醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)踐性教學(xué)探索①

陸 青 楊 慧 張偉娟 高 波 儲(chǔ)以微

(復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)系,上海 200032)

·教學(xué)園地·

醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)踐性教學(xué)探索①

陸 青 楊 慧 張偉娟 高 波 儲(chǔ)以微

(復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)系,上海 200032)

醫(yī)學(xué)免疫學(xué)是醫(yī)學(xué)本科生的核心主干課程，其理論和技術(shù)已滲透到生命科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域，尤其與生物醫(yī)學(xué)、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究和臨床醫(yī)學(xué)等密切相關(guān)。同時(shí)，免疫學(xué)又是一門發(fā)展快速的生命前沿學(xué)科，在高等教育日益全球化和多元化的21世紀(jì)，醫(yī)學(xué)免疫學(xué)教學(xué)應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，與國(guó)際接軌，方能達(dá)成我?！搬t(yī)學(xué)基礎(chǔ)扎實(shí)、臨床技能規(guī)范、職業(yè)素質(zhì)良好的國(guó)際通用型醫(yī)學(xué)人才”的培養(yǎng)目標(biāo)?；谘芯康膶W(xué)習(xí)(Research based learning,RBL)，是世界各國(guó)研究型大學(xué)本科教育培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的一個(gè)重要特征[1]。我們?cè)诟倪M(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的前提下，推進(jìn)課程基于問(wèn)題意識(shí)的創(chuàng)新力培養(yǎng)；在此基礎(chǔ)上面向有創(chuàng)新力且對(duì)免疫學(xué)有濃厚興趣的本科生開(kāi)展學(xué)術(shù)研究，探索培養(yǎng)“具有科學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新和分析批判精神”的高素質(zhì)醫(yī)學(xué)專業(yè)人才的有效途徑。

1 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)概況

我校免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課每年春季授課，每周一次3～4學(xué)時(shí)，共6次。教學(xué)對(duì)象是臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)八年制三年級(jí)和五年制二年級(jí)，以及預(yù)防專業(yè)二年級(jí)學(xué)生。學(xué)生規(guī)模自2010年的300人增加到2017年的460人，平均每30名學(xué)生配備1名教師和1名實(shí)驗(yàn)助教。實(shí)驗(yàn)課考評(píng)采取平時(shí)課堂表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告相結(jié)合的形式。

2 實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容的再構(gòu)建

免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)主要分為血清學(xué)的抗原抗體技術(shù)和細(xì)胞免疫學(xué)的免疫細(xì)胞分離、亞群鑒定和功能檢測(cè)兩大部分。為提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量，需要對(duì)原有的教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行精減、調(diào)整和充實(shí)。減少知識(shí)點(diǎn)重復(fù)和實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)單的單純觀察驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比重，將原有的相互獨(dú)立的基本技能性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，比如小鼠脾細(xì)胞分離、細(xì)胞計(jì)數(shù)及活性檢測(cè)實(shí)驗(yàn)和巨噬細(xì)胞吞噬功能測(cè)定實(shí)驗(yàn)，與新增的流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)T細(xì)胞數(shù)量和亞群，以及淋巴細(xì)胞增殖功能測(cè)定相整合，形成實(shí)驗(yàn)步驟銜接，內(nèi)容關(guān)聯(lián)，涵蓋從免疫細(xì)胞分離到功能研究的一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)表1)。再構(gòu)建后的課程體系血清學(xué)和細(xì)胞免疫學(xué)相關(guān)技術(shù)內(nèi)容均衡有關(guān)聯(lián)，使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)迅速建立起關(guān)于免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)特點(diǎn)、研究方法和思路的系統(tǒng)性認(rèn)知；實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容貼近基礎(chǔ)和臨床科研的實(shí)際應(yīng)用，有助激發(fā)主動(dòng)學(xué)習(xí)、知識(shí)的融會(huì)貫通和科研思維的養(yǎng)成。

3 實(shí)驗(yàn)課教學(xué)實(shí)踐與體會(huì)

