《病毒學(xué)》教學(xué)改革的探討

馬金成， 張玲華， 汪玲玲， 王海洪

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院， 廣州 510642)

病毒學(xué)以地球上最簡單的生命形式——病毒為研究對象，主要研究它的理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)、生命活動規(guī)律及與人類和其他生物相互關(guān)系等問題[1]。病毒學(xué)是微生物學(xué)研究的重要領(lǐng)域，不僅在生命科學(xué)的發(fā)展歷程中曾發(fā)揮舉足輕重的作用，而且在新世紀(jì)它依然是研究熱點(diǎn)和學(xué)科前沿[2]。病毒學(xué)課程是綜合性大學(xué)和農(nóng)林醫(yī)藥師范院校生命科學(xué)等專業(yè)的重要專業(yè)課，我院生物科學(xué)專業(yè)也將該課程作為三年級的專業(yè)選修課。作為生命科學(xué)發(fā)展前沿領(lǐng)域的病毒學(xué)，內(nèi)容抽象復(fù)雜、記憶的知識點(diǎn)較多，傳統(tǒng)教學(xué)手段使學(xué)生感覺課程內(nèi)容生澀難懂，容易喪失學(xué)習(xí)興趣，降低了學(xué)生獲取知識的積極性[3]，該現(xiàn)狀對新世紀(jì)的人才培養(yǎng)及病毒學(xué)的教學(xué)提出了更高的要求。近年來，我們在病毒學(xué)教學(xué)中進(jìn)行了一些改革，在教學(xué)實(shí)踐中取得了良好的效果。下面就相關(guān)教學(xué)改革的情況加以分析和討論，與同行共勉。

1 教材的選擇

課程教學(xué)離不開教材這個重要載體[4]。選擇能綜合介紹當(dāng)今病毒學(xué)各個領(lǐng)域最新發(fā)展的優(yōu)秀教材是高水平課程教學(xué)的前提與基礎(chǔ)。近年來我們采用的基礎(chǔ)教材是王小純主編的《病毒學(xué)》(中國農(nóng)業(yè)出版社)，該教材系統(tǒng)地介紹了病毒學(xué)基礎(chǔ)理論、人類關(guān)注的病毒的研究概況和病毒學(xué)研究方法，同時增加了病毒與宿主相互作用、病毒基因工程等內(nèi)容[1]。全書內(nèi)容翔實(shí)，豐富而新穎，既介紹了病毒學(xué)的基本知識，又反映了病毒學(xué)研究的最新發(fā)展動態(tài)。另外，我們選擇英文電子教材《Virology: principles and applications》為輔助教材，該教材是英國利物浦約翰摩爾斯大學(xué)的John Carter和Venetia Saunders教授專門為本科生所編寫的。該書語言描述清晰易懂，內(nèi)容豐富多彩又深刻細(xì)膩、重點(diǎn)突出，并附有大量的插圖，學(xué)生容易理解，對提高學(xué)生的專業(yè)英文水平也很有益處。同時，在教學(xué)實(shí)踐中我們不斷收集優(yōu)秀的中英文教材，作為課程教學(xué)的延伸參考書，如推薦謝天恩、胡志紅主編的《普通病毒學(xué)》和語言生動幽默的《How the Pathogenic Viruses Work》(中文譯本：病毒學(xué)概覽)作為學(xué)生的參考教材，吸引他們的興趣，進(jìn)一步鞏固和強(qiáng)化病毒學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)知識。

