動物解剖互動教學(xué)在電離輻射生物效應(yīng)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

陳超

[摘要] 電離輻射生物學(xué)效應(yīng)實驗教學(xué)課程是傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育中的重要課程之一，在放射生物學(xué)、放射損傷臨床學(xué)、放射治療學(xué)和輻射防護學(xué)等課程中也是重點教學(xué)內(nèi)容。其主要包括電離輻射的細胞學(xué)損傷、軀體損傷效應(yīng)及遺傳效應(yīng)。傳統(tǒng)教學(xué)法長期以理論的解釋和動物模型輔助教學(xué)，學(xué)生缺乏動物解剖的互動認知和學(xué)習過程的感性認識，只能被動灌輸式學(xué)習，繼而失去學(xué)習熱情，學(xué)習效果差，教師預(yù)期的教學(xué)目的也無法達成。因此，增加動物解剖學(xué)互動教學(xué)引導(dǎo)調(diào)動學(xué)生學(xué)習的主動性，增加與學(xué)生的互動交流顯得極為重要。本研究通過動物解剖的互動式教學(xué)相結(jié)合生物效應(yīng)的新教學(xué)模式進行了探討，通過教學(xué)方法的探討，學(xué)生對電離輻射生物學(xué)效應(yīng)課程的興趣增加，增進了學(xué)生理解和掌握相關(guān)知識。

[關(guān)鍵詞] 動物解剖;互動教學(xué);電離輻射;生物效應(yīng);實驗;教學(xué)模式

[中圖分類號] R146? ? ? ? ? [文獻標識碼] B? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2021）35-0164-03

Application of interactive teaching of animal anatomy in experimental teaching of biological effects of ionizing radiation

CHEN Chao

Department of Science and Education， Affiliated Tumor Hospital of Fujian Medical University， Fujian Cancer Hospital， Fuzhou? ?350014，China

[Abstract] Experimental teaching of biological effects of ionizing radiation is one of the important courses in traditional medical education， and it is also the key teaching content in the courses of radiobiology， clinical radiation injury， radiation therapy and radiation protection. It mainly includes cytological damage， somatic damage effect and genetic effect of ionizing radiation. The traditional teaching method has been assisted by theoretical explanation and animal model for a long time， so the students lack the interactive cognition of animal anatomy and perceptual knowledge of learning process， and can only passively learn by infusing， which leads to their loss of learning enthusiasm and poor learning effect， and the teacher's expected teaching purpose cannot be achieved. Therefore， it is very important to increase the interactive teaching of animal anatomy to guide and mobilize students' learning initiative and increase the interaction with students. In this study， the interactive teaching of animal anatomy combined with the new teaching mode of biological effects was discussed. Through the exploration of teaching methods， students' interest in the course of biological effects of ionizing radiation increased， and students' understanding and mastering of relevant knowledge were enhanced.

[Key words] Animal anatomy; Interactive teaching; Ionizing radiation; Biological effect; Experiment; Teaching model

電離輻射生物學(xué)效應(yīng)教學(xué)包括電離輻射細胞學(xué)損傷、電離輻射軀體損傷及遺傳效應(yīng)，結(jié)合動物解剖研究利于上述教學(xué)內(nèi)容的理解。動物解剖有助于學(xué)生了解動物的形態(tài)結(jié)構(gòu)，為將來學(xué)習打下良好基礎(chǔ)。學(xué)生在教學(xué)中練習少，在實驗中合作度低，有厭學(xué)情緒，實際能力較差，如何提高學(xué)生學(xué)習興趣是動物解剖教學(xué)實踐中的重要問題[1-3]。互動式課堂教學(xué)核心是讓學(xué)生學(xué)習、探索，并進行學(xué)習創(chuàng)新，使學(xué)生有機會積極參與，并為學(xué)生思考留有余地[4-5]。通過深入交流，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)并解決問題，構(gòu)建和諧、民主、平等師生關(guān)系，彼此創(chuàng)建師生互動，共同發(fā)展，已成為課堂教學(xué)的新模式互動教學(xué)關(guān)系[6]。本研究探討動物解剖互動教學(xué)在電離輻射生物效應(yīng)實驗教學(xué)中的實踐，現(xiàn)報道如下。

1 電離輻射分子生物學(xué)效應(yīng)基礎(chǔ)