再構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容在具體實(shí)施中需要克服一些困難：第一，流式細(xì)胞儀價(jià)格昂貴，原理復(fù)雜，很難大規(guī)模安排學(xué)生完成最后的上機(jī)檢測(cè)。我們計(jì)劃學(xué)生在3學(xué)時(shí)內(nèi)完成從小鼠脾細(xì)胞分離、計(jì)數(shù)和細(xì)胞活力檢測(cè)，到細(xì)胞表面CD3/CD4/CD8分子的熒光染色。之后，由免疫學(xué)系流式細(xì)胞儀平臺(tái)技術(shù)人員上機(jī)操作染色樣品。通過(guò)教師講授、現(xiàn)場(chǎng)觀摩以及豐富的多媒體音像資源等多種途徑，向?qū)W生全方位展示流式細(xì)胞術(shù)的原理、操作流程及其在科研和臨床的廣泛應(yīng)用，以開(kāi)闊學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情和自主創(chuàng)新精神。第二，刀豆蛋白A刺激淋巴細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)，不僅緊扣理論教學(xué)重點(diǎn)，而且實(shí)際應(yīng)用性強(qiáng)。但免疫細(xì)胞功能實(shí)驗(yàn)，有周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，很難在教學(xué)規(guī)定時(shí)間內(nèi)將其連貫完成。此外，功能實(shí)驗(yàn)往往需要細(xì)胞培養(yǎng)，但實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的空間和設(shè)備條件無(wú)法勝任多班同時(shí)開(kāi)設(shè)需求。我們采取真實(shí)和虛擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式加以克服。比如淋巴細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生已掌握的脾細(xì)胞分離步驟和需要無(wú)菌細(xì)胞培養(yǎng)72小時(shí)的刀豆蛋白A刺激脾細(xì)胞步驟由助教實(shí)際完成，學(xué)生則通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)自主練習(xí)。課堂上學(xué)生結(jié)合顯微鏡形態(tài)學(xué)觀察法和MTT比色法評(píng)價(jià)淋巴細(xì)胞的增殖水平。

表1醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容前后比較

Tab.1Comparisonofteachingcontentsofmedicalimmunologyexperimentcoursebeforeandafterthereform

以往的免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容現(xiàn)行的免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容1.乳膠凝集半定量實(shí)驗(yàn)檢測(cè)C-反應(yīng)蛋白1.對(duì)流免疫電泳2.免疫比濁法檢測(cè)免疫球蛋白2.ELISA檢測(cè)癌胚抗原3.對(duì)流免疫電泳3.鼠脾細(xì)胞分離、細(xì)胞計(jì)數(shù)和活力檢測(cè)4.ELISA檢測(cè)癌胚抗原4.流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)T細(xì)胞亞群和數(shù)量5.鼠脾細(xì)胞分離、細(xì)胞計(jì)數(shù)和活力檢測(cè)5.淋巴細(xì)胞增殖功能測(cè)定6.巨噬細(xì)胞吞噬功能測(cè)定6.巨噬細(xì)胞吞噬功能測(cè)定

優(yōu)化課堂實(shí)踐過(guò)程，靈活運(yùn)用不同教學(xué)法如啟發(fā)式、討論式和研究型教學(xué)法等，開(kāi)展基于問(wèn)題意識(shí)的創(chuàng)新能力訓(xùn)練，激發(fā)探究精神[2]。正如愛(ài)因斯坦所指出的“提出新的問(wèn)題，新的可能性，從新的角度去看舊的問(wèn)題，需要?jiǎng)?chuàng)造性的想象力”。例如，利用實(shí)驗(yàn)空檔，組織以實(shí)驗(yàn)小組為單位的課堂討論，啟發(fā)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)原理、關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和解決方案等方面入手提出問(wèn)題、分析和解決問(wèn)題；鼓勵(lì)學(xué)生借助虛擬實(shí)驗(yàn)課前自習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并提出自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案和思考，課堂討論分析其可行性后擇優(yōu)實(shí)施。例如，學(xué)生通過(guò)課外閱讀了解到ELISA雙抗體夾心法有一步法和二步法之分，遂提出 “ELISA雙抗體夾心法檢測(cè)癌胚抗原實(shí)驗(yàn)可否改用更簡(jiǎn)單快速的一步法檢測(cè)抗原？”；在比較分析和嘗試運(yùn)用這兩種實(shí)驗(yàn)方法檢測(cè)癌胚抗原后，發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題“為什么ELISA雙抗體夾心一步法在檢測(cè)高濃度抗原時(shí)會(huì)出現(xiàn)假陰性，也即鉤狀效應(yīng)？”；繼而提出“如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使ELISA雙抗體夾心法檢測(cè)癌胚抗原的實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有特異性，避免假陽(yáng)性和假陰性?”。正是在這些問(wèn)題提出的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解逐步加深、學(xué)習(xí)興趣得到激發(fā)、實(shí)踐動(dòng)手能力和科研思維能力得以提高。而這種興趣和能力培養(yǎng)可以產(chǎn)生創(chuàng)新的種子[3]。

