后疫情时代开设生物技术实验安全选修课的必要性和策略

黄晓蒂，胡雨婷，向 琴，田 莎，王 茜，文 芳，刘慧萍*

（1.湖南中医药大学医学院，湖南 长沙 410208；2.湖南中医药大学，湖南 长沙 410208；3.湖南中医药大学中西医结合学院，湖南 长沙 410208；4.湖南中医药高等专科学校，湖南 长沙 412000）

新冠肺炎疫情在全世界范围的持续蔓延，对全球经济、政治产生影响，各国医疗卫生体系面临巨大挑战，医学教育也承受着重大考验。因此，加强医学生生物安全意识培养尤为必要，使他们能够从更广泛的社会层面理解医疗卫生的综合内涵，适应新形势下快速变化的中国公共卫生安全[1]。疫情下，各高校积极响应教育部“停课不停学，停课不停教”号召，各大网络平台纷纷推出在线教学服务，证明了“互联网+”教育模式的时代先进性和可行性。高校开设生物技术实验安全选修课面临的一个问题是如何将实验与互联网巧妙结合。

经过各教研室备课组充分讨论，学校将教学模式拟定为线上+线下混合教学模式[2]。通过前期大量宣传普及后，就学生对开设生物技术实验安全选修课的态度（如图1）以及线上+线下混合教学模式可行度进行问卷调查。结果显示，大部分学生对虚拟仿真平台和实际操作配合使用认同度高，认为这样既能通过线上学习加深对操作过程的理解，又能通过线下实践锻炼操作能力，进而有效提升综合能力[3]（见图2）。

图1 学生对开设生物技术实验安全选修课的态度

图2 学生认为线上+线下混合教学模式的可行度

本文主要阐述后疫情时代开设生物技术实验安全选修课的必要性及策略，为实施线上+线下混合教学模式提供参考。

1 后疫情时代开设生物技术实验安全选修课的必要性

1.1 开设生物技术实验安全选修课是医学发展的需要

现代生物技术实验在很多领域都发挥了重要作用，生物技术实验以细胞工程、基因工程和发酵工程实验为基础，在医学领域的应用十分广泛，推动人类基因和遗传研究，改变人类在医学领域的被动地位。自新冠肺炎疫情暴发以来，疾病治疗、疫苗运用、病毒研究等方面都无法脱离生物技术实验。

新冠肺炎疫情是目前全世界遇到的重大公共卫生问题，疫情过后，全社会更加关注生物安全。在忽视实验室生物安全管理的情况下盲目开展生物技术实验，人类健康安全、生态环境等均会遭受不同程度的影响，进而导致实验操作人员或社会群体感染，从而患上疾病甚至死亡。近年来发现的埃博拉病毒、甲型流感病毒等，加上引发此次疫情的新冠病毒，使生物技术实验的危险性、传染性备受关注[4]。

显而易见，在未来，生物技术将成为现代医学不可或缺的重要组成部分。因此，医学院校开设生物技术实验安全选修课，加强医学生生物技术实验安全教育，使他们掌握生物技术实验方法，是医学发展的需要[5]。

1.2 开设生物技术实验安全选修课是适应我国医疗市场发展的趋势

进入21世纪，高科技实验领域发展最快的是生物技术实验，生物技术实验在医学领域有着极其重要的地位，推动了医疗方法和相关仪器的发展。但是，使生物技术实验优势最大化的前提是保证生物技术实验安全。新冠病毒核酸检测能力的提升以及广泛开展的血清学抗体检测，更是对生物技术实验安全管理有着前所未有的高要求。医学本科生依靠通过基础医学必修课获取的生物技术实验安全基础知识十分有限。因此，针对医学相关专业学生开设生物技术实验安全选修课，促进生物技术实验安全学科发展是普及生物技术实验安全知识的有效方法，也是适应我国医疗市场发展趋势的卓有成效的方法。

1.3 开设生物技术实验安全选修课是我国培养生物技术实验安全研究后备人才的需要

野生动物生存环境被人类活动破坏以及随之而来的物种基因不断突变，新发传染病也许依然会在未来暴发，公众安全仍然受到威胁。生物技术实验安全仍然面临极大挑战，培养生物实验安全人才，符合城市人口不断聚集引起的大众卫生安全隐患的要求，也顺应了生物技术实验安全学科蓬勃发展的趋势。在思想开放、创新精神活跃的大学里，培养未来对国家建设和发展有利的人才是重要使命。作为医学院校，通过开设生物技术实验安全选修课，为我国生物技术实验安全研究培养后备人才，是水到渠成的办法[6]。

2 后疫情时代开设生物技术实验安全选修课面临的主要困难

2.1 线下实验操作存在安全隐患

虽然传统的线下实验教学已积累了丰富的经验，形成了完善的实验室管理体系，但生物技术实验安全涵盖包括感染性生物实验在内的生物医学的各个学科，而教学对象是没有学习过相关知识或接受过相关培训的本科生，生物安全防护意识薄弱。再加上，生物技术实验安全课程的实验多在实验楼的公共实验室开展，学生在实际操作过程中面临许多安全隐患[7]。如实验动物存在的安全隐患，科研、教学、实验活动中存在的生物安全隐患以及人畜共患病等。

2.1.1 实验动物存在的安全隐患 用于生物技术实验教学的动物种类较多，有从市场收购的畜禽，也有国内外实验动物生产单位提供的常规实验动物，安全风险难以控制，导致威胁师生身心健康的实验动物生物安全突发事件频发。此外，动物本身有袭击性，学生不适当的操作会激发其袭击性，导致学生受伤[8]。

