何燕華 劉延剛

海軍軍醫(yī)大學(xué)海軍醫(yī)學(xué)系 上海 200433

微生物學(xué)是一門研究微生物生命活動規(guī)律及其應(yīng)用技術(shù)的學(xué)科[1]。醫(yī)學(xué)微生物學(xué)是微生物學(xué)最重要的組成部分,是醫(yī)學(xué)專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程。醫(yī)學(xué)有關(guān)的致病微生物是它的主要研究對象,包括生物學(xué)特性、致病機(jī)理、機(jī)體的抗感染免疫、實驗室診斷及特異性預(yù)防,以控制和消滅感染性疾病、保障人類健康為目的[2]。醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實驗是醫(yī)學(xué)微生物學(xué)教學(xué)必不可少的組成部分,其不僅是鞏固并加深醫(yī)學(xué)生理解醫(yī)學(xué)微生物學(xué)理論知識、掌握實驗操作技能、熟悉各類常用儀器設(shè)備的重要環(huán)節(jié),還是培養(yǎng)學(xué)生獨立操作、獨立思考并解決問題能力的重要手段[3]。隨著新時代下教育理念的變化,傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實驗教學(xué)方式暴露出越來越多的問題。首先,傳統(tǒng)實驗教學(xué)往往過于注重理論知識的傳授,而對學(xué)生的實踐操作能力的培養(yǎng)考慮得還不夠。學(xué)生在課堂上很少有機(jī)會對微生物進(jìn)行檢測和鑒定,無法真正理解和掌握實驗過程及其意義。其次,傳統(tǒng)實驗教學(xué)中的實驗操作內(nèi)容和方法相對單一,缺乏多樣性和創(chuàng)新性。學(xué)生在每次實驗中面臨著類似的實驗操作,導(dǎo)致實驗的學(xué)習(xí)效果不理想。

針對上述問題,我們認(rèn)為有必要對醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實驗教學(xué)模式進(jìn)行改革與探索。改革與探索醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實驗教學(xué)模式不僅僅是一項教育改革的任務(wù),更是對學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的一種保障。通過這次改革與探索,我們希望能夠培養(yǎng)出更多具備創(chuàng)新精神和實踐能力的醫(yī)學(xué)人才,為醫(yī)學(xué)微生物學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。同時,我們也希望通過這次改革與探索,為其他學(xué)科的實驗教學(xué)提供一定的參考和借鑒,推動整個教育領(lǐng)域的進(jìn)步。通過貫徹新的教育理念,引入先進(jìn)的教學(xué)方法,根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)制定實驗內(nèi)容,我們有理由相信,醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實驗教學(xué)的質(zhì)量和效果將得到極大的提升,為培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的醫(yī)學(xué)人才做出積極的貢獻(xiàn)。

1 調(diào)整課時設(shè)置

以前本校本科醫(yī)學(xué)微生物學(xué)總課時數(shù)為54學(xué)時,其中實驗課僅15學(xué)時,實驗課時數(shù)占醫(yī)學(xué)微生物學(xué)課總學(xué)時的28%。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和基本的實驗操作是醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實驗課的重點,比如細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)、光學(xué)顯微鏡的使用(包括油鏡的使用)、革蘭染色、抗酸染色、細(xì)菌接種、藥敏實驗、腸道致病菌分離鑒定、病毒血凝實驗等,這些經(jīng)典的微生物學(xué)實驗內(nèi)容是任何微生物相關(guān)工作者,或者更前沿的醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)科學(xué)研究工作者都應(yīng)具備的基本技能。以前的課程設(shè)置以驗證性的單一實驗?zāi)Ｊ脚c獨立的實驗技能為主,與其他學(xué)科實驗內(nèi)容上有重復(fù)現(xiàn)象,可能這樣的安排是保證了對學(xué)生基本實驗操作能力的訓(xùn)練,也便于對理論知識的掌握,但在學(xué)生獨立思考問題及解決問題能力的培養(yǎng)方面還比較欠缺。我們通過去全國各地醫(yī)學(xué)類本科院校調(diào)研,對醫(yī)學(xué)微生物學(xué)教學(xué)學(xué)時和內(nèi)容做了大改革。調(diào)整后,本校本科醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實驗課時數(shù)增加了6學(xué)時,由原來的15學(xué)時增加到21學(xué)時,提高了實驗課占總學(xué)時比例。其中,簡單的驗證性實驗9學(xué)時(包括多媒體示范教學(xué)),綜合設(shè)計性實驗12學(xué)時。

