葉菁 袁媛 趙元琳 高星 李靜 王哲

(第四軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)部病理學(xué)與病理生理學(xué)教研室，陜西 西安 710032)

·醫(yī)學(xué)教育·

病理形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)的利弊探討

葉菁*袁媛 趙元琳 高星 李靜 王哲

(第四軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)部病理學(xué)與病理生理學(xué)教研室，陜西 西安 710032)

目的探討病理形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)的利與弊。方法結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科室實(shí)際情況，本文主要討論病理形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)和存在的主要問(wèn)題，并探討其在病理形態(tài)學(xué)化教學(xué)中的應(yīng)用方式。結(jié)果作為一種嶄新的形態(tài)學(xué)教學(xué)手段，數(shù)字化教學(xué)應(yīng)作為病理形態(tài)學(xué)教學(xué)的重要輔助手段。結(jié)論數(shù)字化教學(xué)能夠?qū)⒍鄠€(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)地結(jié)合在一起，大大提高了病理形態(tài)學(xué)教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

病理學(xué); 形態(tài)學(xué); 數(shù)字化; 教學(xué)

病理學(xué)主要研究疾病的病因、發(fā)病機(jī)制、病理變化、結(jié)局和轉(zhuǎn)歸，是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)之間的橋梁學(xué)科，在臨床醫(yī)療實(shí)踐中病理學(xué)是許多疾病診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”，因此病理學(xué)教學(xué)是整個(gè)醫(yī)學(xué)教育過(guò)程中的重要任務(wù)之一。作為一門形態(tài)學(xué)科，病理形態(tài)學(xué)教學(xué)通過(guò)對(duì)大體標(biāo)本和組織切片的觀察，掌握疾病的基本形態(tài)學(xué)變化，進(jìn)而加深對(duì)病理學(xué)理論知識(shí)的理解。病理形態(tài)學(xué)教學(xué)是病理學(xué)理論課的重要補(bǔ)充，其教學(xué)效果直接決定了學(xué)生對(duì)疾病病理學(xué)變化的掌握情況。

近年來(lái)，由于傳統(tǒng)病理形態(tài)學(xué)教學(xué)存在的問(wèn)題，以及數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化病理形態(tài)學(xué)教學(xué)越來(lái)越流行，已經(jīng)成為病理形態(tài)學(xué)教學(xué)的主要方式[1]。我校病理學(xué)教研室是國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科，在十多年前即開展病理形態(tài)學(xué)的數(shù)字化教學(xué)工作。結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，本文主要討論病理形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)和存在的主要問(wèn)題，并探討其在病理形態(tài)學(xué)化教學(xué)中的應(yīng)用方式。

一、傳統(tǒng)病理形態(tài)學(xué)教學(xué)存在的主要問(wèn)題

形態(tài)學(xué)是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，作為形態(tài)學(xué)的代表性學(xué)科之一，病理形態(tài)學(xué)是病理學(xué)教學(xué)的重要組成部分，對(duì)學(xué)生掌握和理解疾病的基本病理變化具有重要意義。由于疾病的多樣性，病理學(xué)教學(xué)素材也最為豐富。我校病理學(xué)教研室目前擁有上千件病理學(xué)大體標(biāo)本，以及大量的教學(xué)切片，以保證病理形態(tài)學(xué)教學(xué)的開展。但是，隨著近年來(lái)醫(yī)學(xué)院校的人數(shù)的增加，傳統(tǒng)的病理學(xué)教學(xué)難以滿足現(xiàn)有的教學(xué)要求。

隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，一些典型病例大量減少，可以用于教學(xué)的大體標(biāo)本和切片標(biāo)本來(lái)源不足，比如大葉性肺炎。另外，由于診斷技術(shù)的不斷發(fā)展，醫(yī)院的尸檢率也明顯降低。部分大體標(biāo)本和切片損壞后無(wú)法得到及時(shí)補(bǔ)充，教學(xué)資源嚴(yán)重匱乏。此外，大體標(biāo)本長(zhǎng)時(shí)間固定后，其顏色等發(fā)生改變，難以觀察到真實(shí)病變情況。

在傳統(tǒng)的病理形態(tài)學(xué)教學(xué)模式下，學(xué)生利用顯微鏡獨(dú)自觀察病理切片，由于對(duì)于組織學(xué)認(rèn)識(shí)不夠全面，往往難以迅速發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)基本病理變化，需要較長(zhǎng)時(shí)間的對(duì)比和觀察。大體標(biāo)本的教學(xué)過(guò)程中，往往需要教員首先進(jìn)行講解，然后學(xué)員進(jìn)行觀察，也需要大量的時(shí)間。部分學(xué)生獨(dú)自觀察切片和標(biāo)本，常?；ㄙM(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間找不到典型結(jié)構(gòu)，與老師和其他同學(xué)溝通不夠，未能在實(shí)習(xí)課時(shí)間內(nèi)徹底了解病變。教師在課堂上忙于對(duì)有問(wèn)題的學(xué)生進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)，而不能兼顧所有學(xué)生，部分學(xué)生存在的問(wèn)題不能得到有效、及時(shí)的指導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下。

