培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的“免疫生物學(xué)實驗課”的探索與嘗試

孫 汭 鄭曉東 陳永艷 孫昊昱 魏海明 田志剛

（中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部，合肥 230027）

隨著免疫學(xué)突飛猛進的發(fā)展，免疫學(xué)在保障人民健康中的作用越來越顯著。黨的十八大以來，黨中央把保障人民健康放在優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略地位，尤其在2020年抗擊新冠肺炎的戰(zhàn)役中凸顯了免疫學(xué)的理論和技術(shù)在人民健康中所占的地位，因此開設(shè)免疫生物學(xué)實驗課，讓大學(xué)生了解免疫學(xué)理論及技術(shù)顯得非常必要。雖然越來越多的綜合性大學(xué)嘗試開設(shè)免疫學(xué)實驗課，然而，在已經(jīng)開設(shè)的免疫學(xué)實驗課中，普遍以獨立的實驗為單元，實驗與實驗間相互獨立，學(xué)生很難將實驗結(jié)果與所學(xué)的免疫學(xué)理論聯(lián)系起來。這種只突出實驗本身而忽略基礎(chǔ)知識之間連貫性的課程設(shè)置，阻礙了學(xué)生邏輯思維的開發(fā)和解決問題的能力培養(yǎng)［1］。為了改變這種現(xiàn)狀，教研組對傳統(tǒng)的免疫學(xué)實驗課內(nèi)容進行了大膽改革。圍繞著基本的免疫生物學(xué)實驗，選定幾個研究方向，讓學(xué)生根據(jù)這些實驗內(nèi)容自主進行實驗設(shè)計，詳細(xì)地進行實驗記錄，最后以論文的格式寫出實驗報告，將一個個獨立實驗串聯(lián)起來，講述一個完整的免疫學(xué)故事，大大提高了學(xué)生對實驗的興趣和理論聯(lián)系實際的能力。由于實驗的連貫性，使學(xué)生的責(zé)任心和對結(jié)果的好奇心明顯提高，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、分析問題和解決問題的能力，提升學(xué)生的整體科研綜合能力［2］。

1 課程設(shè)置的總體思路

1.1 注重學(xué)生正確價值觀和科研精神的培養(yǎng) 教研組充利用實驗課中的理論課堂對學(xué)生進行價值觀教育，根據(jù)課程的內(nèi)容和特點穿插介紹各種免疫學(xué)技術(shù)的發(fā)明、對社會的貢獻以及在面對新冠肺炎疫情時免疫學(xué)的理論和技術(shù)在其治療和預(yù)防中所發(fā)揮的作用，通過免疫學(xué)家的科研歷程、科學(xué)精神和科學(xué)思想，培養(yǎng)學(xué)生的愛業(yè)和敬業(yè)精神，激勵學(xué)生不畏艱難，勇攀高峰的科學(xué)價值觀。

1.2 高度重視科研道德和實驗倫理的培訓(xùn) 隨著科研國際化的深入，科學(xué)不端行為日益突出，為了使學(xué)生能夠在科研剛起步時即意識到其危害，教師在免疫生物學(xué)實驗課第一講就注重科研道德倫理的培養(yǎng)，并就實驗設(shè)計、實驗記錄、實驗報告的意義、要求及注意事項進行了詳細(xì)的解讀，使本科生剛步入科研之門即感受到科學(xué)研究的嚴(yán)肅性，從而杜絕科學(xué)不端行為的發(fā)生。

1.3 建立具有邏輯關(guān)系的整體實驗課程教學(xué)體系和教學(xué)方式 免疫生物學(xué)實驗課打破以往實驗課每次授課內(nèi)容相對獨立的模式，將授課內(nèi)容構(gòu)成一個有機整體，即從抗原免疫到免疫器官/細(xì)胞的分離，再到細(xì)胞免疫及體液免疫檢測，所有課程均前后呼應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)問題的系統(tǒng)思考及綜合解決能力。

1.4 為大學(xué)四年級畢業(yè)實習(xí)做鋪墊 免疫生物學(xué)實驗課在本科三年級下學(xué)期開課，選課學(xué)生面臨的是四年級進入實驗室，開展為期一年本科生畢業(yè)實習(xí)。在本科畢業(yè)實習(xí)過程中，同學(xué)們需要撰寫開題報告、實驗記錄和畢業(yè)論文。為了能讓學(xué)生在進入實驗室后順利適應(yīng)實驗室的科研環(huán)境，縮短從書本到實踐的過程，教研組開設(shè)的免疫生物學(xué)實驗課，模擬了大學(xué)四年級的畢業(yè)實習(xí)過程。

