程靜華，容 哲，王英慧，何立英

顯微數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)互動系統(tǒng)在形態(tài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用及回顧分析

程靜華，容 哲，王英慧，何立英

介紹了顯微數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)互動系統(tǒng)的組成、優(yōu)勢，分析了該系統(tǒng)運(yùn)用于形態(tài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中與傳統(tǒng)教學(xué)方式的區(qū)別，探討了運(yùn)行使用、維護(hù)、管理中出現(xiàn)的問題及對策，并對數(shù)字切片在病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)；形態(tài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；應(yīng)用

0 引言

高等醫(yī)學(xué)院校實(shí)驗(yàn)室是實(shí)踐教學(xué)、開展科學(xué)研究的重要基地和實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的支撐點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)室裝備的現(xiàn)代化程度和管理水平以及實(shí)驗(yàn)室資源的利用效率直接反映一個學(xué)校的教學(xué)硬件實(shí)力和辦學(xué)質(zhì)量。形態(tài)實(shí)驗(yàn)研究是醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)過程中的重要組成部分，直接影響學(xué)生對學(xué)科知識的理解和掌握。顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)存在的局限性，效率更高、溝通性更強(qiáng)，是現(xiàn)今高校使用率很高的多媒體教學(xué)系統(tǒng)之一。我院為適應(yīng)發(fā)展需要，將原先分屬于各系的形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室合并重組，于2006年投資近200多萬元創(chuàng)建了2個顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)教室，和3個普通形態(tài)實(shí)驗(yàn)室一起專管共用，高頻次運(yùn)行使用至今，發(fā)揮了重要作用，取得了顯著成效?，F(xiàn)將顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)構(gòu)成、使用、維護(hù)、管理情況、存在問題及新的嘗試總結(jié)分析如下。

1 顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教室的組成

顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教室由教師用顯微鏡、顯微數(shù)碼互動圖像采集系統(tǒng)、顯微數(shù)碼互動控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)和學(xué)生端顯微鏡組成，并配置有圖像分析軟件。每個互動網(wǎng)絡(luò)教室配有1臺教師機(jī)（主控端：奧林巴斯CX31型生物顯微鏡），分別與36臺學(xué)生機(jī)（客戶端：奧林巴斯CX21型生物顯微鏡）相連，通過交換機(jī)形成實(shí)驗(yàn)室局域網(wǎng)，同時接駁了影碟機(jī)和功放（錄像機(jī)已經(jīng)被淘汰）等多媒體設(shè)備，是資源共享、高效運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)平臺。顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)形成實(shí)驗(yàn)室局域網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)各實(shí)驗(yàn)室之間傳遞聲音、文字和圖像及鏡下放大顯示的標(biāo)本片，既可以一人主講多室收看，又可各實(shí)驗(yàn)室單獨(dú)播放，實(shí)現(xiàn)了多個實(shí)驗(yàn)室同步教學(xué)。系統(tǒng)主界面及使用如圖1、2所示。

圖1 顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)主界面

顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教室主要承擔(dān)學(xué)院各系、部研究生、6個專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課，為形態(tài)學(xué)科的綜合實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備的“資源共享、專管共用”。除正常上形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課外，很多教師及科研人員都利用本系統(tǒng)教師機(jī)顯微鏡進(jìn)行科研方面的鏡下圖像采集、數(shù)字化圖像的實(shí)時傳輸以及顯微圖像的觀察、研究、分析、處理等工作。經(jīng)過8 a的運(yùn)行使用，中心已成為基礎(chǔ)理論與實(shí)踐技能密切聯(lián)系、實(shí)驗(yàn)課程與臨床實(shí)踐有機(jī)結(jié)合、培養(yǎng)創(chuàng)新思維與科普教育協(xié)調(diào)發(fā)展的形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺。

