健康问题与多轨道免疫学教学的融合与实践

韩 放， 岳 磊， 李 钰， 聂 桓， 顾 宁

“授人以渔”是高等教育教书人都应坚持和共同努力的目标，对于职业性质的教育和学术性学科均适用。教学过程不能只是将科学现象、专业术语和实验技术等方面进行简单的罗列说明，更有意义和价值的是能够让学生了解学科发展的实质性内涵和运行规律，促使学生对该学科认知的深化，最终实现能有效地将理论与实践结合，进行转化和应用[1]。

现代免疫学学科发展极为迅速，免疫学是生命科学、医学健康以及其他相关交叉领域一门重要的基础性、支柱性和前沿性学科。随着当下全球对人类健康和生命安全问题愈发重视，尤其是重大疫情例如新型冠状病毒肺炎爆发的时刻，机体的免疫系统在机体稳态维护、对抗高危传染性病原体、减轻机体病理性损伤以及规避不良预后等方面都发挥着至关重要的作用[2]。通过利用免疫系统的监视、防御和自稳功能来预防和治疗疾病的方法逐渐发展成为更具个性化策略的先进手段，例如围手术期的肿瘤免疫治疗、对抗新型冠状病毒感染过程中免疫增强剂的使用等。

免疫学学科的典型特征是其不仅仅与哺乳动物机体结构、生理和病理的发生高度关联，也影响着生物技术及产业化。近年来免疫学领域取得了更多创新研究成果，很多经典的免疫学理论被替代和更新，并发现了一些新的免疫细胞亚群，新的免疫学研究技术和方法也不断地出现。但是免疫学基础理论深奥晦涩，知识点多且交叉形成复杂网络，新理论新方法更新速度快，如果教学法不能及时有效适应新形势、新变化，势必会严重影响学生们的学习积极性和学习效果。

1.1健康问题融合与实践有益于拓展传统教学的深度，满足学科发展的新需要

现代化新形势下的免疫学教学不再是简单的知识传授，而应该体现知识对实践的指导意义、知识与实践有机融合的科学性和必要性，培养学生解决复杂健康问题的综合能力和高级思维。本科或研究生教育是我国教育结构中最高层次的人才培养途径，肩负着培养高素质、高层次创造性人才的重任[3]。课程建设与教学是整个培养过程的基础所在，也是教学改革的核心和重心。国内许多综合性高校或者医学类专业院校对免疫学教学均十分重视，进行了多角度的尝试性教学改革研究，《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中也提出高等教育承担着培养高级专门人才、发展科学技术文化、促进社会主义现代化建设的重大任务。提高质量是高等教育发展的核心任务，是建设高等教育强国的基本要求。因此，有必要进一步深化免疫学教学改革研究与实践，打破原有的框架思路，建立全面、系统、动态的免疫学课程体系，尤其是将免疫学理论知识赋予重要的实践指导价值，不断丰富教学资源，创新教学方法，激发学生的主动性和积极性。

为进一步深化教育教学改革，提高人才培养质量，提升课堂教学质量，打造“金课”，针对免疫学学科体系的特点，积极响应教育部和学校以“以学生发展为中心”的指导思想，我们参考并学习了国内外多所院校免疫学基础原理、细胞和分子免疫学的教学改革措施，结合工科院校的实际情况，提出了“多轨道”教学的新措施，并考虑到工科类院校学生医学基础知识相对匮乏的特点，初步从增加健康问题与临床免疫知识的比重，引入思维导图学习法、文献抄读辅助法、专题视频融合法和动态评估法等，期望通过健康问题与“多轨道”教学的实践融合，更好地服务于工科类院校生命学科以及其他交叉学科的免疫学教学的需求，建立特色的工科非医学或生命学科专业的教学参考。

1.2健康问题与多轨道教学融合可助力激发学生兴趣，提升创新能力

免疫学是生物科学、生物医学工程专业等生命学科的基础和核心课程，对增强学生的免疫学理论知识，培养学生分析和解决免疫问题的能力具有十分重要的作用。从教与学的实际需求出发，探索免疫学课程建设的新途径，旨在推进课程整体教学水平。在新世纪教学改革的大形势下，国内许多高校针对以往的免疫学教学进行了改革研究，如培养学生科研思维能力、自主学习能力、双语教学和慕课等。

