医学形态实验教学（精选9篇）
医学形态实验教学 篇1
医学形态学是医学教育基础的基础。更是直观性、实践性很强的学科。如何才能做好形态学实验教学, 提高实验技术水平。除了注重医学生的理论知识传授外, 重要的是要改革传统的实验教学模式、内容和方法。在保证知识系统的前提下, 减少简单验证性实验比重, 增加综合性、创新性实验的比重。运用创造性思维, 来激发学生的学习兴趣, 培养学生的动手及创新能力。本文结合我院实际就形态学实验教学模式、实验内容、考核方法及实验室建设等方面进行探讨。
1形态学实验教学中存在的问题
1.1重理论、轻实践、二者难以有机结合
以往的形态学实验教学是按照理论课要求进行设置, 机械地让学生按大纲要求来验证理论, 如人体解剖学只让学生被动观察标本、组织胚胎学观察正常的组织结构、病理学观察组织病理变化。各门课之间没有有机地结合起来, 实验教学显然割裂了教学的内在联系, 无法将理论知识灵活运用于实践。更没有运用直觉思维和分析思维来激发学生的创造力, 严重影响了学生对实验课的兴趣。
1.2重教轻练
实验课以教师讲解为主、学生观察为辅, 老师讲的多, 学生积极思考、动手设计操作少。
1.3专职实验教师缺乏
实验课由理论教师兼任, 没有专门从事实验方法、内容、手段研究的实验教师, 严重影响了实验教学的质量。
1.4实验室建设不足
实验室面积小、而且分散、硬件投入严重不足。
2改进措施和效果
2.1确立专职实验教师队伍, 做到教师一体化要改革医学形态学实验教学体系, 必须建立一支集形态学知识于一身的高水平从事实验教学的教师队伍。实验教师应该精通或者熟悉形态学各门学科的知识。并把它们有机的结合起来, 教授组织学与胚胎学、病理学、系统解剖学、局部解剖学的实验。对科研的要求放低;使他们把主要的精力放到教学方法的改革和内容的创新上。重点对实验教学进行总体设计, 统一规划。打破传统意义上的实验教学只隶属于某一学科理论的观念, 打破为验证理论而开设实验课的教学模式。把"教"为重点转到"学"为重点上[1]。培养学生科学的思维方式、分析问题和解决问题的能力。避免学习起来枯燥无味。使学生能把人体构造、组织结构、病理组织变化与临床表现有机地结合起来, 为以后医学课程的学习打下良好的基础。
2.2确立以器官、系统为中心, 问题、疾病为主线的教学模式
2.2.1编写统一的实验指导:在综合分析了组织学与胚胎学、人体解剖学、病理学等形态学科的基础上, 探索各门学科的内在联系, 采取精减、优化组合的方式。由组织与胚胎学、人体解剖学教授、高级实验师为主, 相关学科多位专家参与组成的实验教材编写小组, 组织编写了《组织-病理学实验教程》、《手术局部解剖学实验实习指导》。新教程在强化基础实验的同时, 提供丰富的文字、图片, 更好地体现了实验内容的综合性和创新性。逐步形成新的实验课程。
2.2.2以学生为主体、实验教学与科研、临床紧密联系通过学生独立设计和教师指导相结合, 将科学研究的思路和部分科研内容与实验教学紧密结合。让学生按论文的要求, 以器官、系统为中心, 问题、疾病为主线进行选题、立题、查阅文献、开题论证, 教师进行评定、完成实验来设计实验课[2]。如上局部解剖学腹部层次解剖时, 以急性兰尾炎为例, 要求学生设计。内容包括正常的形态结构、组织结构、病理变化、临床表现、治疗途径等。使学生通过实验设计、查阅资料, 了解和掌握实验设计的基本过程和原理, 然后按手术操作要求仔细解剖学习, 课堂上可选1~2名学生以病案和思考题进行讲解, 学生提问、展开讨论、相互补充、得出结论、写出实验报告, 老师批改[3]。病案教学法的运用活跃了课堂气氛, 调动了学生的积极性, 有利于提高学生主动学习、动手能力的培养。更可以促进学生之间、师生之间的沟通与交流。
3开放实验室
每天下午、晚上、周末不定期的开放实验室。实验室有人体解剖标本、寄生虫标本、组织胚胎、病理标本及切片、电子图谱及试题等。学生可以根据自己的情况观察标本、切片等来复习所学的知识, 弥补在实验课上的不足。我们还让学生参加实验准备、实验操作如制作小标本、切片等的全过程, 来培养学生理论联系实际, 综合运用知识解决问题和创新性思维素质的能力。通过问卷调查显示, 实验室的开放, 提高了学生的综合素质。得到同学们的普遍欢迎。
4改革考试比重
考试是学生学习的指挥棒, 任何改革没有考试学生都不会重视。降低理论考试比重, 增加实验考试比重。实验考试采取口试、观察和动手操作相结合的方式。除了认出人体器官的结构外, 还要说明各器官之间的区别、相互联系、基本功能及病理变化等。平时测验和期末考核相结合。
5教学方式一体化
要使医学形态学教学上一个新台阶。除了加强软件建设外, 还要加大力度按照优化重组的原则, 投入大量经费建设形态学实验室使教学方式做到统一, 实现资源共享。我院近年来投入400多万元建设了形态学实验室。购置了国内一流的数码显微系统、多通道图像实时传输和分析系统、师生语音问答交流系统和计算机软件分析系统[4]。局解室按照手术操作的要求配置多功能的操作台、无影灯、多媒体教学等。大大满足了形态学教学的要求。
通过以上改革。我院的医学形态学实验教学形成了老师愿教、学生勤奋学习的良好风气, 激发了教师的责任心和求知欲, 教师不断充实自己的知识, 提高综合素质。学生逻辑思维、综合分析、归纳总结、语言表达、动手创新能力大有提高。学习成绩明显高于其他学科, 实验教学质量上了一个新台阶。总之, 医学形态学教学改革是一个系统的工程。首先, 学院领导、各级管理部门、教师要转变教育思想、更新教育观念, 扎实工作、不断创新。必须有一支高素质、高水平的实验教师队伍;必须按社会新的要求不断地改进教学模式、更新充实教学内容、创新教学方法, 并在实施的过程中采取分步实施的原则, 有计划、有步骤、有程序地实施改革, 才能收到良好的效果。
参考文献
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[2]马济宏, 倪衡健, 韩新华, 等。医学形态实验教学的改革与创新[J].医学动物防制, 2008.24. (11) :858.
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[4]冯天元.医学形态学实验教学改革初探[J].山西医科大学学报基础医学教育, 2005.7 (4) :408.
