病原生物与免疫学实验教学改革的探索与实践

昝洁冰，张佳月

（北京卫生职业学院，北京 101149）

病原生物与免疫学作为高职院校护理专业医学基础课程之一，是一门紧密联系医学基础课程与临床医学的医学基础学科。教材中一般分为3个章节，即医学微生物学、人体寄生虫学、医学免疫学基础，前两章主要讲解临床常见病原菌、病毒、寄生虫的基本形态、结构、生命活动规律等生物学特性，及其与机体免疫之间的相互作用；第三章医学免疫学部分主要介绍免疫系统的组成、结构与功能、免疫应答的发生机制等[1]。3个章节既有相对独立的知识体系又有密不可分的联系，学生通过学习可以对感染性疾病、免疫性疾病有一个相对完整的了解，掌握常见病原生物的生物学特性、致病性、免疫性和特异性防治措施及医学免疫学基础知识，为学好护理专业核心课程奠定基础[2-4]。本课程内容具有枯燥、抽象、不易学等特点，所以实验教学是病原生物与免疫学教学中一个非常重要的环节，与其他医学知识有一定的相似性，即知识体系高度关联，且几乎完全是结构化的，任何一部分掌握不牢固，都会影响下一阶段的学习效果[5-6]。

笔者在某医学职业院校护理系担任病原生物与免疫学实验教师，本系开设两个专业，即护理专业和助产专业，每个专业分为两个学制，分别为五年制和三年制。本文将着重阐述笔者在病原生物与免疫学实验教学中遇到的困惑及改进方案的探索与体会。

作为青年教师，刚入职时遇到了青年教师都会遇到的问题：如何将自己所学的知识融入实验教学中，如何让实验课起到对理论知识的巩固与补充作用，如何让学生在实验课上积极练习操作，如何让病原生物与免疫学实验教学为护理专业课的操作学习打好基础。正如王文佳等的论述，中医的诊断讲究“知常达变”（语出《素问·玉机真脏论》），而青年教师改进教学方法、提升自身教学水平同样讲究“知常达变”，“知常”指教师应熟练掌握教学的基本功，“达变”则是指教师要能够根据不同的专业要求，灵活运用多种教学方法和技巧进行教学[7]。换言之，“知常”就是说青年教师要进一步加强自己不擅长的知识的学习，同时在老教师的指导下不断打磨教学基本功，“达变”则是在此基础上根据学生的理解力和专业需要针对性补充相关知识，设计实验内容、改进实验教学方法[7-8]。带着这些困惑，笔者利用业余时间，积极旁听护理系经验丰富的教师讲授护理核心专业课程，努力寻找其中的关联，并且积极与老教师交流自己的收获与改革方案的初步设想。

经过听课及与老师的交流，笔者了解到该课程内容不仅是护理专业课的基础，也是医护工作者在临床工作中个人防护的基础，尤其在护理工作中，无菌观念应贯彻始终，有必要让学生意识到本课程的重要性及在临床中的实用价值。无论是护士还是助产士，只有落实无菌观念，严格执行无菌操作，才能提高护理质量，有效减少医院感染的发生。在实验教学中融入职业核心素养培养，也是以岗位需求为导向的高职教育原则的体现[9-11]。

通过前期的学习准备，笔者明确了病原生物与免疫学实验教学的改革方向。首先，改进实验设计，对于一些与护理专业理论知识及操作没有较强关联的实验项目，尤其是单纯验证医学理论的实验内容，进行删减处理[3]，同时选取能够突出护理岗位特点的实验作为补充。其次，重新设计实验报告，正如彭俊凤所说，实验报告是实验课教学的主要环节，是学生开展思维活动的体现和理论联系实际的反馈[12]。再次，优化课堂设计，使课堂时间得到充分利用。最后，与时俱进，根据当下社会情况，随时对实验内容进行修改和补充。现就详细介绍我们在上述4方面实施的实验教学改革方案以及实施后的效果与体会。

1 改进实验设计

1.1 改进实验设计的思路

根据护理及助产专业的岗位需要，增加病原生物实验的占比，免疫学实验部分只保留经典的、实验效果好的实验，使实验内容更加贴合学生未来岗位的实际需求。若想增强学生的无菌操作意识，必须先让学生了解细菌，包括细菌的分布特点、生长规律等，进而掌握正确的消毒灭菌方法。调整实验课分组方式，原来7～8人一组，学生有依赖性，现改为3～4人一组，让组内每个人都有事做，提高学生听课效率，让学生合作完成学习任务。

