医学免疫学实践性教学探索①

陆 青 杨 慧 张伟娟 高 波 储以微

(复旦大学基础医学院免疫学系,上海 200032)

·教学园地·

医学免疫学实践性教学探索①

陆 青 杨 慧 张伟娟 高 波 储以微

(复旦大学基础医学院免疫学系,上海 200032)

医学免疫学是医学本科生的核心主干课程，其理论和技术已渗透到生命科学研究的各个领域，尤其与生物医学、转化医学研究和临床医学等密切相关。同时，免疫学又是一门发展快速的生命前沿学科，在高等教育日益全球化和多元化的21世纪，医学免疫学教学应与时俱进，与国际接轨，方能达成我校“医学基础扎实、临床技能规范、职业素质良好的国际通用型医学人才”的培养目标。基于研究的学习(Research based learning,RBL)，是世界各国研究型大学本科教育培养创新型人才的一个重要特征[1]。我们在改进实验教学内容的前提下，推进课程基于问题意识的创新力培养；在此基础上面向有创新力且对免疫学有浓厚兴趣的本科生开展学术研究，探索培养“具有科学态度、创新和分析批判精神”的高素质医学专业人才的有效途径。

1 医学免疫学实验课教学概况

我校免疫学实验课每年春季授课，每周一次3～4学时，共6次。教学对象是临床医学专业八年制三年级和五年制二年级，以及预防专业二年级学生。学生规模自2010年的300人增加到2017年的460人，平均每30名学生配备1名教师和1名实验助教。实验课考评采取平时课堂表现和实验报告相结合的形式。

2 实验课教学内容的再构建

免疫学实验技术主要分为血清学的抗原抗体技术和细胞免疫学的免疫细胞分离、亚群鉴定和功能检测两大部分。为提高实验课教学质量，需要对原有的教学实验内容进行精减、调整和充实。减少知识点重复和实验步骤简单的单纯观察验证性实验比重，将原有的相互独立的基本技能性实验内容，比如小鼠脾细胞分离、细胞计数及活性检测实验和巨噬细胞吞噬功能测定实验，与新增的流式细胞术检测T细胞数量和亚群，以及淋巴细胞增殖功能测定相整合，形成实验步骤衔接，内容关联，涵盖从免疫细胞分离到功能研究的一个综合性实验(见表1)。再构建后的课程体系血清学和细胞免疫学相关技术内容均衡有关联，使学生在短时间内迅速建立起关于免疫学实验技术特点、研究方法和思路的系统性认知；实验教学内容贴近基础和临床科研的实际应用，有助激发主动学习、知识的融会贯通和科研思维的养成。

3 实验课教学实践与体会

再构建的实验教学内容在具体实施中需要克服一些困难：第一，流式细胞仪价格昂贵，原理复杂，很难大规模安排学生完成最后的上机检测。我们计划学生在3学时内完成从小鼠脾细胞分离、计数和细胞活力检测，到细胞表面CD3/CD4/CD8分子的荧光染色。之后，由免疫学系流式细胞仪平台技术人员上机操作染色样品。通过教师讲授、现场观摩以及丰富的多媒体音像资源等多种途径，向学生全方位展示流式细胞术的原理、操作流程及其在科研和临床的广泛应用，以开阔学生视野，激发学习热情和自主创新精神。第二，刀豆蛋白A刺激淋巴细胞增殖实验，不仅紧扣理论教学重点，而且实际应用性强。但免疫细胞功能实验，有周期长的特点，很难在教学规定时间内将其连贯完成。此外，功能实验往往需要细胞培养，但实验教学中心的空间和设备条件无法胜任多班同时开设需求。我们采取真实和虚拟实验相结合的方式加以克服。比如淋巴细胞增殖实验中，学生已掌握的脾细胞分离步骤和需要无菌细胞培养72小时的刀豆蛋白A刺激脾细胞步骤由助教实际完成，学生则通过虚拟实验自主练习。课堂上学生结合显微镜形态学观察法和MTT比色法评价淋巴细胞的增殖水平。

表1医学免疫学实验课程内容前后比较

Tab.1Comparisonofteachingcontentsofmedicalimmunologyexperimentcoursebeforeandafterthereform

以往的免疫学实验课内容现行的免疫学实验课内容1.乳胶凝集半定量实验检测C-反应蛋白1.对流免疫电泳2.免疫比浊法检测免疫球蛋白2.ELISA检测癌胚抗原3.对流免疫电泳3.鼠脾细胞分离、细胞计数和活力检测4.ELISA检测癌胚抗原4.流式细胞术检测T细胞亚群和数量5.鼠脾细胞分离、细胞计数和活力检测5.淋巴细胞增殖功能测定6.巨噬细胞吞噬功能测定6.巨噬细胞吞噬功能测定

