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摘要:免疫学是生物医学领域的前沿学科,免疫学实验教学是培养免疫学专业人才综合能力和创新能力的重要过程。但当前免疫学实验教学存在内容安排不合理、教学模式老旧等不足。针对这一现象进行了综合实验教学改革,详述了改革后免疫学综合实验的设计思路、实施方案、考核方式及其优势和创新点。以科研平台为支撑,以学生参与完整课题为思路,改进本科生实验教学模式,注重学生综合素质的提升以及科研思维的训练,改革后的免疫学综合实验取得了较好的教学效果。
关键词:免疫学;综合实验;教学改革
免疫学是现代生物医学领域的新兴前沿学科和支柱学科,免疫学课程是生物医学相关专业学生必修的一门专业基础课程,免疫学技术更是广泛应用于临床医学、重大疾病诊断及预防、肿瘤治疗及生物制药领域。但由于免疫学知识繁杂,免疫学技术发展日新月异,传统的示教式实验已无法让学生接触和掌握最新的免疫学相关技术[1]。目前的免疫学实验教学缺少创新性、探索性,重视实验技术的学习,与实际科研脱节,缺乏开放性和研究性实验,教学方式和内容都较陈旧。基于此,本文针对免疫学的综合实验教学模式改革进行了初步探索。
1原免疫学实验教学存在的问题
1.1实验内容分配不合理
原免疫学实验大纲中,基础性实验技术训练较多,研究型综合实验较少。基础性实验项目必不可缺,但其缺乏趣味性及创新性,无法激发学生的积极主动性,难以满足培养生物医学创新性人才的需要。而综合型实验所需课时长,涉及实验技术更为广泛、实验环节更为紧凑,能提高学生的操作水平以及独立分析和解决问题的能力[2]。
1.2实验教学管理模式固定
传统的示教式教学要求在规定时间、地点开设实验课程,实验设备更新慢、套数少,且实验学生人数较多,导致个人操作时间少[3];实验课前准备多为实验教辅人员完成,正式上课时学生只需按照实验步骤操作即可,导致学生对实验课程的原理和设计思路一知半解[4];加上实验经费的限制,实验教学多为基础性和验证性的内容,许多前沿性、研究型实验无法开展,影响了学生实验技能的掌握和科研水平的提高。
2免疫学综合实验教学模式及其培养目标
免疫学综合实验课程可应用于生物技术、临床医学等专业,它涵盖了免疫学、分子生物学、生物化学及细胞生物学的基本实验技术,同时也能接触到前沿的免疫学技术进展。综合实验教学均为创新性和设计性实验,在教学过程中不仅可以巩固抗原工程、抗体工程、疫苗工程、免疫技术的原理及应用、高级免疫学等课程理论知识,培养免疫学、分子生物学、生物化学及细胞生物学的基本操作技能,而且可以训练学生独立思考、分析解决问题的能力,提升学生的创新意识和实践能力,培养出能在生物医学相关领域从事科研工作或技术性工作的专门人才和高端后备人才,满足新时期对高素质医学人才的需求。
3免疫学综合实验教学改革的实施
3.1依托成熟的科研平台,建立免疫学综合实验新模式
原免疫学实验长期存在实验材料匮乏、实验仪器数量不足等限制因素,因此,教学中多采用验证性实验教学,教学模式固定,学生操作时间较少。而科研院所有着更开放的实验室管理制度、更先进的实验仪器、更充足的科研经费。以科研院所为依托,解决了经费短缺、实验仪器老旧的问题,可让学生在设计课题、实验探索、完成报告等各个环节,受到更全面的训练,接触最新的科研进展,避免了理论与实践无法衔接的问题。免疫学综合实验的改革依托苏州大学生物医学研究院。该研究院是一所以研究免疫学基本问题和免疫相关疾病的医学科学研究院,培养了大量免疫学专业硕、博研究生,有着成熟的科研平台和管理制度。科研平台的优良资源参与本科实验教学,解决了实验教学资源匮乏的问题,也提高了精密仪器的使用率,优化了高校实验教学资源结构,促成教学资源的共享。同时,由具有丰富教学经验的一线科研人员设计选题、带教,使学生在夯实理论知识和实验技术的同时,接触到更多前沿进展和最新技术,训练学生系统的科研思维,培养学生的独立思考和创新能力。
3.2改革实验教学方法,调动学生自主性
