病原生物學(xué)與免疫學(xué)“教-學(xué)-做-賽”一體化的實(shí)踐教學(xué)模式探索

【關(guān)鍵詞】 病原生物學(xué)與免疫學(xué)；“教學(xué)做賽”一體化；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號：G642 ""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B ""DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2024.10.017

病原生物學(xué)與免疫學(xué)是醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，在連接基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與臨床應(yīng)用方面起到非常關(guān)鍵的作用［1］。學(xué)生普遍反映，該門課程理論性較強(qiáng)，尤其是免疫學(xué)部分更是抽象晦澀，難以理解。傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，且實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練不足，限制了學(xué)生自主創(chuàng)新精神的培養(yǎng)［2-3］。

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”“挑戰(zhàn)杯”以及各類職業(yè)技能競賽的蓬勃發(fā)展，將競賽與教學(xué)有機(jī)融合，并將各種比賽中的創(chuàng)新應(yīng)用于課程教學(xué)，可以有效探索賽教融合的教學(xué)模式，積極推進(jìn)課程教學(xué)改革［4］。目前，已有不少醫(yī)學(xué)類課程在這方面進(jìn)行了探索［5-9］，病原生物學(xué)方向也有類似的教學(xué)嘗試［10-11］，但在醫(yī)學(xué)免疫學(xué)教學(xué)上，此類實(shí)踐相對較少。病原生物學(xué)和免疫學(xué)本是密切相關(guān)的兩個學(xué)科，彼此之間有著深刻的聯(lián)系和互補(bǔ)作用，探索這一領(lǐng)域的賽教融合，有助于為教學(xué)模式的創(chuàng)新提供新的契機(jī)和思路。

基于本校體外干式免疫層析診斷試劑實(shí)驗(yàn)平臺的建立，結(jié)合筆者多年的體外診斷試劑研發(fā)工作經(jīng)驗(yàn)，探索了一種“教-學(xué)-做-賽”一體化的實(shí)踐教學(xué)模式，以應(yīng)用為導(dǎo)向，將免疫層析檢測試劑條的研制及改進(jìn)融入病原生物學(xué)與免疫學(xué)的實(shí)踐教學(xué)，并依托全國大學(xué)生基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究暨實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)比賽平臺，組織學(xué)生參加比賽，以賽促學(xué)。本文以免疫層析檢測試劑盒研制及改進(jìn)類項(xiàng)目為例，對病原生物學(xué)與免疫學(xué)“教-學(xué)-做-賽”一體化的實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行簡要闡述。

1 病原生物學(xué)與免疫學(xué)“教-學(xué)-做-賽”一體化教學(xué)的優(yōu)勢

1.1 夯實(shí)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識

針對免疫層析檢測試劑條的研制及改進(jìn)項(xiàng)目，學(xué)生不僅需要掌握課堂所學(xué)知識，還需要延伸學(xué)習(xí)干式免疫層析試劑條的基本構(gòu)造、組成、免疫學(xué)設(shè)計(jì)原理及優(yōu)化策略等相關(guān)理論知識。在整個過程中，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識不斷提升，理論基礎(chǔ)知識也更為扎實(shí)。

以SARS-CoV-2中和抗體定量檢測試劑卡的研制項(xiàng)目設(shè)計(jì)為例，通過研發(fā)設(shè)計(jì)，可以促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，很好地掌握相關(guān)理論知識：“病毒的結(jié)構(gòu)”“病毒如何感染細(xì)胞”“病毒的復(fù)制周期”“滅活疫苗的制備原理”“滅活疫苗與核酸疫苗的區(qū)別”“滅活疫苗是如何發(fā)揮作用的”“滅活疫苗為何主要引起機(jī)體發(fā)生體液免疫應(yīng)答？”“為什么疫苗要打加強(qiáng)針？”“中和抗體在機(jī)體內(nèi)如何發(fā)揮作用？”“免疫層析試劑條包括哪些成分？”“哪些情況下要用競爭法來檢測目的產(chǎn)物？”等等。將病毒學(xué)、免疫學(xué)及其應(yīng)用很好地結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了病原生物學(xué)與免疫學(xué)的統(tǒng)一。通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)，學(xué)生不再零散地記憶各個知識點(diǎn)，對機(jī)體免疫應(yīng)答的過程有了一個整體的概念，促進(jìn)了學(xué)生對病原生物學(xué)與免疫學(xué)的理解。

