病原生物學與免疫學“教-學-做-賽”一體化的實踐教學模式探索

【關鍵詞】 病原生物學與免疫學；“教學做賽”一體化；實踐教學

中圖分類號：G642 ""文獻標志碼：B ""DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2024.10.017

病原生物學與免疫學是醫學相關專業的重要基礎課程，在連接基礎實驗與臨床應用方面起到非常關鍵的作用［1］。學生普遍反映，該門課程理論性較強，尤其是免疫學部分更是抽象晦澀，難以理解。傳統的教學方式難以激發學生的學習興趣，且實驗操作訓練不足，限制了學生自主創新精神的培養［2-3］。

隨著“互聯網+”“挑戰杯”以及各類職業技能競賽的蓬勃發展，將競賽與教學有機融合，并將各種比賽中的創新應用于課程教學，可以有效探索賽教融合的教學模式，積極推進課程教學改革［4］。目前，已有不少醫學類課程在這方面進行了探索［5-9］，病原生物學方向也有類似的教學嘗試［10-11］，但在醫學免疫學教學上，此類實踐相對較少。病原生物學和免疫學本是密切相關的兩個學科，彼此之間有著深刻的聯系和互補作用，探索這一領域的賽教融合，有助于為教學模式的創新提供新的契機和思路。

基于本校體外干式免疫層析診斷試劑實驗平臺的建立，結合筆者多年的體外診斷試劑研發工作經驗，探索了一種“教-學-做-賽”一體化的實踐教學模式，以應用為導向，將免疫層析檢測試劑條的研制及改進融入病原生物學與免疫學的實踐教學，并依托全國大學生基礎醫學創新研究暨實驗設計比賽平臺，組織學生參加比賽，以賽促學。本文以免疫層析檢測試劑盒研制及改進類項目為例，對病原生物學與免疫學“教-學-做-賽”一體化的實踐教學模式進行簡要闡述。

1 病原生物學與免疫學“教-學-做-賽”一體化教學的優勢

1.1 夯實學生專業基礎知識

針對免疫層析檢測試劑條的研制及改進項目，學生不僅需要掌握課堂所學知識，還需要延伸學習干式免疫層析試劑條的基本構造、組成、免疫學設計原理及優化策略等相關理論知識。在整個過程中，學生的自主學習意識不斷提升，理論基礎知識也更為扎實。

以SARS-CoV-2中和抗體定量檢測試劑卡的研制項目設計為例，通過研發設計，可以促進學生進行深度學習，很好地掌握相關理論知識：“病毒的結構”“病毒如何感染細胞”“病毒的復制周期”“滅活疫苗的制備原理”“滅活疫苗與核酸疫苗的區別”“滅活疫苗是如何發揮作用的”“滅活疫苗為何主要引起機體發生體液免疫應答？”“為什么疫苗要打加強針？”“中和抗體在機體內如何發揮作用？”“免疫層析試劑條包括哪些成分？”“哪些情況下要用競爭法來檢測目的產物？”等等。將病毒學、免疫學及其應用很好地結合在一起，實現了病原生物學與免疫學的統一。通過項目學習，學生不再零散地記憶各個知識點，對機體免疫應答的過程有了一個整體的概念，促進了學生對病原生物學與免疫學的理解。

1.2 提升學生實踐操作技能

體外診斷試劑條的研制及優化過程涉及的相關實驗包括各種溶液的配制、樣品墊的制備、結合墊的制備、抗體的標記和抗體的劃膜包被實驗等。除了一些較為簡單的溶液配制，學生并未參與過大多數其他實驗。學生對實驗操作表現出了極大的熱情，參與程度較高，完成度也較好。這個過程很好地提高了學生的動手操作技能。

