数字化教学资源在病原生物学实验教学中的应用探讨

杨淑凤, 邓国英, 刘 欣, 孙文长

(大连医科大学 微生物学教研室, 大连 116044)



数字化教学资源在病原生物学实验教学中的应用探讨

杨淑凤, 邓国英, 刘 欣, 孙文长

(大连医科大学 微生物学教研室, 大连 116044)

数字化教学资源在实验教学中的有效利用，可以激发学生的学习兴趣、提高思考问题和解决问题的能力。将针对病原生物学实验课程，从实验平台的构建、实验教学内容的数字化开发、多种教学方法的应用以及实验的考核及评价等几方面来探讨数字化教学资源在病原生物学实验教学中的应用。

数字化资源；病原生物学；实验教学

近年来一些严重危害人类健康的传染病频发，例如SARS病毒引起的传染性非典型肺炎、埃博拉病毒引起的埃博拉出血热、H7N9流感病毒引起的禽流感、新型冠状病毒引起的中东呼吸系统综合征等等，对我们医学人才的培养提出新的要求，尤其在突发传染病的应对措施上。病原生物学实验课教学内容和教学手段必须根据这些变化及时调整，以实现学习内容和临床实际的联系，为临床医学实践，特别是预防医学打下良好的基础[1]。数字化教学资源因其多样的呈现形式以及共享性、扩展性等特点，相对传统的教学资源具有明显优势[2-3]。将数字化幻灯、视频和网上教学资源等数字化教学资源应用于病原生物学实验教学，很好地适应了现代信息化社会，具有良好的教学效果。

1　病原生物学实验课程的设置

我校根据教育部关于病原生物学的学科分类，在广泛调研的基础上进行了积极深入的思考，将医学微生物学实验、人体寄生虫学实验及医学免疫学实验从各自理论教学中独立出来，成立病原生物实验学，将3个学科的实验教学内容进行整体优化、创新、重组，打破学科界限，同时将分子生物学技术引入到实验教学中，开设病原体分子生物学检测实验系列。整个实验教学内容以感染性疾病的病原为中心，围绕病原的生物学特征、致病性及病原的诊断，基础性实验融合于综合性实验中，综合性实验囊括系统间及学科间的综合，形成新的实验教学体系。强化基本技能训练的同时，充分体现了学科间知识的相互渗透、融合及横向联系，并为学生设计性、探索性实验提供了思路和空间。

2　数字化实验教学平台的构建

随着现代教育技术的普及，数字化教学的优势逐渐显现出来。数字化实验教学也受到实验教学人员的广泛关注。数字化实验系统就是运用虚拟信息技术在计算机模拟实验的信息化交互软件[4]。病原生物学数字化实验平台可以包括资源库模块、实验准备模块、模拟实验室和模拟考场几部分。资源库包含病原生物学实验所涉及的病原体的图片、文本、视频、录像、动画以及截图等。例如寄生虫的图片、病原菌感染的视频等[5]。而模拟实验室涵盖了病原生物学实验的多个实验项目，例如：病原生物的形态学观察、 免疫学综合性实验、病原微生物综合性设计性实验、临床标本的病原学检测、病原生物学与免疫学综合性实验、 病原生物的免疫学检测、病原生物的分子生物学检测等。每个实验项目又分为实验原理、实验目的、实验操作、实验结果以及实验注意事项等二级子目录。

数字化虚拟病原生物学实验教学平台的构建可以使学生不受时间和空间的限制，随时浏览、预习和复习教学信息，提高教学效率和实验教学质量。

3　数字化实验教学内容的开发

在应用数字化教学资源时，教师不再单纯地“教”，而是利用适当的教学资源和学生协作，指导和引领学生获取、组织和解释以及重组各种教学信息。这就需要开发包括CAI课件、电子讲义、视频以及动画在内等一系列数字化资源[6]。例如在病原菌的形态学染色实验中，就可以利用动画来阐述细菌革兰氏染色、抗酸染色的原理、染色步骤以及染色结果等。又例如在病原菌分离鉴定的综合设计性实验部分，可以先通过视频方式播放临床上常见标本的病原菌分离检测程序，学生根据理论知识点和视频的介绍自行设计自己的实验方案、实验步骤，最终在实践中检验自己方案的合理性，不断修改校正最终得出自己的实验结论。课后通过重复观看实验视频来加深重点和难点的理解和掌握。这样学生就可以在课前、课中、课后根据自己的实际情况有的放矢地进行“启发式”和“协作式”学习，而非“生搬硬套”、“死记硬背”。总之，数字化实验教学内容的开发，使得实验教学和实验实践不受时间和空间的限制，使得学生能够根据自身需求互动式地进行个性化学习。更易于激发学习兴趣，使学习效果更好。

当然，开发数字化实验教学资源除了花费时间准备和加工外，还应尽量做到信息技术和教学目标的无缝结合。

4　多重教学方法的应用

4.1综合运用PBL、CBL等教学方法

实验课都是小班开课、学生分组操作，加之数字化教学资源的优势，因此就更容易开展以问题为向导(problem-based learning，PBL)PBL教学和以病例为先导(case-based learning，CBL)CBL教学[3-4,6]。例如在细菌的人工培养一课中，老师就可以引导学生提出问题：如何获得细菌的纯种培养，然后引导固体培养基尤其是平板的用途这一个重要的知识点。然后通过实践操作让学生真正体会到分区划线的目的。而直观的实践操作又反复加深同学的记忆。又如在病原菌的分离鉴定环节，临床案例的引入对于学生理论联系实际能力的培养非常有帮助。这些教学方法在实验教学中的综合应用，受到广大同学的欢迎，调动了学生的积极性和处理复杂问题的能力，利于培养学生的临床综合思维。

