空间流行病学课程建设现状及其教学方法探讨

张志杰，姜庆五

复旦大学公共卫生学院流行病与卫生统计学教研室，上海 200032

1854 年英国医生John Snow在伦敦Soho区宽街霍乱暴发事件中，采用在地图上标注霍乱死亡病例的方法分析疾病传染源[1]，开启了从地理空间角度进行流行病学研究与探索的新思路。在贸易全球化、人口流动性强、全球气候变暖等背景下，疾病的传播也越来越多地呈现出跨区域性，而利用地理空间信息技术可以有效挖掘空间动态信息，这就催生了空间流行病学的出现。

空间流行病学是以经典流行病学的研究设计与学科思想为核心，融入地理学的现代空间信息技术与思维方式，基于空间统计学的方法消除或利用数据的空间自相关性，从地理学的空间角度研究人群中公共卫生事件发生风险的空间分布变异与变化规律、分析主导公共卫生事件空间异质性分布的影响因素、预测公共卫生事件的发生风险，最终从空间角度提出防治疾病、促进健康、优化卫生服务的策略和措施的一门流行病学分支学科[1]。随着空间信息技术在公共卫生领域应用的不断深化，人才需求也越来越大，而空间流行病学典型的学科交叉特点对授课教师的要求相对较高，我国又尚未建立完善的空间流行病学课程体系。因此，开展空间流行病学的教学与课程建设研究，对培养具有相应理论知识的人才具有重要意义。本文系统回顾了国内外空间流行病学的课程开设情况、参考书籍，总结了当前国内外空间流行病学课程的建设现状并对已有的课程教学方法进行探讨，以期为今后更好地开展课程教学，培养多元化人才提供参考。

1 国内外空间流行病学课程开设情况

现阶段国内各高校尚未开设专门的空间流行病学课程，但流行病学课程中会涉及简单的内容介绍，因此在课程内容布局、课时安排、教学方法等方向尚需探索。

国外空间流行病学课程的发展要早于国内，已有众多高校开设了该课程。加拿大多伦多大学达拉拉纳公共卫生学院开设的空间流行病学课程，旨在了解空间数据在流行病学中的应用，学习Arc-GIS、Geoda和R等相关软件；美国伊利诺伊斯大学开设的课程以讲座为授课形式，主要目标是让学生了解疾病的空间模式和GIS技术在具体分析中的应用，并通过典型的流行病学分析案例进一步提升对学科本质的认识；而加州大学旧金山分校所开设的课程，对空间流行病学的学习更偏向于具体应用操作，介绍了空间分析方法的使用策略、问题的研究设计等一系列过程，引导学生由浅入深地去认识空间流行病学。美国华盛顿大学、英国的伦敦卫生与热带医学院和加拿大维多利亚大学等也开设了相关课程，详见表1。

表1 国外高校空间流行病学课程开设情况Table 1 Spatial epidemiology courses in foreign universities

总体而言，国外课程涉及理论知识讲解、分析方法介绍、实际案例分析与应用，并根据课程面向对象的不同适当调整内容比例，但均侧重于空间分析的内容和应用，流行病学的研究设计与思想融入较少，并且传统的教学重理论而轻实践，导致学生在实际应用中存在短板。此外，80%以上的流行病学资料具有空间属性[2]，而如何高效地利用空间属性信息至关重要。特别是新冠肺炎疫情的全球流行，对空间信息的分析与利用提出了更高要求，如人口流动对其时空传播风险的影响分析[3]、传染源溯源的空间动态展示[4]等。为培养空间流行病学实践人才，促进空间流行病学在实际工作中的有效应用，亟需开展空间流行病学的教学与课程建设的相关研究。

2 国内外空间流行病学相关参考书籍

空间流行病学作为一门交叉学科，先后有不同领域的学者出版相关的参考书籍。如Paul Elliott、Jon Wakefield等著有的SpatialEpidemiology:MethodsandApplications于2000年出版，是较早讲述空间流行病学方法和应用的经典书籍；张志杰、姜庆五等编著的《空间流行病学》从空间数据类型的角度出发，通过对研究案例和十余个常用软件的介绍，将技术与方法运用于现实工作。为了更好地了解国内外空间流行病学的资料，笔者对国内外有关书籍进行了整理。见表2。

