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在本科免疫学实验教学中,凝集反应、沉淀反应、补体参与的免疫反应、免疫标记技术、细胞免疫功能测定等实验是经典实验,也是医学生必修实验。由于课时数的限制,以往实验教学模式是技术人员将一些耗时长的实验环节事先完成,学生按照课本指示完成其中一些操作。结果导致学生难以理解各个孤立的实验项目之间的有机联系以及实际意义,难以掌握实验的基本操作技能,也缺乏继续学习的兴趣和积极性。为了改变这些弊端,我们以医学免疫学基本理论和基本技能为主线,将传统的实验内容设计为一个系统的整体性研究项目,包括了从抗原制备动物免疫、免疫血清采集和分离、抗体效价测定和功能分析、免疫酶标记技术测定等一系列实验项目。根据实验教学的指导思想及目的,本项目设置了两大主体实验,“绵羊红细胞抗血清(溶血素)的制备及效价观察”和“牛血清白蛋白抗血清的制备及效价观察”。前者是颗粒性抗原,后者是可溶性抗原,制备的抗血清检测方法均不同。这两大实验从脱纤维绵羊红细胞的制备和牛血清白蛋白抗原浓度、免疫佐剂的配制,免疫程序、途径的设计,抗原剂量、动物注射次数的掌握、免疫时间间隔的确定,家兔心脏采血,抗体的提取,直至运用直接凝集法、电泳检测技术、双向扩散实验等检测相应抗体效价等一系列实验活动,将以往单个独立的实验贯穿起来,组成一个大实验,基本知识和基本技能训练融于项目之中,增强了学生动手能力,促进大学生科技创新活动展开。
2实验教学模式改革
为了改变由实验指导老师“抱着走”的传统教学方法,我们在本次实验改革别注重对学生自主学习能力的培养。实验开始前,将实验课件挂在教研室的网站供学生提前预习,学生们利用课余时间到图书馆查阅相关资料并设计实验方案。根据不同的抗原、免疫途径和剂量,有意识地将每班分成三个实验小组,从两种免疫抗原———颗粒型抗原和可溶性抗原入手,使学生在进入实验时就必须搞清楚这两种抗原的概念,促使学生不得不翻阅书本和查阅资料。在弄懂了实验原理和方法的基础上,学生自己设计方案,在带教老师的指导下,着手实施实验步骤,分析实验中出现的问题,以确保学生在实验时能够全面理解免疫概念、方法、效应机制等问题。本实验免疫的抗血清由于动物机体的差异,免疫的抗血清效价均不同,每一组的抗血清检测结果均未知,这就避免了同学之间抄袭实验报告的情况。“连贯性模块式”教学综合运用病原生物学、免疫学、生物化学、分子生物学、实验动物学等实验技术和方法;采用课堂内外相结合,学生为主体、以组为单位的项目制教学模式。具体实施过程中学生以小组为单位,利用课余时间来完成部分实验,学生对配制试剂、动物免疫、血清制备等过程都亲自操作,掌握了实验项目的整体性和连续性。开展本项目第2、3次实验上课要连续,不能隔周,因为凝集反应中的绵羊红血球要求新鲜配制,心脏抽取的溶血素要马上测定效价,补体参与的免疫反应试验要在第3次实验课完成,第2次和第3次实验课程安排时间要在同一天,分上下午完成,第4次实验安排免疫酶标、金标记技术测定和细胞免疫功能测定,在第5次实验开始前,学生继续利用这段业余时间进行可溶性抗原的免疫工作来提高抗体效价。对流免疫电泳和双向琼脂扩散试验则安排于最后阶段的功能检测实验中。本实验项目的每一个步骤都是学生自己安排,大大提高了学生继续学习的兴趣和积极性,培养了学生实践能力和协同能力,增强其在今后工作中的责任心和使命感。
3实验教学评价体系改革
本次改革的另一重点是对学生成绩评定系统的改革。每个学生在完成项目教学后要求撰写一份规范的研究小论文,成绩评定采用百分制。评分标准包括:方案设计、实验操作和习惯、团队合作能力、数据记录和分析、综合分析和科学思辨能力等内容。学生通过实验设计、实验记录、实验报告、实验讨论、结果报告这一系列的项目实施锻炼后,学习的主动性和积极性有明显的提高。
4实验教学改革的思考