1.5 邏輯思維的開發(fā)和解決問題能力的培養(yǎng) 實驗課程的設(shè)置特別注重每個實驗之間的連貫性和趣味性，讓學(xué)生通過實驗結(jié)果的觀察學(xué)會分析問題、解決問題。例如，觀察小鼠的免疫器官，學(xué)生看過后就留下一個形態(tài)學(xué)的印象；如果給小鼠預(yù)先接種抗原，然后再觀察其免疫器官，讓學(xué)生比較接種與未接種抗原小鼠免疫器官存在的差異時，會使學(xué)生對結(jié)果產(chǎn)生好奇心，將所觀察的現(xiàn)象與課堂上的理論知識聯(lián)系起來。用所學(xué)的理論知識分析實驗結(jié)果，將理論課學(xué)到的知識在實驗課中進行驗證，從而引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱忱，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維和解決問題的能力。

2 課程的設(shè)計

免疫生物學(xué)實驗課程設(shè)置的目的是為了培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)問題的系統(tǒng)思考及綜合解決能力，同時為大學(xué)四年級的畢業(yè)實習(xí)做前期培訓(xùn)。因此，教研組根據(jù)本科生畢業(yè)實習(xí)期間開題報告、實驗過程和畢業(yè)論文的三大環(huán)節(jié)設(shè)計了免疫生物學(xué)實驗課程的內(nèi)容。

2.1 理論內(nèi)容 注重培養(yǎng)學(xué)生正確的價值觀，使學(xué)生高度重視科研道德、實驗倫理和實驗記錄的重要性。學(xué)會設(shè)計實驗、記實驗記錄、撰寫實驗報告。課堂主要介紹實驗課所涉及的實驗原理和基本流程，根據(jù)課程內(nèi)容穿插介紹在血清學(xué)實驗方法建立以及抗體研究領(lǐng)域免疫學(xué)家的科研故事、科研思想，激勵學(xué)生不畏艱難，勇攀科學(xué)高峰。同時結(jié)合課程內(nèi)容穿插介紹新冠肺炎的診療中免疫學(xué)理論和技術(shù)的應(yīng)用，用事實讓學(xué)生充分體會到在國家需要的時候，能夠用課堂學(xué)到的知識服務(wù)于國家和人民（表1）。

2.2 實驗內(nèi)容 從給小鼠接種顆粒性抗原開始，將腹腔注射、動物取血、動物胸腺和脾臟的摘取、單個核細(xì)胞分離到T細(xì)胞亞群檢測、抗體檢測等一系列基本和實用的免疫學(xué)實驗（圖1），用免疫學(xué)理論將這些單獨的實驗技術(shù)串聯(lián)起來，通過一系列的實驗檢測結(jié)果，聯(lián)系理論課學(xué)習(xí)內(nèi)容，講述顆粒性抗原在體內(nèi)是如何引起免疫應(yīng)答的，讓學(xué)生通過實驗驗證這一個免疫學(xué)的基本理論問題（表1）。

圖1 免疫生物學(xué)實驗課程設(shè)置Fig.1 Curriculum of Immunobiology Laboratory Course

表1 免疫生物學(xué)實驗課程教學(xué)內(nèi)容Tab.1 Teaching contents of Immunobiology Laboratory Course

將學(xué)生分為二人小組進行討論和規(guī)劃實驗內(nèi)容，然后獨立完成實驗設(shè)計。根據(jù)實驗設(shè)計中的規(guī)劃完成各個實驗，詳細(xì)記錄實驗過程，用免疫生物學(xué)理論課所學(xué)的知識將每次實驗的結(jié)果串聯(lián)起來，以論文的格式撰寫實驗報告。

2.3 課程評分標(biāo)準(zhǔn) 實驗課程制定嚴(yán)格的考核標(biāo)準(zhǔn)，課程評分標(biāo)準(zhǔn)主要包括3個方面：實驗設(shè)計（相當(dāng)于開題報告）、實驗記錄（記錄實驗過程）、實驗報告（相當(dāng)于畢業(yè)論文），3部分總分100分，其中實驗設(shè)計占20%，實驗記錄占30%，實驗報告占30%，平時表現(xiàn)占20%。對3部分內(nèi)容制定了詳細(xì)的評分標(biāo)準(zhǔn)（表2）。

表2 免疫生物學(xué)實驗課程的評分標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 Scoring criteria of Immunobiology Laboratory Course

