以能力为导向的病原生物学实验课改革

朱郇悯，麦璟莹，李小敏，黎银燕，颜穗凯，马长玲，袁竹青

(广州医科大学基础医学院，广东 广州511436）

在上个世纪的高等教育体系里，因条件和理念的认知，本科教育以课堂理论授课为主，实践教学为辅，学生普遍重理论轻实践。至本世纪初，实验教学的比重大幅度提高，与理论教学互相独立并密切联系，主张培养学生操作、协作和创新的能力［1］。随着网络技术的发展和冲击，获取知识的途径变得更为广阔且容易，伴随互联网成长的学生已非常习惯利用网络及电子设备进行学习，但其对知识掌握肤浅和快速遗忘的缺点也愈发明显。因此，如今线下教学更需要强化实验操作，通过学生自主动手实践而验证并获取知识，并将培养学生的综合素质和能力贯穿于学习过程中。本科学生通过专业性的实验学习，不仅能巩固理论知识，也能为其日后在临床、科研的实际工作中更主动和独立地解决遇到的难题打下坚实基础。

如今教学改革的本质，以培养学生主动的探索性学习及自主创新能力为主。多采用以问题为导向的教学。问题的引导关键是让学生在学习过程由学中做，演变为做中学，最后到学中创(在学习知识的过程创造新的知识)，而问题也并不拘泥于一定有标准答案。在这样教学背景下，本文以病原生物学实验课为例，探讨如何对实验课进行改革，培养学生探索的乐趣和创新的思维。

1 病原生物学实验课的特点

高等医学院校的病原生物学一般包含医学微生物学以及医学寄生虫学两门学科。医学微生物学的实验类别有基本操作技术(细菌的培养与接种、染色、消毒灭菌、病毒的培养等)和微生物的形态分类。各高校的编排会有所不同，但基本架构大同小异。医学微生物学实验的最大特点在于人手操作的内容占主导，而且至今在临床检验科的相关实验中大部分和微生物相关的实验仍没有仪器可以完全取代人手操作，对动手能力和技术有较高要求。寄生虫学则是按寄生虫的种类以及其在不同器官寄生的标本为主来安排实验，实验课偏重于学会通过观察形态辨别不同寄生虫种类。

无论是以操作为主的微生物学，还是以形态观察为主的寄生虫学，它们的实验课皆以生物学特点作为分类，停留在“点”的教学模式上，既没和临床疾病诊断密切联系起来，也没有为科研思维的培养提供支撑。学生上完实验课后一两年后知识随之遗忘不少，待他们真正进入临床或者科研岗位的时候，一切所学仿佛归零。

2 基于临床思维的病原生物学实验课架构整合

为了开发学生内在的探索欲望，首先要提高其学习兴趣，把知识与实际应用相联系是最直接的方法。将实验课内容与临床或者科研一体化，使学生全程高度参与，建立一个有始有终、系统完整的逻辑概念是整合实验课架构的方向。为此我们把病原生物学实验课分为基础实验模块，和应用实验模块。基础实验模块内容包括细菌、病毒、真菌、寄生虫的生物学性状观察，及接种与培养、染色观察、消毒与灭菌、涂片制作等实验基础技术。应用实验模块则以传播途径和感染的器官系统为线索构成：1) 消化道感染病原生物，如埃希菌属、志贺菌属、沙门菌属、弧菌属、轮状病毒、肝炎病毒、肠道蠕虫、华支睾吸虫和原虫等；2) 呼吸道感染病原生物，如分枝杆菌属、肺炎链球菌、葡萄球菌、链球菌、呼吸道病毒等；3)经皮肤感染病原生物，如破伤风梭菌、血吸虫等；4)性传播疾病病原生物，如淋病奈瑟菌、H IV、阴道滴虫、耻阴虱等［2-4］。以临床病例讨论开始，取学生自己的标本(粪便、尿液、痰液)或实验室自制可控标本，逐步进行病原体分离、培养；染色观察；生化反应及血清学检查等，模拟从临床标本到病原学诊断的全过程。

医学院校的不少专业的学生(如临床、麻醉、影像等)真正进入本专业工作后，很大可能不会有机会直接参与病原生物学相关疾病的实验室诊断过程，思路一般会局限在自己的工作范围。因此，在其求学期间，构建相应的实验诊断思维，即可提高当下的学习效率和质量，更重要的是加深他们在未来的职业生涯中将专业能力和基础知识联系的能力及科研敏感性，拓宽诊断思路［5-6］，以走的更稳更远。当基于临床思维，把理论知识与实际应用相结合之后，我们就能更好地向学生提出问题，让他们自己尝试解决。探索和创新都融合于提出问题和解决问题的过程之中。在此过程中，着重培养其探索知识，发现问题并解决问题的能力，并鼓励学生开放思路，勇于创新，从而激发他们内在的探索和创新的欲望。

3 运用以学生为主的教学方式

以学生为主的教学方式有以问题为基本的PBL，以案例为基本的CBL，以团队为本的TBL，以及以科研为基本的RBL 等，最终目的都是把传统以老师为主导的灌输知识教学方式，变为以学生为主，学生提出自己的想法，老师作为引导的教学模式。这些运用会有所侧重，经过课程的整合后，我们认为CBL 以及TBL 的模式更符合病原生物学的实验课。

