卫生微生物学实验课程教学方法浅析

摘要：在新医科背景下，培养高质量的公共卫生与预防医学类专业人才是“健康中国”建设的重要内容之一。卫生微生物学是预防医学和卫生检验类专业的基础性课程，完善实验课程的教学方法对激发学生主动学习、提升教学质量具有重要意义。以“生活饮用水微生物检测”为例，通过对课前导入及设计、实验准备、实验项目实施、小组讨论及教师点评、实验报告撰写5个环节进行教学设计探讨，提供了“课上+课下”“自主申请+开放实验室”两种教学实施方法，为提高卫生微生物学实验课程教学效果和教学质量提供案例借鉴。

关键词：卫生微生物学；实验课程；生活饮用水

“新医科”是我国为建设高水平本科教育实施的《“六卓越一拔尖”计划2.0》中全面推进“四新”建设项目中重要的一项计划。提升全民健康水平的“新医科”建设是“健康中国”建设的重要内容，而建设“健康中国”是实现国家实力全面提升和中华民族伟大复兴“中国梦”的重要基础。在教育部的《关于加强医教协同实施卓越医生教育培养计划2.0的意见》中，公共卫生与预防医学类专业也纳入了医学人才培养模式的改革范畴。在卓越医学人才培养体系中，已有学者探讨了公共卫生与预防医学专业人才培养模式的改革[1]。卫生微生物学是预防医学和卫生检验与检疫专业的主要专业基础课程之一，课程教学方法的改革和创新也是提高公共卫生与预防医学类专业人才培养质量的重要内容。

1卫生微生物学实验课程教学现状

目前对于卫生微生物学教学方法改革的探讨已有一些文献报道，对卫生微生物学的理论教学和实验教学方法的改革提出了许多有效建议[2-5]。但是由于微生物实验的特殊性，实验操作多需要数天的间断性操作才能够观察到结果，且不同的微生物需结合实验中微生物的生长特性才能确定观察时间。卫生微生物学的实验项目主要是对食品、生活饮用水、化妆品、空气、土壤、医疗用品和公共场所等各类环境中的微生物进行检测，实验类型主要以综合设计型实验项目为主，因此卫生微生物学实验课程中的实验项目时长普遍较长，一般是3~5天，甚至数周。正是由于卫生微生物学实验项目耗时长、步骤多等因素，在有限的课堂教学时间内，学生一般无法系统地全程参与整个实验项目，进而导致教学过程中普遍存在学生实验操作碎片化、实验内容不连续、实验结果观察不及时等问题，甚至部分实验项目教学中，实验小组讨论不能正常开展以及指导教师不能对实验结果进行及时点评。这一问题在卫生微生物学实验课程教学中一直未得到较好的解决，尤其是实验课程教学方法缺少具体的参考案例，这也是保证卫生微生物学实验课程教学效果和进一步提高教学质量的主要难点之一。“生活饮用水微生物检测”是卫生微生物学实验课程中一项代表性的综合设计型实验项目，实验内容丰富、检测指标多、实验全程为3~4天，是探究实验教学方法改进的经典实验项目。本文以该实验项目为例，对卫生微生物学的实验教学过程和具体实施方法进行探讨，以期解决教学中存在的问题，进而提高实验教学效果和教学质量。

2“生活饮用水微生物检测”实验教学实例解析

2.1实验内容

“生活饮用水微生物检测”是卫生微生物学实验课程中一个重要的实验项目，属于综合设计型实验。“生活饮用水微生物检测”实验项目中涉及多种微生物检测技术，包括无菌操作、水样采集、平板倾注、划线接种、革兰氏染色及结果的判读、菌落计数及结果报告、MPN（MostProbableNumber，MPN）法检测步骤及查表计数报告等。参照现行国家标准GB/T5750.12-2006《生活饮用水标准检验方法微生物指标》，生活饮用水的微生物检测指标包括菌落总数、总大肠菌群、大肠埃希氏菌和耐热大肠菌群4个常规检测指标。每种检测指标均有多种检测方法，在卫生微生物学实验课程中，菌落总数的常用检测方法是平皿计数法，实验总时长一般为48小时；总大肠菌群、大肠埃希氏菌和耐热大肠菌群的常用检测方法为多管发酵法，实验总时长需连续的72~96小时。由于系统完成生活饮用水中4个微生物指标检测全程大约需要3~4天，因此设计合理可行的教学实施步骤，让学生能够全程参与实验项目是保证教学效果的关键。

