信息化技術(shù)在免疫學(xué)教學(xué)中的探索及應(yīng)用

柯妍妍，王玉孝

(廈門醫(yī)學(xué)院 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部，福建 廈門 361023)

醫(yī)學(xué)免疫學(xué)是較早涉及疾病的課程，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，它與疾病的診斷、治療和預(yù)防密切相關(guān)，由于概念繁多、內(nèi)容抽象枯燥，傳統(tǒng)的教學(xué)難以讓學(xué)生全面掌握和靈活運(yùn)用這門學(xué)科。當(dāng)今移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的廣泛覆蓋、教育資源的網(wǎng)絡(luò)化和移動(dòng)閱讀終端的普及化，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)逐漸趨于成熟，通過信息技術(shù)提升教學(xué)效率已成為目前的教育趨勢(shì)[1-4]。信息化技術(shù)是以現(xiàn)代通信、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)為基礎(chǔ)，將所研究對(duì)象各要素匯總至數(shù)據(jù)庫，供特定人群生活、工作、學(xué)習(xí)、輔助決策等和人類息息相關(guān)的各種行為相結(jié)合的一種技術(shù)[5]。國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)提到“信息技術(shù)對(duì)教育的發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視”[1]。因此，從傳統(tǒng)教學(xué)模式向信息化教學(xué)模式轉(zhuǎn)變是一種趨勢(shì)與時(shí)代需要，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的教育同樣不可避免地引入信息化技術(shù)[6-9]。

近年來，慕課(MOOC)、私播課(SPOC)、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等概念接踵而來，前三者的本質(zhì)都屬于信息化的教學(xué)資源。MOOC和SPOC均為在線課程，只是規(guī)模不同，MOOC無門檻，SPOC小規(guī)模針對(duì)特定人群；微課的本質(zhì)則是課程資源，除了在線課程之外，還配套有教案、習(xí)題、課件。翻轉(zhuǎn)課堂則是信息化教學(xué)形式，學(xué)生先觀看錄制好的視頻等資源，再進(jìn)行師生交流[10]。免疫學(xué)課程是我院生物制藥專業(yè)二年級(jí)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生具備高中階段的生物學(xué)理論基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)熱情高，有一定的自學(xué)能力,但實(shí)踐能力相對(duì)較弱。筆者在教學(xué)過程中融入了多種信息化技術(shù)，并逐步進(jìn)行探索與應(yīng)用，取得初步成效。

一、免疫學(xué)信息化的硬件基礎(chǔ)與內(nèi)容建設(shè)

(一)硬件基礎(chǔ)

廈門醫(yī)學(xué)院目前已經(jīng)建成萬兆骨干、千兆到桌面的有線校園網(wǎng)，有高密度、全覆蓋的無線校園網(wǎng)。有線、無線網(wǎng)絡(luò)建有統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)，支持多種認(rèn)證方式，可隨時(shí)、隨地、方便、快捷、安全上網(wǎng)。教學(xué)區(qū)網(wǎng)絡(luò)出口帶寬650M，數(shù)據(jù)中心按A級(jí)機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，采用模塊式設(shè)計(jì)，可不中斷業(yè)務(wù)快速擴(kuò)展。學(xué)院主服務(wù)器全部虛擬化，通過兩組虛擬化池為全校提供云服務(wù)，所有數(shù)據(jù)均有在線雙副本，重要數(shù)據(jù)定期自動(dòng)備份。近年來，學(xué)院建有郵件系統(tǒng)、云盤系統(tǒng)、OA辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、教師綜合管理系統(tǒng)、教務(wù)綜合管理系統(tǒng)、學(xué)生綜合管理系統(tǒng)以及校園一卡通系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，通過SPOC在線學(xué)習(xí)平臺(tái)、在線學(xué)習(xí)考試平臺(tái)、虛擬仿真平臺(tái)、微課程學(xué)習(xí)平臺(tái)，數(shù)字圖書館等不斷提高數(shù)字化教學(xué)水平。

(二)網(wǎng)絡(luò)精品課程建設(shè)

