学科交叉与环境卫生学传统教学的融合

陈超

［摘 要］在新时代医学发展背景下，学科交叉对于重大科学问题的助力日益明显。环境卫生学是预防医学中综合性、应用性较强的学科。现阶段在环境卫生学领域中，本科教学内容经典但部分内容较为陈旧，科学前沿研究则呈现出明确的多学科融合趋势。因此，基于科学研究前沿从多方面对环境卫生学进行学科交叉建设，是满足当下社会对预防医学人才需求的重要途径。

［关键词］环境卫生学；学科交叉；教学方法

［中图分类号］G42文献标志码：A

环境卫生学是研究自然环境和生活环境与人群健康关系的一门学科，旨在解释环境因素对人群健康影响的发生、发展规律，为充分利用环境有益因素和控制环境有害因素提出卫生要求和预防对策，最终增进人体健康，维护和提高人群健康水平。环境卫生学是公共卫生预防医学专业的一门主干学科，也是环境科学不可或缺的重要组成部分。同时，环境卫生学是医学当中实践性很强的应用学科之一，强调复杂的环境暴露因素与人类机体之间的互作关系。该课程对于医学生在疾病防控和临床服务过程中树立环境观、预防观和大健康观非常重要［1］。因此，环境卫生学课程经常通过大量的现实案例将知识点进行串联。重要的是，该领域前沿科研成果更新快，动手实验和交叉学科内容相对较多，导致许多案例经典但相对陈旧。近年来，随着人才培养方案的修订和教育改革的深入，传统的教学方法已无法满足预防医学专业人才的需求。随着“健康中国”战略的提出，国家积极推进“新医科”建设，学科日益融合，包括环境卫生在内的公共卫生的概念已经超出了医学的范畴［2］。人工智能、现代毒理、环境应用等多种新融合发展理念也逐渐深入环境卫生学的研究领域。因此，推动环境卫生学与工科、理科、人文社科等多学科进行交叉融合，是环境卫生学发展的必然趋势。本文旨在探索如何将现代毒理学、生物信息学、环境化学等交叉学科内容引入环境卫生学的教学内容，促进学生综合素质的提升。

1 环境卫生学强化學科交叉的基本方法

1.1 优化学科建设、融合教学资源

学科建设和教学资源整合是环境卫生学强化学科交叉的基础，相关学科背景的师资力量引入是实现这一目标的重要途径，而紧密联系社会需要则是学科建设的核心依据。新时代的社会发展对创新型、复合型、应用型人才具有迫切需求。高校可以采取设立交叉研究机构和平台、设立交叉研究课题和经费、双聘或兼聘教师、交叉培养研究生等政策措施，加强学科合作，促进交叉融合［3］。另外，随着近年来线上课程趋近完善，利用超星等线上平台增设与环境卫生相关的交叉学科推荐课程，增加慕课、精品课程等在线资源利用率，能够有效促进学生利用碎片化时间主动进行自主学习。

超星网络教学平台是本校主要的线上教学与管理平台。在环境卫生学交叉学科建设方面，超星网络教学平台也在积极探索和推动。环境卫生学涉及许多学科领域，如环境监测、环境毒理、生物信息等，而超星网络教学平台提供了全面丰富的教学资源，如各个学科领域的多媒体课件、学习资料等教学资源，这些资源可以满足学生课内和课外的学习需求。同时，超星网络平台提供在线交流互动。在这其中，本校环境卫生学设置了独具特色的课外学习讨论版块。通过学生与不同学科教师的实时交流互动，可以促进学科之间的相互交流和交叉。学生可以在平台上与教师和同学共同探讨和解决环境卫生学中的问题，促进跨学科知识和技能的共同提升。

1.2 环境卫生学课程中的交叉性学科分析

学科交叉所涉及的知识，既包括探索性的学科交叉成果，更涵盖因解决重大科学问题而产生的具有极高应用价值的理论成果。而本科生阶段的人才培养，除满足社会既有的生产力要求，更重要的是为其进一步跨入创新性研究领域做准备。因此，学科交叉内容在包括环境卫生学在内的大部分课程中，都是实现这一目标的知识体系重要纽带。

