中医药院校临床微生物学检验实验教学改革探索

杨 芳 陈 晓 吴 媚 胡佳杰

（湖北中医药大学检验学院，湖北 武汉 430065）

0 引言

临床微生物学检验是检验医学专业重要专业主干课程之一，综合了临床医学、病原生物学和免疫学、临床抗菌药物学和医院感染流行病学等多方面的知识和技能。其目的是研究感染性疾病的病原体特征，对感染性疾病进行快速、准确的实验检查，指导临床合理使用抗菌药物，预防耐药性产生，对医院感染进行监控进而防止医院感染事故的发生。临床微生物学检验是各医院检验科手工操作最多的部门，而微生物学检验实验教学是临床微生物学检验课程的重要组成部分，其目的在于培养学生在临床检验工作中独立思考、独立实验和分析结果的能力。传统临床微生物学检验实验教学已经无法满足医学检验技术的不断更新，不利于培养综合性检验人才。为了使学生具备扎实的临床微生物学检验实验操作技能，适应未来在医院检验科的工作，近几年来，我院开展针对医学检验专业学生的临床微生物学检验实验教学有一些新方法的尝试，同时也取得了不错的教学效果。本文提出教师可以整合已尝试的新实验教学方法，兼并信息化技术手段开展多元化实验教学模式，为进一步改进临床微生物学检验实验教学提供重要参考。

1 传统实验教学中存在的问题

传统的实验教学内容和方法均无法满足临床病原微生物种类的不断增加和临床症状的不断变化，其主要集中在以下两方面：其一，教学模式单一，传统临床微生物学实验教学内容基本围绕基础验证性实验开展。以教师讲授实验目的、实验原理和实验方法为主，辅助进行实验操作演示，然后学生根据教师所讲方法和演示步骤并参照实验教材的实验步骤进行实验操作，记录实验结果，分析实验现象，并完成实验报告。因为上课人数众多，部分学生因为位置或视线角度等因素，往往无法看清教师在演示实验过程中的每个步骤和细节，进而影响学生自主实验的过程。这种教学模式导致学生不经过思考而被动进行实验，照葫芦画瓢，对实验课程兴趣和积极性并不高，甚至出现部分学生直接参考实验教材的结果完成实验报告。长此以往会造成学生动手能力低下， 被动接受实验安排，缺乏思考和分析问题的能力，不利于今后临床检验实践。其二，临床微生物种类繁多，实验课时和经费预算有限，无法保证在实验教学中完成所有临床微生物学实验。再者，出于实验室生物安全的考虑，很多高致病性病原菌的实验受实验室条件的限制无法开展。但是临床检验中又会出现这些无法在教学实验中开展实验的病原菌或病毒，因此导致传统的实验教学内容与临床工作脱节。

2 实验教学方法的改革

2.1 PBL 教学法的应用

以问题为基础的PBL （Problem-based learning 简称PBL）学习教学法，由美国医学教育改革先驱者霍华德·巴罗斯于1969年在加拿大麦克马斯特大学创立。它以临床问题作为激发学生学习动力和引导学生掌握学习内容， 在医学实验教学中的应用很广泛，现在已经逐渐应用于医学微生物学、临床寄生虫学与检验、临床微生物学与检验等实验教学中。从2016年起湖北中医药大学检验学院在临床微生物学检验实验教学中开展PBL 教学， 也取得了较好的教学效果。在细菌的生物化学鉴定实验中，教师提前给学生布置一些与本实验相关的问题， 让学生按照四人组队，课前自行查阅资料并准备PPT，然后在实验课上每组同学分别给全班同学讲解某种细菌某种生化反应的原理、现象和结果，其他同学根据该组学生讲述内容结合已学理论知识，提出问题并探讨，教师总结后，学生再开展相应实验。细菌的生物化学鉴定在检验科临床微生物学中运用非常普遍， 是临床病原菌鉴定的基本步骤和方法之一， 具有操作简单可快速得到结果的特点， 因此医学检验专业学生需要熟练掌握本部分理论知识点和实验技能。PBL 教学法既利于学生理解细菌的生物化学反应原理及其他理论知识， 也能促使学生运用所学理论知识根据实验结果解释实验现象，得出客观的实验结论。

2.2 调整实验教学内容，增加综合性实验

基础验证性实验目的在于使学生了解和掌握微生物实验的基本操作步骤和实验原理，主要包括显微镜的使用、革兰氏染色法、培养基的制备和细菌接种技术、消毒与灭菌、细菌的生化反应等实验内容。综合性实验是指在学生具有一定理论基础知识和基本操作技能的基础上，对学生实验能力和实验方法进行综合训练的实验。只有熟练掌握“无菌接种技术”和“革兰氏染色方法”等基本实验操作，学生才能参与综合性实验。