以临床腹泻(消化道感染病原体)为病例蓝本讨论：临床症状有何提示，需要做哪些检查，通过怎样的检查流程，如何分析前期结果并对后期实验进行调整，如何优化实验进行相应的鉴别诊断等。先以小组为单位讨论出初步方案，然后全班同学一起查缺补漏，补充较完整的检查项目；随后分组进行实验并对结果再次进行讨论分析，确定下一步实验；最终总结所有结果，确定病原体。如此，模拟了从一个临床案例到一整套系统的实验诊断的流程。学生不仅学会了实验技能，也掌握到如何运用这些实验技术去解决日常临床症状疑问的思维，因解决了问题而获得成就感、自信心及对知识的渴望自然随之而来。

在保证整个实验完成度的前提下，针对不同专业的学生，实验设计也将有所偏重：临床专业学生会更多的以病例入手，从症状中找线索；检验专业的学生侧重强调对整个检查流程的设计、细化、优化；生物技术专业的学生更偏重从整个过程中学习科研思维。

基于一个年级有近千名学生，需要考虑合理的资源分配。以三到四人为一小组进行实验，自然而然的设定成TBL 模式。在此模式中，老师应该重点关注如何做好引导工作，让小组中的每个成员均充分参与，互相协助、共同完成实验，从而培养团队合作意识。

4 善于利用互联网以及多媒体的教学手段

在电脑与互联网技术发展空前蓬勃的今天，从当年电子幻灯片POWERPOINT 的诞生，到如今小视频无缝插入电脑网页以及手机各类应用；从泛名词多媒体，到如今慕课，私课，微课，雨课堂，在线直播课，虚拟仿真实验等精准特色名词，其本质都是把流媒体以最大程度的作用运用在各类网络平台上。作为老师的我们，也应善于利用网络平台，打造专业、高品质的，又能引起学生兴趣、吸引学生注意力的网络课堂。学生可以通过已经熟悉并喜欢的自学方式，提前、后补及扩充与实验课堂相关的专业知识［7-8］。

针于病原生物学的实验内容，尤其以操作为主的实验模块，通过一段专业视频向学生展示规范的实验操作技巧，不仅能够解决老师在课堂上无法兼顾每位学生均有最佳角度的示范操作问题，为老师减轻负担；也能够共享由于课时限制而不曾出现在课堂的实验准备步骤，让学生从最开始了解实验，弥补其对于实验准备的忽视，从点点滴滴培养科学精神。脱离了实验室空间的限制的在线视频，加上线上思考题的有效补充，提供给学生一个预习→实践→复习的闭环学习过程，最大程度上提高学习效果。包含互动语言程序设计的虚拟实验［9］，为学生提供了因实验安全条件或者资源限制而无法在课堂成型的内容的学习(比如一些因高致病性而必须要在BSL-3 实验室完成的实验)，显著扩展了学习的范围。

5 教学效果的反馈及展望

我们在学校的e 学中心网络平台上创建了病原生物学实验学习模块，发布了相应的微课小视频、实验指导及病例讨论案例、课后作业等学习资料。视频的观看完成度达80～90%，课后作业的完成度为100%，优秀率82%。教师们最直观的感受是：在课堂上，学生参与实验的积极性大幅度提高；表情从之前的懵懂茫然转变为现在常常的恍然大悟和惊喜；实验操作规范性也大大提升，带动减少由于操作失误导致的实验结果不理想，实验成功率均得到提升。

我们将进一步优化课程设计，把教学方法升级，将“翻转课堂”和CBL 结合一起，在课前通过网络给出临床案例，让每个学生均独立通过学习教科书和教学平台，及自己主动于课外获取的知识，设计实验诊断方案及思维导图［10-11］。提交初步计划，再于课堂与同学分享、讨论，和教师的适当引导，并且经自己动手实践和修正后，分析相关结果，完成最终验证结论。如此能使每位学生均独立完成并充分参与，尊重不同意见并引导学生通过实验的设计进行分析证明，从而开拓其探索和创新思维。

在网络平台适当加入相关的学术前沿资料，使学有余力的同学查阅学习，鼓励其提出疑问、构思课题。帮助他们利用自己的课余时间在实验室完成自己的设计性实验，让他们的创新思维得以顺利延展。

在获取知识的门槛大大降低，前沿信息又能随手可得的今天，学生能够获取知识的途径已远非在学校，课堂，老师或者书本。互联网以及搜索引擎的技术大大拓宽了他们获取知识的途径并缩短了索取答案的时间，从而提高学习知识的效率。而且通过图像，音效等多感官的视像媒体刺激，也让有深度的知识变为更容易吸收。但未经思考地快速吸收往往也伴随快速地遗忘。另一方面，互联网上信息混杂，似是而非的、错误的认识普遍存在；而学习过程中的注意力又极易被其他信息吸引，反而导致学习效果不佳。所以作为教师的我们需要及时调整自己的教学方式、方法，以学生为主导，引导他们的学习方向，呵护他们充满求知欲望的好奇心，让他们在医学专业生涯中学会怎么提出有价值的问题，怎么利用专业知识解答自己问题并由此推而广之获得新的知识。在如今的大数据、大信息环境，教师和同学共同进步，培养更多的高素质的综合性人才。