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病毒学课程小班教学的实践与探索

2015-01-31柏银兰张芳琳

中国医学教育技术 2015年2期
关键词:病毒学病毒专业

吕 欣,柏银兰,张芳琳

第四军医大学微生物学教研室, 西安 710032

病毒学课程小班教学的实践与探索

吕 欣,柏银兰,张芳琳

第四军医大学微生物学教研室, 西安 710032

针对第四军医大学四年制生物技术专业学生的特点,介绍了在病毒学课程中使用多种形式进行授课:包括通过主题讨论式教学、文献精读以及教学内容与学科经典技术、前沿知识、情感态度和人文价值观相结合等形式,提高了学生学习兴趣,培养了学生自主学习能力与科研创新精神的做法。

病毒学;教学实践;探索

病毒学是第四军医大学为四年制生物技术专业开设的一门必修的专业方向课程。生物技术专业的设立是响应“国家生命科学与技术人才培养基地”建设,在2003年首次进行招生,目前每年招收学生10-20人。病毒学课程内容主要涉及与医学有关的致病性病毒的生物学性状、致病性、免疫性、特异性诊断方法和防治方法(简称为“三性两法”)[1]。针对目前新发、再发病毒性传染病的传播与流行,使学生对学习该门课程有了良好的兴趣基础。该专业学生的特点是知识基础较好,善于学习,且人数少,近几年多以十人为一个班次,具有进行小班教学的天然优势,特别有利于教师与学生之间的沟通与交流。但是该专业虽身处医学院校,却以“微生物与生物安全”为专业方向,不学习解剖、生理学、病理学等医学基础课程与内科、外科等临床课程,只是在进行专业方向课程之前,预修过临床医学概论。因此,教研室在进行该专业授课时,更强调鼓励学生自主学习能力、创新与科研探索精神的培养,以满足学生的培养要求。该专业与五年制、八年制临床等专业的授课时数相比大大增加,后者医学微生物学全部授课时数仅50学时,而前者仅病毒学的授课时数就达到70学时。因此,我们对授课内容及教学方式都做了很大调整,使其具有更大的发挥空间。随着近几年教学模式的成熟,我们也采用多样化的教学方法,极大地激发了学生的学习与探索热情。

1 主题讨论式教学

目前,各医学院校在临床专业广泛使用PBL教学方式,主要是提供病例,提出问题,由学生查阅资料,自主探讨[2-3]。该课程中,我们也借鉴了这种教学方式,设计了两个案例:乙型肝炎病毒(HBV)感染及人免疫缺陷病毒(HIV)感染,但是考虑到该专业学生临床、病理等方面的基础知识几乎为零,因此我们对案例进行了一定的调整,采用主题讨论式教学法。以HBV感染为例,在设计讨论主题时,主要围绕病原体的“三性两法”进行描述,简单介绍患者的年龄、性别、家庭和社会背景、病情自述、继往医疗史、不良生活习惯史以及已作的检查项目和检查结果。尽量避免过多使用专业临床、病理术语。案例讨论资料提前一周提供给学生,并附带与此案例相关的问题,由学生自己指定一名主持人,负责书写记录大家的发言要点。上课时,由主持学生开始发起讨论,循序渐进地讨论HBV的传染源、传播途径、乙肝的临床表现、检查方法,再联系到病毒的致病机制、机体免疫力和治疗原则等知识点。教师在讨论过程中可在适当的切入点提示学生,比如可在某些方面联系其生物学性状深入讨论,并延伸到HCV的相关内容进行讨论。对一些典型的临床特征,如为什么出现黄疸等现象,学生可通过查阅资料交流讨论,教师也可进一步讲解,介绍一些简单的临床知识。最后,教师还将从自己学校附属医院检验科获取的多种典型的HBV抗原抗体“两对半”检测报告单、定量PCR检测单以及HCV抗体与定量RT-PCR检查单直观的展示给学生,并进行检测结果分析,使他们能真切地从临床检验的实际角度深入了解HBV或HCV抗原抗体及核酸定量检查法的实际意义。通过这种教学方式,学生不仅全面了解了相关知识,印象深刻,还培养了其主动学习、积极探索的基本能力和素质。

