科教融合理念下衛生化學實驗教學改革研究

楊瑞英 劉利娥 阿有梅 劉潔 吳擁軍

[摘 要] 為培養創新型公共衛生與預防醫學專業人才，對衛生化學實驗教學進行了深層次的改革。教學團隊秉承“科教融合、學術育人”的教學理念，結合學科內容與預防醫學發展現狀，實現交互式教學和線下實訓、虛擬仿真混合式實驗教學方法，發揮各教學資源的優勢互補，夯實基礎促進理論與實踐之間的有效銜接，從而激發學生的學習興趣，培養其分析與解決問題的能力，提高衛生化學實驗教學質量。課程調查問卷結果表明：學生對教師的在線輔導答疑、教師授課速度、師生互動等滿意度較高，故所構建的科教融合理念下實驗教學模式符合我校預防醫學專業學生的求知需求，有利于新時代背景下公共衛生與預防醫學專業人才的培養。

[關鍵詞] 衛生化學;實驗教學;科教融合;教學改革

[基金項目] 2020年度河南省高等學校精品在線開放課程“衛生化學”（2020-11）;2019年度鄭州大學線上精品課程重點項目“衛生化學”（2019ZZUXSKC005）;2017年度鄭州大學教育教學改革研究與實踐項目“衛生化學實踐教學新模式的構建與實施”（2017-131）

[作者簡介] 楊瑞英（1987—），女，河南鄭州人，理學博士，鄭州大學公共衛生學院副教授，主要從事衛生化學理論及教學研究;阿有梅（1966—），女（滿族），河南鄭州人，工程碩士，鄭州大學公共衛生學院高級實驗師（通信作者），主要從事衛生化學實驗理論及教學研究。

[中圖分類號] G642.0 ? [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）18-0049-04 [收稿日期] 2021-08-31

2020年突如其來的新型冠狀病毒肺炎是對我國公共衛生體系和預防醫學專業人員的一次大考驗，同時也反映了公共衛生與預防醫學專業人才培養的現狀，如整體科研素質不高、信息捕捉能力較弱、綜合分析能力差等問題。因此，結合學科發展現狀與社會需求，改革現有的教學模式，注重在新醫學背景下培養高科研素質創新型公共衛生與預防醫學專業人才。

“衛生化學”是高等醫學教育中公共衛生與預防醫學專業學生必修的專業基礎課，是運用分析科學的基礎理論、基本知識及基本技能，研究預防醫學領域中與健康有關物質的質、量及其變化規律的一門學科[1，2]。黨的十九大報告明確指出實施健康中國戰略，要完善國民健康政策，為人民群眾提供全方位全周期健康服務。堅持預防為主，深入開展愛國衛生運動，倡導健康文明生活方式，預防控制重大疾病[3]。衛生化學實驗是培養預防醫學生操作技能、科研思維能力、解決科研實際問題的有力工具，具有其他教學環節無法替代的重要作用，為我國公共衛生服務體系培養合格的預防醫學專業型技術人才提供保障[4，5]。然而，目前我校衛生化學實驗教學和科研活動仍存在嚴重的脫節現象，而且實驗內容相對陳舊、挑戰度不夠、聯系不夠緊密，難以激發學生興趣和創造力。為了滿足預防醫學發展的社會需求和衛生化學實驗教學改革，教學團隊秉承“科教融合、學術育人”的教學理念，設計和探索創新實驗教學模式，實現我校衛生化學實驗課程的深層次改革與實踐。

一、改革實驗教學設計

（一）精選實驗內容，增加新方法

實驗內容的設計是實驗教學改革的突破口，在滿足學校專業培養目標的前提下，結合目前疾病控制防治的重點及專業特點調整傳統實驗課程的教學內容，有減有增，科學搭配，增加創新實驗機會，以達到專業知識和實際應用緊密聯合、教學內容和科技發展密切聯系的目的。合理增加課程內容的挑戰度，激發學生的創新意識。以原子吸收分光光度法測定尿中的微量鋅實驗為例，該實驗原要求學生理解并掌握原子吸收分光光度法的工作原理，然后運用空氣-乙炔火焰法測定標準曲線，將學生分為四個人一組，自行采集并處理尿樣，然后在教師指導下進行鋅含量分析。眾所周知，鋅是人體必需的微量元素之一，在人體生長發育、生殖遺傳、內分泌等生理過程中充當重要的角色，被人們冠以“生命之花”“智力之源”的美稱[6]。大量研究結果已證實人體液中鋅的含量現作為診斷肝硬化的一個輔助指標，而肝硬化患者的排泄物（如尿）中鋅含量往往很高，造成體內缺鋅。尿鋅的精準檢測和分析可幫助診斷與預防腎臟系統疾病[7]。因此，增加分析新鮮尿的其他相關實驗內容，比如檢出限、精密度、準確度等，不僅培養學生對現代分析技術的深入理解，而且對鋅相關疾病的早期診斷和預防起著深遠作用。

