教學模具在醫學免疫學和醫學微生物學教學中的應用研究

姜雨薇，董麗君，張慧

（昆明醫科大學海源學院，云南昆明 650106）

醫學基礎課程醫學免疫學和醫學微生物學是學生今后學習專業課的基石，對于醫藥學相關專業學生來說，清楚機體免疫系統及其功能，了解病原微生物的結構和致病機制，能夠更好地闡明很多疾病的發病機制、藥物作用靶點等重要臨床信息。但是這兩門課程的知識點相對抽象，對于較少接觸臨床的低年級學生而言，較難建立自己的知識體系，也容易在學習過程中產生畏難情緒，不利于學習效率的提高。在傳統的教學模式中學生被動地接受知識，對于這種比較抽象的學科來說，傳統教學模式很難激發學生的學習興趣，因此，教學改革勢在必行。該學科的眾多教師也在教學方式改革方面積極探索，以不斷優化教學，為學生提供更好的課堂體驗，獲得更好的教學效果[1]。史穎穎等[2]突破傳統教學，通過線上線下混合式教學，提高了學生的成績和分析、解決問題的能力，部分學生逐漸養成了良好的自主學習習慣。曾艷等[3]用TBL 教學法，讓學生的學習從被動變為主動，結果顯示：該教學法在學生自學能力的提升以及學生對相關知識點的理解和掌握等方面都起到了明顯的促進作用。

本研究的教學團隊一直致力于醫學免疫學和醫學微生物學的教學改革，在不斷的探索和學習中發現，要使抽象的知識具象化，或更生動直觀地展示知識點的動態過程，可采用教學模具輔助教學，且相關研究和實踐已證實教學模具的使用能輔助提高教學質量[4-5]。本研究旨在根據知識點設計制作適合的教學模具，并運用到實際教學中，提高學生學習興趣和教學質量。

1 材料與方法

1.1 設計制作教學模具

研究團隊承擔的教學任務多，涉及專業多，在實際教學中針對不同專業的學生，教師往往選擇不同深度的教材，但在設計制作教學模具的過程中，教師更加注重其準確性和專業程度，因此，針對知識點綜合選擇專業度高、認可度高的人民衛生出版社出版的教材[6-7]作為主要參考。教師在多輪授課后經過充分研討總結，選擇了醫學免疫學傳統教學中需要多次講解、板書畫圖等才能使學生更好理解的免疫球蛋白章節知識點設計制作模型，結合教材和實際授課需要，通過繪圖設計并運用多種材料制作教學模具——IgG單體模型。該教學模具可向學生立體展示IgG 單體結構，并動態展示IgG Fc 段與NK 細胞表面Fc 段受體結合過程以及ADCC 效應動態過程，模型背板用的是白板，教師在演示過程中還可以同時書寫一些關鍵點輔助講解，模型具有拿取方便、操作簡單的特點，供教師上課輔助講解知識點且能重復使用，并可讓學生課后動手操作，很大程度上增強了學生學習的趣味性和學生的學習興趣，同時使學生加深了對知識點的理解。醫學微生物學因微生物形態結構相似，教師在教學模具設計時注重其結構特點，并且在制作過程中邀請學生參與，使學生通過動手制作感受微生物的不同結構，以便更好地掌握知識點。在這個實驗環節，教師沒有固定制作某一個教學模具，而是讓學生組成制作小組，挑選自己感興趣的知識點進行模具創作并展示，使學生加強對知識點理解的同時，也增強了學生的團隊合作意識。