教材的更新遠(yuǎn)落后于學(xué)科的發(fā)展。針對病毒學(xué)的重要知識點(diǎn)，我們還選取最近發(fā)表在高水平SCI期刊上的原文進(jìn)行講解，促進(jìn)學(xué)生對知識點(diǎn)的理解掌握。如講述乙型肝炎病毒的X蛋白在HBV復(fù)制和肝癌發(fā)生中的功能時引入兩篇文獻(xiàn)介紹了最新的研究進(jìn)展：X蛋白可以調(diào)節(jié)肝細(xì)胞的增殖路徑從而刺激病毒的復(fù)制[5]，X蛋白可以通過反式激活多種轉(zhuǎn)錄因子和原癌基因促進(jìn)細(xì)胞增殖信號和抑制細(xì)胞凋亡信號來誘導(dǎo)肝細(xì)胞的癌變[6]。同時介紹這些新"教材"的科研思路和創(chuàng)意所在，以激發(fā)興趣、促進(jìn)思考，拉近教學(xué)與科研的距離。

2 教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)

教學(xué)內(nèi)容的改革是教學(xué)改革的中心[7]。病毒學(xué)的知識點(diǎn)多，且學(xué)科的發(fā)展迅速。我院安排的32個學(xué)時的課程教學(xué)遠(yuǎn)不能詳盡地介紹整個病毒學(xué)系統(tǒng)。課時少，內(nèi)容多和無法開展實(shí)驗(yàn)課的矛盾決定了合理安排教學(xué)內(nèi)容的重要性。病毒學(xué)的學(xué)習(xí)者是高年級學(xué)生，他們已學(xué)過微生物學(xué)、基因工程技術(shù)、分子生物學(xué)等課程，具備相當(dāng)?shù)挠嘘P(guān)知識，對“病毒”也有所了解。因此，我們對病毒學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，盡量避免重復(fù)，淘汰陳舊內(nèi)容。如病毒的形態(tài)、結(jié)構(gòu)等內(nèi)容在微生物學(xué)中已有講授，可以簡要介紹，布置學(xué)生參閱其它推薦教材加深理解即可。病毒感染及機(jī)體免疫應(yīng)答、病毒基因工程等內(nèi)容與其他課程有重復(fù)，不作為講授重點(diǎn)，鼓勵感興趣的同學(xué)繼續(xù)查閱最新的研究進(jìn)展?？紤]到生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，病毒學(xué)各論中昆蟲病毒、植物病毒和噬菌體等章節(jié)作為自學(xué)內(nèi)容，不進(jìn)行講解。我們重點(diǎn)講授醫(yī)學(xué)病毒，如肝炎病毒、流感病毒、艾滋病病毒和禽流感等。同時將威脅人類健康的新出現(xiàn)或新流行的病毒病以及病毒學(xué)研究的新理論、新進(jìn)展更新到教學(xué)內(nèi)容中。如2009年世界范圍內(nèi)爆發(fā)的甲型H1N1流感病毒，2008年—2009年流行的手足口病病毒。及時跟蹤本課程的最新進(jìn)展和熱點(diǎn)，對教材內(nèi)容作必要的補(bǔ)充和更新，能夠吸引學(xué)生注意力，從而提高了學(xué)生對病毒學(xué)課程的興趣。