1.2 提升學(xué)生實(shí)踐操作技能

體外診斷試劑條的研制及優(yōu)化過程涉及的相關(guān)實(shí)驗(yàn)包括各種溶液的配制、樣品墊的制備、結(jié)合墊的制備、抗體的標(biāo)記和抗體的劃膜包被實(shí)驗(yàn)等。除了一些較為簡單的溶液配制，學(xué)生并未參與過大多數(shù)其他實(shí)驗(yàn)。學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作表現(xiàn)出了極大的熱情，參與程度較高，完成度也較好。這個過程很好地提高了學(xué)生的動手操作技能。

1.3 提高學(xué)生科研分析能力

通過對相關(guān)試劑條進(jìn)行工藝改進(jìn)，圍繞分析原因提出改進(jìn)方法，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，隨后進(jìn)行結(jié)果分析……在這個過程中，學(xué)生不僅提升了實(shí)驗(yàn)操作能力，還提高了分析能力。在參與企業(yè)社會實(shí)踐時(shí)，我們得知一款便隱血膠體金檢測試劑盒容易出現(xiàn)假陽性，通過分析發(fā)現(xiàn)，新生兒糞便樣本很容易出現(xiàn)檢測假陽性，但對這些假陽性樣本進(jìn)行復(fù)測時(shí)，假陽性很容易消失。學(xué)生對該結(jié)果難以理解，在與老師及企業(yè)研發(fā)技術(shù)人員進(jìn)行深入探討后，我們懷疑造成假陽性的物質(zhì)不穩(wěn)定容易降解。學(xué)生重新采集新鮮樣本進(jìn)行檢測，然后將新鮮樣本置于56 ℃處理30 min后再次檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，新鮮樣本檢測結(jié)果有陽性也有陰性。對于新鮮樣本檢測結(jié)果為陽性（圖1A）的樣本，經(jīng)過處理后樣本檢測結(jié)果為陰性（圖1B）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明造成檢測假陽性的物質(zhì)不穩(wěn)定。但為什么新鮮樣本檢測結(jié)果有陽性也有陰性呢？我們進(jìn)一步對檢測樣本進(jìn)行溯源，發(fā)現(xiàn)純母乳喂養(yǎng)的新生兒糞便檢測結(jié)果為陽性，純奶粉喂養(yǎng)的新生兒糞便檢測結(jié)果為陰性（圖1C）。于是我們推測，母乳中可能存在某種不穩(wěn)定成分導(dǎo)致試劑條出現(xiàn)假陽性。但是母乳為何會導(dǎo)致試劑條出現(xiàn)假陽呢？在老師的引導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行了文獻(xiàn)檢索，并學(xué)習(xí)了母乳的成分、試劑條假陽性發(fā)生的原因等相關(guān)知識。學(xué)生和研發(fā)企業(yè)確認(rèn)該試劑條所用的抗體材料為完整IgG，存在補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)后，初步懷疑造成假陽的物質(zhì)可能是母乳中的補(bǔ)體C1q［12-13］。文獻(xiàn)表明EDTA可以螯合鈣離子（Ca2+）和鎂離子（Mg2+），抑制補(bǔ)體通過經(jīng)典途徑激活，也就是抑制了C1和抗體的結(jié)合，防止C1q連接一抗和標(biāo)記二抗造成假陽［14］。因此，我們用EDTA的稀釋液重新檢測母乳喂養(yǎng)的新生兒糞便樣本，檢測結(jié)果為陰性（圖1D）。如要進(jìn)一步確定是補(bǔ)體造成的假陽性，可以用胃蛋白酶處理抗體材料以獲得F（ab’）2片段再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在這個過程中，學(xué)生不僅掌握了雙抗夾心法的檢測原理，還了解了補(bǔ)體的性質(zhì)和補(bǔ)體的經(jīng)典途徑激活過程等抽象的理論知識。同時(shí)，學(xué)生的文獻(xiàn)檢索能力和科研分析能力也得到了提高。

