學科交叉與環境衛生學傳統教學的融合

陳超

［摘 要］在新時代醫學發展背景下，學科交叉對于重大科學問題的助力日益明顯。環境衛生學是預防醫學中綜合性、應用性較強的學科。現階段在環境衛生學領域中，本科教學內容經典但部分內容較為陳舊，科學前沿研究則呈現出明確的多學科融合趨勢。因此，基于科學研究前沿從多方面對環境衛生學進行學科交叉建設，是滿足當下社會對預防醫學人才需求的重要途徑。

［關鍵詞］環境衛生學；學科交叉；教學方法

［中圖分類號］G42文獻標志碼：A

環境衛生學是研究自然環境和生活環境與人群健康關系的一門學科，旨在解釋環境因素對人群健康影響的發生、發展規律，為充分利用環境有益因素和控制環境有害因素提出衛生要求和預防對策，最終增進人體健康，維護和提高人群健康水平。環境衛生學是公共衛生預防醫學專業的一門主干學科，也是環境科學不可或缺的重要組成部分。同時，環境衛生學是醫學當中實踐性很強的應用學科之一，強調復雜的環境暴露因素與人類機體之間的互作關系。該課程對于醫學生在疾病防控和臨床服務過程中樹立環境觀、預防觀和大健康觀非常重要［1］。因此，環境衛生學課程經常通過大量的現實案例將知識點進行串聯。重要的是，該領域前沿科研成果更新快，動手實驗和交叉學科內容相對較多，導致許多案例經典但相對陳舊。近年來，隨著人才培養方案的修訂和教育改革的深入，傳統的教學方法已無法滿足預防醫學專業人才的需求。隨著“健康中國”戰略的提出，國家積極推進“新醫科”建設，學科日益融合，包括環境衛生在內的公共衛生的概念已經超出了醫學的范疇［2］。人工智能、現代毒理、環境應用等多種新融合發展理念也逐漸深入環境衛生學的研究領域。因此，推動環境衛生學與工科、理科、人文社科等多學科進行交叉融合，是環境衛生學發展的必然趨勢。本文旨在探索如何將現代毒理學、生物信息學、環境化學等交叉學科內容引入環境衛生學的教學內容，促進學生綜合素質的提升。

1 環境衛生學強化學科交叉的基本方法

1.1 優化學科建設、融合教學資源

學科建設和教學資源整合是環境衛生學強化學科交叉的基礎，相關學科背景的師資力量引入是實現這一目標的重要途徑，而緊密聯系社會需要則是學科建設的核心依據。新時代的社會發展對創新型、復合型、應用型人才具有迫切需求。高校可以采取設立交叉研究機構和平臺、設立交叉研究課題和經費、雙聘或兼聘教師、交叉培養研究生等政策措施，加強學科合作，促進交叉融合［3］。另外，隨著近年來線上課程趨近完善，利用超星等線上平臺增設與環境衛生相關的交叉學科推薦課程，增加慕課、精品課程等在線資源利用率，能夠有效促進學生利用碎片化時間主動進行自主學習。

超星網絡教學平臺是本校主要的線上教學與管理平臺。在環境衛生學交叉學科建設方面，超星網絡教學平臺也在積極探索和推動。環境衛生學涉及許多學科領域，如環境監測、環境毒理、生物信息等，而超星網絡教學平臺提供了全面豐富的教學資源，如各個學科領域的多媒體課件、學習資料等教學資源，這些資源可以滿足學生課內和課外的學習需求。同時，超星網絡平臺提供在線交流互動。在這其中，本校環境衛生學設置了獨具特色的課外學習討論版塊。通過學生與不同學科教師的實時交流互動，可以促進學科之間的相互交流和交叉。學生可以在平臺上與教師和同學共同探討和解決環境衛生學中的問題，促進跨學科知識和技能的共同提升。

1.2 環境衛生學課程中的交叉性學科分析

學科交叉所涉及的知識，既包括探索性的學科交叉成果，更涵蓋因解決重大科學問題而產生的具有極高應用價值的理論成果。而本科生階段的人才培養，除滿足社會既有的生產力要求，更重要的是為其進一步跨入創新性研究領域做準備。因此，學科交叉內容在包括環境衛生學在內的大部分課程中，都是實現這一目標的知識體系重要紐帶。