在介紹艾滋病病毒時，我們結(jié)合最新的研究進(jìn)展介紹抗病毒藥物在艾滋病治療中的作用?？共《舅幬锸菍δ承┎《靖腥咎赜械牟襟E進(jìn)行干擾，如病毒的融合和進(jìn)入、脫殼、復(fù)制、毒粒的裝配和釋放。阻止HIV融合的抗病毒藥物T20(Enfuvirtide)是在復(fù)旦大學(xué)的姜世勃教授發(fā)現(xiàn)的第一個有效抑制HIV感染的多肽SJ-2176基礎(chǔ)上研發(fā)出來的[8]?？笻IV多肽的發(fā)現(xiàn)也大大促進(jìn)了對HIV的包膜蛋白gp41的空間結(jié)構(gòu)的研究，并篩選到了阻止HIV融合的小分子化合物NB-206，目前已經(jīng)進(jìn)入了臨床試驗(yàn)，將來可能是全新的抗HIV藥物[9]。齊多呋定(zidovudine，AZT)類藥物是一種利用病毒復(fù)制特點(diǎn)的藥物，它可以整合進(jìn)入病毒DNA鏈，干擾病毒DNA的合成，因而應(yīng)用于治療HIV-1的感染[10]。盡管AZT能干擾HIV-1的復(fù)制，但它也會插入增殖細(xì)胞的DNA，可能會對機(jī)體產(chǎn)生嚴(yán)重的副作用。奈韋拉平(nevirapine)是一種非核苷酸的聚合酶抑制劑，這種藥物的結(jié)合部位緊鄰HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶的酶活性部位，從而干擾病毒cDNA的能力，此非核苷酸類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑已形成一大家族，它們正廣泛用于HIV-1感染的治療[11]。茚地那韋(indinavir)是一種典型的蛋白酶抑制劑，它可以模擬HIV蛋白酶識別的Gag-Pol蛋白切割部位[12]。當(dāng)茚地那韋的濃度很高時，它能夠“分散”病毒蛋白酶的注意力，使病毒蛋白酶無法切割病毒裝配時所必需的Gag-Pol蛋白。2011年名為HPTN 052的艾滋病病毒臨床研究顯示，如果HIV攜帶者服用抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物(antiretroviral drugs，ARVs)，那么其將HIV傳染給自己伴侶的幾率將減少96%，也就說抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物在應(yīng)對HIV時，既能治療又具有預(yù)防作用[13]。該研究結(jié)果結(jié)束了長期以來人們存在的關(guān)于抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物是否同時具有治療艾滋病患者和減少HIV傳播雙重功效的爭論，被《科學(xué)》雜志列為2011年10大科學(xué)突破之首。雖然近年來在艾滋病治療的藥物上有一些進(jìn)展，但沒有哪一種抗病毒藥物能消滅艾滋病病毒。

疫苗是人類對抗病毒性疾病最有效的措施，已反復(fù)被基礎(chǔ)研究與臨床研究所證實(shí)。自1984年艾滋病病毒被分離出來，人們就一直在努力尋求能夠抵抗HIV的有效疫苗，但至今仍然沒有獲得理想的結(jié)果。我們可以結(jié)合所學(xué)知識與學(xué)生探討艾滋病疫苗為何難以成功？如HIV進(jìn)化極其快速，極易產(chǎn)生變異；HIV的保守位點(diǎn)往往隱藏不易被疫苗識別；缺少疫苗研究的動物模型。另外，HIV病毒可通過體液內(nèi)帶有殘留病毒的細(xì)胞傳播也可以潛伏起來達(dá)數(shù)十年之久，從而逃避疫苗激發(fā)的免疫反應(yīng)。

3 授課方法的改進(jìn)

3.1 充分利用現(xiàn)代教育手段

多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已在教育、教學(xué)中廣泛應(yīng)用[7]。由于病毒非常微小，僅能在電鏡下觀察，使得病毒學(xué)教學(xué)抽象、難以理解，這就使我們不能局限于教材，應(yīng)充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，精心準(zhǔn)備和制作課件。例如病毒的復(fù)制過程是重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容，我們從www.mcb.uct.ac.za/tutorial/calgary_files/等網(wǎng)站收集相關(guān)模式圖和動畫，使教學(xué)內(nèi)容更加直觀地展現(xiàn)，學(xué)生易于理解和記憶。在講授艾滋病病毒的增殖感染時通過示意圖講解和播放動畫視頻，使這部分內(nèi)容變得簡單易懂，圖文聲像并茂，而且學(xué)生印象深刻。在教學(xué)過程中需充分應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)資源和多媒體技術(shù)，不斷收集相關(guān)素材輔助課堂教學(xué)，利用有限的課時提高教學(xué)質(zhì)量。另外，建立病毒學(xué)課程的公共郵箱，上傳病毒學(xué)參考教材、教學(xué)進(jìn)程表、教學(xué)大綱及主要授課課件等內(nèi)容與學(xué)生共享，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)授課內(nèi)容，了解每節(jié)課的重點(diǎn)難點(diǎn)，拓展學(xué)生在課后對教學(xué)過程的主動參與。

