开展免疫学综合设计性实验培养学生科研能力和转化医学意识①

韦连登,黄宏思,黄衍强,杨珊,陈源红,唐华英

(右江民族医学院微生物与免疫学教研室,广西 百色 533000 E-mail:wldeng2009@126.com)

开展综合设计性实验的目的是充分调动学生的学习主动性、积极性和创造性,并把所学的基础医学知识综合地应用于课题的立项、设计、实施、结果分析和论文撰写。医学免疫学是生命科学发展的前沿学科,是沟通基础医学与临床医学的桥梁。在免疫学中开展综合设计性实验有利于培养医学生的科研能力和树立医学生的转化医学意识。我们在2008级五年制临床医学本科4个班免疫学实验教学中开展了综合设计性实验,取得满意的效果。

1 对象和方法

1.1 对象 参加综合设计性实验的学生均来自我校2008级五年制临床医学本科4个班,医学免疫学已经开课,由学生自愿报名,并自由组合成学习小组,每组5～6人,共216名学生参加。每组指定一名指导老师。

1.2 方法

1.2.1 准备工作 开展科研专题讲座,让学生明确综合设计性实验的目的和意义;介绍科学研究的基本方法,包括如何选题、如何查找文献、如何设计实验方法、如何观察及记录实验数据、如何撰写论文等,以帮助学生了解科学研究的整体设计过程及思路。

1.2.2 实验设计 以实验小组为单位,根据已学的基础知识和近期将要学习的知识,利用图书馆专业期刊及 Internet网查阅相关的文献资料,提出各自感兴趣的研究方向和内容。同时鼓励学生对传统实验内容和实验方法进行改良、改进、改革;在教师的指导下,经过小组集体酝酿、讨论,凝练一个紧扣免疫学临床应用、可行性强、难度适中、具有科学性和创新性的研究目标与内容。小组成员根据同学和老师提出的意见,认真总结,发现问题和修正方案。最后写出总体实验方案,包括实验所需的全部材料、实验具体方法、详细的技术路线、实验进程安排与进度的控制节点、观察结果方法、结果记录表格制作、预期结果、可能遇到的困难、问题及拟解决的措施。

1.2.3 开展实验 ①实验准备:根据实验的设计方案列出实验所需的动物、器械、药品、试剂等清单,在实验前两周提交指导老师。②正式实验:小组所有成员分工合作按实验设计方案和操作流程认真地进行实验。做好各项实验的原始记录,及时整理分析实验数据。③论文撰写:对获得的实验数据进行认真的整理与分析,按照本校学报论文格式要求撰写论文,实验小组的每个成员可根据自己对实验数据的认知、对本实验研究意义的不同看法,独立完成一篇论文撰写。实验小组在讨论后应共同完成一篇论文撰写。④成果汇报:小组成员共同完成多媒体制作,做好论文答辩准备工作。选出一名同学作为答辩人,其他同学共同参与,组成论文答辩队。由指导老师组成答辩委员会对研究论文汇报结果进行提问。并由答辩委员会对整个研究课题的科学性、先进性、创新性,论文撰写、汇报的表达能力进行综合打分,给出最终成绩。

2 结果

2.1 考试成绩分析 综合设计性实验前、后分别进行医学免疫学基础知识和实验相关知识测试,成绩见表1。考试结果表明,进行综合设计性实验后各班成绩均较实验前明显提高(P均＜0.01)。

表1 综合设计性实验前后考试成绩比较 (±s)

表1 综合设计性实验前后考试成绩比较 (±s)

班级 n 实验前 实验后 t P 1班 56 50.97±30.14 81.52±25.02 5.84 ＜0.01 2班 53 51.02±30.53 82.03±24.22 5.79 ＜0.01 3班 51 52.13±29.82 82.45±24.41 5.62 ＜0.01 4班 56 50.71±31.75 83.38±26.19 5.94 ＜0.01

2.2 问卷调查结果 对2008级五年制临床医学本科4个班共216名学生开展对综合设计性实验的问卷调查,发出问卷216份,收回问卷216份,有效率为100%。问卷调查结果,见表2。

