空間流行病學(xué)課程建設(shè)現(xiàn)狀及其教學(xué)方法探討

張志杰，姜慶五

復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院流行病與衛(wèi)生統(tǒng)計學(xué)教研室，上海 200032

1854 年英國醫(yī)生John Snow在倫敦Soho區(qū)寬街霍亂暴發(fā)事件中，采用在地圖上標(biāo)注霍亂死亡病例的方法分析疾病傳染源[1]，開啟了從地理空間角度進行流行病學(xué)研究與探索的新思路。在貿(mào)易全球化、人口流動性強、全球氣候變暖等背景下，疾病的傳播也越來越多地呈現(xiàn)出跨區(qū)域性，而利用地理空間信息技術(shù)可以有效挖掘空間動態(tài)信息，這就催生了空間流行病學(xué)的出現(xiàn)。

空間流行病學(xué)是以經(jīng)典流行病學(xué)的研究設(shè)計與學(xué)科思想為核心，融入地理學(xué)的現(xiàn)代空間信息技術(shù)與思維方式，基于空間統(tǒng)計學(xué)的方法消除或利用數(shù)據(jù)的空間自相關(guān)性，從地理學(xué)的空間角度研究人群中公共衛(wèi)生事件發(fā)生風(fēng)險的空間分布變異與變化規(guī)律、分析主導(dǎo)公共衛(wèi)生事件空間異質(zhì)性分布的影響因素、預(yù)測公共衛(wèi)生事件的發(fā)生風(fēng)險，最終從空間角度提出防治疾病、促進健康、優(yōu)化衛(wèi)生服務(wù)的策略和措施的一門流行病學(xué)分支學(xué)科[1]。隨著空間信息技術(shù)在公共衛(wèi)生領(lǐng)域應(yīng)用的不斷深化，人才需求也越來越大，而空間流行病學(xué)典型的學(xué)科交叉特點對授課教師的要求相對較高，我國又尚未建立完善的空間流行病學(xué)課程體系。因此，開展空間流行病學(xué)的教學(xué)與課程建設(shè)研究，對培養(yǎng)具有相應(yīng)理論知識的人才具有重要意義。本文系統(tǒng)回顧了國內(nèi)外空間流行病學(xué)的課程開設(shè)情況、參考書籍，總結(jié)了當(dāng)前國內(nèi)外空間流行病學(xué)課程的建設(shè)現(xiàn)狀并對已有的課程教學(xué)方法進行探討，以期為今后更好地開展課程教學(xué)，培養(yǎng)多元化人才提供參考。

1 國內(nèi)外空間流行病學(xué)課程開設(shè)情況

現(xiàn)階段國內(nèi)各高校尚未開設(shè)專門的空間流行病學(xué)課程，但流行病學(xué)課程中會涉及簡單的內(nèi)容介紹，因此在課程內(nèi)容布局、課時安排、教學(xué)方法等方向尚需探索。

國外空間流行病學(xué)課程的發(fā)展要早于國內(nèi)，已有眾多高校開設(shè)了該課程。加拿大多倫多大學(xué)達拉拉納公共衛(wèi)生學(xué)院開設(shè)的空間流行病學(xué)課程，旨在了解空間數(shù)據(jù)在流行病學(xué)中的應(yīng)用，學(xué)習(xí)Arc-GIS、Geoda和R等相關(guān)軟件；美國伊利諾伊斯大學(xué)開設(shè)的課程以講座為授課形式，主要目標(biāo)是讓學(xué)生了解疾病的空間模式和GIS技術(shù)在具體分析中的應(yīng)用，并通過典型的流行病學(xué)分析案例進一步提升對學(xué)科本質(zhì)的認(rèn)識；而加州大學(xué)舊金山分校所開設(shè)的課程，對空間流行病學(xué)的學(xué)習(xí)更偏向于具體應(yīng)用操作，介紹了空間分析方法的使用策略、問題的研究設(shè)計等一系列過程，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地去認(rèn)識空間流行病學(xué)。美國華盛頓大學(xué)、英國的倫敦衛(wèi)生與熱帶醫(yī)學(xué)院和加拿大維多利亞大學(xué)等也開設(shè)了相關(guān)課程，詳見表1。

表1 國外高?？臻g流行病學(xué)課程開設(shè)情況Table 1 Spatial epidemiology courses in foreign universities

