刍议科学文献在免疫学多媒体理论教学中的应用①

夏 圣 邵启祥 许化溪 (江苏大学基础医学与医学技术学院免疫学与免疫检验学系,镇江212013)

免疫学以研究生物体免疫系统的组织结构、生理病理条件下的免疫应答规律及机制,以及应用免疫学进行诊断与防治,是医学生的重要主干课程之一。因而,学好免疫学对于临床医学生在学习后续临床课程,正确理解掌握人体疾病的发生发展规律及防治原则十分重要。但与其它医学课程相比,免疫学具有新概念多、知识点抽象、不易理解掌握等特点。尤其近年来,免疫学的理论教学时数不断被压缩,同时该课程又是当今生命医学领域的前沿学科,新知识、新理论层出不穷,这使得教与学这一矛盾更为突出。因而,如何在有限的时间内选用合适的教学法,指导学生学好该门课程,是摆在我们免疫学教育工作者面前不得不思索的问题。

与此同时,随着我国经济实力的增强,国内高校的教学硬件条件大为改善。互联网及多媒体教学已广泛应用于一线教学中。互联网的应用使得我们能够很方便地获得最新、最全的学科信息;而多媒体教学与传统教学法相比,具有信息量大、视觉冲击感强的特点,尤其适合有大量图片教学内容的医学教学。在多年的免疫学教学过程中,我们逐步积累了一些教学方法,尤其在多媒体教学过程中适当引用免疫学原始科学文献的相关信息进行辅助教学,收到了较好的教学效果。现简述之,与诸同仁共交流与探讨。

1 通过对原始科学文献的回顾,激发同学的学习热情与兴趣

免疫学教学的一个特点是教学内容中新理论、新概念多。我们在教学中发现,很多同学在初学免疫学时,面对教学过程中突然出现的大量新概念、新理论,常会感到茫然不知所措。免疫学教学的另一特点是教学内容前后章节联系异常紧密。在免疫学的讲授过程中常会出现在讲授前一章节内容时,会出现后一章节的内容与概念。此时,很多同学对后面的知识点没有认识,对新学内容不易接受,并引起学习上的焦虑。当教学中出现这些苗头时,如处理不好,则会引起同学在学习之初就对免疫学的学习失去兴趣。为解决这一问题,我们除了在教学之初善意提醒同学在学习中不要急躁之外,更多的是在讲课过程中适当地引用科学文献资料,通过实例来激起同学的学习兴趣,帮助同学理解免疫学,避免进入对知识点的死记硬背。如在绪言一章中讲授免疫功能时,为帮助同学正确理解免疫防御、免疫稳定、免疫监视间的关系,我们常通过对HIV病毒及感染患者相关研究文献的介绍,使同学了解免疫防御这三者都是机体免疫系统不可或缺的部分,三者是构成机体完整免疫功能的有机整体。与此同时,其中涉及的HIV诊断与治疗的相关文献的提及,也使同学对下面章节中将要提及的抗原、抗体等概念进行了有效的预习。在介绍树突状细胞(Dendritic cell,DC)时,我们先对其发现者Steinmen教授发现DC细胞的第一篇研究论文及其实验室概况进行介绍,使同学在津津有味地听有关DC故事的过程中,对DC细胞的生物学特性有所了解与掌握,避免了单纯应用教材内容进行讲解时所表现出的内容单一、抽象不直观的缺点。

2 通过对原始科学文献的回顾,帮助同学感性认知免疫学原理

如前所述,免疫学是一门既有独特实验体系,又具有很强理论性的科学。在免疫学的讲解中,不断涉及到免疫细胞与免疫细胞、免疫分子与免疫细胞、免疫分子与免疫分子间的相互作用及免疫效应。在通常的课堂讲解过程中,教师多采用平面的细胞模式图来进行讲解,这对于初学免疫学的同学来说比较抽象,不易理解。近年来,随着标记技术的进展,尤其是双光子显微技术的应用,已使得免疫学家们能够通过对免疫细胞、免疫分子的标记,在体内、体外观察免疫细胞、免疫分子间的相互作用效应。所以,在讲授这类内容时,我们通过适当应用相关原始研究文献中提供的有关资料,尤其是影像资料,配合教材内容进行讲解。如在讲解免疫应答中的抗原递呈细胞需要向T细胞进行抗原的递呈,并通过膜分子间的相互作用,活化抗原第一信号与共刺激分子的第二信号,最终引起T细胞的活化与增殖这一内容时,以往大多采用相应的模式图进行讲解。我们则在讲授过程中引入了研究文献中的有关抗原递呈细胞对抗原捕获、抗原荷载的抗原递呈细胞在体外、体内(淋巴结内)与T细胞相互作用、T细胞淋巴结内分裂等实录电影,配合平面模式图进行讲解。通过影像资料的视觉冲击,使同学们对抽象的细胞膜分子间的作用有了一个十分感性的认识。从反馈的情况来看,教学效果十分良好。