这些空间流行病学的书籍详细地阐述了空间流行病学的基本原理和理念，并从流行病数据分析的角度对涉及到的空间分析方法进行了系统归纳和总结，且各具侧重点，兼顾了多方面需求，以这些书籍为参考能够让空间流行病学的课程内容设计更为完善和准确。但是这些书籍着重于方法描述和实际应用，未能融入空间流行病学的研究设计内容。在空间流行病学的课程建设之中，空间流行病学的研究设计是必要的部分，因此，在未来课程教学设计中应将其与理论知识的学习进行融合，才能使课程知识更为系统连贯。

3 教学方法探讨

为提高教学质量，更好地将学科知识融入教学过程之中，诸多学者基于传统教学模式，结合现代新型技术手段，提出一系列课程教学模式与方法。通过借鉴这些已有的教学方法可为今后空间流行病学的教学提供思路。

3.1 翻转课堂 一般教学过程分为知识传授和知识内化两个部分。在传统教学中，知识传授一般是通过老师的课堂讲授来实现，知识内化是通过学生的课后作业或实践实现。但在翻转课堂中，知识传授在课堂外以信息技术辅助的形式实现，知识内化则是通过课堂中老师点拨和学生间的互助实现[12]。在互联网支持下的协作学习环境中，教师和学生的传统角色发生了变化，教师由知识传授者转向了学习促进者，学生成为自我学习的控制者。空间流行病学课程由于存在学科交叉，需要学生课外了解相关背景知识，因此合理地安排课外的学习时间并进行课堂讨论显得尤为重要，可以提高学生知识掌握程度。

3.2 微课程 微课程是一种适应现代快节奏，适合移动学习、泛在学习、碎片化学习等，围绕某个教学主题精细化设计的长度不长于10分钟的内容精、容量小的新型课程形态[13]。微课程的设计上，知识点需要进行微型化处理，通过微课程脚本进行知识点的切割处理：将传统教学内容分割成“主题-话题-学习对象”三部分。合理运用视听媒体技术，除了屏幕录制软件和PPT，还可采用电子黑板系统，如“可汗学院”的微型教学视频，教师不出现在屏幕中，但以手写板书形式引导学生思考，拉近了学生和教师心理距离。同时从优化学习体验角度出发，微课程能够艺术化和幽默化课程知识点[14]，增强艺术表现力和情境感染力。在空间流行病学的课堂教学设计中，将相关教学案例合理利用微课堂的手段进行拆解，把知识碎片化，有助于学生课堂知识学习效率的提升。

3.3 问题驱动教学法 问题驱动教学法即基于问题的学习（problem-based learning，PBL），旨在通过学生执行学习任务来实现理论学习与实践应用相结合，并运用知识与技能提升自主学习解决实际问题的能力，小组成员共同参与是PBL的课程特点[15]。PBL方法重点是在理论学习之前，从实际案例中选出有代表性的科学问题，再通过学生协作的方式运用所学知识对问题进行探究，最后组织学生讨论[16]。在空间流行病学教学中，利用PBL法学习疾病风险的空间聚集性分析时，应先找到与理论有关的实践案例，如探索湖北省2004—2011年全省各县本地疟疾的时空分布特征，基于案例提出如何应用疾病聚集性分析方法发现疟疾在空间、时间上是否存在聚集性，接着带着疑问学习空间聚集性分析方法，得出全局空间自相关分析和局部空间聚集性分析可以更好地展示疟疾发病聚集性的结论，由此加深对该理论的理解。其后安排学生进行软件操作、上机练习，从而将理论和实践结合更加深入。

3.4 案例教学法 案例教学法是通过提供教学案例或教学情境，引导学生充分讨论案例，以此梳理问题和讨论解决方案的互动式教学法。案例教学法可以大幅度提高学生的学习兴趣，积极推进互动学习和思维辩证练习，有效提升学生解决实际问题的能力[17]。在空间流行病学的授课过程中，引入真实案例以供学生讨论，再与实际的解决方案对比，使得学生对相关知识的应用理解更为深入。

