免疫學自主式實驗技術訓練模式的建立與應用

李麗敏，李紅芳，王家鑫

（河北農業大學動物醫學院，河北保定 071001）

二百多年的現代化大學教育實踐證明，大學應教給人們運用理性思辨、探索真理、參與公共事務等方面的知識和能力，即培養博雅人［1］。其目的不是首先著眼于實用性，甚至也不是首先要去傳授知識和技能，而是要喚醒學生的力量［2］，這就意味著在教學過程中應當充分發掘學生的潛能，把增強學生的自我認知能力、自我發展能力和自我選擇能力，進而更好地服務于社會的能力作為大學教育工作的重點和目標。

長期的教學實踐使教師們逐步認識到，家庭教育和中學教育使當代大學生具有了強烈的自我意識和鮮明的個性特征，他們崇尚權力、平等和自主，樂于并且善于獨立思考，渴望自愿參與，創新意愿強烈。這正是開展自主實驗技能訓練并達成和諧互動美景的重要先決條件。從生理學上看，大學生處于青春萌動期，他們在心理上獲得人格尊重并表達獨立意志的愿望特別強烈。一方面，他們對同齡人集體有著格外的依賴和重視，感到在一種非權威的環境中既愉快又安全;另一方面，他們從心底里又十分渴望得到周圍人的贊賞與鼓勵，得到真誠的幫助與支持，從而使自己在“勇敢的探索”、“積極的參與”和“大膽的實踐”中得到全面提升。面對這樣一個自身蘊藏著巨大潛能的教學對象，教師必須要在“合理繼承”與“科學發揚”的教育思想指導下，尊重學生的民主學習意志，珍惜對這個群體的才能發現，通過革除舊教學體系中不適于現代大學生特質的教學方法，創建能夠與他們的心智發展相適應的教學方法體系，以便使他們在完成了規定的學業之后達到至善的境界［3］。

歷史已經證明，理科專業的人才培養，尤其是具有較強創新能力的人才培養，離不開以實驗室為平臺的、符合教育學規律的科學組織與實驗項目支持，而傳統的“照方抓藥式”實驗教學，不僅忽視了學生們強烈的獨立意識，而且也從根本上漠視了大學教育對學生自身能力的喚醒與發掘作用，因而培養出來的學生缺乏理性思辨能力和探索科學真理的勇氣，社會實踐能力也明顯不是很強，并且傳統實驗教學模式很容易造成學生對他人的依賴性和自身惰性［4］，不利于自主能力、創新能力和自我發展能力的培養與提高，最終使得學校培養的學生很難適應現代社會發展的需要。針對以上問題，筆者們在多年的實驗教學過程中創建了自主式實驗技能訓練模式［5］，經過多達11輪的反復試驗證明，該模式能夠很好地激發學生參與科學實驗的熱情，樹立科學信念，促進學生的情感智力開發，使學生的工作組織能力、批判性思維能力、自主學習能力、理性思辨能力、邏輯推理與歸納能力、團隊協作精神與創新能力得到全面提升，特別是增強了學生面對未來的復雜社會環境做出正確判斷與選擇的能力。

一、組織方法

首先需要明確一點，任何教育體系中的“自主”都不意味著“自便”和“隨意”。因此，開展自主式實驗技能訓練之前需要一種符合大學生認知規律和知識技能發展規律的導學過程。眾所周知，任何一門有著百年以上歷史的課程，記載其試驗方法的書籍可以寫至幾尺厚，甚至還能寫出幾卷來。因此，在有限的時間內和有限的經費條件下，面對不斷變化的社會需求，學生應該學會并掌握哪些實驗方法，就需要教師做出適當的把握。為此，教師首先要了解學生所具備的學習能力和愿望，然后要用發展的觀點審視社會發展趨勢，全面考慮學校所具備的客觀條件，即可利用的教學資源和教學管理制度。最后，要把教師的量度把握與學生共商，使之成為一種學生愿意為之努力奮斗的美好愿景。

