以臨床能力為導(dǎo)向的線上線下混合式免疫學(xué)實驗教學(xué)探索①

董 偉 張軍峰 史麗云 林 煒 佟書娟 李祺瑞

（南京中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)院·整合醫(yī)學(xué)學(xué)院，南京 210023）

醫(yī)學(xué)免疫學(xué)是生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中一門基礎(chǔ)性、前沿性的支柱學(xué)科，其基本理論及實驗技術(shù)發(fā)展迅速，在臨床多種疾病的預(yù)防、診斷和治療中具有重要應(yīng)用價值［1］。然而，基礎(chǔ)免疫部分具有內(nèi)容深奧、枯燥、抽象、知識前后交融、免疫應(yīng)答作用復(fù)雜的特點，學(xué)生理解起來相對困難。實驗教學(xué)是醫(yī)學(xué)免疫學(xué)的重要教學(xué)組成部分，有利于學(xué)生進一步理解理論知識，提升學(xué)習(xí)興趣，掌握應(yīng)用技能。由于免疫學(xué)實驗耗時長、技術(shù)更新快、實驗原理生澀難懂，同時基礎(chǔ)免疫與臨床專業(yè)知識教學(xué)存在較長的時間間隔，學(xué)生臨床思維和實際應(yīng)用能力的培養(yǎng)受到限制。

信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響。近20年來，互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展促進了教學(xué)方法的改革和教學(xué)形式多樣性發(fā)展［2］。除國內(nèi)外文獻網(wǎng)站外，國家精品課程、慕課等視頻課程、虛擬仿真實驗等在線教學(xué)平臺為免疫學(xué)教學(xué)和課外知識拓展提供了豐富的素材。在這樣的信息化時代背景下，混合式教學(xué)將成為未來教育的新常態(tài)。著眼于臨床，充分利用信息化教學(xué)工具，切實有效地組織教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生具備高尚的醫(yī)德、良好的臨床思維和科研意識、知識轉(zhuǎn)化實踐的應(yīng)用能力是未來高等醫(yī)學(xué)人才教育的落腳點。近年來，本學(xué)科在免疫學(xué)實驗教學(xué)過程中不斷探索，逐步形成以臨床能力為導(dǎo)向的混合式免疫學(xué)實驗教學(xué)模式［3-4］。

1 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實驗課程面臨的問題

醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實驗課主要面向中醫(yī)九年制、臨床醫(yī)學(xué)等專業(yè)的學(xué)生，主要開設(shè)在第2學(xué)年，與免疫學(xué)理論課程同步進行，實驗課時數(shù)為18學(xué)時。課程團隊前期設(shè)置了免疫學(xué)實驗內(nèi)容，獲得了師生的初步認(rèn)可。但在實際教學(xué)中仍然存在一些問題：①學(xué)生對實驗原理理解不足；②部分實驗動手實踐時間少，等待時間較長，且一旦出錯無法重復(fù)：③對臨床思維培養(yǎng)不足，學(xué)生對癥狀、初步診斷、實驗檢查、確診的邏輯推理過程缺少訓(xùn)練；④需貫徹立德樹人的教育理念。

