微课程在免疫学技术教学中的应用初探①

郑月娟 姜昕汝 缪珠雷 姜 昕 杨贵珍

(上海中医药大学基础医学院，上海 201203)

2012年，《教育信息化十年发展规划(2011～2020年)》文件出台，提出“以教育信息化带动教育现代化”[1]。在教育信息化的高涨需求和飞速发展的现代信息技术的大背景下，如何创新现代教学手段并应用于传统课堂的教学中，优化教育资源建设，促进传统教学方式和教学手段的变革，来满足日益增加的移动学习的需求，是每位教育工作者必须面对的挑战。

微课程(micro-lecture)是以微视频制作为基础，包括配套资源建设在内的一种情境化、可视化的数字化学习资源包[1]，最早于2008年由美国圣胡安学院的高级教学设计师戴维·彭罗斯(David Penrose)正式提出[2]，2011年胡铁生老师在国内首先提出“微课”的概念[3]。它具有短小精悍、针对性强、时间轴灵活、生动形象、信息量大，符合信息化环境下教育要求等特点，近年来广受从教人员关注。自2013年起，“微课程” 在教育领域的相关研究成果以及学术关注度呈现明显上升趋势[4]。

《免疫学技术的原理与应用》是我校的一门面向研究生开设的重视实践操作、与时俱进的技术类课程，整合了免疫学、分子生物学、细胞生物学、生物化学、物理学等多学科知识。其中，任何学科的知识更新和技术进步都会快速地推进免疫学技术的革新，为生命科学界带来更有效、更便利的科研手段。新兴的免疫学技术广泛应用于生命科学研究领域的同时，免疫技术类的课程设置过于老旧，多年来不能很好地满足研究生及其导师们对该课程的期待和需求，因此急需进行教学形式和教学内容的双重改革[5]。

首先，该课程的教学形式以传统PPT课堂教学和学生亲自动手的实验室操作相结合。在课程学时数有限、教学要求不断提高的当下，耗时长、操作难度大的常用免疫学实验技术(比如蛋白质印迹实验——Western blot)，难以在课堂教学中推广，给此技术类教学带来难度。其次，越来越多的免疫学技术涉及昂贵而精密的仪器设备，比如流式细胞仪、共聚焦显微镜等；或者由于客观条件所限，现有的仪器设备数目不能满足全班同学分组实验的情况下，不可能设置相关的实验操作类课程。再次，对于新兴的实验技术(比如下一代测序)的课堂介绍也是一种挑战。微课程建设为解决以上难题提供了良好的选择。

1 微课程建设在技术类课程教学改革中的优势

微课程以解决某一独立的关键问题为主要内容，通过使用微视频为载体，以短小精悍为主要特点，时间一般限制在5～10 min，作为教师课堂授课内容的辅助补充或分解部分，是具有完整教学结构的一种微型课堂教学模式。微课程的特色之处在于“微”，顾名思义，微课程作为一个独立的与现代信息技术融合形成的教育教学资源，其授课内容精炼完整，授课时间短、容量小，授课形式灵活便捷，凸显其精炼简短之长处。将微课程引入到实验技术类课程中来，具有以下显著的优点：

1.1教学场景化，形象生动，可学性强 “百闻不如一见”，图片资料的形象性大于文字描述，而视频资料的生动性又优于图片资料。微课程以微视频为载体，呈现方式可视化；阅读专业文献中关于实验方法的描述，不如视频的实验操作分解步骤来得清晰明了。所以微课程相对于传统课堂教学来说，是一种更形象生动的场景化教学，使学生有身临其境的真实感。2006年12月，莫谢·普利斯科(Moshe Pritsker)等创办的可视化实验杂志(Journal of Visualized Experiments，JoVE)(www.jove.com)，是全球第一份同行评审的视频期刊，以视频的形式展示具体的实验方法，利用的就是视频的场景化和形象生动的优势。由此，对于实验方法的介绍，微课程相对于传统教学模式更直观，大大降低实验操作的困难，可学性强。

1.2浓缩耗时长的实验过程，丰富和完善课程教学内容 对于耗时长、具有一个或多个等待时间的实验(比如标准耗时为2 d的蛋白质印迹实验)，微视频的拍摄和后期剪辑中，可通过仅保留某一步实验操作的一前一后两张图片，压缩大段的等待时间，并配上必要的文字说明(介绍等待时间、注意事项、常见问题解答等)，将整个实验浓缩成5～10 min的视频文件。

