醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索①

任書(shū)榮 閆志勇 張 蓓 王秋波 王 靜 呂 銳 張艷麗（青島大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，青島 266071）

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是醫(yī)學(xué)免疫學(xué)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，提高動(dòng)手操作能力?，F(xiàn)代免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)正在不斷發(fā)展和完善，已經(jīng)成為當(dāng)今生命科學(xué)主要的研究手段之一，為病原體檢測(cè)和免疫功能判定提供了重要的方法和手段［1］。適時(shí)將先進(jìn)的免疫學(xué)檢測(cè)方法引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、開(kāi)拓其科研思路、提升其創(chuàng)新能力。本實(shí)驗(yàn)室針對(duì)傳統(tǒng)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中存在的部分教學(xué)內(nèi)容陳舊、新技術(shù)新理論滲透不足、學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)區(qū)分度不高等諸多問(wèn)題，多年來(lái)不斷對(duì)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行探討、改革和完善，旨在形成一套行之有效的新型免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生的科研思維能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)［2-3］。

1 保留經(jīng)典，夯實(shí)基礎(chǔ)

傳統(tǒng)的免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)包括凝集反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、補(bǔ)體參與的反應(yīng)和中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)在免疫學(xué)發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，是各類(lèi)現(xiàn)代化檢測(cè)方法的基礎(chǔ)，其中許多實(shí)驗(yàn)方法因存在測(cè)定靈敏度低、操作繁瑣、重復(fù)性差、耗時(shí)長(zhǎng)等局限性，實(shí)際應(yīng)用日益減少，逐漸被現(xiàn)代化免疫標(biāo)記技術(shù)所取代，但也有些檢測(cè)方法有其不可替代的一面，迄今仍有廣闊的應(yīng)用空間［4］。各院校實(shí)際開(kāi)展的此類(lèi)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有所不同［5-6］。本實(shí)驗(yàn)室本著保留經(jīng)典，對(duì)學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)基訓(xùn)練的目的，保留血型鑒定實(shí)驗(yàn)、對(duì)流免疫電泳實(shí)驗(yàn)和補(bǔ)體參與的溶血實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生實(shí)際操作，使學(xué)生充分掌握凝集反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、補(bǔ)體溶血反應(yīng)的本質(zhì)，了解凝膠的性質(zhì)、制備過(guò)程和電泳的基本操作技術(shù)，融會(huì)貫通蛋白質(zhì)兩性電離的特點(diǎn)、電泳過(guò)程中電場(chǎng)力和電滲的影響等多學(xué)科知識(shí)，為將來(lái)進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造打下基礎(chǔ)。刪除單相免疫擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)、雙相免疫擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)、試管凝集反應(yīng)等實(shí)操實(shí)驗(yàn)，改為示教形式，使學(xué)生能夠在較短的時(shí)間內(nèi)了解實(shí)驗(yàn)原理及應(yīng)用即可。

2 增加流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)T細(xì)胞亞群實(shí)驗(yàn)

流式細(xì)胞術(shù)（flow cytometry，F(xiàn)CM）是基于流式細(xì)胞儀的一項(xiàng)快速、精確、高通量針對(duì)顆粒性物質(zhì)的特征和功能進(jìn)行多參數(shù)定性、定量分析和分選的新型技術(shù)。隨著學(xué)科的交叉和融合，F(xiàn)CM 已經(jīng)成為當(dāng)今生命科學(xué)研究和實(shí)踐中不可或缺的重要手段，F(xiàn)CM 作為一項(xiàng)重要的新型免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)有必要傳授給學(xué)生［4］。鑒于此，本實(shí)驗(yàn)室積極向?qū)W校申請(qǐng)購(gòu)買(mǎi)流式細(xì)胞儀和相關(guān)試劑，結(jié)合本學(xué)科內(nèi)容，開(kāi)展T細(xì)胞亞群檢測(cè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)不僅使學(xué)生了解FCM 這一先進(jìn)的技術(shù)，還可使學(xué)生充分理解和掌握淋巴細(xì)胞表面標(biāo)志、單克隆抗體和CD 的概念，以及T 細(xì)胞亞群的分類(lèi)依據(jù)等免疫學(xué)基本理論知識(shí)。此外，鼓勵(lì)學(xué)生積極獻(xiàn)血，鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手采集同伴血液進(jìn)行實(shí)測(cè)，通過(guò)檢測(cè)自身免疫功能，將所學(xué)理論知識(shí)實(shí)際應(yīng)用于自身免疫功能的分析，極大地提高了學(xué)生的參與感和興趣。