（二）探索綜合性實驗，培養創新能力

綜合性實驗是在掌握基礎性知識的基礎上，將不同章節零散而又有內在聯系的知識點有機結合起來，具有一定的操作難度和復雜度，注重培養學生的知識融會貫通能力、分析解決復雜問題的能力。在教學過程中，將衛生化學專業中既相互獨立又有關聯的實驗串聯成一個整體的綜合性實驗，該類實驗將樣品采集、前處理、上機測試、數據收集、結果計算等步驟的知識點貫穿起來，有助于學生對衛生化學的認識形成整體的概念，引導學生層層深入學習，建立連接理論知識與實驗技能的橋梁。

（三）增加虛擬仿真實驗，提升思維能力

為貫徹教育部新時代高教40條精神，推進信息化實驗教學，虛擬仿真實驗教學成為重要的實驗教學內容。“衛生化學”是一門非常重視培養學生動手能力的課程，但由于實驗條件的限制，實驗設備無論在數量上還是在更新方面都跟不上實驗教學要求。將仿真模擬實驗技術作為輔助和補充引入實驗教學，可以在很大程度上緩解實驗室投入、實驗室空間和實驗教學時間等方面的問題。在原有氣相色譜-質譜聯用技術實驗基礎上加入虛擬練習，了解虛擬實驗室在衛生化學實驗教學中的作用，同時加強對氣相色譜-質譜聯用技術的理解和掌握。通過在虛擬實驗系統上的操作練習，熟悉基礎原理知識、了解實驗過程、培訓基本動手能力，拓展學生獲取知識的渠道，為進行實際工作奠定良好基礎。課程建設應堅持“能實不虛、以虛補實、虛實結合”的基本原則，重點解決實際實驗室不具備或運行困難的高成本、大型綜合訓練等問題[8]。發揮虛擬仿真實驗教學獨特、不可替代的作用，切實提高教學能力，拓展實踐領域，增加學生興趣選擇的靈活性，引導學生洞悉、探索學科前沿，幫助提高學生的空間想象力和創新思維能力。

二、改革實驗教學模式

（一）設計創新實驗教學模式

興趣是最好的老師，培養學生對于科學探索的興趣是逐步提高學生科研思維能力的重要要素，改革實驗教學模式應該以學生為主體，以問題為核心，以應用為導向。學生在教師的引導下，積極參與思考，激發學習熱情。同時，主動了解實驗的相關資料，對實驗進行討論分析，盡可能提出問題，發現新的思路。例如，讓學生自述實驗目的、原理、步驟、注意事項及可能出現的問題，同時提出自己對實驗的想法。

為激發學生科研探索的興趣，實施學生進科研團隊制，參與各種科研活動，為學生開展科學研究搭建平臺，使師生在學術共同體中進行互動式學術探究。此外，與學科教師的科研創新項目相結合，秉承“科教融合，學術育人”的教學理念，將大學生創新創業訓練計劃項目與實驗課程教學相結合，開設更多研究性科研課程，在提高學生實驗技能的同時，也培養學生的創新思維意識與綜合實踐能力。

加大衛生化學實驗室開放力度，吸引學生主動到實驗室進行科研活動。近年來，隨著現代科學技術的普及和迅速發展，信息化程度越來越高，對于科研人員來說，由于受其時間和精力等各方面的限制，如何快捷高效地獲取實驗儀器最有價值的信息資源，已經成為一個突出的問題。例如，我院2019年安裝大型儀器共享服務平臺，促進學生網絡化預約儀器，提前做好實驗安排，省時省力，實現儀器資源的共享。

（二）培養科教融合型教師

科研和教學相融合是現代高校的本質特征[9]。高素質的教師隊伍是提高教育質量的重要保障，建設一支科教融合型的教師隊伍是實施衛生化學實驗教學改革的前提。教師要把科研和教學都當作自己的核心工作，把育人落實在科研、教學的全過程。通過開展名師專題講座、示范授課和參加高水平教學技能培訓、高水平科研活動等，引導教師樹立科教融合式教學觀，提高教師教學與科研的能力。另外，科教融合型教師的教學評價要抓實，促進高素質科教融合型教師的培養。重點是完善教師考核評價制度，考核評價要充分體現科研水平和專業教學能力。同時理應遵循專業教育規律，體現教師工作崗位的特點和要求，促進教師教書育人的成就感和榮譽感。秉承科教融合的核心理念，制定和完善相關制度，不斷強化教師對學生的專業引領、指導和激勵。