1.2 改进实验设计的具体实践

1.2.1 改变学生操作分组方式 从以往实验教学中发现，学生7～8人一组操作时，由于实验物品有限，加上有的学生有依赖心理，于是每组实际只有2～3人在认真操作，其他人则在聊天甚至打闹。现增加实验器材及实验用品，改为3～4人一组，尽可能为学生创造更多的操作机会，为学生留出更多的操作时间，从而加深学生对于实验课对应的理论知识的理解，并逐渐提高学生动手操作能力，为他们未来快速适应临床护理岗位打下坚实的基础[11]。

1.2.2 改进操作实验内容 将原来各种培养基的接种方法及培养结果观察实验改为教师示教实验，增加学生动手操作的任意物品表面细菌的接种、培养实验，让学生观察自己身边的细菌生长情况，激发学生的兴趣，同时让学生将课本上的“细菌无处不在”与实际情况联系起来。

将微生物的消毒灭菌实验从规定消毒方法及细菌种类改为由学生自选实验室现有的消毒方法及自己想要进行消毒的菌种，也可以是学生之前实验中从物品上培养出来的细菌。改革后，使得知识从书本走入生活，学生在今后的生活中都可以运用所学知识，做到活学活用，在巩固理论知识的同时加强了无菌意识培养，为护理和助产专业的无菌操作奠定基础。

将原来的手指皮肤消毒实验进行改良。原来的实验是，每个小组将一块普通平板培养基平均分为3个区域，1号区域接种手指皮肤消毒前的细菌，2号区域接种手指皮肤经过安尔碘消毒后的细菌，3号区域为空白对照。现改为，手部皮肤清洁消毒实验，学生还是将一块普通培养基平均分为3个区域，不同的是学生可以在接种完1号区域后，选择任意的实验室现有的方法处理手部皮肤，包括用清水冲洗、用香皂洗手或用洗手液洗手，也可以用实验室提供的消毒液（75%的酒精、碘酒、安尔碘，疫情开始后还增加了复合醇手部消毒凝胶）进行消毒，然后将处理完的手指皮肤取样接种到2号区域，3号区域依然是空白对照。但有一个要求，全班每个小组选择的方法必须不同，这样使得实验结果具有很大的讨论空间。

免疫学实验部分保留经典的ELISA实验及试管凝集实验，增加早早孕（人绒毛膜促性腺激素HCG的检测）实验。这样取舍的原因有3个：一是因为这些实验目前仍是临床广泛使用的诊断方法；二是因为这几个实验的结果带有颜色，学生容易判断；三是根据学生的岗位需要，护理和助产专业学生不需要像检验专业那样掌握免疫学实验的所有实验原理，只需要了解抗原抗体反应的3个特点即可，在验证理论知识的同时，锻炼学生的手部精细化操作能力，为其今后学习护理、助产专业核心课程的操作打好基础。

1.3 改进实验设计后的效果与体会

改革后的实验教学，给学生一定的自由，让他们参与设计实验，不仅可以激发学生的学习兴趣和求知欲，还有助于学生提高观察能力、分析能力、操作能力、思维能力等，同时培养了学生严谨认真、实事求是的科学态度[13]。科学是依据大量重复性实验得出的结论，与日常生活中的常识有很大不同，尤其是手部清洁消毒实验，实验结果往往出乎学生的预料，学生在积极讨论结果时，既巩固了理论知识，也了解了科学与常识的区别。学生通过操作实践细菌的接种和培养，了解了细菌的生长特点，从而掌握了科学有效的灭菌方法，并且学习了实验结果的分析方法，为他们未来到临床能够合理应对临床问题打下良好基础，达到预期教学目标[14]。

2 重新设计实验报告

2.1 设计实验报告的基本原则

实验报告是学生进行实验的依据，学生对于已设定的实验有依赖性或提不起兴趣，这些因素都会影响实验操作及教学效果，于是我们决定对实验报告进行修改，适当“留白”，给学生发挥的空间，增加学生的参与感，提升实验兴趣。结合新的实验设计，设计“开放式”结果记录的实验报告形式，在结果讨论部分，学生可以根据小组间的不同结果进行分析，结合理论及操作过程等分析得出相对科学的结论，这个分析讨论的过程才是实验课学生真正学到的知识。

