董偉仁　張存新

(浙江大學生命科學學院，杭州310058)

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·教學園地·

免疫學技術開設綜合性實驗的教學改革初探①

董偉仁張存新②

(浙江大學生命科學學院，杭州310058)

免疫學是研究免疫系統(tǒng)結構與功能的學科[1]，近年來，這門既古老又年輕的學科正蓬勃發(fā)展，成為當今生命科學的前沿學科和現(xiàn)代醫(yī)學的支撐學科之一[2]，并以其研究的深度和應用的廣度成為溝通生物學基礎和臨床研究的重要橋梁[3]，其理論及技術已經輻射、滲透到生命科學的各個學科。免疫學不但已成為高等醫(yī)學院校的重要基礎醫(yī)學課程，也成為綜合類高校生命科學相關專業(yè)本科生的主干課程之一[4]。

免疫學技術實驗課程的教學是將理論知識與實踐技能、抽象思維與感性認識相結合的過程，旨在提高學生對免疫學理論知識的感性認識，加深對教學內容的理解，掌握系統(tǒng)性的實驗技能，培養(yǎng)嚴謹的科學態(tài)度，尤其是提高學生分析與解決實際問題的能力，最終實現(xiàn)學以致用。

實驗課具有直觀性、實踐性、綜合性和科研性的特點，是理論教學不可替代的重要教學內容。近年來，根據學科發(fā)展和人才培養(yǎng)的需要，我們對《免疫學技術》實驗教學進行了反復研討和論證，以該課程所面臨的問題為切入點，積極嘗試綜合性實驗課的改革。

1免疫學技術實驗教學面臨的問題

1.1課程內容的前沿性近些年，生命科學以及生物技術突飛猛進，免疫學技術也迅猛發(fā)展，若免疫學技術實驗課內容的更新與自身發(fā)展不匹配，會極大地限制學生的自主創(chuàng)新精神，降低課程的教學效果[4]。以抗血清制備為例，在項目改革前，實驗通常以減毒或無毒細菌、綿羊紅細胞為抗原，學生普遍反映課程內容未能與時俱進，建議課程引入抗原表位預測等前沿知識。

1.2課程內容的系統(tǒng)性由于課程的部分實驗具有操作周期長、技術難度大、可重復性差等缺點，既占用了寶貴的實驗時間，又未必能取得理想的教學效果，課程系統(tǒng)性較差，因此，非常有必要對其進行精簡和優(yōu)化。以抗血清制備為例，在項目改革前，學生只能初步完成給定抗原的抗血清制備和效價的測定工作，無法進行抗體純化和特異性檢測等操作，實驗系統(tǒng)性較差。

1.3課程內容的探索性實驗是進行科學探究的主要形式，其地位和作用是其他任何方式都無法替代的，探索性實驗的開設能培養(yǎng)學生的科研意識。然而，在實際教學過程中，為了確保學生實驗的成功率，課程組教師通常會降低探索性實驗的所占比例，甚至取消探究性實驗，這種模式往往導致課程內容與科研動態(tài)相脫節(jié)，亦不利于實現(xiàn)教學目標。如傳統(tǒng)的抗血清制備技術操作流程長，技術相對單一，整個免疫過程覆蓋了免疫學技術實驗課程的絕大部分時間，所獲得的抗體也無法進行有效的檢測和評價，往往是費時費力，還難以取得較好的效果[3]。因此，教師需要對課程內容進行積極探索。

1.4課程內容的實用性由于受國內外濃厚科研氛圍的影響，許多學生都是帶著課題或奔著課程的實用性來選課，學生大多希望以可溶性抗原，甚至以所參與科研項目的功能蛋白為免疫原來制備抗血清，以更符合科研實際，達到上課與科研兩不誤，這就對課程的實用性提出了極高的要求。而在課程內容改革前，實驗設計常圍繞抗血清制備技術，對抗原預測、抗體純化和抗體檢測性工作則鮮有涉及。