3.5 反思教学法 反思教学法主要从教师自身和实际教学过程出发，探索教师在课堂中为什么这样做和怎么做的问题，需要教师有意识地回忆和思考教学经验，并作为评估和制定教学计划的基础[18]。一方面反思使教师逐步成熟，获得全面发展，另一方面学生成为反思实践者，教学效果更佳[19]。目前反思教学的主要手段有：①课堂观察：即听课活动，通过听其他教师的课，观察课堂情况；②课程报告：通过有条理的清单、表格回忆课堂内容，有规律监测课堂内容；③教学日记：记录有意义的教学经历与经验，以供日后反思；④协作性日记：教师们互相阅读并讨论对方的教学日记；⑤教学效果调查：教师在课堂内进行小规模的调查，改进课堂实践[20]。由于国内空间流行病学课程尚未在相关高校开设，授课教师需要通过观摩国外课堂、整理课堂报告等方式提出并总结对空间流行病学课程的见解，为未来教学工作和自身发展做好参考。

3.6 混合式教学模式 混合式教学模式是在传统教学模式的基础之上，与现代数字化、互联网等技术手段相结合而产生的新型教学模式和学习方法[21]。混合式教学将传统教学模式中对学生的指导、启发和管理等优势结合数字化教学手段的灵活性，使其能够在提高教学质量的同时激发学生的主动性和积极性[22]。基于混合式教学方法的特点，搭配立体化教学资源，更好地满足混合式教学的需求[23]。教学资源面向教师，提供教学资料、教材等，便于教师展开教学活动。学生资源面向学生，全方位为学生提供课前、课中及课后学习资源，更好地服务于学生群体[24]。在空间流行病学的授课过程中，教师可随时发布教学内容及相关教学文件，如案例模拟数据，便于学生在课外进行实践活动，巩固课堂中所学理论。为及时处理学生的问题，教师可通过在线答疑和学生实现有效互动，并将其中普遍性的问题加载到数据库常见问题列表中，以方便全体学生查看。

3.7 基于BOPPPS教学模型 BOPPPS教学模型是一种有效果、有效率、有效益的教学模式，也被称为“有效教学模式”，强调教学过程中学生要全程参与，为达到教学目标构建了6个环节：课堂导入（bridge-in）、课堂目标（objective）、课堂前测（pre-assessment）、课堂参与（participatory-earning）、课堂后测（post-assessment）、课堂总结（summary）[25]，是一种强调学生参与和反馈的闭环教学模式。教学前首先激发学生学习兴趣，明确教学目标，接着通过前测获取学生对授课内容的了解程度，并以此安排教学内容；教学中教师积极引导学生参与，实现教师和学生的全方位互动，是整个教学活动的核心；课后通过后测来确定学生的知识掌握程度；最后教师进行总结反思，为之后的课程教学做准备。由此看出，这6个环节既相互独立又相互关联。对于新开设的空间流行病学课程，采用BOPPPS教学模型，能够让学生在课堂上注意力更加集中，参与度进一步提高，教师也能及时得到反馈，并可以结合学生的实际情况调整教学策略，制定更为合理的教学方案，形成良好的循环。

上述7种教学方法从课堂内外为空间流行病课程建设提供一定的思路。其中，翻转课堂教学方法适用于课外的知识点预习和巩固，有助于提高学生学习的自主能力。课堂授课可采用微课程、基于问题的学习、案例教学法、混合式教学模式以及基于BOPPPS教学模型等教学方法，这些教学方法具有很强的互动性，不仅提高了学生的学习兴趣，还加深了学生对知识点的理解和掌握，对于空间流行病学课程的开展有一定的优势。对于新兴课程的建设，还应当进行反思教学法，促进教师提高教学质量，从提高教师能力角度提高教学效果。

4 展望

在新发、再发传染病频发的背景下，国际社会越来越重视卫生健康问题和公共卫生体系建设[26]，而空间流行病学为公共卫生体系建设过程提供了有力的理论和技术支持。然而空间流行病学涉及传统流行病学、地理学、遥感、统计学、生态学等不同学科的内容，覆盖面广、要求高，因此在教学上存在较大难度。通过系统回顾国内外空间流行病学的课程开设情况、参考书籍等，总结当前国内外空间流行病学课程的建设现状并对已有的课程教学方法进行探讨，为今后空间流行病学的课程教学提供一定的思路，为培养多元化人才提供支持。建议未来应当吸纳多学科、多专业的教师参与空间流行病学的课程建设，促进不同学科之间的内容融入，提高教师专业性；同时结合已有的教学方法和模式的优点，开创出适用于空间流行病学课程的方法，以便更好地开展空间流行病学的教学工作。

利益冲突声明全部作者声明无利益冲突

作者贡献声明张志杰负责论文撰写；姜庆五负责论文指导与监督