病原生物與免疫學(xué)開放式實驗教學(xué)方法探索

中圖分類號：G642

文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.16.014

Exploration of Open Experimental Teaching Methods for Pathogenic Biology and Immunology

ZHOU Xuan， LI Ling， CUI Lin （School of Medicine， Shihezi University， Shihezi， Xinjiang ）

AbstractPathogenic biologyand immunologyisacrucial discipline in the fieldofbasic medicine，providing a solid theoretical foundation for students to engage in clinical practice or basic scientific research.Experimental teaching is oneofthe important links forstudents to understand basic theories.Inthis study，through the implementationofopen experiments related to pathogenic biology and immunology， including conducting interesting experiments and innovative experiments，opening virtual simulation experimental platforms，and combining with the teaching method of experimental micro-lectures，the diversification of experimental teaching methods has been achieved， students' learning interest and experimental skills have been enhanced，and the teachingqualityof pathogenic biology and immunology has been improved.

Keywordspathogenic biology and immunology; experimental teaching; open experiments; teaching reform

新時代的新醫(yī)科理念引領(lǐng)醫(yī)學(xué)從治療為主到預(yù)防優(yōu)先，而病原生物與免疫學(xué)課程不僅為臨床治療提供了指導(dǎo)依據(jù)，還為預(yù)防疾病奠定了理論基礎(chǔ)，是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)中的重要課程之一。隨著醫(yī)學(xué)教育教學(xué)的快速發(fā)展，實驗教學(xué)的硬件設(shè)施條件大幅度改善，理論與實踐的聯(lián)系更加緊密，有效促進了教育教學(xué)的改革與發(fā)展。病原生物與免疫學(xué)實驗教學(xué)作為醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)教育中的重要組成部分，直觀地展示了病原生物與免疫學(xué)的核心概念，通過觀察種種實驗現(xiàn)象，學(xué)生可以更深入地理解病原生物的基本特征，同時加深對免疫學(xué)原理的認識。實驗教學(xué)不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和操作技能，提升他們在基礎(chǔ)研究和臨床診斷中的準(zhǔn)確性，還能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心。相較于枯燥的理論知識，實驗操作更能吸引學(xué)生的注意力，為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新思維、邏輯思維奠定基礎(chǔ)。

1病原生物與免疫學(xué)傳統(tǒng)實驗教學(xué)的不足

實驗教學(xué)作為病原生物與免疫學(xué)實驗教學(xué)的主體部分，培養(yǎng)了學(xué)生系統(tǒng)化的思維和相關(guān)的臨床技能，但在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)過程中，也伴隨了一些難以攻克的問題，體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，在教學(xué)方式上，傳統(tǒng)實驗教學(xué)通常采用教師講解、學(xué)生操作的教學(xué)方式，教學(xué)方式較為單一，互動性和創(chuàng)新性不足，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。其次，實驗結(jié)果具有局限性，傳統(tǒng)實驗教學(xué)往往注重實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性，忽略了實驗過程的探索性和創(chuàng)新性，從而限制了學(xué)生科研思維及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。最后，傳統(tǒng)實驗教學(xué)易受時間空間及經(jīng)費資源的限制，需要在固定的時間和地點進行，靈活性不足，同時儀器設(shè)備只能由少數(shù)學(xué)生操作，其余同學(xué)只能圍觀，不能照顧到每個學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不足。因此，在教學(xué)改革中，課程組針對傳統(tǒng)實驗教學(xué)創(chuàng)新性不足、教學(xué)方式單一、整班授課針對性差等問題，進行了一系列開放式實驗教學(xué)改革的嘗試。

2病原生物與免疫學(xué)開放式實驗教學(xué)概述

病原生物與免疫學(xué)開放式實驗教學(xué)是針對醫(yī)學(xué)院各專業(yè)、年級的學(xué)生群體，在不影響本科教學(xué)任務(wù)的前提下，對實驗室內(nèi)的儀器、設(shè)備、試劑耗材等資源實施預(yù)約開放、階段開放、定期開放，形成一種動態(tài)、自主、多元的全新實驗教學(xué)模式。在開放式實驗教學(xué)中，不同層次的學(xué)生可以依據(jù)實驗教學(xué)目的和自己的興趣愛好，自主選擇實驗內(nèi)容、實驗時間和實驗地點。