2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

2.1 將實驗室生物安全概論納入實驗教學(xué)體系

實驗室生物安全是生物安全的重要內(nèi)容之一,是醫(yī)學(xué)高校實驗室管理的重要內(nèi)容,關(guān)系到師生的生命安全[4]。通過制定實驗室生物安全管理制度,加強(qiáng)生物安全教育、培訓(xùn)和考核,才能有效提高師生的生物安全意識,預(yù)防和減少生物安全事故發(fā)生。

醫(yī)學(xué)微生物實驗室是教師開展醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的實驗教學(xué)和科研工作的重要場所,實驗教學(xué)和科研過程中一定會接觸到化學(xué)藥品、微生物、實驗動物等,這對師生人身安全、社會公共安全和環(huán)境生態(tài)安全造成極大的安全隱患。為了盡可能地避免生物安全事故的發(fā)生,本校醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實驗課教學(xué)改革后,在第一節(jié)實驗課上增加了介紹生物安全基本知識,如病原微生物分類等級、實驗室生物安全防護(hù)級別、自我防護(hù)、消毒、實驗室相關(guān)感染的原因、實驗室廢棄物的正確處理等各種標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的實驗操作。根據(jù)過去實驗室發(fā)生的生物安全事故的典型案例,教師講解醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實驗室規(guī)則、注意事項以及處理生物安全事故的方法。學(xué)生通過學(xué)習(xí)樹立正確的生物安全觀,養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣,防止出現(xiàn)安全事故。

2.2 多學(xué)科相融合,培養(yǎng)學(xué)生綜合能力

醫(yī)學(xué)微生物本身作為一門基礎(chǔ)性學(xué)科,同時也是學(xué)科體系中的重要組成部分。一方面,醫(yī)學(xué)微生物學(xué)在實驗過程中及結(jié)果處理上離不開相關(guān)學(xué)科的各種知識;另一方面,各學(xué)科需要醫(yī)學(xué)微生物學(xué)作為醫(yī)學(xué)檢測和診斷的重要工具。例如,病毒分離培養(yǎng)及鑒定方面離不開細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等相關(guān)知識。而有些疾病可以通過醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實驗對病原體培養(yǎng)、檢測等方法進(jìn)行診斷,例如肺結(jié)核診斷的金標(biāo)準(zhǔn)就是通過取出病人分泌物如痰液或者肺內(nèi)病灶進(jìn)行細(xì)菌學(xué)檢查,包括涂片檢查、分枝桿菌分離培養(yǎng)和分子生物學(xué)檢查,結(jié)核分枝桿菌結(jié)果呈陽性,則可以診斷為肺結(jié)核。通過多學(xué)科在教學(xué)及科學(xué)研究方面的交叉融合,設(shè)計出的實驗教學(xué)內(nèi)容連貫有序,便于學(xué)生對醫(yī)學(xué)專業(yè)課內(nèi)容的融會貫通,有利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

2.3 開展綜合設(shè)計性實驗,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

醫(yī)學(xué)微生物學(xué)是一門技術(shù)性極強(qiáng)的實驗學(xué)科,其獨特的實驗技術(shù)在學(xué)科的發(fā)展中占據(jù)主導(dǎo)地位[5]。以前,由于實驗課時少、實驗設(shè)備沒有及時更新等因素的限制,實驗操作內(nèi)容十分簡單,學(xué)生無法將實驗操作與理論知識聯(lián)系起來,不利于培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析能力。本次實驗教學(xué)改革,通過重組實驗內(nèi)容,將教學(xué)內(nèi)容和科研過程融合在一起,學(xué)生查閱文獻(xiàn)、設(shè)計實驗方案、實驗前材料準(zhǔn)備、動手做實驗、對結(jié)果分析以及實驗報告的撰寫等各方面的能力都得到鍛煉。例如,以前實驗課程中學(xué)生只操作血凝實驗,流感病毒雞胚接種和病毒致細(xì)胞病變均只作為展示內(nèi)容,這樣的展示性內(nèi)容學(xué)生學(xué)完后印象不深,因此在新版實驗指導(dǎo)中我們進(jìn)行了調(diào)整,改為“乙型腦炎病毒減毒疫苗制備”,使學(xué)生能夠完成從實驗設(shè)計,到進(jìn)出實驗室、消毒滅菌、細(xì)胞培養(yǎng)、病毒接種與培養(yǎng)、細(xì)胞病變觀察、病毒液收獲與鑒定、病毒滴度測定等,再到實驗結(jié)果分析討論,最后書寫報告書等一連貫的科研過程。通過學(xué)習(xí),學(xué)生科研能力大大提升,醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實驗中病毒標(biāo)本處置、細(xì)胞病變觀察、病毒分離培養(yǎng)和鑒定等內(nèi)容讓學(xué)生牢牢掌握;同時應(yīng)用理論課學(xué)習(xí)的如聚合酶鏈反應(yīng)鑒定病毒技術(shù)、空斑法測定病毒滴度等。綜合設(shè)計性實驗從方案設(shè)計到最后的實驗報告書寫,使得學(xué)生能夠保持一種積極主動的態(tài)度,激發(fā)了他們對未知事物的探索欲。同時,學(xué)生的獨立性、創(chuàng)新性得到培養(yǎng),使其具備了初步的科研能力。