當(dāng)今大學(xué)生成長于信息化時(shí)代，可以熟練地使用電腦及智能手機(jī)等信息化工具。但在日常生活中，他們多利用這些工具進(jìn)行游戲和社交，卻很少利用其進(jìn)行學(xué)習(xí)。如果能夠?qū)⒖菰锏拿庖邔W(xué)知識(shí)通過信息化技術(shù)鮮活地表達(dá)出來，增加學(xué)習(xí)的樂趣，就能有效地開發(fā)他們的思維，提高對(duì)免疫學(xué)的學(xué)習(xí)熱情。借助我院校園網(wǎng)學(xué)習(xí)空間的平臺(tái)，教研室教師精心建設(shè)了醫(yī)學(xué)免疫學(xué)精品課程，包括課程介紹、教學(xué)資料(含教學(xué)大綱、教學(xué)日歷與學(xué)習(xí)指導(dǎo)和授課計(jì)劃進(jìn)程表)、課程資源(含電子教案、教學(xué)PPT課件和教學(xué)視頻)、教學(xué)拓展(含教學(xué)案例、專家講座及歷年學(xué)生技能大賽)和行業(yè)相關(guān)內(nèi)容等欄目。學(xué)生可以隨時(shí)隨地使用電腦或智能手機(jī)，通過院內(nèi)WIFI登錄校園網(wǎng)學(xué)習(xí)空間在線觀看學(xué)習(xí)課程。

(三)微課視頻建設(shè)

本課程建設(shè)中的教學(xué)視頻不同于以往，筆者根據(jù)當(dāng)前最流行的微課理論，將每個(gè)教學(xué)視頻時(shí)長控制為3～10分鐘，每個(gè)視頻只講解1～2個(gè)知識(shí)點(diǎn)，并利用動(dòng)畫等多種形式，將知識(shí)性與趣味性融為一體，總共制作完成約60個(gè)教學(xué)視頻。網(wǎng)站點(diǎn)擊率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，微課理論視頻和實(shí)驗(yàn)視頻的點(diǎn)擊率明顯高于電子教案、教學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)等其他欄目。通過微課視頻，學(xué)生可充分利用課間休息等時(shí)間觀看，將繁瑣復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)分解記憶，對(duì)難懂難記的部分反復(fù)觀看。微課作為課后復(fù)習(xí)或課前預(yù)習(xí)的重要學(xué)習(xí)資源，可有效彌補(bǔ)課堂教學(xué)無法重復(fù)的弊病。

二、免疫學(xué)信息化教學(xué)的應(yīng)用與實(shí)踐

(一)信息化技術(shù)在理論課的應(yīng)用

在精品課程的基礎(chǔ)上，筆者按專業(yè)建立班級(jí)網(wǎng)站，要求學(xué)生每次課前登錄校園網(wǎng)的學(xué)習(xí)空間，進(jìn)入免疫學(xué)精品課程，按照教學(xué)進(jìn)程表將要講授的教學(xué)內(nèi)容預(yù)習(xí)一遍。在預(yù)習(xí)的過程中，可以反復(fù)觀看微課視頻，也可在課程論壇或答疑欄目里提出有難度或有疑問的知識(shí)點(diǎn)，有專門教師進(jìn)行及時(shí)解答；學(xué)生也可將疑問在課堂上或課間提出，教師可先鼓勵(lì)其他學(xué)生試著解答，最后再進(jìn)行點(diǎn)評(píng)及補(bǔ)充，以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。如果有些知識(shí)點(diǎn)涉及專業(yè)的前沿知識(shí)或臨床典型案例，教師可通過教室的電腦直接進(jìn)入學(xué)院的電子圖書館，檢索學(xué)院購買的專業(yè)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫或者其他網(wǎng)上資源，與學(xué)生共同分享學(xué)習(xí)。同時(shí)把一些平時(shí)作業(yè)和階段考試內(nèi)容上傳至網(wǎng)絡(luò)課程，學(xué)生可利用課后時(shí)間完成作業(yè)和測(cè)試，也可以統(tǒng)一在課堂上進(jìn)行考試，考試的方法可多樣化，如利用藍(lán)墨云班課、百一測(cè)評(píng)、超星學(xué)習(xí)通等軟件。學(xué)生在提交完作業(yè)或考試結(jié)束后，可立即查看標(biāo)準(zhǔn)答案和自己提交的答案，還可進(jìn)行答疑討論，相互參照有利于加深理解。個(gè)別學(xué)生作業(yè)或考試出現(xiàn)的問題，教師可以讓學(xué)生重做一次。最后，將批改后的作業(yè)和小測(cè)記入平時(shí)成績，加權(quán)后作為本課程綜合成績的一部分。