總體而言，國外課程涉及理論知識講解、分析方法介紹、實際案例分析與應(yīng)用，并根據(jù)課程面向?qū)ο蟮牟煌m當(dāng)調(diào)整內(nèi)容比例，但均側(cè)重于空間分析的內(nèi)容和應(yīng)用，流行病學(xué)的研究設(shè)計與思想融入較少，并且傳統(tǒng)的教學(xué)重理論而輕實踐，導(dǎo)致學(xué)生在實際應(yīng)用中存在短板。此外，80%以上的流行病學(xué)資料具有空間屬性[2]，而如何高效地利用空間屬性信息至關(guān)重要。特別是新冠肺炎疫情的全球流行，對空間信息的分析與利用提出了更高要求，如人口流動對其時空傳播風(fēng)險的影響分析[3]、傳染源溯源的空間動態(tài)展示[4]等。為培養(yǎng)空間流行病學(xué)實踐人才，促進空間流行病學(xué)在實際工作中的有效應(yīng)用，亟需開展空間流行病學(xué)的教學(xué)與課程建設(shè)的相關(guān)研究。

2 國內(nèi)外空間流行病學(xué)相關(guān)參考書籍

空間流行病學(xué)作為一門交叉學(xué)科，先后有不同領(lǐng)域的學(xué)者出版相關(guān)的參考書籍。如Paul Elliott、Jon Wakefield等著有的SpatialEpidemiology:MethodsandApplications于2000年出版，是較早講述空間流行病學(xué)方法和應(yīng)用的經(jīng)典書籍；張志杰、姜慶五等編著的《空間流行病學(xué)》從空間數(shù)據(jù)類型的角度出發(fā)，通過對研究案例和十余個常用軟件的介紹，將技術(shù)與方法運用于現(xiàn)實工作。為了更好地了解國內(nèi)外空間流行病學(xué)的資料，筆者對國內(nèi)外有關(guān)書籍進行了整理。見表2。

這些空間流行病學(xué)的書籍詳細地闡述了空間流行病學(xué)的基本原理和理念，并從流行病數(shù)據(jù)分析的角度對涉及到的空間分析方法進行了系統(tǒng)歸納和總結(jié)，且各具側(cè)重點，兼顧了多方面需求，以這些書籍為參考能夠讓空間流行病學(xué)的課程內(nèi)容設(shè)計更為完善和準(zhǔn)確。但是這些書籍著重于方法描述和實際應(yīng)用，未能融入空間流行病學(xué)的研究設(shè)計內(nèi)容。在空間流行病學(xué)的課程建設(shè)之中，空間流行病學(xué)的研究設(shè)計是必要的部分，因此，在未來課程教學(xué)設(shè)計中應(yīng)將其與理論知識的學(xué)習(xí)進行融合，才能使課程知識更為系統(tǒng)連貫。

3 教學(xué)方法探討

為提高教學(xué)質(zhì)量，更好地將學(xué)科知識融入教學(xué)過程之中，諸多學(xué)者基于傳統(tǒng)教學(xué)模式，結(jié)合現(xiàn)代新型技術(shù)手段，提出一系列課程教學(xué)模式與方法。通過借鑒這些已有的教學(xué)方法可為今后空間流行病學(xué)的教學(xué)提供思路。

3.1 翻轉(zhuǎn)課堂 一般教學(xué)過程分為知識傳授和知識內(nèi)化兩個部分。在傳統(tǒng)教學(xué)中，知識傳授一般是通過老師的課堂講授來實現(xiàn)，知識內(nèi)化是通過學(xué)生的課后作業(yè)或?qū)嵺`實現(xiàn)。但在翻轉(zhuǎn)課堂中，知識傳授在課堂外以信息技術(shù)輔助的形式實現(xiàn)，知識內(nèi)化則是通過課堂中老師點撥和學(xué)生間的互助實現(xiàn)[12]。在互聯(lián)網(wǎng)支持下的協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境中，教師和學(xué)生的傳統(tǒng)角色發(fā)生了變化，教師由知識傳授者轉(zhuǎn)向了學(xué)習(xí)促進者，學(xué)生成為自我學(xué)習(xí)的控制者?？臻g流行病學(xué)課程由于存在學(xué)科交叉，需要學(xué)生課外了解相關(guān)背景知識，因此合理地安排課外的學(xué)習(xí)時間并進行課堂討論顯得尤為重要，可以提高學(xué)生知識掌握程度。

3.2 微課程 微課程是一種適應(yīng)現(xiàn)代快節(jié)奏，適合移動學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)、碎片化學(xué)習(xí)等，圍繞某個教學(xué)主題精細化設(shè)計的長度不長于10分鐘的內(nèi)容精、容量小的新型課程形態(tài)[13]。微課程的設(shè)計上，知識點需要進行微型化處理，通過微課程腳本進行知識點的切割處理：將傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容分割成“主題-話題-學(xué)習(xí)對象”三部分。合理運用視聽媒體技術(shù)，除了屏幕錄制軟件和PPT，還可采用電子黑板系統(tǒng)，如“可汗學(xué)院”的微型教學(xué)視頻，教師不出現(xiàn)在屏幕中，但以手寫板書形式引導(dǎo)學(xué)生思考，拉近了學(xué)生和教師心理距離。同時從優(yōu)化學(xué)習(xí)體驗角度出發(fā)，微課程能夠藝術(shù)化和幽默化課程知識點[14]，增強藝術(shù)表現(xiàn)力和情境感染力。在空間流行病學(xué)的課堂教學(xué)設(shè)計中，將相關(guān)教學(xué)案例合理利用微課堂的手段進行拆解，把知識碎片化，有助于學(xué)生課堂知識學(xué)習(xí)效率的提升。