医学形态实验教学 篇2
目前农业院校动物医学专业的形态学课程实验都分属于各自独立的课程，基本上都单独开课．课程之间的联系较少，不可避免地存在部分实验教学内容重复．演示性、验证性实验多．知识关联度差等弊病。而且．由于各门课程的实验室独立，造成实验室仪器设备资源不能做到共享。所以．非常有必要探讨形态学课程综合性实验模式。对实验内容优化整合．充分合理利用实验室资源．提高学生的实践动手能力和综合素质。
在该项改革实施的过程中，发现以下一些问题。
教学经赞不足。任何实验教学都需要有一定的经费支出，主要是实验动物的购买．由于目前高校扩大招生．动物医学专业又属于热门专业．所以每年该专业的学生都在100人以上．奉次敷学改革的实施只是在部分学生中试行．学生人散只占总数的20％，如果推广到全体学生．并在每一年级学生中都襄行．势必需要大量连续的经费支棒。2)动物医学专业一、二年级的基础课任务繁重，学生的课外业余时问有限．如果把形态学综合性交验项目纳人规定教学时间内．势必要对以往的各课程的实验教学时间安排进行调整．正所谓牵一发而动全身．这种调整需要配台学校的总体教学秩序安排．也是该项高等教育教学改革宴施的一大难题。此文由才子城论文设计网搜集
对教师自身的知识结构和综合素质是重大的挑战。对学生综合性实验的指导．也要求教师具备综合性知识结构．目前本教研室的教师专业背景不同．要求教师要不断地提高和更新自己的知识储备。由于目前高校教师的任务不只是本科生教学工作．尤其对于中年教师来说．还需要承担繁重的科研任务和研究生的指导工作．人的精力是有限的．对于本科生综合性实验的指导工作经常使人感觉力不从心。
医学形态实验教学 篇3
关键词：多媒体教学;医学形态学实验;应用;问题
医学形态学是医学教育的基础学科之一，在基础医学教育领域举足轻重，涉及的科目广泛，包括病理解剖学、病原生物、组织学、胚胎学等。与其他学科相比，医学形态学实验教学具有相对的独立性和发展性。它包括实验内容和实验方式两部分内容，其中实验教学方式从传统的实物观察发展到多媒体互动模式，在此过程中，现代信息技术对它的影响极为深远。近年来，多媒体教学在医学形态学实验中的广泛应用，给教学工作的顺利开展提供了有力的技术支持。
一、现代多媒体教学在医学形态学实验中的应用
1.实现了教育资源的共享。第一，学院建立医学形态学网络教学实验室，通过网络连接，给每位学生配备电脑和双目显微镜，方便学生实时进行跟踪实验，并通过资源共享调用各方面内容进行学习。第二，通过现代网络技术和多媒体教学手段，建立合理的医学形态学实验教学体制。将解剖学、组织与胚胎学和病理学与临床相结合，共同形成形态学教学的网络。第三，医学形态学的每一种课程都是具有独立性的，因此需要通过信息技术与其他学科的网络教学资源建立良好的联系，提供与教学内容相关联的实验资源资料。
2.实现有效沟通，提高了教学效果。多媒体教学使实验课堂的表现形式更加丰富生动的同时，也给教师的备课和教授提供了方便，使教学更加有效。课前，教师可通过网络发布备课方案，然后将学生的反馈意见整合，提高授课的有效性和针对性。课中，教师通过多媒体方式从形声文等方面，向学生呈现相关学习内容，激发学生的学习兴趣，提高教学质量。课后，学生也可以通过教师做好的PPT教案进行巩固学习。
3.建立了网络管理系统，实现实验室实时管理。多媒体的应用，为教学提供了完善的教学管理系统，包括学生注册、信息发布、网上考试、学生成绩管理以及对理论教案、实验教学资源的实时动态管理，而且实验室还可以通过多媒体网络系统，提供计划课时与自主选课相结合的方式安排课程，实现实验室的全天候实时开发，使实验室资源得到充分利用，提高学生学习的积极性和主动性。
二、实验室多媒体教学中存在的问题
1.教学资金不足，设备技术陈旧。多媒体教学系统作为一门新的技术体系，对软硬件的配置很高，而且需要高技术的支持，因此对很多院校来讲，在财力与人力上很难满足多媒体教学的全方位应用，特别是医学形态的实验教学，它所涉及的学科内容较庞杂，实验精准性要求很高，因此在资源配置上耗费的资金较大，使得多媒体教学只停留在表面，无法最大限度地发挥其促进作用。
2.实验教师无法驾驭多媒体教学系统。多媒体网络教学系统的运用具有很强的高科技性，对人员的素质要求极高，而大多数院校的实验教学人员在知识储备和技术水平上无法达到要求，不能充分地利用、操作和维护该系统资源，造成了多媒体资源的严重浪费。
3.多媒体大容量教学内容，学生难以“消化”。实验室多媒体教学的内容多，速度快，它与学生有限的接受能力发生矛盾，学生在短时间内无法消化所学的内容，不能对学生的学习起到助推的作用，反而影响了学生的学习效率，不利于学生对知识的“消化”和理解。
4.实验室多媒体资源管理滞后。目前，实验室多媒体的管理体制是相对落后的，很多院校不注重多媒体资源的更新与维护，更没有专门对实验资源结果进行整合管理，致使学生无法有效利用实验资源，造成资源的浪费和数据的混乱。
三、实验室多媒体教学的改进措施
1.规范操作，提高实验效果。实验的操作规范是实验教学的重要内容，只有掌握实验操作规范，才能保证实验安全进行和实验结果的精准。充分运用现代信息技术，使各种技术手段有机地结合起来，能实现模拟实验与实验操作的统一。这样的教学模式既是实验教学开展的有力保证，又解决了实验科目多样与教学场地有限的矛盾。
2.充分利用现代信息技术，实现开放性教学。现代信息技术在实验教学中的应用，不仅改变了传统的教学手段，更重要的是将数字化、智能化和网络化的教学方式方法融进了医学形态实验教学的过程中，实现了新时代实验教学的新目标，推进了教学的有效发展。另外，通过实验网络教学平台，实现开放性管理。开放式教学是以学生为主体开展教学活动，通过开放的教学环境，实现学生实践能力和创新能力的提高。
总之，加快推进教育体制改革，充分利用多媒体技术丰富教学内容、提高教学质量是教学发展的时代要求。只有建立健全多媒体实验教学体制，才能有效地提高教学效果，实现教与学的共同发展。
参考文献：
[1]韩志芬，庄剑青，郭春荣，蔡西晨，曹国华.数码互动教室在医学基础实验教学中的应用[J].实验室研究与探索，2009（11）.
[2]方政，冯愿，徐邦生，陈莉，丁卫泽.医学形态学信息化实验教学实践与思考[J].西北医学教育，2012（2）.