4 免疫學(xué)科研訓(xùn)練

我校充分發(fā)揮研究型大學(xué)的科研優(yōu)勢(shì)，整合教學(xué)和科研，依托各教學(xué)和科研實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)展本科生學(xué)術(shù)研究資助計(jì)劃(Fudan′s undergraduate research opportunities program,FDUROP)，每年資助近500名拔尖學(xué)生，利用課余時(shí)間，開(kāi)展某專業(yè)領(lǐng)域前沿學(xué)術(shù)研究活動(dòng)。免疫學(xué)系作為該計(jì)劃的重要環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)對(duì)免疫學(xué)具有濃厚興趣且有創(chuàng)新能力的學(xué)生進(jìn)入課題組，在課題組成員和導(dǎo)師的指導(dǎo)下，圍繞導(dǎo)師的研究方向進(jìn)行科學(xué)研究：從參加組會(huì)、學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)技術(shù)、查閱文獻(xiàn)和撰寫(xiě)項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)開(kāi)始，經(jīng)歷課題的具體實(shí)施到研究成果發(fā)表過(guò)程。2010年以來(lái)，免疫學(xué)系共獲得37項(xiàng)大學(xué)生科創(chuàng)項(xiàng)目，以校級(jí)莙政、望道、曦源和正誼學(xué)者等本科生科創(chuàng)項(xiàng)目為主，但也有國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基金和國(guó)家自然科學(xué)基金子課題項(xiàng)目。學(xué)生以第一作者發(fā)表SCI論文16篇，非SCI論文2篇，總影響因子68。其中，《TSCI基因?qū)φ{(diào)節(jié)性T細(xì)胞發(fā)育分化的免疫調(diào)控作用》課題，榮獲第三屆全國(guó)大學(xué)生基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新論壇暨實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽叁等獎(jiǎng)(見(jiàn)圖1)。學(xué)生通過(guò)本科階段參與高質(zhì)量的學(xué)術(shù)研究，為將來(lái)從事基礎(chǔ)和臨床科技創(chuàng)新工作奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

圖1 2010年以來(lái)本科生免疫學(xué)科研活動(dòng)調(diào)查Fig.1 Investigation on undergraduate research training in immunology since 2010

5 結(jié)語(yǔ)

醫(yī)學(xué)免疫學(xué)既是一門理論教學(xué)課程，更是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，需要用實(shí)驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證免疫學(xué)理論。醫(yī)學(xué)免疫學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)積極開(kāi)展貼近科研和臨床實(shí)際應(yīng)用的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生動(dòng)手更動(dòng)腦，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，成為實(shí)現(xiàn)高素質(zhì)化人才培養(yǎng)目標(biāo)的有效途徑[4]。提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和管理水平，應(yīng)遵循實(shí)驗(yàn)教學(xué)本身的規(guī)律，可以借鑒國(guó)外基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，如美國(guó)的本科生專題科研訓(xùn)練暑期課程[5]，使科研訓(xùn)練規(guī)范化而不失靈活性，并將其納入實(shí)驗(yàn)教學(xué)范疇，為培養(yǎng)創(chuàng)新型醫(yī)學(xué)人才奠定良好基礎(chǔ)。

[1] 李祖超，王甲旬.美國(guó)研究型大學(xué)培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才的經(jīng)驗(yàn)與特色[J].清華大學(xué)教育研究,2016,37(2):35-43.

[2] 陳 侃，丁 妍，王 穎.研究型教學(xué)的行為分析[J].復(fù)旦教育論壇,2012,10(4):26-30.

[3] 俞國(guó)良，侯瑞鶴.問(wèn)題意識(shí)、人格特征與教育創(chuàng)新中的創(chuàng)造力培養(yǎng)[J].復(fù)旦教育論壇,2003,1(4):11-15.

[4] 吳艷峰,曹雪濤.關(guān)于免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考[J].中國(guó)免疫學(xué)雜志,2011,27(5):468-470.

[5] 潘燕霞，方秋娟，陳愛(ài)琴.美國(guó)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特色與啟示[J].中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育，2008,9(1):31-32.

10.3969/j.issn.1000-484X.2017.12.026

R392.9

A

1000-484X(2017)12-1877-02

①本文受復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院教改項(xiàng)目(2017-16)資助。

陸 青(1967年-)，女，博士，主要從事全身性系統(tǒng)性紅斑狼瘡的發(fā)病等自身免疫性疾病機(jī)制研究，E-mail: fluqing@fudan.edu.cn。

及指導(dǎo)教師：儲(chǔ)以微(1964年-)，女，博士，教授，主要從事腫瘤免疫及免疫生物治療研究，E-mail: yiwei-chu@fudan.edu.cn。

[收稿2017-06-28]

(編輯 許四平 劉格格)