“新工科”背景下微生物学与免疫学课程教学改革探索与实践

温振国 杨思敏 王腾

摘  要：针对工科高校学生医学知识基础薄弱、学习效果较差的现象，本研究提出一种“项目驱动的启发式课程教学”的教学新模式。结合“新工科”建设现实背景，针对生物制药专业核心主干课程微生物学与免疫学传统教学模式中存在的问题，调整教师和学生的角色和责任，提出以学生为中心的案例驱动启发式课堂教学方案，详细阐述其必要性及实施细节，介绍教学过程和评价指标设置，分析教学效果达成情况。该模式使学生在专业知识方面、综合素质以及沟通表达方面均得到提高，增强了学习主动性和积极性，并锻炼学生将所学知识运用于实际问题，对生物制药专业在北京地区的“新工科”建设探索产生了积极意义。

关键词：“新工科”；微生物学与免疫学；案例驱动；启发式教学

中图分类号：G642    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2024）17-0082-04

微生物学与免疫学是面向高等院校工科专业“生物制药”的核心课程之一，主要包括免疫学和病原微生物学两部分，其中免疫学概念抽象，病原微生物学内容庞杂，并涉及很多基础医学知识且知识和技术的更新速度快。［1］工科高校学生医学知识较为薄弱，许多内容和概念的学习多靠死记硬背，结果就是“知其然，而不知其所以然”，无法融会贯通、举一反三，遇到具体问题还是无法独立分析和解决，最终学习效果较差，教学效果也不理想。所以，如何在课堂上寻找一种既能激发学生的学习积极性，又能让学生“学以致用”的教学方式，成了一个迫切需要研究的课题。本研究提出一种“项目驱动的启发式课程教学”新模式，将实践体会与同仁分享。

一、传统课程教学模式的特点与弊端

在传统的教学模式中，教师负责教，学生负责学。教学是知识从教师向学生单向流动的过程。具体表现是以“教”为中心，“学”随“教”转，教师是知识的传播者。对学生来说，教师是移动的知识库，是活着的教科书，是课堂的“主宰”。这就会形成如下几个弊端：一是以“教”定“学”的“填鸭式”教学。［2］传统教学活动偏重教师的讲解，在一定程度上忽视了学生是学习的主体，从而影响了学生的积极性和主动性。二是“本本主义”。教师过于依赖教材，缺乏知识的更新，从而禁锢了学生的视野和创新思维。三是持续改进不及时。在传统的教学模式中，对学生学习效果的评价主要来自期中和期末测验，具有滞后性，教学的改进只能片段化地在新一轮课程中进行。对于相对简单的课程，这种教学有失水准，学生没有学习兴趣；而对难度大、体系杂的课程，这种教学方式使得学生没有参与感，最后只能是为了考试而学，从而陷入死记硬背、形而上学之中。［3］

二、案例驱动启发式“微生物学与免疫学”课程教学模式方案与实施

案例驱动的启发式教学可以有效解决当前教学中出现的教与学不一致、学与用不一致的问题，它是一种可以充分激发学生积极性，培养学生主动性，提高学生学习能力的教学方案。在此基础上，从“以教定学”向“以人为本”的教育方式转化。首先，引进了以学生为主要角色的专题讨论的方法。通过积极解决生物制药研发和生产制造环节中的实际问题和挑战来获取知识。其次，通过实际案例促进案例驱动式推演，让学生主动获取信息，并进行信息的分析、整合。在此过程中采用启发式教学、互动式课堂，做到“以学生为中心”，还将对学生进行自主学习能力的培养，从课内向课外拓展，构建出“计划项目—课前准备—课堂学习—课后巩固”这一全面的学习能力培养方案，将理论学习与案例推演结合在一起。在特殊时期结合新工科背景，为了激发学生的学习热情，本课程以“病毒专题”开篇，利用案例进行多个病毒学和免疫学知识点学习。通过北京科兴生物、中生集团的疫苗攻坚战为例培植学生的爱国情怀。后续设置“病毒的发现与分类”“细菌与疾病”“制药与微生物”三个模块，每个模块中均设置3—4个案例，全面涵盖课程大纲中病毒学和免疫学相关知识，从而达到讲授与研讨、课内与课外有机融合。通过案例驱动式教学方式的改革促进学生自主学习，在课堂上和学生分享教师权力，使学生获得学习主动性。基于案例驱动的启发式教学总体设计思路如图1所示，具体实施方案如下。

（一）教师提出问题

根据教学大纲要求，将微生物学与免疫学课程分解为细菌、真菌、病毒、超敏反应与疾病以及制药过程中微生物控制等相应内容，根据分类精心设计具体案例。在这些案例中除了涉及不同微生物类型，还应将免疫学基本知识贯穿其中，使知识变得丰满具体，不再抽象，这样便于学生理解和掌握。

