从"被动听"到"主动探"!这门课教你练就"硬本领"

作为公共卫生学院面向预防医学专业本科生的核心必修课,入选2023年度上海市一流本科课程的《环境卫生学》以跨学科融合的教学内容、多元创新的课堂形式、前沿的虚拟仿真实验等优势特色,引领学生深度探索大气、水、土壤、室内环境等多维场景,抽丝剥茧破解环境与健康的交互密码,为学习者打造"沉浸式"知识探索之旅,培养兼具预防医学与环境科学跨学科创新思维与综合能力的交叉复合型公共卫生一流人才。

"综合、交叉、实用,精准匹配我对多元知识的探索欲"

"在学这门课之前,我对环境卫生学的理解主要停留在环境污染事件和环境保护政策上,但学习之后,我发现环境卫生学研究的范围比想象中更广泛。"在公共卫生学院2021级预防医学专业本科生连扬看来,课程为他打开了新世界大门,让他了解到环境卫生学的研究范围不仅包括水、大气等经典环境,还研究室内环境、家用化学品、地方病、公共卫生干预政策等范畴。"这门课的综合性很强,涉及预防医学和环境科学等多个知识领域,不仅有理论授课,还有实验课,教我们如何检测空气质量和水质。"

课程最吸引连扬同学之处,当属其鲜明的交叉特性。《环境卫生学》由14位跨学科教师组团授课,每位教师聚焦不同知识模块,以"城乡规划卫生"为例,公共卫生学、城市规划学与地理学知识被巧妙串联,模块不仅系统阐释了工业区与住宅区的功能分区原则,如工业区的风向规避布局、住宅区的日照间距设计等,还深入拆解居住区规划的量化指标体系,从建筑密度、绿化布置、交通流线设计逻辑等方面入手,将抽象的规划原理转化为易理解的健康空间设计指南。

"这种交叉特性,让我在不同学科间自由穿梭,既拓宽了认知边界,又精准匹配我对多元知识的探索欲。"他说。

从认知深化到能力进阶,创新课堂赋能教学探索与实践

《环境卫生学》课程教学团队合影

复旦上医"公共卫生与预防医学"一级学科不仅入选国家"双一流"学科建设,更在第五轮全国学科评估中斩获优异成绩,充分彰显其在国内公共卫生领域的顶尖实力。作为这一学科的核心课程,《环境卫生学》的学科本质决定了它必须紧跟全球环境健康问题的‘动态演变’。公共卫生学院环境卫生学教研室主任、教授、博士生导师张蕴晖指出,这门课的核心目标,是为公共卫生领域输送懂科研、会监测、善评估,又能参与政策制定的复合型人才。

"这门课为我们带来了诸多全新思路,尤其在阚海东老师的教学环节中,他结合自身领衔的空气污染研究团队实践,将前沿科研发现深度融入传统教学内容,不仅打破了大家对该领域的浅层认知,更推动我们对知识的理解向深层迈进。"公共卫生学院2021级预防医学专业本科生杨韬和连扬表示,过去提到大气污染,多数人对其认知仅停留在PM2.5细颗粒物的模糊概念里,而老师们从多个维度帮大家实现了认知的深化与拓展。

具体而言,教学团队一方面梳理了大气污染对健康危害机制的完整逻辑链,让"污染影响健康"的过程在学生心中从抽象概念变得清晰可溯;另一方面紧扣"大气污染与人群健康"这一核心前沿方向,结合国内外典型污染事件,为初学者分享了多个具有国际影响力的经典学术研究案例。不仅如此,公共卫生学院副院长阚海东教授还围绕相关研究展开细致拆解,从整体组织框架、科学设计逻辑、执行过程中的多方协调机制,结合自身丰富的学术经验进行深入讲解,让同学们在理解研究结论的同时,提前熟悉学术研究的底层逻辑与方法,为后续进入科研领域奠定基础。

