環(huán)境衛(wèi)生學(xué)綜合設(shè)計性實驗教學(xué)改革和探索

梁瑞峰,楊守林,劉海芳,張志紅,白劍英,張紅梅,夏 娜,秦小江,范 曄

(山西醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，山西 太原 030001)

環(huán)境衛(wèi)生學(xué)是預(yù)防醫(yī)學(xué)的重要分支學(xué)科，也是一門理論性和實踐性均較強的應(yīng)用型學(xué)科。實驗教學(xué)是環(huán)境衛(wèi)生學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，也是加深學(xué)生對環(huán)境衛(wèi)生學(xué)理論知識的理解，培養(yǎng)基本操作技能，提升綜合素質(zhì)的重要途徑，在整個教學(xué)過程中占有非常重要的地位[1]。然而，目前多數(shù)醫(yī)學(xué)院校環(huán)境衛(wèi)生學(xué)實驗教學(xué)仍采用教師講授實驗內(nèi)容，學(xué)生根據(jù)教師講授按部就班進行實驗操作的傳統(tǒng)教學(xué)方式，既不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和分析解決問題能力，也不能很好地滿足當(dāng)今社會對預(yù)防醫(yī)學(xué)專業(yè)創(chuàng)新人才的需求。綜合設(shè)計性實驗在創(chuàng)新性人才培養(yǎng)過程中起至關(guān)重要的作用[2]，對培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生獨立思考能力、綜合設(shè)計能力，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力和主觀能動性，提高學(xué)生實踐能力等具有十分重要的作用[3]。教育部《普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評估指標(biāo)體系》(A級)規(guī)定“有綜合性、設(shè)計性實驗的課程占實驗課程總數(shù)的比例≥80%”[4]。為滿足社會對創(chuàng)新型醫(yī)學(xué)專業(yè)人才的需求和進一步提高環(huán)境衛(wèi)生學(xué)實驗課教學(xué)效果，本研究分別采用傳統(tǒng)教學(xué)法和綜合設(shè)計性實驗教學(xué)法對預(yù)防醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生實驗教學(xué)進行比較研究。

一、研究對象

山西醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院2013級預(yù)防醫(yī)學(xué)專業(yè)7個班共219學(xué)生。

二、研究內(nèi)容和方法

(一)研究內(nèi)容。

對照組傳統(tǒng)驗證性實驗“空氣中總懸浮顆粒物(Total Suspended Particulates, TSP)、二氧化硫(Sulfur dioxide, SO2)濃度測定”。實驗組基于上述實驗設(shè)計的綜合設(shè)計性實驗“山西醫(yī)科大學(xué)迎澤校區(qū)空氣中TSP、SO2濃度測定與分析”的教學(xué)效果等進行評價。

(二)研究方法。

教師在講授大氣衛(wèi)生理論課時，將實驗教學(xué)的內(nèi)容、改革目的及思路向?qū)W生說明，采用整群隨機抽樣將學(xué)生分為實驗組(1班、5班)和對照組(2班、3班、4班、6班和7班)。實驗教學(xué)由環(huán)境衛(wèi)生學(xué)教研室教師以班為單位，按每5～6名學(xué)生為一個實驗組形式開展。

實驗組采用綜合設(shè)計性實驗教學(xué)法，具體步驟如下：(1)學(xué)生分工。各班班長和學(xué)習(xí)委員根據(jù)實驗需要及學(xué)生特長將本班學(xué)生分成若干組(分別負責(zé)實驗方案設(shè)計、實驗準(zhǔn)備、實驗操作、數(shù)據(jù)分析和質(zhì)量控制、撰寫報告)，組內(nèi)學(xué)生既分工明確又相互配合；(2)方案制定。各組學(xué)生通過查閱文獻、集體討論，制定實驗方案，教師以問題為導(dǎo)向指導(dǎo)學(xué)生對方案進行討論、修改，形成本班實驗方案；(3)實驗準(zhǔn)備。負責(zé)相同實驗環(huán)節(jié)的學(xué)生按照實驗方案選擇實驗儀器并校準(zhǔn)，配制實驗用試劑，確定采樣點和采樣時間；(4)實驗操作。課前進行預(yù)實驗并確定最終方案，正式實驗時以組為單位，按每名成員負責(zé)一個實驗環(huán)節(jié)，所有學(xué)生全程參與的模式進行實驗；(5)報告撰寫。以組為單位對實驗數(shù)據(jù)進行分析討論并撰寫報告；(6)效果評價。采用考試(總分20分，其中：單選題6分，多選題6分，簡答題4分，論述題4分)和調(diào)查問卷對學(xué)生實驗設(shè)計能力、操作能力、分析解決問題能力、協(xié)作能力、實驗效果及意愿等進行評價。在整個實驗教學(xué)過程中，教師僅就個別疑難問題進行指導(dǎo)。對照組采用“教師講授—學(xué)生操作—學(xué)生書寫報告—教師審閱報告”的傳統(tǒng)實驗教學(xué)法進行實驗教學(xué)，采用與實驗組相同的方法進行教學(xué)效果評價。