鑒于流式細(xì)胞儀儀器精密、價(jià)格昂貴且數(shù)量有限的實(shí)際情況，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用不同實(shí)驗(yàn)小組錯(cuò)時(shí)、輪流進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的方式。帶教老師集中講解儀器操作方法和注意事項(xiàng)，首先指導(dǎo)第一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組實(shí)際操作，之后由前一個(gè)小組指導(dǎo)下一個(gè)小組進(jìn)行操作，教師總體把控，保障實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。通過(guò)這種方式可使每個(gè)學(xué)生均能對(duì)FCM 有切身的體會(huì)，并增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，探索“以學(xué)生為中心”的免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。對(duì)于新型實(shí)驗(yàn)技術(shù)，百聞不如一見(jiàn)，本實(shí)驗(yàn)室通過(guò)FCM 檢測(cè)T 細(xì)胞亞群實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)“高大上”的流式細(xì)胞儀輸出的圖像有了實(shí)質(zhì)性的直觀認(rèn)識(shí)，極大地提高了同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力，使學(xué)生在基礎(chǔ)教育階段真正地學(xué)習(xí)到將來(lái)用得上的技術(shù)，對(duì)于文獻(xiàn)的閱讀和理解將起到較大的幫助作用。

3 改進(jìn)吞噬細(xì)胞吞噬功能檢測(cè)方法

傳統(tǒng)檢測(cè)吞噬細(xì)胞吞噬功能的實(shí)驗(yàn)是將待測(cè)細(xì)胞和細(xì)菌、雞紅細(xì)胞或酵母細(xì)胞等顆粒性異物混合孵育、涂片、染色，在光學(xué)顯微鏡下觀察并計(jì)數(shù)吞噬細(xì)胞及吞噬的異物，通過(guò)計(jì)算吞噬百分率和吞噬指數(shù)反映待測(cè)細(xì)胞的吞噬能力。該實(shí)驗(yàn)操作繁瑣，結(jié)果不穩(wěn)定，學(xué)生在有限的實(shí)驗(yàn)課時(shí)內(nèi)較難獲得理想結(jié)果。本次教學(xué)改革中，教研組自創(chuàng)性地采用綠色熒光蛋白標(biāo)記的大腸桿菌DH5α（GFP-DH5α）作為吞噬顆粒，讓學(xué)生實(shí)際操作測(cè)定巨噬細(xì)胞的吞噬功能。GFP-DH5α 可長(zhǎng)期傳代培養(yǎng)，易于獲取，待測(cè)細(xì)胞吞噬該菌后，無(wú)需染色，可直接采用熒光顯微鏡觀察吞噬細(xì)胞的吞噬現(xiàn)象（圖1）。與傳統(tǒng)的吞噬實(shí)驗(yàn)相比，其操作步驟簡(jiǎn)單，結(jié)果穩(wěn)定，不存在染色深淺不一造成的誤差，除可用熒光顯微鏡觀察結(jié)果外，還可使用流式細(xì)胞儀定量分析吞噬細(xì)胞吞菌能力。同學(xué)們親自在熒光顯微鏡下觀察到被吞噬的發(fā)出黃綠色熒光的GFP-DH5α如茫茫太空中的繁星閃爍，非常興奮，極大地提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和課程的吸引力。本實(shí)驗(yàn)融合了免疫學(xué)和微生物學(xué)知識(shí)，在融合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)方面進(jìn)行了有益的探索。

圖1 巨噬細(xì)胞吞噬GFP-DH5α實(shí)驗(yàn)Fig.1 Manifestation of macrophage phagocytizing GFPDH5α

