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建设数字化pt库,提高形态学pt质量

 

马保华

老虎机医学基础pt中心医学形态学实验平台

 

山大官网国家级pt示范中心形态学实验室利用学科优势与山东易创电子有限公司历经2年联合研制出了适合我国应用的数字化pt(digital sections)实现了教学pt数字化与校园互联网结合,架构了我校形态学pt(morphological laboratory teaching数字化教学平台近日,组胚pt207张上网“实时”(real-time)数字化教学pt已经开始应用;病理解剖学102张数字pt正在联合研制过程中,不久也将应用于我校pt。目前我校是最早应用数字pt为数不多的学校之一。

在我国,高等官网校基础医学形态学(组织胚胎学和病理解剖学)等课程经典的教学手段,一直都是通过光学显微镜对器官标本和组织pt进行学习观察,没有显微镜学生就无法认识正常人体形态结构,无法帮助学生准确认识病变形态特点。所以,半个多世纪以来的形态学pt过程,都是教师在课堂上指导学生在显微镜下观察各种标本和组织pt(cut sections of organic tissues for microscopic examination)。多年来的教学实践,教师和学生都发现用玻璃pt教学存在很大的局限性,不仅标本来源、制作、保存以及质地存在着缺陷,同时学生在学习和交流空间、时间也受到了限制,不利于学生自主学习形成终身学习习惯的培养。因此,人们一直在寻找一种不依赖实验室显微镜而能学习观察标本pt的教学方法。

一、玻璃pt与数字pt的比较

1. 传统玻璃pt的缺陷和局限性

组胚学和病理学pt主要以细胞或组织标本的玻璃pt为观察对象,存在的局限性是:学生对pt的观察必须在实验室,借助于显微镜才能使用,因此学生学习的时间和空间受到一定程度的限制;玻璃pt在制作和使用过程中都易破损,而且标本容易褪色,不易永久保存;教学需求大,需要制备大量的pt,不仅成本高,而且也很难保证每张pt的制作质量,不利于典型结构的教学观察和示教。④以往在实验课过程中,学生参照图谱在显微镜下来观察玻璃pt寻找典型结构,然而,图谱只能再现典型结构起示教作用,却不能引导学生如何从整张pt中定位寻找这些结构。⑤如果标本材料小而少,不能大量制作pt,因此大多数学生只能观察图片:例如一些穿刺组织的pt(如肾炎、肝炎),因其组织小,无法大量制作出pt供学生用;一些特殊染色的pt(如苏丹III染色),其不易长期保存,易褪色,不能大量制作,只能作为示教pt;一些病变较典型,但标本数量较少的pt等等。玻璃pt的这些局限性影响pt的效率,也妨碍学生的自主学习和交流。

2. 数字pt的特点 

数字化pt具有多种用途及意义:高清晰度的数字pt系统,全天候开放,有利于学生课前预习及课后复习;包括整张pt全视野的信息,分辨率高,图片清晰,色彩逼真;数字pt的使用不依赖于显微镜,而是利用相应的图像浏览软件进行观察,用鼠标操作可以选择pt任意位置,进行定倍及任意倍率的放大或缩小,模拟显微镜观察模式,不产生图像信息失真图像浏览软件可以安装在实验室电脑、学生的个人电脑或教学网站上,因此,学生在没有显微镜和玻璃pt时也能自主观察pt,不受时间和空间的限制,满足学生个性化学习方式的需求,使得学习更加便利有效;避免因组织pt资源紧缺,学生在复习考试期间,组织pt的破损与丢失(尤为难以获得的pt),既节约了教学消耗,又提高教学资源的利用率,更有利于资源共享;考试内容统一,不受pt质量影响,确保了考试的客观性;随着数字pt库的不断更新,丰富了教学内容,使得课堂教学更加直观,通俗易懂,提高学生的学习兴趣。

二、数字pt的制作

   数字pt制作系统主要由硬件系统和软件系统组成。硬件系统主要包括显微镜加装步进电机、摄像机和控制键盘。软件系统主要由图像采集和控制以及图像融合和拼接功能模块组成。制作数字pt时,首先,利用全自动显微镜在低倍物镜(100X)下对玻璃pt进行快速扫描,显微扫描平台自动将pt沿XY轴方向扫描移动和Z轴方向自动聚焦而得到图像。在选定扫描区域进一步扫描,以获得高分辨率的数字图像。专业真彩色的大幅面CCD保证了较高的分辨率和保持标本的真实色彩。相应的扫描控制软件和图像压缩与存储软件将扫描的pt自动进行无缝拼接和处理,存储并建立数字pt库。利用该系统,我们将制作精美、结构典型的玻璃pt,建立为完整的数字pt库存储在计算机或存储介质中,按不同章节或不同系统进行分库保存[

