后疫情時代開設生物技術實驗安全選修課的必要性和策略

黃曉蒂，胡雨婷，向 琴，田 莎，王 茜，文 芳，劉慧萍*

（1.湖南中醫藥大學醫學院，湖南 長沙 410208；2.湖南中醫藥大學，湖南 長沙 410208；3.湖南中醫藥大學中西醫結合學院，湖南 長沙 410208；4.湖南中醫藥高等專科學校，湖南 長沙 412000）

新冠肺炎疫情在全世界范圍的持續蔓延，對全球經濟、政治產生影響，各國醫療衛生體系面臨巨大挑戰，醫學教育也承受著重大考驗。因此，加強醫學生生物安全意識培養尤為必要，使他們能夠從更廣泛的社會層面理解醫療衛生的綜合內涵，適應新形勢下快速變化的中國公共衛生安全[1]。疫情下，各高校積極響應教育部“停課不停學，停課不停教”號召，各大網絡平臺紛紛推出在線教學服務，證明了“互聯網+”教育模式的時代先進性和可行性。高校開設生物技術實驗安全選修課面臨的一個問題是如何將實驗與互聯網巧妙結合。

經過各教研室備課組充分討論，學校將教學模式擬定為線上+線下混合教學模式[2]。通過前期大量宣傳普及后，就學生對開設生物技術實驗安全選修課的態度（如圖1）以及線上+線下混合教學模式可行度進行問卷調查。結果顯示，大部分學生對虛擬仿真平臺和實際操作配合使用認同度高，認為這樣既能通過線上學習加深對操作過程的理解，又能通過線下實踐鍛煉操作能力，進而有效提升綜合能力[3]（見圖2）。

圖1 學生對開設生物技術實驗安全選修課的態度

圖2 學生認為線上+線下混合教學模式的可行度

本文主要闡述后疫情時代開設生物技術實驗安全選修課的必要性及策略，為實施線上+線下混合教學模式提供參考。

1 后疫情時代開設生物技術實驗安全選修課的必要性

1.1 開設生物技術實驗安全選修課是醫學發展的需要

現代生物技術實驗在很多領域都發揮了重要作用，生物技術實驗以細胞工程、基因工程和發酵工程實驗為基礎，在醫學領域的應用十分廣泛，推動人類基因和遺傳研究，改變人類在醫學領域的被動地位。自新冠肺炎疫情暴發以來，疾病治療、疫苗運用、病毒研究等方面都無法脫離生物技術實驗。

新冠肺炎疫情是目前全世界遇到的重大公共衛生問題，疫情過后，全社會更加關注生物安全。在忽視實驗室生物安全管理的情況下盲目開展生物技術實驗，人類健康安全、生態環境等均會遭受不同程度的影響，進而導致實驗操作人員或社會群體感染，從而患上疾病甚至死亡。近年來發現的埃博拉病毒、甲型流感病毒等，加上引發此次疫情的新冠病毒，使生物技術實驗的危險性、傳染性備受關注[4]。

顯而易見，在未來，生物技術將成為現代醫學不可或缺的重要組成部分。因此，醫學院校開設生物技術實驗安全選修課，加強醫學生生物技術實驗安全教育，使他們掌握生物技術實驗方法，是醫學發展的需要[5]。

1.2 開設生物技術實驗安全選修課是適應我國醫療市場發展的趨勢

進入21世紀，高科技實驗領域發展最快的是生物技術實驗，生物技術實驗在醫學領域有著極其重要的地位，推動了醫療方法和相關儀器的發展。但是，使生物技術實驗優勢最大化的前提是保證生物技術實驗安全。新冠病毒核酸檢測能力的提升以及廣泛開展的血清學抗體檢測，更是對生物技術實驗安全管理有著前所未有的高要求。醫學本科生依靠通過基礎醫學必修課獲取的生物技術實驗安全基礎知識十分有限。因此，針對醫學相關專業學生開設生物技術實驗安全選修課，促進生物技術實驗安全學科發展是普及生物技術實驗安全知識的有效方法，也是適應我國醫療市場發展趨勢的卓有成效的方法。