2 以臨床能力為導(dǎo)向的混合式免疫學(xué)實驗教學(xué)模式的主要內(nèi)容

2.1 接軌臨床，貫徹立德樹人的教育理念以“立德樹人”為根本，培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞尼t(yī)務(wù)工作者是高等醫(yī)學(xué)教育的中心環(huán)節(jié)。實驗教學(xué)中對標(biāo)臨床及德育目標(biāo)，從愛國、個人道德品質(zhì)、醫(yī)師職責(zé)、法律法規(guī)等多角度引導(dǎo)學(xué)生提高自身修養(yǎng)，具體方式及目標(biāo)見表1。如：團隊教師在實驗課開始時，向?qū)W生宣講醫(yī)療垃圾與生活垃圾分類的具體措施，引導(dǎo)學(xué)生愛國、友善；斑點金免疫層析實驗引入早期妊娠案例，學(xué)生了解早期妊娠的相關(guān)診斷原則，引導(dǎo)學(xué)生診療過程中與患者有效溝通，形成良好的醫(yī)患關(guān)系；ABO血型檢測實驗討論輸血不良案例，引導(dǎo)學(xué)生形成高度的職業(yè)責(zé)任感，初步了解相關(guān)法規(guī)，以避免醫(yī)療事故；學(xué)習(xí)HBsAb檢測實驗時，教師總結(jié)乙型肝炎病毒的傳播途徑及致病性，提示學(xué)生正確對待乙肝患者，處理好醫(yī)患關(guān)系；在新型冠狀病毒患者炎癥因子風(fēng)暴防治的虛擬仿真實驗學(xué)習(xí)中，結(jié)合新冠疫情期間醫(yī)務(wù)工作者的新聞，鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)榜樣，了解中醫(yī)藥，形成不畏艱險、勇于奉獻的道德情操。醫(yī)學(xué)生肩負(fù)著治病救人的重任，大醫(yī)精誠的道德培育應(yīng)堅持貫穿教育全過程。

2.2 引入醫(yī)學(xué)案例，搭建基礎(chǔ)與臨床的橋梁斑點金免疫層析實驗、ELISA雙抗夾心法檢測HBsAb等是實驗課的重要內(nèi)容，但冰冷的實驗操作與臨床的關(guān)聯(lián)相對不足，學(xué)生通過邏輯思維推斷實驗結(jié)果時缺失了分析患者臨床癥狀的環(huán)節(jié)，即臨床思維的培養(yǎng)不充分。

面對這些問題，教師在教學(xué)中引入臨床案例，逐步形成基于“以問題為導(dǎo)向?qū)W習(xí)（PBL）”教學(xué)方法的線上線下混合式免疫學(xué)實驗教學(xué)模式。教師通過QQ群等在線方式進行臨床資料的分發(fā)和師生交流，引導(dǎo)學(xué)生進行課前小組學(xué)習(xí)，學(xué)生借助書籍、互聯(lián)網(wǎng)等多渠道主動查詢并學(xué)習(xí)相關(guān)資料，從患者的主要臨床表現(xiàn)出發(fā)，追蹤實驗室免疫學(xué)檢查的常見方法；實驗課堂上學(xué)生根據(jù)實驗操作的結(jié)果得出相應(yīng)診斷；最后教師引導(dǎo)學(xué)生課后自主查詢并學(xué)習(xí)相應(yīng)疾病的進一步處理或治療原則。

臨床案例實驗教學(xué)設(shè)計上秉承由易到難、有主有次的原則：“早期妊娠案例、輸血不良反應(yīng)案例、乙型肝炎案例”，難度逐漸升級，為重點學(xué)習(xí)案例，通過模擬相對完整的臨床診療過程，從基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)階段逐步培養(yǎng)學(xué)生形成連貫的臨床思維（教學(xué)安排見表1，教學(xué)過程如圖1示例）；“HIV感染病例”為了解案例，引導(dǎo)學(xué)生強化免疫細(xì)胞及分子的掌握；“猩紅熱案例”為課外自學(xué)案例，供學(xué)有余力的學(xué)生選擇。每次臨床案例實驗學(xué)習(xí)周期為1周，其中課內(nèi)學(xué)習(xí)20～30 min，課外2～4 h左右。

表1 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實驗內(nèi)容、臨床知識與德育培養(yǎng)目標(biāo)匯總Tab.1 Summary of experimental contents of Medical Immunology，clinical knowledge and moral education training objectives

由于課堂時間及資料查詢受限，課堂僅是實驗操作、班級討論、知識梳理和引發(fā)新問題、新思考的階段，而課前、課后則是學(xué)生主動發(fā)問、探索未知的階段，線上線下混合式教學(xué)成為免疫學(xué)實驗課程的支撐。