2.2实验教学过程设计

“生活饮用水微生物检测”属于综合设计型实验，每个指导教师可带教约20人，以4~5人为一小组开展实验。实验教学过程分为课前导入及设计、实验准备、实验项目实施、小组讨论及教师点评、实验报告撰写5个环节。2.2.1课前导入及设计。课前教师提供与生活饮用水卫生安全相关的案例，例如河南郑州水灾后生活饮用水的消毒防疫，进一步引导学生自主查阅生活饮用水卫生标准和相关指标检测方法。学生自主学习国家标准GB/T5750.12-2006《生活饮用水标准检验方法微生物指标》，并初步学习生活饮用水微生物检测的4项常规指标及其常用检测方法，并参照《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）掌握各项指标的限值要求。学生在完成相关标准的初步学习后，教师明确实验项目的检测指标和具体方法，学生根据教师提供的案例，以小组为单位进行实验方案的设计，实验方案中要求详细写出各项指标的实验操作步骤，并列出详细的实验器材清单、实验试剂数量和实验小组的具体分工。教师要指导学生实验方案的撰写并审核其实验方案是否合理、是否具有可行性，同时要审查列出的实验器材及试剂种类、数量是否合适。2.2.2实验准备。教师提供实验试剂、器材和实验场地，各实验小组开始实验前准备工作。各小组需完成1份水样的采集和4项常规指标的检测，因此需按照实验方案完成采样瓶、培养皿、试管、吸头、移液管等实验器具的灭菌，并配置合适数量的单料乳糖发酵管、双料乳糖发酵管、营养琼脂培养基、伊红美蓝琼脂培养基、EC发酵管、EC-MUG发酵管、生理盐水等。在实验准备过程中，带教教师要指导学生安全使用高压蒸汽灭菌器并告知其使用注意事项，指导学生完成实验试剂、器材的灭菌等实验准备工作。2.2.3实验项目实施。教师可根据案例提供水样（盲样），也可指导学生进行日常生活饮用水的采样，例如各个寝室的直饮水。每个带教教师指导4~5个小组，尽量保证每个小组的水样来源不同。各小组学生自主完成1份水样中菌落总数、总大肠菌群、大肠埃希氏菌和耐热大肠菌群4个常规指标的测定，并记录原始数据。学生在开展平皿计数法测定水样中菌落总数时，教师主要指导无菌操作技术、不同菌落生长情况的菌落计数方法和结果计算与报告。在开展多管发酵法检测总大肠菌群、大肠埃希氏菌和耐热大肠菌群时，教师着重指导乳糖发酵管阳性结果的判读、平板分区划线的要点、革兰氏染色的关键步骤和结果判断等，并指导MPN表的使用方法以及总大肠菌群、大肠埃希氏菌和耐热大肠菌群3项指标的结果报告方式。2.2.4小组讨论及教师点评。各实验小组在完成水样4个常规指标的检测后，集中开展小组讨论。各小组可分析实验中遇到的问题，讨论小组间实验中出现的不同结果和非常规结果，并分析原因。教师也可针对各小组在实验中的表现和不足之处进行点评，还可与学生共同探讨和解答实验中遇到的问题，并对各小组的实验结果进行评价。此外，教师可联系时事，例如地震或暴雨后水卫生消毒防疫等设计思考题，拓展学生的相关理论和常识，同时也可融入“大国力量”“无私奉献”等思政内容进行思政教学。2.2.5实验报告撰写。学生根据小组讨论和实验结果撰写完整的实验报告，报告样品中的4项微生物指标是否符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）规定的限值，最后评价样品的卫生情况是否符合标准规定。报告中要对实验过程中遇到的问题进行分析和总结，最后以小组为单位提交实验报告和实验原始记录。教师批改实验报告后要及时反馈，并根据实验结果、实验报告以及实验过程中和小组讨论时学生的表现进行评价，给出小组本次实验项目的考核成绩。

2.3教学实施方法

“生活饮用水的微生物检测”实验项目在卫生微生物学实验课程中一般设置9个学时。该实验项目完成1份水样中菌落总数、总大肠菌群、大肠埃希氏菌和耐热大肠菌群4个常规指标的测定全程大约需要72~96小时，为保证学生能够全程参与并自主完成该实验项目，实验教学的安排可以选择两种教学方式（见表1），一种是“课上+课下”教学，一种是“自主申请+开放实验室”教学。“课上+课下”教学方式是将实验项目的9个课时分为4次课，并将4次课安排在连续的4个教学日，在课上完成实验准备、实验项目实施、小组讨论及教师点评，课下完成课前导入及设计和实验报告撰写，通过课上和课下相结合的方式让学生以小组为单位完成5个实验教学环节。“课上+课下”的教学方式能够让学生在课堂上连续完成“生活饮用水微生物检测”各项指标的实验操作步骤，能够参与实验项目的全过程并及时观察到实验结果，但是“课上+课下”的教学方式在排课时需要连续的4个教学日，在不影响其他课程正常教学的情况下对排课的要求较高。因此，若能够灵活安排教学时间，卫生微生物学综合设计型实验可考虑选择“课上+课下”的方式开展实验教学。“自主申请+开放实验室”教学方式是在课前完成导入和设计环节，学生完成实验方案设计并通过指导教师审核后，以小组为单位向实验室提出申请，明确3~4天的实验时间。教师向学生开放实验室，实验小组在申请的3~4天内，在实验室完成实验准备、实验项目实施、小组讨论及教师点评3个环节，教师可将这3个环节记作9个课时，在课后以小组为单位完成实验报告的撰写。“自主申请+开放实验室”的方式能够保证学生连续不间断地完成“生活饮用水微生物检测”的各个实验步骤，尤其是MPN法中“初发酵—分离鉴定—复发酵”3个连续性步骤，在不受课堂时间限制的情况下，能够更好地观察实验结果，例如初发酵实验结果不明显时需延长培养时长至48小时，因此“自主申请+开放实验室”的方式能够让学生更灵活地安排实验内容，并根据实验现象和实验中结果及时调整实验方案。但是，连续3~4天的实验时间在不影响学生正常上课的情况下，一般只能安排在周末或其他连续的课后时间，由于需面向学生自由开放实验室，又不能影响其他实验课程的正常教学，这对实验室的安排和管理要求较高。此外，“自主申请+开放实验室”的方式要保障学生能顺利完成实验项目，对指导教师也提出了较高的要求，例如，指导教师带教小组数量不能过多，4~5个小组为宜；指导教师要结合学生申请的实验时间进行实时指导，在学生开展实验过程中遇到问题时能及时解答。