(三)統(tǒng)計分析。

采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行分析，計量資料比較采用t檢驗，等級資料比較采用Mann-Whitney U Test，檢驗水準(zhǔn)為0.05。

三、研究結(jié)果

(一)兩組學(xué)生基本情況。

實驗組64人，收回問卷62份(男生問卷15份，女生問卷47份)，有效問卷回收率96.88%。對照組155人，收回問卷155份(男生問卷37份，女生問卷118份)，有效問卷回收率100%。兩組學(xué)生無性別差異(χ2=0.003,P=0.960)。兩組學(xué)生本實驗前一學(xué)期期末成績排名無統(tǒng)計學(xué)差異(χ2=5.860,P=0.210)(見表1)。

表1 兩組學(xué)生本實驗前一學(xué)期期末成績排名比較(n)

(二)兩組學(xué)生實驗相關(guān)知識的成績比較。

實驗組學(xué)生單選題得分、多選題得分、簡答題得分、論述題得分和總分均顯著高于對照組(P<0.05)(見表2)。

表2 兩組學(xué)生實驗相關(guān)知識的成績比較

(三)兩組學(xué)生環(huán)境衛(wèi)生學(xué)實驗課改革意愿的比較。

與對照組相比，實驗組學(xué)生更希望進行改革(U=3510.000,P=0.001<0.05)(見表3)。

表3 兩組學(xué)生環(huán)境衛(wèi)生學(xué)實驗課改革意愿的比較(n)

(四)兩組學(xué)生參與綜合設(shè)計性實驗的態(tài)度比較。

與對照組相比，實驗組學(xué)生更愿意參與綜合設(shè)計性實驗，具有統(tǒng)計學(xué)差異(U=3938.000,P=0.025<0.05)(見表4)。

表4 兩組學(xué)生參與綜合設(shè)計性實驗的態(tài)度比較

四、討 論

環(huán)境衛(wèi)生學(xué)實驗不僅擔(dān)負著向?qū)W生傳授環(huán)境衛(wèi)生學(xué)知識、驗證相關(guān)理論和掌握實驗技能的重任，且在提高學(xué)生分析解決問題能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實態(tài)度，掌握科學(xué)思維方式，養(yǎng)成優(yōu)良科學(xué)作風(fēng)和協(xié)作精神，自覺探索真理等方面具有十分重要作用[5]。然而，傳統(tǒng)環(huán)境衛(wèi)生學(xué)實驗教學(xué)采用驗證性實驗教學(xué)模式，只注重學(xué)生的實驗技能，忽視了對其綜合素質(zhì)及創(chuàng)新能力等的培養(yǎng)，已不能滿足社會對環(huán)境衛(wèi)生人才的要求[6]。綜合設(shè)計性實驗是給定實驗?zāi)康暮蜅l件，由學(xué)生應(yīng)用已學(xué)理論知識及實驗技能，自行設(shè)計實驗方案、確定實驗方法、選擇實驗器材、擬定和實施實驗操作，分析實驗結(jié)果并撰寫報告的教學(xué)模式[7]，在專業(yè)人才培養(yǎng)過程中占有舉足輕重的地位，已成為培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新思維的關(guān)鍵性教學(xué)環(huán)節(jié)之一[8]。預(yù)防醫(yī)學(xué)專業(yè)開設(shè)綜合設(shè)計性實驗，既是進一步提高醫(yī)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的基本要求，也是醫(yī)學(xué)教育改革面臨的艱巨任務(wù)[3]。本研究采用考試和問卷調(diào)查方式對傳統(tǒng)實驗教學(xué)法和綜合設(shè)計性實驗教學(xué)法的教學(xué)效果進行了比較。研究發(fā)現(xiàn)，在學(xué)情一致的情況下，實驗組學(xué)生對實驗相關(guān)知識的掌握程度明顯優(yōu)于對照組，且教學(xué)效果明顯提升，與陳道俊等研究結(jié)果一致[9]。而且，綜合設(shè)計性實驗更有利于學(xué)生了解科研過程、培養(yǎng)科研思維、提高創(chuàng)新能力和增強團隊協(xié)作等，這可能與實驗組學(xué)生參與從實驗設(shè)計到報告撰寫的全部過程，對科研活動理解更加深刻有關(guān)。此外，實驗組學(xué)生更希望進行實驗改革，也更愿意參加綜合設(shè)計性實驗，可能與綜合實驗?zāi)艽蟠筇岣邔W(xué)生的實驗興趣和參與度有關(guān)。

綜上所述，綜合設(shè)計性實驗教學(xué)法是一種值得在環(huán)境衛(wèi)生學(xué)實驗教學(xué)中推廣應(yīng)用的教學(xué)方法。但是，如何克服綜合設(shè)計性實驗所需時間較長,實驗設(shè)計復(fù)雜，涉及知識點多，難度較大等特點有待進一步研究。