（三）強化學生科研創新素養

衛生化學實驗涉及多門學科交叉，將哲學思想引入課程，教授學生透過現象看本質，運用辯證法的原理來理解不同實驗間既對立又統一的關系，提高學習效果[10，11]。課程思政是國家倡導的一種新穎教學理念，旨在專業課程教學過程中融入思政元素，并貫穿于課程教學的各個環節，達到思想政治教育與專業知識體系教育協同增效的教學效果。因此，通過有關衛生化學發展歷史、發展現狀及發展趨勢，將思想政治教育內容滲透到實驗教學中，使學生意識到科技發展的重要性，引導學生堅持正確的政治方向和價值追求，培養和增強其社會責任感、使命感，提高其創新意識，激發其學習動力;以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，將學生培養成德智體美全面發展，掌握衛生檢驗基本理論知識和基本技能，具有實踐能力、創新能力和發展潛力的應用型預防醫學人才。面對新型冠狀病毒肺炎疫情，全國各族青年積極響應黨的號召，踴躍投身疫情防控人民戰爭、總體戰、阻擊戰，不畏艱險、沖鋒在前、真情奉獻，展現了當代中國青年的擔當精神。預防醫學專業要充分發揮學科優勢，主動擔當、積極作為，圍繞疫情防控加緊開展科研攻關和健康宣教工作，服務疫情防控大局，助力打贏疫情防控阻擊戰。

三、評價教學效果

（一）檢驗教學成果

通過虛擬仿真實驗了解學生實驗操作技能及熟練程度，并在新增實驗內容、綜合性設計實驗中考查學生綜合運用知識能力、實驗操作技能及解決實際問題能力，及時了解學生對基礎知識、重難點知識的掌握情況，分析發現作業完成效果較好，并且客觀題的正確率高，表明學生基本掌握了衛生化學實驗的基礎知識和基本理論。通過設計問卷調查，及時了解學生對課程的總體滿意度及章節知識點掌握度。進一步利用微信交流軟件建立衛生化學實驗課交流答疑群輔助教學運行，提高教學水平。

（二）建立考核制度

學生學業成績考核管理制度是評定學生成績，檢查教學質量的重要手段，同時也是教學工作的重要組成部分。衛生化學實驗課根據學生實際實驗操作和實驗記錄規范程度、實驗結果正確性、實驗報告書寫內容完整度等進行評分，單次實驗成績滿分10分，單次成績相加后除以實驗次數，即得到實驗課成績。

（三）評價教學效果

為了考查科教融合理念下教學模式的教學效果，作者設計了衛生化學實驗教學情況調查問卷，對公共衛生學院預防醫學專業的126名學生發放了問卷。結果顯示：有120名學生參與了問卷調查，參與率高于95%，符合問卷調查要求，學生對衛生化學實驗課程教學效果的主要評價結果見表1。

從表1可以看出，學生對教師在線輔導答疑的滿意度最高，為99.17%;對教師授課速度、教學師生互動和教師授課水平的滿意度分別為96.66%、95.84%和95.83%;但是學生對教師教學效果的滿意度為90.83%。這個結果提醒我們，在后續教學過程中，必須進一步優化教學內容和教學方法，同時要深入了解學生反饋的教學效果情況，提高教學質量。

結語

針對衛生化學實驗教學模式的不斷探索與實踐，教學團隊秉承“科教融合，學術育人”的教學理念積極響應推動教育教學改革的進行，不斷拓寬新教學視野，樹立新教育理念，吸收先進的教育思想，以適應教學的新形勢和新要求，提高教學質量。進一步將思想政治教育和實驗知識傳授有機結合，實現價值引領的合理融合和滲透，強化學生的責任感和使命感，提高科研思維和創新能力，為更好地開展教學科研活動奠定良好的基礎。同時，教學實踐表明，所構建的科教融合理念下實驗教學模式符合新醫學背景下預防醫學專業學生的求知需求，有利于公共衛生與預防醫學專業人才的培養。

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Teaching Reform and Research on Sanitary Chemistry Experiment under the Concept of Research and Teaching Integration

YANG Rui-ying， LIU Li-e， A You-mei， LIU Jie， WU Yong-jun

（College of Public Health， Zhengzhou University， Zhengzhou， Henan 450001， China）

Abstract： In order to cultivate innovative professionals in public health and preventive medicine， the contents of Sanitary Chemistry Experiment course are reformed and innovated deeply. Our teaching team adheres to the teaching ideas of “research and teaching integration， academic education”， combines with the subject content and development status of preventive medicine， realizes the interactive teaching and offline training， virtual simulation hybrid experiment teaching methods， gives full play to the complementary advantages of each teaching resource， solid foundation for promoting effective connection between theory and practice， so as to stimulate students’ interest in learning， cultivate ability in analyzing and solving problems， and improve the quality of Sanitary Chemistry Experiment teaching. The questionnaire results show that students have high satisfaction with teachers’ professional level， counseling and answering questions， teaching organization， etc. Therefore， the constructed experimental teaching mode based on the research and teaching integration can meet the knowledge seeking needs of undergraduates in preventive medicine， and is conducive to the cultivation of professionals of public health and preventive medicine under the background of new era.

Key words： sanitary chemistry; experimental teaching; research and teaching integration; teaching reform