2.3 錄制SPOC課程，提供實驗原理學(xué)習(xí)的延伸平臺免疫學(xué)實驗原理不僅是實驗教學(xué)的重點，往往也是學(xué)生理解的難點。由于課內(nèi)時間的限制、學(xué)生基礎(chǔ)素質(zhì)的差異等，學(xué)生對實驗原理掌握程度參差不齊。近年來，在線課程已經(jīng)成為一種常見的學(xué)習(xí)方式。本團隊將基礎(chǔ)免疫學(xué)重點內(nèi)容劃分為小知識點，錄制SPOC（Small Private Online Course）課程，共14段，每段課程約10 min，與理論及實驗課同步，定期發(fā)布于在線課程平臺。教師在實驗課前推送給學(xué)生，用于課前夯實基礎(chǔ)或課后鞏固。每部分課程設(shè)置10道客觀題，通過人機互動完成測試，即時檢測學(xué)生掌握程度。由于在線課程靈活性和便捷度高，學(xué)生可利用碎片時間查漏補缺，達到有效學(xué)習(xí)的目的。同時，教師在教學(xué)中進行師生互動，根據(jù)學(xué)生反映的問題調(diào)整授課過程，起到答疑解惑的效果。2.4開發(fā)虛擬仿真實驗，培養(yǎng)臨床思維，啟發(fā)科研探索精神隨著信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)在實驗教學(xué)中獲得了廣泛應(yīng)用［5］。虛擬仿真實驗突破了時間和空間限制，具有安全、便捷、可重復(fù)、針對性指導(dǎo)等特點，為免疫學(xué)實驗教學(xué)提供了新途徑。

為了使學(xué)生切身體驗在臨床醫(yī)療過程中進行科學(xué)探索的樂趣，本團隊開發(fā)了虛擬仿真實驗（新型冠狀病毒患者炎癥因子風(fēng)暴防治，圖2），通過課外在線學(xué)習(xí)的方式，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究意識。實驗全程模擬醫(yī)生接診并治療輕癥新冠病毒感染患者過程，涉及臨床生物安全知識及操作，新型冠狀病毒基礎(chǔ)知識，臨床診斷及中醫(yī)藥治療，引導(dǎo)學(xué)生提出科學(xué)問題。如：為什么會出現(xiàn)相應(yīng)臨床癥狀？中醫(yī)藥治療后患者為什么會好轉(zhuǎn)？用哪些手段可以檢測？通過虛擬實驗將基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)（病毒及免疫學(xué)）-臨床診治-科學(xué)研究緊密聯(lián)系，達到融會貫通、啟迪創(chuàng)新的目的。

圖1 引入臨床案例的混合式免疫學(xué)實驗教學(xué)安排Fig.1 Arrangement of blended teaching in experiment of Medical Immunology with clinical cases

然而，虛擬實驗無法完全模擬真實實驗的感受，因此團隊秉承“能實不虛”的原則，在教學(xué)過程中遵循“循序漸進、虛實結(jié)合”的理念，整體設(shè)計如下：合理安排實驗順序，先基礎(chǔ)后復(fù)雜，先實-后虛-再實。①前期實驗課先進行單項免疫擴散實驗，使學(xué)生見證抗原抗體肉眼可見的特異性識別與結(jié)合現(xiàn)象；②安排ELISA雙抗夾心法檢測HBsAb，使學(xué)生從臨床和實驗室角度掌握酶聯(lián)免疫吸附實驗的原理及操作；③基于前期實體實驗的認(rèn)知指導(dǎo)學(xué)生完成虛擬實驗，體驗多因子電化學(xué)發(fā)光免疫測定技術(shù)，并可在此單元實驗課中反復(fù)體驗、操作，自主學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法，達到加強掌握的目的；④后期再安排實體實驗學(xué)習(xí)競爭ELISA測定人血清補體C3，達到鞏固提高，建立數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的意識。同時，在進行過數(shù)次臨床案例學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，這樣的實驗安排也使學(xué)生易于沉浸醫(yī)生角色，模擬完整臨床醫(yī)療及探索過程，促進臨床思維發(fā)展。

