衛(wèi)生微生物學實驗課程教學方法淺析

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摘要：在新醫(yī)科背景下，培養(yǎng)高質量的公共衛(wèi)生與預防醫(yī)學類專業(yè)人才是“健康中國”建設的重要內容之一。衛(wèi)生微生物學是預防醫(yī)學和衛(wèi)生檢驗類專業(yè)的基礎性課程，完善實驗課程的教學方法對激發(fā)學生主動學習、提升教學質量具有重要意義。以“生活飲用水微生物檢測”為例，通過對課前導入及設計、實驗準備、實驗項目實施、小組討論及教師點評、實驗報告撰寫5個環(huán)節(jié)進行教學設計探討，提供了“課上+課下”“自主申請+開放實驗室”兩種教學實施方法，為提高衛(wèi)生微生物學實驗課程教學效果和教學質量提供案例借鑒。

關鍵詞：衛(wèi)生微生物學；實驗課程；生活飲用水

“新醫(yī)科”是我國為建設高水平本科教育實施的《“六卓越一拔尖”計劃2.0》中全面推進“四新”建設項目中重要的一項計劃。提升全民健康水平的“新醫(yī)科”建設是“健康中國”建設的重要內容，而建設“健康中國”是實現(xiàn)國家實力全面提升和中華民族偉大復興“中國夢”的重要基礎。在教育部發(fā)布的《關于加強醫(yī)教協(xié)同實施卓越醫(yī)生教育培養(yǎng)計劃2.0的意見》中，公共衛(wèi)生與預防醫(yī)學類專業(yè)也納入了醫(yī)學人才培養(yǎng)模式的改革范疇。在卓越醫(yī)學人才培養(yǎng)體系中，已有學者探討了公共衛(wèi)生與預防醫(yī)學專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革[1]。衛(wèi)生微生物學是預防醫(yī)學和衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)的主要專業(yè)基礎課程之一，課程教學方法的改革和創(chuàng)新也是提高公共衛(wèi)生與預防醫(yī)學類專業(yè)人才培養(yǎng)質量的重要內容。

1衛(wèi)生微生物學實驗課程教學現(xiàn)狀

目前對于衛(wèi)生微生物學教學方法改革的探討已有一些文獻報道，對衛(wèi)生微生物學的理論教學和實驗教學方法的改革提出了許多有效建議[2-5]。但是由于微生物實驗的特殊性，實驗操作多需要數(shù)天的間斷性操作才能夠觀察到結果，且不同的微生物需結合實驗中微生物的生長特性才能確定觀察時間。衛(wèi)生微生物學的實驗項目主要是對食品、生活飲用水、化妝品、空氣、土壤、醫(yī)療用品和公共場所等各類環(huán)境中的微生物進行檢測，實驗類型主要以綜合設計型實驗項目為主，因此衛(wèi)生微生物學實驗課程中的實驗項目時長普遍較長，一般是3~5天，甚至數(shù)周。正是由于衛(wèi)生微生物學實驗項目耗時長、步驟多等因素，在有限的課堂教學時間內，學生一般無法系統(tǒng)地全程參與整個實驗項目，進而導致教學過程中普遍存在學生實驗操作碎片化、實驗內容不連續(xù)、實驗結果觀察不及時等問題，甚至部分實驗項目教學中，實驗小組討論不能正常開展以及指導教師不能對實驗結果進行及時點評。這一問題在衛(wèi)生微生物學實驗課程教學中一直未得到較好的解決，尤其是實驗課程教學方法缺少具體的參考案例，這也是保證衛(wèi)生微生物學實驗課程教學效果和進一步提高教學質量的主要難點之一?！吧铒嬘盟⑸餀z測”是衛(wèi)生微生物學實驗課程中一項代表性的綜合設計型實驗項目，實驗內容豐富、檢測指標多、實驗全程為3~4天，是探究實驗教學方法改進的經(jīng)典實驗項目。本文以該實驗項目為例，對衛(wèi)生微生物學的實驗教學過程和具體實施方法進行探討，以期解決教學中存在的問題，進而提高實驗教學效果和教學質量。