医学形态实验教学 篇4
1医学形态学实验教学目前存在的问题
1.1 没有独立的形态学实验课程体系, 不利于学生综合能力的培养
广义的医学形态学包括病理学、组织胚胎学、解剖学、生理学、遗传学、生物学、寄生虫等学科。病理学的学习是以解剖学、组织胚胎学为基础, 它是基础医学与临床医学的桥梁学科。三者之间有着密切的内在联系。传统的形态学实验教学一直依附组织胚胎学与病理学、解剖学这三门课程, 从未形成独立的实验课程体系。此外, 相对于理论课教学, 实验课仍然没有得到应有的重视。旧的传统观念过于强调理论对实践的指导作用, 实验教学成了课堂理论教学的补充手段, 实验教学和实验人员始终处于陪衬辅助的地位, 严重地影响了实验教学的发展。再者, 目前开设的实验内容以传统的形态学实验为主。主要是示教和验证性实验, 其作用只是证实某一观点或再现某一现象;综合性、创新性实验几乎没有, 不利于学生综合实验技能和创新思维的培养;还有, 实验教学缺乏系统性, 如解剖学实验揭示人体的正常结构与功能, 组织胚胎学是实验观察正常组织的结构, 而病理学实验观察组织病理结构, 正常与异常的内在联系在理论和实践上均被割裂;在时间上也被分割 (课程衔接不合理) , 不利于学生理论联系实际、基础结合临床。笔者对解剖学、组织胚胎学和病理学的实验部分做整合组建为医学形态实验学, 尝试形态学实验教学的新模式, 旨在让学生掌握人体各器官的正常结构——病理变化——临床表现, 达到从基础经桥梁再过渡到临床的目的
1.2 实验教师缺乏跨学科教学和自我发展能力
随着对实验教学重要性认识的提高以及实验内容的改革, 对实验室、实验仪器、实验目的、实验形式和实验教师的要求越来越高, 教师必须认真探索并加以改革, 逐步使形态学实验教学向着综合实验教学、研究性实验教学、网络化教学的方向发展。然而, 由于国内高校长期以来存在的重理论轻实验思想的影响, 实验室教学人员普遍存在学历、职称较低, 队伍年轻, 专业局限等现象, 很难开展跨专业、综合性强的实验项目;此外, 实验教学老师多年来存在的岗位职称晋升困难、待遇偏低的现实, 也在很大程度上影响了实验室人员发展、提高的积极性, 因此, 实验室师资队伍历年来一直是限制实验教学改革顺利实施的最重要因素之一。
1.3 教学方法单一, 学生对实验课缺乏学习热情
传统的形态学实验教学方法, 即“实验指导书”加“老师讲解”加“学生看标本、切片”。这种毫无创新性可言的实验方式, 学生的主动性得不到充分的挖掘和发挥, 显然不利于学生综合实践能力和创新精神的培养。此外, 目前实验教学内容多为验证理论的, 对于学生进行综合实验能力的培养等内容较少, 学生自然缺乏热情, 无法做到理论联系实际也在所难免。
1.4 现行实验室缺乏有效的统筹和系统化管理
目前, 国内许多医学院校实验室管理仍依附于原来的教研室, 形态学相关实验室相对分散、封闭、“各自为政”, 客观上限制了其服务教学的职能, 同时也造成实验设备、场所、实验人员的资源浪费。虽然有些医学院校将形态学各实验室整合为一个大的综合性实验教学场所, 这在一定程度上提高了实验室的运行效率, 但由于实验教学人员仍属各自教研室编制, 仍无法从根本上改变交叉管理, 造成学科间协调性差等弊病。
1.5 医学形态学实验室硬件设施简陋
目前许多高等院校形态学实验室仍划归于各自的教研室, 没有真正意义上组建融合性的形态学实验室。教学设备简陋、仪器不匹配。教学工具仅限于大体标本、尸体、挂图、切片等。长期以来得不到补充、更新, 无法满足高素质教育的需要, 更无法实施对学生综合素质的培养。其中原因一方面由于领导的不重视, 另一方面由于资金困难。
2构建学科融合的医学形态实验学
2.1 医学形态学实验教学改革思路
笔者认为须重新诠释现代意义上的实验教学, 打破传统意义上实验教学只隶属于某一学科理论的观念。设计了形成“分离整合、协调一致”的改革思路。“分离整合”是将解剖学、组织胚胎学和病理学的理论及实验内容按“系统为框架, 器官为中心”进行有机整合, 形成“医学形态实验学”这门课程。整合原则遵循知识的系统性、连贯性与科学性、可操作性等要求。“协调一致”是指保持“医学形态学”各学科的整体性、系统性, 但又相互紧密联系的特点。“医学形态实验学”的主要内容应包括形态学基本理论框架、部分重要器官的正常结构、各系统、重要脏器在肉眼及镜下的正常、异常 (病理) 形态学特点以及常规病理学技术、整合的综合性实验及部分创新性实验等内容。“医学形态实验学”各科目既各自独立又紧密联系。新开设的“医学形态实验学”要在训练目标上与国家21 世纪素质教育目标要保持一致, 要与学校实验教学改革整体工作保持一致。
2.2 医学形态学实验教学改革内容及目标
将临床医学专业形态学实验教学划分成三个不同的层次:基础实验、综合实验和科技创新实验。基础实验以解剖学、组织胚胎学、病理学为主体, 涉及部分人体解剖学、病原生物学、微生物学等课程的重要相关内容。主要内容包括显微镜使用、HE染色方法、组织化学技术、四大基本组织、重要器官、组织、病理学总论各章等, 主要注重基本理论知识和基本实验技能的训练、培养。基础实验使学生掌握基本理论知识及基本实验方法。实验内容尽量覆盖课程中的重要知识点, 突出观察能力和形态学常用实验方法的训练。综合实验按照“正常、异常”并附带部分相关“致病因素”内容的设计思路, 要求学生从整体上把握疾病发生、发展的本质。通过综合实验培养学生分析问题、解决问题的能力。综合性实验内容主要包括各系统正常形态结构和常见病理改变, 一些动物疾病模型的建立和形态学观察等。科技创新实验为有创新意义的科研小课题。科技创新实验阶段, 要求学生自己选题、论证方案、设计实验、选择所需实验材料, 独立完成实验全过程。通过实验内容应达到如下目标: (1) 掌握系统的解剖学、组织胚胎学和病理学知识; (2) 掌握形态实验学的基本技能, 如显微镜的使用、制备组织切片、常规染色方法等; (3) 了解形态学实验技术的前沿知识, 如细胞和组织化学、原位杂交等; (4) 镜下鉴别正常和异常的细胞与组织的能力; (5) 初步具备实验数据收集、处理及实验论文撰写的技能。
2.3 实施医学形态学实验教学的措施
2.3.1 教学机构的调整。
“医学形态实验学”这门课程建立后, 首先应完成理论教学和实验教学人员的彻底分离, “医学形态实验学”的教学则由形态学实验教师完成。形态学实验室化归于基础医学院及其下属的“基础医学实验教学中心”统一管理。
2.3.2 医学形态实验教学的组织措施。
“医学形态实验学”的教学在理论教学的同一学期或学年进行, 教学内容衔接所致的排课问题由教务处协调处理。
2.3.3 编写医学形态实验学教材。
编写符合新的实验教学体系要求的教材是改革顺利实施的重要保证。由于医学形态实验学由相互独立的组织学、病理学、解剖学3门课程整合而成, 为了适应当前实验教学改革的要求, 提高学生全面地、动态地、连续地分析和解决问题的能力, 编写独立的教材《医学形态实验学》, 重新确定符合实验教学要求的教学大纲、考核大纲, 着重培养和考查学生综合分析、实践能力。
2.3.4 改进硬件设施。
硬件设施的配套是实施实验教学的保证。组建的形态学实验室应具备如人体大体形态学展室、尸体解剖室、标本陈列室、形态学显微互动教室、镜下切片陈列室、解剖互动实验室、多媒体示教室 (其数量以在校学生多少而设定) 。实物投影、幻灯机、投影机、数码照相机等教学辅助设备。此外一些视频资料、形态学实验教学的相关网站 (中国病理技术网、中国远程病理中心、中国病理学网等) 也是必需的。有的院校还配有显微数码互动教学系统、数字切片[1]。有的还建立了医学影像数字仿真实验室[2]。
2.4 建立新的实验考核制度
实验考核是检验学生实践能力的一项重要手段, 是评测实验效果的重要举措。但现行的考核方法主要通过标本、切片测试和实验报告测评, 实验成绩占总成绩的比例不高, 极易造成部分学生对实验课程不重视、学习兴趣下降。新的实验课程体系建立之后, 形态实验学将独立行课, 新的实验考核制度的核心思想是通过笔试、口试等形式考核基本实验理论、实验技术的掌握情况、形态结构描述能力和综合病例分析能力等, 另外, 参加创新实验项目的学生可获实验成绩加分或相应学分, 从而鼓励更多学生积极参加形态实验室组织的开放实验教学, 提高自身探索精神和创新能力。
2.5 改变实验教学方法
通过构建新的形态学实验教学体系, 实行形态学实验教学的学分制, 并逐渐引入开放实验教学模式, 努力实现实验教学中“以生为本”角色转换, 调动学生的积极性、主动性和创造性, 不断探索培养创新人才的教学手段和方法。在实验教学中综合运用现行的数码互动系统和网上虚拟实验室 (可实现无显微镜阅片) 、形态实验学图库、视频资源, 实现临床常见疾病的病例讨论会现场模拟, 此外, PBL教学法、提问法、师生角色互换法、医学模拟教学法[3]等。尽量减少传统的灌输式、填鸭式教学。
2.6 建立新的实验教学管理运行机制
独立的形态学实验教学实体形成后, 形态学实验教学人员与原教研室的脱离, 可集中整合实验教学的师资队伍和教学资源, 提高人、财、物、场地利用率, 发挥学科群体优势, 降低教学成本, 提高教学效率, 形成实验教学和实验资源管理的良性循环, 从而解决学时紧而实践效率低的矛盾。引入开放实验教学项目后, 将对实验室的教学管理提出更高的要求。加强和完善实验教学档案和仪器设备管理, 建立开放实验室管理系统, 利用相应的管理软件对开放实验项目和仪器设备、试剂等进行系统、规范化管理, 是实验教学改革成功实施的重要保障。
2.7 加强实验室师资队伍的建设
形态学实验室师资队伍是医学形态学实验体系改革顺利施行的关键。课程整合后的《医学形态实验学》由于任课教师需要掌握2门课程的实验教学内容及教学方法, 这无疑对实验室教师提出了更高的要求, 通过培训或外出进修, 逐渐实现实验人员年龄、职称、学历等合理化等措施后, 相信问题必将得以解决。此外, 实验室主任通过竞聘上岗, 明确实验室实验技术、教学人员的岗位职能, 定编定岗, 从而实现实验室教学队伍的科学、协调发展。
2.8 完善实验教学质量监控体系
加强实验教学过程质量监控, 建立有效的实验教学质量监控与评价体系, 是实验教学改革健康、稳步发展的前提。结合近年来在本科教学评估体系标准下总结的办学经验, 逐步完善和形成对课程体系与实验教学内容的评价制度、实验教学的评估制度、领导和教师听课制度、同行评议制度、学生定期反馈制度以及实验教学督导制度等。组织教学督导小组, 旁听教师授课, 召开学生座谈会, 加强对人才培养过程的管理。不断完善由院系、教师、学生形成的三级质量保障机制, 逐步建立保证实验教学质量不断提高的长效机制。
医学实验教学是医学教育的重要环节, 改革的成功与否, 对于整个医学教育改革具有十分重要的意义。形态学实验教学改革由于牵涉面较广, 因此在具体实施过程中必须得到多方面的大力支持和合作, 其中学校领导重视是前提, 科学、规范的实验监控体系和管理制度是保障。相信通过不断摸索、认真分析, 及时总结经验教训, 实验教学改革过程中出现的各种各样的困难和阻力, 必将得到解决和克服。
参考文献
[1]危晓莉, 姚根有, 周韧, 等.病理学实验教学体系的创新 (J) .基础医学与临床, 2010, 30 (8) :889-891.
