動物解剖互動教學在電離輻射生物效應實驗教學中的應用

陳超

[摘要] 電離輻射生物學效應實驗教學課程是傳統醫學教育中的重要課程之一，在放射生物學、放射損傷臨床學、放射治療學和輻射防護學等課程中也是重點教學內容。其主要包括電離輻射的細胞學損傷、軀體損傷效應及遺傳效應。傳統教學法長期以理論的解釋和動物模型輔助教學，學生缺乏動物解剖的互動認知和學習過程的感性認識，只能被動灌輸式學習，繼而失去學習熱情，學習效果差，教師預期的教學目的也無法達成。因此，增加動物解剖學互動教學引導調動學生學習的主動性，增加與學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相結合生物效應的新教學模式進行了探討，通過教學方法的探討，學生對電離輻射生物學效應課程的興趣增加，增進了學生理解和掌握相關知識。

[關鍵詞] 動物解剖;互動教學;電離輻射;生物效應;實驗;教學模式

[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

電離輻射生物學效應教學包括電離輻射細胞學損傷、電離輻射軀體損傷及遺傳效應，結合動物解剖研究利于上述教學內容的理解。動物解剖有助于學生了解動物的形態結構，為將來學習打下良好基礎。學生在教學中練習少，在實驗中合作度低，有厭學情緒，實際能力較差，如何提高學生學習興趣是動物解剖教學實踐中的重要問題[1-3]。互動式課堂教學核心是讓學生學習、探索，并進行學習創新，使學生有機會積極參與，并為學生思考留有余地[4-5]。通過深入交流，讓學生發現并解決問題，構建和諧、民主、平等師生關系，彼此創建師生互動，共同發展，已成為課堂教學的新模式互動教學關系[6]。本研究探討動物解剖互動教學在電離輻射生物效應實驗教學中的實踐，現報道如下。

1 電離輻射分子生物學效應基礎

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靶標發生電磁輻射，導致出現電離輻射現象。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進而導致人體健康危害，通過物理、化學及生物進程，產生多種特殊生物學效應，導致遺傳變異，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產生一系列損傷，包括單一位點損傷和區域多位點的損傷這是關鍵，DNA損傷修復能力的高低也是影響敏感性的關鍵因素。這些主要是以微觀改變為主的生物學效應，常在動物模型中難以體現，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構的知識而難以深入理解。在校企合作實驗班教學實踐中如何有效應用開展是教學難點。以往主要采用教師課堂講授、操作演示、學生參觀學習記憶，此方法教學效果與傳統直接理論教學效果沒什么不同[7-8]。

經過創新和改革，本研究適度減少了教師操作演示的內容，更注重讓學生主動參與：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效應原理，掌握遺傳物質的提取等操作方法;③通過獨立實驗電離輻射造成大分子的損傷，加深了學生們對理論知識的理解，也提高了學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，把教學難點變成掌握點。在理論教學過程中，重點落在電離輻射的損傷和遺傳效應內容中，由于該內容主要集中在微觀改變過程中，無法給學生直接反饋過程，因此結合電離輻射主要損傷的臟器，將動物解剖教學運用其中，除了將動物相關器官的位置展示給大家，并通過互動教學，讓學生自己辨認器官結構和位置，在教學過程進行中要求學生充分認識主要損傷臟器，包括脾臟、甲狀腺的結構和解剖組織學分布，及外科手術中動物麻醉的相關方法，皮膚組織的消毒與取樣，解剖結構的辨認與分離，相關部位取材方法，讓學生在正確認識動物正常組織結構的同時，不僅能夠主動充分掌握輻射效應靶器官損傷的機制和臨床表現，更能樹立起相應的臨床醫學外科消毒、手術等相關概念。學生通過練習取材，建立起感官認識，并給學生提出相關問題，讓學生自主查找相關材料，并通過課堂學生展示，促進學生主觀學習能動性。

