醫(yī)學(xué)顯微形態(tài)實驗室建設(shè)與學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)改革實踐

1、 /9醫(yī)學(xué)顯微形態(tài)實驗室建設(shè)與學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)改革實踐醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)科包括人體解剖學(xué)、學(xué)與胚胎學(xué)、病理學(xué)、微生物學(xué)、寄生蟲學(xué)、醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)等，均是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的重要必修課程。我校自2003年以來組建醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實研室，以胚胎學(xué)和病理學(xué)為主體，開始投入數(shù)碼顯微互動實驗室建設(shè)和實施顯微形態(tài)實驗教學(xué)。目前實驗室已先后建成Motic標(biāo)準(zhǔn)版數(shù)碼顯微互動32+1制式9間共297臺套；Motic網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼顯微互動65+1制式3間共198臺套，一次性可容納500名學(xué)生顯微實踐操作學(xué)習(xí)，基本實現(xiàn)了顯微形態(tài)實驗教學(xué)現(xiàn)代化和網(wǎng)絡(luò)化，有效提高了顯微形態(tài)操作與組織閱片的觀察效率。為促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)創(chuàng)立了良好平臺，現(xiàn)將實踐體

2、會報道如下。醫(yī)學(xué)科學(xué)發(fā)展朔源與顯微形態(tài)技術(shù)革新人類醫(yī)學(xué)歷史可追朔到公元前古希臘(500B.C.)時期：當(dāng)時人類醫(yī)學(xué)科學(xué)剛處于啟蒙階段，首要代表有阿耳克美翁(Alcmaeon),“要想得到人體解剖學(xué)的知識，就必須系統(tǒng)地解剖動物的尸體，特別是進(jìn)行動物的活體解剖”，他留有生物學(xué)史上最早的解剖學(xué)方面的專著與記載；其次是希波克拉底(Hipperates460370B.C.希臘)，留有希柏克拉底文集在古代醫(yī)學(xué)、論解剖和論心臟中就有大量的醫(yī)學(xué)解剖知識，雖然這些推論不盡完全正確，但對人體器官形態(tài)的描述卻能顯示他確實進(jìn)行過系統(tǒng)性的解剖研究。作為當(dāng)時的醫(yī)學(xué)科學(xué)的啟蒙產(chǎn)生了重要的影響。顯微解剖學(xué)起步要晚一些，是在1

3、9世紀(jì)后葉才逐步興起，是伴隨顯微鏡的發(fā)明和在生命科學(xué)中應(yīng)用及相繼發(fā)展成熟的。自1838年由德國科學(xué)家J.Slehleiden(18041881)的研究導(dǎo)致了細(xì)胞學(xué)的衍生，對于人體解剖的深入研究拓展了視野，促進(jìn)了人體組織學(xué)(Histology)的誕生，因而C高爾基和桑地雅格拉蒙卡哈兩位神經(jīng)組織學(xué)家獲得1906年度諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。作為顯微技術(shù)在醫(yī)學(xué)科學(xué)中的應(yīng)用，經(jīng)歷200余年的不斷改進(jìn)和革新，已完成從光學(xué)到電子技術(shù)的歷程，其放大倍率可在幾十倍或數(shù)十萬倍，其分辨能力已由0.2mm提高到0.2nm(超微)不等。盡管如此，光學(xué)顯微鏡仍然是醫(yī)學(xué)教育的常規(guī)設(shè)備之一，近20年來，從簡易單筒到雙目觀察，無論就

4、機械性能還是光學(xué)水平都得到了顯著提高，特別是高科技數(shù)碼技術(shù)在顯微成像科技中的應(yīng)用，有效地促進(jìn)了醫(yī)學(xué)組織胚胎學(xué)、病理學(xué)、微生物學(xué)、寄生蟲學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)和醫(yī)學(xué)免疫學(xué)等科學(xué)的建立與發(fā)展，目前已拓展到分子基因科學(xué)領(lǐng)域，使得數(shù)碼顯微技術(shù)的可控性能、高清圖像和互動效果成為新時期醫(yī)學(xué)形態(tài)實踐教學(xué)改革的熱話題和必要手段。醫(yī)學(xué)顯微形態(tài)知識修養(yǎng)與后續(xù)臨床關(guān)系盡管當(dāng)今醫(yī)學(xué)科學(xué)已進(jìn)入蛋白分子與基因水平，但仍是細(xì)胞時代，無需置疑，顯微形態(tài)學(xué)知識修養(yǎng)與其技能的強化對醫(yī)學(xué)生是至關(guān)重要的。有關(guān)資料顯示，醫(yī)學(xué)生涉及的專業(yè)課程約有60余門類。需直接應(yīng)用顯微技能的啟蒙課程不少于68門，占基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程的50%，涉及顯微知識與