2.2 实验报告的修改方案

将原来“填空题”式的实验报告改成“简答题”式，并将实验报告提前下发给学生，指导他们完成预习并填写实验目的、过程等，既可以减少学生的依赖性又可以检查学生的预习情况。护理专业和助产专业是实践性、操作性很强的学科，必须注重培养学生的临床思维能力，原来“填空题”式的实验报告注重理论的验证性、准确性，忽略对学生临床思维能力和创新能力的培养，改革后的实验报告，注重学生临床思维能力培养。

将实验报告的结果记录部分改成“开放式”，以手指皮肤清洁消毒实验为例。实验报告上的结果记录部分为空白的表格，给学生讲解表格与培养基的关系，即表格的3列分别对应培养基的3个分区，分别是“1号手指皮肤处理前”“2号手指皮肤处理后”“3号空白对照”，学生的操作部分与前面实验设计的描述一致，1号接种手指未做任何处理的细菌，2号是手指用任意实验室提供的清洁或消毒方法处理后的细菌，3号是空白对照。学生根据培养后的结果，在相应的表格里记录下每个区域的菌落数量、手指皮肤处理前后菌落数量的对比情况，这样“开放式”的结果填写完成，但还差最重要的部分，就是结果分析。实验中教师提出的唯一要求就是班里每个小组选择的处理手指皮肤的方法必须不同，这样学生用各自的方法处理手指后，会非常期待各组的实验结果存在什么样的差异。对出乎意料的实验结果，会自发寻找原因并加以分析，促使学生的注意力从如何努力将自己的实验结果靠近理论的实验结果上转移到努力分析自己的实验操作步骤是如何造成实验结果偏差的因果逻辑上，从而促进学生积极思考改进实验的方法[12]。这样不仅能够促进学生自发思考，还能促进小组间的协作。

2.3 实验报告改革后的效果与体会

实验报告的改革，一方面使学生变被动为主动，在促进学生完成实验预习的前提下，让学生参与到实验设计中来，做到实验前有准备、实验中有目标，充分发挥学生的主观能动性，真正体现以学生为主体[12]。另一方面配合实验设计的改革，增加了学生思考的空间，教师引导学生结合理论知识以及实验操作细节进行分析，让学生自己得出结论。此处借鉴了PBL教学法又做了一点改动，PBL教学法是指教师提出问题之后，让学生通过小组合作的方式完成问题的解答[11]。而我们在实验中，让学生根据实验结果，自发提出问题，再进行小组讨论，学生在教师的引导下得出结论。最大限度地激发和培养学生兴趣，发挥学生的主观能动性，是提升课堂实验教学效果的有效途径[15]。经过实践，改革取得了良好效果，学生参与自主设计实验，从中获得了成就感，真正做到了激发学生的主动性；由于实验报告包含组间设计，填写完整需要学生了解其他小组的实验内容，也达到了小组合作学习的效果，培养了学生沟通协作能力。学生通过对实验报告的分析讨论，加强了对理论知识的记忆，通过实践，了解到操作细节可以决定实验结果的成败，为日后的临床工作奠定基础。

3 优化课堂设计

3.1 优化课堂设计的方案及实践

传统的实验教学是在实验课上，先给学生介绍实验原理、步骤，再让学生分组进行操作，实验结束后将实验结果记录在实验报告上。翻转课堂使知识传递发生在课外，知识内化发生在课堂上，完全颠覆了传统的教学模式[16-17]。这正是我们理想中实验课的样子，于是我们借鉴翻转课堂，对实验设计和实验报告设计环节进行了改革，加入了实验前的预习，让教师与学生间的知识传递在实验课前完成，并且让学生熟悉实验的操作步骤，在实验课上只需要练习实践，通过实验过程和结果将知识内化，教师要做的就是指导学生的操作以及引导学生完成相关知识的研究学习。

3.2 优化方案实施后的总结与改进

3.2.1 实施后的小结 对于简单的操作实验，比如微生物的消毒灭菌实验，收到了比较好的效果，但是对于操作比较复杂的免疫实验并不能达到预期的教学效果。比如免疫的试管凝集实验，原理简单，是抗原抗体反应的3个特点的验证性实验，但其中的“倍比稀释”是难点，考虑到护理和助产专业以配药、注射等精细化操作为主的工作特点，想借此实验为学生今后的核心课程操作学习打下基础，所以保留了这个免疫学实验的学生操作环节。理论上弄不清楚稀释的比例，使一些学生感到受挫，而稀释操作要求取液量精准，这又打击了剩下的部分学生，学生好不容易将前几支试管稀释成功，可后面的试管一旦发生操作错误，之前的所有试管都要丢弃，需要重新开始。学生的错误率高，不停重做，最终也不能按时完成实验。此类实验中学生明显出现了疲劳、自信心受打击的状态，对于最后的结果已漠不关心，甚至有些小组开始应付实验。简单的课前预习，并没有改善这个状况，为此，我们决定进一步优化这类复杂操作的实验课堂设计。

