COVID-19疫情背景下医学微生物学线上实验教学实践探索

于志君，卢莉莉，王育斌，江珍玉，邓海英

(武汉科技大学 医学院，湖北 武汉 430065)

医学微生物学是医药学生必修的专业基础课，学生通过课程学习不仅需要掌握与医学关系密切的微生物的形态结构、生理、遗传变异和感染免疫等共有规律，还需熟悉引起传染病的常见病原[1]。实验教学除了帮助学生加深对微生物学理论知识的理解，还能使学生在实验室通过观察某些病原的形态结构，亲历培养鉴定细菌的过程，在训练微生物学实验技能的同时培养无菌观念及生物安全意识。新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease 2019，COVID-19)疫情的突然暴发与快速蔓延，导致全国高校无法按时复课，为响应教育部“停课不停学”的号召[2]，不同高校分别借助线上教学平台直播或利用慕课、翻转课堂等方式如期开展了理论课教学，但随着理论教学进程的不断推进，实验及实践课程如何开展成为摆在各校管理部门及教师面前急需解决的一大难题，本校借助医学魔课 (massive online experimentalc ourses, MOEC)平台[3]对本科生医学微生物学实验课程开展了线上教学尝试与探索。

1 课程内容与考核方式的拟定

根据培养方案，武汉科技大学医学院19级荆楚卓越医师班、18级预防医学班将在2020年春季学期完成医学微生物学理论与实验教学工作，至本学期中期理论课教学按计划进度已完成大半，但实验教学尚无法开展。根据疫情研判，春季学期师生已无可能返校完成实验教学，学校建议教师利用现有网络实验资源开展实验教学。经综合考虑资源丰富度、教学内容契合度等因素，MOEC系统被拟定为本学期开展医学微生物学实验教学工作的平台。实验课内容拟定为按3个步骤进行。首先，教师熟悉MOEC平台的系统及操作流程；其次，浏览平台模块信息，将拟开展的实验内容聚焦在病原生物学、免疫学和微生物学3个板块中，挑选出与常态实验教学内容相似或相近的资源；最后，教师对多个同类内容进行反复浏览分析，经集体讨论，筛选出内容设置符合大纲要求，且科学性高的素材纳入，每次实验课内容为不同板块的几个小单元组合而成。基于线上授课形式限制，在内容纳入方面，主要以演示内容、虚拟操作实验为主。

绘图及书写实验报告是常态实验教学传统经典的考核手段，本次线上实验教学考核内容由学生提交的思考题作业及虚拟实验系统后台生成数据两部分构成。思考题主要依据实验原理、操作的关键性步骤及实验结果等内容而设置，具有一定难度与挑战性，不局限于教材知识点的重复，希望学生在克服困难探索学习的过程中能产生更高的学习成就感，激发学生更高的学习欲望与动力，同时提交作业这种方式对学生的学习过程具有动态督促作用。本文选取了细菌形态学实验、细菌生理学实验、病原性球菌与肠道杆菌、白喉杆菌结核杆菌及病毒等5个实验，对常态与线上教学内容及考核方式进行了总结(表1)。

表1 常态与疫情背景下医学微生物学实验课授课内容与考核模式比较

2 教学流程

线上实验教学是疫情蔓延情况下的教学应对策略，如何有效地开展线上教学，使学生通过学习理解实验原理、操作要领、掌握相关知识点及真实实验中的注意事项是实验授课教师需要思考的首要问题。在考虑课程教学大纲要求、学生学习兴趣，同时也兼顾课堂教学效率的基础上，本次线上实验教学设计为授课前准备、线上授课及课后评价与反馈3个环节(图1)。

2.1 授课前准备

在授课开始前，教师登录MOEC系统，将拟授课班级学生名单导入系统。在系统配课管理模块下，选择学生年级、专业及班级，系统显示即将被配课的学生名单，核对无误后进行批量选课，选课完毕可随机点击具体某一学生后面选课按钮，查看选课是否成功(图2)。下一步，通知学生登陆实验系统，学习系统使用方法，熟悉系统设置，查看选课内容概况。在实验课开课前一周通过QQ群向学生发布即将进行的实验内容以及预习要求，教师进入实验项目，预先操作实验项目，并与常态教学实验项目进行比对，将线上实验中缺漏的知识点及实验操作中的关键步骤记录下来，制作授课PPT，其内容包括：实验项目、操作流程、补充内容及注意事项，课后思考题4部分。

图1 医学微生物学疫情期间实验授课流程Fig 1 Process of experimental teaching of medical microbiology under COVID-19 pandemic situation

A.学生批量选课界面； B.查看已配课界面图2 魔课系统选课流程Fig 2 Procedure of course assignment in MOEC system

