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在本科免疫學實驗教學中,凝集反應、沉淀反應、補體參與的免疫反應、免疫標記技術、細胞免疫功能測定等實驗是經典實驗,也是醫學生必修實驗。由于課時數的限制,以往實驗教學模式是技術人員將一些耗時長的實驗環節事先完成,學生按照課本指示完成其中一些操作。結果導致學生難以理解各個孤立的實驗項目之間的有機聯系以及實際意義,難以掌握實驗的基本操作技能,也缺乏繼續學習的興趣和積極性。為了改變這些弊端,我們以醫學免疫學基本理論和基本技能為主線,將傳統的實驗內容設計為一個系統的整體性研究項目,包括了從抗原制備動物免疫、免疫血清采集和分離、抗體效價測定和功能分析、免疫酶標記技術測定等一系列實驗項目。根據實驗教學的指導思想及目的,本項目設置了兩大主體實驗,“綿羊紅細胞抗血清(溶血素)的制備及效價觀察”和“牛血清白蛋白抗血清的制備及效價觀察”。前者是顆粒性抗原,后者是可溶性抗原,制備的抗血清檢測方法均不同。這兩大實驗從脫纖維綿羊紅細胞的制備和牛血清白蛋白抗原濃度、免疫佐劑的配制,免疫程序、途徑的設計,抗原劑量、動物注射次數的掌握、免疫時間間隔的確定,家兔心臟采血,抗體的提取,直至運用直接凝集法、電泳檢測技術、雙向擴散實驗等檢測相應抗體效價等一系列實驗活動,將以往單個獨立的實驗貫穿起來,組成一個大實驗,基本知識和基本技能訓練融于項目之中,增強了學生動手能力,促進大學生科技創新活動展開。
2實驗教學模式改革
為了改變由實驗指導老師“抱著走”的傳統教學方法,我們在本次實驗改革別注重對學生自主學習能力的培養。實驗開始前,將實驗課件掛在教研室的網站供學生提前預習,學生們利用課余時間到圖書館查閱相關資料并設計實驗方案。根據不同的抗原、免疫途徑和劑量,有意識地將每班分成三個實驗小組,從兩種免疫抗原———顆粒型抗原和可溶性抗原入手,使學生在進入實驗時就必須搞清楚這兩種抗原的概念,促使學生不得不翻閱書本和查閱資料。在弄懂了實驗原理和方法的基礎上,學生自己設計方案,在帶教老師的指導下,著手實施實驗步驟,分析實驗中出現的問題,以確保學生在實驗時能夠全面理解免疫概念、方法、效應機制等問題。本實驗免疫的抗血清由于動物機體的差異,免疫的抗血清效價均不同,每一組的抗血清檢測結果均未知,這就避免了同學之間抄襲實驗報告的情況。“連貫性模塊式”教學綜合運用病原生物學、免疫學、生物化學、分子生物學、實驗動物學等實驗技術和方法;采用課堂內外相結合,學生為主體、以組為單位的項目制教學模式。具體實施過程中學生以小組為單位,利用課余時間來完成部分實驗,學生對配制試劑、動物免疫、血清制備等過程都親自操作,掌握了實驗項目的整體性和連續性。開展本項目第2、3次實驗上課要連續,不能隔周,因為凝集反應中的綿羊紅血球要求新鮮配制,心臟抽取的溶血素要馬上測定效價,補體參與的免疫反應試驗要在第3次實驗課完成,第2次和第3次實驗課程安排時間要在同一天,分上下午完成,第4次實驗安排免疫酶標、金標記技術測定和細胞免疫功能測定,在第5次實驗開始前,學生繼續利用這段業余時間進行可溶性抗原的免疫工作來提高抗體效價。對流免疫電泳和雙向瓊脂擴散試驗則安排于最后階段的功能檢測實驗中。本實驗項目的每一個步驟都是學生自己安排,大大提高了學生繼續學習的興趣和積極性,培養了學生實踐能力和協同能力,增強其在今后工作中的責任心和使命感。
3實驗教學評價體系改革
本次改革的另一重點是對學生成績評定系統的改革。每個學生在完成項目教學后要求撰寫一份規范的研究小論文,成績評定采用百分制。評分標準包括:方案設計、實驗操作和習慣、團隊合作能力、數據記錄和分析、綜合分析和科學思辨能力等內容。學生通過實驗設計、實驗記錄、實驗報告、實驗討論、結果報告這一系列的項目實施鍛煉后,學習的主動性和積極性有明顯的提高。
4實驗教學改革的思考
