思維“可視化”的翻轉(zhuǎn)課堂在醫(yī)學免疫學教學中的探索和實踐

王啟輝，唐深，李曉泉，侯小瓊，曾霞

（廣西醫(yī)科大學 基礎(chǔ)醫(yī)學院免疫學教研室，廣西 南寧）

一 引言

《醫(yī)學免疫學》是研究人體免疫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的科學，其重點闡明免疫系統(tǒng)識別抗原和危險信號后發(fā)生免疫應(yīng)答及其清除抗原的規(guī)律，并探討免疫功能異常所致疾病及其發(fā)生機制，以便為疾病的預防、診斷和治療提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)方法，為人類健康服務(wù)[1]。該門課程一般安排在本科生入學后的第三個學期或第四個學期學習。目前我國醫(yī)學院校本科生在學習《醫(yī)學免疫學》課程前雖然具有一定基礎(chǔ)，如高中階段《生物》課程中有涉及免疫學方面的知識內(nèi)容，而大學階段的醫(yī)學本科生也有《解剖學》《組織學與胚胎學》《細胞生物學》、《遺傳學》《生理學》和《生物化學與分子生物學》等免疫學內(nèi)容相關(guān)學科的學習基礎(chǔ)，但《醫(yī)學免疫學》課程自身的一些特點，譬如基本概念、原理繁多，多數(shù)內(nèi)容十分抽象難于理解、并且邏輯性和整體性強，各章節(jié)知識點前后聯(lián)系緊密，前沿研究進展熱點眾多、更新迅速等，故使得大部分醫(yī)學生認為《醫(yī)學免疫學》是本科學習階段最難學習和掌握的課程之一。

大腦從各感覺器官收集信息形成感覺記憶，其中視覺記憶是最主要的通道，研究結(jié)果顯示大腦獲取的信息中80%來源于視覺器官感知[2]，因而在教學過程中，讓學生多動用感覺器官參與，尤其是發(fā)揮視覺感知效應(yīng)非常重要。傳統(tǒng)課堂，通常以教師“教”學生“聽”的“填鴨式”被動教學為主，該教學方式雖然可使學生在短時間內(nèi)接受大量、系統(tǒng)的知識信息，但由于信息量太大，且鑒于《醫(yī)學免疫學》課程的上述特點，多數(shù)學生往往課堂貌似聽懂、課后稀里糊涂，對免疫學知識體系的理解和把握經(jīng)常不到位，故感覺越學越難、越難就越不想學，形成惡性學習循環(huán)?！八季S可視化”教學是劉濯源教授提出的教學方法，是指用圖示或圖示組合的形式把本不可見、抽象的思維路徑和結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出來的過程，利用“思維可視化”教學可將抽象的內(nèi)容、要點、學習分析和推理過程等通過圖示的方式展示出來，學生在學習過程中通過繪制思維導圖，有利于其將零散知識系統(tǒng)化、抽象知識具體化，進而達到提升“教”和“學”效率的目的[3]。翻轉(zhuǎn)課堂是一種“教授他人/對所學內(nèi)容立即應(yīng)用”的以學生為中心的主動式、團隊式和參與式的創(chuàng)新教學模式，學生通過“自學（課外）-提出問題-總結(jié)問題-解決問題（課內(nèi)）”等一系列學習過程，從而鍛煉學生的自主學習能力并能提高學生學習的參與度和學習效率[4-7]。由于《醫(yī)學免疫學》課程知識體系具有內(nèi)容抽象、知識點前后銜接密切、內(nèi)在規(guī)律復雜、入門較難等特征，故我們希望能結(jié)合該課程的特點，將傳統(tǒng)課堂教學與翻轉(zhuǎn)課堂教學相結(jié)合，采用思維導圖等“可視化”的教學設(shè)計，以加強學生自主學習能力的培養(yǎng)，提高學習的積極性和參與度；同時強調(diào)訓練醫(yī)學生對《醫(yī)學免疫學》各部分概念、原理的理解和基礎(chǔ)-臨床、理論-應(yīng)用等相互復雜關(guān)系的梳理、歸納、對比和綜合分析，以提高教學質(zhì)量和效果，訓練學生的邏輯思維和創(chuàng)新性思維能力。

二 《醫(yī)學免疫學》理論課程傳統(tǒng)課堂教學與翻轉(zhuǎn)課堂教學相結(jié)合的模式

（一） 課程設(shè)計

《醫(yī)學免疫學》理論課根據(jù)課程的特點劃分為6個教學模塊（或階段）：

模塊①——緒論：概要學習免疫的概念、免疫功能及特點、免疫系統(tǒng)組成、免疫應(yīng)答的概念和類型、免疫學發(fā)展簡史以及《醫(yī)學免疫學》課程的知識架構(gòu)體系等；