2“生活飲用水微生物檢測”實驗教學實例解析

2.1實驗內容

“生活飲用水微生物檢測”是衛(wèi)生微生物學實驗課程中一個重要的實驗項目，屬于綜合設計型實驗。“生活飲用水微生物檢測”實驗項目中涉及多種微生物檢測技術，包括無菌操作、水樣采集、平板傾注、劃線接種、革蘭氏染色及結果的判讀、菌落計數(shù)及結果報告、MPN（MostProbableNumber，MPN）法檢測步驟及查表計數(shù)報告等。參照現(xiàn)行國家標準GB/T5750.12-2006《生活飲用水標準檢驗方法微生物指標》，生活飲用水的微生物檢測指標包括菌落總數(shù)、總大腸菌群、大腸埃希氏菌和耐熱大腸菌群4個常規(guī)檢測指標。每種檢測指標均有多種檢測方法，在衛(wèi)生微生物學實驗課程中，菌落總數(shù)的常用檢測方法是平皿計數(shù)法，實驗總時長一般為48小時；總大腸菌群、大腸埃希氏菌和耐熱大腸菌群的常用檢測方法為多管發(fā)酵法，實驗總時長需連續(xù)的72~96小時。由于系統(tǒng)完成生活飲用水中4個微生物指標檢測全程大約需要3~4天，因此設計合理可行的教學實施步驟，讓學生能夠全程參與實驗項目是保證教學效果的關鍵。

2.2實驗教學過程設計

“生活飲用水微生物檢測”屬于綜合設計型實驗，每個指導教師可帶教約20人，以4~5人為一小組開展實驗。實驗教學過程分為課前導入及設計、實驗準備、實驗項目實施、小組討論及教師點評、實驗報告撰寫5個環(huán)節(jié)。2.2.1課前導入及設計。課前教師提供與生活飲用水衛(wèi)生安全相關的案例，例如河南鄭州水災后生活飲用水的消毒防疫，進一步引導學生自主查閱生活飲用水衛(wèi)生標準和相關指標檢測方法。學生自主學習國家標準GB/T5750.12-2006《生活飲用水標準檢驗方法微生物指標》，并初步學習生活飲用水微生物檢測的4項常規(guī)指標及其常用檢測方法，并參照《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）掌握各項指標的限值要求。學生在完成相關標準的初步學習后，教師明確實驗項目的檢測指標和具體方法，學生根據(jù)教師提供的案例，以小組為單位進行實驗方案的設計，實驗方案中要求詳細寫出各項指標的實驗操作步驟，并列出詳細的實驗器材清單、實驗試劑數(shù)量和實驗小組的具體分工。教師要指導學生實驗方案的撰寫并審核其實驗方案是否合理、是否具有可行性，同時要審查列出的實驗器材及試劑種類、數(shù)量是否合適。2.2.2實驗準備。教師提供實驗試劑、器材和實驗場地，各實驗小組開始實驗前準備工作。各小組需完成1份水樣的采集和4項常規(guī)指標的檢測，因此需按照實驗方案完成采樣瓶、培養(yǎng)皿、試管、吸頭、移液管等實驗器具的滅菌，并配置合適數(shù)量的單料乳糖發(fā)酵管、雙料乳糖發(fā)酵管、營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基、伊紅美藍瓊脂培養(yǎng)基、EC發(fā)酵管、EC-MUG發(fā)酵管、生理鹽水等。在實驗準備過程中，帶教教師要指導學生安全使用高壓蒸汽滅菌器并告知其使用注意事項，指導學生完成實驗試劑、器材的滅菌等實驗準備工作。2.2.3實驗項目實施。教師可根據(jù)案例提供水樣（盲樣），也可指導學生進行日常生活飲用水的采樣，例如各個寢室的直飲水。每個帶教教師指導4~5個小組，盡量保證每個小組的水樣來源不同。各小組學生自主完成1份水樣中菌落總數(shù)、總大腸菌群、大腸埃希氏菌和耐熱大腸菌群4個常規(guī)指標的測定，并記錄原始數(shù)據(jù)。學生在開展平皿計數(shù)法測定水樣中菌落總數(shù)時，教師主要指導無菌操作技術、不同菌落生長情況的菌落計數(shù)方法和結果計算與報告。在開展多管發(fā)酵法檢測總大腸菌群、大腸埃希氏菌和耐熱大腸菌群時，教師著重指導乳糖發(fā)酵管陽性結果的判讀、平板分區(qū)劃線的要點、革蘭氏染色的關鍵步驟和結果判斷等，并指導MPN表的使用方法以及總大腸菌群、大腸埃希氏菌和耐熱大腸菌群3項指標的結果報告方式。2.2.4小組討論及教師點評。各實驗小組在完成水樣4個常規(guī)指標的檢測后，集中開展小組討論。各小組可分析實驗中遇到的問題，討論小組間實驗中出現(xiàn)的不同結果和非常規(guī)結果，并分析原因。教師也可針對各小組在實驗中的表現(xiàn)和不足之處進行點評，還可與學生共同探討和解答實驗中遇到的問題，并對各小組的實驗結果進行評價。此外，教師可聯(lián)系時事，例如地震或暴雨后水衛(wèi)生消毒防疫等設計思考題，拓展學生的相關理論和常識，同時也可融入“大國力量”“無私奉獻”等思政內容進行思政教學。2.2.5實驗報告撰寫。學生根據(jù)小組討論和實驗結果撰寫完整的實驗報告，報告樣品中的4項微生物指標是否符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）規(guī)定的限值，最后評價樣品的衛(wèi)生情況是否符合標準規(guī)定。報告中要對實驗過程中遇到的問題進行分析和總結，最后以小組為單位提交實驗報告和實驗原始記錄。教師批改實驗報告后要及時反饋，并根據(jù)實驗結果、實驗報告以及實驗過程中和小組討論時學生的表現(xiàn)進行評價，給出小組本次實驗項目的考核成績。

