COVID-19疫情背景下醫學微生物學線上實驗教學實踐探索

于志君，盧莉莉，王育斌，江珍玉，鄧海英

(武漢科技大學 醫學院，湖北 武漢 430065)

醫學微生物學是醫藥學生必修的專業基礎課，學生通過課程學習不僅需要掌握與醫學關系密切的微生物的形態結構、生理、遺傳變異和感染免疫等共有規律，還需熟悉引起傳染病的常見病原[1]。實驗教學除了幫助學生加深對微生物學理論知識的理解，還能使學生在實驗室通過觀察某些病原的形態結構，親歷培養鑒定細菌的過程，在訓練微生物學實驗技能的同時培養無菌觀念及生物安全意識。新型冠狀病毒肺炎(coronavirus disease 2019，COVID-19)疫情的突然暴發與快速蔓延，導致全國高校無法按時復課，為響應教育部“停課不停學”的號召[2]，不同高校分別借助線上教學平臺直播或利用慕課、翻轉課堂等方式如期開展了理論課教學，但隨著理論教學進程的不斷推進，實驗及實踐課程如何開展成為擺在各校管理部門及教師面前急需解決的一大難題，本校借助醫學魔課 (massive online experimentalc ourses, MOEC)平臺[3]對本科生醫學微生物學實驗課程開展了線上教學嘗試與探索。

1 課程內容與考核方式的擬定

根據培養方案，武漢科技大學醫學院19級荊楚卓越醫師班、18級預防醫學班將在2020年春季學期完成醫學微生物學理論與實驗教學工作，至本學期中期理論課教學按計劃進度已完成大半，但實驗教學尚無法開展。根據疫情研判，春季學期師生已無可能返校完成實驗教學，學校建議教師利用現有網絡實驗資源開展實驗教學。經綜合考慮資源豐富度、教學內容契合度等因素，MOEC系統被擬定為本學期開展醫學微生物學實驗教學工作的平臺。實驗課內容擬定為按3個步驟進行。首先，教師熟悉MOEC平臺的系統及操作流程；其次，瀏覽平臺模塊信息，將擬開展的實驗內容聚焦在病原生物學、免疫學和微生物學3個板塊中，挑選出與常態實驗教學內容相似或相近的資源；最后，教師對多個同類內容進行反復瀏覽分析，經集體討論，篩選出內容設置符合大綱要求，且科學性高的素材納入，每次實驗課內容為不同板塊的幾個小單元組合而成。基于線上授課形式限制，在內容納入方面，主要以演示內容、虛擬操作實驗為主。

繪圖及書寫實驗報告是常態實驗教學傳統經典的考核手段，本次線上實驗教學考核內容由學生提交的思考題作業及虛擬實驗系統后臺生成數據兩部分構成。思考題主要依據實驗原理、操作的關鍵性步驟及實驗結果等內容而設置，具有一定難度與挑戰性，不局限于教材知識點的重復，希望學生在克服困難探索學習的過程中能產生更高的學習成就感，激發學生更高的學習欲望與動力，同時提交作業這種方式對學生的學習過程具有動態督促作用。本文選取了細菌形態學實驗、細菌生理學實驗、病原性球菌與腸道桿菌、白喉桿菌結核桿菌及病毒等5個實驗，對常態與線上教學內容及考核方式進行了總結(表1)。

表1 常態與疫情背景下醫學微生物學實驗課授課內容與考核模式比較

2 教學流程

線上實驗教學是疫情蔓延情況下的教學應對策略，如何有效地開展線上教學，使學生通過學習理解實驗原理、操作要領、掌握相關知識點及真實實驗中的注意事項是實驗授課教師需要思考的首要問題。在考慮課程教學大綱要求、學生學習興趣，同時也兼顧課堂教學效率的基礎上，本次線上實驗教學設計為授課前準備、線上授課及課后評價與反饋3個環節(圖1)。

2.1 授課前準備

在授課開始前，教師登錄MOEC系統，將擬授課班級學生名單導入系統。在系統配課管理模塊下，選擇學生年級、專業及班級，系統顯示即將被配課的學生名單，核對無誤后進行批量選課，選課完畢可隨機點擊具體某一學生后面選課按鈕，查看選課是否成功(圖2)。下一步，通知學生登陸實驗系統，學習系統使用方法，熟悉系統設置，查看選課內容概況。在實驗課開課前一周通過QQ群向學生發布即將進行的實驗內容以及預習要求，教師進入實驗項目，預先操作實驗項目，并與常態教學實驗項目進行比對，將線上實驗中缺漏的知識點及實驗操作中的關鍵步驟記錄下來，制作授課PPT，其內容包括：實驗項目、操作流程、補充內容及注意事項，課后思考題4部分。

圖1 醫學微生物學疫情期間實驗授課流程Fig 1 Process of experimental teaching of medical microbiology under COVID-19 pandemic situation

A.學生批量選課界面； B.查看已配課界面圖2 魔課系統選課流程Fig 2 Procedure of course assignment in MOEC system