自主式實驗技能訓練要求學生根據實驗項目的要求完成以下工作:通過自己查閱文獻資料撰寫實驗計劃［實驗計劃包括實驗設計原理、材料（材料的價格、保存、規格、數量等具體信息）、具體的操作步驟、注意事項和小組成員的分工等］;在班干部的組織下完成對實驗計劃的論證、實驗的實施、結果觀察與評價等內容;自行購買實驗材料，進行必要的預實驗或材料和儀器設備的準備、調試，此過程要有實驗員協助。

自主組織完成免疫學實驗技術訓練的方法如下:根據現有條件和人才培養方案的要求，選擇12個免疫學實驗方法作為本科生專業實踐能力訓練的項目。據此，教師將每個班分為6個小組，使每個小組各有兩次主持實驗的機會。所謂主持實驗是指從制定實驗計劃、實驗計劃的論證、實驗材料的采購、進行預實驗、實驗過程的實施，到實驗結果的認知與分析討論，整個過程每次都由一個小組負責。實踐證明，主持實驗的過程可訓練學生的項目組織能力、培養團隊精神、增強他們的責任意識，并實現學生們的科學民主意愿。

制定實驗計劃是一個非常關鍵的環節。為了確保學生能夠寫出一份具有較好可行性的實驗計劃，教師要根據不同的實驗向學生提供一定的引導，并進行實驗計劃的預答辯，在進一步對實驗計劃修改完善之后，方可走進實驗室，接受由全班同學參加的實驗方法論證。因此，實驗課開始后要先由班長組織全班同學對實驗計劃進行論證，待實驗方案確定后再開始由各小組去實施。具體過程是先由組長陳述他們小組擬定的方法與實施策略，然后由班長提請其他各組同學對其進行面對面的質疑，如果有不同方法，則進行比較后選擇其中一個大家認為比較合理的作為本次實驗的方法，然后各組同學都按照此方法完成實驗。對于實驗計劃論證過程中學生們有爭論的問題，教師要及時“憤而啟”，“悱而發”，并適當疏導。值得注意的是，新方法的示范必須要在預實驗時教給負責實驗計劃論證的同學，以確保示范的規范性。實踐證明，開展實驗方法的論證可以很好地訓練學生們的批判性思維能力和理性思辨能力。實驗過程中，每個教學班分成6個小組，每個小組4～5人，每個小組成員輪流做組長，負責實驗計劃的陳述和答辯、材料準備、儀器調試、方法示范、結果觀察與討論總結等工作。此過程可以訓練學生的項目組織能力、團隊合作能力和工作交流能力，并發展每個學生的特性。實驗完成后，主持實驗的小組組長要組織全班同學對實驗結果進行匯總討論。首先由各實驗小組向全班同學匯報各自小組的實驗結果和存在的問題，然后由主持實驗的小組組長總結各組實驗結果。最后，教師要適當引導以小組為單位集體寫實驗報告。此舉旨在培養學生的邏輯思維能力、推理與歸納能力和集體榮譽感。整個實驗過程中，學生與學生之間、教師與學生之間都在隨時進行交流和討論，正是通過這種信息傳遞與反饋，教學相長的理想目標也得以實現。

二、實施策略

“循序漸進、由簡單到復雜、由點到面、由認知到創新”是開展自主式實驗技能訓練的指導思想。為此，訓練過程被分為以下4個階段。

（一）基本技能訓練

基本技能的訓練是學生進一步學習與實踐的基礎，也是學生成長的開始。因此，免疫學實驗首先設置動物血液標本的采集、動物注射法、動物安樂死術、細胞計數與活力測定、細胞培養技術等一系列的實驗室基本功訓練。另外，針對生物技術、生物科學、制藥工程及生物信息專業的學生還開設了實驗動物的徒手保定與手術臺固定技術訓練，以培養學生們組織項目實驗的能力、觀察與發現目標現象的能力、妥善處理個人特征發展與團隊合作的能力等基本的科學實驗文化素質。

