八年制医学免疫学探索研究型综合实验教学模式的探讨

闫东梅 刘永茂 倪维华 张庆勇 王艳玲 李 一 台桂香

(吉林大学白求恩医学院免疫学系,长春130021)

临床医学八年制学生作为医学院校的高层次人才,学生在学习中表现的高素质、高智商及高涨的热情[1],使免疫学实验课程的设置要明显高于一般的本科学生和七年制学生。八年制的教学目的是培养具有很强的科研素质,能够推动医学科学事业的发展的高水平临床研究型人才。为适应培养高水平医学研究型人才的需要,结合以往实验教学存在实验课缺少趣味性和探索性、实验技术与科研的脱节,缺乏创新性和研究性实验及教学内容的陈旧等问题,本文探索了研究型的综合实验教学方式,对八年制免疫学实验教学模式进行了探讨。

1 探索研究型综合实验教学模式及其培养目标

采用的探索研究型综合实验教学模式主要包括三方面内容;免疫学基本技术培训、探索研究型实验设计与实施、实验结果讨论及科研论文的撰写。通过开展探索研究型的综合实验项目,激发科研兴趣,启迪学生的科研思维方式,训练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;通过撰写科研小论文,进一步锻炼学生综合思考和分析问题的能力,基本达到从本科生到研究型人才的跨越。

2 免疫学基本技术训练

为完成探索研究型综合实验项目,首先通过13学时完成免疫学基本技术的培训。在介绍免疫学基本技术后,我们选择淋巴细胞分离与培养、夹心ELISA等主要的常用经典实验技术。在以往的五年制、七年制以及研究生实验中多采用直接ELISA,而本次实验采用有一定难度的夹心ELISA,并对临床癌症患者血清抗原进行分析。通过上述两种经典的实验技术训练学生的基本操作技术和实验技能,了解免疫学技术在临床和科研中的应用,达到理论与实验结合,更好的理解免疫的基本理论,并为后续的综合实验打下良好的基础。

3 探索研究型综合实验设计与实施

通过19学时完成探索研究型综合实验。探索研究型综合实验作为一系列或者一个整体实验,从实验选题、实验设计到最终实施,以及对实验结果的分析和论文的撰写,这一系列实验过程在教师的指导下,由学生自己完成。

3.1实验选题 选题首先要结合教师的科研项目进行创新性研究,而且立题依据要充分,有明确的预期结果。实验选择“大肠杆菌麦芽糖结合蛋白(Maltose binding protein,MBP)的免疫调节及抗肿瘤机制研究”题目进行实验设计。过去普遍认为MBP是没有或低生物活性,因此常用于分子克隆中,有利于蛋白的表达和纯化。最近本研究组发现MBP具有非特异性活化Th1细胞的作用,并且发现其与BCG联合应用具有明显的抗肿瘤作用[2]。但是MBP的免疫调节作用还不清楚,因此提出上述研究设想。

3.2实验设计 为开拓学生视野,采用以免疫学基本技术为基础,融入新技术的原则进行实验设计,设计方案要合理可行。难度过大,不容易完成,过于简单缺乏挑战性,学生会觉得乏味。本设计中采用了两种先进的免疫学技术包括ELISPOT和流式细胞术。这两项新技术因为有相当的难度,一般情况下,硕士生或博士生实验课中都不曾接触此类试验。ELISPOT实验中包含了经典的淋巴细胞分离技术和ELISA实验内容。实验采用小鼠为研究对象,共设2个大组,每个组又设4个小组包括PBS组、MBP组、BCG组和MBP+BCG组。其中一大组不注射肿瘤细胞,另一大组在第二次免疫后4天注射小鼠Lewis肺癌细胞建立皮下局部肿瘤模型。通过测量肿瘤体积,观察MBP抗肿瘤作用;通过 ELISPOT分析小鼠脾脏淋巴细胞分泌IFN-γ,流式细胞仪分析T细胞亚群的变化,研究MBP免疫调节作用。

3.3实验实施 实验课前由技术指导教师完成MBP免疫,小鼠Lewis肺癌细胞培养和肿瘤模型的建立。为保证实验的顺利完成,预先完成小鼠脾脏淋巴细胞分离和流式细胞仪所用荧光抗体的检测工作;在综合实验前给学生下发实验操作的详细资料,要求认真阅读并掌握每一步操作过程,按照实验设计分组并作编号,每个学生的实验结果对于整体实验的结论都很重要;将每个实验的操作步骤贴在超净台两侧,教师和实验教员反复核对所需物品。实验课当天每个超净台安排一名教师做示教与指导。