2 教学内容与学科经典技术及前沿知识相结合

病毒学课程充足的学时数为学生能够接触到新知识和新理论提供了良好的基础,除了进行课本上常规的教学内容外,还增加了与病毒学直接相关的经典实验内容讲授。例如:病毒的纯化、病毒噬斑实验与病毒中和实验。讲授时教师进行演示操作,每一步的细节学生都可亲眼看到。比如病毒的纯化,笔者所在教研室是该校惟一拥有超速离心机的科室,因此我们采用经典的蔗糖密度梯度离心法进行纯化,从离心液的制备,到超速离心机的过夜离心,学生亲眼看到纯化的病毒条带时,兴奋之情溢于言表。通过这种方式将课本上抽象的文字生动、具象的展示出来,极大地提高了学生的学习兴趣。

此外,在病毒学课程中还穿插了前沿知识专题介绍。对于前沿知识的讲授注重了将其与本门课程所学的知识及以前所掌握的其他知识有机的结合起来,以达到拓宽视野、融会贯通及提高兴趣的目的。以感染性RNA技术为例,学生之前都进行过分子生物学技术的操作,介绍该技术时我们从“为什么该技术必须将RNA逆转录为DNA”这一问题开始,让学生思考,并引导他们分析得出目前所有的酶切、连接、质粒构建都是在DNA水平上完成的,所以将RNA逆转录为DNA是该技术的第一步。新技术的介绍,极大地拓宽了学生的视野。尤其是当介绍到1918年流感病毒病原体的发现也得益于该技术时,学生兴致非常浓厚。当时研究者所需的原始样本采集于1918年因流感死亡的患者尸体中冰冻的肺组织,再以此为基础,获得了流感病毒8个核酸片段的基因序列,病毒耐冷不耐热的性质也被联系起来。此外,负链RNA病毒的核酸在复制时要与RNA依赖的RNA聚合酶相结合,转录出互补的正链RNA,因此研究者共转染了11个质粒,才完整复活出了“西班牙流感病毒”,为高致病性流感病毒的研究奠定了物质基础[4]。随着讲授的深入,学生对单正链RNA病毒的核酸具有感染性的特性以及单负链RNA病毒核酸的复制特性的了解也更为深刻。从抽象的讲解到实际结果的产生,使学生为研究者的聪明才智所折服,也为科学技术的发展而赞叹不已。

3 进行文献精读,培养科研能力

病毒学课程中一些热点病毒的研究发展很快,根据每年的新研究进展,我们在授课过程中增加了文献精读这一形式。教师选取当年最新的具有较高学术水平的英文文章,由学生自主阅读,课堂上共同讨论。例如:2012年适逢我国北京生命科学研究所的科学家在《ELife》杂志发表了题为“钠离子-牛磺胆酸共转运多肽是乙型肝炎和丁型肝炎病毒功能性受体”的文章[5],2013年我国复旦大学学者又在《Clinical Infect- ious Disease》上发表了关于我国当年流行的H7N9禽流感病毒的追根溯源方面的文章[6]。学生通过细致的阅读文献,除了提高专业外语的学习外,将这些研究成果与授课内容结合,增加了学生对HBV的表面糖蛋白功能和流感病毒基因重组的深刻了解,而且在精读文献这一过程中,学生能在教师的引导下对研究者的研究目的、研究方法、研究思路与结果讨论,逐个推敲,既了解了病毒学研究中的技术方法,又能从科研工作的角度去思考作者为什么这么做,这样做是否能为其研究目的服务,等。这种做法照顾到了该专业学生的学习基础、培养目标,又提高了学生的自主学习能力。

4 教学内容与情感态度和人文价值观的结合

病毒学课程的学习,不单单只是专业内容的学习。这门课程与日常生活的联系是非常紧密的,这就需要学生养成运用所学知识对自己身边与病毒学相关事件关注和思索的良好习惯,能够把所学的知识和技能践行到分析具体事件上去。同时,从人与自然、科学与社会的关系入手,引导学生从宏观的角度、思维的层面和价值的取向中,把科学理性和人文关怀有机地统一起来[7-8]。