1.3 開設生物技術實驗安全選修課是我國培養生物技術實驗安全研究后備人才的需要

野生動物生存環境被人類活動破壞以及隨之而來的物種基因不斷突變，新發傳染病也許依然會在未來暴發，公眾安全仍然受到威脅。生物技術實驗安全仍然面臨極大挑戰，培養生物實驗安全人才，符合城市人口不斷聚集引起的大眾衛生安全隱患的要求，也順應了生物技術實驗安全學科蓬勃發展的趨勢。在思想開放、創新精神活躍的大學里，培養未來對國家建設和發展有利的人才是重要使命。作為醫學院校，通過開設生物技術實驗安全選修課，為我國生物技術實驗安全研究培養后備人才，是水到渠成的辦法[6]。

2 后疫情時代開設生物技術實驗安全選修課面臨的主要困難

2.1 線下實驗操作存在安全隱患

雖然傳統的線下實驗教學已積累了豐富的經驗，形成了完善的實驗室管理體系，但生物技術實驗安全涵蓋包括感染性生物實驗在內的生物醫學的各個學科，而教學對象是沒有學習過相關知識或接受過相關培訓的本科生，生物安全防護意識薄弱。再加上，生物技術實驗安全課程的實驗多在實驗樓的公共實驗室開展，學生在實際操作過程中面臨許多安全隱患[7]。如實驗動物存在的安全隱患，科研、教學、實驗活動中存在的生物安全隱患以及人畜共患病等。

2.1.1 實驗動物存在的安全隱患 用于生物技術實驗教學的動物種類較多，有從市場收購的畜禽，也有國內外實驗動物生產單位提供的常規實驗動物，安全風險難以控制，導致威脅師生身心健康的實驗動物生物安全突發事件頻發。此外，動物本身有襲擊性，學生不適當的操作會激發其襲擊性，導致學生受傷[8]。

2.1.2 科研、教學、實驗活動中存在的生物安全隱患 教學實驗室的生物安全柜、超凈工作臺等設施配備較少，因此師生只能在普通實驗臺進行實驗。有些學生進入實驗室不戴口罩、手套，實驗結束后，只簡單擦拭實驗臺、清洗實驗儀器和拖掃地面，沒有對使用過的物品進行消毒處理。下一組學生又在這里進行其他動物實驗，可能會引發嚴重的生物安全事故。此外，學生還可能不慎將病原體隨衣物等帶到教室、圖書館、食堂等公共場所。轉基因實驗動物在醫學院校科研項目中應用廣泛，由于生物的復雜性和技術手段等問題，存在一定風險，對人類健康和自然環境造成潛在威脅[9]。

2.1.3 人畜共患病 常見人畜共患病病原體有狂犬病病毒、埃博拉病毒、炭疽芽孢桿菌、隱孢子蟲等，實驗動物可能攜帶這些病原體。科研人員和實驗動物中心工作人員在實驗操作、飼養過程中，存在被患病動物咬傷、抓傷，被接觸過患病動物的器械劃傷、刺傷，被患病動物的體液、組織污染的危險。某些病毒還能附著于氣溶膠被工作人員吸入呼吸道，引起人獸共患病[10]。

2.2 實驗設備設施損耗和不完善

實驗室工作人員大多缺乏實驗器材管理、修復知識，對實驗器材的使用和維護管理不專業。學校不重視實驗室建設及儀器配備，經費投入不多。有數據顯示，醫學院校普遍只有兩年的經費預算，計劃不長遠，采購的儀器檔次較低，通用儀器較多，而適應時代發展的實驗儀器和精密儀器極少。醫學發展日新月異，醫學院校應及時更新實驗儀器，跟上生物技術的發展。但學校經費不足，許多實驗儀器昂貴，從而導致實驗室設備設施不完善等問題[11]。

