多軌道改革在《醫學免疫學》教學中的應用初探①

任書榮 張 蓓 王 靜 薛靜波 王 冰

(青島大學基礎醫學院，青島 266071)

醫學免疫學是生命科學和醫學領域中一門重要的基礎性、前沿性和支柱性學科[1]。機體免疫系統在人類健康的維護、重大疾病的發生和發展中發揮重要作用，通過調整機體免疫功能治療疾病的方法日益引起人們的關注[2-4]。但免疫學內容抽象，概念多，前后知識交叉多，免疫應答機制復雜，基礎理論深奧難懂，知識更新快，影響學生學習的積極性。為進一步深化教育教學改革，提高人才培養質量，提升課堂教學質量，打造“金課”[5]，本校免疫學系針對免疫學的特點，積極響應教育部和學校以“以學生發展為中心”的指導思想，我們參考并學習了多所醫學院校醫學免疫學的教學改革措施[6-11]，結合我校實際情況，初步在小范圍學生中從多個方面進行醫學免疫學教學改革，增加思維導圖學習方法、指導學生閱讀免疫學前沿文獻、鼓勵學生制作課件進行講述、開發在線課程、制作虛擬仿真實驗內容等，以期更好地服務于醫學免疫學教學工作的需要。

1 教學改革的主要內容和方案

1.1教學過程中引入思維導圖模式 本次教學改革過程中共引入三次思維導圖，分別在學期前、中、后三個階段開展，要求學生在教師布置任務后兩周內手繪或軟件制圖上交作品。包括(1)免疫識別與免疫效應分子思維導圖：要求學生將參與免疫識別和免疫效應的各種分子及其結構、功能以及相互關系進行系統歸類和互相聯系。(2)免疫應答思維導圖：論述免疫應答的過程，并將其中涉及的各種免疫細胞和分子之間的相互關系進行歸類和相互聯系。(3)免疫相關性疾病思維導圖：圍繞超敏反應、腫瘤免疫、移植免疫和自身免疫病，制作其免疫學發生機制、預防和治療的思維導圖。

1.2指導學生閱讀文獻，制作課件進行講述 為實現培養研究型人才的新要求，授課過程中要求教師及時跟進免疫學發展前沿知識，鼓勵學生以小組形式閱讀感興趣的免疫學期刊文章，并將相關內容制作成課件，講述給本班同學和教師，預留教師和同學提問和回答時間。

1.3鼓勵學生制作免疫學科普公眾號 鼓勵學生根據正在學習的醫學免疫學知識，結合日常生活中遇到的各種免疫現象，及時進行相關免疫學知識的科普和推送，既能夠提高公眾對常見免疫學現象的認知，也提高了學生的專業知識水平，實現本門課程的社會價值。主要推送的知識包括：①與季節相關的過敏性鼻炎、過敏性哮喘的發生機制與預防和治療。②新聞熱點中免疫相關知識，如嬰兒基因編輯事件中免疫分子CCR5的知識。③2018年諾貝爾生理學或醫學獎免疫檢查點抑制劑治療腫瘤的原理等。

1.4引入虛擬動畫實驗課件 許多經典免疫學實驗存在步驟多、實驗周期長，需要無菌操作等特點，學生在學時有限的實驗課中難以操作完成全部內容。本次教學改革中我們委托專業團隊和本系教師協作制備虛擬動畫實驗課件。主要包括免疫印跡技術、多克隆抗體的制備技術、自然殺傷細胞功能的檢測、酶聯免疫吸附實驗、流式細胞術檢測免疫細胞的數量等經典免疫學實驗內容。將這些技術含量較高的實驗項目以虛擬動畫課件的形式呈獻給學生，使得學生能夠在較短的時間內對實驗內容、操作方法有直觀、形象的認識。