在學生掌握了正常的解剖學結構后，進一步讓學生主動學習認識臨床上造成的電離輻射損傷效應，包括對皮膚、胃腸道、脾臟等常見靶器官的損傷情況。在教學過程中，教師們采用PPT、視頻、網絡資源等多方位立體展示給學生，讓學生充分討論，和老師、同組學生互動，從而保證學生確實認知了相關損傷知識。如作為電離輻射損傷的重要臟器脾臟，可以引入相關脾臟知識，作為翻轉課堂教學內容，讓學生通過互動學習脾臟知識，認識到脾臟是重要的外周免疫器官，掌握相關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，與學生、老師的反復討論互動，從而加深學生對電離輻射生物效應的認識。但針對電離輻射造成的分子遺傳效應抽象理論內容，教師針對該教學難點，不僅在傳統授課模式基礎上重點講解，更在實驗教學過程中演示，并側重學生的參與度，包括制備提取遺傳物質，在鍛煉學生動手能力的同時，提高學生的學習效率，讓學生對晦澀的知識不畏懼，對知識點產生濃厚的興趣。

2 電離輻射生物劑量計

當一些突發輻射事故發生時，在一些特殊的工作環境和條件中，個人或團體可能無法穿適當的物理劑量計和現場物理劑量記錄不能及時提供。個人相關劑量的特殊地位，評價系統相結合物理劑量、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。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重要的[9]。在估計劑量，可以使用物理手段來執行現場模擬來計算劑量，所述劑量可以通過檢測到的生物學指標來估計。因此在教學過程中同時引入電離輻射生物劑量計的相關教學內容，從而讓學生充分理解相關檢測手段。

在具體實踐中，為學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]。學生通過學習和掌握上述知識，可以主動發現并區分具體的輻射動物有關的傷害效果和程度，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用方法等，進而充分促進教學效率的提高。在課堂上，通過設計相關實驗讓學生獨立完成進而使學生明確電離輻射的生物學效應;與此同時，這種學習方法可以實現師生互動，學生可以發現在使用過程中的問題，通過討論，可達到提高學生對本堂課內容的吸收程度。

3 全程互動教學

動物解剖實驗課對學生來說是有吸引力的，學生主動參與意愿強，但由于缺乏相關的知識和操作經驗，所以，如何提高學生的參與能力是課堂成功的關鍵。在教學中，實驗老師在動物解剖過程中不局限于老師要求學生回答，也應鼓勵學生主動提問，尤其是面對陌生的解剖時，未確定生物效應和一些新發現處理[11]。在具體課程的實踐中，對全班32位同學進行分組討論，4人為一組，全班8個組。每組1名同學負責總結實驗中遇到的問題，1名同學負責分析原因，1名同學負責組織組內討論，1名同學負責上臺發言，具體分工均由組內同學自主安排，各自發揮所長，這樣學生分工明確，更有了小組的榮譽意識，將所學知識、遇到的問題轉換為自己的語言總結發言，學生學習也更加積極主動。老師組織全班討論并做最后總結。不憤不啟，不悱不發，通過這些手段讓實校企合作班的同學更好地掌握課本知識。且在互動教學學習過程中，充分利用現代通訊平臺，微信是主要應用的教師和學生及時交流工具，通過建立實驗教學交流群，讓學生充分參與討論，并在教學過程中提供形成性評價。由于主動學習教學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習的教學方式，從課堂上的面對面教學轉向以學生為中心的學習。此外，學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評估，以向學生和教師提供反饋。在課前預習和課后復習過程中，學生們主要通過微信進行交流和交作業，并在課后教師通過微信進行學生滿意度調查，并通過學生訪談、小組討論方式，充分了解教學效果及動物解剖互動教學應用在電離輻射生物效應實驗教學中存在的問題，并及時調整互動教學內容[12-16]。

4 討論與展望

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

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

[參考文獻]

[1] 寧采，黃丹青.用數字化實驗再探化學中的電離平衡——以“探究次磷酸的酸性”為例[J].中小學數字化教學，2020，5（4）：57-60.