在笔者执教的免疫学中，技术革新和演变极为迅速，研究生和导师们期待涉猎尽可能多的经典免疫学技术和新兴免疫学技术，在课时数紧张的现状下，时长不超过10 min的微课程的引入，使我们在短时间之内能图文并茂地介绍更多、更全、更新的免疫学技术，符合时代发展的特点，有助于满足广大师生对该课程的期待。

1.3可重复性，有利于学生反复观看和有针对性地观看 传统示教的准确性受限于任课老师的自身知识、实践经验等，加上操作规范各异，导致平行班之间的教学水平参差不齐。而微视频可以选用专业知识过硬、实践经验最为丰富的老师录制，不仅降低反复示教的人力成本，而且标准化的教学也为技术类课程提供统一的教学素材和有参考意义的实践经验[6]。

根据新护士培训的经验来看，操作类课程经老师讲解和示范以后容易遗忘，而且难以统一各项操作的教学标准，而微课程的可重复观看性可以很好地解决这个问题[6]，并且可以作为学生以后实际开展研究工作中的教学视频和“现场”指导。

1.4作为网络教学资源，方便利用碎片化时间，传播形式广 “短小精悍”的微课程往往精选一个特定的主题，内容相对独立，但又具有相对完整的课程结构，一般生成几十兆左右的流媒体文件(如rm，flv，wmv等)，可上传到课程中心网站，方便学生利用多媒体设备进行观看，或者下载到各自的终端设备(智能手机、电脑、mp4等)中进行线下学习和移动学习，提升了获取的便捷性。微课程还有助于学生利用碎片化时间，突破学习的时空限制[7]，这种模式更适合于90后网络课程学习者的特性，迎合现代信息化社会快节奏的生活方式，激发学习兴趣，提高学习效率。

2 微课程在免疫学技术课程中的教学实践和反馈

根据历届选课研究生的课程反馈意见，我们发现近年来关于免疫学技术的教学需求在不断增加，而总学时数不变的情况下，我们开设的实践类课时没法涵盖最常用的、需求呼声强烈的免疫学技术，比如耗时两天的蛋白质印迹实验。为此，我们以该实验为例，制作微课程，在课堂上进行播放，并作为教学资源上传到学校的课程中心网站，供学生在线浏览或者下载观看。

2.1微课程的设计与制作 微课程的制作一般包括前期准备(选题、教学设计、脚本制作)、操作演练和多角度的视频录制及后期处理(视频剪辑、字幕添加、解说词、常见问题解答等内容的添加)等三个主要阶段，具体制作流程如图1所示。

2.2配合微课程使用的教学方法 在课前(至少提前一次课的时间)，我们发放技术相关的实验讲义，以便感兴趣的同学可以提早进行预习，也可以提早准备实际操作中遇到的问题或困难，以便进行课堂讨论。在课中，我们将录制并剪辑的实验操作微视频进行播放，播放结束后进行相关重点、难点的点评，并针对学生的问题进行答疑。在课后，上传微视频到课程中心网站供学生自学。

2.3微课程在免疫学技术课程中的教学效果

2.3.1播放“蛋白质印迹实验”的微课程，受益学生主要为前后3届选修该课程的研究生，人数总和逾200人。

2.3.2将微课程与该课程的其他PPT教学课件一并上传到上海中医药大学的课程中心网站。截止2017年9月，该课程中心网站的点击量达到664次；学生用于该课程中心网站的学习时间总长超过315 h。

2.3.3利用问卷，调查学生对于该微课程(蛋白质印迹实验)的观看情况、感受和建议，以利于发现问题、跟进学生的兴趣点，方便修订教学计划和制作下一系列的微课程。

图1 微课程制作流程图Fig.1 Flow-process diagram of micro-lecture

我们通过统计分析2016年选修该课程的63位研究生的问卷，发现超过95%的同学对于微视频制作的质量和内容给予了极高的评价。参与调查的所有同学都更期待以后多开展此种类型的教学方式。81%的学生认为微课程教学能够帮助他们提高学习兴趣。95%以上的学生反映此种教学模式能够更有助于理解、记忆实验操作，提升学习效率，促进他们的自主学习，并且对于培养他们的创新性和对今后可能从事的科研工作有很大的帮助(图2)。

3 免疫学技术类微课程的进一步建设内容和发展方向

在教学信息化的大背景下，有声视频传播手段在教育中的应用越来越广泛。微课程势必会成为传统的课堂教学的必要补充，尤其在实验技术类课程的教学中发挥举足轻重的作用。但因其具有“微”的特点，知识点往往具有不连续性、不够系统化等缺点，暂时不能取代传统的课堂教学和动手类实践课程。