5、技能的后續(xù)醫(yī)學(xué)課程約有30多門，也占所有課程的50%。其實，無論基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)或其相關(guān)科學(xué)的廣大科技工作者，每天說得最多的詞，就是“器官、組織與細(xì)胞”，足以說明醫(yī)學(xué)生顯微知識的修養(yǎng)與技能強化具有重要意義。醫(yī)學(xué)生顯微形態(tài)學(xué)知識的修養(yǎng)主要包括細(xì)胞生物學(xué)組織學(xué)、病理學(xué)、微生物學(xué)、寄生蟲學(xué)和醫(yī)學(xué)免疫學(xué)等專業(yè)知識的學(xué)習(xí)；而顯微技能強化訓(xùn)練則在于熟悉顯微鏡的操作使用和各種切片的閱覽技術(shù)，可以肯定的說，如果掌握了顯微形態(tài)技術(shù)，無論將來從事臨床或是考研深造，均將具有較好的應(yīng)用發(fā)展?jié)撃?。顯微形態(tài)實驗教學(xué)模式探索與改革方向顯微形態(tài)學(xué)是醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)重要的課程之一，也是醫(yī)學(xué)科學(xué)古老傳統(tǒng)學(xué)科之一。長期以來，由于顯微形態(tài)

6、學(xué)教學(xué)是通過操作顯微鏡觀察獲得微細(xì)結(jié)構(gòu)的科學(xué)知識，抽象、枯燥而難以肯定。一般方法的確很難達(dá)到理想效果，因傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)是基于一種學(xué)生用顯微鏡進(jìn)行組織形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察的教學(xué)方式，由于顯微鏡的特殊性與個體性，給教師和學(xué)生之間的溝通帶來了許多不便。而顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的運用，解決了傳統(tǒng)實驗教學(xué)難以解決的問題，形成了以師生互動、圖像共享的高效率教學(xué)新模式，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展了形象思維，而且還顯著提高了教學(xué)質(zhì)量與效率。因此，顯微形態(tài)學(xué)教學(xué)方法與手段改革，勢在必行。顯微形態(tài)學(xué)教學(xué)改革的關(guān)鍵，就是尋求化抽象為直觀，化微觀為宏觀，并便于示范指導(dǎo)的教學(xué)方法和手段，以提高顯微形態(tài)學(xué)教學(xué)的效果。近年來

7、，隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，數(shù)碼顯微互動的研發(fā)成功與不斷更新，并很快應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域，而且解決了不少教學(xué)中的難題，如高清數(shù)碼寫真圖像、可視大屏幕示教，快捷網(wǎng)絡(luò)傳輸和師生互動交流性能等技術(shù)革新，為促進(jìn)顯微技術(shù)發(fā)展和輔助教學(xué)提供了較好平臺，已形成了醫(yī)學(xué)高等學(xué)校教學(xué)方法與手段改革的必然方向。顯微形態(tài)實驗教學(xué)平臺建設(shè)與開放管理數(shù)碼顯微互動實驗室是醫(yī)學(xué)高等學(xué)校基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)標(biāo)志性建設(shè)之一，由于投資大，建設(shè)選擇論證周期長，維護(hù)管理也存在一定難度。我們的體會是首先要選好合作廠家：數(shù)碼顯微互動實驗室現(xiàn)在看來，的確不是新生事物，但仍舊存在總體規(guī)劃布局、更新?lián)Q代和性價比之差別，使用維護(hù)也直面一些新的具體問題。于是建設(shè)操作實