3 課程的實施

從實驗設(shè)計、實驗記錄、實驗報告3個方面，介紹在免疫生物學(xué)實驗課程的實施過程中，如何將理論課的基礎(chǔ)知識與一個個獨立的實驗串聯(lián)起來，如何開發(fā)學(xué)生的邏輯思維和解決問題能力。

3.1 實驗設(shè)計 實驗設(shè)計是實驗過程的依據(jù)，是實驗數(shù)據(jù)處理的前提，也是提高科研成果質(zhì)量的一個重要保證。主要包括題目、目的、假設(shè)及實驗方法。學(xué)生根據(jù)免疫生物學(xué)實驗課設(shè)定的實驗內(nèi)容進行實驗設(shè)計，強調(diào)一個周密而完善的實驗設(shè)計，能合理地安排各種實驗因素，嚴(yán)格地控制實驗誤差，最大限度地獲得豐富而可靠的數(shù)據(jù)。反之，如果實驗設(shè)計存在缺點，就可能造成不應(yīng)有的浪費，也有可能降低研究結(jié)果的價值［3］。及時讓學(xué)生認(rèn)識到實驗設(shè)計的重要性，通過運用所學(xué)基礎(chǔ)理論知識結(jié)合實驗全過程的解析，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗的能力。

3.1.1 實驗設(shè)計（實驗報告）的題目 教師要求學(xué)生根據(jù)實驗設(shè)計的“三要素”（即實驗對象、實驗因素、實驗效應(yīng)）給出實驗的題目，即以最簡練的語言描述要完成的實驗內(nèi)容［3］。實驗設(shè)計的題目也是實驗報告的題目。要求題目要符合學(xué)生所做的實驗內(nèi)容，且要具體，能夠讓讀者明確在該免疫生物學(xué)實驗中所驗證的問題。例如，本課程給學(xué)生提出三要素，研究對象是小鼠，實驗因素是滅活細(xì)菌疫苗（疫苗），實驗效應(yīng)是觀察適應(yīng)性免疫應(yīng)答相關(guān)內(nèi)容（包括T、B淋巴細(xì)胞發(fā)育、分化、活化、細(xì)胞免疫應(yīng)答、體液免疫應(yīng)答等），學(xué)生根據(jù)實驗內(nèi)容和興趣，運用理論課所學(xué)知識，根據(jù)實驗條目，充分發(fā)揮想象空間，選定實驗設(shè)計題目。

3.1.2 實驗?zāi)康?讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)的免疫生物學(xué)理論知識，分析所做實驗要解決的問題，寫出實驗?zāi)康摹?/p>

3.1.3 實驗假設(shè) 根據(jù)理論知識和所做實驗的實驗原理，對實驗現(xiàn)象提出假設(shè)。要求學(xué)生根據(jù)實驗內(nèi)容選定的觀察指標(biāo)，結(jié)合理論課的基礎(chǔ)知識推測出實驗結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題的能力。例如，根據(jù)“小鼠疫苗免疫次數(shù)的變化引起抗體生成的變化”這個現(xiàn)象可以提出假設(shè)：隨疫苗免疫次數(shù)的增加小鼠體內(nèi)抗體增多。還可根據(jù)免疫器官、T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞在疫苗免疫前后的可能變化提出假設(shè)。在此特別提醒學(xué)生注意在假設(shè)中要使用“增多”“減少”明確表述，而不是“影響”“有關(guān)”“有變化”等模棱兩可的表述，說明假設(shè)中應(yīng)該具體闡述有何種“影響”。

3.1.4 實驗方法、觀察內(nèi)容和記錄方式 根據(jù)課堂講授的實驗設(shè)計原則和對照原則，結(jié)合所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識進行實驗設(shè)計［3］。實驗設(shè)計的關(guān)鍵點是對照組的設(shè)置，即注意單一變量原則；需要闡明所選擇實驗方法的依據(jù)、描述實驗中所用各種實驗方法的原理和流程，以便讓同學(xué)真正理解和掌握實驗方法。對于實驗的觀察和數(shù)據(jù)搜集，主要包括：①確定實驗分組和記錄的時間；②設(shè)計觀察和記錄內(nèi)容；③確定記錄方式，例如文字描述、表格描述、畫坐標(biāo)圖、照片和原始測定圖等。讓同學(xué)們在沒有開始實驗前就確定了觀察和記錄的方式，培養(yǎng)學(xué)生的計劃性、條理性等科研能力。