在饮用水卫生章节的教学中,公共卫生学院环境卫生学教研室屈卫东教授则展现出对知识点的深度掌控,无论是背后的研究脉络、前沿进展,还是核心观点,他都如数家珍。在教学团队看来,教科书呈现的多为基础、经典的知识框架,但学生不应止步于文字表面的认知,更需深入理解知识的具体内涵,而很多时候,若不研读原始文献,便难以触及理论背后的深层逻辑。

事实上,饮用水卫生本身就是疾病预防控制的重要工作内容,饮用水卫生标准更是环境卫生学领域牵头制修订的重要国家标准。屈卫东老师领衔的"饮用水与健康"团队,长期深耕"水污染对健康影响"研究,聚焦水污染和新污染物对健康影响主题,已完成相关国家饮用水卫生标准研制与修订等重要研究工作。课堂上,他以"饮用水卫生标准制定"这一教学难点为案例,系统阐释了如何将毒理学测试与流行病学调查等研究方法有机结合,通过这一过程,原本枯燥的标准数值,被转化为"有科学依据、能切实保障健康"的实用准则,让学生直观感受到知识与实践的关联。

从"手把手教学生发现问题",到"潜移默化开展科研思维训练",再到"逐步帮学生建立学术认知框架",《环境卫生学》的教学探索并未止步于此。为进一步推动学生从"吸收知识"向"转化能力"进阶,课程还创新课堂形态,引入"翻转课堂"模式:通过鼓励学生围绕不同主题开展分组汇报,激发大家自主学习与知识运用的积极性,逐步提升主动探索、分析问题和解决问题的核心能力,最终实现从"认知深化"到"能力进阶"的完整闭环,让教学真正赋能学生成长。

从"被动听"到"主动悟",点燃自主探索的思维火花

在翻转课堂的实践中,同学们以小组为单位,从水体卫生、突发性环境污染事件、家用化学品卫生、城乡规划卫生、住宅和公共卫生场所卫生等5个知识模块中选定主题,在线上完成自主学习后,最终以汇报展示的形式呈现学习成果。这一过程,让每一位学生都成为课堂的"主角"。

公共卫生学院2020级预防医学专业本科生祝琳所在的小组便将"家用化学品卫生"作为探索方向。为做好汇报,小组先以个人清洁产品和相关政策为切入点,在超星学习平台系统完成对应章节的线上学习;随后结合查阅的学术文献与行业资料明确分工,有人负责梳理家用化学品的健康风险数据,有人聚焦政策演变逻辑,有人设计汇报呈现框架,高效推进各项准备工作,真正将"自主学习"落到实处。

谈及翻转课堂的收获,祝琳印象最深刻的,是各小组对人类历史上多起经典突发性环境污染事件的深度解读。从原油泄漏、核设施事故、危险品爆炸,到毒气泄露与井喷事件,各小组通过详实的数据、清晰的逻辑,让原本停留在课本上的"环境风险"变得直观可感,也让大家对公共卫生防护的重要性有了更深刻的认知。

"突发环境事件不只是‘人员伤亡’的数字,更会对生态环境、社会发展造成长期且深远的影响。"公共卫生学院2020级预防医学专业本科生谷瑞琪的感悟,道出了翻转课堂的深层价值,"这门课让我们真切看到:环境卫生学不只是传授专业知识的学科,更与人类生存安全紧密相连,它能为应对环境卫生风险、守护人类生存根基提供关键支撑。"在她看来,聆听其他小组的案例分享,不仅为自己的自主学习提供了多元思路、推动深度思考,更激发了主动探索更多环境卫生事件的兴趣;而小组合作的过程,也让大家在分工协作中培养了团队意识,实现了"知识学习"与"能力成长"的双重收获。