3.2.2 根据实施情况进一步改进 还是以免疫的试管凝集实验为例，详细介绍我们的解决方案。

为了解决上述问题，我们借鉴了于红红等的多元化混合教学模式[18]，基于翻转课堂，在课前及课堂指导时融入线上教学模式，形成多元化混合的、专门为这个实验课设计的教学模式。首先实验教师需拍摄完整的实验视频，视频中要突出“倍比稀释”的操作细节及难点，课前发送给学生，让学生完成视频学习，熟悉实验流程，了解“倍比稀释”与结果之间的关系，并且在微信群对不理解的原理或操作要点进行提问，课前教师进行初步解答。课堂上，操作前再次播放视频，一边播放，教师一边示教操作，讲解具体的注意事项，播放视频是因为有些细节，视频看得更清晰，学生直接观看教师示教，总有距离远或有遮挡的问题，教师可以在示教时进行补充讲解，例如操作的要点，为什么这么操作等，以加深学生对正确操作的记忆。接下来还要再示教一遍，但这次是让学生跟教师一起无实物演练一遍，学生不是真的操作，教师则会真的吸取液体，让学生指挥教师，这时可以检验学生记住多少细节，有的地方学生间可以相互提醒，当大家都忘记的时候，可以让学生看到错误的结果，反向激励学生要掌握正确操作。这样加上课前的视频学习一共是3遍示教，有两遍在课堂上完成，留给学生的操作时间相对减少，但学生的操作正确率明显提高，重复率明显降低，因为学生已经了解了实验过程及细节，并且看到错误的结果是什么样的，可以及时止损，得到正向的激励。

3.3 优化课堂设计的效果与体会

由于前期实验视频的拍摄耗费了一些时间，这个实验教学模式才进行了两轮，分别是五年制和三年制各一轮，目前看到了一些成效，学生对实验细节足够了解后，操作中的正确率提高，返工率降低，学生的疲劳状态得到明显的缓解，在正确的操作中获得了成就感和自信心。自信心是一种积极的情感体验，多次成功，自信心便能建立起来，从而肯定自己的学识和能力。在积极心理学原理指导下，教师根据学生的心理特点，结合教学内容，创设教学情境、设计教学方法，以达到事半功倍的效果[19]。我们根据以往学生的心理特点，结合实验教学的难点，分阶段逐步帮助学生攻克难题，建立学习的自信。学生对于实验结果有了足够的心理能量去讨论分析，在对实验原理充分学习的同时，还对自己的操作能力产生信心。然而本次实验操作时间过长，部分学生不能按时完成的问题还有待解决，我们会根据学生的情况，不断进行调整，以达到实验教学的预期效果。

4 与时俱进，不断改进实验内容

4.1 将思想政治教育融入实验教学

4.1.1 将思想政治教育内容纳入实验考核 设计分组实验时，除考虑到学生的操作机会外，还要求学生在实验中学会协同合作，在实验考核评价体系中加入了合作完成实验的考核。学生不仅在实验中担负起自己的责任，还要学会鼓励同伴，当同组同学未能顺利完成实验任务时，帮助同伴共同完成实验操作，要有集体观念。

4.1.2 观察学生动态，随时进行思想政治教育 除了已经准备好的思想政治教育内容，还要随时挖掘学生存在的思想问题，及时进行思想政治教育，纠正学生的不良之风。疫情期间，上网课时，学生不能进行实操练习，利用这些空余时间，讲述学姐们在医院的工作经历，让学生拥有一颗仁爱之心，懂得尊重患者，培养学生的“爱伤观念”，这也是医务人员非常重要的职业素养之一；通过案例让学生了解到护理工作的细微失误，会给患者带来真实的痛苦，所以要在学校学习时就养成认真负责、严谨细致及慎独的工作态度[20]。当听到学生抱怨疫情带来的诸多不便及存在焦虑情绪时，给学生讲述当年全国抗击非典的故事，讲述当时的医务工作者如何在比现在艰苦的环境下，对抗心中的恐惧，坚守岗位，与死神搏斗的感人事迹，同时将这些事迹与SARS病毒的专业知识有机融合[21]，使学生增强职业自豪感和抗击新冠疫情的信心，从而帮助他们缓解焦虑情绪。