2.3教學實施方法

“生活飲用水的微生物檢測”實驗項目在衛(wèi)生微生物學實驗課程中一般設置9個學時。該實驗項目完成1份水樣中菌落總數(shù)、總大腸菌群、大腸埃希氏菌和耐熱大腸菌群4個常規(guī)指標的測定全程大約需要72~96小時，為保證學生能夠全程參與并自主完成該實驗項目，實驗教學的安排可以選擇兩種教學方式（見表1），一種是“課上+課下”教學，一種是“自主申請+開放實驗室”教學?！罢n上+課下”教學方式是將實驗項目的9個課時分為4次課，并將4次課安排在連續(xù)的4個教學日，在課上完成實驗準備、實驗項目實施、小組討論及教師點評，課下完成課前導入及設計和實驗報告撰寫，通過課上和課下相結合的方式讓學生以小組為單位完成5個實驗教學環(huán)節(jié)。“課上+課下”的教學方式能夠讓學生在課堂上連續(xù)完成“生活飲用水微生物檢測”各項指標的實驗操作步驟，能夠參與實驗項目的全過程并及時觀察到實驗結果，但是“課上+課下”的教學方式在排課時需要連續(xù)的4個教學日，在不影響其他課程正常教學的情況下對排課的要求較高。因此，若能夠靈活安排教學時間，衛(wèi)生微生物學綜合設計型實驗可考慮選擇“課上+課下”的方式開展實驗教學?！白灾魃暾?開放實驗室”教學方式是在課前完成導入和設計環(huán)節(jié)，學生完成實驗方案設計并通過指導教師審核后，以小組為單位向實驗室提出申請，明確3~4天的實驗時間。教師向學生開放實驗室，實驗小組在申請的3~4天內，在實驗室完成實驗準備、實驗項目實施、小組討論及教師點評3個環(huán)節(jié)，教師可將這3個環(huán)節(jié)記作9個課時，在課后以小組為單位完成實驗報告的撰寫?！白灾魃暾?開放實驗室”的方式能夠保證學生連續(xù)不間斷地完成“生活飲用水微生物檢測”的各個實驗步驟，尤其是MPN法中“初發(fā)酵—分離鑒定—復發(fā)酵”3個連續(xù)性步驟，在不受課堂時間限制的情況下，能夠更好地觀察實驗結果，例如初發(fā)酵實驗結果不明顯時需延長培養(yǎng)時長至48小時，因此“自主申請+開放實驗室”的方式能夠讓學生更靈活地安排實驗內容，并根據(jù)實驗現(xiàn)象和實驗中結果及時調整實驗方案。但是，連續(xù)3~4天的實驗時間在不影響學生正常上課的情況下，一般只能安排在周末或其他連續(xù)的課后時間，由于需面向學生自由開放實驗室，又不能影響其他實驗課程的正常教學，這對實驗室的安排和管理要求較高。此外，“自主申請+開放實驗室”的方式要保障學生能順利完成實驗項目，對指導教師也提出了較高的要求，例如，指導教師帶教小組數(shù)量不能過多，4~5個小組為宜；指導教師要結合學生申請的實驗時間進行實時指導，在學生開展實驗過程中遇到問題時能及時解答。