[2] Sultan AS. The flipped classroom：An active teaching and learning strategy for making the sessions more interactive and challenging[J]. J Pak Med Assoc，2018，68（4）：630-632.

[3] Ali M，Han SC，Bilal HSM，et al. iCBLS：An interactive case-based learning system for medical education[J]. Int J Med Inform，2018，109：55-69.

[4] Groth M，Barthe KG，Riemer M，et al. Critical analysis of an e-learning and interactive teaching module with respect to the interpretation of emergency computed tomography of the brain[J]. Rofo，2018，190（4）：334-340.

[5] 白靜珠，胡天保. 基于化學學科核心素養提升的數字化實驗課堂教學——以蘇教版“常見的弱電解質”教學為例[J].化學教與學，2020，23（4）：79-83.

[6] 蔣正靜，王紅艷，殷竟洲，等.地方高校師范專業中學化學與無機化學幾個知識點教學銜接的探討[J].化工時刊，2020，34（2）：32-35，45.

[7] 袁媛，彭雪麗. 基于數據演繹認識電解質溶液離子濃度大小——由兩道高考真題引發的深度思考[J]. 江西化工，2020，36（1）：284-287.

[8] 金東升， 楊軍峰. 展示 交流 提高——2019年甘肅省高中化學教師教學技能大賽小結[J].教育革新，2020， 29（1）：12-13.

[9] Gao J，Dong X，Liu T，et al. Antioxidant status and cytogenetic damage in hospital workers occupationally exposed to low dose ionizing radiation[J]. Mutat Res，2020， 850-851：503 152.

[10] Richardson ML，Shaffer K，Amini B，et al. Advanced，interactive，image-based education：Technology and pedagogy[J]. Curr Probl Diagn Radiol，2020，49（2）：74-81.

[11] Fox L，Onders R，Hermansen-Kobulnicky CJ，et al. Teaching interprofessional teamwork skills to health professional students：A scoping review[J]. J Interprof Care，2018， 32（2）：127-135.

[12] Montag C，Becker B，Gan C. The multipurpose application WeChat：A review on recent research[J]. Front Psychol，2018，9：2247.

[13] Luan H，Wang M，Sokol RL，et al. A scoping review of WeChat to facilitate professional healthcare education in Mainland China[J]. Med Educ Online，2020，25（1）：1 782 594.

[14] Dong Y，Wang P，Dai Z，et al. Increased self-care activities and glycemic control rate in relation to health education via Wechat among diabetes patients：A randomized clinical trial[J]. Medicine（Baltimore），2018，97（50）：e13 632.

[15] Vepraskas SH，Porada K，Hadjiev J，et al. Teaching inpatient bedside presenter empowerment actions during an interactive workshop[J]. Med Ed Portal，2018，14：10 702.

[16] Zhang W，Li ZR，Li Z. WeChat as a platform for problem-based learning in a dental practical clerkship：Feasibility study[J]. J Med Internet Res，2019，21（3）：e12 127.

[17] 祝瑋燁，羅喆，劉玉龍，等. 關于學好《防原醫學》的幾點體會和建議[J]. 繼續醫學教育，2019，33（1）：37-39

[18] 朱雪敏，張自強，文風云，等. 提高動物解剖學教學效果的建議[J]. 畜牧獸醫科學，2020（23）：140-142，145.

[19] 閔銳，韓玲，程贏，等. 目前電離輻射生物學效應教學中應把握的幾個問題[J]. 基礎醫學教育，2013，15（4）：423-425.

[20] 陳敏，李建柱，黃立，等. 基于學習通平臺的《動物解剖學》移動互動教學應用[J]. 畜禽業，2019，30（5）：35-37.

（收稿日期：2021-08-05）