1.4 有助于提升學(xué)生綜合素質(zhì)

通過理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練之后，學(xué)生參與了免疫層析檢測試劑條的研制和改進(jìn)項(xiàng)目，并多次參加了全國大學(xué)生基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究暨實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)論壇，最終榮獲全國總決賽銀獎一項(xiàng)，復(fù)賽一等獎一項(xiàng)和三等獎三項(xiàng)。

備賽過程中，我們定期組織學(xué)生進(jìn)行匯報(bào)和答辯，并邀請校內(nèi)外專家進(jìn)行點(diǎn)評和指導(dǎo)，明顯提高了學(xué)生的語言表達(dá)能力和思辨能力。通過比賽促進(jìn)訓(xùn)練，學(xué)生的心理素質(zhì)也得到了顯著提高。在集體備賽的過程中，團(tuán)隊(duì)成員相互監(jiān)督、相互學(xué)習(xí)，容易發(fā)現(xiàn)彼此的不足之處，這有助于培養(yǎng)學(xué)生良好的習(xí)慣和優(yōu)良品格，并且培養(yǎng)了同學(xué)們團(tuán)結(jié)協(xié)作、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的精神，提升了學(xué)生的醫(yī)學(xué)倫理意識和社會服務(wù)意識。例如，通過改進(jìn)HIV1/2快速免疫層析試劑條的采樣與檢測方式，學(xué)生對生物安全有了更深刻的認(rèn)識，其消毒滅菌和無菌操作意識以及醫(yī)學(xué)倫理意識明顯提高，同時(shí)，學(xué)生的社會服務(wù)意識也得到了顯著增強(qiáng)，他們紛紛加入學(xué)校生命科學(xué)社團(tuán)，并積極宣傳HIV的防治知識。

1.5 提升學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)

競爭性比賽能夠有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高他們對專業(yè)知識的掌握水平。免疫層析檢測試劑條研制及改進(jìn)項(xiàng)目與體外免疫診斷技術(shù)企業(yè)密切相關(guān)，這有助于學(xué)生了解體外診斷行業(yè)的情況和工作要求，推動學(xué)校教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)的銜接，增強(qiáng)學(xué)生的崗位責(zé)任意識，使他們朝著成為合格技術(shù)人才的目標(biāo)邁進(jìn)，為日后的就業(yè)奠定良好基礎(chǔ)。

2 病原生物學(xué)與免疫學(xué)“教-學(xué)-做-賽”一體化教學(xué)的教學(xué)評價(jià)

為了更好地評估“教-學(xué)-做-賽”一體化教學(xué)模式的實(shí)際效果，本研究通過發(fā)放一般自我效能感量表和自主學(xué)習(xí)能力測評表，并進(jìn)行問卷調(diào)查，對教學(xué)效果進(jìn)行了評估。我們收集了三年來參與學(xué)生的匿名反饋，以了解他們對該教學(xué)模式的看法、態(tài)度和建議。結(jié)果如表1所示。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分參與學(xué)生對“教-學(xué)-做-賽”一體化教學(xué)模式的整體滿意度為“很滿意”，96.43%的同學(xué)認(rèn)為這種模式更適合病原生物學(xué)與免疫學(xué)的學(xué)習(xí)，89.29%的同學(xué)認(rèn)為他們的自主學(xué)習(xí)能力顯著提升，學(xué)期內(nèi)參加知識點(diǎn)面試考核都取得了較好的成績。應(yīng)對比賽中的挑戰(zhàn)并成功解決困難的經(jīng)歷，使他們的自信心和解決問題能力得到了進(jìn)一步提高，85.71%的同學(xué)自我效能感有所提升。82.14%的同學(xué)希望這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)比賽能夠融入病原生物學(xué)與免疫學(xué)的日常教學(xué)中。然而，仍有17.86%的同學(xué)不支持將這種模式融入病原生物學(xué)與免疫學(xué)的日常教學(xué)，他們的主要理由是認(rèn)為這種教學(xué)模式綜合性較強(qiáng)，占用了較多的課外學(xué)習(xí)時(shí)間。