3討論

《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》中指出，推進“健康中國”建設是全面提升中華民族健康素質、實現(xiàn)人民健康與經(jīng)濟社會協(xié)調發(fā)展的國家戰(zhàn)略。在高等醫(yī)學教育中開展“新醫(yī)科”建設正是服務“健康中國”建設的重要內容，為社會培養(yǎng)專業(yè)基礎扎實、實踐動手能力強的高質量醫(yī)學人才是“新醫(yī)科”建設的重要內涵。尤其是在新冠肺炎疫情期間，培養(yǎng)實踐動手能力強、崗位勝任力強的公共衛(wèi)生與預防醫(yī)學類專業(yè)人才是公共衛(wèi)生建設的緊迫需求。衛(wèi)生微生物學作為公共衛(wèi)生與預防醫(yī)學類專業(yè)的基礎課程，其實驗課程中的實驗項目包含了多種環(huán)境和物品中各類微生物的檢測，是培養(yǎng)和訓練衛(wèi)生檢驗實踐技術操作的良好載體。“生活飲用水微生物檢測”是衛(wèi)生微生物學實驗課程中具有代表性的一項綜合設計型實驗項目，以該實驗項目為例探討實驗教學方法的改革，可作為課程中其他實驗項目教學方法改進的參考，從而能夠全面加強衛(wèi)生檢驗實踐操作技術的培訓，提升實驗課程教學效果和質量。采取“課上+課下”和“自主申請+開放實驗室”兩種實驗教學方式，都能夠保證學生自主動手、全程參與完成系統(tǒng)的實驗項目，在實踐中充分訓練了微生物檢測實踐操作技術。此外，由于衛(wèi)生微生物學實驗項目中的樣品來源范圍廣泛、種類多樣，在進行實驗課程教學時可將不同種類的樣品采樣環(huán)節(jié)納入實踐教學，進一步豐富教學內容和教學意義。例如，生活飲用水微生物檢測中水樣可選擇學校附近村鎮(zhèn)的水源水或井水、學生寢室的直飲水；食品中微生物檢測中樣品可選擇學校附近的小吃攤食品、食堂現(xiàn)場制作的食品等。在開展實驗教學過程中，指導教師可帶領學生進行實地采樣，并指導學生自主完成樣品微生物檢測。實踐環(huán)節(jié)的加入不僅可增強實驗教學對學生的吸引力，并且學生在實踐中學習微生物檢測的操作技術，體驗微生物檢測的現(xiàn)實意義，還可讓學生對實驗過程加深記憶。衛(wèi)生微生物學實驗教學過程中要真正激發(fā)學生的學習動力，發(fā)掘學生的專業(yè)志趣，提升教學質量，需要結合微生物學實驗的特殊性對實驗教學方法進行不斷改進和探索。無論選擇哪一種教學方法，在衛(wèi)生微生物學實驗教學過程中都要綜合考慮以下3點：一是實驗教學過程要從“教師教”轉變?yōu)椤皩W生主動學”，實驗的設計和實施全程由學生自主完成，教師僅進行操作技術指導和問題解答；二是適當調整課程規(guī)劃，將日常教學項目轉變?yōu)榭捎嬎銓W時的開放性實驗項目，保證學生全程參與系統(tǒng)性的實驗項目，以提高實驗教學效果；三是實驗課程的考核與評價方式要合理，實驗方案的設計、實驗操作技術、實驗結果、小組討論及問題解答、實驗報告等均應納入實驗考核評價體系中。此外，教師在完成授課后要及時進行總結，分析教學過程中存在的問題，通過調研等方式獲取學生對教學的評價與反饋，為進一步提高課程教學質量進行教學方法的改進。

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作者:張雪 汪希蘭 戚傳嬌 李開云 宋磊 單位:貴州醫(yī)科大學公共衛(wèi)生與健康學院 貴州醫(yī)科大學環(huán)境污染與疾病監(jiān)控教育部重點實驗室