2.2 授課階段

線上授課基本流程包括線上直播講述實驗PPT、發布思考題及學習計劃，學生虛擬實驗操作等步驟。在線上講述實驗內容設置上，除了介紹虛擬仿真實驗內容設置、流程及注意事項，特別注重對缺失的常態化實驗內容進行補充，如在細菌形態學實驗中，學生在復習顯微鏡結構的基礎上，重點強調顯微鏡油鏡鏡頭的識別、油鏡的使用方法及使用后的維護，并對革蘭染色的原理、結果描述及意義進行講述；在細菌生理學實驗中，講述分區劃線接種法的原理與操作要領、如何運用菌落、菌苔描述細菌增殖現象，強調實驗過程中的無菌規范，腸道致病菌與非致病菌鑒別實驗要點；在病原性球菌及腸道桿菌實驗中，除了講述藥敏實驗的原理，還重點介紹了紙片法藥敏實驗的實驗方法要領及結果判斷，肥達實驗的原理、方法及實驗結果判斷注意事項；在白喉桿菌、結核桿菌及病毒學實驗中，重點介紹結核菌抗酸染色的原理、方法及結果，幫助學生認識雞胚的結構，雞胚接種的方法。單次實驗課直播講授結束后，實驗教師預留一周的時間給學生進行線上虛擬操作，并督促學生在指定期限內提交課后作業到實驗指導教師郵箱。

2.3 課后評價及反饋

單次實驗課結束后，實驗教師通過清點提交的課后思考題及后臺導出數據，可及時發現未參與實驗的同學，通過單獨溝通確定未進行實驗的原因，并敦促幫助學生盡可能在規定時間內完成教學內容。根據統計結果顯示，19級荊楚卓越醫師班同學的學習積極性更高，作業提交率為100%，實驗系統登陸記錄顯示，僅有2名同學各有一次實驗沒完成，這可能與該班人數少(24人)，學習氛圍更濃厚有關。18級預防醫學班同學有6名同學有作業未提交記錄，24名同學存在實驗項目未登陸記錄，主要集中在第一次實驗的普通光學顯微鏡使用實驗項目，多達20人，這可能是由于首次實驗同學系統使用不熟練，及部分同學認為該項目在之前的實驗中有涉及所致，但據以往實驗教學經驗顯示，學生在實際使用油鏡過程中，還是不同程度存在鏡頭識別及使用方法錯誤等問題。在實驗教師督促提醒后，后面實驗課學生的參與度有很大改善，但最終有7名同學存在不交作業與未進行實驗操作同時存在的現象，這可能與班級人數多(67人)、部分同學不重視實驗課及學習積極性不高等因素有關。

從學生反饋結果看，大部分學生認為線上實驗教學模式是疫情特定情況下的最優方案，內容直觀呈現，學習時間空間具有一定彈性，緩解了因選課沖突導致的傳統實驗課缺課補課難題。線上實驗可反復觀看、反復練習，印象更深刻，但對于細菌分離接種等微生物學實驗技術因無法實際操作，理解上不夠深刻，另外與教師互動上，缺乏傳統實驗室的實時性。

3 結語

在新冠病毒疫情背景下，高校學生無法按期返校進行預期學習，如何有序有效開展教學工作是需要廣大高校教育工作者積極思考探索的主題，尤其是理工科大學的實驗、實踐教學開展比理論教學具有更高挑戰性[4]。為響應教育部“停課不停學”的號召，學校鼓勵教師疫情期間利用虛擬仿真實驗教學資源實施實驗教學，在綜合考慮各方因素的基礎上，借助MOEC平臺在武漢科技大學醫學院18級預防醫學班、19級荊楚卓越醫師班同學中開展了醫學微生物學線上實驗教學探索，經前期篩選實驗內容、選擇考核方式，中期線上教學實踐，后期進行評價與反饋3個階段，春季學期的實驗教學得以順利完成。

本次實驗教學活動引發了諸多思考。首先，如教師在平時已經建成了一套完整高質量的線上實驗教學系統，且經過了長時間運行完善，那么在疫情或自然災害等突發狀況下，該系統作為應急教學系統，實驗內容選擇可能會更合理科學，教學運行會更順暢，考核方式上更全面科學。其次，國家層面主導建設一批更高質量的規范性強的線上實驗資源是很有必要的。目前，雖然醫學虛擬仿真實驗項目立項建設多，但大多重立項、輕建設、重評比、輕應用，導致很多實驗項目在內容深度及科學性上參差不齊，同一次實驗課中所選實驗模塊之間風格迥異，不同實驗項目中同一操作演示差異大，作為授課資源使用可能導致學生產生混亂或誤導學生[5]。另外，在本次教學活動中，由于實驗學習采用的是遠程管理或通過實驗教學系統后臺數據進行評價，有些地區學生受網絡、設備影響，很難與授課教師獲得有效溝通，間接造成某些評價指標的不客觀性。

總之，本次實驗教學活動是突發疫情情況下開展的一種探索與實踐，希望通過線上實驗教學幫助學生理解醫學微生物學相關理論及實驗技能，并通過線上互動為學生營造專業學習氛圍，建立學生與學校、教師的聯系，從而使學生能達到更好的學習效果。但線上實驗學習終究無法使學生獲得實驗室內的實驗體驗與訓練。因此，希望正常復學后，學校能開設一些綜合性實驗、創新性實驗，進一步鞏固線上實驗教學內容，并對滅菌規范及一些傳統經典微生物學實驗技能進行強化。