信息化技术在免疫学教学中的探索及应用

柯妍妍，王玉孝

(厦门医学院 基础医学部，福建 厦门 361023)

医学免疫学是较早涉及疾病的课程，具有很强的理论性和实践性，它与疾病的诊断、治疗和预防密切相关，由于概念繁多、内容抽象枯燥，传统的教学难以让学生全面掌握和灵活运用这门学科。当今移动互联网的广泛覆盖、教育资源的网络化和移动阅读终端的普及化，网络学习逐渐趋于成熟，通过信息技术提升教学效率已成为目前的教育趋势[1-4]。信息化技术是以现代通信、网络、数据库技术为基础，将所研究对象各要素汇总至数据库，供特定人群生活、工作、学习、辅助决策等和人类息息相关的各种行为相结合的一种技术[5]。国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)提到“信息技术对教育的发展具有革命性影响，必须予以高度重视”[1]。因此，从传统教学模式向信息化教学模式转变是一种趋势与时代需要，医学领域的教育同样不可避免地引入信息化技术[6-9]。

近年来，慕课(MOOC)、私播课(SPOC)、微课、翻转课堂等概念接踵而来，前三者的本质都属于信息化的教学资源。MOOC和SPOC均为在线课程，只是规模不同，MOOC无门槛，SPOC小规模针对特定人群；微课的本质则是课程资源，除了在线课程之外，还配套有教案、习题、课件。翻转课堂则是信息化教学形式，学生先观看录制好的视频等资源，再进行师生交流[10]。免疫学课程是我院生物制药专业二年级学生的专业基础课，学生具备高中阶段的生物学理论基础，学习热情高，有一定的自学能力,但实践能力相对较弱。笔者在教学过程中融入了多种信息化技术，并逐步进行探索与应用，取得初步成效。

一、免疫学信息化的硬件基础与内容建设

(一)硬件基础

厦门医学院目前已经建成万兆骨干、千兆到桌面的有线校园网，有高密度、全覆盖的无线校园网。有线、无线网络建有统一身份认证系统，支持多种认证方式，可随时、随地、方便、快捷、安全上网。教学区网络出口带宽650M，数据中心按A级机房标准建设，采用模块式设计，可不中断业务快速扩展。学院主服务器全部虚拟化，通过两组虚拟化池为全校提供云服务，所有数据均有在线双副本，重要数据定期自动备份。近年来，学院建有邮件系统、云盘系统、OA办公自动化系统、教师综合管理系统、教务综合管理系统、学生综合管理系统以及校园一卡通系统，基本实现数字化管理，通过SPOC在线学习平台、在线学习考试平台、虚拟仿真平台、微课程学习平台，数字图书馆等不断提高数字化教学水平。

(二)网络精品课程建设

当今大学生成长于信息化时代，可以熟练地使用电脑及智能手机等信息化工具。但在日常生活中，他们多利用这些工具进行游戏和社交，却很少利用其进行学习。如果能够将枯燥的免疫学知识通过信息化技术鲜活地表达出来，增加学习的乐趣，就能有效地开发他们的思维，提高对免疫学的学习热情。借助我院校园网学习空间的平台，教研室教师精心建设了医学免疫学精品课程，包括课程介绍、教学资料(含教学大纲、教学日历与学习指导和授课计划进程表)、课程资源(含电子教案、教学PPT课件和教学视频)、教学拓展(含教学案例、专家讲座及历年学生技能大赛)和行业相关内容等栏目。学生可以随时随地使用电脑或智能手机，通过院内WIFI登录校园网学习空间在线观看学习课程。

(三)微课视频建设

本课程建设中的教学视频不同于以往，笔者根据当前最流行的微课理论，将每个教学视频时长控制为3～10分钟，每个视频只讲解1～2个知识点，并利用动画等多种形式，将知识性与趣味性融为一体，总共制作完成约60个教学视频。网站点击率统计数据表明，微课理论视频和实验视频的点击率明显高于电子教案、教学学习指导等其他栏目。通过微课视频，学生可充分利用课间休息等时间观看，将繁琐复杂的知识点分解记忆，对难懂难记的部分反复观看。微课作为课后复习或课前预习的重要学习资源，可有效弥补课堂教学无法重复的弊病。

