基于5E教学理念的病原生物学多情境课程体系的探索

杨 瑞,孙虹霞,夏 嫱,廖 业,王吉博

(1遵义医科大学珠海校区病原生物学教研室, 珠海 519041; 2遵义医科大学珠海校区第二临床学院)

感染性、传染性疾病作为公共卫生问题依然是人类健康的严重威胁,而病原生物学作为系统介绍病原体的重要课程,涵盖了病原体的形态、流行、致病、防治等知识,融合了多门课程,知识点繁杂且课程融合性高。在课程教学中,学生易出现学习兴趣低,对病原体的整体理解差,靠死记硬背完成考核,体现不出逻辑性、创新性、高阶性,同时无法理解相应疾病的个人、国家防疫政策的制定,给课程思政的有效融合也带来难度。基于以上问题,为改善病原生物学教学的固有模式,本文融合5E教学理念和多情境教学模式进行系统改革。5E教学理念是由美国生物学课程研究所(BSCS)开发的一种建构主义教学理论,由引入(engagement)、探究(exploration)、解释(explanation)、延伸(elaboration)和评价(evaluation)五部分组成[1,2]。教师“引入”病原体相关情境吸引学生,调动其学习的内动力;学生在情境中“探究”知识或信息并进行概念的重建,整合情境通过“解释”建立知识体系间的逻辑思维,在教师引导下“延伸”深化对知识的扩展、应用;教师再通过“评价”形成教师与学生、学生与学生之间的多方位、多层次的互动,促进学生主动积极地学习,以产生教学共振,激发学生的主体意识和创新精神。

1 病原生物学建立5E多情境课程体系的适切性

我国多数医学院校普遍存在“生多师少”的现象。这一天然劣势导致我国大多院校依然以大班授课(200人左右)为主且课时有限,很大程度上限制了多种教学模式(如翻转课堂、TBL等)发挥其最优效果。实际情况中,大班教学模式以教师讲授为主,师生之间的互动较难开展,学生学习兴趣弱、思维僵化,很少问“为什么?怎么办”。学生无法建立病原体各知识点间的逻辑关系,知识利用能力差,不符合创新人才的要求。学生人数多并不是影响教学效果的根本原因,根源还是在于教学体系不能适应目前的教学要求。病原生物学涉及免疫学、组织学与胚胎学、病理生理学、解剖学、诊断学、影像学等众多知识,呈现感染方式-致病机理-临床表现-流行特点-预防和治疗方式选择的严谨逻辑推理,很好承接了医学基础课和临床专业课程,能够培养学生的逻辑思维和临床思辨能力。病原生物学的课程内容涉及大量的疾病流行历史、人文典故、生活/临床病例以及不断革新的前沿进展,情境教学在本课程中具有独有优势。因此,教师以疫情情景(疟疾肆虐、丝虫消除、血吸虫防治历程等)、生活情境(半生食海鲜、肉类、野生动物等)、人文历史、疫苗防治进展、国家政策制定等为背景,在逻辑推理和讨论中推动课程内容[3,4]。同时,利用5E教学理念的引入、探究、解释、延伸和评价五步骤,将课程情境进行筛选、分类并系统化,使学生在情景中掌握基础知识,引导学生在情境中自主讨论、探究病原体与人体的关系,通过逻辑推理解释致病以及相应的临床症状,在具体案例、研讨、前沿文献检索中进行知识应用和延伸,制定防治策略、理解国家防疫方针和成就,在课程教学中体现科学性、实践性、学术性、趣味性,不断激发思维的火花,促进学生树立和培养科学精神和创新意识,提高学生的逻辑思维和临床思辨能力。

2 实施5E多情境教学,调动学生主动学习的内驱力,提高教学质量

课题组充分利用线上教学平台、线下课堂教学、第二课堂、教学比赛等形式开展5E多情境课程体系的教学活动。教师根据教学任务在线上平台发布课程信息,将课程简介、教学大纲、教学进程、筛选的情境素材等进行上传,公布学习目标和任务以及教学重点、难点,以方便学生对课程有总体的了解并自主学习。课堂教学是更深入的教学活动,通过教师和学生的互动,协助学生完成知识的深入和内化。第二课堂、教学比赛等形式使各学习小组在共同备课和分工演讲过程中既锻炼了口头表达能力,也培养了学生人际协调与团队合作能力。

