继续教育医学生病原生物学实验教学模式初探_唐双阳.pdf

科技视界Science&Technology VisionDOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2022.31.24继续教育医学生病原生物学实验教学模式初探唐双阳1申海艳1伍虹蓉1王华丽2李乐2（1.南华大学衡阳医学院，湖南 衡阳421001；2.南华大学公共卫生学院，湖南 衡阳421001）【摘要】为 解决 医学病原生 物 学 实验教 学 中生 物 安 全要 求高，许 多 综 合 类 以 及 设 计 类 实 验 大 规 模 开 展 困 难，医 学继 续教 育 生 学 习 时间 以及空间 受限 等 现实 问 题，在 思 政背 景 下 提 出以 学 生为 中 心，借 助互 联 网 以 及 计 算 机 技 术 共 享 优质 多 媒 体 教 学 资 源，构 建 了 一 种 由“多 媒 体+虚 拟 仿 真+课 堂 实 训”相 结 合 的 病 原 生 物 学 多 元 化 实 验 教 学 模 式。“多 媒体+虚 拟仿真+课堂 实训”实验 教学 模式，结 合 思政 元 素，依 托 真 感 实 操，虚 实 结 合，使 学 生 从 时 间 以 及 空 间 上 拓 展 病 原生 物学 实 践 操 作 技能，弥 补课堂 实 训的 不足，提 升实 训 课 堂吸 引 力，增强学 生主 观 能 动 性 以及知 识获得 感，提高 学 生 对病 原生 物学 的 感 官认 知与 思 考创新 能 力，确 保 继续 教 育医 学 生培 养 质量，为 实施 健 康 中国 战略 提 供医学 人才保 障。【关 键词】思 政；病原 生物学；实 验 教学；多 媒体；虚 拟 仿 真0引言病原生物学是一门重要的医学基础课程，主要研究与人类疾病相关的病原微生物、寄生虫的生物学性状、致病机制与检测方法以及防治策略。因病原生物学要求掌握的病原体大多属于高致病性微生物，如结核分枝杆菌、破伤风梭菌、炭疽杆菌、乙肝病毒以及人类免疫缺陷病毒等，也是一门涉及生物安全的特殊学科。病原生物学实验教学是医学实验课程体系的重要组成部分，要求学生能够熟练掌握病原生物学的基础理论知识，运用病原生物学相关实验技能，为后期学习常见感染性疾病的诊断与防治以及相关临床技能学习奠定基础，是联系医学理论基础学习和临床实践技能学习之间的桥梁。习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调：“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程”，“使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”1。尤其现代社会对创新型以及复合型人才的需求给医学教育和医学人才培养提出了新要求，“要运用新媒体、新技术使工作活起来，推动思想政治工作传统优势同信息技术高度融合，增强时代感和吸引力”1。许多国家级实验教学示范中心的重要任务就是建设虚拟仿真实验教学项目以及加强其教学应用与实践2-3。因此，医学教师们也迎来了一个巨大的新挑战，必须优化病原生物学教育教学方式、推动思想政治理论课改革，提升病原生物学以及思政教学效果。文章就继续教育医学生病原生物学实验教学模式作初探。1病原生物学实验教学现状目前病原生物学实验教学体系主要分为验证性、综合性和设计性实验 3 个层次的实验。传统病原生物学实验课模式是教师首先讲解该实验项目的知识点，然后示范部分关键实验操作，最后，再由学生自己进行实验操作，教师在学生操作过程中进行指导检查。但由于传统教学条件的限制，例如：（1）涉及的某些实验试剂具有毒基 金项 目：湖南 省普通高 等 学 校 教学 改革研 究 项目（HNJG-2020-0475）。作 者 简介：唐 双阳，博士，高 级 实 验师，研 究方 向 为病 原 生物 学。*通 信 作 者：李乐，博士，教授，研究 方 向 为 放射 生 物学。