二、免疫学信息化教学的应用与实践

(一)信息化技术在理论课的应用

在精品课程的基础上，笔者按专业建立班级网站，要求学生每次课前登录校园网的学习空间，进入免疫学精品课程，按照教学进程表将要讲授的教学内容预习一遍。在预习的过程中，可以反复观看微课视频，也可在课程论坛或答疑栏目里提出有难度或有疑问的知识点，有专门教师进行及时解答；学生也可将疑问在课堂上或课间提出，教师可先鼓励其他学生试着解答，最后再进行点评及补充，以增加学生的学习主动性。如果有些知识点涉及专业的前沿知识或临床典型案例，教师可通过教室的电脑直接进入学院的电子图书馆，检索学院购买的专业文献数据库或者其他网上资源，与学生共同分享学习。同时把一些平时作业和阶段考试内容上传至网络课程，学生可利用课后时间完成作业和测试，也可以统一在课堂上进行考试，考试的方法可多样化，如利用蓝墨云班课、百一测评、超星学习通等软件。学生在提交完作业或考试结束后，可立即查看标准答案和自己提交的答案，还可进行答疑讨论，相互参照有利于加深理解。个别学生作业或考试出现的问题，教师可以让学生重做一次。最后，将批改后的作业和小测记入平时成绩，加权后作为本课程综合成绩的一部分。

(二)信息化技术在实验课的应用

实验操作是免疫学教学的重要环节。在过去的实验教学中，教师在讲台现场示范，通过墙上固定角度摄像头自动摄像，让学生观看教室各处电视直播来学习实验操作。此方法虽然能够使后排学生更加清晰地观看实验操作，但是缺点如下：(1)固定摄像头无法选择最佳角度拍摄各个步骤的实验操作；(2)学生无法根据自己意愿多次播放复习；(3)教师在平行班级课堂上多次重复示范同一实验，引起耗材不必要的浪费；(4)操作过程中夹杂实验等候时间，导致演示不连贯，影响学生对实验整体概念的把握；此外，购买的实验录像由于内容老旧、实验耗材及设施和现有条件不同，也不利于学生学习。以往学生只能单纯模仿教师示范的内容，对于实验原理一概不知，对实验操作方法步骤一知半解。针对传统实验课的局限，教研组录制了免疫学实验微课视频，采用教师操作，专门摄像师录像，多角度、近距离呈现各个实验细节，删去无用环节，并加上后期教师配音，字幕强调重点，将一次实验课的操作制成5～10分钟的微视频。学生可将微视频自行下载到手机反复观看，不但易于理解，也大大缩短教师上课的示范时间。

(三)信息在技术教学实践效果

以《免疫学实验》的“抗体制作及其效价检测”教学为例，比较信息化技术教学与传统教学的区别。选择此部分是因为其内容较为复杂，包括动物免疫及血清采集、抗体包被及其ELISA效价测定，涉及多个概念、实验原理、多种实验操作细节，实验周期长，需要1～2个月的时间分次完成教学。笔者以学习《免疫学实验》的生物制药专业80名学生为研究对象，随机分为A、B 2组各40人，且经过前期问卷调查，2组学习起点相同，均没有系统学习该课程的经历，2组均为同一任课教师、同一授课内容。以A组为传统教学组，使用传统的实验课教学模式；B组为信息化教学组，使用信息化技术教学模式。

在教学过程中，A组学生预习实验课本《抗体制作及其效价检测》的内容，在课堂上通过传统摄像头实时示范操作，课程快结束时进行纸质版小测，收回批改后发给学生。B组学生通过手机或电脑，借助校园WIFI网络登录微课程学习平台，预习《抗体制作及其效价检测》实验教学视频及相关内容，教师在答疑栏目提出问题，课前安排时间及时解答问题。教师在课堂上播放实验录像，示范并讲解重要步骤，主讲教师和助教观察学生操作并及时纠正，对1～2个犯有典型错误的学生的实验操作进行录像，课后制成短视频上传信息化教学软件让学生纠错解答，并加以相关知识点的客观题对学生进行能力自测，系统自动打分辅以教师主观题判分后，学生对照错误答案自行纠正。课程结束后，笔者选择最关键的6个操作环节对2组学生进行一对一实验技能测试，比较其实验操作掌握情况。

学习过程评价是学生的主观感受，采用问卷调查的形式；学习结果评价包括理论知识和实践技能考核。在学习过程评价的问卷调查中，高于80%的学生均认为信息化技术教学有助于预习和复习，微视频有助于更清晰准确地观察实验细节，特别是学生对于课后观看课堂新录制的典型错误操作的实验视频饶有兴趣，不但观看次数多，而且纠错解答都很仔细。78%的学生认为重难点突出，72%认为实验过程更加连贯，69%认为有助于对实验整体过程的把握，56%认为有助于课堂上有针对性地解决问题。