更值得关注的是，上述已有的教学改革尝试，更多的是针对医学院校的相关专业学生、生命科学专业的学生来进行开展的，受试对象具有较好的前期知识储备，并能在临床实习或实验训练过程中去验证效果。但是对于工科背景下的非医学专业的学生、工科院校生物相关专业的学生以及交叉学科的学生，如何调动和激发学生的学习兴趣，去粗取精地掌握学科知识，解决学生科研创新的瓶颈问题等，均需要针对性地提出更具实用性和科学性的教学改革措施来迎接新时代、新要求的挑战。

1.3重视多轨道、多途径汲取健康与免疫学信息知识，拓展课堂学习空间

传统教学过程中，免疫学的课堂上大多是授课教师的独角戏，主要是通过老师的讲授来传达知识信息，尽管可以丰富和优化教学课件吸引学生或者增加互动来调动课堂氛围，但免疫学晦涩难懂的知识信息、繁冗复杂的网络体系是学生们难以融汇贯通并通透理解的障碍。如何扩大课堂学习的外延空间，健康问题的融合与实践、多轨道教学模式恰恰可以弥补原有课堂教学的不足。借助“互联网+”，充分利用互联网中免疫学的优质资源，通过网络课程、大数据分析、幕课、视频互动、微信公众号等调动学生主动学习的积极性，提升学生对课程的参与度，培养学生独立自主解决健康问题的能力。通过健康问题与多轨道教学法融合实施，做到不仅仅是讲课人的自说自话，还有学生们自身的主动汲取，并摆脱了枯燥呆板的传统课堂模式，实现“智慧课堂”的建立。

2.1免疫学与健康大数据资源整合

20世纪90年代以来，信息科学发展迅猛，由于多学科理论与技术(如高通量测序及生物芯片等技术)的进展与突破，各种组学(如基因组学、蛋白质组学及代谢组学等)蓬勃发展，给科学界提供了海量的生物学基础数据。免疫学及健康相关的数据库资源也越来越多地被关注和使用，既服务于科研又可辅助与教学。其中HPA(human protein atlas)、TCGA (the cancer genome atlas)和KEGG等数据库信息均可为免疫学教学提供更具深度、更全面的知识信息。更有价值的是，随着单细胞测序的数据不断补充并且共享，授课教师在基础理论讲解过程中针对具体的免疫基础理论内容、健康疾病等问题进行扩充讲解。例如，免疫细胞及其不同亚群的表型和功能，免疫受体分子的结构特征及其识别模式。免疫应答的双向调节及其关键分子，机体发生病理损伤的诱导因素等，都可以利用大数据信息及时介绍最前沿的新理念、新成果，并且能够进行可视化的数据展示。这些生物信息数据的使用，可以将晦涩难懂的理论知识转变成可视化的分析结果，并且能够与临床实践相融合。

随着互联网资源的有效共享，愈来愈多的优质教辅材料也可以在学习过程中发挥至关重要的作用[4]。免疫学教材方面，已有的教学改革过程多版本免疫学教材被出版或更新，让学生们在免疫学的学习过程中能够获得有效的抓手，如目前多家院校普遍选用的《医学免疫学》，以及近年新编第四版教材《免疫学原理》等。这些教材在不同程度上较原免疫学教材有很大的改进，增加了新的图片，补充了一线科研工作者最新的科研成果展示，一定程度上改变了内容陈旧的问题。优秀的国外英文免疫学教材能一定程度地体现全面、系统、动态的免疫学思想，并且还能提高学生们的专业英语水平。因此，在教学过程中我们可以整合优秀的教材资源，编写更为适合工科院校或综合类院校学生使用的特色教材。目前，国外顶尖大学的免疫学网络课程也是较好的教学辅助资源。其中可以针对性截取课程教学所需的部分内容，同时还可以锻炼学生专业英语的听说和理解能力，尤其对于研究生教学更为有益。