（二）学生课前自主学习

学生课前自主学习是提高教学质量的关键。课前自主学习就是学生在教师的指导下，利用网络资源，自主、独立地学习，培养自学能力、分析和解决问题的能力。这也是对学生自学能力的检验。因此，在教学过程中，要求学生在课前根据课程要求进行自学，并在网上查阅相关资料，制作电子文档。这样做一方面可以避免学生因长时间不接触教师而产生学习懈怠，另一方面也可以使学生在课前初步认识和了解课程内容。［4］用这样的方法，可以把课堂上的内容延伸到课前。这一阶段的教学内容主要是完成课程导入，一方面“学起于思，思源于疑”，在课前学习的过程会引导学生主动思考，进而促使学生形成自己的新思想、新见解，并带着这一阶段产生的思考与疑惑进入正式课堂学习，提高学生的科学思辨能力和问题解决能力；另一方面，通过课前预习的完成情况，能够让教师全面认识每一名学生的学习状况以及他们的学习效率，从而防止课程教学流于形式，也防止有一些学生跟不上进度。

（三）课上互动学习

设计一种互动式的教学方式，通过提供个案，与学生一起对案例所需要的基本理论展开讨论，教师再剥茧抽丝、层层展开，呈现出一个特定的知识要点之后，再对案例展开解析，学生就可以对在学习过程中产生的看法和问题进行互动讨论。［5-6］例如“如何评价不同种类的病毒预防性疫苗的效果”这个案例中，涉及了免疫原的概念、RNA病毒结构与功能（免疫原设计）、体液免疫与细胞免疫等多个知识点。在讲授这些知识的同时穿插小组讨论，小组讨论后汇总讨论结果，并适时展示学生的学习成果，激发其学习热情，培养其对知识的凝练能力；教师实时指导与学生及时反馈学习效果，环环相扣，体现课堂教学设计与实施的系统性及逻辑性，从而完成从经验教学到理性教学的转变。

（四）课后巩固学习

在课后，需要将教师的企业采访录像、优秀的预习报告和优秀的课后作业等上传到“云班课”平台上，让学生在课后温习这一节课，查找遗漏的地方，加深学生对这门课的理解，真正地感受到“学有所得”的成就感。此外，建立微信课堂讨论群，对学生进行即时引导，在对案例进行学习和探讨的过程中，逐步提升学生的理论学习和知识运用能力；引导学生课后在讨论群中讨论，表现优异的学生可以主动接受线上线下指导，交流经验，形成互教互学的良好氛围。

三、教学效果分析

案例驱动的启发式教学将线下的传统教学方式和线上的网络教学相融合，不仅可以充分发挥教师的引领作用，还可充分发挥学生的主体作用。［7］这种教学方式充分发挥了教师在传统课堂中的引导和启发作用，让学生在“课前预习”与“课后巩固”这一跨越时空的过程中，提升资料查阅能力、问题分析能力、文字及语言表达能力以及解决问题能力。通过该教学方式，学生既能对一些高深的知识形成自己独特的见解，又能把这些知识运用到具体的实例中，从而能更好地激发他们的学习热情，有利于教师与学生的成长和进步。在此过程中，教师的课堂互动引导能力、实践现场指导能力、线上讨论组织能力等方面都有很大的提升，从而达到“教与学”的目的。

“云班课”登记系统的数据表明，全校学员的到课率是100%，并有100%的预习汇报。统计结果表明，教师和学生的网上交流有1223次，有93.3%的同学参加了网络交流。本课程共设置3个课程教学目标，课程目标一考察“以学生发展为中心”基本教育理念的达成情况，旨在培养学生成为“厚知识、强能力、高素质”的创新型、复合型、应用型医药人才；课程目标二考查学生对微生物学与免疫学基本理论、知识和技能的掌握，并能够将相应知识灵活应用于科研、药品研发和生产；课程目标三考查学生的人文科学素质、职业道德以及终身学习的能力。学期末对全体学生开展了问卷调查，调查情况如图2所示，各项指标显示教学效果良好。

基于实例的启发式教学是“以人为本”的教育思想的具体体现。通过对这些学生的评价发现，他们对专业知识的基本理论掌握得比较好，在获取知识、沟通和表达能力方面都有进步，学习主动性和积极性都得到了一定程度的提高。通过课程设计规划与最佳化，提高同学在学习上的参与性，训练同学的思考与表现技巧；运用个案的方法，使学生能够把课上所学的东西运用于实际的案例中，培养学生的团体合作精神；通过云班课系统课前、课中、课后多元化考查方式，使学生的综合能力得到有效提升。

