浅谈综合创新实验教学在病原生物学中的应用
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[摘 要] 病原生物学内容多、知识点散乱，给教学带来较大的挑战，同时也为培养学生综合素养和创新能力提供了无限的可能。分享综合创新实验教学改革在病原生物学中应用的几点体会。通过以动物模型为案例引导的病原生物学综合创新实验的开展，锻炼学生的动手能力，巩固对理论知识的理解和记忆，更重要的是可以培养学生的综合分析能力和实践创新能力。
[关 键 词] 病原生物学;实验教学;综合;创新
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）34-0042-02
二十一世纪以来，以注重医学生综合素质养成和创新意识形成的新型医学教育模式在全球范围内广泛推行[1]。我国高等教育目前仍旧将“以授课为基础的学习”这一模式作为主要的教育教学模式。对医学生，病原生物学是一门重要的基础课程，是沟通基础医学和临床医学的一门重要学科，将在医学生后续临床医学课程的学习过程中起到承前启后的关键作用[2]。病原生物学课程涉及内容繁琐，包含医学微生物学（细菌学、真菌学、病毒学）和医学寄生虫学（原虫学、蠕虫学、节肢动物学）等内容，信息量极大。传统的教育模式往往容易使学生感到内容枯燥、琐碎，导致学生学习积极性不高，难以激起学生的综合创新意识[3]。如何有效调动学生学习的积极性，培养他们的综合能力和创新意识，做到将理论知识与后续临床实践相结合，已成为实施病原生物学教学改革的重点和难点[4]。
实验教学是连接理论和实践的重要纽带，良好的实验教学不仅能够增强学生的动手能力，巩固理论知识，更能够利用实验操作过程中出现的问题培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。传统实验教学中，各个实验之间往往是在相对理想化的前提下进行，且各个实验之间相互独立。虽然传统实验课能够在一定程度上锻炼学生的动手能力，并通过实验现象印证理论知识，达到巩固理论知识的目的，但是在训练学生分析和解决问题的能力方面效果欠佳，在提高学生综合素质和创新能力方面的效果亦不理想。
为着重培养学生的综合素质和创新思维，本教研室尝试进行了病原生物学实验课教学改革，通过开展以案例为引导的综合创新实验来训练学生从病原生物学整体（包括医学微生物学和
医学寄生虫学）发现问题、分析问题和解决问题的能力。通过老师进一步指导及同学间分组讨论，激发学生的创新意识，利用理论课上习得的知识给出解决方案或建议。在综合创新实验中，通过让学生观察未知病原体感染引起的小鼠疾病模型，分析该模型表型发生的可能原因、病变器官、致病的病原体，设计实验通过微生物学和寄生虫学检查确定该疾病的病原体。最后，通过老师的进一步指导和同学分组讨论，指出以上实验设计和操作的缺陷和不足，并对原有实验方案进行改进或给出其他解决方案。
本综合实验教学实施后，学生总体反响良好，一方面通过综合实验分析和操作锻炼了动手能力，同时又巩固了微生物学和寄生虫学的理论知识。另一方面以小鼠疾病模型作为案例，通过大家的观察分析问题出现的可能原因，并设计实验验证，最终确定病原体，这在很大程度上增强了学生的综合分析能力。最后，实验结束后，在老师的指导和同学的讨论下，对实验过程中的缺陷和不足给出改进方法或新的解决方案，可以培养学生的创新能力。然而，金无足赤，综合创新实验的实施过程中我们也发现了若干问题的存在。现将病原生物学综合创新实验教学过程中的体会总结如下。
一、综合创新性实验在病原生物学教学中的优点
综合创新实验教学不仅包含传统实验教学的基本功能，如锻炼学生的动手能力，通过实验操作和结果观察分析巩固理论知识等。其又是传统实验教学的扩展和延伸，能够提高学生的综合分析能力，训练学生从整体层面发现问题、分析问题和解决问题。此外，经老师的进一步指导和同学的分组讨论有效地激发了学生对理论知识的应用和创新能力。
（一）病原生物学综合创新实验教学可有效提高学生的综合分析能力
病原生物学课程包含了医学微生物学和医学寄生虫学两大部分内容，其中医学微生物学又可细分为细菌学、病毒学、真菌学;寄生虫学可细分为原虫学、蠕虫学和节肢动物学。该课程涉及知识面广，信息量大，大多数学生对本课程的印象是内容散乱，讲述的病原体种类繁多，各类病原体相互独立，课堂学习难，记忆、习题难度大[5]。传统实验教学中，往往每个实验只涉及一种或一类病原体，并且多通过理想化条件，如纯培养物，来进行实验操作，进而学习该病原体的特点和特性，各个实验之间没有明显的内在联系，容易让学生误以为各个、各类病原体之间相互独立，没有生物学关联。综合创新实验，利用某一特定案例作为引导，如未知病原体感染模型，让学生通过观察感染模型的表型推断该疾病可能是由那种病原体所引起。推断过程中，学生自然可将能够引起类似症状的不同细菌、不同病毒、不同真菌甚至不同原虫、不同蠕虫、不同节肢动物做以比较，进而做出判断。在一些疑似继发感染的现象分析中，学生往往又可以将病毒感染、细菌感染、真菌感染甚至原虫、蠕虫和节肢动物感染相联系。过程中，学生不仅复习了各个章节的理论知识，回顾了各个病原体的致病特点和相关疾病，更潜移默化地將各个章节的相关知识进行了综合类比和比较。因此，病原生物学综合创新实验教学不仅可将医学微生物学和医学寄生虫学有机结合，更能增强学生对知识的综合把握和运用能力。