多媒体辅助教学是将计算机、投影仪等现代媒体设备应用于授课过程中,将文本、声音、图像、动画、视频等多种信息进行有机结合的一种教学形式。近年来,教育部高度重视将多媒体应用于实际教学中,以保证教学效果,提升教学质量。运用多媒体辅助教学,有以下优点:一是教学过程形象具体、生动深刻;二是课堂内容丰富,表现形式多样化;三是教学环境的个性化与教学过程的交互性。多媒体其难以比拟的优势,无疑为抽象难懂的免疫学教学提供契机。但教师容易过度依赖多媒体,成为课件单纯的讲解者,忽视和传统有效教学手段的配合,也对老教师授课带来挑战。相比板书和手绘图,多媒体课件授课节省时间,课堂的节奏会加快,易出现学生思维及理解吸收进度不一的情况。另外,多媒体设备在偏远地区的普及仍存在困难。
二、基于问题式学习教学模式
免疫学引入PBL的教学理念较以往的教学模式存在根本区别。传统的教学模式教师处于主导地位,学生少有时间及能力分析解决问题,忽视了学生主观能动性。PBL教学模式以问题为中心,老师根据课堂的内容,结合临床案例给出问题,如流行性感冒期间,健康人群免疫系统如何抵抗病毒感染?乙肝疫苗为什么要多次注射?引导学生围绕问题求索学习,强调学生的实践能力、自学能力、探索能力及团队合作精神的综合培养。PBL教学模式不仅可以让学生全面掌握基础理论架构和基本知识,而且让学生发现医学免疫学的发展规律,养成发展性的思维模式。PBL教学模式在免疫学应用有一定的特殊性,作为基础学科,医学院校教学安排较早,学生缺乏基础医学理论知识支撑,实行有难度。该教学模式对学生的自学能力及课时安排也提出较高要求。因此,在免疫学教学实践中,需要根据学情逐渐探索行之有效的方法对PBL进行应用。
三、转化医学理念教学模式
转化医学也称转化研究,是近年新提出的理念,强调将基础研究与临床应用紧密结合,使两者之间建立更为直接的关系。未来医学想要取得突破性进展依赖学科之间的相互交叉结合,转化医学理念的出现有效地弥补了基础研发与临床治疗之间的鸿沟,注重学科间多层次、深层次的整合与合作,避免基础与临床的脱节现象,符合当前医学教育改革的整体方向。医学免疫学是桥梁学科,具备转化特性,在教学过程中应注重教学内容的及时更新,适时调整教学内容及方法,贴合临床应用,靶向授课,增强内容的实用性和针对性。免疫应答是免疫学的核心内容,完整的机体免疫应答几乎涵括了免疫学大部分知识,是学习的重难点,牵涉的内容多且零散。传统的教学方法讲解难以让学生掌握知识点之间的连贯性和系统性,应用转化医学则可以以学生感兴趣的临床常见病为例,与相关章节相结合,激发学生兴趣,如新生儿溶血症的发生与免疫学抗原章节相结合;器官移植排斥反应与HLA的关系;系统性红斑狼疮与自身抗体的关系等等。转化医学应用于免疫学教学最大的阻碍是:基础免疫学教师长期从事教学工作,教学能力强却脱离临床实践,知识体系单一,缺乏实践性、应用性,存在一定的缺陷;临床免疫学教师有丰富临床经验,教学力量却较弱。如何平衡两者之间的优劣势有待继续摸索。
四、融入建构主义理论的教学模式
20世纪60年代,瑞士心理学家皮亚杰首次提出建构主义,80年代开始,渐渐在教育领域得以应用。建构主义理论重新诠释了学习的内涵,它最基本的理念是:知识是由学习者主动建构而来,并非被动接受和灌输,不同个体对客观存在的事物的理解不尽相同。建构主义学历理论强调学习的主体是学生,学生是信息认知和加工的执行者,教学和学习的过程中,每个人都隐含着自己对知识的理解,因为个人先前的经验知识与心理结构,学习过后,其原有的知识结构被转换、重组或者改造。免疫学理论枯燥,填鸭式讲解难以达到预期教学效果。建构主义理论应用于免疫学教学实践,有助于学生创新性思维和发散性思维的提高。讲授免疫学理论过程中,将教学过程分阶段逐级进行,注重充分调动学生主观能动性,让学生参与学习过程中,达成学员自我建构的目的。每完成一阶段学习后,提出综合性问题巩固所学知识,在学习过程中学生以小组讨论的方式,提高自行分析并解决问题的能力,在新旧知识的不断积累、冲突下,逐步完成免疫学的整体建构。这种教学模式不仅对学员的自学能力、自制力提出较高要求,教师的教学理念也须随之改变。对于已经习惯被动学习的学生,如何更好地提升教学效果有待完善。