受实验学时（32 学时）和实验经费等因素限制，我院仅开设了血液标本中病原性球菌分离鉴定和药敏实验、粪便标本中肠杆菌科分离和鉴定实验、痰液或尿液标本中绿脓杆菌的分离鉴定和药敏实验等综合性实验。学生根据已知理论知识查阅资料分析 “病例”，设计合理的实验方案，由教师确立实验步骤后再进行实验， 学生独立完成病原微生物的分离培养、纯化培养、生物化学鉴定、药敏实验、免疫检测等实验内容。实验结束后学生反馈实验效果良好，用模拟临床标本作为实验对象，能让学生由被动操作转变为主动思考，学生清楚地明白临床病人发生感染后，针对病原微生物检测的完整步骤和方法该如何选择，也没有出现重复性实验，不会让学生产生厌学的情绪，始终保持“第一次实验的新鲜感”，学习热情高涨。开展综合性实验能促进学生综合运用临床微生物学检验理论知识，提升实验操作技能，增强学生动手能力、沟通表达能力和团队合作意识， 是提升学生全面考虑问题、解决问题的有效方法，同时让学生具有亲身进入临床的真实体验感。

2.3 增设虚拟仿真实验

虚拟仿真技术是利用计算机技术构建高度仿真的虚拟实验环境，通过人机交互和网络通信等技术模拟实验操作流程和场景，以实现虚拟教学实验目的的一种新型教学方法。虚拟仿真实验过程完整、图像清晰，其中设置有很多实验问题，学生只有正确回答问题后才能进行后续实验，学生可以无数次观看实验过程和重复实验操作，当操作错误时会有提示，可及时修改，避免了传统实验教学中因操作错误而无法更改实验步骤和出现错误实验结果的问题。虚拟仿真实验教学具有以下优势：第一，能更加生动、形象、直观地将实验技能传授给学生，提高实验效率；第二，加深学生对理论知识的理解，丰富实验教学内容，优化教学资源；第三，节约成本，扩充实验教学时间和空间，激发学生学习兴趣；第四，保障学生实验安全性。近年来， 虚拟仿真技术已经广泛应用于高校实验教学中，比如在医学微生物学实验教学中运用广泛。由于临床微生物学检验实验中涉及大量第三类甚至是第二类病原微生物，基于实验室生物安全的考虑，很多病原微生物尤其是病毒实验无法开设， 现在可以新增虚拟仿真实验来补充因实验室条件有限等因素而无法开展的实验内容，通过“以虚补实”方式来加强学生生物安全意识，提升学生学习积极性，提高教学质量。

虚拟仿真技术涉及大量的动画和影像资料的制作与专业处理，需要较高的前期制作成本，由于我校用于实验教学的经费有限，目前我院无法自己独立制作设计虚拟仿真实验。但是，教育部从2018年开始在国家虚拟仿真实验教学课程共享平台（http://www.ilab-x.com/）上发布了国家虚拟仿真实验教学项目，到2020年年底已认定为“国家虚拟仿真实验教学一流课程”的项目有700 余门，覆盖了41 个专业类，168 个专业。其中医学技术类31 个，基础医学类124 个项目。我院教师可以运用现有平台选择增设部分虚拟实验项目，可开设如下实验：脑脊液中常见病原微生物的分离鉴定虚拟实验（安徽医科大学）；乙型肝炎病毒感染的分子诊断（山东大学）；肠道致病菌分离与鉴定虚拟实验（安徽医科大学）；BSL-2 实验室中流感病毒分离鉴定虚拟仿真实验（北京大学）。学生通过利用课外时间和网络学习并模拟操作上述实验技术，通过反复练习操作，既能巩固所学理论知识，同时又能在保证学生安全情况下让学生尽早熟悉和体验临床实践过程，培养临床思维。

3 结语

实验教学是临床微生物学检验课程的重要组成部分，有利于巩固学生对理论知识的理解，微生物实验操作技能在临床检验工作中有着不可替代的地位。为了培养优秀的检验人才，教师在实验教学工作中应考虑选择合适的教学方法，而多措并举是提升教学质量的重要手段之一。PBL 教学法能激发学生学习的主动性，培养学生分析和解决问题的能力。开设综合性实验能锻炼学生全局看待和解决问题的思维能力，并提高学生的实验操作技能，增强学生沟通能力和团队合作意识。虚拟仿真实验教学通过信息化技术手段将因实验室条件不允许开展的实验变成可能，是对传统教学内容和方法的有效补充，开设虚拟仿真实验不仅能优化教学资源，同时也让学生开阔视野，激发学习的主动性，更加身临其境地体验临床实践工作，是一种值得推广应用的教学手段。希望我院尝试多种方法融合运用于临床微生物学检验实验教学，利于临床微生物学检验教学质量的提高，为各医院培养综合性检验人才做准备。