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心传导系统的形态学实验教学困境

摘要:分析当前心传导系统形态学实验教学的整体现状和困境,即教学课时少且内容抽象,实验教学材料数量少、质量低,部分教学人员存在认知误差等。提出解决困境的对策,即知识更新传递、心传导系统宏观和微观的实验教学材料的体系建设思路。经过对策的初步实践,获得了一定效果。

关键词:心传导系统;医学形态学;实验教学

医学形态学是近些年医学院校课程教改后所产生的一门整合课程,其主要内容包括人体解剖学、组织胚胎学与病理学等。医学形态学作为临床医学专业的入门课程,其中心脏传导系统形态学知识是学习心肌电生理的基础,对于掌握心电图和心律失常等临床专业知识有较大的帮助[1]。但因国内心传导系统的实验教学材料过少,影响到心脏传导系统的教学,也影响学生对有关内容的理解和掌握。本校作为一所新升格的本科医学院校,学校各学科的教学模式和教学方法都在快速地发展和转变,医学形态学也不例外。如何在本科教学中改革心传导系统的形态学实验教学的课题有待我们去深入思考和探索。本文基于本校的状况并结合国内发展现状对当前心传导系统形态学实验教学的困境及解决方法进行研究和探讨,并提出初步的对策。

1心传导系统形态学实验教学的主要困境

1.1心传导系统形态学教学的整体现状

因心传导系统形态学的研究结果不多,教科书的相关内容较少,多以文字描述为主,图解内容少且以模式图形式呈现,以致它的教学课时少和内容抽象。以人体解剖学为例:心传导系统的内容虽然是重点,但它通常作为循环系统中心脏章节的辅助内容[2]来讲解;实验课主要让学生观察局部暴露传导束的动物标本或模型(缺乏充分暴露的人体心脏标本或图谱),不利于学生整体并从立体角度掌握人体心脏传导系统的内部结构、层次和毗邻关系。在微观实验上,因只有少量的能观察普肯野纤维的动物组织教学切片,很少能正常开课,导致微观实验教学出现盲区。心传导系统形态学实验教学材料与教学需求的矛盾带有普遍性。

1.2实验教学材料开发与研究较难,量少

心传导系统的宏观标本不多,并以动物标本为主。近来,有学者通过传导组织的动脉影像三维技术追踪人体心脏传导系统组织[3],或通过丝线表示传导束制作人体心脏标本或模型化标本用于教学[4]。但这些材料的准确性(比如,前者的传导束血供没有较直观的动脉,应该通过毛细血管供血,循动脉追踪传导束应该较困难)和教学效果有待考证。因人体心脏传导组织体积小———房室束直径约1mm[5],直接分离暴露的标本制作也相对困难,所以在大部分医学院校中可供学生观察的已暴露传导组织的人体心脏标本比较罕见。而偶蹄类动物的房室束被膜较厚且相对完整,所以能见到少量的局部暴露房室束或墨汁灌注普肯野纤维网的此类动物心脏标本。碘染色法只适用于新鲜心脏的表浅传导组织,难以在心传导系统的课堂教学中广泛推广应用。微观上的教学切片罕见,基本无病理学教学切片可用。在法医学中,存在几种可用的组织切片制作法[6],但因定位模糊,取材范围较大,分割的组织块多,连续切片的工作量很大,导致组织切片制作繁琐而成功率得不到保证。所以,在医学院校和教学器材市场中难以见到心传导组织的教学切片。

1.3实验教学材料的质量低

在宏观教学材料上,目前可采购到的模型和上述的新开发标本及模型化标本在教学品质上略显粗糙,且存在一些形状、大小、位置、毗邻结构等形态学要素的表达错误或缺失,这将会误导学生对传导组织的认知。我校前期采购的心传导系统解剖标本都用同一颜色的有色丝线表示全系传导组织,包括一直未见形态学证据的结间束,但细究发现His束和左右束支的位置都不对。我们通过对一个临床医学专业大专班学生的实验课后调查发现,有83.3%的学生认为结间束是存在的且位置与标本所示一致(课前不特别提示教科书上有一句“争论”描述)。这种误导,如果不加以纠正,对学生今后的学习将产生不良的影响。另外,也因直接暴露的传导组织体积小,与普通心肌色差小而不利于学生观察;也因标本固定于标本缸中而不利于激发学生的主观能动性。在微观教学材料开发上,因传统的传导组织取材(直接切取大面积组织,再分多块后切片)问题导致有时候即使制作成切片,也难以找到传导组织[7],寻到的传导组织也是局限化、碎片化,不利于学生对结构整体感的把控和不同部位的对比观察。组织切面为单维度,少见多维度切面的教学切片;也缺少体视显微镜下立体视图或其它材料,导致学生难以构建传导组织整体和局部结构的立体思维。

1.4部分传导系统的知识需要更新

学科在不断地发展,人类对心传导系统的认知也在不断地更新。可能有些过去的认知是错误的或者已存在争论。比如,在一些文章中上还存在“在心标本上肉眼不能找到传导系统的结构[1]”的观点或认为实际存在结间束及进一步在模型上直接标示结间束[4,8]的现象。这些过去的认知可能会影响所制标本或模型的信息表达,导致一些标本或模型表达的信息不符合最新的认知。本校前期采购的标本(丝线表示传导组织),在房室传导轴位置表达上不够准确。这不但使这些资料失去了本有的教学意义,反而会起反作用,并可能会导致学生对心传导系统的错误认知和理解,甚至更进一步地影响他们学习心电学和心脏外科手术学。