3.2 進(jìn)行互動式教學(xué)

在教學(xué)過程中，要狠抓授課環(huán)節(jié)，形成以學(xué)生為中心的教學(xué)理念[14]。多媒體技術(shù)應(yīng)用使病毒學(xué)教學(xué)效果有了前所未有的提高，但我們也要充分認(rèn)識到電子課件只是一種教學(xué)輔助手段，教師不能成為電腦操作員和解說員[7]。在課堂講授時，我們特別注重通過課堂提問促進(jìn)學(xué)生思考，一方面檢查學(xué)生對已學(xué)知識點(diǎn)的掌握情況，另一方面為進(jìn)一步學(xué)習(xí)提出問題，使學(xué)生帶著問題聽課，提高學(xué)習(xí)的主動性。例如在講授乙型肝炎病毒時，主動引導(dǎo)學(xué)生思考與前面講授的甲型肝炎病毒在核酸類型、復(fù)制、傳播途徑及對機(jī)體逃逸策略有何異同？在講完丙型肝炎病毒后，留點(diǎn)時間給學(xué)生對這三種肝炎病毒的生物學(xué)特性、傳播途徑、預(yù)防治療等特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。最后老師再通過表格或圖解的方式將三種肝炎病毒進(jìn)行歸納總結(jié)，使其共性和個性一目了然，幫助學(xué)生梳理知識、加深對所學(xué)知識的記憶和理解。在課堂教學(xué)中學(xué)生可以隨時打斷教師授課，就不明白的知識點(diǎn)向教師提問，教師當(dāng)場解答并就某些共性的疑難知識點(diǎn)安排課堂討論，形成師生間良好的互動，極大改善了教學(xué)效果。另外，通過手機(jī)短號和E-mail與學(xué)生建立聯(lián)系及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，重視對學(xué)生的答疑輔導(dǎo)。

3.3 積極開展課堂專題討論

針對學(xué)生目前普遍存在的學(xué)習(xí)低迷狀況，在本課程的教學(xué)過程中，積極探索和嘗試形成以學(xué)生為主體的自主學(xué)習(xí)機(jī)制[4]。在課程的后期開展流感病毒，SARS病毒，肝炎病毒，艾滋病病毒等研究進(jìn)展專題討論。讓學(xué)生5人一組選定一個專題方向，協(xié)作完成最新文獻(xiàn)檢索、資料整理和PPT制作，推薦一位主講人作課堂報(bào)告，時間為8分鐘左右，小組成員一起解答同學(xué)們提出對專題內(nèi)容有疑惑或感興趣的問題。最后，任課教師給予評價總結(jié)以突出重點(diǎn)知識內(nèi)容。通過專題討論，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，提高了學(xué)生對文獻(xiàn)查閱和整理的自主學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)了學(xué)生對PPT制作等專業(yè)技能的熟練掌握，還鍛煉了學(xué)生的膽量和口頭表達(dá)能力，促進(jìn)同學(xué)之間的協(xié)作互助。

4 課程考核方式的探索

在對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革的基礎(chǔ)上，我們設(shè)定了綜合的考核評價體系，結(jié)合教學(xué)環(huán)節(jié)，將教學(xué)過程與考核過程融合在一起，根據(jù)學(xué)生在授課進(jìn)程中的多方面表現(xiàn)進(jìn)行綜合評價，增大平時成績在課程考核中的比重，減輕學(xué)習(xí)壓力，避免學(xué)生將寶押在期末考試一張?jiān)嚲砩?。如我們要求每個同學(xué)按照學(xué)號順序閱讀經(jīng)典英文教材《Virology: principles and applications》的不同章節(jié)(通常是5～10頁內(nèi)容)，并翻譯出來作為平時成績的組成之一，這樣可以加深對課堂講授內(nèi)容的理解，同時提高了學(xué)生的專業(yè)英語水平。本課程的總評成績由平時成績和期末考試成績兩部分組成。平時成績占總評成績的40%，主要由以下幾部分構(gòu)成：課堂表現(xiàn)10%，專題討論10%，閱讀和翻譯經(jīng)典英文教材20%。期末考試成績僅占總評成績的60%。這樣就打破了靠死記硬背來應(yīng)付考試的模式，使學(xué)生在教師授課、課堂專題討論和經(jīng)典英文教材的閱讀和翻譯等過程中能夠切實(shí)得到鍛煉，并充分展現(xiàn)其學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)態(tài)度等綜合素質(zhì)，評價更加中肯和真實(shí)。