五、框架式教学模式
免疫学是一门古老而现代的学科,是微生物学的一个分支,到20世纪中期,医学免疫学成为一门独立的学科。随着分子生物学、细胞生物化学、遗传学等学科和免疫技术的发展,免疫学得到了飞速发展,开始从基因活化的分子水平,理解抗原刺激与淋巴细胞应答类型的内在联系与机制。随着生命科学的研究进入后基因组时代,免疫学正进入新的高速发展阶段,从功能基因入手,研究免疫应答与耐受的分子机理及新型疫苗的设计研制。现代免疫学已超越狭义“免疫”的范围,以分子、细胞、器官及整体调节为基础发展起来的现代免疫学,研究生命中的生、老、病、死等基本问题,是生命科学中的前沿学科之一,推动着医学和生命科学的全面发展。医学免疫学是一门非常重要的医学基础课程,也是医学生最难透彻理解的学科。该课程具有基础概念繁多、内容枯燥且抽象、与其他学科结合紧密、知识发展迅速的特点。
2基于建构主义的医学免疫学信息化教学设计和应用
教学设计是根据教学对象和教学目标,确定合适的教学起点与终点,将教学诸要素有序、优化地安排,形成教学方案的过程。在医学免疫学的教学设计中,我们尝试根据课堂教学目标选择合适的教学内容,利用信息化手段创设教学情境—细化教学目标提出问题—围绕问题开展探究式学习—解答问题完成教学目标—拓展提高这几个步骤来实施教学。
2.1利用信息化手段创设教学情境
有价值的教学情境一般具有生活性、形象性、学科性、问题性和情感性这几个特点。情境的选择常常来自于学生的生活、旧知识、临床病例、实验数据等。利用信息技术可以通过文字、影像、图片、表格等形式来创设教学情境。在免疫应答基本过程的讲授中,用PPT展示免疫应答的基本框架,让学生根据旧知识填充框架,再补充新知识完善框架,收到了良好的教学效果。在免疫性疾病和免疫学应用的讲授中,我们主要通过图片、影像展现临床病例来创设情境。
2.2细化教学目标提出问题
情境创设的目的是激发学生的学习兴趣,引导学生进行探究式学习。我们通过提出问题让学生进一步明确课堂教学目标。如在学生感冒后没有吃药而感冒自愈这个情境下,提出问题:为什么没有吃药感冒也会好?这种抵抗力是免疫力吗?免疫力是怎么产生的?由此引发学生对免疫概念的探究式学习。如在MHC(主要组织相容性复合体)概念的讲解中,我们根据骨髓移植的案例来创设情境,提出问题:谁可能给病人捐骨髓?谁最有可能给病人捐骨髓?为什么?如果一直不能配型成功,还有什么方法能帮助病人吗?通过问题来激发学生的学习兴趣。
2.3围绕问题开展探究式学习
探究式学习有时也被称为问题导向式学习,因此问题往往被视为探究式学习的核心。在问题的引导下,学生可根据教师的讲授、书本、网络、实验数据等的分析讨论去寻找问题的答案,完成探究协作学习。如在过敏反应的讲授中我们创设了荨麻疹、支气管哮喘、吃海鲜后肚子痛且有皮疹、青霉素过敏性休克等情境,启发学生提出问题:为什么会过敏?新生儿和儿童初次注射青霉素是否需要进行皮试?青霉素皮试有风险吗?皮试阴性是不是表示注射青霉素很安全?怎样预防和治疗过敏?发生过敏性休克怎么办?通过教师讲授,学生查找相关书本知识进行探究性学习。同时我们还留下课后讨论病例:某医院注射室有病人在等候注射时突然晕倒,抬至急诊室未来得及采取抢救措施病人已经死亡。经尸体解剖,病人全身毛细血管扩张,有较多渗出液。提出问题:该病人可能的死亡原因是什么?为什么会发生这样的情况?供学生在课后进行小组协作探究。
2.4解答问题完成教学目标
基于建构主义学习理论的信息化教学强调对学习过程和学习效果的评价。对问题的解答过程是检验学生知识建构是否成功的依据,也是衡量课堂教学目标是否实现的重要手段。在学生回答问题的同时,教师的点评也是教学过程中不可缺少的环节。合理的评价能让学生获得学习的成就感,也能让学生更好地认识自我。
2.5拓展提高
我们尝试让有学习兴趣和学有余力的学生参加实验准备工作、指导其他学生编辑健康教育资料及查阅文献等,提高其自主学习能力,达到拓展提高的目的。
3医学免疫学信息化教学效果评价