4 加強(qiáng)生物安全知識(shí)培訓(xùn)和日常病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度的執(zhí)行考核

生物安全意識(shí)是醫(yī)學(xué)教育者的基本素養(yǎng)之一。隨著全球重大衛(wèi)生事件的頻繁發(fā)生，國(guó)家和相關(guān)部門(mén)不斷出臺(tái)政策、制定規(guī)范、加強(qiáng)管理。免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)常用到一些臨床采集的血清或全血標(biāo)本，這些標(biāo)本可能存在活的病毒、細(xì)菌等，具有潛在的傳染性風(fēng)險(xiǎn)。由于學(xué)生對(duì)其中的病原微生物的危害認(rèn)識(shí)不足，易將免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)等同于其他普通操作性教學(xué)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)過(guò)程中常常忽視自我防護(hù)和對(duì)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)［6］。因此，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，教師即向?qū)W生講授生物安全知識(shí)，強(qiáng)調(diào)病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，并將其執(zhí)行情況列為日常考核指標(biāo)，根據(jù)課堂紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)室管理制度的執(zhí)行、垃圾分類(lèi)及污染物品處理等情況，由實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員在實(shí)驗(yàn)課結(jié)束時(shí)以班級(jí)為單位給各班評(píng)分，作為平時(shí)分?jǐn)?shù)的一部分計(jì)入課程總成績(jī)。免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程涉及損傷性實(shí)驗(yàn)，如血型鑒定，指導(dǎo)學(xué)生嚴(yán)格進(jìn)行傷口消毒、包扎，戴一次性橡膠手套進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)操作，保護(hù)自身安全，防止疾病的傳播。

5 引入形成性評(píng)價(jià)考核模式

傳統(tǒng)的免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)從屬于醫(yī)學(xué)免疫學(xué)課程，實(shí)驗(yàn)成績(jī)作為醫(yī)學(xué)免疫學(xué)成績(jī)的一部分，在整個(gè)課程總成績(jī)中占比較低（10%～20%）［7-8］。實(shí)驗(yàn)考核方式多以實(shí)驗(yàn)報(bào)告和課堂出勤為主，一般要求學(xué)生課下完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)提交。存在部分學(xué)生為獲得較高成績(jī)篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或抄襲實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好同學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的情況，教師很難辨別，造成大部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)得分較高，主要集中在81～90 分和91～100 分，學(xué)生之間成績(jī)區(qū)分度很?。▓D2A），導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課不重視。為改變這種現(xiàn)象，本校教學(xué)改革中將免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)和微生物實(shí)驗(yàn)合并為一門(mén)獨(dú)立的病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，該實(shí)驗(yàn)課程單獨(dú)計(jì)分和考核，成績(jī)由平時(shí)成績(jī)（50%）和期末實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)（50%）組成。平時(shí)成績(jī)包括綜合素質(zhì)成績(jī)（10%）、虛擬實(shí)驗(yàn)成績(jī)（15%）和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)（25%），綜合素質(zhì)成績(jī)根據(jù)課堂紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)室管理制度的執(zhí)行、衛(wèi)生值日、垃圾分類(lèi)及污染物品處理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否按時(shí)提交等進(jìn)行評(píng)價(jià)，虛擬實(shí)驗(yàn)測(cè)試在線進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)由帶教老師批改得出。期末實(shí)驗(yàn)考試均在每班最后一次實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行，包括筆試和技能測(cè)試，實(shí)驗(yàn)考試內(nèi)容由具有多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師根據(jù)教學(xué)大綱要求組建試題庫(kù)，考試采用從題庫(kù)中隨機(jī)抽取試卷的方式，以避免出現(xiàn)不同班級(jí)試題重復(fù)和泄題的現(xiàn)象。

圖2 2021年度各專業(yè)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)（A）和實(shí)驗(yàn)期末考試成績(jī)（B）分析Fig.2 Analysis of scores of experiment report（A）and terminal examination（B）of Immunology in different majors in 2021

