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摘要:實驗教學作為教學的重要組成部分,對于培養訓練學生動手能力、解決問題的能力具有重要的意義。為了激發學生對醫學微生物學實驗的學習興趣,提高教學質量,對醫學微生物學實驗教學內容、形式與手段進行合理優化與安排,從而調動了學生學習積極性,提高了實驗教學效果。
關鍵詞:醫學微生物學;實驗教學;教學質量
醫學微生物學實驗作為醫學微生物學的重要組成部分,擔負著理論與實踐聯系的重要任務,是一門實踐性和技術性都非常強的課程,它綜合了醫學微生物學、醫學免疫學及相關的臨床醫學等多學科知識和技能。醫學微生物學實驗教學對培養學生的基本實踐操作能力、分析和解決問題的綜合能力以及基本的科學素養非常必要[1,2]。我們在近幾年醫學微生物學實驗教學中通過整合現有的實驗內容、引入開放性實驗、綜合性實驗、改革實踐考核環節等手段,不斷完善與豐富實驗教學內容與體系來改進實踐教學方法,取得了不錯的教學效果[3-6]。將學生所學的基礎理論知識與實驗項目操作進行有效的結合,增強學生的學習興趣,提高學生的綜合能力,同時提升實驗課堂教學的質量。
1整合現有相關實驗項目,構建系列鑒定實驗
以往實驗教學中開設的實驗項目一般彼此獨立,雖有交叉,但之間聯系不強。以糞便標本中痢疾桿菌檢驗為例,它涉及微生物學檢驗技術(標本的采集與保存,消毒與滅菌,分離與培養技術等)、生化檢驗技術(糖代謝,氨基酸代謝等)及免疫學檢驗技術(抗原抗體,ELISA等)。如果單獨進行這些實驗項目,易造成知識的碎片化,導致學生形成完整的知識鏈。因此,整合現有的相關實驗內容,構建系列實驗,是深化學科間聯系、構建有效知識鏈接的有效途徑之一。實踐中,我們將內容相關的不同實驗項目進行有機組合,打造成系列實驗。例如將上面提到的以糞便標本中致病菌檢驗涉及的實驗內容整合成培養基的制備與消毒滅菌,標本的采集與分離培養,碳、氮生化代謝反應,抗體的制備(視頻教學內容)與血清學反應等系列實驗,改變了單一零碎實驗項目的教學方式,加深了學生對微生物學及其檢驗相關知識的整體理解,加強了學生理論基礎知識與實踐操作能力之間的聯系,激發了學生對實驗內容及實驗操作的興趣,同時也對教師的實驗設計能力提出了新的要求,達到以教促學、以學促教。
2理論聯系實踐,圍繞病例討論,開展設計性實驗
提高實驗教學質量不僅要豐富與優化現有的教學內容,而且還可以選擇適宜的教學形式來承載教學項目。大學生探究與創新能力的培養不僅可以直接推動社會科技的發展,而且是維系社會科技可持續發展的源泉。如何在現有的實驗條件下最大限度激發學生對實驗操作的主動性和創造性?除了構建系列實驗進行教學外,在具體的授課形式方面,我們嘗試開放性實驗這一教學形式,并結合臨床實際病例,開設設計性實驗。病例:章某,男,24歲,某飯店餐飲部經理,因高燒,食欲不振,腹部不適,并伴隨全身乏力一周入院。一周前開始發熱,午后高達40℃-41℃,伴隨腹痛腹脹以及便秘,無惡心、嘔吐,茶飯不思,乏力,曾判斷呼吸道感染,用藥不祥。入院檢查:T:40.5℃,P:88次/分,神清,消瘦,右胸前皮膚有數個淡紅色皮疹,壓之退色。肝肋下1.5cm,劍突下2cm,質軟有輕度觸痛,脾肋下2cm。血常規:WBC(3000/mm3),中性粒細胞占56%,淋巴占38%,入院時血培養陰性,肥大氏反應結果:TO1:320,TH1:160,PA1:20,PB1:20,入院后第八天再復查肥達氏反應,結果:TO1:1280,TH1:640,PA1:20,PB1:20。根據上述病例內容請設計如何開展微生物學檢測,并根據實驗檢驗結果判斷選用何種抗菌藥物來治療?我們在實驗前往往提前一周將實驗主要內容和病例材料提供給學生。每班根據實驗分成7-8組,每組3-4人,將已有的病例材料作為基礎,討論具體的實驗方案。這類實驗由系列基礎性實驗組成,設計操作較多。在具體實施前,匯總每組學生討論的實驗方案,結合教研室現有的實驗條件,整理出可以實施的詳細方案,并在課前進行反饋給學生。該病例主要是沙門菌引起的感染。可根據這一主題,整理一套可實施的方案,并且以一個系列實驗形式開展:培養基的制備與消毒滅菌,微生物的分離與純化技術,動力學實驗,雙塘鐵生化代謝實驗,染色顯微觀察技術,血清學反應,藥敏實驗等。整個設計性實驗的實施主要由學生獨立完成,教師可以利用示教、虛擬仿真實驗網絡教學資源指導過程中涉及的基本實驗技能,輔助監督實施并及時解決實驗中出現的問題。這種實驗的開展對學生搜索、整合知識能力提出了新要求,無形中也為學生提供了自主探索學習的動力,將理論知識與實驗操作結合起來。實驗過程中組員之間還可以相互溝通、學習、協作,共同提高。開放性實驗中,每組學生提交的初期實驗方案可能不完善。通過集中講解、分析及整合,不斷完善,從而促使學生在考慮問題時細致、全面,有助于鍛煉科學思維。