開放式實驗教學(xué)使學(xué)生被賦予了更大的自主權(quán)，能夠依據(jù)個人興趣和實際需求，自主設(shè)計實驗方案，靈活選擇實驗方法，并獨立完成實驗操作及數(shù)據(jù)分析工作。這種模式不僅培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和實驗設(shè)計能力，還提高了他們分析問題、解決問題的能力。同時，開展開放式實驗教學(xué)也能充分利用和整合實驗室資源，減少閑置和浪費。問卷調(diào)查顯示，學(xué)生對病原生物與免疫學(xué)實驗課程教學(xué)的滿意度較高，認為通過開放式實驗教學(xué)，豐富了自身的理論知識，拓展了知識面，同時提升了實驗技能以及分析和解決問題的能力。

3病原生物與免疫學(xué)開放式實驗教學(xué)方法的實踐

開放式實驗教學(xué)是以開放實驗室為實踐基礎(chǔ)、開放虛擬仿真實驗平臺為教學(xué)輔助，開放實驗類微課為教學(xué)指導(dǎo)的新型模式。其采用開放式組合式教學(xué)管理理念與方法，能夠融合各種資源，充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新力、想象力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3.1以開放實驗室為實踐基礎(chǔ)的開放式教學(xué)模式

對病原生物與免疫學(xué)實驗室實行階段性開放的政策。在完成日常實驗課程教學(xué)任務(wù)后，病原生物與免疫學(xué)實驗室的空余時間被合理地利用起來。通過開放實驗室，能夠有效利用這些時段，將其與學(xué)生的課外時間進行靈活對接。開放實驗吸引了很多對病原生物與免疫學(xué)抱有濃厚興趣的學(xué)生，同時，那些在課堂學(xué)習(xí)中未能充分掌握知識點，希望進一步深入學(xué)習(xí)的學(xué)生，也參與了開放實驗的學(xué)習(xí)活動。

為吸引更多的學(xué)生投入病原生物與免疫學(xué)開放實驗的學(xué)習(xí)，病原生物與免疫實驗室的指導(dǎo)教師首次開展了趣味實驗項目。例如，拓展型實驗“生活中的真菌染色”“微生物畫圖”比賽等，既可以滿足學(xué)生的好奇心，又增強了學(xué)生的探索精神。通過實驗探索，學(xué)生可以直觀地觀察到發(fā)霉的紅薯、乳酪或水果表面的真菌在顯微鏡下的形態(tài)。同時，微生物繪畫實驗加強了對學(xué)生實踐技能的訓(xùn)練，使學(xué)生對無菌操作技術(shù)、微生物在不同組分培養(yǎng)基中的顯色原理等知識有了更加深刻的認知。

為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力，病原生物與免疫學(xué)實驗室開放實驗鼓勵學(xué)生自主設(shè)計實驗方案、探索新的實驗方法。例如，教師會設(shè)置類似“污水中為什么會有噬菌體，能否將它們分離出來？\"“鮑曼不動桿菌的耐藥機制有哪些？耐藥基因有哪些？”等問題，供學(xué)生進行思考和研討。為解決這些科學(xué)問題，學(xué)生需要大量閱讀文獻，凝練科研邏輯，提取實驗方法，設(shè)計實驗方案，并在實踐過程中，根據(jù)具體研究內(nèi)容改進實驗方法，提高研究的創(chuàng)新性。對于科研能力較好的學(xué)生可實施專任導(dǎo)師一對一培養(yǎng)的策略，從而激勵學(xué)生的科研熱情，激發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識。

3.2以開放虛擬仿真實驗平臺為輔助的開放式實驗教學(xué)