[2]席芳.医学影像数字仿真实验室的开发与利用 (J) .卫生职业教育, 2010, 28 (8) :130-131.
浅议医学形态学实验课的改革策略 篇5
1 现状分析
1.1 形态学实验教学现状
1.1.1 教学方法单一乏味
现在的实验教学大都是以教师为中心的纯分析式教学, 教师把所教授内容全部“满堂灌”, 这样做一是浪费了大量的课堂时间, 二是没有调动学生的积极性, 课堂教学结束了而学生只掌握了少部分内容, 不能实现对具体实际能力的培养。教育重要的是培养学生自主学习的能力, 终身学习已经成为新时代的新要求, 学生在学校学到的知识根本无法满足日新月异的时代变化的要求。
1.1.2 优秀实验教材难寻
到目前为止, 还没有一套完整的、高水平的实验教材在全国推广使用, 在科技高速发展的今天, 我们应该把统编教材和网络资料有效地结合起来, 网络可以把全球的热点问题、自然科学和社会科学各领域的最新成就呈现于读者面前。这种材料提供了学生渴望所需的信息, 激发了学生的学习兴趣, 调动了他们的学习积极性。
1.1.3 对实验技术人员的定位不准确
由于受传统教学的影响, 一些高职院校仍然将实验技术人员当作教学辅助人员来看待, 而实验技术人员大多数认为自己从事的工作较教师和党政机关人员低一等;由于偏见和政策上的不配套, 出现实验技术人员使用多、培养和关心少、进修提高的机会少, 评优、晋级等都处于劣势地位。这极大地挫伤了实验技术人员的工作积极性, 不但影响实验技术人员业务水平的提高, 而且也阻碍了高学历、高职称技术人员的流入, 从而影响了整个实验教学水平的提高。
1.2 医学院校学生现状
目前, 随着学校的发展以及落实教育部“以评促建, 重在建设”的评估要求, 医学院校不断加大实验室投入力度, 使实验室设备日趋完备, 而且各种先进仪器、精密仪器也越来越多;另外, 学生的实验、实训课与理论课课时的比例逐渐加大, 基本达到1:1。但是随着学生实验操作、实训机会的增多, 课堂上发生实验器材损坏的现象也不断发生, 这些情况有时会严重影响实验教学的正常进行。这些现象的出现与学生所处的社会、校园及家庭环境有着一定的关系, 具体表现在以下几个方面。
1.2.1 偏重理论学习, 忽视实验学习
首先, 实验室从属于教研室, 实验课从属于理论课, 使实验课程的开设缺乏相应的独立性。因为受重理论轻实践传统教学思想的影响, 或者基础课程的教学课时数不断被压缩, 迫不得已挤占实验课课时数, 同时不能创造条件开设新实验, 不利于提高学生的动手能力, 培养创新型人才。其次, 实验课从属于理论课, 在成绩考核时, 不能体现出实验课的重要性。对学生在实验学习方面均未制订任何具体的考核指标, 在没有完全从应试教育转向素质教育的今天, 教师和学生在实验方面缺乏压力和动力。在学生总成绩的评定中, 大多数课程的成绩是对实验成绩与理论成绩进行的综合评定, 实验成绩所占分量较轻, 也造成学生对实验课的不重视, 因而无法保证实验课教学质量。
在学生看来, 只有上好理论课, 才能考出高分数, 他们认为学习只是完成目标并得到社会承认的一种手段, 一旦目标达到学习便失去了意义, 加上他们对实验学习的重要性认识不清, 导致对实验学习的兴趣和积极性不足;另外, 根据教学大纲规定, 基础课程的课时逐渐减少, 大多数医学院校的教学中, 实验课教学的比重非常有限, 根本没有达到规定的要求。要改变这一现状, 首先要对其加以重视, 调整和增加教学课时数;其次要改变观念, 加强各方面的教育, 让医学院校学生深刻体会到实验学习的重要性, 提高他们实验学习的兴趣和积极性。
1.2.2 缺乏健全的心态
现在的学生大部分是独生子女, 一部分学生凡事都表现出个人主义、自由主义, 而集体观念、纪律观念淡漠, 不能遵守实验室的规章制度, 如进实验室不穿工作服, 穿拖鞋上课, 在实验室打闹、吃零食等;还有一部分学生见利忘义、损人利己等, 这样的学生还没有树立正确的世界观、人生观、价值观;更有甚者, 用破坏实验用品的方式发泄对学校管理或对某些教师的不满。由此可见, 一部分学生的心态还不健全, 这为实验室管理带来了一定的难度。
1.2.3 社会道德观念淡薄
上实验课前, 教师会三令五申地宣讲实验室规章制度, 如要节约用电, 爱护公物, 珍惜教学科研设备, 损坏公物要赔偿, 但个别学生对此仍置若罔闻。如在形态学实验课上, 有学生拿走显微镜的反光镜当镜子用, 更有甚者拿微生物培养皿当烟灰缸用, 更为荒唐的是有的学生竟拿走接种过的细菌培养皿, 他们还意识不到问题的严重性, 最后找到这些学生问其缘由, 他们的理由只是拿回去玩耍, 等下次上实验课时再送还。他们根本没想到他们的这些行为, 耽误了其他学生上实验课, 浪费了教师许多时间来追查此事。他们更想不到的是, 因为他们的无知, 可能会造成传染病的流行和蔓延。
2 改革策略
2.1 加强实验物品管理与精神文化建设相结合
首先提高任课教师和实验课教师的思想素质和业务素质, 做到言传身教, 使学生在心目中敬佩教师。每次要郑重宣讲实验纪律, 演示仪器、设备的使用方法, 及时做好仪器的清查工作, 发现有损坏的仪器要及时报修。其次为学生开展丰富多彩的第二课堂活动, 如:书法比赛、篮球比赛、演讲比赛等, 树立学生的集体荣誉感, 培养学生爱护学校的一草一木。组织学生参观实验室, 通过教师的讲解使学生认识到好的典型标本都来之不易, 一旦破坏可能就购买不到了。通过典型标本的学习, 可能会使学生牢记终身。
2.2 加强规章制度建设, 培养学生良好的实验习惯
要求学生上实验课应穿工作衣, 不准穿拖鞋、吃零食, 不准乱扔纸屑等, 凡事不能从个人意愿出发, 应遵守实验室的规章制度。实验室的仪器设备不能随便拆卸, 更不能随便拿走, 实验结束仪器归还, 组织值日生打扫卫生, 最后关好门窗、水、电, 离开实验室。
2.3 完善实验考核, 提高学生的综合素质
我们对实验考核方式进行了改革, 实验考核分4部分:包括平时成绩、实验设计、实验技能、实验知识考试[2], 具体措施是: (1) 平时成绩占10%, 考核内容:预习情况、实验态度、实验报告完成情况。考核目的:了解学生的实验报告完成情况、课堂表现、劳动观念。 (2) 实验设计占30%, 考核内容:设计方案。考核目的:了解学生的科研思维、创新能力。 (3) 实验技能占40%, 考核内容:基本操作能力、仪器使用。考核目的:了解学生的动手能力及观察、理解能力。 (4) 实验知识考试占20%, 考核内容:实验知识。考核目的:了解学生掌握与实验有关知识的情况。
2.4 以人为本, 加强实验教学队伍的建设, 正确定位实验技术人员
(1) 实验技术人员不仅仅是一个操作者, 而且应是一个管理者、教育者、研究者。他们不仅承担实验教学任务, 还肩负着教育教导学生、培养学生动手能力的重任, 这就要求实验技术人员主动提高自己的综合素质和解决实际技术问题的能力, 这对于学院教学、管理和科研起着非常重要的作用。