（二）經典實驗的重溫

經典實驗通常是指那些產生了學科內重要科學理論的實驗技術，具有穩定的再現性，即在一般條件下都可以有預期的實驗結果，并且結果具有直觀性。練習此類實驗不僅可以驗證一些重要理論，溫故知新，而且還具有“學史明志”的作用。例如:展示抗體的存在和生物性質的凝集試驗和沉淀反應就是最能發揮上述作用的2個經典實驗。借助這2個實驗，可以將原本看不到、摸不著的抗體與抗原展示在每一個學生眼前，不僅有效地防止了因抽象而感到枯燥后的厭學情緒滋生，而且還培養了學生的科學發展觀，增強了學生的自信心，盎然了學生的情趣，十分有助于學生成才志向的形成。

（三）綜合性實驗的初涉

通過完成以上兩類實驗，逐步使學生的科學信念得到堅定，并在一定程度上激發起了學生成才的欲望。而此時也正是引導學生走向新高度的最佳時機。為此，教師設置了一些綜合性實驗題目，比如淋巴細胞增殖試驗、溶血空斑實驗及HLA分型鑒定等。綜合性實驗涉及的知識和技能比較多。例如:溶血空斑實驗是集4代諾貝爾獎大師的智慧而創建的一種檢測機體抗體產生能力的實驗方法。由于影響實驗結果的因素較多，所以大家得到的結果可能不盡相同，并且完成實驗所需要的時間較長，有的需要5天才能完成。因此，需要學生調節好與其他課程的關系。實驗結束后大家相互討論，對比結果，分析出現不同結果的成因，從中獲得了很多重要的知識，并促進了學生心智的發展。教師在這其中也要適時啟發，這可在很大程度上激發大家的學習興趣，培養和發展學生的創造性思維能力、科學觀察能力、問題分析能力、自主學習能力與科學表達能力。

（四）創新性實驗的設計

為了培養學生們的自我發展能力，教師還設置了一些創新性實驗。創新性實驗的目的是為了拓展學生對實驗技術的綜合應用能力，培養學生參與社會生產實踐和社會實踐活動管理的能力。在教師引導下，學生用所學的本門課和相關課程的知識技能，設計一個解決現存于生產實踐中的某個問題的方案（相當于科研項目申請書），通過查閱相關文獻資料，按照研究背景與立項依據、研究目標與研究內容、研究方案與技術路線、可行性分析、進度安排、經費預算及參考文獻的格式撰寫創新性實驗計劃。經過論證答辯，評選出創意新穎、立論依據充分、實驗方法先進、技術路線合理、可行性好的創新性試驗設計。這個過程可以很好地培養學生們的問題發現能力、文獻信息的鑒賞能力、創新思維意識、組織領導能力以及團隊協作精神，對他們適應未來社會的需要也是十分有益的。

三、成績評定

為了更好地評價在自主式實驗技術訓練模式下的免疫學實驗教學效果，同時也為以后的綜合教學改革提供可靠的依據和借鑒，教師對實驗成績的評定方法也進行了修改和完善。實驗成績不再是單純的實驗報告成績，其中實驗計劃占實驗總成績的10%、平時表現成績占實驗成績的10%、實驗報告占實驗總成績的30%、創新實驗設計成績占實驗總成績的50%。所以，學生的實驗成績是綜合成績，而不只是基于實驗報告的評價成績。同時，每個學生在整個實驗的組織、實施過程中的表現也被列為評價指標，這對學生們投身科學實驗訓練具有很強的激勵作用，而且也促進了學生們的理性態度發展。

