以临床能力为导向的线上线下混合式免疫学实验教学探索①

董 伟 张军峰 史丽云 林 炜 佟书娟 李祺瑞

（南京中医药大学医学院·整合医学学院，南京 210023）

医学免疫学是生命科学和医学领域中一门基础性、前沿性的支柱学科，其基本理论及实验技术发展迅速，在临床多种疾病的预防、诊断和治疗中具有重要应用价值［1］。然而，基础免疫部分具有内容深奥、枯燥、抽象、知识前后交融、免疫应答作用复杂的特点，学生理解起来相对困难。实验教学是医学免疫学的重要教学组成部分，有利于学生进一步理解理论知识，提升学习兴趣，掌握应用技能。由于免疫学实验耗时长、技术更新快、实验原理生涩难懂，同时基础免疫与临床专业知识教学存在较长的时间间隔，学生临床思维和实际应用能力的培养受到限制。

信息技术对教育发展具有革命性影响。近20年来，互联网的蓬勃发展促进了教学方法的改革和教学形式多样性发展［2］。除国内外文献网站外，国家精品课程、慕课等视频课程、虚拟仿真实验等在线教学平台为免疫学教学和课外知识拓展提供了丰富的素材。在这样的信息化时代背景下，混合式教学将成为未来教育的新常态。着眼于临床，充分利用信息化教学工具，切实有效地组织教学，培养学生具备高尚的医德、良好的临床思维和科研意识、知识转化实践的应用能力是未来高等医学人才教育的落脚点。近年来，本学科在免疫学实验教学过程中不断探索，逐步形成以临床能力为导向的混合式免疫学实验教学模式［3-4］。

1 医学免疫学实验课程面临的问题

医学免疫学实验课主要面向中医九年制、临床医学等专业的学生，主要开设在第2学年，与免疫学理论课程同步进行，实验课时数为18学时。课程团队前期设置了免疫学实验内容，获得了师生的初步认可。但在实际教学中仍然存在一些问题：①学生对实验原理理解不足；②部分实验动手实践时间少，等待时间较长，且一旦出错无法重复：③对临床思维培养不足，学生对症状、初步诊断、实验检查、确诊的逻辑推理过程缺少训练；④需贯彻立德树人的教育理念。

2 以临床能力为导向的混合式免疫学实验教学模式的主要内容

2.1 接轨临床，贯彻立德树人的教育理念以“立德树人”为根本，培养德才兼备的医务工作者是高等医学教育的中心环节。实验教学中对标临床及德育目标，从爱国、个人道德品质、医师职责、法律法规等多角度引导学生提高自身修养，具体方式及目标见表1。如：团队教师在实验课开始时，向学生宣讲医疗垃圾与生活垃圾分类的具体措施，引导学生爱国、友善；斑点金免疫层析实验引入早期妊娠案例，学生了解早期妊娠的相关诊断原则，引导学生诊疗过程中与患者有效沟通，形成良好的医患关系；ABO血型检测实验讨论输血不良案例，引导学生形成高度的职业责任感，初步了解相关法规，以避免医疗事故；学习HBsAb检测实验时，教师总结乙型肝炎病毒的传播途径及致病性，提示学生正确对待乙肝患者，处理好医患关系；在新型冠状病毒患者炎症因子风暴防治的虚拟仿真实验学习中，结合新冠疫情期间医务工作者的新闻，鼓励学生学习榜样，了解中医药，形成不畏艰险、勇于奉献的道德情操。医学生肩负着治病救人的重任，大医精诚的道德培育应坚持贯穿教育全过程。

2.2 引入医学案例，搭建基础与临床的桥梁斑点金免疫层析实验、ELISA双抗夹心法检测HBsAb等是实验课的重要内容，但冰冷的实验操作与临床的关联相对不足，学生通过逻辑思维推断实验结果时缺失了分析患者临床症状的环节，即临床思维的培养不充分。

面对这些问题，教师在教学中引入临床案例，逐步形成基于“以问题为导向学习（PBL）”教学方法的线上线下混合式免疫学实验教学模式。教师通过QQ群等在线方式进行临床资料的分发和师生交流，引导学生进行课前小组学习，学生借助书籍、互联网等多渠道主动查询并学习相关资料，从患者的主要临床表现出发，追踪实验室免疫学检查的常见方法；实验课堂上学生根据实验操作的结果得出相应诊断；最后教师引导学生课后自主查询并学习相应疾病的进一步处理或治疗原则。