病毒的传播方式与人类的生活习惯息息相关,在讲授时,也注意渗透了这些内容。比如垃圾的收集方式,有些学生回忆,小时候家里倾倒垃圾是通过楼房里的垃圾通道,有些地方还有随意乱丢垃圾的情况。我们请学生自己从病毒学的角度分析这种收集方式除了有碍观瞻以外,更大的弊端体现在哪里。学生指出:垃圾散落,若不及时清理还会有难闻的气味,容易滋生鼠害与蚊蝇,它们会借此途径传播病毒;倾倒过程中产生气溶胶,增加了人类吸入风险;散落垃圾可能会随着雨水污染附近水源、农地,有可能造成病毒性疾病的传播。因此,目前已对很多居民楼的垃圾通道进行了封闭,通过垃圾桶装化收集运输,实现垃圾不落地。对于主要以血液传播、母婴传播及性传播的病毒性疾病,如HIV、HBV、HCV的传播与感染,则可以从更广泛的层面上探讨疾病流行中的社会成因、所造成的危害以及个体与社会层面上的防治方法,并结合病毒自身的生物学特性,提示学生共同用餐、握手、拥抱、游泳以及礼节性亲吻等行为不会造成对正常人的感染,有助于在学生中倡导和树立关爱生命的思想,不要孤立某些病毒的感染者,促进社会和谐。在探讨这些问题的同时,还能将病毒的多种传播方式有机结合起来,学生也能更深入地理解相关知识。

在讲授关于实验室流感病毒复活内容时,向学生讲述了先行研究者杰弗里·陶本伯格(Jeffery Tauben- berger)最先选取的拟分离的病毒样本,它来自于1918年受流感病毒感染致死的士兵肺部提取的切片组织,但病毒本身已有损坏或退化,只分离出5条基因片段就再无进展,因此他在报纸上登载广告,希望能获得帮助。一位退休的病理学家乔汉·哈尔丁(Hultin J)看到后,历经波折从阿拉斯加永久冻土地带的一具尸体中提取到冰冻的肺组织,并送往陶本伯格处,新获得的样本补全了士兵肺部组织样本缺失的部分[9]。这种为科学勇往直前,实事求是的科学态度以及素不相识的研究者之间的合作交流意识,鼓舞了学生的科研热情。而由此工作所引发的生物安全方面的争议也激发了学生对科学成果利弊的进一步思考。情感与人文价值观相关内容的渗透,丰富了教学内容,提高了课堂教学效果。

5 不完全依赖多媒体,优化板书设计

目前教学中,多媒体已经呈现了全面取代传统板书的态势。虽然多媒体教学体现了现代化教学形式,内容直观、信息量大,字体、色彩丰富、能嵌入视频、音频、动画等多种形式,极大地推动教学活动的展开[10]。但是我们在授课过程中发现,采用多媒体手段授课时,虽然可以通过字体加大加粗、颜色对比等对重点知识进行强调,但存在的一个弊端是,上课内容是一屏一屏展现出来的,内容多不连贯、主线不清。学生来不及思考,也不再积极地记笔记,只等课后将教师的课件复制一份,以应对考前复习。因此在病毒学教学中我们将现代化教学法与传统的板书相结合,重要的知识点书写在白板上,并能随时进行回顾、联系与比较。比如:进行流感病毒生物学性状的讲授时,教师简单勾画病毒颗粒的示意图,按照从内到外的顺序,边讲解、边标注每一部分的蛋白及其简单功能,这样教师再进行到病毒分型、抗原变异、基因重组、受体、致病性、免疫性等内容的讲授时,学生就能有效地进行联系,增加了知识的连贯性。又如:讲授肝炎病毒一章时,除了讲授、主题讨论等形式外,最后教师还设计了表格,进行五型肝炎病毒在“三性两法”等方面的比较,由每个学生上台进行填写,学生反映这些方式既增加了授课的趣味性与课堂参与度,也增强了对知识的联系、比较与理解。