四、教學效果

免疫學自主式實驗技術訓練在動物醫學、動物藥學、生物技術、制藥工程、生物科學和生物信息專業實施以來，學生在實驗過程中表現出了很高的熱情和積極性，各小組基本上均能在規定的時間內順利完成，并取得令人滿意的成績。免疫學自主式實驗技術訓練模式得到了學生們的廣泛認可，被學生們譽為“真正的素質教育”，是對他們“最有影響的學習實踐”。經過免疫學自主式實驗技術訓練后，有的學生成功申請到了校級大學生科技創新課題，并取得了優異的成績。通過從選題立項、寫課題申請書、確定任務目標，與教師共同設計和實施技術方案，到完成科研項目，學生經歷了一個完整而嚴格的訓練過程，收獲了知識、練就了成才所需要的專業技術、積累了經驗，也鍛煉了科研能力，培養了團隊精神，并最終獲得了師長們的贊譽，這為畢業后的工作與科學研究奠定了良好的基礎。

五、應注意的問題

根據近幾年自主式實驗技術訓練在免疫學教學過程中的應用情況，應注意以下幾方面的問題。第一，制定實驗計劃要切合實際，否則將無法實施。由于個別學生對本門課程缺乏應有的重視，只是出于應付才寫實驗計劃，表現為盲目抄襲實驗指導，而不管實驗設備的有無，寫完實驗計劃就算完事。對這種現象一定要高度重視，并及時找有關學生座談，糾正他們的錯誤做法。第二，加強對實驗主持者的指導，以充分調動大家參與實驗方法的論證。由于學生自身的限制，他們不可能像老師一樣自如地處理實驗的每一個環節，所以要引導他們注意在講述實驗安排時采用蘇格拉底之問的方式，吸引大家的注意。第三，教師要熱情鼓勵每一位同學，并要寬容他們的失敗，積極幫助他們找到失敗的原因。教師除了無私奉獻、對工作認真負責外，還應該是保護、激發學生創造力的躬行者、培養者和欣賞者，教師要熱情鼓勵學生們的大膽質疑和創新設想。另外，教師還應該在實驗的整體把握和課堂秩序的維持上起到咨詢師的作用。為此，教師在教學實踐中要不斷學習，不斷總結經驗，全面提高自己的教學水平，真正成為學生們的良師益友，為培養出更多優秀人才貢獻自己的智慧和力量。

自主式實驗技術訓練實現了“變老師主導為學生自主，變被動學習為主動學習，變傳統性思維為發散性思維”的根本轉變，不僅改變了傳統的實驗技術訓練方式，而且更加注重學生的主體性和自我意識，把學生視為課堂的真正主人，教師是課堂的科學引導者和積極參與者，特別是滲透了更多的人文思想與社會學理念。這與以往的教學方式有很大不同，它真正體現了學生學習權利的回歸，打破了以往教師大包大攬的局面，并有力地沖擊著“教師開工，學生剪彩”的走過場實驗教學定式，實現了人人參與的更大范圍的自主管理，給實踐技能訓練注入了新的生命力，提高了學生的項目組織能力、發現問題的能力、批判性思維能力、理性思辨能力、創新能力和自我發展能力，培養了他們的團隊精神和集體榮譽感，從而很好地踐行了河北農業大學本科生專業實踐能力培養技術路線圖，為培養適合現代社會需要的復合型創新人才做出了積極貢獻。

［1］羅納德.巴尼特.高等教育理念［M］.藍勁松，譯.北京:北京大學出版社，2012.28-30.

［2］李工真.德意志現代化進程與德意志知識界［M］.北京:商務印書館，2010.196.

［3］王國軒，張燕嬰，譯注.論語.大學.中庸［M］.北京:中華書局，2011.245.

［4］顧佳麗，馬占玲，劉晶.應用自主式實驗教學模式提高學生實踐能力［J］.教育教學論壇，2013（1）:251-252.

［5］StewartMennin.Self－organization，integration and curriculum in the complex world ofmedical education［J］.Medical Education，2010，44（1）:20-30.

（編輯:王 佳）