高 華,張俊榮,龍紹蓉,劉若丹,李 爽,姜 鵬,張 璽,王 黎,張紫芳
(鄭州大學基礎醫學院,河南 鄭州 450001)
一系列教育教學改革與創新政策的發布,給高校教學改革與創新帶來了契機與挑戰[1-4]。新醫科建設強調學科的交叉融合及現代信息技術與醫學教育的深度融合[4],由于大規模線上教學推動了高等學校線上教育的全面普及與飛速發展,影響和改變了教師的教學方式及學生的學習方式,將傳統課堂與以現代信息技術為支撐的線上教學深度融合是教學改革的必然趨勢[5]。
面向新醫科建設,在“雙萬計劃”背景下,人體寄生蟲學教學同時面臨著機遇與挑戰。作為醫學本科教育的一門基礎必修課程,人體寄生蟲學涉及形態學、生物學、病理學、免疫學、檢驗學、臨床醫學和流行病學等學科知識,連接著基礎學科與專業課程,在醫學教育體系中發揮著重要的橋梁作用,能幫助學生由醫學生向醫生轉變,對學生系統性臨床思維能力、辯證思維能力及專業素養的提高具有重要意義[6]。人體寄生蟲學傳統理論課教學存在教學內容陳舊、教學形式單一、課時壓縮嚴重、缺乏師生互動和學生學習軌跡追蹤等問題;傳統實驗課教學存在探索創新不足,實驗內容和實驗素材陳舊、缺乏新鮮標本,學生動手操作機會匱乏的問題,導致學生學習積極性低,創新意識不強[7]。由此可見,人體寄生蟲學教學改革與創新勢在必行。當前形勢下,把握醫學教育改革發展機遇,從內容到手段對人體寄生蟲學課程進行智慧教學模式,在繼承傳統的基礎上創新,以應對當前人體寄生蟲學教學所面臨的難題。
智慧教學模式創新性地融合了人工智能、大數據等科技革命的理念和成果,通過構建智慧化教學及學習環境,運用個性化的教學方法、智慧化的人才培養模式,實現學情實時反饋和教學全過程科學化、精準化的管理與調控,真正做到了以學生為中心促進智慧型人才的培養[3]。智慧教學的關鍵在于連接學生端和教師端的智慧化教學平臺建設。
本研究積極開展了人體寄生蟲學智慧教學模式的探索,具體流程見圖1。將雨課堂和學習通作為人體寄生蟲學理論課教學的云端智能分析平臺,將虛擬仿真實驗平臺作為人體寄生蟲學實驗課教學的云端智能分析平臺,以此搭建“學生端—云端智能分析—教師端”的智能化教學平臺,有效連接學生端和教師端,并將線上與線下、共性與個性、教學與科研、學習與探索、理論與實踐進行了深度融合,過程覆蓋課內和課外;同時,通過建立信息化教學資源,設計豐富的教學內容和教學活動,實現資源推送智能化、互動交流多元化、學情反饋及時化、教學管理精準化和科學化,從而形成形成性評價和終結性評價相結合的多維、全面的綜合評價體系。

圖1 人體寄生蟲學智慧教學流程Figure 1 Process of smart teaching of human parasitology
作為新媒體時代下成長的“00 后”,其能熟練運用多種移動教學軟件,在線上、線下教學模式中無障礙切換。因此,為提高人體寄生蟲學理論課課堂學習效率,基于雨課堂和學習通平臺,利用前期已建立的信息化教學資源(人體寄生蟲學國家級網絡精品課程和慕課),采用“多位一體”的教學方法,“線上視頻公開課+ 雨課堂教學+ 學習通教學+ 小組討論+ 專題研討+ 學生展示”齊頭并進,實現師生課前、課中、課后全方位互動交流,增強學生的學習效果。
以學生為中心,就要針對學生特點因材施教。人體寄生蟲學課程授課對象是醫學相關專業大三年級學生,已掌握了一定的醫學基礎知識,正處于由基礎理論學習向臨床實踐的過渡期。因此,我們要充分利用現有教學資源,將PBL、CBL 理念貫穿課程教學全過程,引導學生將碎片化的醫學知識進行融會貫通,培養其提出、分析和解決問題的能力。
(1)課前,通過雨課堂和學習通平臺發布臨床病例分析任務,讓學生根據課程安排學習已錄制的線上視頻公開課,引導其自主學習、發現問題及反饋遇到的難點。教師根據學生學習情況進行學情分析,以便調整教學設計。
