徐詩瑤 樂濤

[摘 要] 免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)是綜合探究性實(shí)驗(yàn)之一，它所涉及的反應(yīng)往往位于分子層面，具有不可見性，對于學(xué)生而言其過程較難想象和理解。文章分析了當(dāng)前本科免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在課程內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)模式等方面存在的問題，以及以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)為教學(xué)資源的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的優(yōu)勢和劣勢，希望為今后免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供新的思路。

[關(guān)鍵詞] 虛擬仿真;免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)改革

[基金項(xiàng)目] 2019年度重慶市教委/教育教學(xué)改革項(xiàng)目（YJG183068）;2019年度重慶市研究生教育優(yōu)質(zhì)課程“高級免疫學(xué)”（No.0207050030）;2019年度重慶師范大學(xué)教改項(xiàng)目（201829）

[作者簡介] 徐詩瑤（1998—），女，重慶開州人，重慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院2016級生物科學(xué)（師范）專業(yè)本科生，研究方向?yàn)樯飳W(xué);樂 濤（通信作者）（1970—），男，河南人，博士，教授，主要從事病原微生物學(xué)與免疫學(xué)研究。

[中圖分類號] G640 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）36-0387-02 ? ?[收稿日期] 2020-02-19

免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生深入理解免疫學(xué)知識，是掌握免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備使用、探索實(shí)驗(yàn)科學(xué)理論的基本方法[1]。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)教育模式和陳舊教材內(nèi)容已滿足不了社會(huì)對人才的實(shí)際要求，因此本科免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要進(jìn)行改革。

一、免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中主要存在三個(gè)方面的問題，即課程內(nèi)容不合理、課程時(shí)間不穩(wěn)定、教學(xué)模式陳舊，本文以重慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課程為例進(jìn)行分析。

1.課程內(nèi)容不合理。重慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容包括驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)，其中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課時(shí)較多。如沉淀實(shí)驗(yàn)一類的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，雖是經(jīng)典免疫學(xué)技術(shù)中的重要內(nèi)容，但對于學(xué)生而言，不管是理論還是操作都相對簡單，在課程安排上投入過長的時(shí)間會(huì)擠占科研或其他技術(shù)的教學(xué)。在探究性實(shí)驗(yàn)中，一般開展的是酶聯(lián)免疫吸附等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，事實(shí)上，探究性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)往往因?qū)嶒?yàn)時(shí)間長、實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足等因素而較少或不展開[2]。對于學(xué)生而言，設(shè)備不足而導(dǎo)致的分組實(shí)驗(yàn)，使得學(xué)生不能每人都上手操作，并且分組使一套設(shè)備多人使用，造成分工不均，造成部分學(xué)生不能參與實(shí)驗(yàn)，教學(xué)效果不佳。

2.課程時(shí)間不穩(wěn)定。目前，高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)脫節(jié)普遍存在。一方面是因?yàn)槔碚撜n程教授過快，對于實(shí)驗(yàn)課程相關(guān)理論內(nèi)容涉及過少，因放假等原因造成的實(shí)驗(yàn)課先行，致使學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)缺少理論基礎(chǔ)，教師在實(shí)驗(yàn)課上需耗費(fèi)一定時(shí)間講授理論知識從而占據(jù)了實(shí)踐操作的時(shí)間。另一方面，實(shí)驗(yàn)課程時(shí)間因?qū)嶒?yàn)內(nèi)容難度不同而不能合理靈活利用。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間不充分的情況下，對于簡單實(shí)驗(yàn)來說，一個(gè)課時(shí)的時(shí)間綽綽有余，對于復(fù)雜實(shí)驗(yàn)來說則不得不分段進(jìn)行，有時(shí)過程中某些步驟直接由實(shí)驗(yàn)老師幫助完成，造成實(shí)驗(yàn)步驟缺失，不能掌握完整的實(shí)驗(yàn)步驟從而不能形成連續(xù)的記憶，實(shí)驗(yàn)掌握不充分。

3.教學(xué)模式陳舊。傳統(tǒng)教學(xué)模式下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是由教師講解實(shí)驗(yàn)，包括實(shí)驗(yàn)基本內(nèi)容、詳細(xì)步驟以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇、實(shí)驗(yàn)所用試劑的選取均由實(shí)驗(yàn)教師完成，有些實(shí)驗(yàn)因缺少設(shè)備而進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，部分學(xué)生偷懶不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)后則抄襲其他同學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種教育模式下學(xué)生往往按圖索驥，不會(huì)提前預(yù)習(xí)和主動(dòng)對實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的問題進(jìn)行思考，沒有重復(fù)實(shí)驗(yàn)也沒有再次考核。由此可見傳統(tǒng)教育模式易導(dǎo)致學(xué)生過度依賴教師，不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本操作技能的訓(xùn)練，也不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。