(2) 完善实验技术人员的职称评定和考核, 提高管理效益。按照公平、公开、公正的原则, 明确不同岗位的任职条件和岗位职责, 分类考核, 评聘分开, 按需设岗, 竞争上岗, 择优录取, 使实验教学队伍保持良好的状态。
2.5 革新实验内容, 注重实用性
突出临床常见病的大体标本和动物实验教学, 适当减少切片的观察;增加综合性、设计性实验的比重。实验内容的安排要体现时间短、见效快、内容精, 要让学生在有限的时间内掌握本学科的基本概念和脉络的操作[3], 学到尽可能多的实用知识。逐步形成基本操作技能、专业技术应用能力与综合分析判断能力培养有机结合的实践教学内容。在理论教学过程中, 穿插一部分实验内容来提高学生上实验课的兴趣。
运用考试制度的导向作用, 能有效促使学生重视实验教学, 促使学生动手动脑, 并能获取学生理论与实践学习相结合的反馈信息, 便于教师因势利导地进行教学, 提高实验质量。
2.6 加强教材改革, 促进课程建设
为了适应21世纪培养具有创新精神和实践能力的新型医生的要求, 改革实验课教材, 由过去的验证理论实验为主转变为掌握知识、培养能力、提高素质融为一体的实验教学模式, 编辑了《病理解剖学实验教程》, 在本校推广使用, 全书26万字。其既保留了病理解剖学的经典实验, 又增加了实验设计和探索性实验, 兼顾了科学研究方法论。通过实验教学, 培养了学生分析问题、解决问题的能力, 加深了其对病理解剖学知识的融会贯通, 培养了学生的临床思维和对科学研究的兴趣, 提高了学生的综合素质。2006年我校病理解剖学课程被评为省级精品课程。
总之, 医学形态学实验教学、管理改革势在必行, 它的不断改进需要学校、教师、学生的共同努力。应该制订切实可行的形态学实验室中、长期建设规划, 加大经费投入力度, 不断围绕实验内容完善实验设施。同时, 要完善各项规章制度, 加强实验技术人员的梯队建设, 不断完善实验考评, 提高学生的综合素质。通过大家的不断努力, 逐步摸索出比较成熟的形态学实验课教学和管理新模式。
摘要：通过深入分析医学形态学实验课的现状及存在的问题, 从实验室管理、实验室人员、教学内容、教材及学生考核等方面探讨对策。
关键词：医学形态学,实验教学,教学改革
参考文献
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医学形态实验教学 篇6
医学形态学主要包括人体解剖学、组织胚胎学、病理学等, 这些课程之间有着密切而广泛的联系。但是, 目前大都以各学科为单位单独进行教学, 且往往间隔几个学期, 导致各门课程知识不能很好地贯穿衔接。加之医学学科知识遗忘率很高, 学生在学习异常形态学时, 对所学的正常形态学知识已基本遗忘, 自然也就很难理解机体疾病状态下组织形态的异常改变, 更不会联想到病变器官功能的改变。
2 改革方法
2.1 课程整合
课程整合是当今教学改革的一项主要任务[1,2,3]。目前, 国内外医学形态学各门课程的教材基本上是以学科为单位单独编写的, 造成各学科知识脱节。同时, 随着医学的发展, 各学科知识不断增加, 给学生学习带来沉重负担。为此, 应对医学形态学教学内容和方式进行改革。近年来国内外陆续出现了一些基础医学的整合课程, 如人体形态学、人体机能学等。整合后的医学形态学课程作为一个整体, 知识系统且衔接自然, 更符合学习规律。
2.2 提高教师队伍整体素质
教师的教学水平和整体素质是影响教学改革的重要因素。首先, 教师要转变教育理念, 明确医学形态学的教学目的是使学生通过对正常到异常形态改变的一系列动态演变过程的认识和了解, 掌握疾病的本质和发生发展的规律。围绕知识、能力、综合素质协调发展这条主线, 从传授理论到加强创新思维的引导;从传授技能到知识、能力、综合素质的培养;从共性教育到发挥学生的个性特长等。其次, 注重加强教师教学水平的提高, 建立和坚持集体备课制度、新教师的导师制度及听课制度、进修学习制度等。
2.3 改革教学内容和方法
课程整合后改进教学内容和方法是医学形态学教学改革的最主要任务之一, 首先是教材的改革。目前, 国内外医学教学模式除以学科为中心外, 还有如下2种模式: (1) 以器官系统为中心的教学模式。欧美多数医学院校及受欧美影响较大的国家和地区的医学院校多采用这种教学模式。 (2) 以问题为基础的教学模式 (PBL) 。从20世纪60年代开始, 北美一些医学院校开发出该教学模式, 强调理论知识与临床实际结合, 以淡化学科界限。我国基础医学多采取以学科为中心的教学模式, 各门课程的教材基本上是单独编写, 各教材内容之间联系不强。笔者认为, 整合后的医学形态学教材应该成为连接人体解剖学—组织胚胎学—病理学—临床之间的纽带, 可以采取以器官系统为中心的教学模式来编写, 以系统为单位分别讲述各器官或组织的正常、异常形态, 以及从正常向异常形态演变过程中的动态联系, 这样既能解决各学科知识孤立、脱节的问题, 又能激发学生学习兴趣, 提高学习效率, 达到知识与技术、创新能力与综合素质双丰收的目的。
实验课是教学的重要环节, 可以使学生更好地理解和消化理论知识, 激发学生学习兴趣, 培养学生创新思维能力和一定的科研能力[4,5]。但目前的医学形态学实验课主要是验证性内容, 缺乏设计性内容, 难以调动学生学习兴趣和对科学研究的热情, 不能培养学生观察、分析、独立思考和创造性思维能力, 达不到教学目的。因此, 转变教学观念、改革教学方法、建立新的实验教学模式迫在眉睫。笔者认为, 理想的医学形态学实验应该能使学生进行动态学习。比如肾脏缺血实验, 实验前先按传统的教学方法让学生在显微镜下观察正常的肾脏切片, 然后分小组进行动物实验, 制造形成实验动物肾脏缺血缺氧模型, 观察大体形态, 然后取材、制片, 观察肾脏微观形态发生了什么变化, 由此了解肾脏形态结构改变的过程。再如肝硬化实验, 先让学生观察正常肝脏的形态, 然后制作肝硬化动物模型, 观察肝硬化不同阶段形态的表现和演变过程。这样, 使学生由病变的形态学变化联想到临床上的功能性改变, 真正做到理论知识与临床实际相结合, 为以后疾病的诊治打下坚实基础。这种教学方法增加了学生动手操作和参与实验的机会, 激发了他们对科学研究的热情, 培养了其创新思维能力和科研能力, 使学生的综合素质得到大大提高[6]。
总之, 培养出具有时代特征、能够适应社会需求、具备高素质和发展潜力的医学人才, 是医学教学改革的最终目的。
关键词：医学形态学,教学改革,学科整合
参考文献
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医学形态实验教学 篇7
1 对象与方法
我院的组织学与胚胎学课程均安排在研究生与本科生一年级的上、下学期, 我们在2005级、2006级、2007级3个年级中选择了在第2学期上课的12个班级为研究对象。主要是考虑到他们在第1学期的相关实验课中接受的是传统实验教学模式和考核办法, 在接受了本研究涉及的设计性实验教学后, 可以有更明确的认识和比较。
