思维“可视化”的翻转课堂在医学免疫学教学中的探索和实践

王启辉，唐深，李晓泉，侯小琼，曾霞

（广西医科大学 基础医学院免疫学教研室，广西 南宁）

一 引言

《医学免疫学》是研究人体免疫系统的结构和功能的科学，其重点阐明免疫系统识别抗原和危险信号后发生免疫应答及其清除抗原的规律，并探讨免疫功能异常所致疾病及其发生机制，以便为疾病的预防、诊断和治疗提供理论基础和技术方法，为人类健康服务[1]。该门课程一般安排在本科生入学后的第三个学期或第四个学期学习。目前我国医学院校本科生在学习《医学免疫学》课程前虽然具有一定基础，如高中阶段《生物》课程中有涉及免疫学方面的知识内容，而大学阶段的医学本科生也有《解剖学》《组织学与胚胎学》《细胞生物学》、《遗传学》《生理学》和《生物化学与分子生物学》等免疫学内容相关学科的学习基础，但《医学免疫学》课程自身的一些特点，譬如基本概念、原理繁多，多数内容十分抽象难于理解、并且逻辑性和整体性强，各章节知识点前后联系紧密，前沿研究进展热点众多、更新迅速等，故使得大部分医学生认为《医学免疫学》是本科学习阶段最难学习和掌握的课程之一。

大脑从各感觉器官收集信息形成感觉记忆，其中视觉记忆是最主要的通道，研究结果显示大脑获取的信息中80%来源于视觉器官感知[2]，因而在教学过程中，让学生多动用感觉器官参与，尤其是发挥视觉感知效应非常重要。传统课堂，通常以教师“教”学生“听”的“填鸭式”被动教学为主，该教学方式虽然可使学生在短时间内接受大量、系统的知识信息，但由于信息量太大，且鉴于《医学免疫学》课程的上述特点，多数学生往往课堂貌似听懂、课后稀里糊涂，对免疫学知识体系的理解和把握经常不到位，故感觉越学越难、越难就越不想学，形成恶性学习循环。“思维可视化”教学是刘濯源教授提出的教学方法，是指用图示或图示组合的形式把本不可见、抽象的思维路径和结构呈现出来的过程，利用“思维可视化”教学可将抽象的内容、要点、学习分析和推理过程等通过图示的方式展示出来，学生在学习过程中通过绘制思维导图，有利于其将零散知识系统化、抽象知识具体化，进而达到提升“教”和“学”效率的目的[3]。翻转课堂是一种“教授他人/对所学内容立即应用”的以学生为中心的主动式、团队式和参与式的创新教学模式，学生通过“自学（课外）-提出问题-总结问题-解决问题（课内）”等一系列学习过程，从而锻炼学生的自主学习能力并能提高学生学习的参与度和学习效率[4-7]。由于《医学免疫学》课程知识体系具有内容抽象、知识点前后衔接密切、内在规律复杂、入门较难等特征，故我们希望能结合该课程的特点，将传统课堂教学与翻转课堂教学相结合，采用思维导图等“可视化”的教学设计，以加强学生自主学习能力的培养，提高学习的积极性和参与度；同时强调训练医学生对《医学免疫学》各部分概念、原理的理解和基础-临床、理论-应用等相互复杂关系的梳理、归纳、对比和综合分析，以提高教学质量和效果，训练学生的逻辑思维和创新性思维能力。