四、教学反思

（一）学生参与度的提高

项目驱动的启发式课程教学能够激发学生的学习兴趣和主动性，使他们更积极地参与课堂活动。在团队合作、设计实际项目和解决问题的过程中，学生能够主动探索和构建自己的知识体系。然而，仍有一些学生对这种教学方法的接受程度较低。因此，在今后教学中，教师需要帮助那些对项目驱动教学感到不适应的学生逐渐适应和参与。

（二）知识的整合和应用

项目驱动的启发式课程教学能够帮助学生将学到的知识与实际问题结合，培养他们的综合能力和解决问题的能力。通过项目的实施，学生需要综合运用多个学科的知识和技能，从而加深对知识的理解和掌握。然而，在实际的课程设计过程中，需要更加注重学科知识的整合和应用，才能使学生更深入地理解学科之间的联系和相互作用。

（三）团队合作的重要性

在项目驱动的启发式课程教学中，团队合作至关重要。通过团队合作，学生可以共同面对问题、协商解决方案，并相互学习与交流。然而，一些学生在团队合作过程中存在沟通不畅、分工不均等问题。因此，教师需要更加重视团队建设，帮助学生提高团队合作和沟通的能力。此外，教师需更加关注团队之间的互动和合作，鼓励学生共同解决问题，提升整个团队的综合能力。

（四）实践环节的拓展和扩充

项目驱动的启发式课程教学要求学生进行实践操作和实际项目设计。然而，由于时间和资源的限制，在现有的教学中很难提供充分的实践条件。因此，在今后的教学中，需要进一步拓展和扩充实践环节，例如与行业合作，进行实地考察和实践操作，以加强学生的实践能力和专业素养。［8］

基于项目驱动的启发式课程教学为学生提供主动参与的学习机会。然而，实施这种教学方法也需要教师提供适当的引导和支持，以确保教学效果的最大化。未来在此类教学中要更加注重学生参与度的提高、知识的整合和应用、团队合作的重要性，拓展和扩充实践环节，为学生创造更好的学习体验和提升其实践能力。本课程加入了北京知名企业专家采访的元素，但还应进一步拓展和扩充实践环节，在今后的课程教学中，应进一步加强与行业企业的合作，如开展实地考察和实践操作。［9］与行业企业合作可以为学生提供更贴近实际的项目经验和实践机会。例如直接进入企业实验室，让他们亲身体验和了解工程项目的实际情况。学生可以观察和学习现实项目中的施工工艺、设备使用和工程管理等内容，从而加深对项目的认识和理解。［10］

五、结语

微生物学与免疫学是我国生物制药专业的一门重要课程，文章在教学内容、教学方法、教学效果三个层面上进行了教学改革探索，突出学生自主获取知识、科学观察与思辨思维、分析与解决问题能力的培养，为今后科研与就业奠定了坚实的基础。此外，在课程中加入思想政治教育内容，有利于学生建立起文化自信，明确肩负历史使命，为祖国生物医药的创新性发展发奋学习。

参考文献：

［1］ 金火喜，陈艳，杨立业，等. 微生物学与免疫学课程在线教学探析［J］. 药学教育，2022，38（03）：55-57+70.

［2］ 毛彩菊. 浅谈基于项目驱动的教学模式改革［J］. 科技创业月刊，2017，30（13）：77-79.

［3］ 范泽良. 基于校企深度融合的电子信息类专业教学改革研究——以贵州高职院校为例［J］. 现代职业教育，2017（10）：78-79.

［4］ 陈妍君，赵国宏. 云班课在高校课堂中的应用现状研究综述［J］. 软件导刊（教育技术），2019，18（01）：43-44.

［5］ 周一书，严厉，辛铜川. 基于多元互动的大学英语项目式教学模式构建与实践［J］. 高教学刊，2023，9（13）：100-104.

［6］ 王春伟，王燕，胡春艳，等. 农学类专业微生物学课程多元化教学改革实践［J］. 大学教育，2022（10）：131-134.

［7］ 朱志军，张树明. 疫情背景下-完全线上任务驱动式翻转课堂教学案例研究［J］. 高教学刊，2021（10）：37-41.

［8］ 赵梓霖. 病原微生物学与免疫学实验课教学改革策略［J］. 化工设计通讯，2023，49（01）：125-127.

［9］ 梅雪，孙颖，尹素改，等. 基于OBE理念的微生物学与免疫学混合式金课探索与实践［J］. 中医药管理杂志，2023，31（01）：28-30.

［10］ 赵孟孟，廖洁丹，黄良宗，等. 兽医微生物学与免疫学实验混合式教学探讨与实践［J］. 科技风，2022（36）：61-63.

（责任编辑：邵秋露）