二、數(shù)字化教學(xué)是病理形態(tài)學(xué)教學(xué)的重要手段

近年來(lái)，病理形態(tài)學(xué)教學(xué)采用數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)，為形態(tài)學(xué)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變提供了全方位的技術(shù)支持，使形態(tài)學(xué)教學(xué)手段發(fā)生了深刻的變革。近年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐證明，數(shù)字化形態(tài)學(xué)教學(xué)作為一種綜合性教學(xué)手段，極大地提高了病理形態(tài)學(xué)教學(xué)條件。

1.大體標(biāo)本的數(shù)字化教學(xué)：大體標(biāo)本學(xué)習(xí)有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)疾病的整體變化，對(duì)理解疾病發(fā)生過(guò)程具有重要意義，病理大體標(biāo)本觀察是病理形態(tài)學(xué)教學(xué)中的直觀環(huán)節(jié)之一。隨著計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)的應(yīng)用，疾病大體標(biāo)本圖像非常容易獲得，很多教學(xué)單位逐步建立了大體標(biāo)本的圖片數(shù)據(jù)庫(kù)，極大的豐富了大體標(biāo)本的教學(xué)資源。學(xué)生隨時(shí)可以閱覽大體標(biāo)本的圖片，提高了學(xué)習(xí)效率。

病理大體標(biāo)本是來(lái)源于人體的組織或器官，病理特征明顯，具有代表性，具有不可替代性的病理展示作用。病理大體標(biāo)本獲取較困難，而且使用中損耗嚴(yán)重。為了保留現(xiàn)有珍貴的大體標(biāo)本，通過(guò)數(shù)字化方式對(duì)大體標(biāo)本進(jìn)行圖像采集，也作為基本的病理形態(tài)學(xué)教學(xué)的素材。除了利用傳統(tǒng)攝影技術(shù)將病理大體標(biāo)本拍照后數(shù)字化處理外，目前也有將病理大體標(biāo)本進(jìn)行360度數(shù)碼化制作，并建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，以及利用對(duì)象全景(object panorama)對(duì)病理學(xué)大體標(biāo)本進(jìn)行數(shù)字化3D處理，并把數(shù)字化3D 標(biāo)本運(yùn)用于病理形態(tài)學(xué)教學(xué)，值得在醫(yī)學(xué)教育的其他科目中推廣使用[2]。

2.數(shù)字切片在病理形態(tài)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用：數(shù)字切片(digital slides)，又稱為虛擬切片(virtual slides)，利用全自動(dòng)顯微鏡掃描平臺(tái)采集圖像，進(jìn)行性無(wú)縫拼接，生成全視野數(shù)字化的虛擬切片。數(shù)字切片可通過(guò)軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行不同倍率觀察，目前證實(shí)高水平的數(shù)字切片觀察效果類似于常規(guī)切片[3]。而且，利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)虛擬切片教學(xué)、學(xué)術(shù)交流、醫(yī)師培訓(xùn)、病例遠(yuǎn)程會(huì)診和病理讀片會(huì)等，不受時(shí)間和空間的限制。本校病理學(xué)教研室根據(jù)教學(xué)需要已經(jīng)建立了豐富的數(shù)字切片庫(kù)，為病理形態(tài)學(xué)教學(xué)提供了大量的素材。

數(shù)字切片具有全視野的信息，圖片清晰、色彩逼真。同時(shí)能夠避免教學(xué)組織切片的不斷損耗，病變組織掃描后可以永久使用，提高了教學(xué)資源的利用率；而且，數(shù)字切片的使用不依賴于顯微鏡，而是利用相應(yīng)的圖像瀏覽軟件進(jìn)行觀察，用鼠標(biāo)操作可以選擇切片任意位置，進(jìn)行定倍及任意倍率的放大或縮小，顯微鏡下觀察，不產(chǎn)生圖像信息失真。學(xué)生在沒(méi)有顯微鏡和玻璃切片時(shí)也能自由觀察切片，不受時(shí)間和空間的限制，提高學(xué)習(xí)效率[4]。