二 《医学免疫学》理论课程传统课堂教学与翻转课堂教学相结合的模式

（一） 课程设计

《医学免疫学》理论课根据课程的特点划分为6个教学模块（或阶段）：

模块①——绪论：概要学习免疫的概念、免疫功能及特点、免疫系统组成、免疫应答的概念和类型、免疫学发展简史以及《医学免疫学》课程的知识架构体系等；

模块②——免疫分子：学习抗体、补体、细胞因子、CD、MHC等免疫分子的结构、特点和功能；

模块③——免疫细胞：学习淋巴细胞、APC等主要免疫细胞的分布、种类、主要特点和功能等；

模块④——免疫应答：学习各种免疫应答发生过程中的细胞和分子机制、功能及特点等；

模块⑤——免疫病理：学习常见的由于免疫功能异常所致的免疫相关疾病的特点、发病或损伤机制等；

模块⑥——免疫学应用：学习免疫学在疾病诊断、预防和临床治疗中的应用。

（二） 教学过程

每个教学模块（或阶段）的学习过程包括课前预习、课堂教师授课和翻转课堂等教学方式。

① 课前预习

《医学免疫学》每一章的内容具有很强的结构性和层次性[8]，教师授课前根据教学目标和教学大纲要求，将学生需要学习的主要内容的教学资源如视频、PPT等放置于网络学习平台，并针对学习内容布置适量的课前预习问题，以引导学生对将要学习的内容进行预习和学习。比如抗体这一章主要内容包括抗体的概念、结构、多样性和免疫原性、生物学功能和各类抗体的特性及功能、人工制备抗体等5节内容，每一节内容分别由若干知识点串联构成，彼此相关逐步深入。我们设计了相关课前问题：比如《中国慢性乙型肝炎防治指南》指出：对HBsAg阳性母亲的新生儿，应在出生后24小时内尽早注射乙型肝炎免疫球蛋白（HBIG），剂量应≥100 IU……问题：为什么要注射乙型肝炎免疫球蛋白？免疫球蛋白（Ig）是什么？抗体和免疫球蛋白是同一物质吗？两者有什么联系和区别？……通过这些问题引导学生进行课前自学并将学习的主要内容绘制有关抗体主要内容的初步思维导图（图1）。

图1 学生绘制抗体主要内容的初步思维导图

② 课堂及课后学习

每个教学模块采用“教师教-学生画-翻转课堂”的教学模式：《医学免疫学》每个教学模块包括1～2次课，每次课为3～4学时（120～140分钟），每次课教师先对本次教学的主要内容进行课堂讲解，并解决学生课前预习存在的一些共性问题。每次课预留20分钟左右给同学们进行课堂学习讨论并完善预习时绘制的思维导图（作为课堂作业上交）。在每个教学模块学习结束后，同学按小组（4个组/班）进行互助学习并将每章的思维导图归纳、整合为相应模块的思维导图，例如“免疫应答”学习模块的思维导图（图2），并同时完成每次课的课后思考题和该模块的阶段小测试。在进行下一教学模块学习前各小组轮流派遣一名同学代表本小组进行该次教学模块思维导图的展示和讲解（4～8分钟/组），讲解完成后由教师和同学们进行提问，然后根据小组思维导图的展示和回答问题情况进行评分。在各小组汇报展示完成后，最后由教师对该模块同学们的学习、测试等情况进行点评、分析和总结。

图2 学生绘制的“免疫应答”教学模块的思维导图

（三） 成绩考核评定

在《医学免疫学》教学过程中，采用形成性成绩评价体系。整个教学过程中根据学生在各学习阶段的课前学习、思维导图作业完成质量、小组讨论及分工协作时的学习积极性和参与度、以及在翻转课堂上进行思维导图展示和讲解情况、各学习阶段线上小测试成绩和期末测试成绩等多个环节的学习表现，对学生的学习过程进行综合评定，最终形成该门课的总成绩。这种形成性成绩评定模式，可以更客观、真实地反映学生系统性掌握《医学免疫学》课程知识点的程度。

三 教学成效和反思

（一） 教学成效

每次课的学习过程采用课前引导学生自学、教师对主要知识点进行课堂重点讲解和学生课堂内绘制思维导图的教学方式，通过图文并茂的方式将学习内容进行展示，使知识点更为形象化，抽象的内容更为具体化，并对所学习的内容进行归纳、综合和总结，能使学生更好地把握课堂主线和思维，抓住本章学习的重点和难点内容。课堂思维导图的绘制避免了传统课堂教学过程中教师“满堂灌”、学生“被动学”的弊端，要求每位同学都参与，让学生动脑、动手，变“被动”为“主动”，更利于调动学生的学习积极性和参与度，同时也培养了同学间互助学习和团队协作能力。