(二)信息化技術(shù)在實(shí)驗(yàn)課的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)操作是免疫學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。在過去的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師在講臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)示范，通過墻上固定角度攝像頭自動(dòng)攝像，讓學(xué)生觀看教室各處電視直播來學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作。此方法雖然能夠使后排學(xué)生更加清晰地觀看實(shí)驗(yàn)操作，但是缺點(diǎn)如下：(1)固定攝像頭無法選擇最佳角度拍攝各個(gè)步驟的實(shí)驗(yàn)操作；(2)學(xué)生無法根據(jù)自己意愿多次播放復(fù)習(xí)；(3)教師在平行班級(jí)課堂上多次重復(fù)示范同一實(shí)驗(yàn)，引起耗材不必要的浪費(fèi)；(4)操作過程中夾雜實(shí)驗(yàn)等候時(shí)間，導(dǎo)致演示不連貫，影響學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)整體概念的把握；此外，購買的實(shí)驗(yàn)錄像由于內(nèi)容老舊、實(shí)驗(yàn)耗材及設(shè)施和現(xiàn)有條件不同，也不利于學(xué)生學(xué)習(xí)。以往學(xué)生只能單純模仿教師示范的內(nèi)容，對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理一概不知，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作方法步驟一知半解。針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課的局限，教研組錄制了免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)微課視頻，采用教師操作，專門攝像師錄像，多角度、近距離呈現(xiàn)各個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，刪去無用環(huán)節(jié)，并加上后期教師配音，字幕強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，將一次實(shí)驗(yàn)課的操作制成5～10分鐘的微視頻。學(xué)生可將微視頻自行下載到手機(jī)反復(fù)觀看，不但易于理解，也大大縮短教師上課的示范時(shí)間。

(三)信息在技術(shù)教學(xué)實(shí)踐效果

以《免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)》的“抗體制作及其效價(jià)檢測(cè)”教學(xué)為例，比較信息化技術(shù)教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的區(qū)別。選擇此部分是因?yàn)槠鋬?nèi)容較為復(fù)雜，包括動(dòng)物免疫及血清采集、抗體包被及其ELISA效價(jià)測(cè)定，涉及多個(gè)概念、實(shí)驗(yàn)原理、多種實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)，實(shí)驗(yàn)周期長，需要1～2個(gè)月的時(shí)間分次完成教學(xué)。筆者以學(xué)習(xí)《免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)》的生物制藥專業(yè)80名學(xué)生為研究對(duì)象，隨機(jī)分為A、B 2組各40人，且經(jīng)過前期問卷調(diào)查，2組學(xué)習(xí)起點(diǎn)相同，均沒有系統(tǒng)學(xué)習(xí)該課程的經(jīng)歷，2組均為同一任課教師、同一授課內(nèi)容。以A組為傳統(tǒng)教學(xué)組，使用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式；B組為信息化教學(xué)組，使用信息化技術(shù)教學(xué)模式。

在教學(xué)過程中，A組學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)課本《抗體制作及其效價(jià)檢測(cè)》的內(nèi)容，在課堂上通過傳統(tǒng)攝像頭實(shí)時(shí)示范操作，課程快結(jié)束時(shí)進(jìn)行紙質(zhì)版小測(cè)，收回批改后發(fā)給學(xué)生。B組學(xué)生通過手機(jī)或電腦，借助校園WIFI網(wǎng)絡(luò)登錄微課程學(xué)習(xí)平臺(tái)，預(yù)習(xí)《抗體制作及其效價(jià)檢測(cè)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻及相關(guān)內(nèi)容，教師在答疑欄目提出問題，課前安排時(shí)間及時(shí)解答問題。教師在課堂上播放實(shí)驗(yàn)錄像，示范并講解重要步驟，主講教師和助教觀察學(xué)生操作并及時(shí)糾正，對(duì)1～2個(gè)犯有典型錯(cuò)誤的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行錄像，課后制成短視頻上傳信息化教學(xué)軟件讓學(xué)生糾錯(cuò)解答，并加以相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的客觀題對(duì)學(xué)生進(jìn)行能力自測(cè)，系統(tǒng)自動(dòng)打分輔以教師主觀題判分后，學(xué)生對(duì)照錯(cuò)誤答案自行糾正。課程結(jié)束后，筆者選擇最關(guān)鍵的6個(gè)操作環(huán)節(jié)對(duì)2組學(xué)生進(jìn)行一對(duì)一實(shí)驗(yàn)技能測(cè)試，比較其實(shí)驗(yàn)操作掌握情況。