為實現交叉學科融合，首先需根據環境衛生學知識體系科學地設置交叉領域。近年來，生物信息學、現代毒理學、環境化學等學科與傳統環境衛生學的融合越來越具有現實需求。一些毒理學的新技術、新方法，包括生物芯片技術、組學技術、高靈敏檢測技術、干細胞培養技術能夠為環境衛生提供更多手段，開辟新的研究領域［4］。因此，在環境衛生學的教學中，應適當聯系毒理學新方法推動本學科知識體系或應用領域的更新換代。生物信息學是現代生命科學發展過程中生物醫學與數理科學、計算機科學相結合而形成的新興前沿交叉學科。隨著生物醫學研究的不斷深入以及高通量實驗技術的飛速發展，生物信息學在現代生物醫學、藥學、農學等領域的研究與應用中都發揮著日益關鍵的作用［5］。由于預防醫學研究中與健康相關的環境因素日益復雜，生物信息學、計算毒理學等計算科學方法在環境衛生學的前沿領域非常活躍。與人類健康相關的重要基因、化學物、復合暴露因素的發現和確證都是環境衛生學的研究重點。在這一過程中，這些具有高通量預測和分析能力的方法能夠大大加快新環境因素的研究進程，是環境衛生學前沿領域中越來越重要的分支。這些交叉學科內容要求研究人員具備足夠的化學、數學和計算科學知識儲備，因此在本科生階段的環境衛生學教學中，建立學生多學科思維、提高學生對相關交叉學科的興趣以及培養多學科實踐能力非常重要。

此外，環境衛生學綜合性實驗中已包含環境監測、統計、環境化學等多方面學科知識，而毒理學與生物信息學涉及內容較少。可以在綜合實驗的總體設計中適當引入這些學科的教師資源，并提出學科交叉型的科學問題，進而訓練學生融合多學科研究方法的能力。環境衛生案例分析也是學科交叉融合的重要工具。在教學或課外研討期間，可以將這些學科中的科研成果作為討論、案例等內容，提高學生的科研素養和綜合創新思維能力。在注重實踐技能培養的同時，結合相應交叉學科內容，鞏固理論知識的學習。

1.3 融合學科交叉的環境衛生學教學方法

環境衛生學的較強實踐性為融合學科交叉提供了較多便利。在教學過程中，形成了多種針對不同教學目標而設計的教學方法。較容易實施的是案例分析法，具體的環境衛生案例往往涉及多個學科內容。在這一過程中，可以讓學生綜合地體會環境衛生問題的表現形式、危害和解決方法。在此基礎上，結合PBL教學經驗，通過合作探究法，鼓勵學生運用多學科的知識和方法來分析環境衛生問題，也是培養學生團隊合作和跨學科思維能力的有效方式。對于部分涉及現場環境的教學內容，可以將其融入綜合性實驗，讓學生參與實踐操作，如進行環境衛生檢測、數據分析等，讓學生掌握環境衛生問題的調查、分析和解決能力。而目前在本校預防醫學學生中，很大部分在本科階段即進入了課題組進行相應科學研究。因此，合理調用教師所在課題組的部分科研項目，結合大學生創新創業挑戰等多種平臺，能夠更好地實現教學與科研的融合。同時，通過學術研討會組織學生進行學術研討，鼓勵學生分享自己的研究成果和想法，能夠促使學生在學術表達和學術交流過程中實現多學科發展。

1.4 基于學科交叉導向的教學評價方法的改良探索

由于環境衛生學中主要采用前沿性學科交叉內容與傳統內容相結合的方式，因此教學評價的內容不僅以“教”為度，更重要的是以“學”為度。例如，在教學過程中以啟發性案例的形式應用和總結關鍵的交叉知識點，在應用分析型考題中適當引入交叉學科內容作為背景或案例。特別是在過程性評價中引入以學生自學為主的評價方案，如團隊調研與匯報，開設包含交叉學科內容的論壇討論版塊，并根據學生自學與討論的質量適當增設相應的成果考核與學分獎勵等。

具體來說，采用多渠道、多角度和多方式的綜合評價可以更全面、客觀地反映學生的能力水平和知識掌握情況，特別是反映跨學科學習的效果。對于環境衛生學中的“零散式”學科交叉內容，較為有效的評價方案可總結為以下兩個方面。一方面可以基于小課題文獻調研項目進行評價。該方法將知識、技能和認知三者有效地相結合。學生可以根據課程需求，跨越學科和學年界限，合作開展文獻調研。通過這種方式，學生可以將各個知識和技能融會貫通，提升解決復雜問題所需要的能力。例如，通過設計各種環境介質中的毒物風險評價項目，學生不僅可以加深對環境衛生學的理解，還可以提高文獻檢索能力，并將環境問題與其他學科領域的實用技能和理論聯系起來。另一方面，可以通過實踐過程進行評價。通過提供實際示范，讓學生在實踐中學習和掌握跨學科知識和技能。例如，學生可以參與環境研究項目、環保測評或者調查等活動，將課程中所學的知識應用到實踐中，提高自己的綜合能力。通過實踐評價方法，學生可以逐步掌握專業知識和技能，并能為未來的跨學科研究奠定堅實基礎。