針對上述問題，通常的改革方向為：對一些操作時間長、效果差、應用不廣泛的免疫學實驗進行精簡，從而縮短實驗時間并提高實驗成功率。同時，結合目前免疫學技術的發(fā)展趨勢，課程加大免疫沉淀、流式細胞術、免疫熒光、競爭ELISA、免疫印跡等應用非常廣泛的現(xiàn)代免疫學實驗的比重，使學生掌握更多、更先進和更實用的免疫學技術。以抗血清制備為例，課程通常舍棄抗血清制備實驗，或利用系列課程將抗血清制備和檢測相銜接，不利于學生充分認識體液免疫應答的發(fā)生過程及其一般規(guī)律。為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，提高學生的綜合素質，本教研室以系統(tǒng)性、完整性為指導思想，通過探索和優(yōu)化課程內容，嘗試“以兔抗血清制備與檢測為課程主線”的綜合性實驗改革方向，對《免疫學技術》實驗課程進行積極的教學改革，筆者就近幾年的教學實踐體會進行分析討論。

2開設綜合性免疫學實驗課的嘗試

(1) 基于專業(yè)特點，設計實驗內容選修我院《免疫學技術》的學生大多來自生命科學學院、動物科學學院和農學院，其專業(yè)具有前沿性、基礎性和實踐性強的特點。為了實現(xiàn)課程目標，我們以“系統(tǒng)性”為設計原則，以兔抗血清制備與檢測為課程主線，最終形成抗原表位預測、兔抗血清制備、效價測定、抗體純化和特異性檢測的綜合性實驗內容。其中，“抗原表位預測”內容的設定系參考學生的建議，使課程內容與時俱進，符合當下的科研實際需求，課程實用性強，亦有利于學生理解抗原的概念和掌握體液免疫應答規(guī)律；“兔抗血清制備”系固有課程內容，通過多次免疫操作環(huán)節(jié)讓學生掌握實驗技巧，有助于對皮下和皮內免疫方式形成深刻的認識，有利于強化“緩釋”的概念；“抗體純化、抗體效價測定和特異性檢測”實驗不僅涉及免疫學基本原理，也是基礎研究須掌握的實驗技能。本教改課程以學科的專業(yè)特點為切入點，將免疫學理論知識和實踐操作緊密結合，在“系統(tǒng)性”的指導原則下開展綜合性實驗方案的教學嘗試，課程亦是一個完整的科研項目，有利于學生科研思維的培養(yǎng)和訓練，提高其分析問題和解決問題的能力，為將來科研工作的開展打下堅實的基礎。

(2) 優(yōu)化實驗方法，提高實驗效率由于免疫學的新方法和新技術層出不窮，為了將最新的研究成果應用在課程中，同時提高學生的文獻查閱能力和創(chuàng)新能力，我們嘗試將上課模式從傳統(tǒng)的“以教師講授為主”轉變成“以問題為基礎，以學生為主體，以教師為導向”的PBL(Problem-Based Learning)啟發(fā)式教學方法。如：抗原表位預測是一個仍在不斷發(fā)展的學科，課程改革以教師講授基本原理為主，學生在課堂上按常規(guī)方法進行嘗試后，課后自行尋找新的抗原表位預測軟件，并比較不同軟件的異同，有利于調動學生的學習積極性，并完成知識要點檢索、匯總和比較等科研環(huán)節(jié)的初步訓練。又如：由于課程增加了抗原表位預測等理論性強、探索性強的授課內容(第1～3周)，以及多肽抗原合成和偶聯(lián)的環(huán)節(jié)(公司合成，第4～6周)，若按常規(guī)8周的抗血清制備周期，要在最后2次課(第15～16周)來完成抗體純化和檢測等實驗，可行性低，并嚴重影響教學效果。是故，“有效縮短抗血清制備周期”首當其沖。在教改課程的首堂課上，我們以“兔抗血清制備中免疫方法和免疫流程的優(yōu)化”為科學命題，將班級學生分成若干組，每組4～5名學生，以組為單位，引導學生主動查閱資料，2周后各小組分別闡述各自的候選方案，再經班級討論后采用1～2個優(yōu)化策略，從而縮短抗血清制備周期，為課程的順利開展做好鋪墊。

綜上，近5年來，以系統(tǒng)性、完整性為指導思想，通過對課程內容的合理設計以及對實驗方法的探索和優(yōu)化，我們大幅縮短了抗血清的制備周期，建立了“以兔抗血清制備與檢測為課程主線”的教改方案，即：抗原表位預測(第1周和第3周)、多肽合成與偶聯(lián)(第4～6周)、抗血清制備(第7～11周)、抗體純化與效價測定(第12周)、抗體特異性檢測(第13～16周)。在上述實驗期間(第2周、第4～6周和第8～9周)，完成“B淋巴細胞分離與轉化試驗/T淋巴細胞分離及E玫瑰花環(huán)試驗”、“巨噬細胞吞噬功能實驗”、“淋巴細胞凋亡實驗”等細胞免疫實驗，實驗安排緊湊有條理，提高了實驗效率。