2改变当前困境的对策及实践

2.1尽快完成教学人员和教材制作人员的心传导系统知识更新

收集关于心传导系统最新研究内容,以教研室为单位进行教研讨论,总结可用于教学的新知识。可以将心传导系统的最新研究成果纳入教学内容或自编教学讲义,丰富课堂教学内容和学生的参考资料。另外,以交流会、培训会等形式组织教学人员和标本、模型制作人员进行科研或教研学术活动,这既可以及时传递正确的最新的心传导系统知识,也可以减少相关人员的认知误差,促进心传导系统实验教学材料的研究和开发。

2.2系统性开发心传导系统实验教学材料

2.2.1心传导系统宏观实验教学材料的开发利用各种技术手段,如前述的影像三维技术[3]和我们建立的体视显微镜下解剖技术[5,9]等,在人体心脏上正确解剖暴露心传导系统的组织结构,制作成实物标本。通过实物标本可让学生对人体心脏传导系统有一个准确的定位和整体的实体感,从而建立它的定位、形态、大小、毗邻结构等形态学知识的认知结构。另外,因人体心脏传导组织的体积较小,可以将解剖暴露的心传导系统组织染色标示,也可以通过体视显微镜摄像技术形成高清放大的数字视频和图片,并进一步构建数字图片库,这样便于学生自主观察学习。也可通过数字虚拟技术制作心传导系统的三维结构图,使学生对它的结构有一个更加直观的感受。因数字虚拟的三维结构图有较好的动手操作性,可以培养学生的主观能动性。2.2.2心传导系统微观实验教学材料的开发通过传统的心传导系直接取材的法医学技术和体视显微镜辅助技术提取心传导系统组织,制作成教学切片。我们已经通过前期建立的技术制作出房室传导系统组织结构整体性较高的组织切片。通过组织切片,学生可以实验性学习心传导系统各区域的微观结构特征,尤其是,可以直接观察窦房结和房室结结样组织内部不同区域的各种细胞形态。另外,试着通过法医病理解剖途径收集病例,结合体视显微镜技术,制作心传导系统病理学或法医病理学的标本、切片或视频用于教学;也可形成病案库和病理形态图片库,并载入实验教学系统的实验室电子设备和网络平台,为学生提供自主学习的便利途径。

2.3教学实践

目前已通过体视显微镜技术获得部分人体心脏传导系统的解剖标本、组织切片和图片等资料,一些研究结果已在相关刊物上发表,并利用已有的图片资源初步建立了图库。遵循以上的对策思路,我校将自制的心传导系统的标本、图库、图片展板等新实验教学材料用于人体解剖学的实验教学,取得了较好的效果。2016级临床医学专业学生,按照高考成绩平行随机分配为2个班,第1班(61人)使用原教学材料,第2班(60人)使用新教学材料。课后对学生的问卷调查发现,实验课的满意率,第2班(77.77%)显著高于第1班(34.43%),用SPSS19.0软件统计,χ2=21.840,P<0.001)。第1班使用的原教学材料只有1个墨汁灌注右心室普肯野纤维网的羊心实物标本,和若干个前期采购的用有色丝线表示传导组织的心脏标本,因而学生意见最多的是“可看可学的东西太少”、“见不到传导组织实物”或“不知道传导组织是什么样子”。而第2班基本没有类似意见。

3小结

心血管疾病是我国的常见病和多发病。无论在哪里、在哪一级医院工作,都会遇到与心脏传导系统相关的疾病。因此,使医学生切实掌握心脏传导系统的形态与功能,是医学专业基础课教学必须完成的任务。我们将通过实验研究心传导系统新实验教学材料在教学应用中的效果评价,进一步完善构建的图库,努力探索和研究心传导系统的三维数字虚拟解剖技术和教学资源,努力将该系统实验教学提升到新的高度。

参考文献

[1]别永信,张成才,邢小忙.心传导系统微课的教学设计[J].解剖学杂志,2016,39(6):757-758.

[2]黄文华,萧洪文.系统解剖学[M].北京:高等教育出版社,2014.

[3]徐育,冯飞燕,彭玉坤,等.应用影像三维重建技术制作心传导系大体标本[J].中国临床解剖学杂志,2015,33(4):37-41.

[4]崔林,吕浩王,王锦绣,等.心脏模型化心传导系标本制作方法[J].中国临床解剖学杂志,2015,33(4):58.

[5]娄阳云,陈启云,施瑶瑶,等.体视显微镜下检查成人体心脏房室传导轴[J].解剖学杂志,2016,39(3):285-289.

[6]竞花兰,陈玉川,欧桂生.心传导系统取材及组织形态观察的实验研究[J].中国法医学杂志,1996,11(3):142-145.

[7]祝家镇,宋一璇,姚青松.心传导系统解剖组织学研究简史及法医学意义[J].中国法医学杂志,2004,4:251-252.

[8]景玉萍.心传导系统的结构与功能的研究现状[J].医学信息,2011,24(10):439-440.

[9]娄阳云,王征,安国防,等.人体心脏房室结、房室环及主动脉后结的巨微解剖[J].解剖学报,2017,48(3):316-321.

作者:娄阳云 安国防 朱祖明 孙凤侠 季华 王征 单位:杭州医学院

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