關于免疫學實驗課教學改革的幾點思考

吳艷峰 曹雪濤 (第二軍醫大學免疫學研究所醫學免疫學國家重點實驗室,上海200433)

免疫學是一門研究機體對外來或自身“異物”進行識別和清除的生命科學與醫學領域的新興前沿學科,也是一門涉及基礎醫學、預防醫學和臨床醫學的交叉性和生長性學科,與人類健康及疾病防治密切相關。從二十世紀五十年代以來,免疫學基礎理論和應用技術的快速發展推動了生物學、醫學、藥學乃至整個生命科學的發展,成為當今生命科學中的一門帶動性、支持性學科。免疫學的新技術(如單克隆抗體、放免測定、ELISA等)已經成為人們研究生命科學、藥學和臨床診斷的不可缺少的工具[1],免疫學不但已成為高等醫學院校的重要基礎醫學課程,也成為綜合類高校生命科學相關專業本科生的主干課程之一。

但免疫學的初學者普遍反映其概念多、理論多、難點多,且較為抽象,掌握起來有一定的難度。而針對免疫學屬于實踐性很強的學科這一特點,如果能充分的發揮實驗課的功效,將極大的幫助學生理解掌握所學的理論知識,并且有利于激發學生的學習興趣,培養學生的實踐動手能力和科研思維能力。從這點意義上來說,免疫學實驗教學的良好開展,對提高免疫學的教學質量起著至關重要的作用。但傳統的醫學免疫學實驗課的內容有限,通常都是一些經典的古老的免疫學實驗,且多為一些驗證性實驗,缺乏新意,考核成績也只是將實驗報告的簡單書寫作為依據,無法激發學生的興趣,學生只是簡單的重復教師所教授的實驗步驟,對于實驗的原理及意義卻一知半解。因此,免疫學教學迫切需要進行實驗教學的改革,以提高實驗教學質量,從而輔助于理論教學。

1 修訂實驗教學教材,優化實驗教學內容

近些年來,免疫學實驗教學面臨的首要問題是實驗課教材的不規范性。免疫學理論課的教學、教材改革進展迅速,相關的教學用書層出不窮,選擇范圍極為廣泛,不同專業、不同學歷、不同層面的學生均能找到適合自己的理論課教材,相比之下,實驗教學所需的教材及用書改革卻明顯滯后。(1)缺乏統一的規范的實驗教材用書。目前高校的免疫學實驗課教材基本上采用的都是本校自行編寫的內部教材,在實驗設置、實驗方法以及與理論課教材的匹配上沒有標準和規范可循,這樣在一定程度上會降低學生對于實驗課的重視程度,也使得教學效果參差不齊。因此,應該有與理論課教材相匹配的統一的實驗課教材,使得學生和教師都有章可循。(2)實驗教材的更新遠遠落后于目前免疫學技術的發展。近些年生命科學以及生物技術突飛猛進,免疫學技術也迅猛發展,如果免疫學實驗課教材的更新與免疫學技術的發展不匹配,會極大的限制學生的自主創新精神,降低免疫學實驗課的教學效果。教材中應該增加免疫學技術的前沿進展內容,一些新出現的應用性強的項目應當予以介紹,即使沒有相應的硬件條件展示或讓學生親自體驗,可以收集相關的多媒體資料作為教材的補充,以豐富學生的知識內容,并激發起學生的興趣。(3)各個專業的學生免疫學實驗課教材毫無區別。免疫學是一門涉及范圍非常廣的學科,滲透到醫學、生命科學的很多領域,針對這個特點,不同專業的學生,實驗課的教材應有所側重,比如,針對臨床檢驗專業的學生,免疫學相關的實驗技術在將來的工作中會占到非常大的比重,因此實驗課的內容涉及面就要廣一些,而針對臨床醫學專業的學生,可以更多的涉及疾病的免疫學診斷方法。(4)實驗教材中的實驗選擇和設置不合理。比如,對于傳統教材中的一些驗證性的實驗,由于其對于基本操作訓練的幫助并不顯著,因此可以進行精簡;有一些實驗項目雖然是經典的免疫學實驗,但是由于其影響因素較多,操作的步驟又比較繁復,目前應用性已經不強,也可以進行適當的簡化,主要是介紹其原理,可以放入展示實驗的部分。

2 改變實驗教學方式,加強學生自主參與

2.1調整理論課和實驗課授課結構及順序 目前,傳統的免疫學課程設置有一定的局限性,主要體現在課程安排先進行理論課的學習,當理論課進行到一定的階段時才加入實驗課,這種課程模式是通過實驗來驗證所學的理論,在實驗原理的理解基礎上鞏固課堂上所學理論知識,因而,實驗的原理和結論對于學生來說完全是已知的,這樣必然在一定程度上限定了學生的科研思維,不利于激發學生的學習熱情和創新意識。針對這個問題,可以適當的調整理論課和實驗課的授課順序,嘗試將某些理論知識的學習放到實驗課的后面,即學生先做實驗,然后帶著問題進入理論課的學習,教師可以將實驗的結果和討論結合到課堂的理論教學當中,從而引導學生解決問題。例如,學生普遍反映補體一章中“補體的激活途徑和生物學功能”較難理解和記憶,可以嘗試先進行補體結合實驗的操作,學生有了明確的感性認識,結合課前的理論教程的預習,帶著問題進課堂,用實驗現象去輔助理解和掌握補體的相關理論知識。這種“理論來源于實踐,應用于實踐”的實驗和理論課相結合的教學方式有助于學生更好的掌握免疫學反應原理和技術,也有利于學生求知欲的激發和學習專業課積極性主動性的提高。