2.1.2 科研、教学、实验活动中存在的生物安全隐患 教学实验室的生物安全柜、超净工作台等设施配备较少，因此师生只能在普通实验台进行实验。有些学生进入实验室不戴口罩、手套，实验结束后，只简单擦拭实验台、清洗实验仪器和拖扫地面，没有对使用过的物品进行消毒处理。下一组学生又在这里进行其他动物实验，可能会引发严重的生物安全事故。此外，学生还可能不慎将病原体随衣物等带到教室、图书馆、食堂等公共场所。转基因实验动物在医学院校科研项目中应用广泛，由于生物的复杂性和技术手段等问题，存在一定风险，对人类健康和自然环境造成潜在威胁[9]。

2.1.3 人畜共患病 常见人畜共患病病原体有狂犬病病毒、埃博拉病毒、炭疽芽孢杆菌、隐孢子虫等，实验动物可能携带这些病原体。科研人员和实验动物中心工作人员在实验操作、饲养过程中，存在被患病动物咬伤、抓伤，被接触过患病动物的器械划伤、刺伤，被患病动物的体液、组织污染的危险。某些病毒还能附着于气溶胶被工作人员吸入呼吸道，引起人兽共患病[10]。

2.2 实验设备设施损耗和不完善

实验室工作人员大多缺乏实验器材管理、修复知识，对实验器材的使用和维护管理不专业。学校不重视实验室建设及仪器配备，经费投入不多。有数据显示，医学院校普遍只有两年的经费预算，计划不长远，采购的仪器档次较低，通用仪器较多，而适应时代发展的实验仪器和精密仪器极少。医学发展日新月异，医学院校应及时更新实验仪器，跟上生物技术的发展。但学校经费不足，许多实验仪器昂贵，从而导致实验室设备设施不完善等问题[11]。

3 策略

3.1 采用“线下＋线上”四位一体教学模式

在线实验能够在一定程度上降低生物技术实验操作的危险性，但线上教学不能完全代替传统线下教学。借助雨课堂、虚拟仿真平台等，生物技术实验安全选修课开展“线下＋线上”四位一体教学模式。

3.1.1 “线下＋线上”四位一体教学模式“线下＋线上”四位一体教学模式指传统线下实验＋雨课堂+虚拟仿真实验室＋网络平台的成品课程。就及时性、交流性、时空转换性、实验操作性而言，4种方式各有优劣，可以随意组合。这种教学模式更加灵活、适应性更强，若因特殊情况无法进入实验室进行实验操作，便可启动线上实验教学，部分学生无法返校时，可通过虚拟仿真实验室进行实验操作，在校生则在学校实验室进行实验操作。网络平台的成品课程可用于辅助学习，使学生获取更多优质资源[12]。

3.1.2 “线下＋线上”四位一体教学模式能够在一定程度上减少实验动物带来的危害 目前，普遍存在学生对实验室安全不重视，对将要进行的实验缺乏了解，对操作流程一知半解，进入实验室不戴口罩、手套，实验动物捉拿和操作不规范等问题。可应用虚拟仿真实验室＋网络平台的成品课程的方式，要求学生提前观看课程视频，知晓实验操作流程，规范相关操作，增强安全意识，减少因不戴口罩、手套及不正确的实验操作造成的伤害[13]。

3.1.3 “线下＋线上”四位一体教学模式能弥补线下实验的不足生物技术实验安全涉及范围广，其中不乏感染性实验和医学前沿实验，学校因担心学生感染而不开展相关实验。此外，医学前沿实验具有权威性、先进性，但学校实验室设备落后，无法开展此类实验。此时，虚拟仿真实验室便发挥出巨大优势。感染性实验和医学前沿实验能够依托虚拟仿真实验室开展，弥补生物实验易引发感染和实验设施落后的不足，同时也降低了人畜共患病的风险[14]。

3.2 完善生物技术实验安全线上教学模式

3.2.1 建立线上教室 随着时代的发展，网络教学平台日趋完善，且种类繁多，如雨课堂、钉钉、智慧树等。不同平台的功能和特点有所差异。雨课堂便于作业提交和教材共享，教学全程与学生保持联系，教学资源丰富，是一款较好的线上线下混合教学工具；腾讯课堂支持直播时播放动画，但师生课前、课后无法联系；腾讯会议的优点是直播连麦方便，师生能够及时交流。我们选择雨课堂+快手直播的形式建立线上教室，并以腾讯会议为直播备份平台[15]。

3.2.2 在线实验室建设 实验教学最突出的特点是学生能够自主操作，有亲眼所见、亲耳所闻的感官体验。虚拟仿真实验是通过人机交互的方式、以网络信息技术和虚拟现实技术为支撑的教学平台。学生通过虚拟仿真平台身临其境地“做实验”。根据教育部高等教育司发布的在线教学课程资源平台名单，我校选用的虚拟仿真实验操作平台为梦之路医学魔课（MOEC）云实验平台[16]。

4 结语

新冠肺炎疫情暴发使得现代生物技术实验安全研究得到快速发展。随着科学时代的到来和交叉学科的出现，现代生物学也将得到飞速发展。通过多层次、多渠道普及生物技术实验安全知识，是顺应医学发展的必然要求。突如其来的疫情使高校不能如期开学，影响了高等教育改革的推进。虚拟仿真实验作为一种新的实验模式，不但弥补了线下实验教学的不足，还能提高学生学习效率。因此，在医学院校开设生物技术实验安全选修课，采取“线下+线上”四位一体教学模式是一种行之有效的方法，具有重要的现实意义。