模塊②——免疫分子：學習抗體、補體、細胞因子、CD、MHC等免疫分子的結(jié)構(gòu)、特點和功能；

模塊③——免疫細胞：學習淋巴細胞、APC等主要免疫細胞的分布、種類、主要特點和功能等；

模塊④——免疫應(yīng)答：學習各種免疫應(yīng)答發(fā)生過程中的細胞和分子機制、功能及特點等；

模塊⑤——免疫病理：學習常見的由于免疫功能異常所致的免疫相關(guān)疾病的特點、發(fā)病或損傷機制等；

模塊⑥——免疫學應(yīng)用：學習免疫學在疾病診斷、預防和臨床治療中的應(yīng)用。

（二） 教學過程

每個教學模塊（或階段）的學習過程包括課前預習、課堂教師授課和翻轉(zhuǎn)課堂等教學方式。

① 課前預習

《醫(yī)學免疫學》每一章的內(nèi)容具有很強的結(jié)構(gòu)性和層次性[8]，教師授課前根據(jù)教學目標和教學大綱要求，將學生需要學習的主要內(nèi)容的教學資源如視頻、PPT等放置于網(wǎng)絡(luò)學習平臺，并針對學習內(nèi)容布置適量的課前預習問題，以引導學生對將要學習的內(nèi)容進行預習和學習。比如抗體這一章主要內(nèi)容包括抗體的概念、結(jié)構(gòu)、多樣性和免疫原性、生物學功能和各類抗體的特性及功能、人工制備抗體等5節(jié)內(nèi)容，每一節(jié)內(nèi)容分別由若干知識點串聯(lián)構(gòu)成，彼此相關(guān)逐步深入。我們設(shè)計了相關(guān)課前問題：比如《中國慢性乙型肝炎防治指南》指出：對HBsAg陽性母親的新生兒，應(yīng)在出生后24小時內(nèi)盡早注射乙型肝炎免疫球蛋白（HBIG），劑量應(yīng)≥100 IU……問題：為什么要注射乙型肝炎免疫球蛋白？免疫球蛋白（Ig）是什么？抗體和免疫球蛋白是同一物質(zhì)嗎？兩者有什么聯(lián)系和區(qū)別？……通過這些問題引導學生進行課前自學并將學習的主要內(nèi)容繪制有關(guān)抗體主要內(nèi)容的初步思維導圖（圖1）。

圖1 學生繪制抗體主要內(nèi)容的初步思維導圖

② 課堂及課后學習

每個教學模塊采用“教師教-學生畫-翻轉(zhuǎn)課堂”的教學模式：《醫(yī)學免疫學》每個教學模塊包括1～2次課，每次課為3～4學時（120～140分鐘），每次課教師先對本次教學的主要內(nèi)容進行課堂講解，并解決學生課前預習存在的一些共性問題。每次課預留20分鐘左右給同學們進行課堂學習討論并完善預習時繪制的思維導圖（作為課堂作業(yè)上交）。在每個教學模塊學習結(jié)束后，同學按小組（4個組/班）進行互助學習并將每章的思維導圖歸納、整合為相應(yīng)模塊的思維導圖，例如“免疫應(yīng)答”學習模塊的思維導圖（圖2），并同時完成每次課的課后思考題和該模塊的階段小測試。在進行下一教學模塊學習前各小組輪流派遣一名同學代表本小組進行該次教學模塊思維導圖的展示和講解（4～8分鐘/組），講解完成后由教師和同學們進行提問，然后根據(jù)小組思維導圖的展示和回答問題情況進行評分。在各小組匯報展示完成后，最后由教師對該模塊同學們的學習、測試等情況進行點評、分析和總結(jié)。

圖2 學生繪制的“免疫應(yīng)答”教學模塊的思維導圖

（三） 成績考核評定

在《醫(yī)學免疫學》教學過程中，采用形成性成績評價體系。整個教學過程中根據(jù)學生在各學習階段的課前學習、思維導圖作業(yè)完成質(zhì)量、小組討論及分工協(xié)作時的學習積極性和參與度、以及在翻轉(zhuǎn)課堂上進行思維導圖展示和講解情況、各學習階段線上小測試成績和期末測試成績等多個環(huán)節(jié)的學習表現(xiàn)，對學生的學習過程進行綜合評定，最終形成該門課的總成績。這種形成性成績評定模式，可以更客觀、真實地反映學生系統(tǒng)性掌握《醫(yī)學免疫學》課程知識點的程度。

三 教學成效和反思

（一） 教學成效

每次課的學習過程采用課前引導學生自學、教師對主要知識點進行課堂重點講解和學生課堂內(nèi)繪制思維導圖的教學方式，通過圖文并茂的方式將學習內(nèi)容進行展示，使知識點更為形象化，抽象的內(nèi)容更為具體化，并對所學習的內(nèi)容進行歸納、綜合和總結(jié)，能使學生更好地把握課堂主線和思維，抓住本章學習的重點和難點內(nèi)容。課堂思維導圖的繪制避免了傳統(tǒng)課堂教學過程中教師“滿堂灌”、學生“被動學”的弊端，要求每位同學都參與，讓學生動腦、動手，變“被動”為“主動”，更利于調(diào)動學生的學習積極性和參與度，同時也培養(yǎng)了同學間互助學習和團隊協(xié)作能力。

