生物科學方向必選課中“免疫器官和免疫組織”章節(jié)線上線下教學的設計

何鳳琴 常亦昆 田 貞 閆冰潔 王 波 王子見 成曉霞 （西安文理學院生物與環(huán)境工程學院，西安市秦嶺天然產物開發(fā)與抗癌類創(chuàng)新藥物研究重點實驗室，西安 710065）

隨著互聯(lián)網(wǎng)、信息技術、人工智能的快速發(fā)展，線上線下混合式教學已日益成為教學研究和實踐的常態(tài)化教學模式。然而，這種教學模式需要運用不同的學習平臺，采用不同的技術手段，對教師的教學資源整合、建設和教學設計及教學管理提出了更高的要求。其中，教學設計是線上線下混合式教學是否成功的關鍵要素［1］。免疫器官和免疫組織是機體執(zhí)行免疫應答和免疫功能的重要構成，學好這一章節(jié)對于深入理解和掌握免疫系統(tǒng)功能及免疫應答類型、機制及特點具有重要作用，因此本章節(jié)的教學設計顯得尤為重要。通過線上線下教學活動的設計使學生從知識、能力、情感三方面均達到本章節(jié)的教學目標。

1 教材分析

教學團隊所講授的課程是“免疫技術”，本課程又分為基礎免疫學和免疫學技術和應用兩部分，課程共32 課時，兩部分各占16 課時。其中基礎免疫學使用的是普通高等教育“十三五”國家級規(guī)劃教材《免疫學教程》第Ⅰ篇第3 章“免疫器官和免疫組織”［2］。本章節(jié)的理論學時為1 學時，要完成整章的教學任務必須重點突出，詳略得當，邏輯清晰。因此，結合非醫(yī)學專業(yè)學生的特點，選擇免疫器官的結構與功能和免疫器官/組織是一有機整體的兩條主線相關理論知識進行講授，為后續(xù)的B淋巴細胞、T 淋巴細胞、T 細胞介導的細胞免疫應答、B 細胞介導的體液免疫應答、免疫耐受、免疫調節(jié)等內容奠定基礎。

2 學情分析

西安文理學院免疫技術課程的授課對象是生物科學專業(yè)2018 級本科生和2020 級專升本學生的方向必選課，共56 人，該課程以這兩個合班課為單位進行授課。本科生在本校大一和大二期間已經(jīng)學過動物學、細胞生物學、生物化學、微生物學、遺傳學等課程。專升本學生也已經(jīng)在生源地學校學過這幾門課，所以兩個班的學生均具有一定的專業(yè)基礎知識和專業(yè)技能。另外，現(xiàn)代大學生也都具備一定的網(wǎng)絡軟件應用能力，因此，學生們具備通過小組合作形式，利用錄制的視頻及短視頻資源等自學本課程教學內容的能力。

3 設計的總體思路

線上線下混合式教學與傳統(tǒng)教學的主要區(qū)別在于線上線下混合式教學更加強調線上優(yōu)質的、開放的、共享的教學資源對教師“教”的支撐及對學生“學”的助力，通過“利用信息技術開展啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學”達成教學目標［3］。教學團隊通過多方收集資料，借鑒學習南昌大學團隊錄制的MOOC 醫(yī)學免疫學中“免疫器官和免疫組織”一節(jié)的教學內容，結合本校學生所具備的知識和技能，經(jīng)過充分研討和細致準備，錄制了本章節(jié)課程內容，經(jīng)剪輯優(yōu)化，制作出一節(jié)重點突出、詳略得當、邏輯清晰的課程。免疫器官和免疫組織線上線下混合式教學設計的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下4 個方面：第一，立足于免疫器官的結構和功能，激發(fā)學生學習免疫學的動力；第二，充分考慮學生的認知規(guī)律與已有的學習經(jīng)驗，以現(xiàn)代信息技術為工具，利用錄播的線上資料，結合傳統(tǒng)課堂教學優(yōu)勢，對教學內容模塊進行優(yōu)化組合；第三，合理、適當?shù)匾龑W習者通過自身的學習、思考、探究活動獲取免疫知識；第四，利用免疫學專業(yè)知識，結合當前新冠疫情的聯(lián)防聯(lián)控，加強愛國主義教育，培養(yǎng)學生愛國主義情懷。

4 教學目標

根據(jù)學生前期所學內容，結合學生知識基礎，本章節(jié)從助力本課程知識體系的搭建，兼顧學生對本章節(jié)內容的實際需求，教學團隊從知識、能力、情感三個方面進行考量設置教學目標。

