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高级免疫学实验技术教学的思考

2012-01-23闫东梅刘起会吉林大学白求恩医学院长春130021

中国免疫学杂志 2012年9期
关键词:免疫学实验设计研究生

闫东梅 韩 笑 刘起会 李 鹏 朱 迅 (吉林大学白求恩医学院,长春130021)

高级免疫学实验技术在硕士研究生选修课中占有重要地位,选修率达到80%以上。尽管如此,仍有很大部分学生并不明确选修免疫学实验课的意义及重要性,在学习过程中找不到感觉。此外,由于在本科生阶段免疫学课程大多安排为大学二年级,距研究生课程已3年有余,学生对于免疫学内容的掌握也是参差不齐[1],能够叙述出免疫器官、免疫细胞以及大致的免疫应答过程的人数还不到50%,其他学生对免疫学的了解更有限,即使选修了免疫学这门课程,也缺乏学习的主动性,这使得课程效果往往并不理想。因此,根据研究生对免疫学技术的了解程度制定相应的讲授计划,选择适当的教学方法,同时充分激发学生对免疫学实验课的兴趣,循序渐进,最终使研究生能够游刃有余地运用免疫学理论及技术到各自的科研活动中去,是高级免疫学实验技术课程应达到的基本要求。

1 课程设置及内容

该门课程总学时40学时,授课时间为1周。实验内容涵盖了抗原抗体反应以及免疫功能检测,包括酶联免疫吸附试验(ELISA)、淋巴细胞转化试验、双向免疫扩散、补体依赖细胞毒实验以及巨噬细胞吞噬功能测定等,这些实验内容在免疫学科的应用中较为广泛,因此具有一定的代表性。考核方式为利用所学的实验技术进行与本专业相关的实验设计。

2 教学思路的探索

2.1激发研究生学习免疫学技术的兴趣 在现代生命科学研究中,以免疫学理论为基础的检测技术在研究论文中常见,如对某种蛋白进行定性、定量、定位分析可以使用免疫印迹(Western blot)、ELISA、免疫组织化学染色技术等,检测细胞可以采用流式细胞术和免疫荧光等技术,而它们的基本原理都是利用免疫学中的抗原抗体反应。因此,让学生了解免疫学技术的重要性并激发学生的科研兴趣是本门课程的首要任务。

在第一节课时,可以给学生展示几篇高水平的学术文章,列举文章中相关免疫学实验技术的运用对获得突破性研究成果的重要意义,让学生了解高级免疫学实验技术应用的广泛性和重要性。与此同时,融入免疫学前沿进展以及免疫科学家所获得的成就来激发学生的学习兴趣,并初步了解科研的过程。

2.2以科研实际为切入点,穿插理论教学 对研究生的培养一方面要注重知识面的扩展,另一方面要训练学生们的科研能力,以使他们更好地完成科研工作,这就要求在教学中使理论与应用的有机结合。那么怎样才能把免疫学的理论与免疫学技术很好的结合并使学生运用自如呢?

图1 根据生命中心法则衍生物质检测的两大层次Fig.1 Two detection level derived from central dogma

首先,融入生命科学的基本理论:生命科学的研究离不开生命的中心法则,那么可以通过对该法则的讲解,将学生引领到科学研究中。如图1公式所示,任何一种蛋白物质都要经历从DNA到RNA再到蛋白这样的过程,而这一过程包括两个层次,其一是基因水平,其二是蛋白水平。如果要对某种物质进行定量或定性检测,即可以在基因水平利用分子生物学技术如聚合酶链式反应(PCR)检测,也可以在蛋白水平利用免疫学技术检测。通过这样的讲解学生们就会明白生命科学的科研工作离不开免疫学和分子生物学这两门学科,并了解这两门学科的内在关联以及对于科研的重要性,初步掌握科研思路。

其次,强调实验技术的基本原理:免疫学检测技术中如ELISA、免疫组化、免疫印迹等实验用到免疫标记技术,其中涉及到抗体的选择和应用,那么掌握多克隆抗体/单克隆抗体、一级抗体/二级抗体这两对概念对于运用免疫学检测技术是至关重要的。所以在实验课教学过程中要不断地强化这两对概念,让学生们掌握它们的区别,学会在以后的科研中根据不同实验目的选用更适合的抗体。