8、施應(yīng)當(dāng)著重考慮以下幾個問題。建設(shè)策劃與總體布局?jǐn)?shù)碼顯微互動系統(tǒng)的建設(shè)，屬于現(xiàn)代教育技術(shù)高科技教學(xué)設(shè)備的引進(jìn)與應(yīng)用，也是醫(yī)學(xué)高等學(xué)校的一標(biāo)志性建設(shè)，加之需要一筆不少資金，不單是形態(tài)學(xué)實驗?zāi)芙鉀Q的。因此，需要周密策劃和認(rèn)真論證，根據(jù)學(xué)校規(guī)模和財務(wù)條件，確定主體建設(shè)計劃和配套設(shè)施安排，我們的體會是每間實驗室以30+1配置比較理想，占地面積約8090m2，女口800人土/屆規(guī)模的學(xué)?？山ㄔO(shè)56套，就可滿足實驗要求。實驗桌一般可兩人/座一張，最好用防火板材，確保安全，坐凳用轉(zhuǎn)升降式的，以方便調(diào)整。在實驗室改造基本建設(shè)時要考慮地面防塵，雙層窗簾和空調(diào)的計劃，以保證恒溫效果，電源改造要保證15K的銅芯進(jìn)線，

9、輸入220V和380V多相功能，以上設(shè)計使用時具有靈活、方便、節(jié)能和高效特點。品牌選擇與性價比較數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)的品牌比較多，其功能配置與價格也各有千秋，根據(jù)我們實用的情況，認(rèn)為Motic公司的產(chǎn)品比較穩(wěn)定，就是價格稍高一點。9套32+1標(biāo)準(zhǔn)版從2003年到現(xiàn)在已有10年時間，幾乎是整天長時間使用，依舊沒有大的問題，當(dāng)然也與實驗室管理和Motic公司及時維護(hù)有關(guān)系。2011年又增加2套65+1Motes網(wǎng)絡(luò)版，兩年來運轉(zhuǎn)仍然良好，總體分析Motic的數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)版配置和優(yōu)勢如下。4.2.1教師主控設(shè)備功能強大使用多媒體數(shù)碼教師用生物顯微鏡(BA310*)，光學(xué)系統(tǒng)：蔡司ZEISS光學(xué)技

10、術(shù)，CCIS無限遠(yuǎn)色差校正光學(xué)系統(tǒng)，多層鍍膜技術(shù)（綠膜），雙目視野寬闊，成像清晰，操作手感好。攝像系統(tǒng)采用進(jìn)口CMOS圖像傳感芯片，300萬像素以上硬件圖像分辨率，USB2.0接口輸出，24位真彩色原色輸出，自動曝光、自動/手動白平衡，保證顯示目鏡視場優(yōu)質(zhì)圖像，屏幕顯示90%以上顯微鏡目鏡視場的圖像，保證目鏡下和電腦屏幕的顯微鏡圖像同步清晰。遵循微軟視頻驅(qū)動標(biāo)準(zhǔn)，可用多種常規(guī)軟件采集圖像。主控電腦為戴爾主機，選用英特爾酷睿i32100，獨立顯卡，512M顯存。2GDDR3內(nèi)存，1000G硬盤DVD刻錄/集成網(wǎng)卡/鍵盤/USB光電鼠標(biāo)/WINXP中文版和21.5寸寬屏LED。配備專業(yè)圖像處理軟件

11、、師生互動軟件、考試模擬軟件，具有運行穩(wěn)定、圖文與視頻文件跟蹤傳輸快速和交互性能便捷等特點。學(xué)生接收互動操作方便選用多媒體數(shù)碼學(xué)生用生物顯微鏡，無限遠(yuǎn)雙重色差校正CCIS光學(xué)系統(tǒng)，多層鍍膜技術(shù)（綠膜）；選用聯(lián)想臺式品牌電腦，英特爾奔騰雙核處理器/G405,512M獨立顯卡/2GDDR3內(nèi)存/硬盤320G（7200）/無軟驅(qū)/集成網(wǎng)卡/19寸寬屏LCD；攝像系統(tǒng)：200萬像素高分辨率專業(yè)數(shù)碼攝像系統(tǒng)，USB2.0輸出、自動/手動白平衡，實施數(shù)字圖像輸出、可顯示90%目視視場的圖像，保證學(xué)生目鏡下和電腦屏幕的顯微鏡圖像同步清晰。配備獨立圖像處理軟件，大大方便學(xué)生圖像采集、處理、收藏和數(shù)據(jù)傳輸，能較