4.1.3 效果与体会 将思想政治教育有机融入课堂教学，还需要探索更有效的教学方式，让学生不排斥，甚至喜欢上这部分设置。

4.2 加强生物安全教育

新冠疫情发生后生物安全成为全社会关注的热点，生物安全至关重要，提高相关人员的生物安全意识势在必行[21]。

4.2.1 生物安全教育的具体实施 我们在每学期第一次实验课上介绍实验室，着重介绍本实验室的特殊性，同时强调实验室要求、操作规范等，近年还增加了应急处理流程的介绍及相关安全知识。实验示教时，再次将安全知识融入示教操作中，在容易发生意外的地方，讲解万一发生意外事故该如何处置。选取实验内容相对较少的一次实验课，在学生实验操作结束后，进行演练，演练内容包含实验试剂倾洒的处理，细菌液体溢出后环境的消毒处理，小型火灾的灭火方法、疏散路线等。

4.2.2 效果与体会 通过这一系列的活动，让生物安全意识融入学生的思想及操作习惯中，使学生树立无菌观念，强化消毒灭菌意识。“无菌观念”的形成，是护生准确掌握无菌操作技术的基础。这些技能的掌握程度，决定了该生能否长期从事临床工作[22]。

4.3 及时补充新内容

4.3.1 以手指皮肤消毒实验为例 新冠疫情发生后，许多商场或服务窗口都配备了复合醇手部消毒凝胶，我们也及时将这种消毒试剂引入实验，让学生在手指皮肤消毒实验中，验证这个试剂的消毒能力。由于贴合当下的社会情况，非常实用，学生十分感兴趣，操作结果也是令笔者和学生感到意外。实验结果表明复合醇消毒凝胶有一定的杀菌作用，但是效果不稳定。于是学生主动要求增加实验，进一步验证该试剂的消毒效果。在后续的实验中，有学生仔细阅读了试剂的使用方法，自发分组进行实验，验证是否按照说明书进行操作就能对手部皮肤达到消杀的作用，结果显示按照说明书，取适量复合醇消毒凝胶后，用七步洗手法进行揉搓1分钟的小组的确达到了消杀效果，接种用此方法进行消毒的手指皮肤取样的培养基经过培养后没有细菌生长。

4.3.2 效果与体会 整个实验过程实际上运用了托尔曼的发现式学习方法，学生亲自发现问题，设计方案并去验证，从而得出结论，这样获得的知识和技能更持久。我们原本只计划增加一种新的试剂，却意外收获了学生自发探索的行为。学生在完善病原生物学知识的同时，还提高了个人防护意识。由于是自发探索得到的结论，又很具有实用性，学生很乐于分享给家人和朋友，又进而产生了自发的健康卫生知识宣教意识。对患者及其家属进行宣教也是护士的日常工作内容之一，所以宣教的过程也是对岗位胜任力的一种锻炼，为进一步学习专业课及今后的临床工作奠定基础[23]。

综上所述，笔者根据护理和助产专业的专业特点及岗位需求，重新规划病原生物与免疫学实验内容，删除了一些陈旧实验，将实验结果不易观察、与护理专业操作关联不强的操作改为示教实验，增加了病原生物实验内容，着重培养学生的“无菌观念”和无菌操作意识，为后续护理核心专业课的学习及未来临床工作奠定基础[24]。为了激发学生的兴趣，提升学生学习的主动性，培养学生的科学素养，借鉴了PBL教学法、翻转课堂教学法，并运用线上线下多元混合教学模式，对实验课授课方式和实验报告进行了改革，在实践探索中取得了一定成效，学生对实验课的兴趣明显增加，参与设计实验后，不仅提升了学生的科学素养，还增强了学生学习本学科的信心，这从学生自发探索手部消毒凝胶的消杀效果实验可以看出。但改革后又遇到了一些新问题，比如学生通过讨论将得出的结论写在实验报告上，并没有实现口语到书面语的转化，这提醒教师在引导学生得出结论时，尽量使用比较书面的语言，最好是教材上面的专业语言。还有采用线上教学预习后，经过调查反馈，学生认为线上预习模式增加了与同学、老师的距离感，是对自身学习能力和自控能力的一种挑战[4]。部分自主学习能力差的学生不能很好地完成预习，需要教师课前特别注意检查这些学生的线上学习情况，在实验课上要用更多时间辅导他们。此外，如试管凝集实验中依然有学生未能按时完成实验，如何使实验教学中的思想政治教育内容更加丰富，这些方面还需要探索新的解决方案。