可視化數(shù)據(jù)庫在研究生免疫學實驗教學中的運用及思考①

張丁丁

(四川省人民醫(yī)院，成都 610072)

研究生免疫學實驗是研究生免疫學教學中的重要環(huán)節(jié)，是免疫學理論在實踐中的運用，研究生免疫學實驗的實踐性、精準性、邏輯性要求較高，學生常常感到內(nèi)容較抽象、不易理解。在新型冠狀病毒感染的肺炎(coronavirus disease-19,COVID-19)疫情席卷中華大地之際，疫情也給研究生免疫學實驗增添難度。疫情期間，在“停課不停學”思路引領(lǐng)下，探索新的教學模式運用到遠程教學中，成為必然。本研究通過JoVE可視化數(shù)據(jù)庫(Journal of Visualized Experiments,JoVE)線上教學模式探索，為其他類似課程的實驗教學提供新的思路。JoVE可視化數(shù)據(jù)庫又稱JoVE實驗視頻期刊，主要來源于哈佛大學、斯坦福大學、耶魯大學等世界知名院校及研究所專家的經(jīng)驗總結(jié)，通過以視頻方式呈現(xiàn)醫(yī)學、生物學、化學等領(lǐng)域的實驗過程，錄制的實驗輔以簡潔的文字說明。在研究生免疫學實驗教學中適時、恰當?shù)匾隞oVE可視化數(shù)據(jù)庫，不僅降低教學成本，還有助于提高教學質(zhì)量,收到很好的教學效果。

1 JoVE可視化數(shù)據(jù)庫在免疫實驗教學中的運用

1.1實驗準備階段 本階段重在實驗規(guī)劃、設計。疫情期間，雖然學生不能親自動手實驗操作，但可有效利用這一寶貴的時間段對實驗的整個過程有一個清晰、全面的了解和認識，通過網(wǎng)上教學，觀看視頻可以幫助學生對實驗的各個環(huán)節(jié)一目了然，做到心中有數(shù)。選取JoVE可視化數(shù)據(jù)庫中針對性強的實驗視頻引入教學中，由于該庫呈現(xiàn)的是高品質(zhì)視頻演示，可分段檢索，方便學生自學及預習。如在《人T淋巴細胞的分離培養(yǎng)及體外遷移分析》的實驗演示里，JoVE可視化數(shù)據(jù)庫將實驗所需材料進行清單式一一列出，并對該實驗的方法、詳細步驟、代表性結(jié)果、結(jié)論等，以圖像的形式清晰地呈現(xiàn)，直觀形象地將實驗中的細節(jié)、難點傳遞給學生，特別是如何運用軟件對圖像信息的捕獲及分析等進行了深入淺出的介紹，帶給學生身臨其境的感受，有助于解決實驗中的難點問題，更好地激發(fā)學生的學習熱忱,通過對實驗的整體把握，有助于學生根據(jù)自身實驗需求，調(diào)整實驗方案，增強自主學習能力,實現(xiàn)有的放矢[1]。

1.2實驗實施階段 突如其來的新冠疫情，給研究生實驗教學帶來一定影響，由于學生居家隔離，教學受到空間、實驗設施等客觀條件的限制，在本階段特定的情境下，著力于學生科研思維能力的培養(yǎng)及鍛煉，采用遠程教學的方式進行教學。JoVE可視化數(shù)據(jù)庫融入實驗教學的實例分享如下：

以流式細胞儀分選脾臟組織B淋巴細胞為例(圖1)，JoVE可視化數(shù)據(jù)庫從流式細胞儀的原理，實驗背景知識的介紹，實驗器材的列舉，動物組織的解剖分離，脾臟組織淋巴細胞的分離與獲取，細胞的染色，流式細胞儀的調(diào)試，儀器操作進行各個環(huán)節(jié)及注意事項，實驗數(shù)據(jù)獲取與分析，流式細胞儀的應用及實驗小結(jié)等方面(圖2)，從儀器參數(shù)的設置，到從小鼠脾臟分離的細胞中B淋巴細胞的百分比的觀察，均進行了清晰展示，通過流式細胞術(shù)對特定細胞群的富集，借此收集的細胞為后續(xù)實驗做好鋪墊。在這個過程中，引導學生對流式細胞儀的參數(shù)設置及儀器調(diào)試的細微之處，都予以高度關(guān)注，知其然還知其所以然，實驗里蘊含的理論和知識在視頻里得到很好的詮釋，更重要的是，給學生留下深刻的印象，學生反響良好。

圖1 JoVE視頻演示的場景示例Fig.1 JoVE video scene

圖2 JoVE 實驗流程介紹的示意圖Fig.2 JoVE introduction of experimental proceduresNote:FCM.Flow cytometry；FACS.Fluorescent activated cell sorter.