我们主要应用文献资料法、专家评议和问卷调查法、数理统计法、教学实践检验法, 具体实施如下。
1.1 建立设计性实验教学质量评价体系的原则
1.1.1 多元化原则:
(1) 评价主体多元化, 把专家评价、教师评价和学生评价相结合; (2) 评价对象多元化, 对实验条件、带教老师和学生分别进行评价; (3) 评价内容多元化, 既要包括对本课程基本知识的评价, 又要加强对学生的实验设计能力、实验操作能力、实验探究能力、实验创新能力的评价, 同时, 将学生在实验过程中呈现的对实验的态度、情感与价值观等非智力因素进行评价[3]; (4) 评价阶段多元化从实验准备、实验过程、实验结果、实验课考核等方面进行。
1.1.2 科学性、可操作性原则:
要求各指标应准确反映实验教学水平, 指标应层次清晰, 量化适当, 各指标间既相关又不重叠, 更互不矛盾, 使评价易于操作[4]。
1.2 确定设计性实验课的评价主体
本研究确立了以我院教学督导团组成的专家组、任课教师和同课程其他老师、学生代表等3个层次的教学评价主体。
1.3 确立设计性实验教学质量评价体系的指标
根据建立医学设计性实验教学质量评价体系的原则, 确定实验室及任课教师的评价、实验课考核制度的评价、学生能力的评价等3个一级指标, 在每个一级指标下, 根据各指标的意义, 各设定4个二级指标, 再进一步设置三级指标, 各指标客观地反映上级指标, 反映实验教学过程中的实际情况, 能公正地评价实验教师的教学能力与教学水平, 课题组所定的一级、二级评价指标及权重公布如下 (1.3.1～1.3.3) , 3级指标各院校可结合自身情况而定, 目的在于以评价探索本校的不足, 促进教学改革和学生素质培养。
1.3.1 对实验室及任课教师的评价 (权重30.00%) 。下设4个二级指标: (1) 对实验教学准备的评价 (20.00%) ; (2) 对实验教学过程的评价 (30.00%) ; (3) 对实验教学态度的评价 (20.00%) ; (4) 对实验教学效果的评价 (30.00%) 。
1.3.2 对实验课考核制度和标准的评价 (权重30.00%) 。下设4个二级指标: (1) 对反映学生能力的评价 (30.00%) ; (2) 对反映学生非智力培养的评价 (20.00%) ; (3) 对教学促进作用的评价 (30.00%) ; (4) 与教学实施吻合度的评价 (20.00%) 。
1.3.3 对学生能力的评价 (权重40.00%) 。下设4个二级指标: (1) 对实验设计能力的评价 (30.00%) ; (2) 对实验实施过程的评价 (30.00%) ; (3) 对实验论文书写 (30.00%) ; (4) 对学生能力增长性的评价 (10.00%) 。
1.4 确定评价指标的评语级别
本研究主要将三级指标的评价结果分为4个等级评语, 分别判分1 0、8、6、4分。
1.5 确定评价指标权重
经过课题组教师和教学督导团专家共同讨论, 确定了各项评价指标的指标权重, 即各指标在综合评价中的重要程度。本研究把学生代表、教学督导团组成的专家组、任课教师3个层次教学评价主体的评价权重分别定为0.5、0.3、0.2, 各一、二、三级指标的权重赋值见上文“1.3”。
1.6 进行教学评价的实施
课题组选择在各学期结束时进行教学评价, 分别对学生代表、教学专家督导团、教师和实验室教师发放了评价表, 并组成了教学质量评估专家对实验教学进行质量检查。将实验教学质量反馈情况作为改进教学方法、提高教学质量的参考依据之一。
2 结果
我们对2005级、2006级研究生和康复、骨伤本科班的组织学与胚胎学设计性实验课程进行了实验教学质量评价, 分别进行了学生代表评价、教学督导团专家组评价和带教教师与实验室老师评价。我院组织学与胚胎学设计性实验课程的评价结果如下。
总得分率为8 6.5 2%, 3个一级指标得分率分别为8 8.9 6%、86.10%、85.00%, 且各项二级指标得分率均达到80.00%以上, 说明经过3个轮次的论证和调整, 本研究所设计的设计性实验方案、考核指标与标准、评价体系已经相对成熟, 可以推广应用, 并希望在今后的应用中得到进一步完善;得分最低的是学生能力的评价, 可能存在某些环节脱节问题, 有待于进一步研究;对实验室及任课教师的评价分数虽然最高, 但3级评价指标显示实验条件得分率最低72.40%, 这将是今后阻碍我院设计性实验开展的最大障碍。
3 讨论
对设计性实验课的评价, 所要考虑和涉及的因素很多, 而其中一些因素的影响又往往是由人们主观判断确定的, 因此我们采用了“多元-权重”评价法, 即将复杂的评价系统分解为比较简单的子系统, 然后先对各子系统进行评估, 再将其合成为对整个系统的综合评价。
在本课题研究过程中, 我们及时对工作中出现的问题进行研究和改进, 全面收集评估信息, 从不同角度对实验教学和实验教学改革进行适度的评价, 制定明确、具体、可操作性强的评价体系, 并使之成为一项经常化、制度化的工作, 使实验教学管理科学化、规范化。实践证明, 我们建立的医学形态学设计性实验课“多元-权重”评价体系, 在教学实践中证实具有客观性、科学性、可行性和易操作性, 适合医学形态学设计性实验课的评价, 可以直接应用。
参考文献
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医学形态实验教学 篇8
基于玻璃切片和显微镜的传统形态学观察,已经发展了300多年。近十余年来,随着计算机和信息技术的蓬勃发展,数字(虚拟)切片技术应运而生。由于该技术实现了在计算机屏幕上对显微镜观察的仿真过程,可使阅片者能够完整、方便地浏览数据库中的任何切片,因此在临床病理诊断、远程病理会诊、读片会、形态学教学、科研等领域有着广泛的应用前景。
2 数字切片技术的发展
数字切片技术始于1985年,但囿于台式计算机的处理速度和储存能力,直到20世纪90年代末,才逐渐在教育领域得以使用[1]。近年来数字切片技术发展迅速,其中具有代表性的有日本的滨松光子技术有限公司(Hamamatsu)开发的数字切片扫描系统NDP以及国内厦门麦克奥迪公司开发的数字切片扫描系统VM(virtual microscope)[2]。VM是基于自动显微镜的数字切片采集设备,而NDP属于切片扫描仪类设备。
数字切片系统主要由自动扫描显微镜、数码摄像头(CCD)、自动图像扫描采集软件、数字切片浏览器和计算机等组成。系统通过计算机控制自动显微镜移动,并对观察到的组织切片进行X/Y轴方向扫描移动和Z轴方向全自动聚焦扫描,逐幅自动采集数字化的显微图像,并进行高精度、多视野、无缝隙自动拼图,压缩后保存为1个定态切片的数字图像文件,随即完成对1张完整玻璃切片承载信息的虚拟(仿真),即数字切片制作过程。