1.5開發在線課程 “互聯網+”催生的新的教育生產力，將信息技術與教育教學深度融合，必將在教育領域掀起一場新的革命[5]。針對免疫學教學內容，我們進行了在線課程的設計與開發，將基本教學內容分為若干知識點，進行課程的錄制，每個知識點講述5～15 min，將基本教學內容以通俗易懂、有趣的形式傳授給學生。同時能與學生在線互動，及時解答學生在線課程學習中遇到的問題。彌補課堂教學時間有限的缺點，學生還可隨時自學。

2 教學效果分析和初步體會

2.1通過思維導圖模式提高學生綜合分析問題和發散思維的能力 免疫學課程概念多、名詞多、英文縮寫多，易混淆易遺忘，原理抽象不易理解，相互關系錯綜復雜，雖各章節內容是有機的整體，但只能分割學習。傳統教學模式導致學生理解掌握比較膚淺，印象不夠深刻，缺少反復鞏固的環節。而思維導圖注重邏輯關系的運用，使得知識間關系網絡化。常常以某一主題為核心，要求學生將分散學習的各種免疫學概念和原理梳理成相互聯系的知識模塊，最終成為一個整體。達到思維過程可視化、抽象原理形象化、眾多概念結構化、分散的知識點系統化的目的。

通過對本次教學改革實驗班學生進行思維導圖訓練，發現同學們對這一舉措反應積極，均能在規定時間內完成教師布置的任務。大部分同學作圖良好，圍繞免疫學相關主題詞進行發散式思維論述，各知識點之間可進行相互聯系(圖1、2)。我們進一步對開展思維導圖舉措和學生們進行了課堂座談，大多數學生認為該學習形式有助于對單一抽象的免疫學概念的理解，有助于理解免疫學各種概念和原理之間的相互關系，有助于對免疫學內容的整體把握，初步達到了通過制作思維導圖學習醫學免疫學的目的。

2.2閱讀經典文獻，提高學生嚴謹的科研思維能力和外文文獻掌握程度 免疫學發展日新月異，各種免疫治療方法已經深入人心、與個人息息相關。每天鋪天蓋地的新聞充斥在公眾身邊，如何客觀理解這些吸引眼球的新聞，這些免疫相關技術是否真的能在短時間內服務于大眾？如基因編輯嬰兒事件中靶向免疫分子CCR5的基因，從免疫學的角度如何正視該治療方法？新聞報道中提到感染瘧原蟲可治療腫瘤，該治療方法是何原理？短期內能否應用于臨床患者的治療？腫瘤治療中能否聯合TLR激動劑和免疫檢查點抑制劑提高治療效果？追本溯源，通過對這些消息相關信譽度較高的文獻進行閱讀，勢必能將整個事件的研究背景、研究方法、研究結果及技術前景進行整體的把握，而不是人云亦云。學生們對此類內容表現出極大的興趣，積極參與教師推送的期刊論文的閱讀和翻譯工作[12-14](圖3)。這就要求教師在授課過程中緊跟免疫學發展前沿，及時將最新的知識和研究熱點講授給學生，鼓勵學生以小組形式閱讀感興趣的免疫學期刊文章，并將相關內容制作成課件，講述給本班同學和老師，期間預留教師和同學提問和回答時間。這必將會對參與學生的科研思維能力和外文文獻掌握能力產生極大的推動作用。

2.3虛擬動畫實驗課件完善免疫學實驗教學內容，彌補傳統實驗的不足 許多經典免疫學實驗內容步驟多、實驗周期長，需要無菌操作等特點，學生在極其有限的實驗課中很難完成全部內容。以往只能由教師課下提前準備好，課堂上將結果示教給學生，經常出現因學生太多看不清看不全的情況。本次教學改革中我們引入了多個虛擬動畫實驗課件，包括免疫印跡技術、多克隆抗體的制備技術、自然殺傷細胞功能的檢測、酶聯免疫吸附實驗、流式細胞術檢測T細胞等。將這些“高大上”的實驗項目以虛擬動畫課件的形式呈獻給學生，使得學生能夠在較短的時間內對實驗內容、操作方法、注意事項有直觀形象的認識(圖4)。還可對有疑問的地方隨時回放，彌補傳統實驗教學的不足。免疫學技術進展迅速，流式細胞儀和共聚焦顯微鏡等已成為免疫學實驗中常用的設備，但在實驗過程中學生親自操作和觀察的機會極小，通過觀看虛擬動畫實驗課件可讓學生對儀器及儀器輸出的實驗結果獲得初步的形象的認識。