圖2 實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行中

2 顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的優(yōu)勢和教學(xué)效果

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，學(xué)生學(xué)習(xí)主動性不強(qiáng)，教師奔走解答，勞動強(qiáng)度大，教學(xué)指導(dǎo)性較差，且會顧此失彼，教師會多次重復(fù)解答或指導(dǎo)共同而普遍性的問題；教師和學(xué)生之間缺乏有效互動，信息資源不能充分共享。而顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的優(yōu)勢則在于：學(xué)生可以在鏡下對顯微圖像進(jìn)行數(shù)字化實(shí)時傳輸，對采集的顯微圖像進(jìn)行分析及處理，同時實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課教師和學(xué)生之間的互動教學(xué)，使整個教學(xué)更加直觀高效地完成。

顯微數(shù)碼互動網(wǎng)絡(luò)教室具有以下特點(diǎn)[1]：（1）通過清晰的圖像和豐富的交互手段，實(shí)現(xiàn)了師生實(shí)時互動，增加了師生間有效溝通，達(dá)到了“一對一”、“點(diǎn)對點(diǎn)”、“點(diǎn)對面”的授課效果，工作強(qiáng)度降低而效率提高。（2）使學(xué)生很好地了解組織、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及相互關(guān)系，減少了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的一知半解現(xiàn)象。（3）師生互動交流，實(shí)現(xiàn)資源共享。學(xué)生在顯微鏡下的觀察內(nèi)容可以實(shí)時地顯示在教師的計(jì)算機(jī)顯示屏上，能及時糾正錯誤的觀察視野；學(xué)生在顯微鏡下觀察到一個典型視野時，教師可以將其切換到所有同學(xué)的顯示屏上，供大家討論；還可以將有病理意義的圖片和重點(diǎn)難點(diǎn)等知識以“廣播教學(xué)”、“文件分發(fā)”方式傳送到每一位學(xué)員的計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)資源共享。（4）維護(hù)課堂秩序。教師可以選擇“黑屏肅靜”對學(xué)生上課時上網(wǎng)、玩游戲等精力不集中情況加以警告。（5）建立圖像庫，便于復(fù)習(xí)。教師與學(xué)生可以利用拍照系統(tǒng)，鏡下采集圖片，測量分析保存，不受時間和空間的限制，便于隨時進(jìn)行復(fù)習(xí)和調(diào)用，滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)方式的需求，提高教學(xué)資源的利用率。

3 數(shù)碼互動網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的管理及維護(hù)

顯微數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)教室共有74臺奧林巴斯顯微鏡、74臺計(jì)算機(jī)及顯微圖像采集系統(tǒng)。為了更好地使用和維護(hù)這些貴重儀器，應(yīng)建立和完善實(shí)驗(yàn)室管理制度，強(qiáng)化規(guī)范管理，組織和協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，合理購置、維護(hù)、升級，加強(qiáng)檢查和監(jiān)督[2]，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的職能，優(yōu)化保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

顯微數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)教室系統(tǒng)基本功能使用最多，如主控臺的遠(yuǎn)程控制開關(guān)機(jī)、廣播教學(xué)、學(xué)生演示、電子舉手、黑屏肅靜、拍照系統(tǒng)、文件分發(fā)和作業(yè)下發(fā)。由于堅(jiān)持由實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員規(guī)范手法和程序開關(guān)機(jī)，主控臺以及所配顯微鏡的冷光源故障最少。學(xué)生用相關(guān)計(jì)算機(jī)故障較多，經(jīng)常出現(xiàn)無法遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)、屏幕震顫、鍵盤鼠標(biāo)失靈、無因鳴叫等系統(tǒng)的穩(wěn)定性不佳問題。最麻煩的是學(xué)生總是隨便改變計(jì)算機(jī)系統(tǒng)桌面設(shè)置，管理人員不得不經(jīng)常地去恢復(fù)重置。

顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)在完成形態(tài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要承擔(dān)6個形態(tài)學(xué)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程，使用頻次高、人員流動大、損耗大、故障多、維護(hù)維修和管理工作量大。課前由值班人員按要求程序規(guī)范開關(guān)機(jī)操作；實(shí)驗(yàn)室教學(xué)前開始提前通風(fēng)，調(diào)整室內(nèi)光線、溫度；儀器設(shè)備及實(shí)驗(yàn)用品準(zhǔn)備；座次秩序管理；做到“鏡位合一”，嚴(yán)格檢查登記制度[2]；課后認(rèn)真點(diǎn)檢、清潔、整理，還原正確擺放，每次做完衛(wèi)生都讓空氣流通片刻，避免過于潮濕，以防顯微鏡鏡頭發(fā)生霉變[3]，并進(jìn)行門窗水電及環(huán)境的安全管理。特別是寒暑假期過后，要進(jìn)行通電檢查、通風(fēng)除塵、檢查維修等常規(guī)工作。在系統(tǒng)使用中要時常提醒學(xué)員防止圖像采集器的接頭受壓損壞；監(jiān)督使用油鏡后鏡頭的重點(diǎn)擦拭和清潔。要求學(xué)員課后將顯微鏡鏡頭調(diào)至八字形、光源必須由強(qiáng)到弱再關(guān)閉等。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件安裝調(diào)試、計(jì)算機(jī)故障排除、顯微鏡檢查清潔、熟練掌握顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的使用及維護(hù)規(guī)律，這些都是日常維護(hù)工作的重要內(nèi)容。對首次使用顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的教師們而言，要負(fù)責(zé)講解使用方法并解決使用中出現(xiàn)的問題，指導(dǎo)學(xué)員正確使用本系統(tǒng)并正確還原設(shè)備擺放以及如何鏡下采集圖片等，這些都是實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的重點(diǎn)工作。經(jīng)過8 a來的精心管理，設(shè)備的使用率和完好率不斷提高，真正做到了實(shí)驗(yàn)室的專管共用，保障了形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行。

4 顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)在使用中存在的問題與對策

數(shù)碼互動系統(tǒng)在實(shí)際教學(xué)活動中存在如下問題：（1）個別教師上課時圖像、幻燈片變換節(jié)奏太快、太頻繁，會造成學(xué)生視覺疲勞和大腦抑制，可能會影響教學(xué)效果[1]。教師上課時要注意適當(dāng)放慢變換的節(jié)奏。（2）個別教師過分依賴該系統(tǒng)，黑板作圖減少，導(dǎo)致部分學(xué)生繪圖質(zhì)量下降。應(yīng)把好的傳統(tǒng)授課方式保留下來，結(jié)合使用。（3）由于計(jì)算機(jī)屏幕上的畫面形象逼真且觀察方便，因此很多學(xué)生只觀察計(jì)算機(jī)屏幕的圖像，使用顯微鏡的基本技能欠缺。要特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生顯微鏡使用與計(jì)算機(jī)圖像觀察之間的配合。（4）個別年紀(jì)較大的教師不想學(xué)習(xí)新東西，不使用這個系統(tǒng)，只播放自己的課件?？傊?，帶教教師的使用情況對系統(tǒng)優(yōu)勢的體現(xiàn)有很大相關(guān)性，要求實(shí)驗(yàn)課帶教教師既要發(fā)揮該系統(tǒng)的優(yōu)勢，又要發(fā)揮主觀能動性，綜合各種教學(xué)方法，達(dá)到最好的教學(xué)效果。

5 數(shù)字切片與顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)相結(jié)合在病理學(xué)實(shí)驗(yàn)課中的應(yīng)用

除了合并重組，建立資源共享、高效運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)平臺，我們還嘗試了“時間開放”和“內(nèi)容開放”。在固定時間段實(shí)行教師現(xiàn)場授課與指導(dǎo)和全開放學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方式，特別是考試前的實(shí)驗(yàn)室開放有利于學(xué)員的復(fù)習(xí)和討論。

病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)多在實(shí)驗(yàn)室以各種病變組織玻璃切片借助顯微鏡為學(xué)習(xí)對象，玻璃切片易破損、褪色，不易永久保存，因此需準(zhǔn)備大量的玻璃切片。而玻璃切片成本高且制作質(zhì)量無法保證，使典型結(jié)構(gòu)的觀察和示教受到時間和空間的影響。數(shù)字切片結(jié)合顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)，打破了傳統(tǒng)玻璃切片的局限性，可嘗試在病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用。