3.病理形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)：數(shù)字化便于病理形態(tài)學(xué)教學(xué)資源管理，將數(shù)字化的切片和大體標(biāo)本信息存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)或存儲(chǔ)介質(zhì)中，可以長(zhǎng)期保存。不僅具有全數(shù)字化存儲(chǔ)、圖片清晰、不占空間等優(yōu)點(diǎn)，并極大地方便了教學(xué)資源的分類、管理、查詢及利用，有效解決了大體標(biāo)本和組織切片保存中存在的問(wèn)題，提高教學(xué)資源的利用率。其次，病理形態(tài)學(xué)的數(shù)字化教學(xué)增加了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)時(shí)間，實(shí)習(xí)課的學(xué)時(shí)數(shù)相對(duì)減少[5]。學(xué)生更容易確定典型結(jié)構(gòu)區(qū)局部，能更快更好地理解和掌握切片的內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效率[6]。另外，使學(xué)生能夠獲得一些少見、珍貴疾病的標(biāo)本信息，為少見疾病、珍貴疾病的切片教學(xué)提供了新手段。同時(shí)，在一定程度上也能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、病理形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)存在的主要問(wèn)題

疾病的病理變化具有多樣性，盡管病理形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)具有很大的優(yōu)勢(shì)，但是實(shí)際教學(xué)應(yīng)用過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)數(shù)字化教學(xué)過(guò)程中存在著諸多問(wèn)題。

1.數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)需進(jìn)一步完善：目前，數(shù)字切片在國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)院校中廣泛使用，但是由于一些條件的限制圖像像素往往不高，不夠清晰，部分出現(xiàn)色彩失真，影響授課效果。因此，在使用過(guò)程中必須不斷加強(qiáng)硬件系統(tǒng)的完善，不斷升級(jí)軟件，使系統(tǒng)更穩(wěn)定。此外，目前病理形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)的軟件尚不夠豐富，應(yīng)開發(fā)具有病特點(diǎn)的教學(xué)軟件、圖像管理軟件以及其他的一些個(gè)性化和符合特殊要求的軟件等。以滿足多方面的教學(xué)需求。

2.數(shù)字化教學(xué)會(huì)造成學(xué)員對(duì)病理變化的認(rèn)識(shí)不足：病理形態(tài)學(xué)具有多樣性，對(duì)病理形態(tài)學(xué)的認(rèn)識(shí)需要長(zhǎng)時(shí)間的知識(shí)積累。在數(shù)字化教學(xué)過(guò)程中，往往僅采用了最具有代表性的圖片和資料，造成學(xué)生對(duì)疾病認(rèn)識(shí)的過(guò)于片面，對(duì)疾病的整體情況認(rèn)識(shí)不足。另外，在數(shù)字化切片的使用過(guò)程中，對(duì)一些由于圖像采集所造成的變化無(wú)法得到有效的糾正，造成一些認(rèn)識(shí)上的錯(cuò)誤，比如一些具有折光性顆粒的觀察。

3.學(xué)生注意力不能長(zhǎng)時(shí)間集中：數(shù)字化教學(xué)在一定程度上能夠提高學(xué)生的興趣性，但是由于單純地使用計(jì)算機(jī)，學(xué)生的注意力難以長(zhǎng)時(shí)間集中。由于數(shù)字化資源非常豐富，學(xué)生容易更具興趣來(lái)瀏覽大體標(biāo)本和切片的文件，而對(duì)本次課的內(nèi)容失去興趣。此外，學(xué)生們?cè)谑褂门c網(wǎng)絡(luò)相連的計(jì)算機(jī)時(shí)，很容易將注意力集中在學(xué)習(xí)以外的問(wèn)題。數(shù)字化教學(xué)帶來(lái)的其他問(wèn)題也很多，譬如采用數(shù)字化手段后，數(shù)據(jù)的測(cè)量方法等比較抽象，學(xué)生很難深入理解。

四、數(shù)字化教學(xué)應(yīng)是病理形態(tài)學(xué)教學(xué)的輔助手段

在全球信息化的背景下，我國(guó)的數(shù)字化教育資源建設(shè)取得了巨大的成就，尤其是在高等院校。數(shù)字化教學(xué)在醫(yī)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，為其帶來(lái)諸多益處。在病理形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)過(guò)程中，存在著以數(shù)字化教學(xué)取代傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)教學(xué)過(guò)程，甚至出現(xiàn)病理形態(tài)學(xué)教學(xué)完全脫離的顯微鏡和大體標(biāo)本的情況。因此，正確認(rèn)識(shí)病理形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)的作用，以及如何在教學(xué)過(guò)程中使用數(shù)字化教學(xué)，應(yīng)進(jìn)行深入的探討。