免疫学综合实验开设在本科三年级,学生已学习了基础生物学实验以及免疫学基础知识。所有的实验均为创新性和设计性的综合实验,实验将以学生分小组进入不同课题组完成课题的形式来展开。同时增加了实验课时,保证了学生进入科研实验室进行课题研究的时间需要,极大地增加了学生实践的机会。通过这种新的实验课教学方式,让学生接触到最新的免疫学相关分子、细胞实验技术、动物实验技术等,让学生在设计课题、实验探索、完成报告等各个环节,受到更全面的训练。在实验教学过程中,教师能直观地观察到实验进展情况并提供针对性的指导,启发学生发现问题和解决问题,进行下一步实验的设计,训练了学生的科研思维。经改革的免疫学综合实验主要有以下内容。①实验室安全培训及实验室基本仪器培训。该课程需要学生进入各个实验室进行学习,科研平台的实验室有其特殊性,如公用仪器较多、平台管理有一定规范等。因此,先进行实验室相关的整体学习,让学生对所在的实验室环境有所了解。另外,还将学习基本仪器的实际操作,掌握实验仪器的工作原理及使用,为正式实验奠定基础。②综合实验改革的设计与实施。学生将进行分组,进入生物医学研究院的各科研实验室进行实验学习。实验教学改革有以下两部分:一是完善实验内容。实验内容需结合免疫学的理论知识进行设计,框架大致为以下三点:一是免疫相关分子和细胞的制备。要求学生掌握一种或几种免疫相关分子和细胞的制备技术,包括:细胞及分子的分离方法、细胞因子的克隆表达、单克隆抗体和多克隆抗体的制备及纯化技术等;二是免疫分子和细胞的功能检测。要求其掌握一种或几种重要免疫分子或细胞的功能检测方法,包括:细胞因子活性检测、抗体效价检测、固有免疫细胞活性检测、淋巴细胞的活化增殖检测等;三是与各课题组研究方向相关的实验设计。各课题组结合自身的科研项目,设计相关小课题,让本科生参与其中。二是延长实验课时。免疫学综合实验总课时设置了126学时,每周安排连续的7课时,共18周。综合实验是相对完整和连续的实验,充足的实验课时是完成实验教学的保障,使学生能深入了解科研全过程。③考核方式。在实验过程中引导学生完成完整、详实的实验记录,同时根据实验室的项目选题,独立完成实验方案的设计及实验操作,对实验数据进行科学分析,获得创新性结果,完成实验论文。在课程考核时,主要考核实验设计方案的合理性、实验操作的参与度、实验操作的正确性以及实验论文的完成情况。考核成绩将根据学生的实验设计、实验参与度、操作与结果的正确性、实验论文书写的认真与规范程度来进行打分。
3.3树立本科生的科研意识,培养与实践接轨的专业人才
免疫学综合实验课程让本科生有机会进入科研平台,参与一个更为完整及系统的课题项目。从验证性实验到综合性实验,从简单的细胞分离到其功能或活性的检测,从固有免疫到适应性免疫应答,从免疫学基础理论的验证到其在实践中的应用,与免疫学理论知识相辅相成[5]。在进行实验教学的同时,深化了学生对免疫学基本理论的理解和掌握,训练了学生的科研和创新思维,培养了学生严谨的科学态度和独立解决问题的能力。参与综合实验训练的学生,可直接对接至大四期间毕业论文选题的研究,有助于毕业实习的顺利开展。学生经过1-2年系统的科研训练,为日后进入科研院所、生物医药相关领域奠定了良好的科研基础。免疫学综合实验相较于原始的大班授课实验教学,通过开展探索研究型的综合实验项目,能激发学生科研兴趣、训练学生的科研思维方式、培养学生严谨的科研态度;通过融入免疫学新技术,开拓学生视野,培养学生探索和创新精神;撰写实验论文的考核方式,能进一步锻炼学生综合思考和分析问题的能力。同时,鼓励科研机构参与本科生教学,为缓解高校实验经费不足这一普遍情况提供了一个新的解决思路[6]。免疫学综合实验的实施,注重培养学生对免疫学理论知识的应用,引导学生关注免疫学及技术的前沿进展,强调提升学生的综合水平以及科研素养,力求培养出符合社会发展需要的复合型、创新型人才。
参考文献:
[1]戴建锋,王克振.本科生《医学免疫学》研讨型教学方法的探索[J].医学信息,2016,29(30):9-10.
[2]马靓,曾晓希,薛琼,等.高等院校生物技术本科实验教学改革的研究与实[J].教育教学论坛,2017,(25):175-176.
[3]马军,李麒麟,王沛,等.高校生物科学专业本科教学中综合性、设计性实验课程开设的若干问题及分析[J].中国校外教育,2015,(18):13,21.
[4]杨权,邱怀娜,黄俊.医学免疫学教学改革的实践与探讨[J].基础医学教育,2017,19(1):14-16.
[5]王书峰,郭玲,张志仁,等.深化医学免疫学实验教学改革的探讨[J].中国免疫学杂志,2015,31(9):1266-1268.
[6]严冰,白钢,杨文博,等.免疫学综合实验课程的设计和实践[J].实验室研究与探索,2005,(4):82-84.
作者:李颖 单位:苏州大学生物医学研究院