)字標(biāo)本庫(kù)。

6.探索將數(shù)字切片與各種現(xiàn)代教學(xué)法結(jié)合。教師在授課前，按照培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)要求，針對(duì)不同專業(yè)、不同培養(yǎng)層次的學(xué)生采用靈活的、有差異性的教學(xué)方法。PBL教學(xué)法、雨課堂、云板書、翻轉(zhuǎn)課堂、對(duì)分課堂等，都可以與數(shù)字切片相融合并應(yīng)用于課堂教學(xué)中。

7.借助數(shù)字切片讓學(xué)生得到“美”的體驗(yàn)，融入醫(yī)學(xué)人文教育。數(shù)字切片不是單調(diào)枯燥的圖片，例如鏡下觀察長(zhǎng)骨的結(jié)構(gòu)，經(jīng)硫堇苦味酸染色后，顯示出非常漂亮的同心圓狀排列的骨單位，層層疊疊，像美麗的梯田，又似孔雀開(kāi)屏;淋巴結(jié)的標(biāo)本，硝酸銀染色伊紅復(fù)染后，顯微鏡下觀察，黑色、細(xì)而分支多并交織成網(wǎng)的是網(wǎng)狀纖維，淋巴細(xì)胞胞質(zhì)呈現(xiàn)淡紅色，鏡下看上去就像一棵棵寒梅樹(shù)上開(kāi)著朵朵粉紅色的花。我們還可設(shè)置形態(tài)學(xué)競(jìng)賽，讓學(xué)生從數(shù)字切片中尋找到“美”，用“美”的結(jié)構(gòu)拼出祖國(guó)大好河山、名勝古跡，抑或心中對(duì)“美”的想象與追求。讓學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中感受“美”，熱愛(ài)“美”，珍惜美好生活，樹(shù)立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。

8.將3D打印技術(shù)應(yīng)用在醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)教學(xué)中。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，其在醫(yī)學(xué)設(shè)備、醫(yī)學(xué)模型制造領(lǐng)域、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和臨床實(shí)踐中都得到了很好的應(yīng)用，并顯現(xiàn)出可替代的優(yōu)勢(shì)。Chapron等[5]通過(guò)患者的CT及MRI數(shù)據(jù)，利用3D打印技術(shù)制作出了患者的無(wú)差異化心臟形態(tài)學(xué)模型，并成功運(yùn)用于手術(shù)。國(guó)內(nèi)，馬立敏等[6]利用3D打印技術(shù)輔助頸椎高位多節(jié)段脊索瘤手術(shù)也取得了成功。除了臨床應(yīng)用，3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)教學(xué)中也開(kāi)始發(fā)揮作用[7，8]。對(duì)于我校而言，無(wú)論是人胚胎正?；蚴钱惓５奶簶?biāo)本，都屬于稀缺教學(xué)資源。原有標(biāo)本的老化和破損，以及不斷增長(zhǎng)的接受教育的需求，更讓這些形態(tài)學(xué)標(biāo)本愈顯珍貴。[9，10]我們相信，隨著3D打印機(jī)的成熟與普及，可以緩解學(xué)生人數(shù)增加和標(biāo)本減少問(wèn)題之間的矛盾，同時(shí)對(duì)提高醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量將起到重要作用。

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