表2 综合设计性实验问卷调查结果 (n,%)

3 讨论

传统免疫学实验多为简单的验证性实验,老师按照实验指导讲解和演示,学生按照老师预先设计好的实验内容和实验方法按部就班重复操作,使学生始终处于被动状态,不能有效地激发学生的学习热情、积极性和主动性;且传统实验内容较局限,不能有效地培养学生的创新能力。比如开展补体参与的溶血反应时,上课前,实验技术人员准备好实验所需要的兔抗羊红细胞抗体、豚鼠血清(补体)、家兔红细胞悬液(抗原)和生理盐水等试剂;并把水浴箱的温度调节至37℃。上课时,主讲老师按照实验讲义讲解并提醒学生操作中的注意事项,接着学生们就按照讲义机械地操作一遍,把几种试剂混合在一起放入水浴箱,最后根据老师要求的方法机械性地记录实验结果。课后,学生把教师课件、板书或实验讲义中的实验目的、原理、方法步骤、注意事项等内容照抄一遍作为实验报告上交。实验过程中几乎没有学生主动思考溶血的原因是什么,为什么水浴的温度是37℃,为什么试管清洁不好也会出现溶血现象等问题,教学质量得不到保证。

综合设计性实验,是学生把所学的基础医学知识综合地应用于课题的立项、设计、实施、结果分析和论文撰写过程中,实验的所有环节均由学生扮演主角。能有效地培养学生的综合能力。进行综合设计性实验前,医学免疫学已经开课,学生已经掌握一定的免疫学基础知识,比如何谓抗原,何谓是抗体,抗体是如何产生的,抗体有何作用等,老师在指导学生设计课题时,可提出一些常见的、简单的病例,来激发医学生的好奇心。比如外伤患者,生锈铁钉穿刺伤,极有可能感染破伤风杆菌,引发破伤风。然后提出学生感兴趣的问题:如果你是主治医师应该如何预防破伤风的发生?学生带着这个问题,根据已掌握的知识并查阅相关的资料和文献,不难得出问题的答案:破伤风的紧急预防需注射破伤风抗毒素(抗体),那么如何才能获得破伤风抗毒素(抗体)?从而引出免疫血清制备这个课题。在这个过程中使医学生了解了如何从临床病例中发现问题,如何运用基础知识设计课题寻找解决临床问题的办法,有效地培养了学生的科研意识和能力,树立了转化医学意识,同时还提高了学生综合运用知识的能力,独立思考问题、全面分析问题的能力,查找、利用文献资料的能力[1,2],并进一步巩固了医学的基础知识,为培养高素质医学人才奠定基础。

由于学生自主设计的实验内容、实验方法具有多样性,课题实施耗时长且不固定,课题实施过程中可能出现各种不同的问题和困难,这对指导老师及实验设备要求更高。指导老师及实验室技术人员在课前需要大量地查阅资料和文献,收集与本学科相关的临床病例资料,才能正确地引导学生顺利开展实验,保证课题的科学性、可行性、实用性[2,3]。因此综合设计性实验的开展同时能提高任课老师专业知识和专业技能。

学生设计的部分课题可能与指导老师的研究课题有交叉或部分共同的内容,此时课题实施过程不仅是学生进行综合设计性实验的过程,也是老师进行自然科学研究的过程,这样不仅能提高学生科研能力,还能最大限度地节约学校、教研室及实验室的科研经费和时间。

总之,开展综合设计性实验能弥补传统实验教学的不足,能有效地提高教学效果,更有利于培养符合时代发展需要的医疗事业人才。

[1] 淮虎银,金银根,孙国荣,等.植物学综合性实验项目的设计与实践[J].实验室研究与探索,2006,25(5):638-639.

[2] 郭志英,任启伟,巴再华,等.在机能学教学中开展设计性实验的探索[J].医学教育探索,2010,9(6):853-855.

[3] 梁喜龙,方淑梅,左豫虎,等.关于高等学校综合性、设计性实验教学的思考[J].高等理科教育,2007(5):125-127.