醫(yī)學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，單純的數(shù)字化教學(xué)不能夠給學(xué)生提供對(duì)疾病病理改變的認(rèn)識(shí)。學(xué)生只觀察電腦屏幕的圖像，而忽視對(duì)大體標(biāo)本和在顯微鏡下對(duì)切片的觀察，對(duì)于以后從事臨床工作是非常不利的。盡管技術(shù)逐漸提高，數(shù)字化圖像的分辨率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如實(shí)際觀察，很多組織結(jié)構(gòu)及細(xì)胞結(jié)構(gòu)，如細(xì)胞間橋、脂褐素、含鐵血黃素等，只有在顯微鏡下才能清楚地觀察到其特征，而電腦屏幕上就不易觀察到，更易被忽略。同樣在大體標(biāo)本觀察中，數(shù)字化的圖像容易忽略掉一些細(xì)節(jié)，同時(shí)由于反光和折射等干擾，一些結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生變形，影響觀察，或造成誤解。

數(shù)字化教學(xué)是一種嶄新的形態(tài)學(xué)教學(xué)手段，但數(shù)字化教學(xué)應(yīng)作為病理形態(tài)學(xué)教學(xué)的重要輔助手段。在實(shí)際病理形態(tài)學(xué)教學(xué)過(guò)程中，仍應(yīng)以大體標(biāo)本和組織切片教學(xué)為主。教師要根據(jù)每個(gè)大體標(biāo)本和切片的特點(diǎn)，講解疾病的基本病理變化，通過(guò)師生間的情緒互相感染，來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，調(diào)動(dòng)課堂氣氛。在此過(guò)程中，靈活應(yīng)用數(shù)字化教學(xué)手段，將其作為一個(gè)教學(xué)過(guò)程中的輔助手段，讓學(xué)生能夠通過(guò)圖片觀察，提高學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)知識(shí)間的聯(lián)系。比如在慢性肉芽腫性炎癥時(shí)，學(xué)生能夠利用數(shù)字切片，觀察結(jié)核結(jié)節(jié)、傷寒、異物肉芽腫、Aschoff小體等結(jié)構(gòu)，形成對(duì)肉芽腫性炎的充分認(rèn)識(shí)。

數(shù)字化教學(xué)能夠?qū)⒍鄠€(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)地結(jié)合在一起，大大提高了病理形態(tài)學(xué)教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。合理應(yīng)用數(shù)字化教學(xué)手段，才能夠有效提高病理形態(tài)學(xué)教學(xué)的效果。在數(shù)字化時(shí)代，病理學(xué)教學(xué)具有了新的特征，教師必須不斷地學(xué)習(xí)與信息技術(shù)相關(guān)的新知識(shí)、新觀點(diǎn)，以適應(yīng)現(xiàn)代科技的高速發(fā)展。

1唐娜, 孫麗梅, 邱雪杉, 等. 數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)系統(tǒng)教學(xué)平臺(tái)在病理學(xué)形態(tài)教學(xué)中的應(yīng)用 [J]. 中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育, 2012, 7(11): 124-125.

2冉華全, 江竣, 曾照芳. 基于對(duì)象全景技術(shù)的病理大體標(biāo)本數(shù)字化3D 標(biāo)本制作研究 [J]. 激光雜志, 2013, 34(3): 97-98.

3Buck TP, Dilorio R, Havrilla L, et al. Validation of a whole slide imaging system for primary diagnosis in surgical pathology: A community hospital experience [J]. J Pathol Inform, 2014, 5: 43-48.

4曹璋, 崔敏, 韓艷春, 等. 數(shù)字化虛擬切片在病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用體會(huì) [J]. 西北醫(yī)學(xué)教育, 2013, 21(4): 768-769.

5黃小梅, 朱曉群, 盧林明, 等. 病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中Motic數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)用 [J]. 現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生, 2010, 26(2): 317-318.

6胡小冬, 崔潔, 趙新秀, 等. 數(shù)字切片掃描系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用與探索 [J]. 中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育, 2014, 9(6): 64-65.

Digitalteachingofpathologicalmorphology:advantagesanddisadvantages

YEJing,YUANYuan,ZHAOYuanlin,GAOXing,LIJing,WANGZhe

DepartmentofPathology,BasicMedicalCollege,FourthMilitaryMedicalUniversity,Xi'an710032,China

ObjectiveThe advantages and disadvantages of digital teaching of pathological morphology are discussed.MethodsBased on the teaching experiments over these years, the advantages and disadvantages of digital teaching in pathological morphology were analyzed, and its applications were discussed.ResultsAs a new teaching method, digital teaching should be auxiliary in the teaching of pathological morphology.ConclusionDigital teaching can integrate many teaching links together, which may improve the teaching quality significantly and stimulate students' learning enthusiasm.

Pathology; Morphology; Digital; Teaching

1671-2897(2016)15-066-03

G 643.0

A

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81370958，81572471)

葉菁，副教授，博士生導(dǎo)師，E-mail: yejing@fmmu.edu.cn

*通訊作者：葉菁，副教授，博士生導(dǎo)師，E-mail: yejing@fmmu.edu.cn

2015-09-28；

2015-12-20)