2.2 授课阶段

线上授课基本流程包括线上直播讲述实验PPT、发布思考题及学习计划，学生虚拟实验操作等步骤。在线上讲述实验内容设置上，除了介绍虚拟仿真实验内容设置、流程及注意事项，特别注重对缺失的常态化实验内容进行补充，如在细菌形态学实验中，学生在复习显微镜结构的基础上，重点强调显微镜油镜镜头的识别、油镜的使用方法及使用后的维护，并对革兰染色的原理、结果描述及意义进行讲述；在细菌生理学实验中，讲述分区划线接种法的原理与操作要领、如何运用菌落、菌苔描述细菌增殖现象，强调实验过程中的无菌规范，肠道致病菌与非致病菌鉴别实验要点；在病原性球菌及肠道杆菌实验中，除了讲述药敏实验的原理，还重点介绍了纸片法药敏实验的实验方法要领及结果判断，肥达实验的原理、方法及实验结果判断注意事项；在白喉杆菌、结核杆菌及病毒学实验中，重点介绍结核菌抗酸染色的原理、方法及结果，帮助学生认识鸡胚的结构，鸡胚接种的方法。单次实验课直播讲授结束后，实验教师预留一周的时间给学生进行线上虚拟操作，并督促学生在指定期限内提交课后作业到实验指导教师邮箱。

2.3 课后评价及反馈

单次实验课结束后，实验教师通过清点提交的课后思考题及后台导出数据，可及时发现未参与实验的同学，通过单独沟通确定未进行实验的原因，并敦促帮助学生尽可能在规定时间内完成教学内容。根据统计结果显示，19级荆楚卓越医师班同学的学习积极性更高，作业提交率为100%，实验系统登陆记录显示，仅有2名同学各有一次实验没完成，这可能与该班人数少(24人)，学习氛围更浓厚有关。18级预防医学班同学有6名同学有作业未提交记录，24名同学存在实验项目未登陆记录，主要集中在第一次实验的普通光学显微镜使用实验项目，多达20人，这可能是由于首次实验同学系统使用不熟练，及部分同学认为该项目在之前的实验中有涉及所致，但据以往实验教学经验显示，学生在实际使用油镜过程中，还是不同程度存在镜头识别及使用方法错误等问题。在实验教师督促提醒后，后面实验课学生的参与度有很大改善，但最终有7名同学存在不交作业与未进行实验操作同时存在的现象，这可能与班级人数多(67人)、部分同学不重视实验课及学习积极性不高等因素有关。

从学生反馈结果看，大部分学生认为线上实验教学模式是疫情特定情况下的最优方案，内容直观呈现，学习时间空间具有一定弹性，缓解了因选课冲突导致的传统实验课缺课补课难题。线上实验可反复观看、反复练习，印象更深刻，但对于细菌分离接种等微生物学实验技术因无法实际操作，理解上不够深刻，另外与教师互动上，缺乏传统实验室的实时性。

3 结语

在新冠病毒疫情背景下，高校学生无法按期返校进行预期学习，如何有序有效开展教学工作是需要广大高校教育工作者积极思考探索的主题，尤其是理工科大学的实验、实践教学开展比理论教学具有更高挑战性[4]。为响应教育部“停课不停学”的号召，学校鼓励教师疫情期间利用虚拟仿真实验教学资源实施实验教学，在综合考虑各方因素的基础上，借助MOEC平台在武汉科技大学医学院18级预防医学班、19级荆楚卓越医师班同学中开展了医学微生物学线上实验教学探索，经前期筛选实验内容、选择考核方式，中期线上教学实践，后期进行评价与反馈3个阶段，春季学期的实验教学得以顺利完成。

本次实验教学活动引发了诸多思考。首先，如教师在平时已经建成了一套完整高质量的线上实验教学系统，且经过了长时间运行完善，那么在疫情或自然灾害等突发状况下，该系统作为应急教学系统，实验内容选择可能会更合理科学，教学运行会更顺畅，考核方式上更全面科学。其次，国家层面主导建设一批更高质量的规范性强的线上实验资源是很有必要的。目前，虽然医学虚拟仿真实验项目立项建设多，但大多重立项、轻建设、重评比、轻应用，导致很多实验项目在内容深度及科学性上参差不齐，同一次实验课中所选实验模块之间风格迥异，不同实验项目中同一操作演示差异大，作为授课资源使用可能导致学生产生混乱或误导学生[5]。另外，在本次教学活动中，由于实验学习采用的是远程管理或通过实验教学系统后台数据进行评价，有些地区学生受网络、设备影响，很难与授课教师获得有效沟通，间接造成某些评价指标的不客观性。

总之，本次实验教学活动是突发疫情情况下开展的一种探索与实践，希望通过线上实验教学帮助学生理解医学微生物学相关理论及实验技能，并通过线上互动为学生营造专业学习氛围，建立学生与学校、教师的联系，从而使学生能达到更好的学习效果。但线上实验学习终究无法使学生获得实验室内的实验体验与训练。因此，希望正常复学后，学校能开设一些综合性实验、创新性实验，进一步巩固线上实验教学内容，并对灭菌规范及一些传统经典微生物学实验技能进行强化。