可视化数据库在研究生免疫学实验教学中的运用及思考①

张丁丁

(四川省人民医院，成都 610072)

研究生免疫学实验是研究生免疫学教学中的重要环节，是免疫学理论在实践中的运用，研究生免疫学实验的实践性、精准性、逻辑性要求较高，学生常常感到内容较抽象、不易理解。在新型冠状病毒感染的肺炎(coronavirus disease-19,COVID-19)疫情席卷中华大地之际，疫情也给研究生免疫学实验增添难度。疫情期间，在“停课不停学”思路引领下，探索新的教学模式运用到远程教学中，成为必然。本研究通过JoVE可视化数据库(Journal of Visualized Experiments,JoVE)线上教学模式探索，为其他类似课程的实验教学提供新的思路。JoVE可视化数据库又称JoVE实验视频期刊，主要来源于哈佛大学、斯坦福大学、耶鲁大学等世界知名院校及研究所专家的经验总结，通过以视频方式呈现医学、生物学、化学等领域的实验过程，录制的实验辅以简洁的文字说明。在研究生免疫学实验教学中适时、恰当地引入JoVE可视化数据库，不仅降低教学成本，还有助于提高教学质量,收到很好的教学效果。

1 JoVE可视化数据库在免疫实验教学中的运用

1.1实验准备阶段 本阶段重在实验规划、设计。疫情期间，虽然学生不能亲自动手实验操作，但可有效利用这一宝贵的时间段对实验的整个过程有一个清晰、全面的了解和认识，通过网上教学，观看视频可以帮助学生对实验的各个环节一目了然，做到心中有数。选取JoVE可视化数据库中针对性强的实验视频引入教学中，由于该库呈现的是高品质视频演示，可分段检索，方便学生自学及预习。如在《人T淋巴细胞的分离培养及体外迁移分析》的实验演示里，JoVE可视化数据库将实验所需材料进行清单式一一列出，并对该实验的方法、详细步骤、代表性结果、结论等，以图像的形式清晰地呈现，直观形象地将实验中的细节、难点传递给学生，特别是如何运用软件对图像信息的捕获及分析等进行了深入浅出的介绍，带给学生身临其境的感受，有助于解决实验中的难点问题，更好地激发学生的学习热忱,通过对实验的整体把握，有助于学生根据自身实验需求，调整实验方案，增强自主学习能力,实现有的放矢[1]。

1.2实验实施阶段 突如其来的新冠疫情，给研究生实验教学带来一定影响，由于学生居家隔离，教学受到空间、实验设施等客观条件的限制，在本阶段特定的情境下，着力于学生科研思维能力的培养及锻炼，采用远程教学的方式进行教学。JoVE可视化数据库融入实验教学的实例分享如下：

以流式细胞仪分选脾脏组织B淋巴细胞为例(图1)，JoVE可视化数据库从流式细胞仪的原理，实验背景知识的介绍，实验器材的列举，动物组织的解剖分离，脾脏组织淋巴细胞的分离与获取，细胞的染色，流式细胞仪的调试，仪器操作进行各个环节及注意事项，实验数据获取与分析，流式细胞仪的应用及实验小结等方面(图2)，从仪器参数的设置，到从小鼠脾脏分离的细胞中B淋巴细胞的百分比的观察，均进行了清晰展示，通过流式细胞术对特定细胞群的富集，借此收集的细胞为后续实验做好铺垫。在这个过程中，引导学生对流式细胞仪的参数设置及仪器调试的细微之处，都予以高度关注，知其然还知其所以然，实验里蕴含的理论和知识在视频里得到很好的诠释，更重要的是，给学生留下深刻的印象，学生反响良好。

图1 JoVE视频演示的场景示例Fig.1 JoVE video scene

图2 JoVE 实验流程介绍的示意图Fig.2 JoVE introduction of experimental proceduresNote:FCM.Flow cytometry；FACS.Fluorescent activated cell sorter.

1.3实验总结阶段 JoVE可视化数据库可提供详细的实验指南，帮助学生对经典实验操作进行准确理解和把握，同时吸取专家学者们宝贵的经验，如《利用流式细胞术分选小鼠脾脏B 淋巴细胞》中，对实验的流程、注意事项、重点难点进行了总结，给学生在复习时带来极大帮助，还可分段检索，对片段进行回放浏览[2]。在引入视频的同时，引导学生思考流式细胞仪在细胞分选中特有的价值，学生带着问题去查阅，去钻研还可能在哪些方面有应用，深度思考该技术在血液学、肿瘤学等领域的作用[3]，整合所学知识并达到学以致用的效果。这样站在“前人”的肩上，有助于汲取学科领域丰富的营养，拓展知识的深度与广度，历练学生解决实际问题的能力。

2 JoVE可视化数据库在实验教学中的特色

2.1克服实验重现性问题 JoVE可视化数据库每月更新、信息量较大，便于学生较快了解最新学科领域发展动态，同时由于传统方式中，科学研究实验的重现往往有其局限性，学习新实验技术需大量的时间，常表现为相对密集型的工作，JoVE可视化数据库较好地克服了科学实验重现性差这一弱点，汇集了世界上知名专家学者的智慧，既节省了时间，提高了效率，还体现了实验的可重复性。JoVE可视化数据库既重视结果分析，又突出了实验过程的探究，利于学生培养良好的临床科研思维。

2.2蕴含寓教于乐的精神内涵 JoVE可视化数据库通过世界上学科领域知名专家学者融会贯通的讲解，幽默风趣的语言，生动形象地实现寓教于乐。真实的实战场景演示，高品质的音质效果，灵活多样的教学风格，给学生较好的学习体验与感受。如上述视频中通过对流式细胞仪的流体系统、光学系统、电子系统三大系统有机组成的描述，阐明流式细胞仪在利用特定表位分离及分选细胞中的优势，在相对轻松的氛围中，加深了学生对基本理论知识的认识，探究科学内涵的兴趣油然而生。

2.3便于双语教学 JoVE可视化数据库采用的语言以英语为主， 简洁明晰的画面，清晰流利的语言，有助于研究生加深对科研的理解，接受良好的专业语言训练，对研究生专业英语水平的提高及科研活动的质量提升均很有帮助。

2.4便于学生创新能力的培养 JoVE可视化数据库的专家们在娓娓道来实验过程的同时，还渗透了多学科交叉共融的理念，如在实验数据分析中融入生物信息学的方法，在免疫学实验中融入生物化学、遗传学等学科的元素，对学生创新思维能力的培养亦具有潜力。

3 展望

将JoVE可视化数据库融入研究生免疫学实验的教学中，通过对科学实验的标准化操作以及现有技术的创新应用，使成本效益最大化。如免疫与感染，免疫细胞发育与自身免疫疾病等内容，对实验步骤的清晰定义有助于保障实验的可重复性，有效应对实验教学所需大量资金、时间和精力等问题。线上教学具有及时反馈的特点，学生提出的问题可实时在线呈现给老师，便于师生互动交流。在疫情的特定时期，空间条件改变的情况下，将JoVE可视化数据库融入实验教学，给学生原本有些枯燥的内容增添了趣味感，对实验的兴趣是学生最好的老师，这种将实验的科学性与趣味性融为一体的做法，一定程度上带给学生茅塞顿开的感悟，在教学相长中，实现双方共赢。

JoVE可视化数据库始建于2006年，目前可用于JoVE可视化数据库的教学视频信息量还有待挖掘、完善，相信随着网络技术的发展，对客观世界认识的加深，JoVE可视化数据库在研究生免疫学实验教学中的运用，也将对其他课程的实验教学具有借鉴价值。