2.4教學效果調查分析 我們分別從知識獲取、學習興趣、能力提升、自主學習等方面對參與“以學為中心”的教學改革的學生進行了問卷調查和座談會交流,分析教學改革的效果(圖5)。多數學生對于新型教學模式表現出極大興趣，認為該多軌道教學模式有助于理解和記憶抽象的免疫學概念和原理，可促進課前預習和課后復習，促進查閱相關的課外資料。通過制作思維導圖加深了對免疫學各種概念和原理之間相互關系的理解。以小組形式進行文獻閱讀和課件制作能夠培養團隊協作能力，提高語言表達能力，使課堂氣氛更加活躍。多數學生能夠利用課余時間閱讀經典的中外文免疫學相關文獻，希望能夠有更多的機會參與教師的科研課題研究。多數學生認為該種教學方式有助于提高分析問題和解決問題的能力，對將來的工作和學習會起到一定的幫助作用。

圖1 學生制作抗體(A)和補體(B)思維導圖Fig.1 Mind mapping of antibody(A) and complement(B) made by one student

圖2 學生制作分泌型免疫分子思維導圖Fig.2 Mind mapping of secretory immunomolecules made by one student

圖3 學生在課堂中講述(A)并討論(B)《自然通訊》雜志中腫瘤生物治療文獻Fig.3 Presentation (A) and discussion (B) of a literature on cancer biotherapy published in Journal of Nature Communications

圖4 多克隆抗體的制備技術(A)、免疫印跡分析技術(B)和流式細胞術(C)虛擬動畫截取頁面Fig.4 Virtual animation interception pages of polyclonal antibody preparation (A),Western blot (B) and flow cytometry (C)

圖5 調查問卷分析教學改革效果Fig.5 Questionnaire survey results of multi-track teaching model

3 結語

現代化新形勢下的課程教學不再是簡單的知識傳授，而應該實現知識、能力和素質的有機融合，培養學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維[5]。本校免疫學系在醫學免疫學教學過程中嘗試多軌道教學模式，除傳統課堂授課外，增加思維導圖學習法、引導學生閱讀免疫學經典文獻、開發在線課程、制作虛擬動畫課件、引導學生推送疾病與健康相關的免疫學科普知識等內容，經過初步探索取得了一定的教學經驗，得到了學生的認可。各種改革舉措正在進一步推廣實施，期待能對更多學生的學習起到較大的推動作用，形成以學生為中心、教師指導為主的新型教學模式。

多軌道教學模式對教師和學生均提出了新的挑戰。首先教師要及時“充電”，隨時更新自身的知識體系，不僅將教學大綱中要求學生掌握的內容傳授給學生，還要及時跟進免疫學新理論新技術，能夠引導學生將學到的知識與日常生活融會貫通，勢必需要教師花費大量時間和精力認真備課講課。學生除了要掌握課本基本知識外，還要在課下查閱大量資料、小組協作完成所選外文文獻的閱讀理解和課件的制作，這就需要學生具有一定的專業基礎知識和專業英語詞匯儲備量。本校免疫學系通過每周的教師集體備課，線上線下共享教學資源，共同探討免疫學新技術新理論等方式以提高教師業務水平。教師在授課過程中通過加強雙語教學、及時推送專業英語詞匯等方面對學生進行引導。相信該教學改革無論對教師和學生均將起到一定的推動作用，激發學生對學習和探究的內在驅動力，使學生的創新意識在學習的過程中潛移默化地得到提高，提高學生分析問題、解決問題的能力，最終達到向社會輸送更加優秀的醫護人才，更好地服務于社會和人民的目的。