通過(guò)對(duì)不同專業(yè)學(xué)生的免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)期末考試成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)各專業(yè)學(xué)生的成績(jī)基本呈正態(tài)分布，各分段內(nèi)均分布一定比例的學(xué)生（圖2B）。與實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)相比，采用多題多卷實(shí)驗(yàn)考核形式明顯提高了不同學(xué)生之間實(shí)驗(yàn)成績(jī)的區(qū)分度。通過(guò)對(duì)不同專業(yè)學(xué)生的成績(jī)進(jìn)行分析對(duì)比，可了解各專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，反饋教師的教學(xué)質(zhì)量，以便在今后的教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行修正。分析本次考核結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生中，八年制學(xué)生的成績(jī)較五年制學(xué)生偏低，高分（91～100 分）頻次的學(xué)生比例減少，而低分（0～60 分）頻次的學(xué)生比例增多。然而八年制臨床醫(yī)學(xué)生的入學(xué)成績(jī)明顯高于五年制，一年半過(guò)后成績(jī)卻出現(xiàn)下滑，其中原因需要引起教師的重視與思考。通過(guò)任課教師與學(xué)生座談溝通，發(fā)現(xiàn)主要是因?yàn)榘四曛茖W(xué)生為本碩連讀，沒(méi)有進(jìn)一步的升學(xué)壓力而放松了對(duì)自己的要求，需要教師幫助學(xué)生樹(shù)立正確的觀念，告誡學(xué)生免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)是科研訓(xùn)練的必備基礎(chǔ)課，對(duì)進(jìn)一步深造的學(xué)生來(lái)說(shuō)尤其重要，引起學(xué)生足夠的重視。首次實(shí)驗(yàn)時(shí)即告知學(xué)生這種考核方式，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

6 分層拓展

為使學(xué)生獲得更多實(shí)踐機(jī)會(huì)，本實(shí)驗(yàn)室鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)準(zhǔn)備工作和申請(qǐng)創(chuàng)新性開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)。歡迎學(xué)生來(lái)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)教師共同對(duì)將要開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)步驟等多方面進(jìn)行討論、設(shè)計(jì)和預(yù)習(xí)，分析預(yù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象及原因，從而增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作機(jī)會(huì)，了解課堂實(shí)驗(yàn)背后實(shí)驗(yàn)材料和試劑的獲取方式，提高分析問(wèn)題和把控全局的能力。實(shí)驗(yàn)室還為具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)熱情的大學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)，開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題的研究。教師指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)醫(yī)學(xué)專業(yè)知識(shí)，提出自己感興趣的免疫學(xué)問(wèn)題，通過(guò)查閱相關(guān)資料并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室具體條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)操作，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果并撰寫(xiě)結(jié)題報(bào)告，這種開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)可提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和科研創(chuàng)造力。

7 結(jié)語(yǔ)

免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)在基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用中均占有重要地位，本?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心不斷探索更適合醫(yī)學(xué)生免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新模式。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面，分別選取各類(lèi)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中1～2 個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生親自動(dòng)手操作以進(jìn)行強(qiáng)基訓(xùn)練，同時(shí)緊跟時(shí)代發(fā)展，增加流式細(xì)胞術(shù)實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)科研和高技術(shù)領(lǐng)域訓(xùn)練，改進(jìn)吞噬細(xì)胞功能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分層拓展，鼓勵(lì)學(xué)有余力的同學(xué)發(fā)揮主觀能動(dòng)性，參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)準(zhǔn)備工作與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)科研素質(zhì)能力的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中重視生物安全知識(shí)培訓(xùn)，并引入形成性評(píng)價(jià)考核模式。新型教學(xué)模式可促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性，加強(qiáng)生物安全意識(shí)，提高不同學(xué)生間學(xué)習(xí)成績(jī)的區(qū)分度。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一個(gè)長(zhǎng)期不斷實(shí)踐和不斷完善的過(guò)程，對(duì)于其中某些教學(xué)環(huán)節(jié)仍需要加強(qiáng)多學(xué)科溝通，增加綜合性實(shí)驗(yàn)，力求提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，獲得更好的教學(xué)效果［6，9］。