基于Web的数字切片需要多个技术的支持:(1)大容量的高倍视野数字信息采集;(2)创建1个无缝拼接的切片数字图像;(3)将数字切片转换为允许在X-Y轴平移和连续放大的文件;(4)对数字切片标注和编辑附文;(5)将数字切片文件(通过网络)上传服务器。通过看图软件能方便地仿真模拟光学显微镜的功能,从而实现对这张数字图像的不同物镜倍率(4、10、20、40、100×或4~100×连续物镜)及任意方向的动态观察。迄今为止,大多数数字切片的图像获取及处理时间超过20 min,其原因主要是目前数字切片制作是采用单镜头有序连续摄影技术。近来,一种全新设计的阵列显微镜(array microscope)已经被研制出来并成功得以运用,该显微镜通过将一系列小型显微镜物镜排列在一起,组成一个阵列式的组合物镜,因而可同时获得更大的视野。应用阵列显微镜可以将整个组织切片的高倍图像一次拍摄下来,每秒钟可以从数十个小型显微镜中摄取数千张图像,该系统可以在1 min内完成1张切片的扫描[3,4]。
3 数字切片的功能
由于虚拟显微镜集成了光学显微镜、机电、自动化控制、计算机图像处理、数码成像等方面的技术,它将显微镜镜检从手工操作升级为电控自动化操作,从而改变了人类操作传统显微镜的方式。因而它可以完成以往人工显微镜操作不可能完成的许多工作。可广泛应用在HE切片、免疫组化、原位杂交、组织芯片等具有切片载体的图像扫描中,具有广泛的应用前景。
3.1 全景自动拼图,使用方便
高精度自动显微镜扫描可将镜下视野图像从单幅肉眼观察升级为计算机控制高速全景自动拼图,从而获得高质量的数字切片图像,可保证原切片图像信息的完整性、真实性,包括完整的结构信息、光密度信息、色度信息等可完全满足阅片者要求。模拟显微镜操作,用鼠标即可随意选择不同放大倍率,观察不同倍率下切片的真实图像,并进行图像的标准化分析、统计分析等应用。
3.2 支持显微镜景深图像融合技术
普通显微镜都有固定的景深,在纵向变化范围较大的情况下,难以各个层面都清晰显示,在高倍率下由于景深小,这种现象更加明显。虚拟显微镜技术可以将各层面聚焦清晰的图像进行图像融合处理,可以得到各层都清晰聚焦的整幅图像。
3.3 进行各种图像分析、处理和报告
在普通显微镜下对有用的观察点进行标记比较麻烦,虚拟显微镜技术可以把切片中特定的点标记存储下来,以备日后查阅使用。当需要重新查阅这些特征点时,只需要单击屏幕上的特征点快捷按钮,计算机随即将该位置的图像移动到屏幕上,十分快捷方便。可供多用户同时浏览和讨论,与已建立的病例快速、准确比较。
3.4 实现在线远程浏览
数字切片存储、浏览容易,检索迅速,无时间、地域限制。通过将数字切片存储在专业的服务器中供远程阅片者下载或在线浏览。
4 数字切片系统在形态学教学中的应用
传统的显微形态学实验教学,都是将切片发给学生在显微镜下观察,或者教师在显微镜下观察,通过投影机或数码显微互动系统示教观察过程。因此,数字切片的出现将来很可能会在很大程度上取代传统教学方法。国内山东易创电子有限公司、厦门Motic实业集团有限公司和北京创美伟业科技有限公司都已经成功地开发出具有自主知识产权的全自动显微镜数字切片系统。目前国内山东大学、南方医科大学和华中科技大学[5]、第三军医大学等高校均已建成数字切片系统,我校和Motic合作建立的形态学数字切片网站预计将于年底前投入使用。
4.1 数字切片教学的优势
4.1.1 阅片更加便捷
数字切片脱离了传统显微形态学观察使用玻璃切片和显微镜的局限,高清晰度的数字切片系统全天候开放。在网络迅速普及的今天,学生实验室、宿舍、教室,甚至户外,均可近距离观察编辑标注好的数字切片。指导性更强,学生也能更快更好地理解和掌握切片的内容,有利于学生课前预习及课后复习,提高了学习效率,也能促进学生学习主动性的发挥和自学能力的培养。
4.1.2 教学内容更加丰富
一些特殊染色的切片易褪色,数字切片可弥补这一缺点,或将一些珍贵的示教片直接扫描后作为教学切片使用。所有学生通过网络空间可以同步浏览观察数字切片。理论课堂选择典型的数字切片演示,直观、通俗。实验讨论课,教师将重点难点的数字切片作为疑难标本,附加一些文字问题,作为学生讨论的内容,可促进学生之间交流和协作,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[6]。
4.1.3 切片资源保存、检索实现数字化
传统的教学切片保存一直存在许多问题,如数量庞大,储存空间有限,切片褪色、损坏,珍贵切片难以补充,切片难以附带足够的信息,检索困难等。数字切片库技术的出现可以完全改变这种局面。所有的切片经数字化、分类保存后,均可通过日期、特征、疾病、症状、解剖部位、图像类型等关键词进行快捷布尔检索、调阅[4,7]。不仅可以有效解决教学切片资源不足的问题,也能节约教学消耗,提高教学资源的利用率。
4.1.4 促进形态学课程的有机整合,实现教学方式多样化
通过建立含数字切片的图片资源库,实现教学内容的纵向、横向对比学习,如病原学(病因)→正常形态学(解剖学、组织学)→异常形态学(病理解剖学的大体、显微)→临床,通过教学方法和手段的革新,提高教学效果。通过这种宽面纵深式的学习模式,促进多学科知识的有机融合,加强高年级学生理论知识实践能力的培养。此外,通过基于网络的数字切片系统,还可开展跨地域的医院典型病例或罕见病例的远程教学模式,培养学生学习兴趣,激发探究热情,实现教育方式多样化,加快我国医学教育技术水平国际化、现代化的发展进程。
4.1.5 为教师备课提供更多素材
数字切片库能不断更新,内容不断丰富,并利用互联网实现数字切片的资料共享,可为教师编写课件提供更多理想的素材。此外,利用图像编辑软件,将数字切片进行剪接、编辑、标注等处理,课件制作更加灵活多样,内容也更加丰富。
4.1.6 促进实验教学考核方式的转变
传统的形态学实验考核方式主要有肉眼辨识实物标本、镜下结构观察、口试等,目前多数医学院校主要采用数码互动系统进行图片考试,采用数字切片进行考试可实现标本信息的完整性、公平性。对数字切片进行编辑、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。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[6]。
4.2 数字切片教学目前存在的问题
当前,数字切片尚不能广泛应用于形态学教学领域,主要受到以下一些因素的限制,如对数字切片技术的认识明显滞后;购买自动扫描显微镜、建立网络数字切片库的费用仍相对昂贵;计算机配置要求较高;数据传输速度受限;数字切片保存格式不统一;数字切片技术尚未标准化;尚无油镜扫描设备;无法进行培养细胞及组织、FISH、基因芯片、蛋白芯片的扫描等。此外,过分依赖数字切片的使用,也使得学生无法熟练掌握传统显微镜的使用。
5 结语
当前,数字信息化技术日新月异,以使用显微镜为主的传统形态学教学正发生着教学方法和手段的深刻变革。数字切片技术的出现不仅改变了传统玻璃切片的信息承载形式,而且也不断改变传统的临床病理诊断、病理会诊的方式,使不同地域的医院之间、学校间,甚至不同学科的信息交流、数据资源共享不断成为现实,必将对医学事业的发展产生深远影响。