为实现交叉学科融合，首先需根据环境卫生学知识体系科学地设置交叉领域。近年来，生物信息学、现代毒理学、环境化学等学科与传统环境卫生学的融合越来越具有现实需求。一些毒理学的新技术、新方法，包括生物芯片技术、组学技术、高灵敏检测技术、干细胞培养技术能够为环境卫生提供更多手段，开辟新的研究领域［4］。因此，在环境卫生学的教学中，应适当联系毒理学新方法推动本学科知识体系或应用领域的更新换代。生物信息学是现代生命科学发展过程中生物医学与数理科学、计算机科学相结合而形成的新兴前沿交叉学科。随着生物医学研究的不断深入以及高通量实验技术的飞速发展，生物信息学在现代生物医学、药学、农学等领域的研究与应用中都发挥着日益关键的作用［5］。由于预防医学研究中与健康相关的环境因素日益复杂，生物信息学、计算毒理学等计算科学方法在环境卫生学的前沿领域非常活跃。与人类健康相关的重要基因、化学物、复合暴露因素的发现和确证都是环境卫生学的研究重点。在这一过程中，这些具有高通量预测和分析能力的方法能够大大加快新环境因素的研究进程，是环境卫生学前沿领域中越来越重要的分支。这些交叉学科内容要求研究人员具备足够的化学、数学和计算科学知识储备，因此在本科生阶段的环境卫生学教学中，建立学生多学科思维、提高学生对相关交叉学科的兴趣以及培养多学科实践能力非常重要。

此外，环境卫生学综合性实验中已包含环境监测、统计、环境化学等多方面学科知识，而毒理学与生物信息学涉及内容较少。可以在综合实验的总体设计中适当引入这些学科的教师资源，并提出学科交叉型的科学问题，进而训练学生融合多学科研究方法的能力。环境卫生案例分析也是学科交叉融合的重要工具。在教学或课外研讨期间，可以将这些学科中的科研成果作为讨论、案例等内容，提高学生的科研素养和综合创新思维能力。在注重实践技能培养的同时，结合相应交叉学科内容，巩固理论知识的学习。

1.3 融合学科交叉的环境卫生学教学方法

环境卫生学的较强实践性为融合学科交叉提供了较多便利。在教学过程中，形成了多种针对不同教学目标而设计的教学方法。较容易实施的是案例分析法，具体的环境卫生案例往往涉及多个学科内容。在这一过程中，可以让学生综合地体会环境卫生问题的表现形式、危害和解决方法。在此基础上，结合PBL教学经验，通过合作探究法，鼓励学生运用多学科的知识和方法来分析环境卫生问题，也是培养学生团队合作和跨学科思维能力的有效方式。对于部分涉及现场环境的教学内容，可以将其融入综合性实验，让学生参与实践操作，如进行环境卫生检测、数据分析等，让学生掌握环境卫生问题的调查、分析和解决能力。而目前在本校预防医学学生中，很大部分在本科阶段即进入了课题组进行相应科学研究。因此，合理调用教师所在课题组的部分科研项目，结合大学生创新创业挑战等多种平台，能够更好地实现教学与科研的融合。同时，通过学术研讨会组织学生进行学术研讨，鼓励学生分享自己的研究成果和想法，能够促使学生在学术表达和学术交流过程中实现多学科发展。

1.4 基于学科交叉导向的教学评价方法的改良探索

由于环境卫生学中主要采用前沿性学科交叉内容与传统内容相结合的方式，因此教学评价的内容不仅以“教”为度，更重要的是以“学”为度。例如，在教学过程中以启发性案例的形式应用和总结关键的交叉知识点，在应用分析型考题中适当引入交叉学科内容作为背景或案例。特别是在过程性评价中引入以学生自学为主的评价方案，如团队调研与汇报，开设包含交叉学科内容的论坛讨论版块，并根据学生自学与讨论的质量适当增设相应的成果考核与学分奖励等。

具体来说，采用多渠道、多角度和多方式的综合评价可以更全面、客观地反映学生的能力水平和知识掌握情况，特别是反映跨学科学习的效果。对于环境卫生学中的“零散式”学科交叉内容，较为有效的评价方案可总结为以下两个方面。一方面可以基于小课题文献调研项目进行评价。该方法将知识、技能和认知三者有效地相结合。学生可以根据课程需求，跨越学科和学年界限，合作开展文献调研。通过这种方式，学生可以将各个知识和技能融会贯通，提升解决复杂问题所需要的能力。例如，通过设计各种环境介质中的毒物风险评价项目，学生不仅可以加深对环境卫生学的理解，还可以提高文献检索能力，并将环境问题与其他学科领域的实用技能和理论联系起来。另一方面，可以通过实践过程进行评价。通过提供实际示范，让学生在实践中学习和掌握跨学科知识和技能。例如，学生可以参与环境研究项目、环保测评或者调查等活动，将课程中所学的知识应用到实践中，提高自己的综合能力。通过实践评价方法，学生可以逐步掌握专业知识和技能，并能为未来的跨学科研究奠定坚实基础。