2.1 多情境引入

教师通过多情境的引入,设计教学问题或引起矛盾的方法吸引学生,促使学生将注意力集中在教学问题上,引出教学任务,激发学生对知识的渴望和兴趣。①情境的分类、筛选及设疑:为达到吸引学生、提高学习兴趣、探究的目的,筛选相关病原体的介绍短片、历史流行视频、疫情实例、生活实例趣事或相关事件、历史人文典故等,布置延伸性问题、作业,以发挥学生学习的主动性,提高其课堂的参与度与积极性。如,引入我国疟疾疫情沿革视频及国际流行数据,设置问题:疟疾严重性、广泛性的原因?我国还有无疟疾?②高质量文献阅读:推荐1-2篇高质量文献,体现最新的知识和变化,使学生能了解最新动态,进一步提高学生的全国、全球视野,培养其数据挖掘、探索的习惯。如疟疾的最新流行文献,显示在新型冠状病毒流行期间世界疟疾患病人数和死亡人数都有明显增加。

2.2 在情境中的探究

本环节直接给予学生提供探索教学问题的机会。教师不再是教学的领导者,而是引导者。①需要带领学生逐步过渡到另外一个情景中并进行正确引导。情境的设置更具有知识性和专业性,设置的问题更具有导向性,以此完成基本的知识积累和教学目标的初步达成。如,教师通过疟原虫发现的历程和人文历史,在其中穿插疟原虫主要形态的描述;通过疟疾患者相关的科教视频引出疟疾的主要症状。②丰富PBL分段式教学,根据教学内容将案例分为多幕,通过每幕实现形态、致病、诊断等内容的覆盖[5,6]。我们可将学生分为若干学习小组,增强学生学习兴趣、协作工作能力,引导学生以临床思维思考问题,如通过疟疾的分幕将疟原虫形态和诊断方式、诊断时间的选择进行结合,将疟原虫的致病与生活史进行结合,在情境中初步建立教学内容各环节的逻辑联系。

2.3 在情境中解释

在吸引和引导学生探究教学问题基础上,教师鼓励让学生用自己的理解对相关问题进行阐述。此过程中,教师围绕知识的应用和疑难知识点进行针对性解答,并对课堂知识进行系统化梳理和总结,通过学生的阐述掌握其对知识的理解情况,及时发现问题、指出问题,引导学生朝着正确的方向理解。此环节是五个环节中的关键环节,是学生自我思维构建的过程。①教师需要分解、提取前两个阶段涉及的情境、素材、病例并重新整合,提出关键性、总结性问题,引导学生进行分析解答,也可由学生提出问题进行讨论。如正确理解疟原虫的宿主关系、致病阶段、感染阶段、感染途径,疟原虫如何导致疾病,正确认识疟疾的再燃和复发等,在情境中重新梳理并巩固各知识点间的逻辑关系,建立临床思辨能力。②学生通过课程融合达到知识的融会贯通。病原生物学涉及免疫学、组织学与胚胎学、解剖学、诊断学、影像学等多个学科的知识,通过知识主线的不断分支来达到知识融合的目的,实现知识的充分理解,建立更为牢固的知识逻辑关系。如疟疾的贫血机制除了涉及虫体对红细胞的损伤,还涉及如何理解红细胞的免疫损伤、脾脏功能正常和亢进下对红细胞的影响等;不同种类的疟原虫对不同阶段红细胞的侵袭性有差别,那么红细胞的发育过程亦可整合到课程。