多媒體輔助教學是將計算機、投影儀等現代媒體設備應用于授課過程中,將文本、聲音、圖像、動畫、視頻等多種信息進行有機結合的一種教學形式。近年來,教育部高度重視將多媒體應用于實際教學中,以保證教學效果,提升教學質量。運用多媒體輔助教學,有以下優點:一是教學過程形象具體、生動深刻;二是課堂內容豐富,表現形式多樣化;三是教學環境的個性化與教學過程的交互性。多媒體其難以比擬的優勢,無疑為抽象難懂的免疫學教學提供契機。但教師容易過度依賴多媒體,成為課件單純的講解者,忽視和傳統有效教學手段的配合,也對老教師授課帶來挑戰。相比板書和手繪圖,多媒體課件授課節省時間,課堂的節奏會加快,易出現學生思維及理解吸收進度不一的情況。另外,多媒體設備在偏遠地區的普及仍存在困難。
二、基于問題式學習教學模式
免疫學引入PBL的教學理念較以往的教學模式存在根本區別。傳統的教學模式教師處于主導地位,學生少有時間及能力分析解決問題,忽視了學生主觀能動性。PBL教學模式以問題為中心,老師根據課堂的內容,結合臨床案例給出問題,如流行性感冒期間,健康人群免疫系統如何抵抗病毒感染?乙肝疫苗為什么要多次注射?引導學生圍繞問題求索學習,強調學生的實踐能力、自學能力、探索能力及團隊合作精神的綜合培養。PBL教學模式不僅可以讓學生全面掌握基礎理論架構和基本知識,而且讓學生發現醫學免疫學的發展規律,養成發展性的思維模式。PBL教學模式在免疫學應用有一定的特殊性,作為基礎學科,醫學院校教學安排較早,學生缺乏基礎醫學理論知識支撐,實行有難度。該教學模式對學生的自學能力及課時安排也提出較高要求。因此,在免疫學教學實踐中,需要根據學情逐漸探索行之有效的方法對PBL進行應用。
三、轉化醫學理念教學模式
轉化醫學也稱轉化研究,是近年新提出的理念,強調將基礎研究與臨床應用緊密結合,使兩者之間建立更為直接的關系。未來醫學想要取得突破性進展依賴學科之間的相互交叉結合,轉化醫學理念的出現有效地彌補了基礎研發與臨床治療之間的鴻溝,注重學科間多層次、深層次的整合與合作,避免基礎與臨床的脫節現象,符合當前醫學教育改革的整體方向。醫學免疫學是橋梁學科,具備轉化特性,在教學過程中應注重教學內容的及時更新,適時調整教學內容及方法,貼合臨床應用,靶向授課,增強內容的實用性和針對性。免疫應答是免疫學的核心內容,完整的機體免疫應答幾乎涵括了免疫學大部分知識,是學習的重難點,牽涉的內容多且零散。傳統的教學方法講解難以讓學生掌握知識點之間的連貫性和系統性,應用轉化醫學則可以以學生感興趣的臨床常見病為例,與相關章節相結合,激發學生興趣,如新生兒溶血癥的發生與免疫學抗原章節相結合;器官移植排斥反應與HLA的關系;系統性紅斑狼瘡與自身抗體的關系等等。轉化醫學應用于免疫學教學最大的阻礙是:基礎免疫學教師長期從事教學工作,教學能力強卻脫離臨床實踐,知識體系單一,缺乏實踐性、應用性,存在一定的缺陷;臨床免疫學教師有豐富臨床經驗,教學力量卻較弱。如何平衡兩者之間的優劣勢有待繼續摸索。
四、融入建構主義理論的教學模式
20世紀60年代,瑞士心理學家皮亞杰首次提出建構主義,80年代開始,漸漸在教育領域得以應用。建構主義理論重新詮釋了學習的內涵,它最基本的理念是:知識是由學習者主動建構而來,并非被動接受和灌輸,不同個體對客觀存在的事物的理解不盡相同。建構主義學歷理論強調學習的主體是學生,學生是信息認知和加工的執行者,教學和學習的過程中,每個人都隱含著自己對知識的理解,因為個人先前的經驗知識與心理結構,學習過后,其原有的知識結構被轉換、重組或者改造。免疫學理論枯燥,填鴨式講解難以達到預期教學效果。建構主義理論應用于免疫學教學實踐,有助于學生創新性思維和發散性思維的提高。講授免疫學理論過程中,將教學過程分階段逐級進行,注重充分調動學生主觀能動性,讓學生參與學習過程中,達成學員自我建構的目的。每完成一階段學習后,提出綜合性問題鞏固所學知識,在學習過程中學生以小組討論的方式,提高自行分析并解決問題的能力,在新舊知識的不斷積累、沖突下,逐步完成免疫學的整體建構。這種教學模式不僅對學員的自學能力、自制力提出較高要求,教師的教學理念也須隨之改變。對于已經習慣被動學習的學生,如何更好地提升教學效果有待完善。
