现代科学技术在组织学实验教学中的应用

现代科学技术在组织学实验教学中的应用

刘梦琳孙晓峰（通讯作者）

湖南中医药大学医学院湖南长沙410000

【摘要】组织学主要从形态学角度研究正常人体的微细结构，组织学实验是教学的重要组成部分，如何提高实验课的教学效果是授课的关键。随着现代科学技术的发展，大量的新型教学手段融入实验教学当中，解决了组织学实验教学的弊端，极大提高了学生的自主性学习及教学成果。

【关键词】现代科学技术；组织学；实验教学

组织学作为一门研究正常人体微细结构的医学基础课，依托于显微镜技术的发展，着重从形态学的角度阐述细胞、组织、器官的构成和特点，实验教学作为对理论教学的重要扩充，随着高校学生的日益扩招，高校教师的相对紧缺，实验室场地有限，实验仪器设备耗损增加，面临严峻的挑战。为了保证实验课教学质量，培养高校创新型人才，新的实验教学方法迫在眉睫。

一、传统组织学实验教学的不足

传统组织学教学中，组织学实验从属于理论教学，学生在课堂上仍然以教师为中心“教师讲授-学生接受”，实验课时间紧张，组织学内容多，器官系统复杂，部分内容只能概要讲解及示教，组织学作为大一学生的医学基础课，在与解剖学的交叉学习过程中，难以做到从大体结构到微细结构的过度，从立体结构到光学显微镜下的平面结构的转换。教师通过投影或互动平台挑选一张切片示教结构，虽将结构讲清楚，但到学生自己观察镜下结构时，由于切片切面或角度、取材的不同，短时间内难以与教师讲的示教图片相结合，部分学生还未掌握便已下课，课后想复习无能，等到下次实验课又是新的组织结构，没有时间再往前面结构进行复习，如此循环往复，导致实验课的教学效果不理想，在有限的时间内学生与教师之间交流少，教师对于学生镜下结构的掌握情况难以把握。

传统玻璃组织学切片制作流程繁琐，特殊结构的典型切片来之不易，例如眼球的火棉胶包埋使得视网膜不至于脱落；观察疏松结缔组织的肠系膜铺片，在染色后镜下观察时未出现铺展不平整导致结构重叠；观察睾丸内生精小管时，可以看到典型的各级生精细胞等。大量的玻璃组织切片保存占空间、易褪色、学生在实验课操作过程中不可避免的损坏，部分组织切片由于取材的原因或因为不同批次制作的切片在颜色或切面结构上出现不一致，导致学生之间的沟通障碍，减少学习的自主性与主动性。

二、新的科学技术为组织学教学带来新改变

1.虚拟切片的应用

虚拟切片，也称数字切片，是由传统光学放大装置与现代数字系统构成的。1997年美国马里兰大学的计算机科学系以及美国马里兰州巴尔的摩市霍普金斯医院病理系提出可以用虚拟显微镜系统扫描、存储和阅览切片[1]。后存储为电子文档的切片即为虚拟切片。

山东大学医学院创建虚拟仿真训练中心[2]，将组织学虚拟切片制作上传至互联网中心网站，该中心汇集了许多高新技术开发的虚拟切片，可将虚拟切片显微图像连续采集，图像融合，拼接，压缩，和网络浏览等，学生可以在屏幕上切换任何方向，放大图像，或对局部进行仔细观察，并可执行文本标注、测量等，解决了实验室不足、实验课时太少对学生自主学习镜下结构的弊端。深圳大学医学院形态实验平台引进了组织学虚拟切片库[3]，并于2010年开始融入组织学教学中，学生可以在任意场合及时间通过校内网访问虚拟切片库，激发了学生对组织学的学习兴趣，极大的调动了学生学习的积极性。漯河医学高等专科学校为保证学生在学习病理学时对组织学知识的巩固，建立虚拟切片库，并在期末，数字切片库的虚拟实验系统用于实验测试，考试过程中学生独立完成随机抽取切片的相关知识，有效避免实验作弊现象，客观反应学生的掌握情况及能力水平[4]。

虚拟切片在组织学的运用，有效地避免了传统实验教学存在的不足。发挥虚拟切片成本低、易保存、易于网络化、协同性强等优势，极大程度的方便学生随时随地对组织学的课前预习及课后复习，同时也能方便教师对于学生掌握情况进行客观的了解与及时的指导。

2.VR技术的应用

虚拟现实（VirtualReality），简称VR。通过3D图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示等技术，生成逼真的虚拟环境，体验者需佩戴一个VR眼镜，观看相应的医学影片，体验逼真的实时交互虚拟体验，获得身临其境的感受与体会。VR技术运用于胃镜模拟实验操作训练时[5]，为了设计逼真的VR动态画面，由大型教学医院胃镜中心提供相关的数据、图片、影像资料，通过模拟还原人体口腔、食道、胃部、十二指肠等器官的真实结构，绘制精确组织学器官皱襞、黏膜纹理的真实贴图，实现人体器官从大体到微观的真实还原，使得学生在练习过程中对人体结构精确掌握，身临其境。

VR技术的出现，更进一步的实现了组织学教学过程中教学形式单一、知识点零碎、学生学习过程中觉得枯燥乏味的缺陷。最新的人卫版第九版教材更是运用最新的VR及AR技术，原本单调的图片变得生动立体，学生眼前一亮，解决了学生在组织学学习过程中空间立体思维不足的问题。

医学教学手段的进步离不开科学技术的发展，组织学实验教学中巧用虚拟切片、VR等最新科学技术的教学手段，通过实验教学使学生的理论知识得到巩固和加深，能使得学生不再局限于课堂的有限时间内，学习方法变得更为丰富及灵活，建立高质量的组织学实验教学体系。

参考文献：

[1]RojoMG，GarciaGB，MateosCP，etal.Criticalcomparisonof31commerciallyavailabledigitalslidesystemsinpathology[J].InternationalJournalofSurgicalPathology，2006，14（4）：285-305．

[2]郁鹏，万桂怡.虚拟仿真技术的医学实验教学研究[J].实验室研究与探索2016.11：99-102

[3]吴尹子，冯先玲，郑娜，朱艳霞，王霞，谷雨，范新民，沙鸥.解剖学研究[J].2018.01：72-75

[4]刘春灵，王艳伟，杨旭，赵丽丽，宋文刚.巧用数字切片资源提高病理学实验教学效果.现代教育技术[J].2015.02：29-30

[5]王茜濡，李春佼，江丰.VR动画仿真技术的开发与应用——以创建胃镜模拟系统为例.院校风采[J].2018.03：136-137