1.3 提高學生科研分析能力

通過對相關試劑條進行工藝改進，圍繞分析原因提出改進方法，并進行實驗，隨后進行結果分析……在這個過程中，學生不僅提升了實驗操作能力，還提高了分析能力。在參與企業社會實踐時，我們得知一款便隱血膠體金檢測試劑盒容易出現假陽性，通過分析發現，新生兒糞便樣本很容易出現檢測假陽性，但對這些假陽性樣本進行復測時，假陽性很容易消失。學生對該結果難以理解，在與老師及企業研發技術人員進行深入探討后，我們懷疑造成假陽性的物質不穩定容易降解。學生重新采集新鮮樣本進行檢測，然后將新鮮樣本置于56 ℃處理30 min后再次檢測，結果發現，新鮮樣本檢測結果有陽性也有陰性。對于新鮮樣本檢測結果為陽性（圖1A）的樣本，經過處理后樣本檢測結果為陰性（圖1B）。實驗結果表明造成檢測假陽性的物質不穩定。但為什么新鮮樣本檢測結果有陽性也有陰性呢？我們進一步對檢測樣本進行溯源，發現純母乳喂養的新生兒糞便檢測結果為陽性，純奶粉喂養的新生兒糞便檢測結果為陰性（圖1C）。于是我們推測，母乳中可能存在某種不穩定成分導致試劑條出現假陽性。但是母乳為何會導致試劑條出現假陽呢？在老師的引導下，學生進行了文獻檢索，并學習了母乳的成分、試劑條假陽性發生的原因等相關知識。學生和研發企業確認該試劑條所用的抗體材料為完整IgG，存在補體結合位點后，初步懷疑造成假陽的物質可能是母乳中的補體C1q［12-13］。文獻表明EDTA可以螯合鈣離子（Ca2+）和鎂離子（Mg2+），抑制補體通過經典途徑激活，也就是抑制了C1和抗體的結合，防止C1q連接一抗和標記二抗造成假陽［14］。因此，我們用EDTA的稀釋液重新檢測母乳喂養的新生兒糞便樣本，檢測結果為陰性（圖1D）。如要進一步確定是補體造成的假陽性，可以用胃蛋白酶處理抗體材料以獲得F（ab’）2片段再進行實驗驗證。在這個過程中，學生不僅掌握了雙抗夾心法的檢測原理，還了解了補體的性質和補體的經典途徑激活過程等抽象的理論知識。同時，學生的文獻檢索能力和科研分析能力也得到了提高。

1.4 有助于提升學生綜合素質

通過理論學習和實踐訓練之后，學生參與了免疫層析檢測試劑條的研制和改進項目，并多次參加了全國大學生基礎醫學創新研究暨實驗設計論壇，最終榮獲全國總決賽銀獎一項，復賽一等獎一項和三等獎三項。

備賽過程中，我們定期組織學生進行匯報和答辯，并邀請校內外專家進行點評和指導，明顯提高了學生的語言表達能力和思辨能力。通過比賽促進訓練，學生的心理素質也得到了顯著提高。在集體備賽的過程中，團隊成員相互監督、相互學習，容易發現彼此的不足之處，這有助于培養學生良好的習慣和優良品格，并且培養了同學們團結協作、嚴謹求實的精神，提升了學生的醫學倫理意識和社會服務意識。例如，通過改進HIV1/2快速免疫層析試劑條的采樣與檢測方式，學生對生物安全有了更深刻的認識，其消毒滅菌和無菌操作意識以及醫學倫理意識明顯提高，同時，學生的社會服務意識也得到了顯著增強，他們紛紛加入學校生命科學社團，并積極宣傳HIV的防治知識。

1.5 提升學生職業素養

競爭性比賽能夠有效激發學生學習的積極性和主動性，提高他們對專業知識的掌握水平。免疫層析檢測試劑條研制及改進項目與體外免疫診斷技術企業密切相關，這有助于學生了解體外診斷行業的情況和工作要求，推動學校教學與企業生產的銜接，增強學生的崗位責任意識，使他們朝著成為合格技術人才的目標邁進，為日后的就業奠定良好基礎。

2 病原生物學與免疫學“教-學-做-賽”一體化教學的教學評價

為了更好地評估“教-學-做-賽”一體化教學模式的實際效果，本研究通過發放一般自我效能感量表和自主學習能力測評表，并進行問卷調查，對教學效果進行了評估。我們收集了三年來參與學生的匿名反饋，以了解他們對該教學模式的看法、態度和建議。結果如表1所示。

調查發現，大部分參與學生對“教-學-做-賽”一體化教學模式的整體滿意度為“很滿意”，96.43%的同學認為這種模式更適合病原生物學與免疫學的學習，89.29%的同學認為他們的自主學習能力顯著提升，學期內參加知識點面試考核都取得了較好的成績。應對比賽中的挑戰并成功解決困難的經歷，使他們的自信心和解決問題能力得到了進一步提高，85.71%的同學自我效能感有所提升。82.14%的同學希望這種實驗設計比賽能夠融入病原生物學與免疫學的日常教學中。然而，仍有17.86%的同學不支持將這種模式融入病原生物學與免疫學的日常教學，他們的主要理由是認為這種教學模式綜合性較強，占用了較多的課外學習時間。

3 病原生物學與免疫學“教-學-做-賽”一體化教學的教學反思

3.1 存在不足

這種一體化的教學模式也存在一些不足之處：（1）知識面廣。項目涉及病原生物學與免疫學、化學、物理等多學科知識，學習過程具有較強的系統性，對學生和教師的要求較高。（2）教學項目歷時較長。在課程既定學時內難以完成全部教學任務。（3）參與人數受到比賽規則的限制。（4）臨床樣本獲取不易。教學過程需要相關臨床樣本，而臨床樣本的獲取難度較大。（5）教學內容覆蓋不全面。雖然本教學實踐主要以病原微生物檢測為載體，利用免疫層析技術將病原微生物與免疫學聯系在一起，但整體上看，免疫學部分相對全面，涵蓋了抗原、抗體、補體、免疫應答規律、免疫應用和免疫預防等知識。而病原微生物部分主要涉及病毒學和細菌學相關知識，對病原微生物的致病機制等知識點涉及較少。