3.3 問題驅(qū)動教學(xué)法 問題驅(qū)動教學(xué)法即基于問題的學(xué)習(xí)（problem-based learning，PBL），旨在通過學(xué)生執(zhí)行學(xué)習(xí)任務(wù)來實現(xiàn)理論學(xué)習(xí)與實踐應(yīng)用相結(jié)合，并運用知識與技能提升自主學(xué)習(xí)解決實際問題的能力，小組成員共同參與是PBL的課程特點[15]。PBL方法重點是在理論學(xué)習(xí)之前，從實際案例中選出有代表性的科學(xué)問題，再通過學(xué)生協(xié)作的方式運用所學(xué)知識對問題進行探究，最后組織學(xué)生討論[16]。在空間流行病學(xué)教學(xué)中，利用PBL法學(xué)習(xí)疾病風(fēng)險的空間聚集性分析時，應(yīng)先找到與理論有關(guān)的實踐案例，如探索湖北省2004—2011年全省各縣本地瘧疾的時空分布特征，基于案例提出如何應(yīng)用疾病聚集性分析方法發(fā)現(xiàn)瘧疾在空間、時間上是否存在聚集性，接著帶著疑問學(xué)習(xí)空間聚集性分析方法，得出全局空間自相關(guān)分析和局部空間聚集性分析可以更好地展示瘧疾發(fā)病聚集性的結(jié)論，由此加深對該理論的理解。其后安排學(xué)生進行軟件操作、上機練習(xí)，從而將理論和實踐結(jié)合更加深入。

3.4 案例教學(xué)法 案例教學(xué)法是通過提供教學(xué)案例或教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生充分討論案例，以此梳理問題和討論解決方案的互動式教學(xué)法。案例教學(xué)法可以大幅度提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，積極推進互動學(xué)習(xí)和思維辯證練習(xí)，有效提升學(xué)生解決實際問題的能力[17]。在空間流行病學(xué)的授課過程中，引入真實案例以供學(xué)生討論，再與實際的解決方案對比，使得學(xué)生對相關(guān)知識的應(yīng)用理解更為深入。

3.5 反思教學(xué)法 反思教學(xué)法主要從教師自身和實際教學(xué)過程出發(fā)，探索教師在課堂中為什么這樣做和怎么做的問題，需要教師有意識地回憶和思考教學(xué)經(jīng)驗，并作為評估和制定教學(xué)計劃的基礎(chǔ)[18]。一方面反思使教師逐步成熟，獲得全面發(fā)展，另一方面學(xué)生成為反思實踐者，教學(xué)效果更佳[19]。目前反思教學(xué)的主要手段有：①課堂觀察：即聽課活動，通過聽其他教師的課，觀察課堂情況；②課程報告：通過有條理的清單、表格回憶課堂內(nèi)容，有規(guī)律監(jiān)測課堂內(nèi)容；③教學(xué)日記：記錄有意義的教學(xué)經(jīng)歷與經(jīng)驗，以供日后反思；④協(xié)作性日記：教師們互相閱讀并討論對方的教學(xué)日記；⑤教學(xué)效果調(diào)查：教師在課堂內(nèi)進行小規(guī)模的調(diào)查，改進課堂實踐[20]。由于國內(nèi)空間流行病學(xué)課程尚未在相關(guān)高校開設(shè)，授課教師需要通過觀摩國外課堂、整理課堂報告等方式提出并總結(jié)對空間流行病學(xué)課程的見解，為未來教學(xué)工作和自身發(fā)展做好參考。

3.6 混合式教學(xué)模式 混合式教學(xué)模式是在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)之上，與現(xiàn)代數(shù)字化、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段相結(jié)合而產(chǎn)生的新型教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方法[21]?；旌鲜浇虒W(xué)將傳統(tǒng)教學(xué)模式中對學(xué)生的指導(dǎo)、啟發(fā)和管理等優(yōu)勢結(jié)合數(shù)字化教學(xué)手段的靈活性，使其能夠在提高教學(xué)質(zhì)量的同時激發(fā)學(xué)生的主動性和積極性[22]。基于混合式教學(xué)方法的特點，搭配立體化教學(xué)資源，更好地滿足混合式教學(xué)的需求[23]。教學(xué)資源面向教師，提供教學(xué)資料、教材等，便于教師展開教學(xué)活動。學(xué)生資源面向?qū)W生，全方位為學(xué)生提供課前、課中及課后學(xué)習(xí)資源，更好地服務(wù)于學(xué)生群體[24]。在空間流行病學(xué)的授課過程中，教師可隨時發(fā)布教學(xué)內(nèi)容及相關(guān)教學(xué)文件，如案例模擬數(shù)據(jù)，便于學(xué)生在課外進行實踐活動，鞏固課堂中所學(xué)理論。為及時處理學(xué)生的問題，教師可通過在線答疑和學(xué)生實現(xiàn)有效互動，并將其中普遍性的問題加載到數(shù)據(jù)庫常見問題列表中，以方便全體學(xué)生查看。