医疗科技088Science&Technology Vision科技视界有害或者易燃易爆等危险性；（2）涉及的某些实验仪器设施价格昂贵、使用率低但维护成本却高；（3）需使用的实验动物种类和数量受动物保护法及医学伦理学限制；（4）尤其是高致病性微生物标本的传染性以及实验室安全级别的限制，使得部分实验教学内容难以开展，即使开展了相关实验，学生也只能参与部分实验。同时由于病原生物学课程知识点分散，信息量较大，且比较抽象，传统教学对于基础知识要求较高或融会贯通的大型实验无从开展，知识的拓展受限，导致学生学习只能停留在纯理论层面，无法对实验操作及背后的知识进行深入理解；其次，许多病原生物学实验操作往往需要在相对密闭或狭小的空间内完成，存在一些无法直观展现的视角盲点，甚至可能受空间所限，许多实验操作难以开展；还有，教学课时有限尤其是继续教育生实验教学课时。课堂的宝贵时间往往不能充分用于实验操作，且继续教育课时有限，许多教学内容难以得到扩展。这些不仅影响了病原生物学实验教学的效果，而且制约了继续教育学生实践能力的提高。为了满足现代社会对创新型以及复合型人才的需求，使医学教育中单一课程教学模式从验证性实验内容向于综合、设计性实验内容转化，各医学高校均在积极摸索与研究医学实验课程以及实验项目内容的整合4-5。随着互联网以及计算机技术与智慧教育的融合发展，虚拟仿真技术作为一种现代化新型教学手段发展迅猛，在高校教学模式改革中的应用也越来越广泛6，也为基础医学实践教学提供强大的技术支持，并且虚拟仿真教学模式也获得了良好的教学效果7。虚拟实验是先对实验所需仪器设备、试剂耗材等实体物品进行图像采集，以互联网为载体，应用大量文本、图像、视频、逼真动画以及丰富的音频资料，通过人机互动方式为学生创造一个仿真的虚拟实验环境8。仿真技术是通过计算机软件系统创建具有真实感知的、能模拟体验社会、能帮助探索所有未知的领域的、一种具有人机互动性的计算机应用技术。因此，虚拟仿真实验可以灵活地将不同层面的各类知识点融合在虚拟情境中模拟现场场景，可以通过人机互动的方式呈现出三维场景、立体视图以及微观形态的逼真的虚拟实验环境，在丰富实验教学内容以及弥补传统医学教育模式的不足的同时，提高医学生的学习兴趣与学习积极性。已有研究发现虚拟仿真实验教学可提高卫生专业人才的专业知识以及技能水平9。因此，虚拟仿真实验教学作为专业知识发展与信息技术高度融合的产物，是高等教育信息化建设的重要内容之一10。2虚拟仿真技术在病原生物学实验中的实践在信息化教学时代，我们结合病原生物学实验自身的教学特点和继续教育学生实际情况，同时以学生为中心，以学生为中心，提高学生学习积极性和自主学习能力以及培养培养团队协作能力11-13，对病原生物学实验虚拟仿真教学平台建设进行了初步的尝试，借助学校现有的国家级医学虚拟仿真实验教学中心网络平台以及超星慕课平台，充分利用多媒体资源，结合实际操作讲解，构建了一种基于多媒体与虚拟仿真并与课堂实训相结合的病原生物学多元化实验教学模式，即“多媒体+虚拟仿真+课堂实训”模式。该模式虚拟实验操作平台有自主以及共享开发十余个病原生物学操作板块，其中包括一些生物安全要求较高的实验项目，如肠道致病菌的分离培养、粪便检查、血液检查、钩蚴培养、流感病毒综合实验、病毒鸡胚培养等虚拟操作模块，同时也综合了不同细菌不同涂片法不同染色法以及不同显微镜观察的一些形态学综合实验模块，使学生在不接触有毒有害物质、安全且又不违反医学伦理的情况下，能够反复逼真地练习实践技能，尤其能有效模拟练习一些成本较高、却又看不透摸不着，还存在安全隐患的一些实践技能，在一定程度上避免了课堂实训中可能存在危险性以及所需物质条件缺乏等问题，提升继续教育医学生的能力自信、科研自信，确保继续教育医学生培养质量。3思政背景下病原生物学实验的“多媒体+虚拟仿真+课堂实训”教学模式优点与传统课堂病原生物学实验教学相比，“多媒体+虚拟仿真+课堂实训”相结合的“以学生为中心”的多元化实验教学模式具有很多优点：3.1有效解决继续教育生在校时长短且时间不集中等问题校外的继续教育生随时就可以登陆录网络平台，预习和复习充足的多媒体教学资源，巩固所学知识；同时对于课堂上未理解的问题、重难点以及拓展知识点，也可通过在网络平台上打破时空界限，反复多次地自主学医疗科技089科技视界Science&Technology Vision习，从而真正做到融会贯通。