3 以臨床能力為導(dǎo)向的混合式免疫學(xué)實驗教學(xué)效果分析

面向南京中醫(yī)藥大學(xué)2019級中西醫(yī)臨床專業(yè)120名本科生及2019級中醫(yī)九年制29名學(xué)生進行實驗教學(xué)與效果評價。通過調(diào)查問卷和測試成績對在線課程、虛擬仿真實驗及臨床案例實驗教學(xué)三大教學(xué)模塊綜合評價混合式免疫學(xué)實驗教學(xué)效果。

圖2 新型冠狀病毒患者炎癥因子風(fēng)暴防治虛擬仿真實驗截圖Fig.2 Selection of virtural simulation experiment for treatment of inflammatory cytokine storm in patients with COVID-19

圖3 SPOC課程、臨床案例實驗教學(xué)及虛擬仿真實驗的混合式免疫學(xué)實驗教學(xué)問卷分析Fig.3 Effect analysis of blended teaching in experiment of Medical Immunology of SPOC，experiment teaching with clinical cases and virtual simulation experiment

3.1 SPOC課程對免疫學(xué)實驗教學(xué)的效果分析SPOC課程主要針對免疫學(xué)基礎(chǔ)知識進行梳理，測試成績顯示，85.9%的學(xué)生成績達標(biāo)（≥60分），其中優(yōu)良率（≥80分）和未達標(biāo)率（＜60分）分別為48.3%和14.1%。課后調(diào)查表明，由于第一次參與在線課程學(xué)習(xí)，存在學(xué)生未按時觀看視頻，出現(xiàn)漏做題目的情況，這也是成績不達標(biāo)的主要原因。

問卷調(diào)查顯示（圖3A），58.7%的學(xué)生認(rèn)為免疫學(xué)內(nèi)容難度偏高，在線課程可輔助其對授課內(nèi)容及實驗原理的理解（95.3%），并能提高其學(xué)習(xí)興趣（74.5%）。

3.2 醫(yī)學(xué)案例混合式實驗教學(xué)效果分析實驗成績顯示，學(xué)生實驗平均成績?yōu)?4.5分，96.6%的學(xué)生實驗成績達到優(yōu)秀。調(diào)查表評析（圖3B）反映學(xué)生對臨床案例實驗教學(xué)的贊成度為93.3%。在學(xué)習(xí)過程中，91.9%的學(xué)生能主動提問并查詢答案（100%），他們愿意課前學(xué)習(xí)分析案例（87.9%），贊同課堂自主報告（90.6%）并進行課后追蹤（67.1%），通過思維導(dǎo)圖輔助總結(jié)（63.1%），但其主動進行課堂報告（50.3%）還有待進一步鼓勵。通過醫(yī)學(xué)案例實驗學(xué)習(xí)，學(xué)生提高了學(xué)習(xí)興趣（86.6%），加強了免疫學(xué)知識（89.9%）和實驗原理（80.5%）的掌握，增強了臨床認(rèn)識（100%）和團隊意識（92.6%），提升了醫(yī)師職責(zé)及道德認(rèn)識（100%）。

3.3 虛擬仿真實驗教學(xué)效果評價虛擬仿真實驗操作評分，79.9%的學(xué)生能1次操作達標(biāo)（≥60分），優(yōu)良率40.3%（≥80分）。33.6%的學(xué)生通過2次操作可以達到優(yōu)秀（≥90分）。

問卷分析表明（圖3C），57.7%的學(xué)生認(rèn)為虛擬實驗中臨床試驗部分難度較大，與其臨床知識不足有關(guān)（81.9%）。94%的學(xué)生通過主動學(xué)習(xí)的方式完成虛擬實驗，該實驗對學(xué)生的實驗水平、臨床認(rèn)識及醫(yī)學(xué)知識均有促進效果（100%），且可增強其臨床研究的意識（93.3%）。