2.2健康与免疫学智慧课堂建立

创新性教学模式、构建智慧教育新生态，实现减负增效智能管理是现代高等教育努力实现的教学模式。其中教学管理智能、科学，教学过程课前、课中、课后创新教与学，学生学习能够实施个性化学习、激发兴趣、培养核心素养，教师能动态督学。免疫学的课程特征突出表现为知识点晦涩难懂，重点知识信息量大，尤其是对于工科院校综合类专业的学生前期缺乏医学基础理论的支撑，会在学习过程中产生抵触情绪，进而导致不良学习效果。因此，健康与免疫学教学采用智慧课堂模式就显得尤为重要，并且具有较大的应用价值。

健康与免疫学智慧课堂不受时间、空间、内容和形式约束，学习内容开放，开展方式交互，时间架构灵活。通过直播、课程录播等形式，汇聚于资源平台，做到资源管理、网络教学和课程回顾等功能，帮助学生随时随地进行学习和巩固复习。授课地点选择多功能教室，实现互联网平台上的实时互动，实现师生之间的督学和答疑实时进行，实现新概念、新成果的可视化展示，实现课堂的理论与实验室实践的模拟融合。特别指出的是，因不可抗逆的因素需要进行线上教学的特殊时期，由于教与学在空间上的物理隔离，对授课教师的教学质量要求更为苛刻。智慧课堂恰恰可以满足这方面的要求，采用适合的、操作熟练的网上授课APP，实时互动，实时监测，实时反馈。

2.3知识体系总结提高

免疫学课程学习包含免疫器官、免疫分子、免疫细胞、免疫应答、免疫调节以及免疫病理等多章节内容，我们针对每一章节的内容设计了免疫学知识点的逻辑思维导图以及设置相关考测问题。思维导图可以帮助梳理章节中的所有知识点，并且可以直观展示不同知识点之间的逻辑关系。学生们通过绘制思维导图，可以掌握免疫分子的结构是功能的基础，免疫细胞间的通讯连接是通过分子间的相互作用实现，免疫应答是免疫细胞和免疫分子之间协同作用的结果。思维导图的展示形式可以多种多样，同学之间可以互相学习和点评，取长补短，甚至导图也可以在其他专业课程的学习过程中尝试绘制。思维导图还可以帮助学生在期末进行总复习时抓住基础知识点、重点和难点，将所学的全部知识由点连成线，形成清晰的逻辑线路，达到事半功倍的效果。

为了更好地掌握章节主要内容并且能够与实际应用紧密联系，教学过程中还可根据每一章节的内容进行问题设置，例如，①免疫学导论部分：免疫系统的功能如何，免疫系统在对抗天花病毒、 新冠病毒等病原体时如何维持机体免疫稳态? ②抗原部分：冠状病毒与流感病毒作为抗原的特点有哪些? ③免疫分子部分：血浆中预防病原体感染的有效成分是什么? 为什么新冠病毒核酸检测后结合 IgM 检测确诊更为可靠? 细胞因子是免疫细胞间通讯的信使，细胞因子风暴的产生和危害有哪些? ④固有免疫部分：机体的屏障系统有哪些及其作用? 为什么戴口罩是防控 COVID-19 传播的有效途径之一? 如何理解病原相关分子模式和病原识别受体？⑤三元体复合体：如何解释个体对不同病原体感染的易感性差异？⑥适应性免疫：适应性免疫应答的类型和主要形式? 二者是如何协调配合清除病原体的？⑦免疫病理和超敏反应等：结合不同免疫病理特征，掌握起到关键作用的免疫分子和免疫细胞。

2.4理论实践与应用

传统教学模式的不足是教师输出大量知识信息，学生被动接受。现代免疫学教学的新模式势必克服上述缺点，并且对学生研究创新能力和动手实践能力的培养均达到了更高的水平。本科生或研究生教育既有相似又有区别，本科生提早掌握免疫学相关文献检索和阅读能力，有利于培养批判性思维，初步建立科研思维，理解并掌握科研设计的基本原理和常有方法，为后续的研究生教育以及今后的科研工作打下坚实基础[5]。研究生学习阶段，必须要有敏锐的科研嗅觉，紧跟免疫学新理论、新技术的产生和发展，既要求学生夯实基本知识，又要了解并能够运用最新的新技术解决科学问题[6]。因此，无论本科生或者研究生教学过程中均应注重理论实践和应用。