3 多媒體教學(xué)引入實驗教學(xué),實現(xiàn)了教學(xué)的直觀性

微生物具有體積極其微小、肉眼看不見、摸不著等特點,知識點非常抽象。實驗課如果只是教師在黑板上畫一些簡圖,很難掌握其形態(tài)特征,學(xué)生必定會覺得單調(diào)與枯燥,不易理解。而利用多媒體制作出適合實驗教學(xué)的視聽課件,內(nèi)容更直觀、生動、形象,趣味性強(qiáng),便于學(xué)生記憶、理解,達(dá)到事半功倍的效果。例如:細(xì)菌芽孢直徑及在菌體內(nèi)的位置隨菌種不同而不同,可以利用芽孢的特點對細(xì)菌進(jìn)行鑒別。肉毒梭菌的芽孢比菌體大,橢圓形,位于菌體次末端,使細(xì)菌呈網(wǎng)球拍狀;破傷風(fēng)梭菌的芽孢比菌體大,正圓形,位于頂端,使菌體呈鼓棒樣;炭疽芽孢桿菌的芽孢比菌體小,卵圓形,位于菌體中央[2]。這些特殊結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)實驗教學(xué)中只能文字抽象地描述,學(xué)生學(xué)完后沒有直觀上的認(rèn)識,而多媒體圖片能展示出它們生動的形態(tài)特征。觀察細(xì)菌的運動實驗,具體的操作是將含有細(xì)菌的液體培養(yǎng)基滴在潔凈的蓋玻片上,光學(xué)顯微鏡置于暗視野下觀察鞭毛是否存在,而細(xì)菌的運動受溫度影響較大,在溫度偏低時,細(xì)菌運動不活潑,不利于觀察。此實驗改用多媒體輔助實驗教學(xué),就可以將實驗操作及現(xiàn)象用圖片、動畫的形式展現(xiàn)出來,除了能觀察細(xì)菌鞭毛是否存在,還能清晰地了解各種細(xì)菌鞭毛的形態(tài)結(jié)構(gòu),甚至是超微結(jié)構(gòu),學(xué)生們還可以清晰地看到鞭毛的運動情況。細(xì)菌一般以二分裂方式繁殖,教師可以通過動畫的形式使學(xué)生更加直觀地觀看球菌在一個平面、兩個平面或者多個平面上的分裂。對于實驗操作過于煩瑣、受課時限制等因素影響只能作為展示部分的內(nèi)容,如結(jié)核分枝桿菌、白喉棒狀桿菌、破傷風(fēng)桿菌的培養(yǎng)及形態(tài)觀察,可以利用多媒體動畫技術(shù)模擬整個實驗過程。另外,利用多媒體教學(xué),可以解決教師在講臺講解并示范實驗操作時,學(xué)生難以看清具體操作細(xì)節(jié)的難點,實驗課上需要實驗操作部分的內(nèi)容也可以通過錄制教學(xué)錄像,上課前學(xué)生先觀看錄像,掌握操作要領(lǐng)后再進(jìn)行實驗。病毒是無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的最小最簡單的微生物,以納米為測量單位,須在電子顯微鏡下才可觀察到。但是,電子顯微鏡價格十分昂貴,一般學(xué)校都無條件配備,教師可以收集各種微生物的電鏡照片制作出助教型多媒體課件給學(xué)生觀看,以便于學(xué)生了解病毒形態(tài)。本校實驗教學(xué)中心已配備了多間多媒體實驗室便于教師教學(xué),同時也明顯提高了醫(yī)學(xué)微生物實驗教學(xué)效果。