1.3實驗總結(jié)階段 JoVE可視化數(shù)據(jù)庫可提供詳細的實驗指南，幫助學生對經(jīng)典實驗操作進行準確理解和把握，同時吸取專家學者們寶貴的經(jīng)驗，如《利用流式細胞術(shù)分選小鼠脾臟B 淋巴細胞》中，對實驗的流程、注意事項、重點難點進行了總結(jié)，給學生在復習時帶來極大幫助，還可分段檢索，對片段進行回放瀏覽[2]。在引入視頻的同時，引導學生思考流式細胞儀在細胞分選中特有的價值，學生帶著問題去查閱，去鉆研還可能在哪些方面有應用，深度思考該技術(shù)在血液學、腫瘤學等領(lǐng)域的作用[3]，整合所學知識并達到學以致用的效果。這樣站在“前人”的肩上，有助于汲取學科領(lǐng)域豐富的營養(yǎng)，拓展知識的深度與廣度，歷練學生解決實際問題的能力。

2 JoVE可視化數(shù)據(jù)庫在實驗教學中的特色

2.1克服實驗重現(xiàn)性問題 JoVE可視化數(shù)據(jù)庫每月更新、信息量較大，便于學生較快了解最新學科領(lǐng)域發(fā)展動態(tài)，同時由于傳統(tǒng)方式中，科學研究實驗的重現(xiàn)往往有其局限性，學習新實驗技術(shù)需大量的時間，常表現(xiàn)為相對密集型的工作，JoVE可視化數(shù)據(jù)庫較好地克服了科學實驗重現(xiàn)性差這一弱點，匯集了世界上知名專家學者的智慧，既節(jié)省了時間，提高了效率，還體現(xiàn)了實驗的可重復性。JoVE可視化數(shù)據(jù)庫既重視結(jié)果分析，又突出了實驗過程的探究，利于學生培養(yǎng)良好的臨床科研思維。

2.2蘊含寓教于樂的精神內(nèi)涵 JoVE可視化數(shù)據(jù)庫通過世界上學科領(lǐng)域知名專家學者融會貫通的講解，幽默風趣的語言，生動形象地實現(xiàn)寓教于樂。真實的實戰(zhàn)場景演示，高品質(zhì)的音質(zhì)效果，靈活多樣的教學風格，給學生較好的學習體驗與感受。如上述視頻中通過對流式細胞儀的流體系統(tǒng)、光學系統(tǒng)、電子系統(tǒng)三大系統(tǒng)有機組成的描述，闡明流式細胞儀在利用特定表位分離及分選細胞中的優(yōu)勢，在相對輕松的氛圍中，加深了學生對基本理論知識的認識，探究科學內(nèi)涵的興趣油然而生。

2.3便于雙語教學 JoVE可視化數(shù)據(jù)庫采用的語言以英語為主， 簡潔明晰的畫面，清晰流利的語言，有助于研究生加深對科研的理解，接受良好的專業(yè)語言訓練，對研究生專業(yè)英語水平的提高及科研活動的質(zhì)量提升均很有幫助。

2.4便于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng) JoVE可視化數(shù)據(jù)庫的專家們在娓娓道來實驗過程的同時，還滲透了多學科交叉共融的理念，如在實驗數(shù)據(jù)分析中融入生物信息學的方法，在免疫學實驗中融入生物化學、遺傳學等學科的元素，對學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)亦具有潛力。

3 展望

將JoVE可視化數(shù)據(jù)庫融入研究生免疫學實驗的教學中，通過對科學實驗的標準化操作以及現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新應用，使成本效益最大化。如免疫與感染，免疫細胞發(fā)育與自身免疫疾病等內(nèi)容，對實驗步驟的清晰定義有助于保障實驗的可重復性，有效應對實驗教學所需大量資金、時間和精力等問題。線上教學具有及時反饋的特點，學生提出的問題可實時在線呈現(xiàn)給老師，便于師生互動交流。在疫情的特定時期，空間條件改變的情況下，將JoVE可視化數(shù)據(jù)庫融入實驗教學，給學生原本有些枯燥的內(nèi)容增添了趣味感，對實驗的興趣是學生最好的老師，這種將實驗的科學性與趣味性融為一體的做法，一定程度上帶給學生茅塞頓開的感悟，在教學相長中，實現(xiàn)雙方共贏。

JoVE可視化數(shù)據(jù)庫始建于2006年，目前可用于JoVE可視化數(shù)據(jù)庫的教學視頻信息量還有待挖掘、完善，相信隨著網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，對客觀世界認識的加深，JoVE可視化數(shù)據(jù)庫在研究生免疫學實驗教學中的運用，也將對其他課程的實驗教學具有借鑒價值。