本科生免疫生物學(xué)的實驗為驗證性實驗，為了讓同學(xué)們在實驗設(shè)計中做到理論聯(lián)系實際，教研組根據(jù)實驗內(nèi)容選定了4方面的觀察指標(biāo)，讓同學(xué)在觀察和收集數(shù)據(jù)中能建立一套完整的邏輯思維。

3.1.4 .1疫苗接種小鼠后中樞和外周免疫器官的變化 主要觀察和記錄內(nèi)容：實驗動物分組和觀察時間點，實驗動物（小鼠名稱、品系、性別、年齡，處理方法等均需明確）；試劑的用量及配方（生產(chǎn)廠家、規(guī)格、來源等）；實驗所使用的儀器設(shè)備詳細(xì)說明（生產(chǎn)廠家、型號、來源等）；動物免疫的原理和方法（包括疫苗、免疫次數(shù)、免疫劑量、免疫部位等）；小鼠犧牲和解剖方法；觀察免疫器官的變化，確定觀察內(nèi)容的記錄方式。

3.1.4 .2疫苗接種小鼠后對免疫器官中單個核細(xì)胞絕對數(shù)的影響 主要觀察和記錄內(nèi)容：實驗動物分組和觀察時間點，淋巴細(xì)胞分離原理和方法（可用流程圖）；單個核細(xì)胞計數(shù)方法及計數(shù)；確定實驗結(jié)果記錄的方式。

3.1.4 .3疫苗接種小鼠后對T淋巴細(xì)胞發(fā)育分化的影響 主要觀察和記錄內(nèi)容：免疫細(xì)胞標(biāo)記技術(shù)的原理和方法（描述樣品熒光標(biāo)記的流程、對照組設(shè)立、抗體名稱、濃度、體積、孵育時間、洗滌次數(shù)等）；流式細(xì)胞儀檢測原理，實驗分組、記錄時間和記錄方式。

3.1.4 .4疫苗接種小鼠后對B淋巴細(xì)胞功能的影響 主要觀察和記錄內(nèi)容：抗血清的制備方法；抗原抗體反應(yīng)檢測原理和方法；ELISA的原理和檢測方法；各實驗的實驗分組、檢測數(shù)據(jù)的記錄時間和記錄方式。

3.2 實驗記錄 主要圍繞：①實驗記錄的意義；②實驗記錄的要求；③實驗記錄的內(nèi)容；④實驗記錄的格式要求；⑤實驗記錄常見的問題。讓學(xué)生充分意識到實驗記錄的重要性并懂得如何進行實驗記錄，具體內(nèi)容參見文獻［4］。

每次實驗的原始記錄要求包括：①實驗名稱；②實驗?zāi)康?；③實驗原理；④實驗材料；⑤實驗方法；⑥實驗結(jié)果；⑦實驗結(jié)果整理；⑧小結(jié)（結(jié)果分析）［4］。培養(yǎng)學(xué)生詳細(xì)進行實驗記錄的習(xí)慣和良好的科研作風(fēng)。

3.3 實驗報告 實驗報告的目的是表述在免疫生物學(xué)實驗中所做實驗并分析所獲得的實驗數(shù)據(jù)。學(xué)生通過撰寫實驗報告體驗寫學(xué)術(shù)論文的過程，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識分析結(jié)果及描述結(jié)果的能力。實驗報告按學(xué)術(shù)論文格式，包括：標(biāo)題、摘要、引言、材料和方法、實驗結(jié)果和圖表、討論、參考文獻幾部分，每一部分教師都用示例進行了詳細(xì)指導(dǎo)，避免學(xué)生無從下手，讓學(xué)生學(xué)會各部分的寫作。

實驗報告題目與實驗設(shè)計一致，根據(jù)同學(xué)所選擇的實驗內(nèi)容和觀察指標(biāo)而定。

3.3.1 摘要（約200字） 摘要是整個論文的簡單綱要，包括對實驗?zāi)康摹嶒灧椒?、重要的結(jié)果和結(jié)論的簡單的描述。具體要求為：①背景：把所做的實驗放到科研背景中對所提問題的簡單描述：研究的意義、提出的問題（結(jié)果的推測）（1～2句話）；②方法：解決提出問題的實驗方法（1～2句話）；③結(jié)果：實驗所觀察到的結(jié)果，特別是特殊的、重要的結(jié)果（3～5句話）；④結(jié)論：從所做的實驗和所得的數(shù)據(jù)中得出的結(jié)論（1句話）。