临床案例实验教学设计上秉承由易到难、有主有次的原则：“早期妊娠案例、输血不良反应案例、乙型肝炎案例”，难度逐渐升级，为重点学习案例，通过模拟相对完整的临床诊疗过程，从基础医学学习阶段逐步培养学生形成连贯的临床思维（教学安排见表1，教学过程如图1示例）；“HIV感染病例”为了解案例，引导学生强化免疫细胞及分子的掌握；“猩红热案例”为课外自学案例，供学有余力的学生选择。每次临床案例实验学习周期为1周，其中课内学习20～30 min，课外2～4 h左右。

表1 医学免疫学实验内容、临床知识与德育培养目标汇总Tab.1 Summary of experimental contents of Medical Immunology，clinical knowledge and moral education training objectives

由于课堂时间及资料查询受限，课堂仅是实验操作、班级讨论、知识梳理和引发新问题、新思考的阶段，而课前、课后则是学生主动发问、探索未知的阶段，线上线下混合式教学成为免疫学实验课程的支撑。

2.3 录制SPOC课程，提供实验原理学习的延伸平台免疫学实验原理不仅是实验教学的重点，往往也是学生理解的难点。由于课内时间的限制、学生基础素质的差异等，学生对实验原理掌握程度参差不齐。近年来，在线课程已经成为一种常见的学习方式。本团队将基础免疫学重点内容划分为小知识点，录制SPOC（Small Private Online Course）课程，共14段，每段课程约10 min，与理论及实验课同步，定期发布于在线课程平台。教师在实验课前推送给学生，用于课前夯实基础或课后巩固。每部分课程设置10道客观题，通过人机互动完成测试，即时检测学生掌握程度。由于在线课程灵活性和便捷度高，学生可利用碎片时间查漏补缺，达到有效学习的目的。同时，教师在教学中进行师生互动，根据学生反映的问题调整授课过程，起到答疑解惑的效果。2.4开发虚拟仿真实验，培养临床思维，启发科研探索精神随着信息技术的发展，虚拟仿真技术在实验教学中获得了广泛应用［5］。虚拟仿真实验突破了时间和空间限制，具有安全、便捷、可重复、针对性指导等特点，为免疫学实验教学提供了新途径。

为了使学生切身体验在临床医疗过程中进行科学探索的乐趣，本团队开发了虚拟仿真实验（新型冠状病毒患者炎症因子风暴防治，图2），通过课外在线学习的方式，培养学生的科学研究意识。实验全程模拟医生接诊并治疗轻症新冠病毒感染患者过程，涉及临床生物安全知识及操作，新型冠状病毒基础知识，临床诊断及中医药治疗，引导学生提出科学问题。如：为什么会出现相应临床症状？中医药治疗后患者为什么会好转？用哪些手段可以检测？通过虚拟实验将基础医学（病毒及免疫学）-临床诊治-科学研究紧密联系，达到融会贯通、启迪创新的目的。

图1 引入临床案例的混合式免疫学实验教学安排Fig.1 Arrangement of blended teaching in experiment of Medical Immunology with clinical cases

然而，虚拟实验无法完全模拟真实实验的感受，因此团队秉承“能实不虚”的原则，在教学过程中遵循“循序渐进、虚实结合”的理念，整体设计如下：合理安排实验顺序，先基础后复杂，先实-后虚-再实。①前期实验课先进行单项免疫扩散实验，使学生见证抗原抗体肉眼可见的特异性识别与结合现象；②安排ELISA双抗夹心法检测HBsAb，使学生从临床和实验室角度掌握酶联免疫吸附实验的原理及操作；③基于前期实体实验的认知指导学生完成虚拟实验，体验多因子电化学发光免疫测定技术，并可在此单元实验课中反复体验、操作，自主学习数据统计方法，达到加强掌握的目的；④后期再安排实体实验学习竞争ELISA测定人血清补体C3，达到巩固提高，建立数据统计分析的意识。同时，在进行过数次临床案例学习的基础上，这样的实验安排也使学生易于沉浸医生角色，模拟完整临床医疗及探索过程，促进临床思维发展。

3 以临床能力为导向的混合式免疫学实验教学效果分析

面向南京中医药大学2019级中西医临床专业120名本科生及2019级中医九年制29名学生进行实验教学与效果评价。通过调查问卷和测试成绩对在线课程、虚拟仿真实验及临床案例实验教学三大教学模块综合评价混合式免疫学实验教学效果。

图2 新型冠状病毒患者炎症因子风暴防治虚拟仿真实验截图Fig.2 Selection of virtural simulation experiment for treatment of inflammatory cytokine storm in patients with COVID-19