12、好地滿足學(xué)生可完成各項技能操作任務(wù)。4.3實驗開放與維護(hù)管理數(shù)碼顯微互動實驗室建成后，只是完成了第一步，緊跟的工作就是開展有序的開放利用、維護(hù)管理和實施創(chuàng)新性實驗。我們的做法是：首先是組織相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)，然后普及推廣應(yīng)用；第二是制定管理制度：確定責(zé)任人，明確工作職責(zé)；編制操作程序，督促指導(dǎo)帶教老師和學(xué)生按要求操作；每次實驗前需認(rèn)真檢查，實驗完成后認(rèn)真做好設(shè)備料理和使用登記，發(fā)現(xiàn)明顯設(shè)備故障，必須及時報告，由專業(yè)人員進(jìn)行維護(hù)處理。第三是數(shù)碼顯微互動實驗室主要接待常規(guī)實驗教學(xué)開放，周末假日可安排自修開放和預(yù)約大學(xué)生創(chuàng)新性實驗開放，以充分發(fā)揮其資源的效益顯微互動技術(shù)訓(xùn)練與學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)數(shù)碼顯

13、微互動系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)版）與傳統(tǒng)顯微技術(shù)比較，都是以操作顯微為主，強化醫(yī)學(xué)生的顯微操作技術(shù)和提高閱片能力。不同的是，傳統(tǒng)顯微技術(shù)僅為獨立操作觀察，不能師生互動，而數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)集圖文、聲形和視頻傳輸于一體，指導(dǎo)老師可直面所有學(xué)生開展示教，也能與個別學(xué)生互動交流，學(xué)生的操作觀察獲得的典型結(jié)構(gòu)圖像也能通過教師主控反饋給所有學(xué)生形成資源共享，有效地提高了顯微操作熟練程度和觀察效果。但值得注意的問題是：第一，帶教老師要以指導(dǎo)實踐為主，按照實驗要求有計劃地實施觀察程序，逐項分別不同倍率操作和觀察其顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)，最好不要把所有項目一次性示教，更不必將課堂理論重復(fù)演說。第二，學(xué)生要獨立以操作顯微鏡和尋找發(fā)現(xiàn)標(biāo)本

14、中的結(jié)構(gòu)為主要手段，以提高顯微技術(shù)與閱片分析能力為最終目的，故力求在鏡下完成實驗項目的操作觀察，電腦屏幕圖像只能供加強視覺效果和與老師交流使用，千萬別依賴屏幕圖像，因為顯微鏡下觀察的結(jié)構(gòu)是三維圖像，給人們的視覺和思維聯(lián)想效果是不一樣的。第三，無論熟練顯微鏡的操作技術(shù)，還是提高顯微形態(tài)閱片能力，最終目的都是為了夯實顯微形態(tài)基礎(chǔ)，提高后續(xù)課程的學(xué)習(xí)效果和強化臨床應(yīng)用能力而開辟新的捷徑，特別值得指出的是，顯微形態(tài)技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥科學(xué)研究領(lǐng)域，因此，加強顯微形態(tài)訓(xùn)練，對于拓展大學(xué)生科學(xué)思維和開發(fā)科技創(chuàng)新能力，以至于將來讀研深造均具有重要的實際意義?，F(xiàn)代教育技術(shù)合理改革應(yīng)用與思考自本世紀(jì)初以來，數(shù)碼顯微互動實驗室的建立，給醫(yī)學(xué)顯微形態(tài)實驗教學(xué)帶來了新的教學(xué)模式變革，目前基本已達(dá)到普及水平，眾多高校已完成更新?lián)Q代改造。在人們熱衷于大談其在實驗教學(xué)中的恩惠時，不防提示，該到了冷靜思考的時候了。筆者認(rèn)為，醫(yī)學(xué)教育毫無疑問需要融入現(xiàn)代教育技術(shù)，而現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用的價值不單是為了裝點門庭、加快速度或節(jié)省人力，更不是為了取代手工操作，現(xiàn)代教育技術(shù)最關(guān)鍵的作用是為了解決傳統(tǒng)教學(xué)方法和一