4.1 知識目標 掌握免疫器官和免疫組織的組成及主要功能。由于學生在高中生物時接觸過免疫系統(tǒng)，對其分類、組成及功能有一定的認識，對該部分知識的加深與拓展也較易理解，因此本章的難點在于如何理解免疫系統(tǒng)是機體的“安全部門”。

4.2 能力目標 在知識目標完成的基礎上，通過討論機體所有免疫器官/組織如何聯(lián)成一有機整體，激發(fā)學生的想象力，使創(chuàng)造性思維得到充分發(fā)揮，提高學生形象思維和系統(tǒng)思維能力。同時，培養(yǎng)學生自主學習、分析、處理問題的能力。

4.3 情感目標 通過小組協(xié)作，培養(yǎng)學生團隊合作學習意識和探索精神。通過本章節(jié)重點內容的學習，將免疫器官、免疫細胞和免疫分子對機體的重要作用類比到國防系統(tǒng)對國家的重要作用，加強愛國主義教育。

5 教學過程設計

免疫器官和免疫組織是學生學習免疫學的基礎，與高中階段學習的免疫系統(tǒng)相比，“免疫器官和免疫組織”章節(jié)內容強調免疫器官結構與功能的邏輯關系，揭示通過淋巴細胞再循環(huán)使機體所有免疫器官/組織聯(lián)成一有機整體的辯證關系。如何理解從免疫分子是免疫細胞發(fā)揮功能的物質基礎、免疫細胞是擔負免疫功能的主體、免疫器官是免疫細胞成熟和工作的場所中引導學生逐步明晰淋巴細胞再循環(huán)是本章節(jié)的重點。本節(jié)內容按照“線上-線下-線上”主線，將學習資料通過超星學習通完成課前（線上）學習資源與學習任務的推送與互動；課中（線下）重點的內容解讀、答疑、小組討論；課后（線上）的作業(yè)鞏固、自測，參考文獻的拓展等活動，使學生學習活動既不受時間、空間限制，又能較好地完成學習目標（圖1）。

圖1 基于超星學習通平臺“免疫器官和免疫組織”章節(jié)的教學環(huán)節(jié)設計Fig.1 Teaching design of "Immune organs and immune organizations" chapter based on Chaoxing Xuetong platform

5.1 課前（線上）引導與嘗試 課前的線上教學能夠順利實施的關鍵在于學生是否能夠對線上發(fā)布的學習任務足夠重視并嚴格遵循線上學習計劃，提前自主完成學習活動，同時教師與學生線上互動的活動質量也是影響線上學習的重要因素［4］。因此，

在這一環(huán)節(jié)中將主講教師提前精心錄制的教學視頻、短視頻、PPT 課件、最新的新冠疫情相關科普視頻、動畫等提前上傳到超星學習通平臺作為線上教學的輔助性教學，對課堂教學中存在的不足進行全面補充，提升本章節(jié)的整體教學效果。在線上教學資源的設計中，引導學生了解免疫器官結構與功能的邏輯關系及淋巴細胞再循環(huán)的意義（表1）。

表1 課前文檔、視頻、教學課件等資源內容表Tab.1 Resource contents table such as pre-class documents，videos，teaching courseware，etc.

5.2 課中（線下）探究與鞏固 課中的線下課堂教學活動作為學生線上學習的重要補充與幫助［5］，根據(jù)學生線上的學習反饋情況，主要完成知識鞏固、應用性知識拓展、免疫學素養(yǎng)提升等任務，實現(xiàn)知識遷移與能力提升的教學目標。在面對面線下課堂教學過程中，第一，播放精心錄制的視頻和短視頻（14 min）；第二，對錄播視頻中的重點難點進行重點解讀，并進行總結和歸納（11 min）；第三，提出10個問題：①免疫功能的物質基礎有哪幾個層次？②何為中樞免疫器官？③何為外周免疫器官？④為什么骨髓既是中樞免疫器官，又兼有外周免疫器官的作用？⑤在胸腺、脾、淋巴結哪些結構與T 和B 細胞相關？⑥淋巴結為什么有重要的過濾作用？⑦淋巴細胞為什么會參與淋巴細胞再循環(huán)？⑧淋巴細胞再循環(huán)的意義是什么？⑨何為黏膜免疫系統(tǒng)⑩如果把機體比作一個國家，免疫系統(tǒng)像是國家的什么？10 個問題共5 min，以問題為導向，將學生進行分組，通過交互式的學習方式和交流方式，自主討論，對免疫器官和免疫組織的相關知識進行主動地探究和分析（10 min）；第四，結合本章節(jié)內容，引入最新研究文獻，提出拓展方向，滿足不同層次學生的需求（5 min）；第五，結合T 細胞的發(fā)育過程（胸腺中不足5%發(fā)育成熟）及HIV 的感染增強學生熱愛生命、強身健體、健康宣教的責任擔當（5 min）。