3.3.2 引言 引言主要包括研究背景資料、陳述問題、假設(shè)、簡要描述實驗設(shè)計方法和簡要陳述最重要實驗的結(jié)果。課程要求：①介紹研究背景資料，通過概括總結(jié)免疫生物學(xué)的背景知識引出目前要進行的實驗?zāi)康?，陳述目前你的研究要解決的主要問題；使讀者理解你的研究邏輯和所做實驗研究的原因；②明確所驗證的假說；③說明驗證假說的方法。簡要介紹實驗設(shè)計方案以及最重要的研究結(jié)果。

3.3.3 材料和方法 材料和方法的目的是描述具體的研究設(shè)計和實驗步驟，通常由3部分組成：①實驗所用材料；②概述實驗的整體設(shè)計；③每個實驗的具體實驗步驟，包括統(tǒng)計學(xué)處理方法。實驗報告的材料和方法與實驗設(shè)計不同，是將實驗設(shè)計中的相關(guān)內(nèi)容簡化描述或者提供引用的參考文獻，但各項均不能缺少。材料和方法的內(nèi)容要與結(jié)果部分的內(nèi)容相對應(yīng)，使讀者能重復(fù)出實驗結(jié)果，并能使讀者評估實驗方法的可信度。

3.3.4 實驗結(jié)果 實驗結(jié)果部分是概述和解釋實驗收集的資料（圖和表）中的各種數(shù)據(jù)。圖表是展示實驗中的研究數(shù)據(jù)，圖表的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)回答引言中提出的研究問題。讀者憑借觀察這些圖、表能理解每個實驗和數(shù)據(jù)的要點，但不能揭示不同的實驗和數(shù)據(jù)間的邏輯關(guān)系，即僅有圖表不能闡明研究者為什么通過做不同實驗來完成整個課題。因此圖、表及其文字描述應(yīng)闡明整體實驗設(shè)計，解釋該實驗的整體思維過程。

表格、圖及圖注要明確：①研究設(shè)計的合理性：實驗分組、實驗對照組設(shè)置等；②實驗方法的正確性：檢測方法、測定單位等；③數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性：樣本量、統(tǒng)計學(xué)方法、標(biāo)準(zhǔn)差等；④實驗結(jié)果的重要性：實驗的組間差異、結(jié)果是否具有統(tǒng)計學(xué)意義等。

完成表格、圖及圖注后，開始撰寫結(jié)果部分。簡要闡述每項實驗中重要的結(jié)果，根據(jù)所學(xué)的理論把不同的實驗有機地聯(lián)系在一起，并在文章描述相關(guān)結(jié)果的地方插入圖表。

為了讓同學(xué)們在實驗報告中充分理解實驗設(shè)計內(nèi)容中選定的4方面的觀察指標(biāo)，教師用具體示例進行了引導(dǎo)式的結(jié)果描述訓(xùn)練。學(xué)生將觀察到的實驗結(jié)果與理論課的知識相結(jié)合，按照邏輯關(guān)系將觀察結(jié)果從形態(tài)學(xué)到細(xì)胞水平或抗體水平進行整合和描述，建立學(xué)生的科研思路，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、邏輯思維、分析問題的能力，學(xué)會如何對結(jié)果進行觀察、分析、整理和描述。

3.3.4 .1疫苗接種后小鼠的中樞和外周免疫器官T細(xì)胞的變化 這部分結(jié)果要求學(xué)生采用表格和圖的形式來展現(xiàn)。通過中樞和外周免疫器官的形態(tài)學(xué)、細(xì)胞絕對數(shù)和T細(xì)胞亞群的不同，對結(jié)果進行分析和描述。

形態(tài)學(xué)比較：①描述小鼠胸腺、脾臟的位置，器官的大小、形態(tài)；②比較免疫器官在免疫前后小鼠中的差異（照片）。

細(xì)胞數(shù)比較：①分離小鼠胸腺及脾臟單個核細(xì)胞，分別進行計數(shù)，比較在免疫前后單個核細(xì)胞數(shù)的差異（表格）；②比較胸腺和脾臟單個核細(xì)胞在分離過程中有何不同；③說明任何與預(yù)期不同的實驗結(jié)果。