（二）病原生物学综合创新实验教学可激发学生的创新能力 传统病原生物学实验教学多用固定实验材料，通过程序化的实验流程，得到“已知”的实验结果。整个过程中学生更多的是机械地参与实验操作和结果观察，极少参与实验材料选择和准备，几乎没有参与实验设计，缺少动脑思考的机会，没有创新性发挥的空间。综合创新实验教学中，通过观察动物模型的表型，做出推断后，学生可根据自己的推断结合实验室所提供的材料，在条件允许的情况下自行设计实验，对推断进行验证。该过程中，融入了学生自己的思考，因此，大大激发了学生的积极性和实验兴趣，更锻炼了他们的自主创新能力，学生在实验过程中主体地位更加凸显[6]。实验结束后，根据所得到的结果，在老师的指导下，学生再次进行组内讨论，综合分析实验数据，结合所学病原生物学理论知识提出自己的看法和见解，分析实验过程中的不足，并进一步给出优化方法或新的解决方案。综合创新实验的实施不仅可以提高学生综合分析问题的能力，更重要的是可以增强他们理论联系实际的开拓能力和创新能力。
二、综合创新性实验在病原生物学教学中的不足
病原生物学综合创新实验的实施锻炼了学生的动手能力，巩固了他们对理论知识的掌握，更强化了学生综合分析能力，激发了他们的自主创新能力。然而，综合创新实验的实施也对老师的知识储备、学生的理论知识积累及实验室材料准备提出了新的挑战。
设计实验过程中，虽然学生已经学习过相关的理论知識，但是往往理解不到位，因此，为保证实验设计的正确性和合理性，需要任课老师能够给予学生专业的实验设计指导。这就要求任课老师不仅要掌握足够的医学微生物学和医学寄生虫学的专业知识，也要熟悉临床医学和医学检验学的部分内容。然而，目前部分医学院校基础医学课程，特别是生物化学、病原生物学等基础课程的任教老师较大一部分是来自于生物学科，对临床医学和医学检验学相关内容所知不多，这就为综合创新实验在病原生物学实验教学中的实施增加了困难。
学生作为综合创新实验的主体，是模型中表性分析和实验设计的主要实施者。由于该模式下实验的综合性极强，且实验结束后探究实验过程不足，且提出优化方法或新的解决方案需要做出合理的创新，因此对学生的理论知识积累也有较高要求。然而不同学生对所学知识的掌握情况参差不齐，最后造成部分小组教学效果不理想，这也是限制综合创新实验大范围推广的一个原因。
综合创新实验由于事先具体实验内容不确定，因此无法有针对性地准备实验材料及试剂。为最大限度上满足学生实验设计要求，需要对实验材料和试剂进行全面的准备。这不仅大大增加了实验准备的工作量，也容易造成部分实验材料和试剂的浪费，也成为综合创新实验在病原生物学实验教学乃至其他课程中推广的主要阻力。
综上所述，病原生物学综合创新性实验通过病原体感染动物模型表型的观察、可能致病病原体的推断、验证实验的设计和结果的分析以及对实验中不足的优化和新解决方案的提出，有效将学生所学习的病原生物学及临床检验理论知识联系到一起。该实验模式是对传统验证性实验教学的突破，在实验过程中不仅培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，更重要的是增强了学生的综合分析能力，激发了他们的创新能力。同时也在潜移默化中促使老师和学生不断丰富自身的知识储备，以适应该教学模式对综合性和创新性的高要求。随着大家对综合创新实验教学模式的不断探索和国民经济水平的不断提高，相信在不久的将来实验材料和试剂的限制也将得到解决，届时综合创新实验教学将为各学科教学的发展提供更好的方法和基础。
参考文献：
[1]孙宝志.21世纪新的医学目标与高等医学教育改革[J].医学与哲学，2005，26（2）：24-26.
[2]姚韵靓，鲁林荣.卡牌类教学在《医学免疫学》教学中的应用[J].中国免疫学杂志，2014，2（30）：273.
[3]尤红娟，刘晓梅，李小翠，等.CBL应用于医学微生物理论教学的初步探索[J].中国高等医学教育，2014（6）：100-101.
[4]徐兰，俞赤卉，初明，等.翻转课堂和情景式教学在免疫学实验课中的设计与应用Ⅲ[J].中华医学教育杂志，2014，34（6）：898-914.
[5]崔佳.微课在病原生物学与免疫学基础课程教学中的应用[J].西部素质教育，2019（5）：130-131.
[6]施鼎方，王士芬.探析综合性实验教学的有效途径[J].实验技术与管理，2010，27（1）：120-121.
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