免疫学技术实验教学改革初探①
2014-01-25江文正华东师范大学生命科学学院上海200241
杜 冰 任 华 祁 灵 江文正 钱 旻 (华东师范大学生命科学学院,上海 200241)
免疫学技术的应用最早可以追溯到我国北宋时期,人们尝试采用人痘苗接种的方式预防天花。随着生物学技术的发展,免疫学技术早已脱离了经验时期转入到现代免疫学时期,与疾病的诊断、预防和治疗密切相关,成为生命科学研究中最为重要的实验技术涉及到生物学研究的各个方面,与实际应用联系紧密。免疫学作为生命科学发展的前沿学科,以其研究的深度和应用的广度成为沟通生物学基础和临床研究的重要桥梁[1]。
免疫学技术实验的主要目的就是通过实验教学环节,提高学生对于理论知识的感性认识,加深对教学内容的理解,同时在实验过程中培养学生严谨的科学态度,尤其是利用免疫学技术分析和解决实际问题的能力,使他们真正能够学以致用。免疫学实验教学质量将直接影响学生对免疫学基本理论的理解以及进一步将所学的知识服务于行业、应用于实际的能力。然而由于实验课程时间的限制以及实验成本的考虑,需要我们对开设的实验内容和方式进行系统的精选和优化[2]。为此我们教研室在原有实验课程的基础之上对免疫学技术实验教学体系做了较大幅度的改革,使之与生化技术实验有机整合,通过模块化、系统化的实验安排,使同学们既掌握了免疫学实验的基本技术,又对其在蛋白质分析领域的应用有了更加深入的认识,以适应教学改革新形势的需要。
1 精简基础验证性实验,提高实验安排的紧凑性
在我院原有的免疫学实验课程中,考虑到实验技术的全面性和系统性,开设了较多的基础验证性实验。但经过长期的教学实践我们发现,有些实验课程具有操作流程长、技术难度大、可重复性差等缺点,既占用了宝贵的实验时间,又没有取得理想的教学效果,十分有必要对其进行精简和优化。如传统的抗血清制备技术操作流程长,技术相对单一,整个免疫过程覆盖了免疫学技术实验课程的绝大部分时间,所获得的抗体也无法进行有效的检测和评价,往往是费时、费力还难以取得较好的效果。此外,玫瑰花环实验、溶血空斑实验以及巨噬细胞吞噬功能评价等实验由于本身灵敏度和特异性的问题,对操作人员技术要求较高,对于实际操作经验不足的学生来说往往难以取得较好的实验效果,重复性较差,学生反响不佳。
更为重要的是这些实验在实际应用过程中已经逐步被流式细胞术等更灵敏,更稳定的技术所取代。因此,我们对一些操作时间长,效果差、应用不够广泛的免疫学实验进行了大胆的精简,提高了实验的成功率,缩短了免疫学实验所占时间。同时结合目前免疫学技术的发展趋势,增加了免疫沉淀、流式细胞术、免疫荧光、竞争ELISA、免疫印迹等应用非常广泛的现代免疫学实验在整个课程中的比重,在有限的教学时间中使学生掌握更多、更先进、更实用的免疫学技术,使他们真正可以学以致用,从根本上提高免疫学技术实验的教学效果。
2 有机整合综合性模块实验,增强实验内容的系统性
综合性模块实验是一类需要综合运用所学知识来完成的实验,与传统的单一实验相比具有更强的实用性和系统性。为提高学生的科研水平和解决实际问题的能力,越来越多的院校尝试开展较为系统的模块实验以提高学生的综合研究水平。而免疫学技术本身所具有的特点就决定了其与蛋白质检测、鉴定密切相关,十分适合与传统的蛋白质分离、纯化技术进行有机整合开设综合性模块实验。为此,针对我院生物化学实验课程的具体情况,我们对配套的免疫学技术实验内容进行了整合和优化,综合运用经典免疫学实验和现代免疫学检测技术为分离纯化后的蛋白提供定性、定量以及定位检测,使同学们真正能够做到学以致用。
在采用生化方法对蛋白进行初步分离纯化后,我们采用免疫沉淀的方法,通过特异性抗体致敏后的SPA菌将所获得的蛋白进一步纯化,利用简单的材料使同学们初步了解并掌握常见的免疫沉淀技术。然后通过经典的双向免疫扩散、SPA协同凝集实验对分离得到的蛋白质抗原进行初步的定性检测。在此基础之上,我们通过免疫印迹实验对待测蛋白进行更加系统的分析,通过与经典免疫学技术比较使学生们对免疫印迹技术的优势有了更加直观的认识。然后通过我们优化后的竞争ELISA实验,使同学们能够对获得的蛋白质进行定量检测,初步掌握可溶性抗原定量检测的方法。最后通过免疫荧光技术,对抗原在细胞中的分布情况进行检测,同时借助流式细胞术对细胞的物理特征和荧光强度进行分析,增加同学们对流式细胞仪的优势和特点的感性认识。通过一系列免疫学实验的开展,使同学们较全面地了解免疫学技术在蛋白质定性、定量、定位检测中的应用,通过比较也使他们对现代免疫学技术的特点和优势有了更系统的认识,大大提高了免疫学技术实验的教学效果。
3 建立多元学习评价体系,充分调动教师教学和学生学习的积极性
合理有效的评价是促进学生发展的有效手段。在免疫学技术实验课程中建立有效的学习评价体系,可以促进学生更好地掌握免疫学技术,有利于创新型人才的培养。而我们原有的免疫学技术实验评价模式相对单一,难以满足新时期复合型人才培养的要求,为此我们与本院教育教法专业合作,尝试构建一个评价主体多元化、评价内容全面化、评价方法多样化、评价过程完整化的免疫学技术实验多元学习评价体系。
针对每个不同免疫学实验,设计详细的自评表,通过数据统计分析归纳出实验的难点,并以此为线索重新优化免疫学实验教学内容,提高学生的学习质量。同时我们也将学生对实验的评价和建议归纳、整理出来用于优化教学之用。
在评价方案实施过程中,进一步巩固了知识内容、技术操作,实现了“以评促学”;学生学习信息的及时反馈以及师生的探讨交流将学生的知识漏洞、教学盲点等暴露,促进了教师对教学内容和教学方式的思考,一定程度上实现了“以评促教”;从而也促进了学生学习方式和教师教学方式的改革,为其他实验课程的评价改革和评价自动化提供经验,实现了“以评促改”。
4 结语
经过近年来免疫学技术实验教学的改革,实验内容得到了优化,教学质量得到了提高,在没有增加甚至减少了实验课时的情况下使实验的布局更加合理,内容更加贴近实际,既减轻了学生的负担、提高了学生的学习兴趣,也使学生的创新能力、实践能力以及对科研的兴趣得到了显著提高。免疫学技术实验教学的改革是一个长期探索的过程,需要教师和学生们共同努力,教师要学会从学生的角度考虑问题,时时关注学生对教学过程的反馈,充分调动学生学习的主动性和积极性,全面提高学生的综合素质,以满足现代高科技人才的培养要求。
[1] 曹雪涛.免疫学研究的发展趋势及我国免疫学研究的现状与展望[J].中国免疫学杂志,2009,25(1):10-23.
[2] 吴艳芬,曹雪涛.关于免疫学实验课教学改革的几点思考[J].中国免疫学杂志,2011,27(5):468-470.
[3] 袁广卿,周俊宜,骆晓枫.免疫学与生物化学融合性实验教学的探索[J].热带医学杂志,2009,9(9):1092-1093.