三、数字pt的应用

1. 数字pt在形态学教学和研究中的应用

应用数字pt为形态学pt和学术交流提供了有效工具,教师通过数字pt的缩略导航图指导学生点击典型结构区局部放大或缩小,方便讲授和学习,病理阅片十分直观易懂。学生通过电脑屏幕近距离观察pt参照编辑标注好的数字pt,有更好的指导性,学生能更快更好地理解和掌握pt的内容,提高学习效率。应用数字pt组织生动活泼的实验讨论课,教师将重点难点的数字pt作为疑难标本,附加一些文字问题,作为学生讨论的内容。学生之间以协作伙伴的关系相互交流和借鉴,实现合作学习模式,激发学习热情,培养发现和解决问题的能力,充分发挥学生在教学中的主体作用。

2.数字pt在教师备课中的应用

实现了pt数字化,利用网络进行远程传输与资源共享,数字pt库的建立和应用在一定程度上能促进学生学习主动性的发挥和自学能力的培养。数字pt库能不断更新、内容不断丰富,教师在课前和课后都能可利用校园网观察到数字pt,为教师编写课件提供了很好的素材,节约大量的资料搜集时间,教师将更多的精力投入在讲解方法和内容的准备上,使得备课更加有效。此外,利用图像编辑软件,将数字pt进行剪接、编辑、标注等处理,教师备课更加方便,而且课件制作更加灵活多样,课件制作质量显著提高。

3.数字pt在形态学学实验考试中的应用 

目前形态学实验课考试主要是以玻璃组织pt结构辨认为主,全国各高校雷同。题型呆板、内容单一,对学生的考核比较片面,这样很容易因为玻璃pt的个体差异而导致答题难易程度不一致,采用数字pt与显微数码互动系统结合,可以避免这种情况的发,为学生提供公平、公正的考试环境。对数字pt进行编辑、裁剪、标注等处理,可以设计出新颖活泼的题型,能全面、客观地考核学生。每位学生都可利用自己的电脑答题,教师利用互动系统“监控”学生答题过程,学生将答案以共享文件夹的方式发送到教师机中,整个考试过程都各自独立完成,使得考试更加公正严谨,客观真实地反映学生成绩。新的考试模式既考察学生对知识的了解程度,同时也考察学生的动手能力和实践技能,体现了实验课的实践性,又可使考试内容在深度广度上得到扩展,可对学生的精细观察辨别能力进行准确判断

4. 数字pt在形态学实验课教学资源管理中的应用

数字pt的出现将组织胚胎学和病理解剖学pt的教学资源管理与应用提高到一个新的水平。将玻璃pt制作成数字pt,并由此建立组胚胎学、病解学数字pt库,改变了传统教学资源的存储和管理方式。建立pt库可以长期保存珍贵pt,不仅极大地方便了教学资源的查询、调阅,也有效解决优质典型玻璃pt片源不足带来的教学问题,既节约了教学消耗,提高教学资源的利用率,又有利于资源共享

5.数字pt推动形态教学改革

 信息化网络技术的发展不断影响和改变人们的思维与生活方式,同样也为形态学及其他科教学改革提供了机遇。数字pt应用于形态学实验课堂教学、远程教学以及学术交流等,经济实用、操作方便,显著提高教学质量,有力地推动形态学科教学改革,在教学、科研领域中显示出无可比拟的优越性和广阔应用空间。

我们将形态学实验课程的pt数字化,是一项重大的教学方法改革。不仅提升了标本和pt的自身使用价值,也大大增加了学生接触标本和pt的时间,更加有利于学生对组胚学和病理学核心内容——正常与病变形态的掌握,对教与学都有很大帮助。然而,在将数字技术与病理学教学相结合的方面,还有很多工作可做,我们现在利用的只是平面数字技术,我们将向立体的三维的数字技术(例如三维胚胎学数字化)发展,全面提高形态学教学和科学研究质量。

 

 





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