2.4 在情境、素材中延伸

此环节是解释环节的延续。教师在此阶段提供新的情境和问题以巩固和拓展学生所学知识。学生通过在前一环节活动中获得的科学概念来解释、讨论新的科学问题。①教师建立新的情境,提出探索性或延伸性问题让学生去讨论,目的是使学生在情境中重新审视已经获得的知识、概念,扩展学生视野,提高思考的全面性,增加关联性知识。如教师引入贫血病人症状,讨论哪些疾病可以引起贫血,与疟疾贫血有何差别?引入新冠疫苗研发素材,讨论新冠疫苗为什么很快研发出来并进行应用,而疟疾疫苗为什么难以研发?②教师筛选和引入1-2篇最新的研究进展文献,提出延伸性问题,旨在将教学与最新科研进展结合,增加学生对知识的探索兴趣。如,引入青蒿素耐药性文献,使学生科学认识青蒿素的药物作用;介绍2021年成功研发的疟疾疫苗,与学生一起探索疫苗研发思路等。

2.5 评价

在5E多情境教学过程中,课程随着不同环节、情境的展开而不断深入。教师可综合评价贯穿整个教学过程中的各环节,通过形成性评价和总结性评价两种评价方式,了解学生在吸引、探究、解释、迁移等环节的知识形成情况和发展情况,以体现良好针对性与及时性[7]。①教师对学生学习过程、学习结果的评价:针对各个环节设置问题或发布任务,掌握学生的学习状况,也可通过课堂测试、小组成果展示、线上测试等方式精确掌握各环节的教学效果,评价学生分析和学习过程的优缺点,逐步培养学生发现问题、探究问题的能力,逻辑推导和临床思辨能力以及自主学习、自主探索的能力。②学生对各环节学习过程进行自主评价:自我总结学习过程中的缺陷,有助于培养自我反思和总结的能力,形成良好的学习习惯和适合自身的思维模式。③学生对教学过程的评价:通过满意度调查表、意见反馈表、线上反馈、小组反馈等方面,学生对教学过程、情境素材设置等进行评价,可以帮助教师修正教学过程中的不足,完善各教学环节,确保5E多情境课程体系的实用性和有效性。

3 思政元素融于5E多情境课程体系

《高等学校课程思政建设指导纲要》明确指出:“课程思政建设是全面提高人才培养质量的重要任务。”以往病原生物学的思政教学内容多集中在教学过程中的特定时段,形式僵化流于表面,很难完成思政培养目标。学生也仅仅是“看”和“听”,无法融于自身进而提升素养和情怀。5E多情境课程体系的建立,便于将课程思政内容自然融于教学过程,在情境中的思政更容易产生共鸣和推及己人[8]。教师在不同的情境中融入适宜的思政元素,将思政教育贯穿整个教学过程,可分阶段完成学生人生观、价值观、世界观的培养,涵盖医学生的人文素养、国家情怀、科研探索精神等各方面,实现立德树人,润物无声[9,10]。在“引入”阶段,通过背景知识/历史沿革和世界流行现状等培养学生的国家情怀和国家自豪感,提升国际视野。在“探究”阶段,通过情景分析和PBL团队合作,培养学生的自主学习和逻辑推理习惯,提升团队合作能力;通过人文历史同样可构建学生的严谨的科学精神和奉献精神。在“解释”阶段,通过课程融合讨论等进一步培养学生“好问、多想”的习惯,促进学生转变学习观念,增强学生的知识探索能力,培养学生临床思辨能力。在“延伸”阶段,通过知识的外延、探索和文献的评阅,增强学生的探索能力、创新能力。在“评价”阶段,通过各种评价方式和过程,在提高教学质量的同时也进一步培养了学生自我反思、自我总结的能力。

总之,教师通过病原生物学的5E多情境课程体系,突破授课模式的束缚,整合线上线下资源,形成以情景实例为背景、逻辑推理讨论为主线的教学体系,切实将以学生为主贯彻整个授课内容并加强学习过程考核;通过情景教学,提高学生的学习积极性、教学参与性、分析逻辑性、讨论互动性,培养协作能力、人文素养和国家情怀;在教学中突出高阶性、创新性、前瞻性、应用性,促进学生树立和培养科学精神、科学思维、创新能力、创新意识和逻辑推理、思辨精神,为提高医学课程教学质量、丰富教学方法和优化课程体系提供思路。