4 改革授課方式,開展師生互動

以前醫(yī)學(xué)微生物實驗課中理論內(nèi)容偏多,課前教師通過課件講解實驗原理及方法,針對重要的實驗環(huán)節(jié)進(jìn)行演示并提出注意事項,學(xué)生再進(jìn)行實驗操作,最后完成實驗報告。在此模式下,學(xué)生相對缺乏主動性,只是按照教師的要求機(jī)械地進(jìn)行實驗操作;另外,受時間限制,教師也很難與每個學(xué)生都進(jìn)行互動交流,很難及時發(fā)現(xiàn)每個學(xué)生的操作情況。因此,以前的實驗課授課方式不能體現(xiàn)“學(xué)為中心”,仍是以“教為中心”,很難發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性。改革后,課前教師提前通知學(xué)生接下來的實驗課內(nèi)容,提醒學(xué)生對實驗內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí),并復(fù)習(xí)相關(guān)的理論知識。在教學(xué)中除了精簡理論內(nèi)容外,教師針對每個小組的設(shè)計性實驗方案提出問題及建議,同學(xué)們也都熱情高漲,踴躍提出問題,經(jīng)過相互交流討論,積極尋找實驗方案中存在的問題,完善實驗方案,學(xué)生對相關(guān)章節(jié)知識點也更加深入地理解、掌握及運用。通過師生互動的方式進(jìn)行教學(xué),提高了學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力和語言表達(dá)能力,拓展了知識面和思維空間。同時,還需要重視對實驗過程及結(jié)果的記錄,實驗記錄是實驗環(huán)節(jié)中十分重要的組成部分,是分析實驗問題的重要依據(jù)[6]。涉及微生物繁殖周期的實驗內(nèi)容時,可能實驗結(jié)果需要到實驗后的24小時或者更久才能觀察到,也可能會因?qū)嶒灢牧?、實驗環(huán)境等因素有所不同,實驗結(jié)果有的符合預(yù)期,有的出人意料。學(xué)生對于不符合預(yù)期的結(jié)果通常都不夠重視,因此,實驗課上教師要求學(xué)生做好實驗的同時,需要做好實驗記錄,就算實驗失敗了,學(xué)生可以結(jié)合實驗記錄,認(rèn)真獨立分析實驗失敗的原因,找到解決和改進(jìn)的方案,學(xué)生加深了對此次實驗理解的同時,學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度以及分析問題的能力也得到了提升。

5 改革考核模式,加強(qiáng)學(xué)生對實驗課程的重視程度

以前的醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實驗在結(jié)束后,教師僅僅根據(jù)實驗報告來評價實驗情況,這種單一的考核形式存在一些問題。一方面,學(xué)生往往不重視實驗課程,實驗報告的書寫也常常不夠認(rèn)真;另一方面,這樣的考核方式無法充分有效地反映學(xué)生的能力水平,不符合當(dāng)今社會對人才培養(yǎng)的需求。我們采用實驗課與理論課分開考核的模式,實驗課總分為100分,評定方式為平時成績和期末考試成績各占50%。其中,平時成績主要考查學(xué)生在實驗課上的出勤情況、實驗操作的技巧與規(guī)范、實驗記錄的準(zhǔn)確性與完整性、實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,以及實驗報告的書寫質(zhì)量等方面,通過綜合考查這些因素來評價學(xué)生在實驗課中的表現(xiàn)。綜合設(shè)計性實驗還要考查學(xué)生實驗方案的設(shè)計情況以及實驗報告中對實驗結(jié)果的分析,對于表現(xiàn)突出的學(xué)生額外加分獎勵。實驗課期末考試根據(jù)平時實驗課上的實驗內(nèi)容,教師準(zhǔn)備一些題目,內(nèi)容可以是細(xì)菌革蘭染色、抗酸染色、消毒、滅菌、無菌操作、培養(yǎng)基制備等用時不多的實驗。采用抽簽考試的形式,教師首先根據(jù)學(xué)生所抽取的題目提問,涉及實驗原理、實驗操作要點或可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象等內(nèi)容。學(xué)生口頭回答問題后,再進(jìn)行具體實驗操作,然后根據(jù)學(xué)生的問題回答情況、實驗操作的規(guī)范性以及實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性等綜合評估,給予實驗課期末考試成績。最終,結(jié)合學(xué)生在平時實驗課上的表現(xiàn),計算總成績。通過這種考核模式,既能讓學(xué)生更加重視醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實驗課,又有利于教師對學(xué)生綜合素質(zhì)的考查。此外,該模式還能在不增加財力投入的情況下,有效提高實驗課的教學(xué)質(zhì)量。

結(jié)語

通過醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實驗教學(xué)改革,以“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念得到體現(xiàn),學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性顯著提高。他們在實驗過程中能夠發(fā)現(xiàn)問題,提出自己的觀點,并能夠有效解決問題。然而,隨著教學(xué)改革的推進(jìn),我們意識到在符合教學(xué)大綱要求和人才培養(yǎng)方案的前提下,需要滿足不同醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生個性化培養(yǎng)的需求,以實現(xiàn)新時代醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的目標(biāo)。因此,在醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實驗教學(xué)中,綜合設(shè)計性實驗內(nèi)容和授課方式仍需要不斷探索、實踐和完善。