3 策略

3.1 采用“線下＋線上”四位一體教學模式

在線實驗能夠在一定程度上降低生物技術實驗操作的危險性，但線上教學不能完全代替傳統線下教學。借助雨課堂、虛擬仿真平臺等，生物技術實驗安全選修課開展“線下＋線上”四位一體教學模式。

3.1.1 “線下＋線上”四位一體教學模式“線下＋線上”四位一體教學模式指傳統線下實驗＋雨課堂+虛擬仿真實驗室＋網絡平臺的成品課程。就及時性、交流性、時空轉換性、實驗操作性而言，4種方式各有優劣，可以隨意組合。這種教學模式更加靈活、適應性更強，若因特殊情況無法進入實驗室進行實驗操作，便可啟動線上實驗教學，部分學生無法返校時，可通過虛擬仿真實驗室進行實驗操作，在校生則在學校實驗室進行實驗操作。網絡平臺的成品課程可用于輔助學習，使學生獲取更多優質資源[12]。

3.1.2 “線下＋線上”四位一體教學模式能夠在一定程度上減少實驗動物帶來的危害 目前，普遍存在學生對實驗室安全不重視，對將要進行的實驗缺乏了解，對操作流程一知半解，進入實驗室不戴口罩、手套，實驗動物捉拿和操作不規范等問題。可應用虛擬仿真實驗室＋網絡平臺的成品課程的方式，要求學生提前觀看課程視頻，知曉實驗操作流程，規范相關操作，增強安全意識，減少因不戴口罩、手套及不正確的實驗操作造成的傷害[13]。

3.1.3 “線下＋線上”四位一體教學模式能彌補線下實驗的不足生物技術實驗安全涉及范圍廣，其中不乏感染性實驗和醫學前沿實驗，學校因擔心學生感染而不開展相關實驗。此外，醫學前沿實驗具有權威性、先進性，但學校實驗室設備落后，無法開展此類實驗。此時，虛擬仿真實驗室便發揮出巨大優勢。感染性實驗和醫學前沿實驗能夠依托虛擬仿真實驗室開展，彌補生物實驗易引發感染和實驗設施落后的不足，同時也降低了人畜共患病的風險[14]。

3.2 完善生物技術實驗安全線上教學模式

3.2.1 建立線上教室 隨著時代的發展，網絡教學平臺日趨完善，且種類繁多，如雨課堂、釘釘、智慧樹等。不同平臺的功能和特點有所差異。雨課堂便于作業提交和教材共享，教學全程與學生保持聯系，教學資源豐富，是一款較好的線上線下混合教學工具；騰訊課堂支持直播時播放動畫，但師生課前、課后無法聯系；騰訊會議的優點是直播連麥方便，師生能夠及時交流。我們選擇雨課堂+快手直播的形式建立線上教室，并以騰訊會議為直播備份平臺[15]。

3.2.2 在線實驗室建設 實驗教學最突出的特點是學生能夠自主操作，有親眼所見、親耳所聞的感官體驗。虛擬仿真實驗是通過人機交互的方式、以網絡信息技術和虛擬現實技術為支撐的教學平臺。學生通過虛擬仿真平臺身臨其境地“做實驗”。根據教育部高等教育司發布的在線教學課程資源平臺名單，我校選用的虛擬仿真實驗操作平臺為夢之路醫學魔課（MOEC）云實驗平臺[16]。

4 結語

新冠肺炎疫情暴發使得現代生物技術實驗安全研究得到快速發展。隨著科學時代的到來和交叉學科的出現，現代生物學也將得到飛速發展。通過多層次、多渠道普及生物技術實驗安全知識，是順應醫學發展的必然要求。突如其來的疫情使高校不能如期開學，影響了高等教育改革的推進。虛擬仿真實驗作為一種新的實驗模式，不但彌補了線下實驗教學的不足，還能提高學生學習效率。因此，在醫學院校開設生物技術實驗安全選修課，采取“線下+線上”四位一體教學模式是一種行之有效的方法，具有重要的現實意義。