學(xué)習(xí)過程評(píng)價(jià)是學(xué)生的主觀感受，采用問卷調(diào)查的形式；學(xué)習(xí)結(jié)果評(píng)價(jià)包括理論知識(shí)和實(shí)踐技能考核。在學(xué)習(xí)過程評(píng)價(jià)的問卷調(diào)查中，高于80%的學(xué)生均認(rèn)為信息化技術(shù)教學(xué)有助于預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，微視頻有助于更清晰準(zhǔn)確地觀察實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，特別是學(xué)生對(duì)于課后觀看課堂新錄制的典型錯(cuò)誤操作的實(shí)驗(yàn)視頻饒有興趣，不但觀看次數(shù)多，而且糾錯(cuò)解答都很仔細(xì)。78%的學(xué)生認(rèn)為重難點(diǎn)突出，72%認(rèn)為實(shí)驗(yàn)過程更加連貫，69%認(rèn)為有助于對(duì)實(shí)驗(yàn)整體過程的把握，56%認(rèn)為有助于課堂上有針對(duì)性地解決問題。

課后，使用同一套卷子對(duì)2組學(xué)生進(jìn)行考核，對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤點(diǎn)和成績進(jìn)行曼惠特尼u檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，B組學(xué)生的成績顯著高于A組學(xué)生(P<0.05)(表1)。

表1 傳統(tǒng)教學(xué)和信息化教學(xué)的考核成績對(duì)比 n=40

學(xué)生成績平均分最大值最小值平均值A(chǔ)組864866 B組986785

筆者將學(xué)生理論測(cè)試中的錯(cuò)誤歸結(jié)于兩類，一類是原理性錯(cuò)誤，這類錯(cuò)誤指學(xué)生不知道為什么這么做；一類是記憶性錯(cuò)誤，指學(xué)生對(duì)于特定物品名稱或特定操作沒有記憶準(zhǔn)確。從2組答卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，B組學(xué)生犯的原理性錯(cuò)誤和記憶性錯(cuò)誤的次數(shù)顯著低于A組學(xué)生，尤其是原理性錯(cuò)誤的次數(shù)，B組比A組降低55.4%，高于記憶性錯(cuò)誤的31.8%(表2)。

表2 理論知識(shí)錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)

在實(shí)驗(yàn)操作的多個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)A、B組學(xué)生逐個(gè)進(jìn)行評(píng)價(jià)。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，A組的錯(cuò)誤次數(shù)明顯高于B組。其原因是傳統(tǒng)課堂示范雖然有攝像頭放大，由于角度難控制，無法重播等原因，學(xué)生容易將操作手法以及操作注意事項(xiàng)遺忘。例如，在小鼠腹腔注射時(shí)，左手未能抓穩(wěn)鼠或沒有倒提起鼠；用多通道移液槍取槍頭時(shí)，槍頭沒有套牢，未能正確使用移液槍檔位；分離血清靜置時(shí)間不夠；抗體包被過程沒有將包被液鋪均勻。信息化教學(xué)組則截然不同，克服了傳統(tǒng)教學(xué)的缺點(diǎn)，B組錯(cuò)誤率比A組平均降低了90.9%(表3)。結(jié)果表明，信息化教學(xué)能大大提高學(xué)生對(duì)于免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)的掌握程度。

表3 實(shí)踐操作錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)