數(shù)字切片是利用全自動顯微鏡掃描平臺，結(jié)合控制與掃描軟件系統(tǒng)，把傳統(tǒng)玻璃切片上的全部標(biāo)本進(jìn)行逐行掃描、無縫拼接，生成整張全視野的數(shù)字化虛擬切片，并儲存在計(jì)算機(jī)及其他移動硬盤及光盤中，然后下載專用的虛擬切片看圖軟件，通過計(jì)算機(jī)顯示器來觀看[4]，圖片清晰、分辨率高、切片內(nèi)有整塊組織的全視野信息。數(shù)字切片不依賴顯微鏡，只是模擬顯微鏡觀察模式，利用相應(yīng)的圖像瀏覽軟件，用肉眼觀察接近光學(xué)解析度；用鼠標(biāo)可任選切片位置，能定倍及任意地放大縮小而無圖像信息失真。其特點(diǎn)為：（1）數(shù)字化切片可無限數(shù)量地備份復(fù)制，存儲于計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端，不刪除可以永久保存。（2）數(shù)字化切片可進(jìn)行切片后處理，如標(biāo)注和定量分析以及能準(zhǔn)確快速地找到組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)。（3）可建數(shù)字切片庫，具有多種用途及意義，方便教師備課、交流討論、學(xué)生實(shí)驗(yàn)考試和遠(yuǎn)程教學(xué)等活動。（4）為少見疾病的切片教學(xué)提供了新手段及共享學(xué)習(xí)平臺[5]。

6 結(jié)語

總之，將數(shù)字切片應(yīng)用于病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們只是做了一些嘗試。另外，數(shù)字切片的典型性好，但實(shí)際臨床病例都不是那么典型，也就是說，數(shù)字切片的多樣性有待完善。今后我們將繼續(xù)進(jìn)行有益的探索和研究，充分利用顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)和數(shù)字切片這些先進(jìn)的教學(xué)工具和手段。數(shù)字切片與顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的結(jié)合必將給形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了全新的模式和廣闊的發(fā)展前景。

[1]魏靜波，高俊玲.顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)在組織學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].西北醫(yī)學(xué)教育，2012，20（1）：106－107.

[2]程靜華，孟慶勇，何立英，等.形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀與對策[J].中國高等醫(yī)學(xué)教育，2008（6）：26－27.

[3]程靜華，李平，容哲.形態(tài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中顯微鏡存在的問題及處理[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2009，30（10）：121－122.

[4]王曉潔，曹立宇.數(shù)字切片在病理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].安徽醫(yī)藥，2011，15（5）：263－264.

[5]王筱冰，王攀.顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)在細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2011，14（6）：65－66.

（收稿：2014-03-27 修回：2014-06-27）

（欄目責(zé)任編校：李 影 傅 靂）

Application and retrospective analysis of digital network micro interaction system in morphology experiment teaching

CHENG Jing-hua,RONG Zhe,WANG Ying-hui,HE Li-ying
(Teaching and Research Section of Basic Medicine Experimental Technology, Clinical Medical College of Logistics University of CAPF,Tianjin 300161,China)

The digital network micro interaction system is introduced for its composition and advantages,and compared with the traditional teaching mode in morphology experiment teaching.The problems and measures are explored during the operation,maintenance and management of the system.The application of digital slice is discussed in pathology experiment teaching.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（10）：130-132]

digital network micro interaction system;morphology experiment teaching;application

R318；TH773

A

1003-8868（2014）10-0130-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.10.130

程靜華（1962—），女，高級實(shí)驗(yàn)師，主要從事形態(tài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的研究工作，E-mail：cjhxuebao@163.com。

300161天津，武警后勤學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)系基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)教研室（程靜華，容 哲，王英慧，何立英）

容 哲，E-mail：3383401＠qq.com