摘要：介绍了数字切片技术的发展情况及其功能,对基于网络的数字切片系统应用于医学形态学教学的特点和优势进行了分析和比较。提出该系统可提供一种不受时间和地域限制的交互式学习信息平台,给传统的形态学教学模式带来深刻变革,更大限度地发挥学生主体和主动精神,开拓素质教育资源,提高形态学教学质量。
关键词：数字切片,形态学教学,虚拟显微镜,网络
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医学形态实验教学 篇9
近年来,随着医学成像技术的飞速发展及先进的成像技术在医学上的广泛应用,极大地提高了医疗服务的质量,并且已经覆盖了临床活动的各个方面。CT和MRI等医学影像设备得到的图像数据通常都是断层图像数据,断层图像之间的距离一般远大于断层图像内像素之间的距离。而高分辨率的医学成像在临床诊断和治疗上的作用越来越显著,因此医学图像插值被广泛地应用到医学图像处理、可视化以及综合分析等方面。
图像插值技术一直是医学图像处理领域的一个研究热点。现有的图像插值方法大体上可以分为“基于灰度的医学图像插值”和“基于形状的医学图像插值”。基于灰度的插值方法中应用最广泛的是线性插值,Herman等人将3次样条插值用于医学图像插值上[1,2],算法简单易行,但也存在与线性插值一样的缺点。另一类插值算法基于形状的插值方法,Raya等首次将这一技术运用于三维重建[3,4],Chuang等人提出了改进的基于形状的插值方法[5],他们均采用距离准则作为判定的标准,采用距离变换的方法来求插值图像的轮廓。在国内,孟晋宇等提出的插值算法在提取图像轮廓、进行多边形逼近时克服了已往多边形要尽可能相似的缺点[6]。“基于形状的插值方法”比“基于灰度的插值算法”精度更高,能得到的组织轮廓更加清晰。
本研究提出一种基于数学形态学的形状插值算法,此算法同时考虑了插值图像的灰度及其形状,使插值结果更接近于真实图像。
1 图像插值算法
给定两幅断层图像Sk和Sk+1,为了通过插值求出它们之间的图像Sk+d,用集合S=(V,F)来表示已知的所有断层图像,V为所有点的集合,其元素v=(x,y,z)表示点在空间的坐标,函数f:V→Y定义了任一点的灰度值。算法如下:
第1步:对已知两幅断层图像进行分割,得到不同密度物质的分割值。
医学图像对于不同的组织器官有不同的灰度值。阈值化分割算法主要有2个步骤:
(1) 确定需要的分割阈值;
(2) 将分割阈值与像素值比较以划分像素。
根据图像灰度值得到两幅根据空气、脂肪、软组织和骨骼划分的图像,并且对其进行相应的标记。
在一般的多阈值情况下,取阈值分割后的图像可表示为:
g(x,y)=k Tk-1<f(x,y)≤T k=0,1,2,…K (1)
式中 T0,T1,T2,…TK—一系列分割阈值,k表示赋予分割后图像各区域的不同标号。
第2步:利用数学形态学的方法,得到被插值图像每个区域的轮廓;
由第1步得到2幅4值断层图像,接着要确定已知两幅断层图像上每种密度物质的轮廓,分别用C
(1) 膨胀(Dilation)
C=A⊕B={c∈Rn:c=a+b,a∈A,b∈B} (2)
(2) 腐蚀(Erosion)
C=AΘB={c∈Rn:a=c+b∈A,∀b∈B} (3)
(3) 开启(Opening)
开启操作定义为先进行腐蚀、后进行膨胀的一对有序操作对,而且它们使用同一个结构元素。
C=(AΘB)⊕B (4)
(4) 闭合(Closing)
闭合操作定义为先进行膨胀、后进行腐蚀的一对有序操作对,而且它们使用同一个结构元素。
C=(A⊕B)ΘB (5)
此时,对于任意位于图像Sk某个轮廓上的点vi=(xi,yj,zk),即(xi,yj,zk)∈C
(1) 点vi=(xi,yj,zk+1)在轮廓C
(2) 点vi=(xi,yj,zk+1)既不在轮廓C
(3) 点vi=(xi,yj,zk+1)轮廓C
综合上述3种情况,可以表示为:
F(C
类似式(6)定义,得到如下公式:
F(C
根据式(6)、式(7)对任意的两幅断层图像进行操作,最终均能得到两幅完全一样的插值图像。此时,在断层图像Sk和Sk+1之间已经产生了一系列新的4值图像,找到与Sk+d位置对应的新图像,提取出它的每个密度物质轮廓Ci,这样就构成了插值图像Sk+d的轮廓。
第3步,进行体素插值。
医学图像经过阈值和数学形态学方法分割后,得到人体的不同组织结构信息。要在已被分割的上、下断层图像之间插值一个新的断层图像,首先以两个断层图像之间的距离为边长将这两个断层图像构成的空间体分成若干个小的立方体,如图1所示。这样对上下断层图像的插值转化为对每个立方体的插值。
通常,在三维图像中的一个体素V,它周围的体素与体素V具有某种相关性[9]。与体素V最紧密相关的体素是体素V的相邻体素。为描述体素间的相关性,引入连通的概念。如果对一块3×3×3体素区域中的任一个体素均可在其余体素中至少找到一个体素与它相邻,称分割值为S的所有体素为连通的,定义体素V的广义连通度为:
式中 Ni—第i个体素在此3×3×3的体素区域内的邻居数,Si—第i个体素在此3×3×3的体素区域内的邻居中与该体素有相同分割值的体素个数;N—V的邻居个数,N=26;S—V的邻居中与V有相同分割值的体素个数。
(1) 如果新断层图像上体素V对应的上、下断层图像的体素V1和V2是在同一个分割区域里,即V1和V2属于同一密度物质,则对这两个体素进行插值,得到体素V的灰度值,否则转向下一步;
(2) 计算体素V1在立方体上面分割值的连通度,以及V2在立方体下面分割值的连通度,如果这两个值在立方体的上、下面分别是最大值,则对这两个体素进行插值,得到体素V的值,否则转向下一步;
(3) 在立方体的上、下两个面内,求分割值的连通度最为接近的两个体素,对这两个体素进行插值,得到体素V的值。
重复(1)～(3),直到立方体内新断层图像的体素值都被求出,从而求出整个图像的值。
2 实验结果
为验证基于形状的三维医学图像相关性插值算法的有效性,采用一组256级灰度CT断层图像来进行实验,如图2所示。
用插值生成图像的灰度值减去原始图像的灰度值(负值取它的绝对值),可以生成一幅原始断层图像与插值图像的误差图像。通过误差图像的生成,能够清楚地观察到两种算法在插值方面的准确性,如图3、图4所示。
3 结束语
由上述结果得知,基于数学形态学的插值算法对形状差异较大的图像也能得到较好的插值结果,较好地解决了线性插值等算法产生的边界模糊的缺点。与以往的插值算法产生的断层图像相比,该方法产生的断层图像和原有断层图像过渡自然,因此它在临床中有着重要的意义。
该算法在重建过程中还存在着若干缺陷。首先,由于在算法中加在插值过程中加入了物体形状的信息,这导致它需要较长的计算时间。其次,此算法首先需进行图像分割。而图像分割是图像处理问题中的一个难点,目前为止还没有一个通用的图像分割算法。这无疑增添了算法执行的难度。上述不足之处,有待进一步研究与完善。
参考文献
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