電離輻射可以通過其非常短的波長和非常高的能量源進而對作用的物質(zhì)靶標發(fā)生電磁輻射，導(dǎo)致出現(xiàn)電離輻射現(xiàn)象。電離輻射包括帶電的粒子及不帶電的粒子，如X射線、γ射線、α粒子、β粒子等。在研究如何利用輻射源的過程中意識到電離輻射對人體造成損失的效應(yīng)進而導(dǎo)致人體健康危害，通過物理、化學(xué)及生物進程，產(chǎn)生多種特殊生物學(xué)效應(yīng)，導(dǎo)致遺傳變異，嚴重的甚至引起死亡。DNA是電離輻射作用于生物體的主要靶分子之一，能量沉積沿電離輻射軌跡引起DNA產(chǎn)生一系列損傷，包括單一位點損傷和區(qū)域多位點的損傷這是關(guān)鍵，DNA損傷修復(fù)能力的高低也是影響敏感性的關(guān)鍵因素。這些主要是以微觀改變?yōu)橹鞯纳飳W(xué)效應(yīng)，常在動物模型中難以體現(xiàn)，即使可以觀察出電離輻射主要損傷的臟器，也常因為缺乏動物解剖結(jié)構(gòu)的知識而難以深入理解。在校企合作實驗班教學(xué)實踐中如何有效應(yīng)用開展是教學(xué)難點。以往主要采用教師課堂講授、操作演示、學(xué)生參觀學(xué)習記憶，此方法教學(xué)效果與傳統(tǒng)直接理論教學(xué)效果沒什么不同[7-8]。

經(jīng)過創(chuàng)新和改革，本研究適度減少了教師操作演示的內(nèi)容，更注重讓學(xué)生主動參與：①了解選擇動物實驗的特定器官原因;②知曉電離輻射分子生物學(xué)效應(yīng)原理，掌握遺傳物質(zhì)的提取等操作方法;③通過獨立實驗電離輻射造成大分子的損傷，加深了學(xué)生們對理論知識的理解，也提高了學(xué)生實操能力及與理論知識的整合能力，做到了知行合一。同時，他們加強了與教師的互動，把教學(xué)難點變成掌握點。在理論教學(xué)過程中，重點落在電離輻射的損傷和遺傳效應(yīng)內(nèi)容中，由于該內(nèi)容主要集中在微觀改變過程中，無法給學(xué)生直接反饋過程，因此結(jié)合電離輻射主要損傷的臟器，將動物解剖教學(xué)運用其中，除了將動物相關(guān)器官的位置展示給大家，并通過互動教學(xué)，讓學(xué)生自己辨認器官結(jié)構(gòu)和位置，在教學(xué)過程進行中要求學(xué)生充分認識主要損傷臟器，包括脾臟、甲狀腺的結(jié)構(gòu)和解剖組織學(xué)分布，及外科手術(shù)中動物麻醉的相關(guān)方法，皮膚組織的消毒與取樣，解剖結(jié)構(gòu)的辨認與分離，相關(guān)部位取材方法，讓學(xué)生在正確認識動物正常組織結(jié)構(gòu)的同時，不僅能夠主動充分掌握輻射效應(yīng)靶器官損傷的機制和臨床表現(xiàn)，更能樹立起相應(yīng)的臨床醫(yī)學(xué)外科消毒、手術(shù)等相關(guān)概念。學(xué)生通過練習取材，建立起感官認識，并給學(xué)生提出相關(guān)問題，讓學(xué)生自主查找相關(guān)材料，并通過課堂學(xué)生展示，促進學(xué)生主觀學(xué)習能動性。