二、免疫學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用優(yōu)勢和劣勢

1.應(yīng)用優(yōu)勢。利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行開放性實(shí)驗(yàn)的輔助教學(xué)，將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)作為公共教學(xué)資源，同時(shí)引入翻轉(zhuǎn)課堂，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)過程，打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式[3]。作為一種可以學(xué)習(xí)知識但還未大規(guī)模引用到本科教學(xué)的新方式，它可以更好地幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理，熟練掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可以實(shí)現(xiàn)具象化、遠(yuǎn)距離、交互式的教學(xué)。如在雙向瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)中，將球形抗原、“Y”形抗體具體形狀可視化，將抗原抗體結(jié)合反應(yīng)過程以及在凝膠中移動(dòng)形成沉積線的過程可視化，使肉眼看不到的科學(xué)現(xiàn)象可視化，從而幫助學(xué)生更好地探究微觀世界。畫面以及互動(dòng)可以使學(xué)生更快、更深入地理解知識，加深印象，減輕實(shí)驗(yàn)教師大量的理論教學(xué)工作，將教學(xué)重點(diǎn)放在實(shí)際操作技能的提升上，進(jìn)行更深層次更多次的實(shí)訓(xùn)。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件對于學(xué)生而言可以隨時(shí)隨地自學(xué)，實(shí)驗(yàn)中涉及免疫學(xué)知識的片段教學(xué)，可以通過電腦和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬演示。軟件在實(shí)驗(yàn)前運(yùn)用可以起預(yù)習(xí)作用，例如幫助學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)、理清實(shí)驗(yàn)流程、引導(dǎo)學(xué)生思考;在實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用可以起輔助作用，例如在實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中提示其關(guān)鍵步驟和易錯(cuò)點(diǎn)與難點(diǎn);在實(shí)驗(yàn)課后運(yùn)用可以起到復(fù)習(xí)作用，例如幫助學(xué)生鞏固實(shí)驗(yàn)，隨時(shí)隨地復(fù)習(xí)查看，為期末考試提供一定參考。而自學(xué)后學(xué)生能合理掌握理論知識，實(shí)際的技術(shù)操作則可以通過實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行專門練習(xí)，形成線上線下雙教師課堂。

2.應(yīng)用劣勢。目前在高校推廣虛擬仿真技術(shù)還存在許多問題與挑戰(zhàn)，例如產(chǎn)品內(nèi)容不完善，開發(fā)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目往往只涉及學(xué)科一個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)或一個(gè)片段，未涉及實(shí)驗(yàn)后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告填寫以及檢測等步驟，在教學(xué)評價(jià)上也未能完全實(shí)現(xiàn)評價(jià)自動(dòng)化。由此可見，由單個(gè)板塊構(gòu)成的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)不能完全取代實(shí)驗(yàn)教學(xué)。其次是教學(xué)方式落后。在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以進(jìn)行學(xué)習(xí)，但在教學(xué)過程中教師也要發(fā)揮重要作用。在虛擬實(shí)驗(yàn)過程中，了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況與應(yīng)用情況，做好引導(dǎo)與問題解決，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意觀察虛擬實(shí)驗(yàn)的效果，做好反饋。但受傳統(tǒng)教學(xué)的影響，在校老師多采用講解式教學(xué)，學(xué)生忽略了對實(shí)驗(yàn)的重視。同時(shí)年齡較大的教師無法適應(yīng)新式教學(xué)，使得虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件無法達(dá)到最優(yōu)效果。

三、免疫學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的發(fā)展前景

至今虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目還屬于創(chuàng)新摸索階段，雖然資源的開發(fā)和技術(shù)的普及還需要很長探索和實(shí)踐，但在信息技術(shù)不斷發(fā)展的前提下，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)無疑會(huì)對高校的教學(xué)效果產(chǎn)生深刻影響。教育部從2013年開始?xì)v時(shí)3年，在全國高校建設(shè)了300個(gè)國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，覆蓋大多數(shù)部屬高校和一大批地方高校和軍隊(duì)院校[4]。在生物學(xué)方面，四川大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、東北師范大學(xué)、重慶師范大學(xué)等大學(xué)都對生物學(xué)不同專業(yè)開發(fā)了一系列實(shí)驗(yàn)。國家每年在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)上投入的經(jīng)費(fèi)以及學(xué)院對于項(xiàng)目的研究與深入，使得我國高等院校信息化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)發(fā)展迅速。與此同時(shí)，我國5G時(shí)代也在加速到來，5G技術(shù)的發(fā)展可以進(jìn)一步聯(lián)系移動(dòng)設(shè)備，減少延遲、卡頓現(xiàn)象，優(yōu)化學(xué)習(xí)場景，使虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以隨時(shí)隨地、不受外界條件限制進(jìn)行。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于教育是信息化時(shí)代的必然趨勢，隨之而來的以虛擬仿真技術(shù)為基礎(chǔ)的課程內(nèi)容和教學(xué)創(chuàng)新需要進(jìn)一步的探討。

參考文獻(xiàn)

[1]陳永富.免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)驗(yàn)考核辦法初探[J].檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)教育，2007，14（1）：17-19.

[2]王純倫，胡鳳嬋，李壘.高職高專免疫學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課教學(xué)改革探討[J].實(shí)踐·探索·改革，2019，（22）：194-195.

[3]官杰，王琪，王慧，等.《醫(yī)學(xué)免疫學(xué)》課程實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂與形成性評價(jià)的實(shí)踐及思考[J].中華醫(yī)學(xué)教育探索雜志，2018，17（7）：654-656.

[4]教育部.教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）[A/OL].（2012-03-29）[2017-12-18]htp：//www.moe.edu.cn/public-files/busines/htmlfiles/moe/s5892/201203/133322.html.