4 实验结果讨论分析和科研论文的撰写

通过8学时完成结果的讨论分析和论文的撰写。本次课的设置非常必要,一方面,实验的设计中,每个人乃至每个小组的实验结果都不能得出实验结论,只有综合各组的实验数据方能得出正确的结论;另一方面,由于实验课时有限,在短时间内接触并完成具有一定难度的实验内容,学生难免有许多疑问,在本次课对整个实验包括设计、操作过程和实验结果进行梳理、分析讨论。通过对实验结果的讨论不仅有助于更好地掌握实验方法的原理和应用,更重要的是让学生们体会到严谨的态度对于科研的重要性,而且通过对实验结果的讨论锻炼学生分析问题的能力。总结完实验数据后,以核心期刊杂志为例,讲解科研论文的撰写方法。要求学生可以从不同的角度为题撰写论文,按照研究型文章的模式,包括题目、中英文摘要、中英文关键词、背景介绍、材料方法、结果、讨论以及参考文献书进行书写。通过论文的撰写更深刻了解整个实验内容,锻炼学生综合能力及科研思路。

5 探索研究型综合实验教学模式的实施体会

本实验课设计大幅度改革了以往免疫实验课的做法,不仅减少了验证实验,融入了新的实验技术,而且是对未知世界的探索性综合实验研究。对于教师还是学生难度都很大。在课程前也存在许多担忧,但课程结束后,发现八年制学生具有迅速接受和掌握新知识的能力,通过短时间的培训即能掌握基本技术和操作技能。我们选择了具有代表性的实验技术如淋巴细胞分离与培养、ELISA等,这些实验涵盖了从分子水平到细胞水平的实验操作,实验的安排是由浅入深,逐渐让学生掌握了怎样准确使用各种实验设备和仪器,怎样保证实验组内差异的最小化,逐步训练了学生们的动手能力,为后续的综合实验奠定基础。

探索研究型的综合实验项目是本次实验课的难点。这种教学模式对教师队伍包括实验教师和实验员提出更高要求。对于实验课指导教师,不仅需要有长期从事科研工作的经历,而且需要有敬岗爱业的精神。因为教师如果没有科研经历,就无法给学生讲解实验中可能发生的问题,如何避免问题的发生,也可能无法回答学生的问题。而且教师需要投入很大的精力,在开课前,如果想保证实验顺利进行,带动40多人做好科研工作,必须做好周密的设计和预实验。对于实验员,需要掌握更多的技术如细胞培养、肿瘤模型建立以及流式细胞术等。我们在本次实验课前三个月教师开始准备整个实验的设计方案,组织管理,实验员在2个月前按照教师的安排开始预实验。对于学生,要求也很高,只有具有较高资质的学生才能完成这种综合实验,而且每个班级人数不能过多,20人左右比较合适,人员太多,教师照顾不到每个学生的实验操作过程,可能会导致实验失败。学生们在课堂上表现出极高的热情,以及对未知世界的求知欲望和探索欲望。本次实验,在教师的带动下,实验员的配合下,学生们的共同的努力下,取得了非常好的实验结果,学生们个个欢欣鼓舞。本次教学效果非常好,经反馈调查学生们对本次教学满意程度达到100%,非常满意达到75%。另外,探索研究型的综合实验项目,需要实验经费的投入较大,因此,学生人数过多不太适合开展这种教学模式。

总之,探索研究型综合实验教学模式与以往的设计性实验教学最大的不同点在于探索与研究,实验结果具有一定的学术价值,经过总结后,可以发表学术论文[3-5]。因此,探索研究型的综合实验教学模式值得在八年制学生中推广应用。

1 张辛寒,高慧娟,蒋雨彤 et al.五年制和八年制临床医学专业学生基本情况调查分析[J].中国高等医学教育,2008;(10)：68-70.

2 赵小霞,马吉春,方 芳 et al.大肠杆菌麦芽糖结合蛋白(MBP)诱导小鼠Th1细胞的活化作用[J].中国免疫学杂志,2009;25(6)：504-507.

3 邓郁青,檀艳丽,张征峥 et al.医学免疫学实验教学内容的改革[J].医学研究与教育,2009;26(3)：101-102.

4 毛樱逾,张育华,王 敏 et al.设计性实验在人体寄生虫学实验教学中的应用效果[J].中国病原生物学杂志,2008;3(7)：557-558.

5 桂 琳,周小楠,董 群 et al.设计性实验在医学免疫学实验教学中的应用[J].医学理论与实践,2010;23(2)：246,248.