(3) 構建評價體系，完善考核機制實驗考核是實驗教學質量的反饋，既能反映學生的科學思維能力和實驗操作水平，又能充分調動學生的學習興趣。此次教改對傳統(tǒng)的實驗考核方法進行了改革，建立了相應的課程考核評價體系，以考核學生知識與技術的掌握情況為出發(fā)點，重點考察學生對原理的理解程度、對問題的剖析以及對結果的分析能力，以學生是否具有獨立思考和提出命題的能力作為考核的關鍵，踐行“授之以漁”的教學理念。課程同時考核學生的書寫與語言表達能力，尤為關注學生的自主學習能力和創(chuàng)新精神，以求對學生做出較全面的評價。評分項目設定如下：由于兔抗血清是科學研究甚至本科教學中常涉及的工具，如本院《生物化學實驗》需使用酵母蔗糖酶的抗體，但實驗中發(fā)現(xiàn)目前商品化抗體的效果不佳。為此，兔抗血清制備技術可以將這兩門課程結合起來，在“原料”和“成品”上互通有無，讓學生制備的抗體有“用武

表1免疫學技術實驗課程評估體系

Tab.1Evaluation system for Experimental Technology of Immunology

AssessmentWeight(%totalmarkforunit)SummativeassessmentClasspresentation30(a)Corporationstudyincludingliteraturereviewandgroupdiscussion(15%).(b)Presentationskillsincludingexpressionability(10%)andeffectivenonverbalcommunication(5%).Coursepaper70(a)Formula(10%).(b)Appropriateexpression,languageorganiza-tionandclearthesisstatement(10%).(c)Experimentalresultsanddataprocessing(20%).(d)Abilityofliteraturereview,analysis,andin-tegratingtherelevantinformation(30%).

之地”，同時節(jié)約學院的教學經費，從而實現(xiàn)課程的可持續(xù)發(fā)展，見表1。

3結語

《免疫學技術》綜合性探究實驗的開設，通過增加抗原表位預測、抗體純化和特異性檢測等“虛實”結合、學生興趣濃厚的知識與技能訓練，形成具有一定前沿性、系統(tǒng)性和實用性的課程框架；并從傳統(tǒng)的授課方式調整為以課題為導向、學生為主體的啟發(fā)式教學模式，實現(xiàn)了教師與學生的良好互動，課堂氣氛活躍；建立學生綜合素質的考核體系，尤其關注學生的質疑精神和創(chuàng)新意識。這種理論學習、實驗設計和實踐操作相結合的教學改革，通過一個系統(tǒng)性實驗來促進學生深刻理解免疫學知識，讓學生深入體會科研的研究過程，激發(fā)學生的科研興趣，同時培養(yǎng)學生自主學習和積極鉆研的意識，提高學生的科研能力和創(chuàng)新精神，實現(xiàn)教學研的有機統(tǒng)一。在教學效果上，學生對教改后的課程認可度高。同時，通過與相關課程的合理銜接，可實現(xiàn)教學資源的互通有無，促進課程的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]曹雪濤.免疫學研究的發(fā)展趨勢及我國免疫學研究的現(xiàn)狀與展望[J].中國免疫學雜志,2009,25(1):10-23.

[2]劉娟,曹雪濤.2013年國內外免疫學研究重要進展[J].中國免疫學雜志,2014,30(1):1-13.

[3]劉琦.免疫學技術實驗教學改革初探[J].實用全科醫(yī)學, 2007,5(8):708-709.

[4]吳艷峰,曹雪濤.關于免疫學實驗課教學改革的幾點思考[J].中國免疫學雜志,2011,27(5):468-470.

[收稿2015-06-20修回2015-09-28]

(編輯許四平)

doi:10.3969/j.issn.1000-484X.2016.05.031

作者簡介：董偉仁(1982年-)，男，博士，助理研究員，主要從事免疫學技術教學及研究工作，E-mail:dongweiren@zju.edu.cn。

中圖分類號R392

文獻標志碼A

文章編號1000-484X(2016)05-0737-03

①本文為浙江大學生物實驗教學中心探究性實驗教學改革項目成果。

②通訊作者。