实验课程的开展、实验操作视频示范、课题组轮转训练、临床案例的解析等均能够让学生感受理论与实践的融合[7-8]。例如免疫印迹、免疫荧光、流式细胞术等实验都是基于免疫学基本原理而产生的。当前，新型冠状病毒感染引发新冠肺炎、霍乱弧菌及其变异株引发霍乱等与人们健康生活密切相关的重大传染性疾病的研究成为当下热点问题。将最新最前沿的研究成果有机结合到教学中，尤其关注国内科研人员的先进科研成果，既能最大程度上调动学生的积极性，又能激发学生的自豪感，积极参与相关讨论，锻炼科研思维。用通俗易懂的语言，简明扼要地解释高水平的研究工作理念和方法，把研究中涉及的科学问题采用免疫学的基本理论进行注解，有助于拉进学生与科研距离感并消除畏惧心理，实现被动灌输到主动探索的本质转变。

3.1打破传统教学的壁垒，教与学均提高深度

为了突破以往免疫学片面、静止和孤立的课程体系，必须打破已有的思维模式和思想框架。通过课程学习能深刻了解学科发展的实质性内涵和运行规律，促使认知的深化，最终达到有效的将理论与实践结合、转化和应用。为了完成上述任务，健康问题与多轨道免疫学教学融合的新模式广泛整合各类型教学资源，促使教师教学过程中投入更多精力，能够让教师的自身科研工作与教学过程深度融合，由浅入深地引导学生走进学科领域，了解学科研究方向和热点，并被动学习为主动汲取，不让学生产生负担。教学过程中，引导学生树立正确的价值取向，平衡好“为什么学、如何学、学到和学会”之间的关系。

3.2提高学生认知水平，学与用相辅相成

大学期间的教学任务是满足高层次高水平人才的需要，是储备高精尖科研力量的土壤。因此，提高学生对免疫学的认知水平，夯实免疫理论基础知识，扩充技术学习的视野，成为免疫学新教学必须达到的目标[9-10]。健康问题与多轨道免疫学教学融合能够最大程度地整合理论知识，突出重点和难点，能够将知识信息从点到线，从宏观到微观，再从理论到实践全面的呈现。在教学过程中，以生活中的常见病原体、常见疾病为例，从传统的疫苗接种免疫到精准的免疫分子诊断，始终将免疫学与人们的健康生活紧密联系在一起。互联网+与教学过程的深度融合能够让学生更进一步拓展视野，了解并掌握最新信息技术方法如何处理揭示科学问题，而不是让网络成为学生学习的绊脚石，反而极大程度地助力提升学习效果[11]。

3.3打造特色免疫学教学模式，增加受众群体类型

工科生的思维体系始终和应用接轨，单纯依托目前广泛使用的免疫学教材，由于知识内容过多且过于偏重理论，同时部分学生之前缺少医学知识相关背景，因此，健康问题与多轨道免疫学教学融合根据工科院校的学生特点，我们针对性编写《基础免疫学》的教材，重点体现在免疫学概论、免疫系统(免疫细胞、免疫分子)、免疫应答(固有免疫、细胞免疫、体液免疫、效应机制和免疫调节)、免疫病理(超敏反应、抗感染免疫、肿瘤免疫、免疫耐受)等，并增加可视化的新图表，增加恰当的临床应用事例，极具工科院校的应用性特色。早期国内的免疫学教学还基本分为基础免疫学和临床免疫学两个部分，由于工科院校无法进行临床实习，十分容易造成基础理论与实践应用无法有效衔接，学生学到的知识也是孤立和片面的。依托现有教材，并编写出符合工科院校学生个性化需求的学习材料势在必行。为了符合 “素质教育”的要求并进一步建立拔尖创新人才培养模式，参考国内外知名高校免疫学的相关课程教学情况，让学生走出课堂的时候积极走进实验室，更直观体会免疫理论与实践的融合，更好地理解教材中表达的思想意义，为了引导学生深入学习提供更直接的途径，并能学以致用。

健康问题与多轨道免疫学教学融合法以激发学生的兴趣为出发点，旨在通过健康问题在免疫教学过程中的理论与实践结合，有效挖掘学生潜能，加深其对课堂知识的理解，培养学生科研创新能力与动手能力。未来的教学过程中仍需进一步完善具体实施的细节，更好地协调第一课堂与其他多种教学模式的关系，继续探索更加科学的、高效的优质教学法。

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