細(xì)胞亞群分析：對所觀察到的中樞免疫器官（胸腺）和外周免疫器官（脾臟）T淋巴細(xì)胞的流式細(xì)胞（FACS）檢測數(shù)據(jù)進行分析。通過流式數(shù)據(jù)分析軟件，學(xué)生獲得的結(jié)果包括總細(xì)胞圖、淋巴細(xì)胞設(shè)門圖、對照圖（包括非特異性熒光和同種型抗體對照）、抗體單標(biāo)圖（包括抗CD4抗體或抗CD8抗體）和抗體雙標(biāo)圖（抗CD4抗體和抗CD8抗體雙標(biāo)），要求學(xué)生標(biāo)明不同T淋巴細(xì)胞亞群（CD4+CD8-、CD4-CD8+、CD4+CD8+、CD4-CD8-）所占的比例，每一幅組合圖列出1個標(biāo)題，并作相應(yīng)的圖注，主要分析內(nèi)容：①說明對照組設(shè)置的目的；②對T淋巴細(xì)胞的FACS圖結(jié)果進行分析：敘述根據(jù)FACS結(jié)果圖區(qū)分中樞免疫器官未成熟和成熟T淋巴細(xì)胞；描述所觀察到的正常小鼠T淋巴細(xì)胞各群的比例以及胸腺和脾臟T淋巴細(xì)胞的差異；④比較疫苗免疫前后小鼠T淋巴細(xì)胞各群的比例變化：不同免疫次數(shù)組小鼠胸腺和脾臟T淋巴細(xì)胞的FACS結(jié)果差異；⑤在實驗中任何與預(yù)期不同的實驗結(jié)果（比如標(biāo)記的細(xì)胞中淋巴細(xì)胞比例不符、淋巴細(xì)胞數(shù)太少、未標(biāo)記上熒光、非特異性太強等）均應(yīng)描述。

3.3.4 .2疫苗接種對小鼠B淋巴細(xì)胞功能的影響 該部分結(jié)果要求學(xué)生采用表格和圖的形式來展現(xiàn)。通過形態(tài)學(xué)、細(xì)胞絕對數(shù)和血清抗體水平的變化，對結(jié)果進行分析和描述。形態(tài)學(xué)比較：比較免疫前后小鼠脾臟的變化差異（照片）。細(xì)胞數(shù)比較：比較免疫前后小鼠脾臟單個核細(xì)胞數(shù)的差異（表格）。血清抗體水平分析：①通過抗原抗體檢測-凝集反應(yīng)檢測三次免疫小鼠和正常對照小鼠血清總抗體量，并比較二者間的不同（表格）；②通過ELISA方法檢測細(xì)菌疫苗初次和三次免疫小鼠，以及正常對照小鼠血清中特異性IgG抗體的含量，比較免疫小鼠與對照小鼠特異性IgG抗體生成量的差異，比較不同免疫次數(shù)與特異性IgG抗體生成量的關(guān)系（圖和表）。

3.3.5 討論 討論部分最基本的目的是用易于理解的詞語，解釋和說明數(shù)據(jù)的意義和展示實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)的邏輯推理過程，說明他們與背景知識的關(guān)聯(lián)性。討論包括對實驗現(xiàn)象和結(jié)果的評價，包括對沒有預(yù)期得到的和失敗的實驗結(jié)果的說明。

教師在討論部分進行了啟發(fā)式的教學(xué)，讓學(xué)生對觀察到的實驗結(jié)果，結(jié)合理論課學(xué)習(xí)的知識進行進一步分析，強化課堂知識，用實驗解決問題，培養(yǎng)學(xué)生科研興趣。

討論要求學(xué)生從形態(tài)學(xué)到細(xì)胞/抗體水平結(jié)合起來進行：①根據(jù)T淋巴細(xì)胞的克隆選擇學(xué)說，結(jié)合胸腺的體積、細(xì)胞數(shù)量的變化和FACS圖中T淋巴細(xì)胞不同亞群的變化討論T淋巴細(xì)胞克隆選擇（陽性選擇和陰性選擇）的部位、過程和意義，分析實驗結(jié)果與所學(xué)到的免疫生物學(xué)知識是否符合；②根據(jù)T淋巴細(xì)胞的細(xì)胞免疫應(yīng)答理論，結(jié)合胸腺和脾臟的體積、細(xì)胞數(shù)量和FACS圖中T淋巴細(xì)胞不同亞群的變化，討論疫苗接種小鼠后中樞免疫器官和外周免疫器官變化的理論基礎(chǔ)；闡述胸腺和脾臟不同免疫器官T淋巴細(xì)胞不同亞群在功能上有何不同及其在機體免疫中所扮演的角色；③根據(jù)B淋巴細(xì)胞的體液免疫應(yīng)答理論，結(jié)合脾臟的體積、細(xì)胞數(shù)量和抗體檢測結(jié)果的變化，討論疫苗接種小鼠后外周免疫器官變化的體液免疫應(yīng)答論基礎(chǔ)。闡述疫苗接種小鼠后B淋巴細(xì)胞在生發(fā)中心經(jīng)歷陽性選擇、體細(xì)胞高頻突變、抗體的親和力成熟、亞型轉(zhuǎn)換的成熟和分化過程，說明抗體凝集實驗和ELISA實驗結(jié)果表明的意義及血清抗體IgM型如何轉(zhuǎn)換成IgG型。