每個教學模塊的課堂學習完成后組織學生進行小組互助學習并將每章的思維導圖整合為相應(yīng)模塊的階段思維導圖。將每章的知識點聯(lián)系起來繪制思維導圖，有助于同學清晰地認識各知識點之間內(nèi)在的邏輯性和相互關(guān)系，更好地理清各免疫學知識點章節(jié)間的交叉銜接和聯(lián)系問題，從而系統(tǒng)地把握免疫學知識體系。

思維導圖沒有固定格式，通過課后小組學習、討論后，集體完成階段思維導圖，可使學生能更好地展示個性并發(fā)揮集體的智慧、培養(yǎng)合作互助的團隊協(xié)作精神，同時也訓練了學生的邏輯思維和創(chuàng)新性思維能力。

在翻轉(zhuǎn)課堂上，各小組同學代表對他們集體繪制的階段學習模塊思維導圖進行課堂展示和講解，進一步鞏固了該教學模塊的學習，在展示學習效果的同時，也讓教師更好地把握了學生的學習動態(tài)，便于查漏補缺，即加強了“師-生”和“生-生”的互動，也不斷解決和改進教與學過程中遇到或存在的問題，便于教與學共同促進。

我們《醫(yī)學免疫學》教學團隊開展的“課前學習-課堂教師授課-課堂內(nèi)外學生繪制思維導圖-翻轉(zhuǎn)課堂-階段小測”的教學模式，經(jīng)過兩個學期的教學實踐，證實這種教學模式相對于傳統(tǒng)單一的教師課堂講授為主的教學模式，學生對免疫學的知識體系掌握得更加牢固，對知識點間的聯(lián)系更清晰，且繪制的思維導圖也有利于后期的復習和總結(jié)，更能系統(tǒng)整體的把握免疫學知識和內(nèi)容。學生期末考試成績有所提高，其綜合分析、邏輯思維、創(chuàng)新能力、表達和協(xié)作能力均得到了較好的鍛煉。

（二） 教學反思

思維“可視化”-翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式相對于傳統(tǒng)課堂，教師和學生均投入了較多的時間和精力。有時候個別同學存在畏難情緒，有的敷衍了事，有的濫竽充數(shù)，這均需要教師及時引導、鼓勵和幫助，同時也需要同學間的相互監(jiān)督和促進，使學生克服困難、提高學習興趣并積極參與學習過程中。

思維導圖沒有固定的模板，每個同學可以根據(jù)自己對知識的理解而設(shè)計，有些同學為了把展示的思維導圖畫得更加美觀漂亮，而忽視知識點的系統(tǒng)性和內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，或者在畫圖上花費的時間遠比知識學習的時間多，出現(xiàn)本末倒置的現(xiàn)象，這需要教師在尊重學生個性化學習的基礎(chǔ)上提供針對性的指導和引導，以便使思維導圖在學習過程中發(fā)揮良性的作用[9-10]。

思維導圖是一種對知識內(nèi)容理解更直觀的工具，通過放射性思維和發(fā)散式聯(lián)想，可將《醫(yī)學免疫學》的知識脈絡(luò)進行有效的梳理[10-11]，但過度放射性思維和發(fā)散式聯(lián)想，也可能導致學生過于追求細節(jié)問題而忽略了重要的知識點，從而導致“撿了芝麻丟了西瓜”的現(xiàn)象，授課教師要給予適當引導，努力實現(xiàn)既要突出重點，又兼顧全面知識學習的要求。

四 展望

《醫(yī)學免疫學》是一門銜接基礎(chǔ)與臨床的橋梁課程，同時也是一門實踐性非常強的學科，系統(tǒng)地掌握該門課程完整的基礎(chǔ)理論體系對于今后更好的學習理解免疫相關(guān)疾病的病理生理及病理現(xiàn)象、發(fā)生發(fā)展機制，以及其預防、臨床診斷和治療等知識均具有重要意義。通過對《醫(yī)學免疫學》課程/課堂設(shè)計的教學改革，在教學過程中鍛煉學生主動學習能力，提高其學習積極性和參與度，系統(tǒng)地掌握《醫(yī)學免疫學》的知識體系；同時培養(yǎng)學生基礎(chǔ)結(jié)合臨床的邏輯思考能力，促進學生創(chuàng)新思維的形成和發(fā)展，關(guān)注溝通與團隊協(xié)作意識的養(yǎng)成，這是我們《醫(yī)學免疫學》教學團隊追求的目標。我們在教學過程中引入基于思維導圖的思維“可視化”-翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式，能更好地幫助學生建立系統(tǒng)的免疫學知識體系，但還需要不斷完善，以便能更好地加強基礎(chǔ)-臨床、思政-專業(yè)、理論-實踐的融合，以及經(jīng)典免疫學-免疫學前沿進展的融合，“教”與“學”相長，不斷提升《醫(yī)學免疫學》的教學質(zhì)量和效果。