三、免疫學(xué)信息化教學(xué)的改進(jìn)建議

(一)提高教師的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)水平

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)是一門學(xué)科，需要研究和創(chuàng)新。如何提取并整合與課堂內(nèi)容相關(guān)的知識(shí)，有條理有邏輯地展示給學(xué)生，這是每個(gè)教師必須面對(duì)的問題。由于部分教師未經(jīng)過專門的培訓(xùn)，盡管他們的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)方法非常豐富，收集了大量的素材，卻無法將其應(yīng)用于教學(xué)。因此，建議制定學(xué)習(xí)目標(biāo)，采取走出去、請(qǐng)進(jìn)來的辦法提升教師的信息化教學(xué)水平。如請(qǐng)專業(yè)技術(shù)人員來校培訓(xùn)，傳授信息化技術(shù)的進(jìn)展和內(nèi)容，示范各種信息技術(shù)的應(yīng)用等；可組織教師外出學(xué)習(xí)，或在校內(nèi)取長補(bǔ)短，聽課取經(jīng)。學(xué)校定期考核學(xué)習(xí)效果，考核的形式可多樣化，除了筆試外，可開展各種規(guī)模的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)和大賽，把考核的成績作為晉升的依據(jù)之一，或給予一定的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，激勵(lì)教師自覺提升和運(yùn)用信息化技術(shù)于教學(xué)之中。

(二)提高教師的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)素養(yǎng)

擁有良好的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)水平的教師未必有良好的信息技術(shù)素養(yǎng)。信息化素養(yǎng)包括信息的獲得及整合手段、信息道德安全的認(rèn)識(shí)。它與年齡無關(guān)，而與個(gè)人對(duì)工作的熱情程度密切相關(guān)[11]。教師獲取教研信息的手段通常有查詢互聯(lián)網(wǎng)、中外文書刊、數(shù)據(jù)庫、與同行交流或參加各種會(huì)議等途徑，學(xué)?？少徺I更多數(shù)據(jù)庫并鼓勵(lì)教師參與各類數(shù)據(jù)庫培訓(xùn)以及相關(guān)會(huì)議，為廣大職工創(chuàng)造優(yōu)越的外部條件。在獲得教研信息之后，如何提取并整合與課堂內(nèi)容相關(guān)的知識(shí)，通過最合理的信息化的形式有條理、有邏輯關(guān)聯(lián)地展示給學(xué)生，讓教學(xué)過程更加明朗化，這是每個(gè)教師需要不斷思考的問題。此外，在較豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源面前，需尊重作者的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，遵守信息社會(huì)的道德和安全準(zhǔn)則，為學(xué)生起表率作用。

(三)提倡教師教學(xué)資源共享

如果沒有對(duì)資源進(jìn)行共享、優(yōu)化和整合，學(xué)生和教師的受益面都會(huì)變窄。目前不同學(xué)科間的教師尚存在“敝帚自珍”的傳統(tǒng)心態(tài)，沒有深刻領(lǐng)悟信息化社會(huì)資源共享的核心概念，不喜歡與他人分享資源。這些偏見會(huì)導(dǎo)致個(gè)別教師不能適應(yīng)當(dāng)前個(gè)性化教學(xué)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需要，也難以跟上時(shí)代的步伐。為了促進(jìn)同行教師之間的資源共享，建議引入基于云儲(chǔ)存的資源共享平臺(tái)[12]，這樣不但可以遠(yuǎn)程共享理論教學(xué)素材，也可以建立區(qū)域性高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源云服務(wù)中心，共享區(qū)域內(nèi)各高校的大型精密儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)服務(wù)器、實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件等軟硬件資源，真正做到資源高度整合。

(四)建立完善的教學(xué)信息化軟件平臺(tái)

如今輔助信息化教學(xué)的手機(jī)軟件層出不窮，但是真正實(shí)用的為數(shù)不多，學(xué)生常常抱怨不同科目教師要求下載不同軟件，或一個(gè)新開發(fā)的軟件沒用多久就因?yàn)槟承┘夹g(shù)原因停用。比如我校免疫學(xué)教研組幾年前投入大量資金用于免疫學(xué)動(dòng)畫的開發(fā)，可是目前市面上的信息化教學(xué)軟件無法支持動(dòng)畫格式的文件上傳，造成好資源無法與學(xué)生共享的尷尬局面。針對(duì)此類問題，建議學(xué)校和軟件開發(fā)機(jī)構(gòu)建立長期合作關(guān)系，針對(duì)學(xué)校內(nèi)不同學(xué)科特點(diǎn)，開發(fā)出最適合本校學(xué)生使用的軟件，全面普及信息化教學(xué)。