3讨论

《“健康中国2030”规划纲要》中指出，推进“健康中国”建设是全面提升中华民族健康素质、实现人民健康与经济社会协调发展的国家战略。在高等医学教育中开展“新医科”建设正是服务“健康中国”建设的重要内容，为社会培养专业基础扎实、实践动手能力强的高质量医学人才是“新医科”建设的重要内涵。尤其是在新冠肺炎疫情期间，培养实践动手能力强、岗位胜任力强的公共卫生与预防医学类专业人才是公共卫生建设的紧迫需求。卫生微生物学作为公共卫生与预防医学类专业的基础课程，其实验课程中的实验项目包含了多种环境和物品中各类微生物的检测，是培养和训练卫生检验实践技术操作的良好载体。“生活饮用水微生物检测”是卫生微生物学实验课程中具有代表性的一项综合设计型实验项目，以该实验项目为例探讨实验教学方法的改革，可作为课程中其他实验项目教学方法改进的参考，从而能够全面加强卫生检验实践操作技术的培训，提升实验课程教学效果和质量。采取“课上+课下”和“自主申请+开放实验室”两种实验教学方式，都能够保证学生自主动手、全程参与完成系统的实验项目，在实践中充分训练了微生物检测实践操作技术。此外，由于卫生微生物学实验项目中的样品来源范围广泛、种类多样，在进行实验课程教学时可将不同种类的样品采样环节纳入实践教学，进一步丰富教学内容和教学意义。例如，生活饮用水微生物检测中水样可选择学校附近村镇的水源水或井水、学生寝室的直饮水；食品中微生物检测中样品可选择学校附近的小吃摊食品、食堂现场制作的食品等。在开展实验教学过程中，指导教师可带领学生进行实地采样，并指导学生自主完成样品微生物检测。实践环节的加入不仅可增强实验教学对学生的吸引力，并且学生在实践中学习微生物检测的操作技术，体验微生物检测的现实意义，还可让学生对实验过程加深记忆。卫生微生物学实验教学过程中要真正激发学生的学习动力，发掘学生的专业志趣，提升教学质量，需要结合微生物学实验的特殊性对实验教学方法进行不断改进和探索。无论选择哪一种教学方法，在卫生微生物学实验教学过程中都要综合考虑以下3点：一是实验教学过程要从“教师教”转变为“学生主动学”，实验的设计和实施全程由学生自主完成，教师仅进行操作技术指导和问题解答；二是适当调整课程规划，将日常教学项目转变为可计算学时的开放性实验项目，保证学生全程参与系统性的实验项目，以提高实验教学效果；三是实验课程的考核与评价方式要合理，实验方案的设计、实验操作技术、实验结果、小组讨论及问题解答、实验报告等均应纳入实验考核评价体系中。此外，教师在完成授课后要及时进行总结，分析教学过程中存在的问题，通过调研等方式获取学生对教学的评价与反馈，为进一步提高课程教学质量进行教学方法的改进。

参考文献：

[1]陈刚.建设创新型卓越医学人才培养体系：医防融合医学人才培养体系[J].福建医药杂志，2021，43（1）：1-2.

[2]卢金，岑叶平.“以学生为中心”卫生微生物检验基础课程综合设计性实验教学实践与探索[J].卫生职业教育，2018，36（18）：121-122.

[3]汪希兰，张雪，宋磊，等.卫生微生物学实验教学的探索与实践[J].医学教育研究与实践，2019，27（4）：651-654.

[4]孟庆峰，付少彬，张毅，等.基于我校卫生微生物学实验教学的些许思考[J].广东化工，2020，47（20）：244-245.

[5]庹利，孟庆峰，高兴红.卫生微生物学实验教学的探索：水中菌落总数和大肠菌群数检测[J].广东化工，2019，46（20）：153-154.

作者:张雪 汪希兰 戚传娇 李开云 宋磊 单位:贵州医科大学公共卫生与健康学院 贵州医科大学环境污染与疾病监控教育部重点实验室