2.2調整實驗課的準備流程,讓學生參與其中 在傳統的實驗教學模式中,實驗課授課的流程安排通常是由教學組中的實驗師或技師先進行實驗準備工作,如所需試劑的配制、樣品的準備和預處理等,學生上課的時候面對的已經是“半成品”甚至是“成品”了。這樣的流程安排使得學生在進入實驗室后只是根據實驗教材或老師的指導將各種“半成品”實驗材料“對號入座”或者直接觀察、檢測“成品”,但對于所使用的實驗材料的來源和處理過程等卻一無所知。例如,在進行 Fc受體檢測的實驗時,HANK’S液的配制、淋巴細胞的分離均是實驗師在實驗課前就準備好的,學生只是按照教師所說的步驟在淋巴細胞中加入致敏的紅細胞即可等待觀察最后的實驗結果,學生在這個實驗過程中連動手操作的機會都幾乎沒有,更談不上科研思維了。這種教學的流程安排使學生在實驗過程中僅限于被動接受,缺乏主動的操作和思考,不能真正發揮實驗課的輔助效果,也不能提高學生的實踐能力,久而久之,學生對于實驗課不僅不會產生興趣,可能還會產生厭煩情緒,這與實驗教學的目的大相徑庭。因此,可以適當的調整實驗課的流程安排,嘗試某些實驗讓學生自己進行實驗準備,不僅能夠調動學生的積極性,促使學生在實驗之前主動查閱相關的資料,還能增強學生的動手能力,另外,有些最終結果不太理想的實驗在進行討論時還可以從實驗材料準備的角度進行分析,使學生對于實驗的掌握具有完整性,從而提高學生的綜合分析問題的能力。

3 增加自主實驗設計,開闊學生科研思路

免疫學實驗課程的教學目的之一是要輔助理論課的學習,使學生通過實驗進一步的對理論知識加深理解并掌握,更主要的還有培養學生的實驗設計能力,幫助學生建立整體的科研思路,將所學的理論知識應用到實踐當中去解決問題。目前的實驗教學的內容通常都是既定的實驗項目,學生只是單純的接受和學習,僅限于理解的層面,而無法在掌握的基礎上應用所學到的免疫學原理和技術。而增加學生自主實驗設計的內容則是解決這一問題的有效方法。我們嘗試在實驗課程的最后階段安排2～3次課交給學生進行自主實驗設計,通常教師先立題,例如選取一種抗原(或抗體)作為未知的待檢測抗原(或抗體),讓學生自行選取實驗方法進行檢測。先進行實驗設計,選擇合適的實驗方法,可以是曾經學習并操作過的,也可以是通過課外查閱資料獲得的,鼓勵學生運用多個不同的實驗方法以及最新進展的一些實驗技術,寫出完整的實驗方案。教師在審閱完實驗方案后,挑選出具有代表性的實驗設計,即包含經典的實驗方法,也包含目前應用最為廣泛的實驗方法,還應有最新的實驗技術,讓這些方案的“設計者”走上講臺給同學們講解自己的實驗設計,并接受同學的提問,最終由教師進行講評和完善。在條件允許的情況下,盡可能的選擇多的實驗方案讓同學進行實施,并根據最終的實驗結果撰寫完整的實驗報告。我們發現,實驗課進入這個環節以后,學生的積極性空前的高漲,充分應用手邊的資源進行實驗設計,在進行介紹時,無論是講解實驗的學生還是臺下“聽課”的學生思維都十分的活躍,教師還可以利用這個機會將整個實驗課程進行梳理總結,幫助學生建立完整的免疫學實驗概念。這種實驗課的模式充分的調動了學生的學習積極性,引導學生應用已學的理論知識和實驗技術解決問題,分析問題,從而有更多的機會發現新問題進行科研創新,也極大地提高了學生的實踐動手能力。

4 改革實驗考核方式,全面衡量學生能力

傳統的免疫學實驗課考核方式往往側重于學生撰寫的實驗報告,最終的筆試考核中加入一定比例的實驗相關題目,這種評價方法對于學生的實踐能力高低沒有體現,而且容易出現學生抄襲實驗報告,將實驗結果“完美化”,以及死記硬背實驗原理的現象。應該建立一個新型的考核體系,納入一些新的元素,例如,(1)平時成績的記錄：①實驗課上的實驗態度,②學生對于課前及課中的教師提出問題的回答情況;(2)實驗報告成績：①實驗報告中是否有對于自己實驗所得出的結果的討論以及總結,而不是單純的實驗結果的“展示”,②自主實驗的實驗設計以及實驗方案的撰寫;(3)適當的增加基本實驗操作的考核[2]。通過綜合的考核方式的建立,一方面能夠增加學生的學習積極性以及對于實驗課的重視,另一方面能夠較為全面的評價實驗課的成效以利于不斷的完善。

免疫學是一門實踐性很強的學科,實驗教學對于免疫學的教學具有至關重要的作用,不斷的更新、完善實驗教學的理念和方法有利于學生更好的掌握免疫學的理論知識并應用于實踐,也有利于學生科研素質的養成和創新能力的提高。

1 曹雪濤.免疫學研究的發展趨勢及我國免疫學研究的現狀與展望[J].中國免疫學雜志,2009;25(1)：10-23.

2 付曉燕,魏志新,付麗麗.對建設高質量醫學免疫學實驗課教學的探討[J].中國醫藥導報,2010;7(22)：165-166.