虛擬仿真實驗?zāi)軌蚰M真實的實驗環(huán)境和實驗過程，讓學(xué)生在不用實際接觸實驗材料和設(shè)備的情況下，通過計算機模擬進行實驗操作和觀察實驗結(jié)果。這種模式特別適用于那些需要特殊條件或存在安全風(fēng)險的實驗，如病原體的培養(yǎng)和處理等。通過虛擬仿真實驗，學(xué)生可以在一個安全的環(huán)境中學(xué)習(xí)和掌握實驗技能，同時避免了實驗材料的浪費。在虛擬仿真實驗學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進一步在開放實驗室中進行實際操作，可以事半功倍，提高開放式實驗操作的成功率。通過這種模式，學(xué)生不僅能夠?qū)W習(xí)到實驗室基本安全知識與操作規(guī)范，還能了解到病毒接種、細胞培養(yǎng)等核心實驗操作，開闊了學(xué)生的眼界，使他們熟悉了完整的實驗流程，為后期更好地進行科研訓(xùn)練打下基礎(chǔ)。

3.3以開放實驗類微課資源為指導(dǎo)的開放式教學(xué)

鑒于開放式實驗教學(xué)所具有的開放性與創(chuàng)新性，以及學(xué)生群體的高度流動性，為達到優(yōu)質(zhì)的教學(xué)效果，必須依托雄厚的教師隊伍。在指導(dǎo)教師與學(xué)生之間存在時間安排上的沖突時，實驗類微課能夠發(fā)揮其作為優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的作用。實驗類微課通過精簡的實驗操作視頻的形式呈現(xiàn)實驗內(nèi)容，賦予學(xué)生根據(jù)自身需求選擇課程的自由度，提升學(xué)習(xí)的靈活性，以適應(yīng)不同學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求。同時，這種教學(xué)模式可以讓學(xué)生在操作之前，通過視頻演示充分了解規(guī)范操作方法及注意事項，保障實驗操作的準(zhǔn)確性和安全性，培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣和自主學(xué)習(xí)能力。

4開放式實驗教學(xué)亟待解決的關(guān)鍵問題

4.1開放式實驗教學(xué)資源建設(shè)不足

在開放式實驗教學(xué)的實踐過程中，高校面臨的最為顯著的問題就是資源不足，包括師資、實驗經(jīng)費、實驗耗材、設(shè)備等資源。由于資源有限，常常導(dǎo)致學(xué)生在進行實驗時無法獲得足夠的支持，從而影響了實驗的開展。在開放式實驗環(huán)境下，若學(xué)生人數(shù)眾多，則難以實現(xiàn)與之相適應(yīng)的教師指導(dǎo)資源分配，進而可能影響學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。此外，實驗儀器設(shè)備的供應(yīng)也無法全面滿足實驗的需求，這在一定程度上限制了實驗的多樣性和深度。同時，實驗設(shè)備的性能往往難以支撐大規(guī)模、高精度的實驗要求。因此，如何有效解決這些問題，成為開放式實驗教學(xué)中亟待解決的關(guān)鍵問題。

4.2開放式實驗設(shè)計存在局限性

開放式實驗往往由學(xué)生自主進行課題設(shè)計，但由于學(xué)生沒有相關(guān)的科研基礎(chǔ)，對病原生物與免疫學(xué)知識的理解不夠深入和全面，從而導(dǎo)致實驗方案中存在一些缺陷和不足。開放式實驗的設(shè)計通常具有更高的靈活性，然而這種靈活性也往往伴隨著設(shè)計上的局限性，使得實驗結(jié)果無法充分地驗證實驗假設(shè)，從而影響學(xué)生對實驗及理論的認知。

4.3學(xué)生操作及數(shù)據(jù)分析的能力不足

在進行開放式實驗操作時，部分實驗者的操作技能不足，這不僅會影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，還可能對實驗設(shè)備造成損害，對實驗室安全造成風(fēng)險；數(shù)據(jù)處理和分析也是開放式實驗中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，然而，學(xué)生或因?qū)Ψ治龇椒ɡ斫鉁\顯，或因解讀實驗數(shù)據(jù)時存在誤區(qū)，在數(shù)據(jù)分析時常出現(xiàn)偏差，進而致使實驗結(jié)果分析失準(zhǔn)，甚至得出錯誤結(jié)論。