3.2 改進措施

針對這些問題，我們提出了相應的改進措施：（1）開設選修課。增加學時，加強學生理論學習的強度和深度，提升學生的實踐操作技能。（2）跨學科授課。邀請其他學科的授課老師以及企業體外診斷試劑研發專家共同授課，提升教學水平。（3）舉辦院校級比賽。推進院校級實驗設計比賽，讓更多的同學能夠參與。（4）加強合作。促進學校、企業和醫院的合作，為學生提供實踐學習機會，同時也確保臨床樣本的獲取。（5）篩選和凝練教學項目。結合教師的研究課題，進一步篩選和凝練常規教學項目，擴大教學內容的覆蓋面。

4 結語

實踐表明，將免疫層析檢測試劑條的研制及改進融入病原生物學與免疫學的教學，并組織學生凝練項目參加全國大學生基礎醫學創新研究暨實驗設計論壇，這種“教-學-做-賽”一體化的實踐教學模式在提升學生學習興趣、實踐操作技能和科研分析能力方面均取得了顯著成效，為病原生物學與免疫學的教學改革提供了新的視角和方法。然而，仍有改進空間，今后可進一步推動課程教學改革，不斷完善教學模式，讓更多學生參與其中并實現自我提升。

參 考 文 獻

［1］ "張溪洋，孫元杰，楊舒雅，等. 科研反哺在醫學免疫學教學中的實踐與探索［J］.細胞與分子免疫學雜志，2024，40（6）：571-574.

［2］ "宋濤，郭站穩，秦娜琳，等.“新醫科” 背景下基于基礎醫學專業人才培養的醫學免疫學課程教學改革［J］.西部素質教育，2023，9（23）：22-26，49.

［3］ "劉輝，陳昕昀，朱漢祎.臨床醫學專業課程體系綜合改革探索與實踐［J］.中國衛生事業管理， 2022，39（6）：452-455，459.

［4］ "郭保衛，崔卉，許軻，等.“以賽促教、賽教融合” 在作物栽培學教學中的探索與實踐［J］.智慧農業導刊，2024，4（12）：153-156，163.

［5］ "韓翰，周偉強.以大學生基礎醫學創新研究暨實驗設計競賽為導向的基礎實驗教學體系的探索與實踐［J］.沈陽醫學院學報，2024，26（3）：331-336.

［6］ "陳麗麗，柏琴琴，梁好，等.創新背景下衛生檢驗與檢疫專業本科生創新能力培養提升與實踐［J］.右江醫學，2023，51（6）：569-573.

［7］ "宋慶杰，黃凱健，郁冬梅，等.以賽促教的醫學高等專科學生技能教學改革實踐［J］.泰州職業技術學院學報，2023，23（5）：91-93.

［8］ "袁葵，陳燕，陳燕.基于 “課賽融合” 的老年護理情景模擬綜合技能實訓課程改革與實踐［J］.衛生職業教育，2022，40（14）：51-54.

［9］ "黃云，裴婷婷，張晨辰，等.“以賽促教、以賽促改” 混合式教學設計與實踐：以冠心病教學為例［J］.教育教學論壇，2021（51）：117-120.

［10］ "黃娟，陳軍劍，鄭碧英，等.基于建構主義學習理論的以“學生” 為中心、“以賽促學” 教學模式研究與實踐［J］.中國高等醫學教育，2024（2）：75-76，90.

［11］ "周暢，李群，王林定.基礎醫學實驗競賽在促進醫學院校醫學微生物實驗教學效果的研究：以安徽醫科大學為例［J］.科技風，2024（4）：124-127.

［12］ "HWANG H Y， DUVALL M R， TOMLINSON S， et al. Highly specific inhibition of C1q globular-head binding to human IgG：a novel approach to control and regulate the classical complement pathway using an engineered single chain antibody variable fragment［J］. Mol Immunol，2008，45（9）：2570-2580.

［13］ "OGUNDELE M. Role and significance of the complement system in mucosal immunity：particular reference to the human breast milk complement［J］. Immunol Cell Biol，2001，79（1）：1-10.

［14］ "LAURSEN N S， PEDERSEN D V， GYTZ H， et al. Functional and structural characterization of a potent C1q inhibitor targeting the classical pathway of the complement system［J］. Front Immunol，2020，11：1504.

（收稿日期：2024-06-12 修回日期：2024-10-11）

（編輯：潘明志）