3.7 基于BOPPPS教學(xué)模型 BOPPPS教學(xué)模型是一種有效果、有效率、有效益的教學(xué)模式，也被稱為“有效教學(xué)模式”，強調(diào)教學(xué)過程中學(xué)生要全程參與，為達到教學(xué)目標(biāo)構(gòu)建了6個環(huán)節(jié)：課堂導(dǎo)入（bridge-in）、課堂目標(biāo)（objective）、課堂前測（pre-assessment）、課堂參與（participatory-earning）、課堂后測（post-assessment）、課堂總結(jié)（summary）[25]，是一種強調(diào)學(xué)生參與和反饋的閉環(huán)教學(xué)模式。教學(xué)前首先激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，明確教學(xué)目標(biāo)，接著通過前測獲取學(xué)生對授課內(nèi)容的了解程度，并以此安排教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)中教師積極引導(dǎo)學(xué)生參與，實現(xiàn)教師和學(xué)生的全方位互動，是整個教學(xué)活動的核心；課后通過后測來確定學(xué)生的知識掌握程度；最后教師進行總結(jié)反思，為之后的課程教學(xué)做準(zhǔn)備。由此看出，這6個環(huán)節(jié)既相互獨立又相互關(guān)聯(lián)。對于新開設(shè)的空間流行病學(xué)課程，采用BOPPPS教學(xué)模型，能夠讓學(xué)生在課堂上注意力更加集中，參與度進一步提高，教師也能及時得到反饋，并可以結(jié)合學(xué)生的實際情況調(diào)整教學(xué)策略，制定更為合理的教學(xué)方案，形成良好的循環(huán)。

上述7種教學(xué)方法從課堂內(nèi)外為空間流行病課程建設(shè)提供一定的思路。其中，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法適用于課外的知識點預(yù)習(xí)和鞏固，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主能力。課堂授課可采用微課程、基于問題的學(xué)習(xí)、案例教學(xué)法、混合式教學(xué)模式以及基于BOPPPS教學(xué)模型等教學(xué)方法，這些教學(xué)方法具有很強的互動性，不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還加深了學(xué)生對知識點的理解和掌握，對于空間流行病學(xué)課程的開展有一定的優(yōu)勢。對于新興課程的建設(shè)，還應(yīng)當(dāng)進行反思教學(xué)法，促進教師提高教學(xué)質(zhì)量，從提高教師能力角度提高教學(xué)效果。

4 展望

在新發(fā)、再發(fā)傳染病頻發(fā)的背景下，國際社會越來越重視衛(wèi)生健康問題和公共衛(wèi)生體系建設(shè)[26]，而空間流行病學(xué)為公共衛(wèi)生體系建設(shè)過程提供了有力的理論和技術(shù)支持。然而空間流行病學(xué)涉及傳統(tǒng)流行病學(xué)、地理學(xué)、遙感、統(tǒng)計學(xué)、生態(tài)學(xué)等不同學(xué)科的內(nèi)容，覆蓋面廣、要求高，因此在教學(xué)上存在較大難度。通過系統(tǒng)回顧國內(nèi)外空間流行病學(xué)的課程開設(shè)情況、參考書籍等，總結(jié)當(dāng)前國內(nèi)外空間流行病學(xué)課程的建設(shè)現(xiàn)狀并對已有的課程教學(xué)方法進行探討，為今后空間流行病學(xué)的課程教學(xué)提供一定的思路，為培養(yǎng)多元化人才提供支持。建議未來應(yīng)當(dāng)吸納多學(xué)科、多專業(yè)的教師參與空間流行病學(xué)的課程建設(shè)，促進不同學(xué)科之間的內(nèi)容融入，提高教師專業(yè)性；同時結(jié)合已有的教學(xué)方法和模式的優(yōu)點，開創(chuàng)出適用于空間流行病學(xué)課程的方法，以便更好地開展空間流行病學(xué)的教學(xué)工作。

利益沖突聲明全部作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明張志杰負責(zé)論文撰寫；姜慶五負責(zé)論文指導(dǎo)與監(jiān)督