图3 SPOC课程、临床案例实验教学及虚拟仿真实验的混合式免疫学实验教学问卷分析Fig.3 Effect analysis of blended teaching in experiment of Medical Immunology of SPOC，experiment teaching with clinical cases and virtual simulation experiment

3.1 SPOC课程对免疫学实验教学的效果分析SPOC课程主要针对免疫学基础知识进行梳理，测试成绩显示，85.9%的学生成绩达标（≥60分），其中优良率（≥80分）和未达标率（＜60分）分别为48.3%和14.1%。课后调查表明，由于第一次参与在线课程学习，存在学生未按时观看视频，出现漏做题目的情况，这也是成绩不达标的主要原因。

问卷调查显示（图3A），58.7%的学生认为免疫学内容难度偏高，在线课程可辅助其对授课内容及实验原理的理解（95.3%），并能提高其学习兴趣（74.5%）。

3.2 医学案例混合式实验教学效果分析实验成绩显示，学生实验平均成绩为94.5分，96.6%的学生实验成绩达到优秀。调查表评析（图3B）反映学生对临床案例实验教学的赞成度为93.3%。在学习过程中，91.9%的学生能主动提问并查询答案（100%），他们愿意课前学习分析案例（87.9%），赞同课堂自主报告（90.6%）并进行课后追踪（67.1%），通过思维导图辅助总结（63.1%），但其主动进行课堂报告（50.3%）还有待进一步鼓励。通过医学案例实验学习，学生提高了学习兴趣（86.6%），加强了免疫学知识（89.9%）和实验原理（80.5%）的掌握，增强了临床认识（100%）和团队意识（92.6%），提升了医师职责及道德认识（100%）。

3.3 虚拟仿真实验教学效果评价虚拟仿真实验操作评分，79.9%的学生能1次操作达标（≥60分），优良率40.3%（≥80分）。33.6%的学生通过2次操作可以达到优秀（≥90分）。

问卷分析表明（图3C），57.7%的学生认为虚拟实验中临床试验部分难度较大，与其临床知识不足有关（81.9%）。94%的学生通过主动学习的方式完成虚拟实验，该实验对学生的实验水平、临床认识及医学知识均有促进效果（100%），且可增强其临床研究的意识（93.3%）。

4 讨论

近年来，国内外医学教育界认识到推动高等教育与现代信息技术深度融合的重要性，鼓励高校积极探索基于在线课程的“线上+线下”的“混合式”教学模式，从而实现高等医学教育在人才培养质量方面的“变轨超车”［6-7］。医学免疫学与临床课程关系密切，医学生的道德和职业素养是教学过程中的重要内容［8-9］。在这样的新时代背景下，本团队不断推进免疫学教学改革，充分利用互联网资源，通过线上线下混合式实验教学方式，借助网络平台引导学生进行临床案例学习，在实验教学过程中进一步加强学生思政和临床思维的培养，形成有“故事”的实验教学；开发SPOC课程和虚拟仿真实验，引导学生课外学习，加强免疫学理论和新技术拓展，逐步建立了以临床能力为导向的混合式免疫学实验教学模式。

目前实验教学取得了良好的效果：学生提高了学习兴趣，主动性明显增强，对免疫学基础知识和原理掌握程度有所提高，特别是在临床认识和医师职业道德方面获得明显提升。学生更喜欢小组学习的方式，其团队分工合作意识增强。在多次临床相关学习及主动获取资料的过程中，学生逐步建立起临床研究意识。

虽然实验改革获得了大多数学生的认可，但也发现了一些问题，本团队将在后续的教学中积极应对：①SPOC课程中，少部分学生因没有及时课外学习导致分数未达标，教师团队将延长学习截止时间，并定期提醒；②虚拟仿真实验模块为课外学习，学生的自主性及操作能力存在差异，团队已制作学前引导课件及视频，教师课前统一指导学生，保障实验顺利进行，同时针对部分临床专业着手修改大纲，拟改为课内实验；③临床案例实验学习中，学生课堂主动汇报及课后继续总结分析的积极性相对较低，教师可通过奖励、鼓励的方式督促学习；④线上线下混合式临床案例实验教学需要教师把握好课堂讨论的内容及时间，同时需要学生具有良好的自学主动性和能力。有部分学生反映课外学习内容较多，占时长，可针对学生层次选择案例学习次数，保证教学质量；⑤在实验设置上，需要提高探索性实验比例。

新时期“健康中国”战略对我国的医学教育提出了更高要求［10］。本课程团队突破传统单一的教学模式，以培养服务国家重大战略需求的优秀临床医学生为目标，为探索免疫学实验教学改革提供了经验。