在學(xué)生掌握了正常的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)后，進一步讓學(xué)生主動學(xué)習認識臨床上造成的電離輻射損傷效應(yīng)，包括對皮膚、胃腸道、脾臟等常見靶器官的損傷情況。在教學(xué)過程中，教師們采用PPT、視頻、網(wǎng)絡(luò)資源等多方位立體展示給學(xué)生，讓學(xué)生充分討論，和老師、同組學(xué)生互動，從而保證學(xué)生確實認知了相關(guān)損傷知識。如作為電離輻射損傷的重要臟器脾臟，可以引入相關(guān)脾臟知識，作為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生通過互動學(xué)習脾臟知識，認識到脾臟是重要的外周免疫器官，掌握相關(guān)細胞免疫和體液免疫的知識，從而了解電離輻射對機體可能的免疫損傷，與學(xué)生、老師的反復(fù)討論互動，從而加深學(xué)生對電離輻射生物效應(yīng)的認識。但針對電離輻射造成的分子遺傳效應(yīng)抽象理論內(nèi)容，教師針對該教學(xué)難點，不僅在傳統(tǒng)授課模式基礎(chǔ)上重點講解，更在實驗教學(xué)過程中演示，并側(cè)重學(xué)生的參與度，包括制備提取遺傳物質(zhì)，在鍛煉學(xué)生動手能力的同時，提高學(xué)生的學(xué)習效率，讓學(xué)生對晦澀的知識不畏懼，對知識點產(chǎn)生濃厚的興趣。

2 電離輻射生物劑量計

當一些突發(fā)輻射事故發(fā)生時，在一些特殊的工作環(huán)境和條件中，個人或團體可能無法穿適當?shù)奈锢韯┝坑嫼同F(xiàn)場物理劑量記錄不能及時提供。個人相關(guān)劑量的特殊地位，評價系統(tǒng)相結(jié)合物理劑量、臨床癥狀（皮膚損傷臨床分度、胃腸道損傷和脾臟的損傷表現(xiàn)等）體征和生物劑量計，提供了一種用于由輻射引起的傷害基準劑量的基礎(chǔ)。在輻射防護工作，如何準確、及時地估計暴露者的吸收劑量是至關(guān)重要的[9]。在估計劑量，可以使用物理手段來執(zhí)行現(xiàn)場模擬來計算劑量，所述劑量可以通過檢測到的生物學(xué)指標來估計。因此在教學(xué)過程中同時引入電離輻射生物劑量計的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，從而讓學(xué)生充分理解相關(guān)檢測手段。

在具體實踐中，為學(xué)生提供特定損傷材料，包括圖片、視頻等多媒體資料或在制備過程中階段特異性動物損傷器官的組織樣品[10]。學(xué)生通過學(xué)習和掌握上述知識，可以主動發(fā)現(xiàn)并區(qū)分具體的輻射動物有關(guān)的傷害效果和程度，在互動過程中充分引入電離輻射生物劑量計的檢測概念和應(yīng)用方法等，進而充分促進教學(xué)效率的提高。在課堂上，通過設(shè)計相關(guān)實驗讓學(xué)生獨立完成進而使學(xué)生明確電離輻射的生物學(xué)效應(yīng);與此同時，這種學(xué)習方法可以實現(xiàn)師生互動，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)在使用過程中的問題，通過討論，可達到提高學(xué)生對本堂課內(nèi)容的吸收程度。

3 全程互動教學(xué)

動物解剖實驗課對學(xué)生來說是有吸引力的，學(xué)生主動參與意愿強，但由于缺乏相關(guān)的知識和操作經(jīng)驗，所以，如何提高學(xué)生的參與能力是課堂成功的關(guān)鍵。在教學(xué)中，實驗老師在動物解剖過程中不局限于老師要求學(xué)生回答，也應(yīng)鼓勵學(xué)生主動提問，尤其是面對陌生的解剖時，未確定生物效應(yīng)和一些新發(fā)現(xiàn)處理[11]。在具體課程的實踐中，對全班32位同學(xué)進行分組討論，4人為一組，全班8個組。每組1名同學(xué)負責總結(jié)實驗中遇到的問題，1名同學(xué)負責分析原因，1名同學(xué)負責組織組內(nèi)討論，1名同學(xué)負責上臺發(fā)言，具體分工均由組內(nèi)同學(xué)自主安排，各自發(fā)揮所長，這樣學(xué)生分工明確，更有了小組的榮譽意識，將所學(xué)知識、遇到的問題轉(zhuǎn)換為自己的語言總結(jié)發(fā)言，學(xué)生學(xué)習也更加積極主動。老師組織全班討論并做最后總結(jié)。不憤不啟，不悱不發(fā)，通過這些手段讓實校企合作班的同學(xué)更好地掌握課本知識。且在互動教學(xué)學(xué)習過程中，充分利用現(xiàn)代通訊平臺，微信是主要應(yīng)用的教師和學(xué)生及時交流工具，通過建立實驗教學(xué)交流群，讓學(xué)生充分參與討論，并在教學(xué)過程中提供形成性評價。由于主動學(xué)習教學(xué)法在信息傳遞方面比講座更有效，因此將微信作為一種主動學(xué)習的教學(xué)方式，從課堂上的面對面教學(xué)轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心的學(xué)習。此外，學(xué)生的積極參與促進了合作小組工作，并納入了對概念理解的持續(xù)評估，以向?qū)W生和教師提供反饋。在課前預(yù)習和課后復(fù)習過程中，學(xué)生們主要通過微信進行交流和交作業(yè)，并在課后教師通過微信進行學(xué)生滿意度調(diào)查，并通過學(xué)生訪談、小組討論方式，充分了解教學(xué)效果及動物解剖互動教學(xué)應(yīng)用在電離輻射生物效應(yīng)實驗教學(xué)中存在的問題，并及時調(diào)整互動教學(xué)內(nèi)容[12-16]。