2 教学体会和总结

学科交叉通常会源于两个问题，一是实现新知识的发现与生产，二是解决重大科学问题的需要。在学科交叉协同创新过程中，会对原有学科的研究路径带来极大冲击，也会对原有学科的知识体系进行了新的拓展，如何优化传统医学知识体系、改革教学模式也必然成为学科交叉人才培养的重要研究领域［6］。目前，环境卫生学中学科交叉领域研究产生的新知识仍处在前沿性、零散性和非连续性的阶段，并不适合系统性地开设专题进行教学。因此，相关交叉学科内容可以与环境卫生学知识点通过非连续的形式进行整合，重点在于增强学生对相关科学研究发展趋势的认知。

当代大学生对学科前沿领域中具有较大社会应用价值的内容具有浓厚的兴趣，而在这一过程中不可避免地需要纳入相关交叉学科的知识体系。以环境卫生学中新兴环境污染物的发现为例。新兴污染物是指在过去很少受到关注的化合物，如药品、抑制剂和添加剂等，这些化合物在环境中的存在和影响一直没有得到充分的认识。而计算毒理学科中的一些应用可以通过模拟或统计方法预测毒物对生物体的作用机理和毒性效应。这一过程很容易进行可视化，能够方便地融入现代化的智慧教室等教学模式中。教师可以通过介绍新兴污染物的来源、危害及其与环境的交互作用等方面，激发学生的学习兴趣和探索欲望，并引导学生运用计算毒理软件进行毒物分子水平的分析和模拟。教师还可以引导学生了解新兴污染物在环境中的分布和迁移途径，找到其存在的轨迹和机制，从环境角度研究其对人类和生态造成的风险。也可以针对新兴污染物进行QSAR（定量构效关系）分析和预测，判断其对生物体的风险大小。

以下总结了部分环境卫生学教学过程中容易进行交叉学科融合的知识点。其中，与现代毒理学进行结合的典型知识点包括颗粒物粒径与呼吸道毒性的关系、多环芳烃的低浓度长期毒性、毒物的靶器官选择性与生物富集特征、重金属的毒性机制异同、碘缺乏导致的体征变化机制、毒物的骨骼亲和性与疾病发生、化学品急慢性毒性的毒理评估方法等。与生物信息学、计算毒理学等计算科学相结合的典型知识点包括新兴环境污染物的发现、大气二氧化碳浓度的变化与预测、环境化学物的体内代谢差异与CYP酶的分子识别关系、多氯联苯内分泌干扰的构效关系、农药化学结构特征与其降解难易度、毒物的环境健康风险评估、疫情变化趋势预测等。与环境化学相结合的典型知识点包括大气颗粒物的转归、二次污染物的形成、持久性污染物的环境稳定性、甲基汞的水体转化、饮水消毒副产物的生成规律、土壤环境容量与地质特征、垃圾焚烧产物的产生与控制、燃烧来源与污染物的产生特征、甲醛的室内环境浓度变化特征等。

3 结语

高等教育的目标具有鲜明的人才属性，环境卫生学是预防医学领域人才培养的重点学科。在当今经济社会飞速发展、环境问题日益全球化的时代，环境与健康不仅是预防医学的核心内涵，更是人类进一步和谐发展的攻坚领域。在这一过程中，环境卫生学前沿型应用人才具有较高的社会需求。作为综合性较强的一门学科，该领域的科学前沿表现出明显的学科交叉特征。因此，在教学过程中基于科学前沿多方面地融入交叉学科内容，培养学生主动融合经典理论与最新科学成果的能力尤为重要。

参考文献

［1］邓宇，徐斌，孙炜，等. 以学生为中心的环境卫生学教学模式改革的探索与思考［J］. 卫生职业教育，2016，34（12）：14-15.

［2］刘小山，孙艳芹，张贺，等. “环境卫生学”一流课程建设探索与实践［J］. 科教导刊，2021（35）：110-113.

［3］施瑾欢，王慧. 新形势下我国公共卫生学科建设的趋势与思考［J］. 中华全科医学，2022，20（1）：1-5.

［4］高旭. 毒理学研究在环境卫生学中的应用［J］. 内蒙古中医药，2012，31（13）：103-104.

［5］呂飒丽，李彭平，李岩，等. 论创新现代“生物信息学”教学模式的必要性［J］. 教育教学论坛，2020，38：174-175.

［6］贺培凤，于琦，何小峰，等. 从知识生产到认知建构：学科交叉人才培养一体化理论探讨［J］. 基础医学教育，2022，24（10）：806-810.