討論是結(jié)果和前言中所描述的一般科學(xué)問題的銜接部分，鼓勵同學(xué)根據(jù)結(jié)果做出合理的大膽猜想，查找支持自己觀點的文獻。同時，使同學(xué)發(fā)現(xiàn)依據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出的結(jié)論和根據(jù)結(jié)果提出的理論推測之間的區(qū)別，通過討論使學(xué)生學(xué)會應(yīng)用理論知識分析問題。在討論中，除了對所觀察到的現(xiàn)象和得到的實驗結(jié)果進行討論外，在整個實驗過程中會出現(xiàn)許多與預(yù)期不符的實驗結(jié)果或?qū)嶒炇〉慕Y(jié)果。注重討論任何與預(yù)期不同的實驗結(jié)果，對實驗過程進行討論，分析實驗失敗可能的原因，尋找避免實驗失敗的辦法。同時，也要求學(xué)生對免疫生物學(xué)實驗的安排、實施、實驗設(shè)計、實驗記錄和實驗報告提出建議、意見及擴展想法。學(xué)生通過這樣的討論加深了對實驗結(jié)果的認(rèn)識，也意識到在一個實驗設(shè)計中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都將影響整個實驗結(jié)果的獲取和判斷，加強了學(xué)生對實驗的責(zé)任心和對意外結(jié)果的分析判斷能力，提升了學(xué)生找出問題和解決問題的能力。

4 課程效果評價

通過理論聯(lián)系實踐的“免疫生物學(xué)實驗課”的探索與嘗試，教研組體會到理論聯(lián)系實際的實驗課對創(chuàng)新人才培養(yǎng)不可或缺，有助于良好科研習(xí)慣的養(yǎng)成。是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、提高創(chuàng)新精神和實踐能力的重要環(huán)節(jié)。通過實驗課的學(xué)習(xí)，強化了理論課的知識，使學(xué)生學(xué)會理論聯(lián)系實際，掌握實驗技能，提高分析問題、解決問題的能力。也培養(yǎng)了良好的科研作風(fēng)，建立邏輯思維，提升學(xué)生的科研熱情和興趣。當(dāng)學(xué)生進入畢業(yè)實習(xí)時，可以從容面對，合理安排時間，有助于提升畢業(yè)實習(xí)的質(zhì)量和效率。

4.1 免疫生物學(xué)實驗課程教學(xué)質(zhì)量總體評價結(jié)果 根據(jù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教務(wù)處公布的2020～2021免疫生物學(xué)實驗課課程教學(xué)質(zhì)量學(xué)生評價結(jié)果統(tǒng)計可以看出，本課程獲得學(xué)生的高分評價，處于學(xué)校和學(xué)院同類課程的領(lǐng)先地位（圖2）。

圖2 免疫生物學(xué)實驗課2020-2021學(xué)年評估情況Fig.2 Evaluation of Laboratory Course of Immunobiology in 2020-2021

4.2 免疫生物學(xué)實驗課程教學(xué)質(zhì)量各指標(biāo)學(xué)生評價結(jié)果 學(xué)生分別對課程設(shè)置、教學(xué)質(zhì)量、主動探索，注重培養(yǎng)我們在實踐中獨立分析與解決問題的能力、實驗技能提升、激發(fā)學(xué)生興趣等方面進行了問卷調(diào)查，結(jié)果表明本課程各項指標(biāo)均處于領(lǐng)先地位，提示本課程有很高的學(xué)生認(rèn)可度（表3）。