4 討論

近年來，國內(nèi)外醫(yī)學(xué)教育界認(rèn)識到推動高等教育與現(xiàn)代信息技術(shù)深度融合的重要性，鼓勵高校積極探索基于在線課程的“線上+線下”的“混合式”教學(xué)模式，從而實現(xiàn)高等醫(yī)學(xué)教育在人才培養(yǎng)質(zhì)量方面的“變軌超車”［6-7］。醫(yī)學(xué)免疫學(xué)與臨床課程關(guān)系密切，醫(yī)學(xué)生的道德和職業(yè)素養(yǎng)是教學(xué)過程中的重要內(nèi)容［8-9］。在這樣的新時代背景下，本團隊不斷推進免疫學(xué)教學(xué)改革，充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，通過線上線下混合式實驗教學(xué)方式，借助網(wǎng)絡(luò)平臺引導(dǎo)學(xué)生進行臨床案例學(xué)習(xí)，在實驗教學(xué)過程中進一步加強學(xué)生思政和臨床思維的培養(yǎng)，形成有“故事”的實驗教學(xué)；開發(fā)SPOC課程和虛擬仿真實驗，引導(dǎo)學(xué)生課外學(xué)習(xí)，加強免疫學(xué)理論和新技術(shù)拓展，逐步建立了以臨床能力為導(dǎo)向的混合式免疫學(xué)實驗教學(xué)模式。

目前實驗教學(xué)取得了良好的效果：學(xué)生提高了學(xué)習(xí)興趣，主動性明顯增強，對免疫學(xué)基礎(chǔ)知識和原理掌握程度有所提高，特別是在臨床認(rèn)識和醫(yī)師職業(yè)道德方面獲得明顯提升。學(xué)生更喜歡小組學(xué)習(xí)的方式，其團隊分工合作意識增強。在多次臨床相關(guān)學(xué)習(xí)及主動獲取資料的過程中，學(xué)生逐步建立起臨床研究意識。

雖然實驗改革獲得了大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可，但也發(fā)現(xiàn)了一些問題，本團隊將在后續(xù)的教學(xué)中積極應(yīng)對：①SPOC課程中，少部分學(xué)生因沒有及時課外學(xué)習(xí)導(dǎo)致分?jǐn)?shù)未達標(biāo)，教師團隊將延長學(xué)習(xí)截止時間，并定期提醒；②虛擬仿真實驗?zāi)K為課外學(xué)習(xí)，學(xué)生的自主性及操作能力存在差異，團隊已制作學(xué)前引導(dǎo)課件及視頻，教師課前統(tǒng)一指導(dǎo)學(xué)生，保障實驗順利進行，同時針對部分臨床專業(yè)著手修改大綱，擬改為課內(nèi)實驗；③臨床案例實驗學(xué)習(xí)中，學(xué)生課堂主動匯報及課后繼續(xù)總結(jié)分析的積極性相對較低，教師可通過獎勵、鼓勵的方式督促學(xué)習(xí)；④線上線下混合式臨床案例實驗教學(xué)需要教師把握好課堂討論的內(nèi)容及時間，同時需要學(xué)生具有良好的自學(xué)主動性和能力。有部分學(xué)生反映課外學(xué)習(xí)內(nèi)容較多，占時長，可針對學(xué)生層次選擇案例學(xué)習(xí)次數(shù)，保證教學(xué)質(zhì)量；⑤在實驗設(shè)置上，需要提高探索性實驗比例。

新時期“健康中國”戰(zhàn)略對我國的醫(yī)學(xué)教育提出了更高要求［10］。本課程團隊突破傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式，以培養(yǎng)服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求的優(yōu)秀臨床醫(yī)學(xué)生為目標(biāo)，為探索免疫學(xué)實驗教學(xué)改革提供了經(jīng)驗。