5 結(jié)語

經(jīng)過上述嘗試，雖然取得了一些成績，但也還存在一些問題。為了適應(yīng)高?，F(xiàn)代教學(xué)模式的發(fā)展，我們還要繼續(xù)開展教學(xué)改革和研究，從授課老師的自身建設(shè)出發(fā)，在專業(yè)知識與教學(xué)水平等方面提高專業(yè)教師的素質(zhì)；注重教材的選取，合理調(diào)整病毒學(xué)教學(xué)內(nèi)容，嚴(yán)把課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段、靈活多樣的課堂教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生的積極性和參與熱情，進(jìn)一步提高病毒學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

[1]王小純.病毒學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社， 2008.

[2]孫 慧, 朱 應(yīng), 楊復(fù)華, 等.《病毒學(xué)》課程的教學(xué)改革思路與實(shí)踐探索 [J].微生物學(xué)通報(bào), 2010,6:912-915.

[3]商巾杰, 陳保善.《病毒學(xué)》雙語課程教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)體會 [J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會科學(xué)版), 2009,S2:9-51.

[4]張曉婷, 高 飛.植物病毒學(xué)的教學(xué)改革探索 [J].科技信息, 2009,35:563-580.

[5]Gearhart T L, Bouchard M J.The hepatitis B virus X protein modulates hepatocyte proliferation pathways to stimulate viral replication [J].Journal of Virology, 2010, 84(6):2675-2686.

[6]Ng S A, Lee C.Hepatitis B virus X gene and hepatocarcinogenesis [J].Journal of Gastroenterology, 2011, 1-17.

[7]秦秀麗, 孫佳巖.微生物學(xué)課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐 [J].吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院學(xué)報(bào), 2011,1:79-81.

[8]Jiang S, Lin K, Strick N, et al.HIV-1 inhibition by a peptide [J].Nature, 1993, 365(6442):113.

[9]Jiang S, Tala S R, Lu H, et al.Design, synthesis, and biological activity of novel 5-((arylfuran/1H-pyrrol-2-yl)methylene)-2-thioxo-3-(3-(trifluoromethyl)phenyl)thi azolidin-4-ones as HIV-1 fusion inhibitors targeting gp41 [J].J Med Chem, 2011, 54(2):572-579.

[10]Davis C A, Parniak M A, Hughes S H.The effects of RNase H inhibitors and nevirapine on the susceptibility of HIV-1 to AZT and 3TC [J].Virology, 2011, 419(2):64-71.

[11]Haim-Boukobza S, Morand-Joubert L, Flandre P, et al.Higher efficacy of nevirapine than efavirenz to achieve HIV-1 plasma viral load below 1 copy/ml [J].AIDS, 2011, 25(3):341-344.

[12]Davis D A, Soule E E, Davidoff K S, et al.Activity of human immunodeficiency virus type 1 protease inhibitors against the initial autocleavage in Gag-Pol polyprotein processing [J].Antimicrob Agents Chemother, 2012, 56(7):3620-3628.

[13]Cohen M S, Chen Y Q, Mccauley M, et al.Prevention of HIV-1 infection with early antiretroviral therapy [J].N Engl J Med, 2011, 365(6):493-505.

[14]張芳琳, 呂 欣, 楊艷紅.病毒學(xué)教學(xué)改革的思考與探討 [J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)(基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版), 2010,7:680-681.