常玲玲，黄 勇，赵晓民，童德文

（西北农林科技大学动物医学院，陕西杨凌 712100）

0 引言

随着当前数字化切片技术的快速发展，数字化病理切片已被广泛运用到医学院校的教学和科研中，对病理教学模式改革及提升病理学科水平发挥了积极的推动作用。数字化切片又称虚拟切片，是通过数字化切片扫描仪将玻璃切片上的图像转化为高精度、全视野、动态化的数字图像，完整而真实的保存了玻璃切片上的全部信息。切片观察者不需要使用显微镜，只需面对电脑利用专业图像浏览软件即可观察和分析切片上的图像，就好像把显微镜下真实观察到的视野挪到电脑屏幕上一样［1-2］。

动物病理学是一门应用性、实践性极强的学科，其实验教学在其中发挥着不可替代的作用。实验课教学内容主要是学习观察病理组织切片，加深对理论教学中所涉及的各种病理变化的理解。因此，切片的数量及质量是提高实验教学效率的关键，然而其本身固有的一些缺陷成为了动物病理实验教学质量向前发展的瓶颈。数字化切片技术的出现克服了传统玻璃切片的固有弊端，为动物病理学教学的全新改革带来机遇，为实现教学的数字化和网络化带来希望，为推动我国动物病理学教学水平与国际接轨带来动力［3-4］。本文通过探究数字化切片在动物病理解剖学实验教学中的应用，以期有效提高实验课教学效果。

1 动物病理学实验教学现状分析

动物病理学实验教学主要是借助显微镜观察病理组织切片标本，掌握典型的病理组织变化的形态特征，进而加深对理论知识的理解。因此，实验教学的核心内容是观察病理组织切片。目前，本课程的教学手段主要是通过对具有典型病变特征的组织切片进行观察和绘图，从而掌握基本的病理变化及各系统器官病变特点。我院的动物病理解剖学实验教学一直使用传统玻璃组织切片，而玻璃组织切片本身固有的一些缺陷给教学带来了诸多困扰：①玻璃切片易碎裂，而且其制作过程费时费力，每张切片的质量难以保障，影响切片图像的恒定性，导致切片质量参差不齐，影响学生对典型病变的寻找和观察。②年代久远的切片，会出现褪色，而且很难再找到制作这些切片所用的大体标本或蜡块，所以一旦被损坏或丢失，不能进行补充，导致部分切片数量不足，只能多名学生轮流观看，远远不能满足日益增多的学生数量的需求。③玻璃切片不能被学生带出教室，课下无法反复观察切片，对切片图像记忆不深，导致学生在实验课切片考试中成绩不理想，影响教学质量。综上可见，一张张传统玻璃切片是动物病理解剖学实验教学的重要载体，它承载着整个实验教学的图像信息，但其局限性给教学带来的不便感到有些束手无策，因此亟须一种方法对其进行补充和完善，以有效提高动物病理解剖学的教学质量和教学效率。

与传统玻璃切片相比，数字化切片具有多种优势：①数字化切片图像清晰度高，色彩鲜明，可以永久保存玻璃切片的图像信息，彻底解决了玻璃切片不足、丢失、损耗等固有缺陷，为教学资源的质量提供根本保障。②数字化切片打破了时间和空间上的限制，学生可以在任何时间、任何地点使用电脑、平板、手机等电子设备登录校园网观察切片。③数字切片犹如卫星地图，给人以一种全景导航式的视觉体验，老师可以引导学生直观地寻找和讲解典型病变的形态特征，为教学提供了便捷性和趣味性，同时也有助于调动学生的学习积极性。④数字切片可以复制拷贝，学生可以在自己电脑上进行切片观察和学习，为课前预习、课后复习和考前准备提供了资料。数字化切片的这些优势已经被广泛应用到医学院校的病理学实验教学中，取得了令人满意的教学效果［5-6］，也为实现动物病理实验教学的数字化、信息化和网络化的目标开创了条件。

2 数字化切片在动物病理解剖学实验教学中的应用

借鉴国内外其他高校应用数字化病理切片教学的先进经验［2，5-9］，对动物病理解剖学实验教学模式进行了改革，具体内容包括玻璃切片的筛选和搜集，建立数字化切片库，数字化切片库在动物病理学解剖学实验教学中的实际应用及教学效果的跟踪评价等。

2.1 数字化病理切片库的建立

目前，我院购置了一台Leica 数字切片扫描仪，为制作数字化切片搭建了良好的平台。同时，我院具备Motic数码互动教学实验室，可容纳一个班级30 多名同学每人使用一台显微镜和一个电脑终端观察切片。2014 年我校动物医学院依托多媒体、数据库和网络通信等技术，以电脑终端和移动终端为平台、建成校内全天候、不受时空限制的共享动物医学虚拟仿真实验教学中心，这些条件为建立病理数字化切片提供了强有力的硬件设施。根据动物病理解剖学实验课的教学大纲，从已有的教学切片中精心挑选出病变典型、颜色鲜艳的玻璃切片，同时从教研室积累的病例中筛选出具有典型病变的病料尤其肿瘤切片如犬乳腺癌、犬肥大细胞瘤等制成教学切片，筛选出的50 余张玻璃切片内容涵盖基本病理学和各系统器官病变。