例1：為什么骨髓既是中樞免疫器官，又兼有外周免疫器官的作用？

通過觀看視頻和學生討論，答：骨髓有3 個功能，首先，骨髓可誘導造血干細胞分化發(fā)育；其次，骨髓是B細胞分化成熟的場所；最后，骨髓是再次體液免疫應答的場所。因此，骨髓是中樞免疫器官。只是當機體受到抗原刺激后，部分活化的記憶性B 細胞可隨血液循環(huán)或淋巴循環(huán)進入骨髓，進一步分化成漿細胞，產生大量抗體并釋放到血液中參與體液免疫應答，所以骨髓又兼有外周免疫器官的作用。

探究性問題：胸腺是T 細胞分化、成熟的場所，是中樞免疫器官，其是否也是外周免疫器官？

教師引導，學生討論，答：胸腺雖然是T 細胞分化、成熟的場所，參與免疫調節(jié)（分泌細胞因子、多種激素）和免疫耐受的建立與維持，但會隨著年齡的變化而變化：新生兒胸腺相對較大（10~15 g），至青春期達30~40 g，此后胸腺開始萎縮。胸腺不是免疫應答的場所，因而不屬于周圍免疫系統(tǒng)。

例2：淋巴結為什么有重要的過濾作用？

通過觀看視頻和學生討論，答：局部入侵的病原體或其他異物可通過引流淋巴管逐級向上級淋巴管匯流，最終通過輸入淋巴管進入淋巴結，在淋巴結中的吞噬細胞將抗原異物消除，因此，淋巴結有重要的過濾作用。

探究性問題：為什么B、T淋巴細胞可以在血液、淋巴液、淋巴器官和組織間周而復始循環(huán)再循環(huán)？

教師引導，學生討論，答：主要是因為在初始淋巴細胞和記憶細胞表面有一種分子稱為歸巢受體，而在高內皮微靜脈的表面有一種分子叫地址素，這兩種分子是受體和配體，能夠相互結合。血液中的T、B 淋巴細胞流經(jīng)高內皮微靜脈時，有部分T、B 淋巴細胞通過歸巢受體結合高內皮微靜脈的地址素，最終通過高內皮微靜脈柱狀上皮細胞浸出，進入淋巴結。因此，B、T 淋巴細胞可在血液、淋巴液、淋巴器官和組織間周而復始循環(huán)再循環(huán)。

探究性問題：為什么機體所有免疫器官/組織聯(lián)成一有機整體？

教師引導，學生討論，答：外周的淋巴細胞可通過引流淋巴管，逐級向上級淋巴管匯流，最終通過輸入淋巴管進入淋巴結。淋巴結中的淋巴液還有大量的淋巴細胞，通過淋巴竇液的匯流，從輸出淋巴管中流出，逐級向上級淋巴管匯流，最終通過胸導管進入靜脈，回到血液，因此，淋巴細胞，尤其是T淋巴細胞，可在機體的外周血液，淋巴液和外周淋巴器官間周而復始地不斷循環(huán)，經(jīng)過這樣一個循環(huán)，大概需要24~48 h。同時，經(jīng)過這一循環(huán)可將機體所有免疫器官/組織聯(lián)成一有機整體。

情感問題：如果把機體比作一個國家，免疫系統(tǒng)可比作國家的什么？

老師引導，學生討論，答：免疫系統(tǒng)（免疫器官、免疫細胞、免疫分子）的組成及各成分間的分工協(xié)作相當于國家的國防系統(tǒng)，一個人身體強壯，免疫力強，就能夠阻止病原微生物的入侵。一個國家，綜合實力強，軍事強大，就能抵御外敵的入侵。免疫系統(tǒng)不但具有防御功能，還具有識別“自己”和“非己”的功能，相當于偵查系統(tǒng)，具有免疫監(jiān)視功能。同時，免疫系統(tǒng)還能夠清除“非己”而保持機體內環(huán)境的穩(wěn)定，因此也可比做環(huán)保系統(tǒng)，具有免疫自穩(wěn)功能。