五、框架式教學模式
免疫學是一門古老而現代的學科,是微生物學的一個分支,到20世紀中期,醫學免疫學成為一門獨立的學科。隨著分子生物學、細胞生物化學、遺傳學等學科和免疫技術的發展,免疫學得到了飛速發展,開始從基因活化的分子水平,理解抗原刺激與淋巴細胞應答類型的內在聯系與機制。隨著生命科學的研究進入后基因組時代,免疫學正進入新的高速發展階段,從功能基因入手,研究免疫應答與耐受的分子機理及新型疫苗的設計研制。現代免疫學已超越狹義“免疫”的范圍,以分子、細胞、器官及整體調節為基礎發展起來的現代免疫學,研究生命中的生、老、病、死等基本問題,是生命科學中的前沿學科之一,推動著醫學和生命科學的全面發展。醫學免疫學是一門非常重要的醫學基礎課程,也是醫學生最難透徹理解的學科。該課程具有基礎概念繁多、內容枯燥且抽象、與其他學科結合緊密、知識發展迅速的特點。
2基于建構主義的醫學免疫學信息化教學設計和應用
教學設計是根據教學對象和教學目標,確定合適的教學起點與終點,將教學諸要素有序、優化地安排,形成教學方案的過程。在醫學免疫學的教學設計中,我們嘗試根據課堂教學目標選擇合適的教學內容,利用信息化手段創設教學情境—細化教學目標提出問題—圍繞問題開展探究式學習—解答問題完成教學目標—拓展提高這幾個步驟來實施教學。
2.1利用信息化手段創設教學情境
有價值的教學情境一般具有生活性、形象性、學科性、問題性和情感性這幾個特點。情境的選擇常常來自于學生的生活、舊知識、臨床病例、實驗數據等。利用信息技術可以通過文字、影像、圖片、表格等形式來創設教學情境。在免疫應答基本過程的講授中,用PPT展示免疫應答的基本框架,讓學生根據舊知識填充框架,再補充新知識完善框架,收到了良好的教學效果。在免疫性疾病和免疫學應用的講授中,我們主要通過圖片、影像展現臨床病例來創設情境。
2.2細化教學目標提出問題
情境創設的目的是激發學生的學習興趣,引導學生進行探究式學習。我們通過提出問題讓學生進一步明確課堂教學目標。如在學生感冒后沒有吃藥而感冒自愈這個情境下,提出問題:為什么沒有吃藥感冒也會好?這種抵抗力是免疫力嗎?免疫力是怎么產生的?由此引發學生對免疫概念的探究式學習。如在MHC(主要組織相容性復合體)概念的講解中,我們根據骨髓移植的案例來創設情境,提出問題:誰可能給病人捐骨髓?誰最有可能給病人捐骨髓?為什么?如果一直不能配型成功,還有什么方法能幫助病人嗎?通過問題來激發學生的學習興趣。
2.3圍繞問題開展探究式學習
探究式學習有時也被稱為問題導向式學習,因此問題往往被視為探究式學習的核心。在問題的引導下,學生可根據教師的講授、書本、網絡、實驗數據等的分析討論去尋找問題的答案,完成探究協作學習。如在過敏反應的講授中我們創設了蕁麻疹、支氣管哮喘、吃海鮮后肚子痛且有皮疹、青霉素過敏性休克等情境,啟發學生提出問題:為什么會過敏?新生兒和兒童初次注射青霉素是否需要進行皮試?青霉素皮試有風險嗎?皮試陰性是不是表示注射青霉素很安全?怎樣預防和治療過敏?發生過敏性休克怎么辦?通過教師講授,學生查找相關書本知識進行探究性學習。同時我們還留下課后討論病例:某醫院注射室有病人在等候注射時突然暈倒,抬至急診室未來得及采取搶救措施病人已經死亡。經尸體解剖,病人全身毛細血管擴張,有較多滲出液。提出問題:該病人可能的死亡原因是什么?為什么會發生這樣的情況?供學生在課后進行小組協作探究。
2.4解答問題完成教學目標
基于建構主義學習理論的信息化教學強調對學習過程和學習效果的評價。對問題的解答過程是檢驗學生知識建構是否成功的依據,也是衡量課堂教學目標是否實現的重要手段。在學生回答問題的同時,教師的點評也是教學過程中不可缺少的環節。合理的評價能讓學生獲得學習的成就感,也能讓學生更好地認識自我。
2.5拓展提高
我們嘗試讓有學習興趣和學有余力的學生參加實驗準備工作、指導其他學生編輯健康教育資料及查閱文獻等,提高其自主學習能力,達到拓展提高的目的。
3醫學免疫學信息化教學效果評價