表3 課程各指標(biāo)學(xué)生評價評分Tab.3 Student evaluation on course indicators

4.3 課程效果分析

4.3.1 樹立了正確價值觀和科研精神 在免疫生物學(xué)實驗課的教學(xué)中，教師始終堅持育人為本、德育為先的理念，努力培養(yǎng)學(xué)生的免疫學(xué)創(chuàng)新科研思維和動手能力，培養(yǎng)面向人民生命健康的新時代科技人才。在2020年抗擊新冠肺炎的戰(zhàn)役中，中國科技大學(xué)免疫學(xué)團隊提出新冠肺炎“炎癥風(fēng)暴”導(dǎo)致重癥化的免疫學(xué)發(fā)病機制，提出免疫治療方案。教研組以此為契機，實時介紹2020年抗擊新冠肺炎的戰(zhàn)役中，如何用免疫學(xué)技術(shù)研究、治療和預(yù)防新冠肺炎，用事實使學(xué)生了解到免疫學(xué)技術(shù)對人類做出的巨大貢獻，讓學(xué)生充分體會到在國家需要的時候如何利用課堂學(xué)到的知識服務(wù)于國家和人民，極大地提升了學(xué)生的使命感和學(xué)習(xí)熱情。

4.3.2 重視了科研道德、實驗倫理，學(xué)會了規(guī)范的實驗記錄 免疫生物學(xué)實驗課始終強調(diào)科研道德倫理和規(guī)范的實驗記錄，強化了學(xué)生對實驗記錄的認(rèn)識，改變了以往只注重實驗結(jié)果/報告，不注重實驗過程的現(xiàn)象，培養(yǎng)了學(xué)生規(guī)范記錄實驗記錄的作風(fēng)。

4.3.3 培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 學(xué)生通過實驗課驗證免疫生物學(xué)理論課所學(xué)的知識，通過實驗設(shè)計、實驗記錄、實驗報告以及親自動手實驗等環(huán)節(jié)完成一個完整的實驗過程，講述一個完整的免疫生物學(xué)故事，體驗理論聯(lián)系實踐的樂趣，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4.3.4 提前體驗了大學(xué)四年級畢業(yè)實習(xí)的過程學(xué)生從開題報告到課程結(jié)束時的實驗報告進行了一輪完整的親身體驗，得到了很好的效果，本科畢業(yè)學(xué)生對本課程的設(shè)置感觸很深，表示該課程對于尚未涉事科研的學(xué)生樹立規(guī)范的科研理念和培養(yǎng)良好的科研習(xí)慣非常有益。

4.3.5 培養(yǎng)了學(xué)生解決問題的能力 通過理論聯(lián)系實踐的課程學(xué)習(xí)，鞏固了理論知識，取得事半功倍的效果，學(xué)生的成就感油然而生。當(dāng)學(xué)生獨立完成實驗報告后，學(xué)生普遍感覺通過課程學(xué)習(xí)加深了免疫學(xué)理論的理解，增強了科研的自信心。

4.3.6 來自學(xué)生的評價 免疫生物學(xué)實驗課受到學(xué)生的一致好評，例如：“免疫生物學(xué)實驗的形式新穎，通過多個小實驗來完成一個大的主題實驗，探究一個免疫生物學(xué)的理論問題，使學(xué)生體驗了日常實驗室標(biāo)準(zhǔn)化實驗的要求，富有趣味性和教育意義”“這門課不同于其他實驗課，是由多個實驗組成一個大實驗，最后要求提交的實驗論文更是幫助我們學(xué)會論文的基礎(chǔ)格式，有助于規(guī)范實驗操作和實驗記錄”“免疫生物學(xué)實驗很好，能夠?qū)W習(xí)一些免疫學(xué)以及分子生物學(xué)的基本實驗，體驗最新的生物實驗儀器和基本的科研流程，而且課時短，很適合修讀”。

5 結(jié)語

免疫生物學(xué)實驗在課程建設(shè)和改革過程中，打破常規(guī)免疫學(xué)實驗的教學(xué)方法，注重課程的連貫性和趣味性；注重學(xué)生的正確的價值觀和科研精神的建立；注重學(xué)生理論聯(lián)系實際的體驗；邏輯思維的開發(fā)和解決問題能力的培養(yǎng)。有機融合生物學(xué)和醫(yī)學(xué)免疫學(xué)這2大學(xué)科特點，建立了一套適合綜合性大學(xué)本科生學(xué)習(xí)的免疫生物學(xué)實驗課程體系。經(jīng)過10余年的實踐，取得了令人滿意的效果，修過免疫生物學(xué)實驗課的學(xué)生由于進行了完整的實驗訓(xùn)練過程，提高了科研素養(yǎng)，加深了對理論的理解，許多學(xué)生選擇了免疫學(xué)作為終生職業(yè)。通過對開設(shè)免疫生物學(xué)實驗課經(jīng)驗的總結(jié)，期望對綜合性大學(xué)開設(shè)該課程具有借鑒的意義。