利用我院平台上的数字切片扫描仪［见图1（a）］，将筛选整理的玻璃切片转成数字化切片。具体方法是将对整张玻璃切片进行扫描、命名和保存，扫描生成的图像可通过软件Image Scope 在不同放大倍数（2 ×、4 ×、8 ×、10 ×、20 ×、40 ×）下进行浏览观察，并在1 ×～40 ×倍数范围内实现无级连续变倍阅片［见图1（b）］；同时利用Image Scope软件分别在低、中、高倍下对扫描图像中的典型病变区域截图，以tiff 格式输出生成图片，然后对每张图片中的典型病变标注和文字描述［见图1（c）］。最后，将数字化切片按照教学大纲章节分类、编号，打包上传至Motic 数码互动教学实验室，初步建成数字化病理切片库，应用于动物医学专业大三年级的本科生教学。在后续的教学和科研工作中，如果遇到典型病理切片，将其按照上述操作方法继续填充到数据库［9-14］。

图1 数字化病理切片的制作

2.2 基于数字化切片教学过程的实施

以往的动物病理解剖学实验课堂上，教师讲解完后学生观察切片并对典型区域绘图。但发现部分学生观察切片时仅仅是为了完成一幅典型病变区域的绘图，甚至不少同学整节课都锁定在一个视野上，对切片中的其他病变并不关心，也不会主动将光镜下变化与眼观变化联系起来，更不会深入思考病变背后的原因，这种情况导致学生对切片的理解只见树木，不见森林。另外，观察病理切片需要清楚正常的组织学结构特征，然而同学们很少预习有关组织胚胎学知识，课堂上分不清楚哪些是正常结构，哪些是病变，一定程度上影响他们观察病理切片的兴趣。为了激发学生观察、寻找病变的兴趣，最大限度地让学生更为主动地去观察切片中千姿百态的病理形态学变化，充分利用数字化切片优势，尝试建立一种以临床案例为导向观察病理切片的教学模式，即学生将切片观察和临床病例相结合，将以往课堂上观察的组织病理学变化与病因、大体剖检变化联系起来，基于以上考虑，对实验教学内容和教学环节进行了重新整合。

课前将预习内容包括数字化切片、病例资料、大体剖检图片及思考题发送给学生，让他们带着问题预习切片，标出典型病变并进行文字描述。例如，在学习观察出血时，由于该教学片是取自猪瘟淋巴结病料，其典型特征是淋巴结周边出血，切面似大理石花纹，具有一定的诊断意义，将猪瘟临床症状、大体剖检图片提供给学生，思考问题是淋巴结出血的病变区在哪里？为什么会出现在那里？同时驱使他们提前预习一下淋巴结正常组织学结构。

课堂学习过程中发现学生利用数字化切片自主学习时，对病例中出现的典型病变非常感兴趣，但是他们尚未涉及太多专业知识，对病变的辨识和理解有难度，一定程度上影响了学生高涨的学习热情。为了解决这一问题，尝试以课堂讨论的形式理解病理变化，课堂上不要求学生绘图，将更多时间用于分析讨论。学生以小组形式进行讨论，每组推荐代表讲解预习时观察到的病变及遇到的疑难问题，组员进行补充，教师评价学生表现，补充完善授课内容，提炼知识点，进行课堂总结。学生在讨论中充分发挥能动性，极大调动了同学们观察病理切片的兴趣。

2.3 教学效果评测

为了评价数字化切片对教学改革的效果，①通过随堂测验对课堂学习效果进行直接评价，重点考查学生对典型病变的辨识和文字描述能力。由于本课程共安排了15 次试验，随着观察病理变化种类的增多，很容易将几种病变相混淆，如充血和出血，肉芽肿和肉芽组织，为此将相关病理图片进行考核提问，发现大部分同学都能对答如流，而且很多能说出该图出自于哪一张教学切片。②通过期末测试结果与前几届进行对比分析，发现数字化切片教学班级与往届传统玻璃切片教学班级相比，考试及格率和90 分以上人数明显增多，60 分以下人数明显减少。实践表明，基于数字化切片进行的教学改革取得了良好的教学效果。

3 结语

积极推动我国动物病理学教学实现数字化和网络化，并最终与国际接轨，是动物病理学青年教师的责任与追求。基于数字化切片技术对动物病理解剖学实验教学的全新性改革充分调动教师和学生双方的积极性，激发了学生对病理学的学习兴趣，增强了学生的自主学习能力。另外，数字切片库的建立确保了人人都可以随时浏览观察图像，不受时间和地点的限制，真正实现了随时随地都可以打开切片观察到典型病理学变化，为本科生、研究生及科研人员的培训学习、远程交流提供了良好的学习平台，极大地促进了我院教学和科研的发展。

当然，数字化切片也有其不足之处，比如数字化切片的观察只需要一个安装有浏览软件的电子设备，完全摆脱了显微镜和玻璃切片，但是长期依赖电子设备观察切片容易导致学生对显微镜的使用操作生疏，对玻璃切片的制作方法失去兴趣；数字化切片已将典型病变区域标注清楚，学生只是被动的接受知识，体会不到自己在显微镜下寻找到病变的乐趣，容易出现对组织病理学变化的复杂性认识不足的情况［15-16］。

总而言之，数字化切片技术的出现，给动物病理解剖学的实验教学模式带来全新的变革，打破了传统玻璃切片制约实验教学向前发展的瓶颈，不仅节约教学资源，而且使病理切片观察和学习得以直观、方便地进行，增强了实验教学的高效性、互动性和趣味性，有力促进了动物病理解剖学实验教学的网络化。但针对它所存在的缺点，也应采取应对措施，扬长避短，充分发挥数字化切片的优势，合理利用教学资源，不断推动我国动物病理学教学事业向前发展。