传统与现代授课方式的结合使学生在课堂上既能直观看到图片、视频的信息,又能够跟上节奏,做到边听课、边理解、边记忆、边记录[11],形成的笔记比较完整、系统、条理清楚,便于以后复习回顾。

自病毒学课程开设以来,教学组教师与学生经常互动交流,授课内容及形式都在不断完善。而以上教学内容的展开与教学组加强集体备课是密不可分的。教学组教师的受教育背景差别较大,既有生物学专业背景又有临床医学专业背景,集体备课提供了一个共同就课程中的专业知识和相关学科知识进行学习与交流的平台。大家一起讨论如何引导学生发现问题、思考问题和解决问题,并明确在此过程中所需传递的知识信息,以及在归纳总结中应涵盖的知识点和主要内容。通过在生物技术专业病毒学课程中多种教学形式的综合运用,学生的科研、创新、自主思考能力都有了显著提高,学生的学习兴趣也愈发浓厚,达到了较好的教学效果,为他们在以后进行微生物学实验技术及毕业设计都打下了良好的基础。

[1]李凡,徐志凯.医学微生物学[M].北京:人民卫生出版社,2013:1-3

[2]李晓华,黄小凤,曾怡,等.PBL教学法在医学微生物学中的应用探索与体会[J].微生物学通报,2012,39(4):572-577

[3]张海峰.案例教学法在生理学教学中的应用[J].疾病监测与控制杂志,2014,8(2):79-80

[4]Tumpey T M,Basler C F,Aguilar P V,et al.Characterization of the reconstructed 1918 Spanish influenza pandemic virus[J].Science,2005,310(5745):77-80

[5]Yan H,Zhong G,Xu G,He W,et al.Sodium taurocholate cot- ransporting polypeptide is a functional receptor for human hep- atitis B and D virus[J].Elife,2012,(1):e00049

[6]Xiong C,Zhang Z,Jiang Q,et al.Evolutionary characteristics of A/Hangzhou/1/2013 and source of avian influenza virus H7N9 subtype in China[J].Clin Infect Dis,2013,57(4):622-624

[7]李芳,李义庭,刘芳.医学、医学教育的本质与医学人文精神的培养[J].医学与哲学:人文社会医学版,2009,30(10):66-68

[8]王跃,陈芳.在临床微生物学教学中渗透人文精神的思考[J].医学教育探索,2005,4(6):379-380,383

[9]黎志东.生命之窗-生命科学前沿纵览之病原生物学分册[M].西安:第四军医大学出版社,2014:60-62

[10]李巍巍,胡秦.利用多媒体技术优化《医学心理学》教学的体会[J].中国医学教育技术,2013,27(5):568-569

[11]张燕,韩玉贞,吴淑华,等.多媒体教学与传统教学的比较性研究[J].海南医学,2010,21(23):131-132

Practice and exploration of small-class teaching of virology

LüXin,BaiYinlan,ZhangFanglin

DepartmentofMicrobiology,FourthMilitaryMedicalUniversity,Xi'an710032,China

By taking into consideration the characteristics of four-year biotechnology students in our university, this paper introduces virology teaching in various forms. They include such practices as topic discussion-based teaching, intensive literature reading, and teaching contents combined with disciplinary classic technology and cutting-edge knowledge, attitude and humanistic values, which have improved students' interest in learning and cultivated their autonomous learning ability and scientific research and innovative spirit.

virology; teaching practice; exploration

第四军医大学校级教学研究课题(QK201404)

2014-10-29

吕欣(1977-),女,西安人,博士,讲师,主要研究方向:病毒的致病机制。

张芳琳(1971-),女,山西太谷人,博士,教授,硕士研究生导师,主要研究方向:病毒的感染与免疫。 电话:029-84779253;E-mail:flzhang@fmmu.edu.cn

G642.0

A

1004-5287(2015)02-0200-04

:10.13566/j.cnki.cmet.cn61-1317/g4.201502027

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