2 教學體會和總結

學科交叉通常會源于兩個問題，一是實現新知識的發現與生產，二是解決重大科學問題的需要。在學科交叉協同創新過程中，會對原有學科的研究路徑帶來極大沖擊，也會對原有學科的知識體系進行了新的拓展，如何優化傳統醫學知識體系、改革教學模式也必然成為學科交叉人才培養的重要研究領域［6］。目前，環境衛生學中學科交叉領域研究產生的新知識仍處在前沿性、零散性和非連續性的階段，并不適合系統性地開設專題進行教學。因此，相關交叉學科內容可以與環境衛生學知識點通過非連續的形式進行整合，重點在于增強學生對相關科學研究發展趨勢的認知。

當代大學生對學科前沿領域中具有較大社會應用價值的內容具有濃厚的興趣，而在這一過程中不可避免地需要納入相關交叉學科的知識體系。以環境衛生學中新興環境污染物的發現為例。新興污染物是指在過去很少受到關注的化合物，如藥品、抑制劑和添加劑等，這些化合物在環境中的存在和影響一直沒有得到充分的認識。而計算毒理學科中的一些應用可以通過模擬或統計方法預測毒物對生物體的作用機理和毒性效應。這一過程很容易進行可視化，能夠方便地融入現代化的智慧教室等教學模式中。教師可以通過介紹新興污染物的來源、危害及其與環境的交互作用等方面，激發學生的學習興趣和探索欲望，并引導學生運用計算毒理軟件進行毒物分子水平的分析和模擬。教師還可以引導學生了解新興污染物在環境中的分布和遷移途徑，找到其存在的軌跡和機制，從環境角度研究其對人類和生態造成的風險。也可以針對新興污染物進行QSAR（定量構效關系）分析和預測，判斷其對生物體的風險大小。

以下總結了部分環境衛生學教學過程中容易進行交叉學科融合的知識點。其中，與現代毒理學進行結合的典型知識點包括顆粒物粒徑與呼吸道毒性的關系、多環芳烴的低濃度長期毒性、毒物的靶器官選擇性與生物富集特征、重金屬的毒性機制異同、碘缺乏導致的體征變化機制、毒物的骨骼親和性與疾病發生、化學品急慢性毒性的毒理評估方法等。與生物信息學、計算毒理學等計算科學相結合的典型知識點包括新興環境污染物的發現、大氣二氧化碳濃度的變化與預測、環境化學物的體內代謝差異與CYP酶的分子識別關系、多氯聯苯內分泌干擾的構效關系、農藥化學結構特征與其降解難易度、毒物的環境健康風險評估、疫情變化趨勢預測等。與環境化學相結合的典型知識點包括大氣顆粒物的轉歸、二次污染物的形成、持久性污染物的環境穩定性、甲基汞的水體轉化、飲水消毒副產物的生成規律、土壤環境容量與地質特征、垃圾焚燒產物的產生與控制、燃燒來源與污染物的產生特征、甲醛的室內環境濃度變化特征等。

3 結語

高等教育的目標具有鮮明的人才屬性，環境衛生學是預防醫學領域人才培養的重點學科。在當今經濟社會飛速發展、環境問題日益全球化的時代，環境與健康不僅是預防醫學的核心內涵，更是人類進一步和諧發展的攻堅領域。在這一過程中，環境衛生學前沿型應用人才具有較高的社會需求。作為綜合性較強的一門學科，該領域的科學前沿表現出明顯的學科交叉特征。因此，在教學過程中基于科學前沿多方面地融入交叉學科內容，培養學生主動融合經典理論與最新科學成果的能力尤為重要。

參考文獻

［1］鄧宇，徐斌，孫煒，等. 以學生為中心的環境衛生學教學模式改革的探索與思考［J］. 衛生職業教育，2016，34（12）：14-15.

［2］劉小山，孫艷芹，張賀，等. “環境衛生學”一流課程建設探索與實踐［J］. 科教導刊，2021（35）：110-113.

［3］施瑾歡，王慧. 新形勢下我國公共衛生學科建設的趨勢與思考［J］. 中華全科醫學，2022，20（1）：1-5.

［4］高旭. 毒理學研究在環境衛生學中的應用［J］. 內蒙古中醫藥，2012，31（13）：103-104.

［5］呂颯麗，李彭平，李巖，等. 論創新現代“生物信息學”教學模式的必要性［J］. 教育教學論壇，2020，38：174-175.

［6］賀培鳳，于琦，何小峰，等. 從知識生產到認知建構：學科交叉人才培養一體化理論探討［J］. 基礎醫學教育，2022，24（10）：806-810.