4.4開放實驗室安全教育力度不足

在開放式實驗教學(xué)中，實驗室安全教育顯得尤為重要。開放式實驗教學(xué)人流量顯著增加，由于實驗項目種類較多，涉及的試劑及儀器設(shè)備種類很廣泛，因此室內(nèi)存在各種潛在的危險因素，如生物危害、化學(xué)危害、物理危害等，若學(xué)生缺乏足夠的安全意識和操作技能，極易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。在實驗項目實踐過程中，學(xué)生若忽視對實驗室安全知識的學(xué)習(xí)，對實驗室安全注意事項警惕性不夠，重視程度不足，會在一定程度上增加實驗室的安全風(fēng)險。

5提升開放式實驗教學(xué)質(zhì)量的策略

為了克服在開放式實驗教學(xué)中存在的實驗室資源不足、實驗設(shè)計缺陷、學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力不足及實驗室安全教育深度不夠等問題，在開放式實驗實踐過程中，大學(xué)醫(yī)學(xué)教學(xué)實驗中心實施了以下策略。首先，加大實驗室資源建設(shè)的力度，在學(xué)校和學(xué)院的大力支持下，更新了實驗室部分儀器設(shè)備；教研室積極申報開放實驗室相關(guān)項目，以獲得更多的實驗經(jīng)費；通過開發(fā)更多的虛擬仿真實驗項目以及實驗類微課，確保實驗內(nèi)容的覆蓋面和深度。其次，指導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計實驗之前進行充分的文獻調(diào)研和理論學(xué)習(xí)，以確保他們掌握實驗設(shè)計所需的關(guān)鍵知識；構(gòu)建一個供學(xué)生與導(dǎo)師交流的平臺，以便廣泛征集意見，進而對實驗方案進行優(yōu)化。再次，在實驗過程中，導(dǎo)師敦促學(xué)生進行實驗記錄，并及時指出錯誤步驟；指導(dǎo)學(xué)生進行數(shù)據(jù)分析和總結(jié)，充分保障學(xué)生能得出正確的結(jié)論。最后，強化學(xué)生對實驗室安全規(guī)章制度的學(xué)習(xí)和理解。通過定期的安全教育培訓(xùn)，讓學(xué)生全面掌握實驗室安全的基本知識和技能，明確各項安全規(guī)章制度的具體內(nèi)容和要求。同時，結(jié)合實驗室內(nèi)外的安全事故案例進行深入剖析和討論，增強學(xué)生的安全意識和風(fēng)險防控能力。

6討論

病原生物及免疫學(xué)開放式實驗教學(xué)模式不斷豐富和完善，為學(xué)生進行實驗訓(xùn)練提供了更多的機會，也提升了實踐教學(xué)的有效性和創(chuàng)新性。通過開放式實驗教學(xué)，學(xué)生的實際動手能力得到了有效的提高。學(xué)生在實驗操作過程中不僅能夠理論聯(lián)系實際，還提升了分析和解決問題的能力，激發(fā)了創(chuàng)新思維，這對于學(xué)生日后的臨床和科研工作具有重要意義。此外，通過實驗教學(xué)，學(xué)生對于病原生物及免疫學(xué)的知識有了更深入的理解，學(xué)生的積極性和研究興趣得到了極大的提高，同時增強了團隊合作和溝通能力。綜上所述，病原生物及免疫學(xué)開放式實驗教學(xué)是一種有效的教學(xué)模式，在未來的實驗教學(xué)中，實驗室將致力于更廣泛地應(yīng)用和推廣該教學(xué)模式，以進一步推動實驗教學(xué)創(chuàng)新，提升教學(xué)水平，促進教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生成績的雙重提升。

★基金項目：大學(xué)教育教學(xué)改革項目“病原生物學(xué)及免疫學(xué)開放實驗教學(xué)的探索”（JGY-2022-029）。

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