最后,巩固相关学科的基础知识:目前的科学研究基本以多学科交叉方式进行,这就要求研究者要有丰富的知识储备。而免疫学实验中所涉及到的其他学科内容,包括细胞增殖、信号转导通路、蛋白质特征、基因合成等,在实验教学过程中可以通过影像、图片等方式,将相关内容结合起来,以巩固研究生的科研基础知识。因此,在实验教学实施阶段,利用任何可以复习交叉学科知识点的机会,注重研究生的基础知识积累,加强应用,使他们更快的适应科研需求,大胆创新发展。

2.3将能力培养融入到教学过程中 首先,训练学生的分析能力:高级免疫学实验技术授课的目的是通过几个实验的讲解和实际操作,初步培养研究生的科研能力。那么怎样才能训练他们在科研工作中分析问题、解决问题的能力呢?

课堂讨论的方式可以实现这一目标,实验中会设置阴性对照和空白对照,那么在样品孵育过程中,可以与学生一起讨论设置对照的重要性,如果出现了假阳性反应,如何分析其原因。在观察结果时,由于学生先前已经对可能出现的问题做出了假设,因此他们就会分析自己的实验结果,找出原因所在。这样的教学方法使学生对实验的原理、操作以及影响因素透彻理解,在以后的科研中完全可以独立进行此方面的实验。综上所述,课堂讨论这个环节是非常必要的,一方面可以锻炼学生分析问题和解决问题的能力;另一方面也可以潜移默化地培养研究生从事科研工作的信心,让他们了解实验中的失败是正常的,但要通过分析然后寻找到解决的办法。

其次,扩展学生的学术视野:在学生们掌握了免疫学实验技术这个工具的基础上,用简洁的语言来讲解免疫学比较专业的内容,使学生初步地理解免疫学的理论知识,例如免疫细胞种类与功能、细胞因子以及抗体的检测等,以使选修高级免疫学实验技术这门课程的学生在今后不同方向的科研工作中可以从免疫学的角度对研究的内容进行思考,从而在一定程度上扩宽了学生们的科研思路,为他们在自己专业选题时提供方向。

最后,培养学生的科研素养:高级免疫学实验技术的一项考核内容为实验设计,其目的在于培养学生的科研思维、提高学生的自主学习能力。实验设计的要求是结合所学知识进行与本专业相关的课题设计。在本课程的开始安排实验设计任务,通过讲解一篇典型课题申请书所包含的研究背景、研究目的、研究内容和方法、预期结果以及创新性等方面,让学生初步了解什么是实验设计。然后学生们通过查阅文献从而发现问题,并带着问题学习免疫学实验技术,这种由被动学习变为主动学习的方式不仅提高了研究生学习的自主性,而且也激发了他们的创新意识。最后通过撰写实验设计从而使学生系统归纳及总结知识的能力也得到了锻炼。

总之,通过上述教学方法,在短短一周的时间内,获得了良好的教学效果;一方面使学生们明确学习高级免疫学实验技术的意义;另一方面,使学生较好地掌握了免疫学实验技术的原理和方法,对于科研过程也有了一定的了解,知道如何选用更科学的方法进行实验。

3 结语

当前研究生的教学更注重科研能力的培养、创新思维模式的训练[2,3]。免疫学作为基础研究与临床研究的桥梁,在科学研究中具有重要的地位。通过对免疫学实验技术教学方法的创新和改进,使研究生在学习这门课程中,能够更熟练地掌握实验方法,更快速地提高科研能力。

1 孙 玲,施 明,石琳熙et al.硕士研究生《医学免疫学》课堂教学探索[J]. 医学教育探索,2010;9(4):496-498.

2 翁庆萍.研究生培养中值得重视的两个问题[J].中国高等教育,2003;19(2):70-72.

3 张昌菊.跨学科研究生培养模式的思考与实践[J].中国高等医学教育,2007;(10):4-5,8.

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