每个教学模块的课堂学习完成后组织学生进行小组互助学习并将每章的思维导图整合为相应模块的阶段思维导图。将每章的知识点联系起来绘制思维导图，有助于同学清晰地认识各知识点之间内在的逻辑性和相互关系，更好地理清各免疫学知识点章节间的交叉衔接和联系问题，从而系统地把握免疫学知识体系。

思维导图没有固定格式，通过课后小组学习、讨论后，集体完成阶段思维导图，可使学生能更好地展示个性并发挥集体的智慧、培养合作互助的团队协作精神，同时也训练了学生的逻辑思维和创新性思维能力。

在翻转课堂上，各小组同学代表对他们集体绘制的阶段学习模块思维导图进行课堂展示和讲解，进一步巩固了该教学模块的学习，在展示学习效果的同时，也让教师更好地把握了学生的学习动态，便于查漏补缺，即加强了“师-生”和“生-生”的互动，也不断解决和改进教与学过程中遇到或存在的问题，便于教与学共同促进。

我们《医学免疫学》教学团队开展的“课前学习-课堂教师授课-课堂内外学生绘制思维导图-翻转课堂-阶段小测”的教学模式，经过两个学期的教学实践，证实这种教学模式相对于传统单一的教师课堂讲授为主的教学模式，学生对免疫学的知识体系掌握得更加牢固，对知识点间的联系更清晰，且绘制的思维导图也有利于后期的复习和总结，更能系统整体的把握免疫学知识和内容。学生期末考试成绩有所提高，其综合分析、逻辑思维、创新能力、表达和协作能力均得到了较好的锻炼。

（二） 教学反思

思维“可视化”-翻转课堂的教学模式相对于传统课堂，教师和学生均投入了较多的时间和精力。有时候个别同学存在畏难情绪，有的敷衍了事，有的滥竽充数，这均需要教师及时引导、鼓励和帮助，同时也需要同学间的相互监督和促进，使学生克服困难、提高学习兴趣并积极参与学习过程中。

思维导图没有固定的模板，每个同学可以根据自己对知识的理解而设计，有些同学为了把展示的思维导图画得更加美观漂亮，而忽视知识点的系统性和内在关联性，或者在画图上花费的时间远比知识学习的时间多，出现本末倒置的现象，这需要教师在尊重学生个性化学习的基础上提供针对性的指导和引导，以便使思维导图在学习过程中发挥良性的作用[9-10]。

思维导图是一种对知识内容理解更直观的工具，通过放射性思维和发散式联想，可将《医学免疫学》的知识脉络进行有效的梳理[10-11]，但过度放射性思维和发散式联想，也可能导致学生过于追求细节问题而忽略了重要的知识点，从而导致“捡了芝麻丢了西瓜”的现象，授课教师要给予适当引导，努力实现既要突出重点，又兼顾全面知识学习的要求。

四 展望

《医学免疫学》是一门衔接基础与临床的桥梁课程，同时也是一门实践性非常强的学科，系统地掌握该门课程完整的基础理论体系对于今后更好的学习理解免疫相关疾病的病理生理及病理现象、发生发展机制，以及其预防、临床诊断和治疗等知识均具有重要意义。通过对《医学免疫学》课程/课堂设计的教学改革，在教学过程中锻炼学生主动学习能力，提高其学习积极性和参与度，系统地掌握《医学免疫学》的知识体系；同时培养学生基础结合临床的逻辑思考能力，促进学生创新思维的形成和发展，关注沟通与团队协作意识的养成，这是我们《医学免疫学》教学团队追求的目标。我们在教学过程中引入基于思维导图的思维“可视化”-翻转课堂的教学模式，能更好地帮助学生建立系统的免疫学知识体系，但还需要不断完善，以便能更好地加强基础-临床、思政-专业、理论-实践的融合，以及经典免疫学-免疫学前沿进展的融合，“教”与“学”相长，不断提升《医学免疫学》的教学质量和效果。