课后，使用同一套卷子对2组学生进行考核，对学生的错误点和成绩进行曼惠特尼u检验统计，统计结果显示，B组学生的成绩显著高于A组学生(P<0.05)(表1)。

表1 传统教学和信息化教学的考核成绩对比 n=40

学生成绩平均分最大值最小值平均值A组864866 B组986785

笔者将学生理论测试中的错误归结于两类，一类是原理性错误，这类错误指学生不知道为什么这么做；一类是记忆性错误，指学生对于特定物品名称或特定操作没有记忆准确。从2组答卷统计结果来看，B组学生犯的原理性错误和记忆性错误的次数显著低于A组学生，尤其是原理性错误的次数，B组比A组降低55.4%，高于记忆性错误的31.8%(表2)。

表2 理论知识错误统计

在实验操作的多个重要环节，对A、B组学生逐个进行评价。从统计结果可知，A组的错误次数明显高于B组。其原因是传统课堂示范虽然有摄像头放大，由于角度难控制，无法重播等原因，学生容易将操作手法以及操作注意事项遗忘。例如，在小鼠腹腔注射时，左手未能抓稳鼠或没有倒提起鼠；用多通道移液枪取枪头时，枪头没有套牢，未能正确使用移液枪档位；分离血清静置时间不够；抗体包被过程没有将包被液铺均匀。信息化教学组则截然不同，克服了传统教学的缺点，B组错误率比A组平均降低了90.9%(表3)。结果表明，信息化教学能大大提高学生对于免疫学实验的掌握程度。

表3 实践操作错误统计

三、免疫学信息化教学的改进建议

(一)提高教师的网络信息技术水平

网络信息技术是一门学科，需要研究和创新。如何提取并整合与课堂内容相关的知识，有条理有逻辑地展示给学生，这是每个教师必须面对的问题。由于部分教师未经过专门的培训，尽管他们的教学经验和教学方法非常丰富，收集了大量的素材，却无法将其应用于教学。因此，建议制定学习目标，采取走出去、请进来的办法提升教师的信息化教学水平。如请专业技术人员来校培训，传授信息化技术的进展和内容，示范各种信息技术的应用等；可组织教师外出学习，或在校内取长补短，听课取经。学校定期考核学习效果，考核的形式可多样化，除了笔试外，可开展各种规模的信息化教学设计和大赛，把考核的成绩作为晋升的依据之一，或给予一定的物质奖励，激励教师自觉提升和运用信息化技术于教学之中。

(二)提高教师的网络信息技术素养

拥有良好的网络信息技术水平的教师未必有良好的信息技术素养。信息化素养包括信息的获得及整合手段、信息道德安全的认识。它与年龄无关，而与个人对工作的热情程度密切相关[11]。教师获取教研信息的手段通常有查询互联网、中外文书刊、数据库、与同行交流或参加各种会议等途径，学校可购买更多数据库并鼓励教师参与各类数据库培训以及相关会议，为广大职工创造优越的外部条件。在获得教研信息之后，如何提取并整合与课堂内容相关的知识，通过最合理的信息化的形式有条理、有逻辑关联地展示给学生，让教学过程更加明朗化，这是每个教师需要不断思考的问题。此外，在较丰富的网络教学资源面前，需尊重作者的知识产权，遵守信息社会的道德和安全准则，为学生起表率作用。

(三)提倡教师教学资源共享

如果没有对资源进行共享、优化和整合，学生和教师的受益面都会变窄。目前不同学科间的教师尚存在“敝帚自珍”的传统心态，没有深刻领悟信息化社会资源共享的核心概念，不喜欢与他人分享资源。这些偏见会导致个别教师不能适应当前个性化教学和学生自主学习的需要，也难以跟上时代的步伐。为了促进同行教师之间的资源共享，建议引入基于云储存的资源共享平台[12]，这样不但可以远程共享理论教学素材，也可以建立区域性高校实验教学资源云服务中心，共享区域内各高校的大型精密仪器设备、实验服务器、实验教学软件等软硬件资源，真正做到资源高度整合。

(四)建立完善的教学信息化软件平台

如今辅助信息化教学的手机软件层出不穷，但是真正实用的为数不多，学生常常抱怨不同科目教师要求下载不同软件，或一个新开发的软件没用多久就因为某些技术原因停用。比如我校免疫学教研组几年前投入大量资金用于免疫学动画的开发，可是目前市面上的信息化教学软件无法支持动画格式的文件上传，造成好资源无法与学生共享的尴尬局面。针对此类问题，建议学校和软件开发机构建立长期合作关系，针对学校内不同学科特点，开发出最适合本校学生使用的软件，全面普及信息化教学。