环境卫生学综合设计性实验教学改革和探索

梁瑞峰,杨守林,刘海芳,张志红,白剑英,张红梅,夏 娜,秦小江,范 晔

(山西医科大学公共卫生学院，山西 太原 030001)

环境卫生学是预防医学的重要分支学科，也是一门理论性和实践性均较强的应用型学科。实验教学是环境卫生学教学的重要环节，也是加深学生对环境卫生学理论知识的理解，培养基本操作技能，提升综合素质的重要途径，在整个教学过程中占有非常重要的地位[1]。然而，目前多数医学院校环境卫生学实验教学仍采用教师讲授实验内容，学生根据教师讲授按部就班进行实验操作的传统教学方式，既不利于培养学生的动手能力和分析解决问题能力，也不能很好地满足当今社会对预防医学专业创新人才的需求。综合设计性实验在创新性人才培养过程中起至关重要的作用[2]，对培养医学生独立思考能力、综合设计能力，充分发挥学生的创新能力和主观能动性，提高学生实践能力等具有十分重要的作用[3]。教育部《普通高等学校本科教学工作水平评估指标体系》(A级)规定“有综合性、设计性实验的课程占实验课程总数的比例≥80%”[4]。为满足社会对创新型医学专业人才的需求和进一步提高环境卫生学实验课教学效果，本研究分别采用传统教学法和综合设计性实验教学法对预防医学专业学生实验教学进行比较研究。

一、研究对象

山西医科大学公共卫生学院2013级预防医学专业7个班共219学生。

二、研究内容和方法

(一)研究内容。

对照组传统验证性实验“空气中总悬浮颗粒物(Total Suspended Particulates, TSP)、二氧化硫(Sulfur dioxide, SO2)浓度测定”。实验组基于上述实验设计的综合设计性实验“山西医科大学迎泽校区空气中TSP、SO2浓度测定与分析”的教学效果等进行评价。

(二)研究方法。

教师在讲授大气卫生理论课时，将实验教学的内容、改革目的及思路向学生说明，采用整群随机抽样将学生分为实验组(1班、5班)和对照组(2班、3班、4班、6班和7班)。实验教学由环境卫生学教研室教师以班为单位，按每5～6名学生为一个实验组形式开展。

实验组采用综合设计性实验教学法，具体步骤如下：(1)学生分工。各班班长和学习委员根据实验需要及学生特长将本班学生分成若干组(分别负责实验方案设计、实验准备、实验操作、数据分析和质量控制、撰写报告)，组内学生既分工明确又相互配合；(2)方案制定。各组学生通过查阅文献、集体讨论，制定实验方案，教师以问题为导向指导学生对方案进行讨论、修改，形成本班实验方案；(3)实验准备。负责相同实验环节的学生按照实验方案选择实验仪器并校准，配制实验用试剂，确定采样点和采样时间；(4)实验操作。课前进行预实验并确定最终方案，正式实验时以组为单位，按每名成员负责一个实验环节，所有学生全程参与的模式进行实验；(5)报告撰写。以组为单位对实验数据进行分析讨论并撰写报告；(6)效果评价。采用考试(总分20分，其中：单选题6分，多选题6分，简答题4分，论述题4分)和调查问卷对学生实验设计能力、操作能力、分析解决问题能力、协作能力、实验效果及意愿等进行评价。在整个实验教学过程中，教师仅就个别疑难问题进行指导。对照组采用“教师讲授—学生操作—学生书写报告—教师审阅报告”的传统实验教学法进行实验教学，采用与实验组相同的方法进行教学效果评价。

(三)统计分析。

采用SPSS 22.0统计软件对数据进行分析，计量资料比较采用t检验，等级资料比较采用Mann-Whitney U Test，检验水准为0.05。

三、研究结果

(一)两组学生基本情况。

实验组64人，收回问卷62份(男生问卷15份，女生问卷47份)，有效问卷回收率96.88%。对照组155人，收回问卷155份(男生问卷37份，女生问卷118份)，有效问卷回收率100%。两组学生无性别差异(χ2=0.003,P=0.960)。两组学生本实验前一学期期末成绩排名无统计学差异(χ2=5.860,P=0.210)(见表1)。

表1 两组学生本实验前一学期期末成绩排名比较(n)

(二)两组学生实验相关知识的成绩比较。

实验组学生单选题得分、多选题得分、简答题得分、论述题得分和总分均显著高于对照组(P<0.05)(见表2)。

表2 两组学生实验相关知识的成绩比较

(三)两组学生环境卫生学实验课改革意愿的比较。

与对照组相比，实验组学生更希望进行改革(U=3510.000,P=0.001<0.05)(见表3)。

表3 两组学生环境卫生学实验课改革意愿的比较(n)

(四)两组学生参与综合设计性实验的态度比较。

与对照组相比，实验组学生更愿意参与综合设计性实验，具有统计学差异(U=3938.000,P=0.025<0.05)(见表4)。

表4 两组学生参与综合设计性实验的态度比较

四、讨 论

环境卫生学实验不仅担负着向学生传授环境卫生学知识、验证相关理论和掌握实验技能的重任，且在提高学生分析解决问题能力，培养严谨务实态度，掌握科学思维方式，养成优良科学作风和协作精神，自觉探索真理等方面具有十分重要作用[5]。然而，传统环境卫生学实验教学采用验证性实验教学模式，只注重学生的实验技能，忽视了对其综合素质及创新能力等的培养，已不能满足社会对环境卫生人才的要求[6]。综合设计性实验是给定实验目的和条件，由学生应用已学理论知识及实验技能，自行设计实验方案、确定实验方法、选择实验器材、拟定和实施实验操作，分析实验结果并撰写报告的教学模式[7]，在专业人才培养过程中占有举足轻重的地位，已成为培养专业素质和创新思维的关键性教学环节之一[8]。预防医学专业开设综合设计性实验，既是进一步提高医学生创新能力和综合素质的基本要求，也是医学教育改革面临的艰巨任务[3]。本研究采用考试和问卷调查方式对传统实验教学法和综合设计性实验教学法的教学效果进行了比较。研究发现，在学情一致的情况下，实验组学生对实验相关知识的掌握程度明显优于对照组，且教学效果明显提升，与陈道俊等研究结果一致[9]。而且，综合设计性实验更有利于学生了解科研过程、培养科研思维、提高创新能力和增强团队协作等，这可能与实验组学生参与从实验设计到报告撰写的全部过程，对科研活动理解更加深刻有关。此外，实验组学生更希望进行实验改革，也更愿意参加综合设计性实验，可能与综合实验能大大提高学生的实验兴趣和参与度有关。

综上所述，综合设计性实验教学法是一种值得在环境卫生学实验教学中推广应用的教学方法。但是，如何克服综合设计性实验所需时间较长,实验设计复杂，涉及知识点多，难度较大等特点有待进一步研究。