3 病原生物學(xué)與免疫學(xué)“教-學(xué)-做-賽”一體化教學(xué)的教學(xué)反思

3.1 存在不足

這種一體化的教學(xué)模式也存在一些不足之處：（1）知識面廣。項(xiàng)目涉及病原生物學(xué)與免疫學(xué)、化學(xué)、物理等多學(xué)科知識，學(xué)習(xí)過程具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性，對學(xué)生和教師的要求較高。（2）教學(xué)項(xiàng)目歷時(shí)較長。在課程既定學(xué)時(shí)內(nèi)難以完成全部教學(xué)任務(wù)。（3）參與人數(shù)受到比賽規(guī)則的限制。（4）臨床樣本獲取不易。教學(xué)過程需要相關(guān)臨床樣本，而臨床樣本的獲取難度較大。（5）教學(xué)內(nèi)容覆蓋不全面。雖然本教學(xué)實(shí)踐主要以病原微生物檢測為載體，利用免疫層析技術(shù)將病原微生物與免疫學(xué)聯(lián)系在一起，但整體上看，免疫學(xué)部分相對全面，涵蓋了抗原、抗體、補(bǔ)體、免疫應(yīng)答規(guī)律、免疫應(yīng)用和免疫預(yù)防等知識。而病原微生物部分主要涉及病毒學(xué)和細(xì)菌學(xué)相關(guān)知識，對病原微生物的致病機(jī)制等知識點(diǎn)涉及較少。

3.2 改進(jìn)措施

針對這些問題，我們提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施：（1）開設(shè)選修課。增加學(xué)時(shí)，加強(qiáng)學(xué)生理論學(xué)習(xí)的強(qiáng)度和深度，提升學(xué)生的實(shí)踐操作技能。（2）跨學(xué)科授課。邀請其他學(xué)科的授課老師以及企業(yè)體外診斷試劑研發(fā)專家共同授課，提升教學(xué)水平。（3）舉辦院校級比賽。推進(jìn)院校級實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)比賽，讓更多的同學(xué)能夠參與。（4）加強(qiáng)合作。促進(jìn)學(xué)校、企業(yè)和醫(yī)院的合作，為學(xué)生提供實(shí)踐學(xué)習(xí)機(jī)會，同時(shí)也確保臨床樣本的獲取。（5）篩選和凝練教學(xué)項(xiàng)目。結(jié)合教師的研究課題，進(jìn)一步篩選和凝練常規(guī)教學(xué)項(xiàng)目，擴(kuò)大教學(xué)內(nèi)容的覆蓋面。

4 結(jié)語

實(shí)踐表明，將免疫層析檢測試劑條的研制及改進(jìn)融入病原生物學(xué)與免疫學(xué)的教學(xué)，并組織學(xué)生凝練項(xiàng)目參加全國大學(xué)生基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究暨實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)論壇，這種“教-學(xué)-做-賽”一體化的實(shí)踐教學(xué)模式在提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、實(shí)踐操作技能和科研分析能力方面均取得了顯著成效，為病原生物學(xué)與免疫學(xué)的教學(xué)改革提供了新的視角和方法。然而，仍有改進(jìn)空間，今后可進(jìn)一步推動課程教學(xué)改革，不斷完善教學(xué)模式，讓更多學(xué)生參與其中并實(shí)現(xiàn)自我提升。

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（收稿日期：2024-06-12 修回日期：2024-10-11）

（編輯：潘明志）