4.2开展自主性、综合设计性实验

我们根据学科特点，在病原生物学实验教学中开展了环境中致病菌的检测、大学生肠道寄生虫感染的检查以及浓汁标本、粪便标本中病原菌的分离鉴定等多项自主性综合设计性实验[7]。改变了传统的验证型实验枯燥、生硬的教学模式，学生根据电子平台资料库中的资源或者课堂上的视频、理论知识等自行设计实验方案，分组讨论，在实践中不断修正实验方案，补充实验步骤等最终得出自己的实验结论。整个过程老师逐步引导，并不断讲解实验方案中设计的理论知识点，系统而生动地引导学生用理论来解决实践中遇到的问题。

4.3增加整合性实验

我们还在病原学实验教学中增加了整合性实验。例如免疫力低下与机会性感染实验，我们让学生设计小鼠实验模型，通过给小鼠饮饲一定剂量的糖皮质激素，造成正常菌群紊乱模型，然后让学生观察小鼠模型中的肺组织。这一实验同学通过实践理解了机会性感染的条件以及机会性感染的危害。

4.4应用互动实验室

病原生物学实验教学中有很多实验是观察病原体的形态和结构。例如细菌的形态染色和特殊结构观察、寄生虫学的几乎全部实验。而受困于传统实验设备，教师和同学很难在同一时间观察到同一视野中的图像，因此显微互动实验室在实验教学中的应用，极大地提高了教学水平和教学效果[8]。在互动实验室教学过程中，老师利用电子教鞭随时标注标本中的结构和重点观察部位，学生和老师之间、学生与学生之间可以互动网络，对显微镜下微观的图像在电子屏幕上同步实时互动、共享、交流和讨论，极大地提高了学生的学习兴趣和老师的教学效果。

5　实验的考核和评价

在构建的数字化平台上每个实验下设实验考核，依据相应的软件分设试题库和答案库。每堂课结束后学生可以自行进行模拟答题，对知识点进一步掌握。而最终的实验考核可“虚”“实”结合，对于形态学等教学资源库里有典型电子图片的可以作为网上考场的“虚”，而实验报告书写、实验表现和实验态度等等则由任课老师根据学生实践过程中给出“实”。这样可以有机将数字化资源从使用到最终实验的考核结合起来[9]。而每学期的期末可以让学生给出使用教学平台的意见，并及时更新完善。

6　总结

信息化技术的普及，“互联网+”模式的兴起，网络无处不在。充分利用这些现代化资源，对于新世界人才的培养至关重要[10-11]。而病原生物学实验教学模式的改革和突破也为学生临床实践能力的培养和科学创新意识的建立奠定了基础。

[1]王小丽，钟有添，谢琼珺. 实验教学改革条件下医学微生物学实验考核评价体系的构建与实践[J]. 微生物学通报， 2012，39(12)：1817-1824.

[2]姜艳萍，张兰河，郑 胜. 体现不同专业特色的微生物学实验教学改革研究[J]. 微生物学通报，2013，40(4)：700-705.

[3]裴树东,李能树.提高微生物实验教学质量的途径[J].生物学杂志,2000,17(2)：43-44.

[4]刘保平. 浅议微生物学教学综合改革[J]. 微生物学杂志， 2014(4) :101-104.

[5]侯 娟,龚兴牡,罗开军，等.医学微生物学标本数字题库的建立与应用[J].中国病原生物学杂志,2010,5(9)：717-718.

[6]任 刚，杨世明，李建蓉，等.医学微生物学数字标本库在实验教学中的应用[J].基础医学教育,2012,14(5)：388-389.

[7]杨淑凤,邓国英,刘 欣,等.综合设计性实验在医学微生物实验教学中的应用[J].中国微生态学杂志,2013,25(7)：851-852.

[8]郭新红,何晓晓,周 苹,等.生物技术专业实验教学改革与实践[J].生物学杂志,2015,32(5).111-113.

[9]邱竞帆,刘新建,王 勇.数字化资源在人体寄生虫学教学中的应用现状及对策[J].基础医学教育,2015,17(4)：357-359.

[10]关 婷. 多元化教学模式培养综合素质高的医学人才[J]. 中国医学创新，2014，11(5)：138-139.

[11]朱道立，王康乐，陈佩林，等. 大学生科研创新能力培养和优良学风建设的改革与实践[J]. 微生物学通报，2013，40(2)：328-333.

The application of digital education resource in pathogenic biology experimental teaching

YANG Shu-feng, DENG Guo-ying, LIU Xin, SUN Wen-chang

(Department of Microbiology, Dalian Medical University, Dalian 116044, China)

The effective application of digital education resource in pathogenic biology experimental teaching can inspire the students′ learning interests and improve the ability to resolve difficulty. This article will discuss the application of digital education resource in pathogenic biology experimental teaching, according to experimental platform building, digital resource developing, multiple teaching methods using and experimental assessing.

digital education resource; pathogenic biology; experimental teaching

2016-01-05；

2016-02-02

杨淑凤，博士，讲师，长期从事病原微生物学的教学与科研，E-mail:shufengyang78@163.com

G642.4;R37

C

2095-1736(2016)05-0120-03

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2016.05.120