(2)課中,病例解析貫穿教學全程。①通過情景式分析剖析病例,以學定教的同時,潛移默化地培養學生的醫學人文關懷能力及社會責任感。對于教學重難點,采用創意動畫、模擬展示等方式,幫助學生理解,激發其學習興趣。②穿插引入學科前沿知識,提高學生的科研創新能力、辯證思維能力;從不同角度挖掘思政元素,堅定學生立志成才的信念,落實立德樹人根本任務。③通過小組討論、專題研討及學生展示進行歸納總結,引導學生自主解決問題,以學促學。重要的是,雨課堂、學習通平臺和公共教室錄制設備可實現線下課堂教學活動的直播和錄制,學生可隨時回放學習。
(3)課后,發布小結測試、延伸閱讀任務,通過生生互評、師生互評等引導學生學以致用。整個教學過程,多種教學方法融合應用,動態追蹤學生學習情況,如通過掃碼簽到、彈幕互動、階段性測試和隨機提問等方式;實時分析或課后分析學生學習情況,結合學生日常學習參與度及階段性測試、期末考試成績等,構建形成性評價和終結性評價相結合的綜合評價體系,教師通過學生實時、課后反饋,對教學過程進行持續改進,精益求精。
針對傳統人體寄生蟲學實驗課教學痛點,積極搭建人體寄生蟲學虛擬仿真實驗平臺。將錄制的實際實驗操作視頻制作成虛擬仿真實驗,通過模擬真實的實驗過程,幫助學生更好地理解和掌握人體寄生蟲檢測技術及相關知識。虛擬仿真實驗平臺打破了時空和軟硬件設備的限制,學生可隨時隨地進行實驗操作、方案驗證等。目前,本課程已在虛擬仿真實驗平臺開設了杜氏利什曼原蟲和弓形蟲的動物接種實驗、裂頭蚴感染動物模型實驗、旋毛蟲接種動物模型實驗等,可在平臺學習常用的實驗室寄生蟲診斷檢查方法,包括直接涂片法、痰液檢查法、肛門拭子法、肌肉壓片法等。
與此同時,我們還將虛擬仿真實驗平臺設計為智能化實驗教學平臺,實現課前“數據化學習資源推送—虛擬實驗操作記錄—問題反饋—數據分析”,課中“線下實體實驗數據記錄—實驗上傳分享—實驗研討記錄—學習效果檢測”,課后“實驗分析探究—電子實驗報告生成—實時評閱反饋”,將傳統實驗教學轉變為智慧實驗教學,提高了學生自主實驗的積極性和主動性。此外,線下實驗課增加了探索性實驗,如蠕形螨自查、魚肉壓片觀察活囊蚴等,并與大學生創新實驗項目、基礎醫學創新實驗設計大賽、微生物實驗設計大賽等結合,鼓勵學生自主發現問題及進行實驗驗證,在合作探究中培養其創新思維能力、辯證性思維能力、設計性思維能力。
緊跟時代發展,對教學內容進行更新、調整和梳理。雖然我國寄生蟲病防治已取得了很大成就,但我們仍面臨人畜共患寄生蟲病、蟲媒寄生蟲病、食源性寄生蟲病、機會性寄生蟲病及輸入性寄生蟲病的嚴峻挑戰。全球范圍內,寄生蟲病仍是重要的公共衛生問題,部分發展中國家時有瘧疾等寄生蟲病的大范圍暴發[8]。寄生蟲病流行趨勢和致病譜變化在客觀上要求人體寄生蟲學教學內容做出相應調整。通過大數據分析、追蹤、查閱文獻資料和病例報道等,及時跟進全球寄生蟲病流行趨勢,并據此更新、調整理論課授課重點,向學生傳授最新內容。具體做法:理論課重點講授當前對全球人民健康危害較嚴重的食源性寄生蟲(如肝吸蟲、廣州管圓線蟲等)、人畜共患寄生蟲(如血吸蟲、細粒棘球絳蟲等)、蟲媒寄生蟲(如瘧原蟲、利什曼原蟲等)、機會性致病寄生蟲(如弓形蟲、隱孢子蟲和阿米巴原蟲等)、輸入性寄生蟲(如錐蟲、巴貝蟲等);對已消除和感染率較低的寄生蟲,要求學生通過人體寄生蟲學線上視頻公開課自主學習,并反饋問題。
通過多樣化的互動研討活動豐富課堂教學形式。在課堂中積極開展小組討論、專題研討和學生展示活動,根據課程內容,學生自定議題,查閱相關文獻資料后,以小組的形式在課堂進行展示和研討。如開展“寄生蟲是敵是友?”“追蹤畸胎之謎(弓形蟲)”“赤壁之戰的真相(血吸蟲)”等專題討論活動。通過專題討論活動發現,學生興趣濃厚,參與積極,反響熱烈。此外,我們還邀請了臨床醫生、疾病預防與控制中心專家與學生面對面交流及參與課程建設,以開闊學生視野。