"从实际效果来看,学生在案例讨论汇报中态度认真,逻辑清晰,剖析深入,效果很好。"授课教师之一,公共卫生学院环境卫生学教研室副主任、副教授王霞的"翻转课堂"以"水体富营养化"为主题,围绕太湖、滇池等经典案例展开。在她看来,传统理论课堂以"知识单向传授"为主,存在较难及时捕捉学生反馈与拓展学习深度的局限,而创新模式则给予学生更多自主学习和提高能力的空间,在课前,学生会主动调动多元资源,不仅充分利用课本知识,还会检索学术文献、机构数据及政策文件,甚至会咨询环境系等不同专业的同学补充信息,在资源整合的过程中充分发挥主观能动性,课程也通过"自主学习-小组协作-课堂展示"的完整链条,精准对接预防医学专业的学生培养目标,有效提升学生分析和解决实际问题的能力,同时深化其环保意识与社会责任感,实现专业能力与人文素养的双重培养。

让实验课告别传统解剖,开启虚拟仿真操作新模式

这门课除了创新理论课教学方式,还推出了十分契合动物福利"3R原则"(Reduction、Replacement、Refinement)的虚拟仿真实验,即通过数字化场景还原传统实体实验流程,搭配灵活的人机交互设计,在减少动物使用、替代实体操作的同时,既规避了传统实验中动物应激、资源消耗等痛点,又保障了实验教学的完整性与实操体验。

"以前开展观察污染物对肺部影响的实验课时,我们通常会采用大鼠模型。具体操作流程是,先将实验试剂通过气管滴注的方式注入大鼠肺部,等待一段时间后对大鼠进行解剖,让同学们通过直观观察,清晰了解污染物作用下肺部的变化过程。"张蕴晖坦言,从教学效果来看,这种借助动物模型的实验方式,确实能让学生亲眼看到污染物对动物器官的真实作用反应,帮助大家更直观地理解实验原理。不过,随着教育技术的快速迭代,当前不断发展的虚拟仿真技术已能实现对这类传统实验的全面替代,它打破了实体实验对动物、场地、耗材的依赖,以数字化手段重构实验教学场景,推动实验课程从"实体操作"向"智能模拟"升级。

以肺部污染物影响实验为例,学生无需再依赖大鼠,只需通过交互式界面即可完成虚拟仿真操作,打开程序后,跟随指引模拟"气管滴注"操作,完成实验动物的染毒处理。既能让学生完整体验实验流程,又能更清晰地了解毒理演变进程,相比直接进行动物实验更直观,虚拟仿真实验还减少了动物使用,具有伦理优势。

虚拟仿真实验的应用场景还不止于此。从可操作性层面出发,它一方面能多样化模拟各类采样环境,打破传统实验对真实场地的依赖;另一方面,能将"采样→检测→评估"的线性流程进行简化,省去传统实验中样品转运、等待检测结果等冗余环节。最终呈现出"内容更丰富、场景更逼真、流程更便捷"的优势,而这种让学生"置身其中"的操作模式,也正是沉浸式学习的核心体现,有效提升实验教学的直观性与参与感。

"从人才培养与岗位需求的衔接来看,课程充分聚焦学生未来在疾病预防控制中心的实际工作场景,尤其针对大气、水等关键环境问题的预防医学实践内容进行重点设计,助力学生毕业后能快速适应岗位要求,将课堂所学直接转化为解决实际问题的能力。"张蕴晖表示,虚拟仿真实验课能够让学生系统了解并熟练掌握环境卫生学科的主要工作任务与专业评价手段,为未来职业发展筑牢基础。

值得一提的是,《环境卫生学》的优质教学资源还实现了更广范围的辐射。课程部分内容已应用于上海市青少年科创工作站(即复旦大学环境与健康实践工作站)的授课中,通过前沿的环境健康知识与实用的实践方法,为青少年科创能力培养提供助力,进一步扩大了课程的教育价值与社会影响力。

面向未来,《环境卫生学》课程还将借助AI,通过系统化设计构建更高效的智能化教学体系,整合课件、教学视频等核心资源,完善线上线下混合式教学模式,依托大语言模型,拆解细化课程知识图谱,将零散知识点转化为逻辑清晰的结构化内容,并与AI问答系统深度融合,逐步实现"AI助教"的核心价值,既为学生提供个性化学习支持,又帮助其高效梳理知识逻辑,进一步提升自主学习效率。