教師進一步師引導：在新冠病毒大肆流行的當今世界，習近平總書記指揮下的聯(lián)防聯(lián)控有效地控制了新冠病毒在我國的流行，這充分體現(xiàn)了社會主義制度的優(yōu)越性，同學們要有社會主義核心價值觀和民族自信心，要愛黨、愛國家。

結合T細胞的發(fā)育過程（胸腺中不足5%發(fā)育成熟）及HIV 的感染，教師進一步引導學生熱愛生命、強身健體，要有健康宣教的責任擔當，要有家國情懷團結協(xié)作的責任擔當，要有大局意識（圖2）。

圖2 基于超星學習通“免疫器官和免疫組織”章節(jié)面對面線下課堂教學過程Fig.2 Face-to-face offline classroom teaching process of"Immune organs and immune organizations"chapter based on Chaoxing Xuetong platform

5.3 課后（線上）提升與拓展 基于超星學習通平臺的教學模式在教師結束線下授課后，根據(jù)學生線上反饋生成課程學習數(shù)據(jù)，教師通過對學習數(shù)據(jù)及線下課堂活動情況的綜合評價分析，合理布置課后作業(yè)幫助學生復習鞏固，選擇最新相關文獻資料進行提升拓展，并通過超星學習通平臺完成課后學習任務推送，加深學生對免疫器官和免疫組織結構和功能蘊含免疫思想的認識，同時，通過超星學習通平臺隨時完成與學生的在線交流，滿足不同學生需求的同時，彌補了傳統(tǒng)課堂課后“學生與教師處于分離的狀態(tài)，無法得到有效的聯(lián)系和融合”的不足［6］（表2）。

表2 課后文檔、文獻等資源內容表Tab.2 After-school documents，literature and other resources content table

6 教學效果分析與評價

“免疫器官和免疫組織”章節(jié)的教學旨在通過設置具體問題情境，在探索、分析等一系列思維活動基礎上，使學生理解免疫器官和免疫組織結構與功能的關系。線上+線下+線上的教學設計以線上視頻形式，有效地激發(fā)了學生的學習興趣，并通過合作探究、問題解決、互動交流等線下教學活動加深學生對免疫器官和免疫組織的理解，而課程線上拓展練習則滿足了不同層次學生對知識的不同需求。免疫學內容復雜、抽象、枯燥、難懂，線上與線下課堂的有效融合解決了傳統(tǒng)課堂教學形式枯燥單一、師生互動缺乏、學生免疫學學習積極性較差等問題，實現(xiàn)了提高免疫學教學效率、提升免疫學教學活力、改善免疫學學習現(xiàn)狀的教學目標。根據(jù)對本章節(jié)所留的作業(yè)，班級學生進行成績相互批改，兩個班共56人，其中1人未交，共55份作業(yè)，其中90分以上28人（占總人數(shù)的50.9%），80~89分27人（占總人數(shù)的49.1%）。最高分100分，最低分84分，平均分95 分。以這種設計思路進行教學，最后對“免疫技術”這門課進行期末考試。考試成績中，90~100分41人（占總人數(shù)的73.2%），80~89 分14人（占總人數(shù)的25%）。最高分95 分，最低分77 分，平均分91 分（圖3）。已往（2020 年前）這門課程僅進行了線下課堂教學，以2019 年為例，32 人（僅本科1個班）的期末考試成績中，90~100 分3 人（占總人數(shù)的9.38%），80~89分16人（占總人數(shù)的50%）。最高分93分，最低60分，平均80分。作業(yè)和與以往成績的對比提示，通過線上線下的混合式教學，學生對免疫技術課程及“免疫器官和免疫組織”這一章都比較感興趣，該教學模式能夠較好地完成本章節(jié)和本門課程的教學目標和教學任務。

圖3 基于超星學習通免疫技術課程線上考試成績和成績分析Fig.3 Online test scores and score analysis of "Immune Technology" course is on Chaoxing Xuetong platform

7 結語

根據(jù)教學內容，教學團隊制定合理的線上、線下教學計劃。在進行線上與線下教學模式有機融合的過程中，需保持兩者的統(tǒng)一，不能獨立進行，既要進行線上教學，又要進行線下教學，融合兩種教學模式的優(yōu)點。同時在現(xiàn)場教學過程中，充分保證學生的主體地位和教師主導作用，最大效率地完成線下、線上的教學活動。教學團隊要不斷提升自己的信息化素養(yǎng)、專業(yè)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)，才能春風化雨地實現(xiàn)教書和育人的雙重目標。教學團隊將再接再厲，不斷改進，為社會培養(yǎng)更多德才兼?zhèn)涞纳锟茖W專業(yè)優(yōu)秀人才。