人才是第一資源,創新是第一動力。智慧教學的核心是培養學生的創造性思維能力、獨立自主學習能力、解決問題能力,使學生成為時代所需的創新型人才[9]。近年來,研究者對寄生蟲及寄生蟲病開展了廣泛而深入的研究,如寄生蟲致病關鍵因素、寄生蟲與宿主間的相互作用機制、寄生蟲檢測新方法等,但相關前沿內容卻極少在教材及授課內容中得以體現,尤其是寄生蟲病診斷方面,許多檢測方法已過時或只適用于實驗室檢查,而在臨床或寄生蟲病防治現場,常用的檢測方法及最新檢測手段在教材和授課內容中仍空缺。
(1)將教師科研成果、學科領域最新科研成果、學科前沿發展動態、國際寄生蟲病診斷標準中的診斷方法納入教學內容,促進課堂教學,使科研反哺教學。如在杜氏利什曼原蟲教學中融入該原蟲檢測方法上的最新科研成果——基于CRISPR 技術的杜氏利什曼原蟲檢測新方法[10],在旋毛蟲教學中結合旋毛蟲入侵宿主過程中發現的最新關鍵蛋白,在弓形蟲教學中引入弓形蟲致病關鍵蛋白的功能機制研究最新發現等,在瘧疾教學中給學生分享通過操縱蚊子腸道細菌有望控制瘧疾傳播等研究成果及能夠在幾分鐘內檢測出疾病嚴重程度的新型瘧疾檢測技術等。同時,通過雨課堂和學習通平臺,定時推送國內外專業領域科研前沿知識,拓寬學生視野,激發其學習興趣。
(2)鼓勵學生成立科研興趣小組,從最新研究進展及熱點話題中發現問題,從文獻資料中找到解決問題的辦法,并設計實驗,付諸實踐;將創新實驗設計大賽、學科競賽等作為培養學生創新意識、提高學生實驗操作能力的有效途徑。目前,我們已申請獲得了多項國家級、省級和校級大學生創新實驗項目和實驗設計大賽項目,如指導臨床醫學專業本科生自主設計完成了“杜氏利什曼原蟲對肝癌治療效果研究”項目,指導基礎醫學專業本科生設計完成了“Hsp33 對杜氏利什曼原蟲感染能力的影響”項目,指導醫學檢驗專業本科生設計完成了“基于CRISPR系統的杜氏利什曼原蟲可視化檢測體系的建立”等大學生創新創業訓練項目。“科教融合計劃”的推進形成了教學孕育科研、科研反哺教學的良性循環,促進了教學相長。
結合我國寄生蟲病防治事業發展歷程,深入挖掘思政素材,以歷史事實為依據、以無私奉獻的醫學前輩為楷模,增強學生的專業自信心,通過課程教學落實立德樹人根本任務,實現為黨育人、為國育才。我國寄生蟲病防治工作的巨大勝利不僅使重大及重點寄生蟲病的流行和傳播得到了有效控制,為全世界樹立了典范,還發揚了中國經驗和中國智慧,尤其在寄生蟲病防治領域,國際對中國方案、中國技術和中國人才的需要日益強烈[11]。人體寄生蟲學是一本愛國主義“教材”,如為有效控制棘球蚴病,政府對該病應查盡查、應治盡治,并進行了免費醫療救助;我國著名寄生蟲病專家鐘惠瀾,一生從事寄生蟲病研究,曾多次在自己身上做實驗,證實了杜氏利什曼原蟲傳染環節;屠呦呦教授及其團隊,歷經數百次失敗仍不退縮,成功提取青蒿素,并親身試藥,為世界研發了抗瘧藥;WHO 多次肯定了中國對世界寄生蟲病防控領域的貢獻,并把我國“1-3-7”策略作為全球瘧疾防治的重要戰略等[8]。我國寄生蟲病防治工作取得的巨大成就,離不開黨和國家的領導,離不開科研工作者的不懈努力。通過向學生分析寄生蟲病研究過程中具有正能量的歷史故事,充分挖掘思政元素,在潤物細無聲中進行愛國主義教育和社會主義核心價值觀教育,發揮了人體寄生蟲學課程教學在高校立德樹人、引導大學生堅定“四個自信”中的積極作用。
將人體寄生蟲學理論課、實驗課教學與網絡、人工智能、大數據相融合的智慧教學模式,打破了時空限制,通過打造開放性課堂,采用智慧教學模式,不僅在教學過程中實現了學生和教師的互動,還拓寬了學生課外自主研學渠道,幫助學生完成了從基礎知識學習到思維拓展和實踐應用能力提高的轉變。同時,通過優化教學內容,緊跟寄生蟲病流行趨勢,科教融合,拓寬了學生視野,提高了科研思維能力及動手實踐能力;通過強化思政教育,促進了學生從知識掌握到能力提升的全面發展,培養了具有國際視野的醫學卓越人才。