如何在教学实践中发挥微课程的优势，与时俱进地制作新型免疫学相关技术的微课程，进一步丰富和充实微课程的教学内容是眼下教学改革的重点，让学生真正觉得学之有用、学之有劲，使学习模式从导师“要我学”转变为“我要学”。通过微课程的建设和推广，可以提高学生对于免疫学技术的感性认识，以帮助其理解专业文献中使用的相关技术，减少对该技术的陌生感和畏难情绪，有利于学生在将来的科研工作中敢于设计此类免疫学实验、增加创新性。进一步建设免疫学技术微课程可以从以下四个方面着手：

3.1不断探索和拓展微课程建设的内容 为充分体现免疫学技术的先进性和灵活性，结合学生的课程反馈信息和近几年免疫学热门技术应用的广泛程度，我们拟定下一步免疫学技术微课程的建设主题为：①荧光定量PCR技术；②流式细胞术；③细胞增殖实验；④小鼠脾脏单细胞悬液制备；⑤T细胞活化检测；⑥小鼠脾脏或肝脏细菌荷载量检测；⑦免疫组化；⑧共聚焦显微镜成像技术。

图2 微课程教学模式问卷调查结果Fig.2 Questionnaire survey results of micro-lecture teaching mode

3.2不断学习和拓展微课程制作的技术 微视频制作软件常见的有Camtasia studio、录屏大师、Bandicam、OBS studio等。现在应用较广泛的是Camtasia studio，也是我们将要应用于下一系列微课程制作中的软件，除了录制功能，它还提供降噪，方便字幕添加，以及有交互性的测试题添加等功能[8]。微视频也可以采用动画资源转制，或者采用动画资源结合录制的联合模式[1]。

3.3利用知识地图将相对独立的系列微课程有机地串联起来 可汗学院是著名的通过网络提供一系列免费教材的非盈利教育机构。它为线上学习的学生提供了知识地图，即把零散的知识点用网络地图的形式串联起来，帮助学生对整个课程结构及“自己学习到了什么程度”一目了然[1]。我们的免疫学技术微课程也可以借鉴可汗学院的知识地图的形式，将一些常用的免疫学技术微课程进行合理地串联，比如“细胞转染”促使目的基因表达以后采用“流式细胞术”进行相应蛋白的表达检测等。通过知识地图的形式，可以将相对独立的技术类微课程串联成网状结构，有利于克服微课程系统化不够的缺点，帮助学生理解某些特定的技术在实际研究工作中是如何联合使用的。

3.4促进网络教学资源的转化 目前，我们的微视频“蛋白质印迹实验”已上传到上海中医药大学的课程中心网站，供学生在线浏览或下载。下一步，在开发系列免疫学技术微课程的同时，我们将在公共网络上开放微课程的浏览和下载权限、服务于更多同学。

4 微课程建设中存在的挑战和解决方法

微课程虽然“微”，但其制作却费时费力，要达到短时间内生动、有效地传授特定技术的精华，给教师队伍带来了较大的挑战。首先，从选题到设计，需要教师有渊博的理论知识和丰富的实践经验，并能将知识、技能和教学规律进行融会贯通。带教老师需要广泛阅读文献资料、比较多种仪器设备，结合相关经验，确保视频内容的严谨性、规范性和先进性。其次，微视频的录制、剪辑和后期处理，要求教师具备良好的软件操作、视频制作等能力。在微课程的建设过程中，宜加强团队合作，充分利用低年资的年轻教师，甚至团队中的博士生、研究生们的力量，发挥他们熟练掌握多媒体设备的技能，配合高年资的、经验丰富的教师一起完成视频的录制和加工[7]。

5 结语

目前，免疫学技术实践类课程教学主要有三种形式：①传统的课堂PPT教学，有知识的广度；②选择热门技术主题，制作介于PPT教学和实验室操作课程之间的微课程，有知识的深度；③动手操作类的实验课，习得水平高、记忆更深刻。微课程教学的方法是基于免疫学技术繁多而课程总课时数有限的前提下，不断发展的新型教学形式，以其相对独立的、形象生动的特点，拓宽了免疫学技术类课程的授课范围，一改陈旧的课程内容设置，提高传授常用的和新兴的实验技术的可能性。通过微课程的制作，可以突出该技术的关键步骤、注意事项，以及常见问题可能导致的不良结果，增加免疫学技术教学过程中的趣味性和有效性，帮助学生接触和理解更多的免疫学新技术。基于免疫学技术的微课程建设为类似的实验科学类课程的教学改革提供了有益的参考，也为研究生和本科生的个性化培养提供了新渠道。

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