3引入優秀數字網絡視頻教學資源,豐富實驗教學手段
醫學微生物學實驗操作涉及很多形態學方面的內容(如細菌的形態與結構、菌落特征、動力學結果等)以及基本操作的技能(如接種環的使用、細菌標本的涂抹與制備、細菌染色、顯微鏡的使用等)。如果不進行示教而只靠文字描述,學生很難理解和接受這些內容。教師進行課上示教又很難保證全部學生都能清晰觀看。基于此,結合教室的多媒體系統,可以購買現有的視頻教學材料,也可自行錄制視頻,并利用虛擬仿真實驗項目等多途徑提供豐富的網絡、視頻教學資源。在實驗課前播放這些視頻,對提高學生基本的操作技能有很好的促進作用,豐富實驗教學手段。通過虛擬仿真實驗可充實課下活動,有助于學生對微生物實驗操作技術產生直觀、感性的認識,也是對課堂實踐操作的有益補充。
4完善實驗考核內容與形式,加大考核力度
有效的考核是檢驗實驗教學質量的有效方法,也是教學過程中的重要環節,是對教學質量最直觀的評價。雖然強調實驗教學的目的是提高學生實際操作能力,但是如果沒有嚴格、有效的考核機制,就很難對教學質量進行監控和評價。實驗教學是理論與實踐的結合。因此,建立合理考核內容和行之有效的考核形式,要全面、多形式地考核和評價教學效果。同時,根據考核內容和形式,合理設置分數比例,既要引起學生對實驗教學的重視,促進學生對實驗基本技能的掌握,又能實現對實驗教學質量進行有效的監控,提高實驗教學質量的目的。例如,對實驗教學的考核,我們從以下兩個層面進行綜合考核:一方面授課教師到實驗操作現場進行操作考核,考查學生實際操作能力和基礎的實驗知識掌握情況,如接種環操作動作要領是否標準,儀器設備能否使用,病原微生物標本的制備與染色及各種相關實驗結果的識別等;另一方面,還要結合實驗理論知識,進行書面考核,這主要從實驗報告來反映,如實驗后有無完整、詳細的實驗數據、圖片以及對實驗結果的分析等資料。
5關于提高醫學生物學實驗教學質量的思考與體會
5.1教學效果的評價
通過系列改革措施的實施,對激發學生學習興趣起到了積極的作用,而這種興趣又能作為培養學生分析能力、創新能力、綜合實踐能力的內在驅動力。通過系列改革措施的實施,對改變了傳統教學模式起到了一定作用。它能刺激學生變被動學習為主動學習,促使學生自己到圖書館或上互聯網查閱資料相關的資料,培養了學生科學探索以及解決實際問題的能力。如在藥敏實驗中,實驗指導書上采用的是濾紙片法。學生通過前期對相關知識的搜集,選用玻璃打孔器直接在瓊脂板上進行最小抑菌濃度的測定,同樣也能獲得的實驗效果,培養了自身解決問題的能力和知識運用能力。在整個教學實踐過程中,我們體會到這種實驗教學方式的改變培養了學生的自學能力、工作態度、團隊合作、科研能力和創新能力,涌現出許多對科研產生濃厚興趣的學生,并獲得了多項省級大學生創新創業項目資助。如2014年、2019年,臨床醫學專業的學生直接以微生物培養與生理代謝活性有關為研究內容申報了大創項目,并成功獲批。與此同時,通過系列改革措施的實施,也提高了教師和實驗技術人員的自身素質和責任心。
5.2存在的問題
雖然這種實驗教學改革提高了教學質量,但是在新的實驗教學方式下,教學計劃的制訂與實施需要授課教師與實驗技術人員共同討論,加之指導教師少、而學生相對較多,在討論實施方案耗時過多。同時受實驗經費、時間、場所等條件的限制,學生有了好的設計思路,如何保障其順利開展?單憑有限的實驗課時間無法完成設計性實驗。此外,對于實驗技能考核環節,雖然采用現場考核,但是由于考試內容及參與考試人數等各方面原因,也很難在有限的時間內全面實施。因此,盡管取得了一定的教學效果,但離預期目標還有一定距離。如何更好地將這一教學模式持續下去,還需繼續探索。
5.3體會
一項技能的培養是一個循序漸進的過程,需要由淺入深、由易到難如何能兼顧基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗以及新教學手段的使用,這對培養學生整體能力非常重要。基礎性實驗著重強調微生物的基本特性和基本實驗操作技能的掌握,綜合性實驗往往是培養學生綜合分析能力,而設計性實驗的開展進一步鍛煉了學生的動手能力,同時也初步培養了科研思維和科研能力,為將來從事學術研究奠定了基礎。作為醫學微生物學實驗教學改革的措施,它們之間的有機整合在一定程度上促進了醫學微生物學實驗授課體系的完善,豐富了授課手段,使實驗課的內容進一步貼近了臨床與科研實際,既滿足了班級內學生不同類型的要求,也達到了培養不同類型實用人才的需求。同樣,在教研室人員、時間以及經費有限的條件下實施改革,對我們自身也是一種挑戰和鍛煉。
參考文獻:
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作者:楊成 吳艷紅 厲榮玉 熊延靖 劉輝 單位:皖南醫學院微生物學與免疫學教研室