4 討論與展望

現(xiàn)有教學(xué)方式多為教師按照教科書內(nèi)容邏輯，照本宣科式的灌輸式教學(xué)為主，學(xué)生參與度差，沒有參與感，長久下來學(xué)生失去學(xué)習興趣，教學(xué)效果也極不理想。這在龐雜的醫(yī)學(xué)知識課程體系里更加難以得到理想的教學(xué)效果。教學(xué)過程中，學(xué)生才是學(xué)習的主體、學(xué)習的主人，教學(xué)過程應(yīng)當是學(xué)生主動學(xué)習的過程，教師不止是教學(xué)者更是學(xué)生學(xué)習過程中的引路人，討論的對象，合作的伙伴。以學(xué)生為中心，在教學(xué)過程中讓學(xué)生主動參與進來，充分調(diào)動學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習，與合作伙伴一起提出問題，討論并解決問題，鼓勵學(xué)生將所學(xué)用自己的語言表達出來，加深學(xué)習的記憶，挖掘?qū)W生學(xué)習潛能[17]。動物解剖實驗課是門形態(tài)學(xué)課程，教學(xué)內(nèi)容也多以形態(tài)學(xué)描述為主，該課程涉及術(shù)語多，難以記憶，易混淆的特點[18]。電離輻射效應(yīng)實驗教學(xué)范圍廣，涉及動物解剖、放射病理學(xué)及分子遺傳學(xué)等多學(xué)科知識。在實驗教學(xué)過程中，充分認識動物解剖知識和互動教學(xué)尤為重要[19]。在有限的時間內(nèi)動物解剖和電離輻射效應(yīng)實驗是重點學(xué)習內(nèi)容，但對學(xué)生而言難度高，內(nèi)容晦澀難懂，為了增加學(xué)生對課程的興趣度，鼓勵學(xué)生主動參與，采用互動教學(xué)對理論與實踐結(jié)合、機制與效應(yīng)結(jié)合電離輻射生物效應(yīng)的實驗教學(xué)有著積極作用，可以促進學(xué)生的積極性和能動性。通過理論與實踐相結(jié)合，及學(xué)習小組參與的組合，應(yīng)該在學(xué)習中充分調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性，實質(zhì)的參與到教學(xué)課程中來，才能有效地幫助學(xué)生更好掌握電離輻射的生物效應(yīng)的相關(guān)知識，使學(xué)生能從簡單的驗證學(xué)習變?yōu)楦鲃拥靥剿鲗W(xué)習，進一步扎實所學(xué)知識以提高自己的綜合素質(zhì)?，F(xiàn)今移動互聯(lián)網(wǎng)時代高速發(fā)展，移動化教學(xué)趨勢越來越明顯，合理適度有當運用移動互聯(lián)網(wǎng)開展教學(xué)，能有效提高學(xué)生學(xué)習效率[20]。但怎樣合理適當?shù)剡\用移動互聯(lián)網(wǎng)工具提高教學(xué)效果，還需要進一步的去探索。

學(xué)習是無止境的，教學(xué)方法也層出不窮，如何在放射生物教學(xué)當中做到充分互動，甚至將其擴展到其他學(xué)科是值得不斷探索和實踐。

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（收稿日期：2021-08-05）