优化课堂实践过程，灵活运用不同教学法如启发式、讨论式和研究型教学法等，开展基于问题意识的创新能力训练，激发探究精神[2]。正如爱因斯坦所指出的“提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题，需要创造性的想象力”。例如，利用实验空档，组织以实验小组为单位的课堂讨论，启发学生从实验原理、关键实验步骤、实验现象和数据、实验过程中出现的问题和解决方案等方面入手提出问题、分析和解决问题；鼓励学生借助虚拟实验课前自习实验内容，并提出自己的实验设计方案和思考，课堂讨论分析其可行性后择优实施。例如，学生通过课外阅读了解到ELISA双抗体夹心法有一步法和二步法之分，遂提出 “ELISA双抗体夹心法检测癌胚抗原实验可否改用更简单快速的一步法检测抗原？”；在比较分析和尝试运用这两种实验方法检测癌胚抗原后，发现新的问题“为什么ELISA双抗体夹心一步法在检测高浓度抗原时会出现假阴性，也即钩状效应？”；继而提出“如何通过实验设计使ELISA双抗体夹心法检测癌胚抗原的实验结果具有特异性，避免假阳性和假阴性?”。正是在这些问题提出的驱动下，学生对知识的理解逐步加深、学习兴趣得到激发、实践动手能力和科研思维能力得以提高。而这种兴趣和能力培养可以产生创新的种子[3]。

4 免疫学科研训练

我校充分发挥研究型大学的科研优势，整合教学和科研，依托各教学和科研实验室，开展本科生学术研究资助计划(Fudan′s undergraduate research opportunities program,FDUROP)，每年资助近500名拔尖学生，利用课余时间，开展某专业领域前沿学术研究活动。免疫学系作为该计划的重要环节，鼓励对免疫学具有浓厚兴趣且有创新能力的学生进入课题组，在课题组成员和导师的指导下，围绕导师的研究方向进行科学研究：从参加组会、学习实验技术、查阅文献和撰写项目申请书开始，经历课题的具体实施到研究成果发表过程。2010年以来，免疫学系共获得37项大学生科创项目，以校级莙政、望道、曦源和正谊学者等本科生科创项目为主，但也有国家基础科学人才培养基金和国家自然科学基金子课题项目。学生以第一作者发表SCI论文16篇，非SCI论文2篇，总影响因子68。其中，《TSCI基因对调节性T细胞发育分化的免疫调控作用》课题，荣获第三届全国大学生基础医学创新论坛暨实验设计大赛叁等奖(见图1)。学生通过本科阶段参与高质量的学术研究，为将来从事基础和临床科技创新工作奠定扎实基础。

图1 2010年以来本科生免疫学科研活动调查Fig.1 Investigation on undergraduate research training in immunology since 2010

5 结语

医学免疫学既是一门理论教学课程，更是一门实验科学，需要用实验去发现和验证免疫学理论。医学免疫学的实验教学，应积极开展贴近科研和临床实际应用的综合设计性实验，让学生动手更动脑，培养学生的科学素养、实践能力和创新能力，成为实现高素质化人才培养目标的有效途径[4]。提高实验教学质量和管理水平，应遵循实验教学本身的规律，可以借鉴国外基础医学实验教学的先进经验，如美国的本科生专题科研训练暑期课程[5]，使科研训练规范化而不失灵活性，并将其纳入实验教学范畴，为培养创新型医学人才奠定良好基础。

[1] 李祖超，王甲旬.美国研究型大学培养科技创新人才的经验与特色[J].清华大学教育研究,2016,37(2):35-43.

[2] 陈 侃，丁 妍，王 颖.研究型教学的行为分析[J].复旦教育论坛,2012,10(4):26-30.

[3] 俞国良，侯瑞鹤.问题意识、人格特征与教育创新中的创造力培养[J].复旦教育论坛,2003,1(4):11-15.

[4] 吴艳峰,曹雪涛.关于免疫学实验课教学改革的几点思考[J].中国免疫学杂志,2011,27(5):468-470.

[5] 潘燕霞，方秋娟，陈爱琴.美国基础医学实验教学的特色与启示[J].中国高等医学教育，2008,9(1):31-32.

10.3969/j.issn.1000-484X.2017.12.026

R392.9

A

1000-484X(2017)12-1877-02

①本文受复旦大学基础医学院教改项目(2017-16)资助。

陆 青(1967年-)，女，博士，主要从事全身性系统性红斑狼疮的发病等自身免疫性疾病机制研究，E-mail: fluqing@fudan.edu.cn。

及指导教师：储以微(1964年-)，女，博士，教授，主要从事肿瘤免疫及免疫生物治疗研究，E-mail: yiwei-chu@fudan.edu.cn。

[收稿2017-06-28]

(编辑 许四平 刘格格)