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自从新冠疫情爆发以来，公众对于病毒及其致病机制的兴趣显著增加。为此，增强人们对病毒传播与预防的科学认知成为科学普及的重要任务。然而，如何在生物课堂上展示诸如病毒感染的微观过程，一直是科学教育领域面临的挑战。
探索微观教学的创新路径
随着现代科学教育的不断发展，“眼见为实”的教学方式愈发受到重视。相较于传统课本的插图解释，动态视觉资料和影像作品逐渐成为吸引学生注意的重要手段。但病毒因体积过小，无法通过学校常规的光学显微镜直接观察，这需要昂贵且专业的设备来实现，阻碍了病毒内容在教学中的直观展示。
近日，日本东京理科大学的竹村正治教授及其团队在《微生物学与生物教育杂志》上发表了一项创新性研究。他们首次借助光学显微镜捕捉到了病毒感染的全过程，并制作了高质量的视频展示给学生。这项研究的核心是在于采用了一种特殊的“巨型病毒”——拟菌病毒（Mimivirus）。
Mimivirus：开启病毒教学的新视角
Mimivirus与典型病毒不同，它有着足够大的颗粒尺寸，能够被光学显微镜观测到，因此被选作展示病毒感染过程的理想模型。研究团队利用Mimivirus感染变形虫（Acanthamoeba），完整记录了感染过程。通常情况下，变形虫在液体培养基中活跃旋动，直接观察比较困难。为解决这一问题，团队创造性地采用了含凝胶状琼脂的改良培养基，既限制了变形虫的运动，又允许病毒在环境中顺利感染。
视频中清晰呈现了感染的各个阶段：最初，健康的变形虫细胞在视野中灵活游动，但随感染的进行，活性逐渐减弱，直至完全静止。随后，细胞内部形成所谓的“病毒颗粒工厂”——一个生成新病毒的区域。最后，受感染细胞因膜破裂而死亡，释放出大量新生病毒颗粒。
引领教学前沿的实践应用
在东京理科大学，研究团队首次展示这段视频时，极大的激发了学生的兴趣。通过视频，学生对病毒感染过程有了直观认识，很多学生因而刷新了对病毒的传统看法，从而更科学地理解病毒在生物学上的作用。
竹村教授表示：“我们成功实现了病毒感染全过程的动态、连续可视化，包括病毒的繁殖、释放，以及宿主细胞死亡这一系列关键节点。”
安全保障与教育价值并重
需要强调的是，整个研究严格遵循生物安全标准，所有实验在高标准实验室中完成，学生通过视频学习而未直接接触任何实验材料。这一方式不仅保障了安全，也为教育者提供了一种低成本、高效益的教学工具。
竹村教授进一步指出，这种视频教学帮助学生深刻理解病毒如何繁殖以及对宿主细胞的影响，同时揭示了病毒在自然界的重要生态角色。
他补充道：“通过这种教学方式，学生可以深入认识到病毒不仅是致病因子，还是生态系统中不可忽视的生物组成部分。”
科学教育的未来展望
该研究为生物教育带来了新的动能，也为未来科学传播和教学法探索了新路径。通过像Mimivirus这样的模型，学生能够直观学习到病毒的生物特性，激发对微生物世界的兴趣。
正如竹村教授所言：“科学教育的核心在于启发和引导，通过此类教学，复杂的微观世界变得既生动又易于理解。”
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