3 通过对原始科学文献的回顾,帮助同学了解免疫学的发展脉络

医学免疫学源于医学微生物学,在其多年的发展过程中,随着新理论、新知识的不断产生,免疫学逐步产生了自己独特的理论体系与实验体系,最终成为一门独立的前沿学科。在免疫学的发展历程中,其每一个理论的提出、每一个技术的进步都是前人对于生命现象的思考、探索、总结的结晶;同时又是下一个理论与技术产生的基石与前提。因而,对于那些开创性的、里程碑式的科学文献的回顾,可以帮助我们更好地理解免疫学。在免疫学教材中,有专门的内容对免疫学的发展史进行了介绍,因章节有限,教材中有关发展史的内容大多呈直线的、平铺直叙式的概念、理论性的介绍。因而,在日常的免疫学理论教学过程中,我们更注重于将此发展史内容融于相关章节中进行讲授,通过适时对有关里程碑式科学文献的回顾,帮助学生了解免疫学的发展脉搏。如在讲授抗体一章时,内容涉及“克隆选择学说”。2007年底,时值“克隆选择学说”发表50周年,《Nature Immunology》上出版了专门的纪念Burnet及其“克隆选择学说”的文章。为此,我们在授课内容中插入《Nature Immunology》上发表的相关内容,并对Burnet本人及其学说内容,以及该学说在免疫学发展史上的重要意义进行介绍。通过此种方式的讲授,同学感性地了解了该学说的产生过程,同时也使得该学说的内容及意义变得易于被同学所接受;也为后面单克隆抗体内容的介绍打下了良好的理论基础。

4 通过对原始科学文献的回顾,启发同学的创新性科学思维

免疫学这门学科的另一个重要特点是所有的讲授内容都是围绕“免疫应答”这一中心问题来展开的。因而,免疫学有着“以问题为中心”的课程特点,这与科学研究论文以“问题为中心”进行研究有着异曲同工之妙。在免疫学的理论讲授过程中,我们针对不同的章节、不同的内容,在课堂上不断地提出问题,引领同学主动思考,再结合相关的科学文献来回答提出的问题。如在讲授中枢免疫器官胸腺这一章节时,在课堂上向同学们提出：“可设计哪些实验方法来证实胸腺是T细胞的发育场所?”这类问题。引领同学进行主动思考,同时,向同学介绍J.H.Robinson和J.J.T.Owen于1976年发表在《Clinical and experimental immunology》上的,有关通过胚胎胸腺组织培养获得有丝裂原反应性的T细胞的实验。通过实实在在的实验研究来感性认识胸腺在T细胞分化中的作用。在讲授抗体一章时,自然会涉及到免疫球蛋白超变区(CDR)的氨基酸的多样性问题,这一内容对于初学免疫学的同学来说,比较难以理解掌握。因此,在讲课过程中,我们除了从抗原压力等因素来解释CDR多样性的生物学意义外,我们还对Tai Te Wu 和 Elvin A Kabat(J.Exp.Med.1970.132：211-250)于1970进行的对本周氏蛋白及骨髓瘤轻链蛋白的氨基酸序列进行研究,最终发现免疫球蛋白CDR氨基酸序列多样性的实验进行解读,帮助同学从生物化学的角度认识CDR氨基酸的多样性,启迪同学的创新性思维。

综上所述,在免疫学多媒体理论教学中,我们选择性地在相应章节引用原始科学文献,使得免疫学对于同学来说不再那么抽象难懂。从多年的教学反馈情况来看,总体教学效果良好。但在具体的教学过程中,还有一些问题值得注意。首先,教师要精选一些精典的、里程牌式的科学文献,宜精不易多;其次,在讲课过程中,针对不同的内容对选用的文献可进行简明的引用,也可对某一文献实验进行精讲,在讲解中同时介绍免疫学的相关概念及理论。第三,充分利用多媒体的特点,在内容上尽量选用原始文献的图片、影像资料,加强视觉冲击感,尽量避免大量的文字叙述。总的来说,在讲课过程中引用科学文献的目的只有一个,即将免疫学的原理讲透、讲明。

1 陈慰峰主编.医学免疫学[M].第4版.北京：人民卫生出版社,2007：1-264.

2 阿巴斯,利希曼主编.细胞与分子免疫学(英文影印版)[M].第5版.北京：北京大学医学出版社,2004：1-476.

3 Balkwill F.Immunology for the next generation[J].Nat Rev Immunol,2005;5(6)：509-512.

4 Debard N,Py P,Kraehenbuhl J Pet al.The influence of the Internet on immunology education[J].Nat Rev Immunol,2005;5(9)：736-740.

5 Wu T T,Kabat EA.An analysisof the sequencesof the variable regionsof Bence Jones proteins and myeloma light chains and their implications for antibody complementarity[J].J Exp Med,1970;132：211-250.