通过线上监测数据还可以发现了学生对学习热爱程度，激发同学们的学习自主性以及集体主义荣誉感。即使是在因新冠疫情而大规模采用线上授课的情况下，强大的网络教育资源也能满足学生的线下学习时间，弥补课堂实训受限等问题14，满足学生个性化、多元化的学习需求，充分保障医学教育的平稳运行。3.2提升继续教育生的学习主观能动性以及动手实践能力教师在教学内容的实施中起决定作用。课程思政的良好融入对教师的政治素养提出了更高的要求。教师要不断学习，紧跟时代步伐，不断提高自身政治素质，成为真正有理想信念、有道德情操、有扎实学识和仁爱之心的好教师，才能更加自觉、更加有效地把知识教育、理想信念教育和道德品质教育有机结合，才能在教学中自觉进行对学生政治方向和价值观的引领，真正实现教育立德树人的目的。通过课堂实训，老师结合思政元素，以新型冠状病毒、流感病毒等病毒的防控案例为分析导向，以数据等事实依据对比分析国内外病毒爆发后的发展趋势与防控成效，培养继续教育学生的职业精神以及社会责任感，提升学生的集体主义精神以及政治认同感。然后，基于虚拟仿真平台，继续教育医学生在校外就可以不局限于实验室随时随地进入平台上高度仿真的虚拟实验环境，进行模拟实验基本操作，如模拟新型冠状病毒、流感病毒等病毒检测以及防控相关的基本操作，并可通过对实验场景以及操作流程的模拟形象化再现实验操作，在没有任何生物安全隐患的条件下不仅从无形中拓展了继续教育医学生学习的时间和空间；同时，直观、形象且互动化的教学模式提升了继续教育医学生对病原生物学课程的学习兴趣及其学习效率，并能充分调动学生的学习主观积极性，从而有利于提高学生动手操作能力培养以及实验操作技能水平，培养教育医学生成为具备扎实的安全知识理论与实操水平和正确的思想意识及核心价值观的医学人才。3.3增强继续教育生对病原生物的构建感以及沉浸式临感在实训环境以及过程中增强病原生物学理论知识与实践技能的紧密结合，同时基于虚拟仿真技术增设一些关于高致病性病原微生物或者实验材料具有放射性或剧毒的实验项目，缓解医学生对传染病等侵入性、近距离操作实践受限问题，缩小了学生与微观视域下微生物之间的差距，拓宽学生实验操作知识面，增强学生对病原生物形成直观生动性的构建感以及多维度、多层次、多感官的心理层面的沉浸式临感。这种沉浸式临感能够让学生专心专注地完成实验操作，且能体验到自身进步的幸福感以及知识获得感，让学生在发现问题、分析问题以及解决问题中顺利完成自身知识的迁移与建构。3.4促进教师指导以及培养继续教育生理论与实践相结合基于虚拟仿真实验平台结合优质多媒体资源，优化重构，拓展时空边界，实现病原生物学虚拟实训资源高效结合，课内课外联合互动，在课堂实训时，教师更能充分发挥其启发指导作用，对易错点以及重点难点进行有的放矢的讲解，实现实践技能高频次训练，有利于培养学生心手合一。如，通过课堂实训学习了解病原体的致病规律，引导学生分析一些传染病在我国被消灭的历程，通过虚拟仿真实验模拟一些传染病检测以及防控的相关实验加强培养学生的职业修养和道德修养，强化学生政治认同感和爱国主义情怀，使继续教育真正成为培养医学理论扎实、技能精湛高素质人才的教育。4病原生物学实验的“多媒体+虚拟仿真+课堂实训”教学模式实践效果采用上述实验教学模式，通过虚拟仿真实验，不会存在病原体污染，在节约教学资源的同时，能充分完成实验教学目的，进一步提高实验教学质量，强化医学生实验操作技能15-17。对学生开展随机问卷以及反馈调查发现：绝大部分学生对此模式还是认可的，能积极主动参与预习复习，其中 90%以上学生认为能够有效提高其学习效率，有助于强化实践技能；86%以上学生认为不但提高了学习兴趣，而且有助于拓展知识领域；82%以上学生认为对其创新能力培养等有显著促进作用；不到 1%的同学认为知识点太多、知识面太宽，从而占用较多的课余时