1.2 教學模具使用

結合醫學免疫學教學工作安排，研究者設計了兩組實驗：（1）實驗組為2020 級臨床醫學4 大班，在相應知識點用教學模具開展教學，對照組為2021 級臨床醫學4 大班，采用傳統的板書畫圖講授方式開展教學；（2）實驗組為2021 級中藥學班，在相應知識點用教學模具開展教學，對照組為2021 級藥學班，采用傳統板書畫圖講授的方式開展教學。對于各組實驗、兩個班級間開展了對比研究，開展各組實驗的兩個班級學生同屬一系，入學成績差異不大，根據教學安排，均為同一教師上課，且課程標準相同，在很大程度上減少了研究誤差。結合醫學微生物學教學工作安排及考慮最大限度減小誤差，研究者將同一個教師教的兩個班級分別作為實驗組和對照組，參與模具制作并使用的2020級口腔醫學3大班作為實驗組，未參與模具制作和使用的2021 級口腔醫學1 大班作為對照組，研究觀察對兩組學生教學效果的差異。

1.3 成績比較

1.3.1 醫學免疫學

針對第一組實驗，研究者期待通過教學模具的使用提高醫學免疫學整體成績，因此，在期末考后，對兩個班級的期末考試成績對比分析，觀察實驗組和對照組的差異。2020 級臨床醫學4 大班114 人，參加考試114 人；2021 級臨床醫學4 大班111 人，參加考試110 人。

針對第二組實驗，結合第一組實驗的經驗總結發現醫學免疫學知識點多，一個教學模具針對的知識點有限，且教學模具涉及的知識點在教材的第四章較為靠前，加之免疫球蛋白章節知識點多，故只是分析期末成績無法很好地說明問題。綜上，研究者針對章節知識點選擇了人民衛生出版社題庫中的50 道練習題，在完成章節內容講解后，采用雨課堂隨機排序的方式將試題推送給學生進行當堂測試，收集并分析測試分數，觀察實驗組和對照組的差異。中藥學班50 人，當天上課并參與測試的人數為49 人；藥學班92 人，當天上課并參與測試的人數為90 人。

1.3.2 醫學微生物學

研究者將由同一位教師教的兩個班級分別作為實驗組和對照組，參與模具制作并使用的2020 級口腔醫學3 大班作為實驗組，未參與模具制作和使用的2021 級口腔醫學1 大班作為對照組，觀察兩組對學生教學效果的差異。2020 級口腔醫學3 大班93人，參加考試人數為93 人；2021 級口腔醫學1 大班115 人，參加考試人數為115 人。

1.4 統計分析

使用SPSS 27.0.1 軟件處理數據，計算檢驗統計量χ2值。

2 結果

2.1 醫學免疫學

2.1.1 第一組實驗期末成績分析比較

圖1 是2020 級臨床醫學4 大班期末成績統計分布，其中不及格（＜60 分）的有18 人，60～69 分的有38 人，70～79 分的有35 人，80～89 分的有15 人，90～100 分的有8 人。研究者將80～100 分定義為優良成績。

圖1 2020 級臨床醫學4 大班期末成績統計

圖2 是2021 級臨床醫學4 大班期末成績統計分布，其中不及格（＜60 分）的有16 人，60～69 分的有35 人，70～79 分的有44 人，80～89 分的有12 人，90～100 分的有3 人。將80～100 分定義為優良成績。

圖2 2021 級臨床醫學4 大班期末成績統計

分別對2020 級臨床醫學4 大班和2021 級臨床醫學4 大班不及格人數、優良人數（分數為80～100 分人數）進行χ2檢驗，P值均大于0.05，沒有統計學意義。2020 級臨床醫學4 大班和2021 級臨床醫學4 大班優良率分別為20.18%和14.56%。根據上述結果分析，一個教學模具針對的知識點有限，通過一個教學模具提升整個學科教學質量顯然有些局限，因此，研究方法需改善，但仍可看出使用教學模具的班級優秀率有所提升，在實際教學中研究者也明顯感覺到使用教學模具的班級學生學習熱情較高。

2.1.2 第二組實驗課堂測試結果分析比較

總結第一組實踐經驗，研究者決定細化研究，以點對點，分析使用教學模具后對應知識點和章節的測試成績，分析實驗組和對照組是否有差異。

（1）課堂測試題中和教學模具直接相關題目測試結果比較分析。

表1 為課堂測試題中考查ADCC 效應的測試結果。

表1 課堂測試題中考察ADCC 效應的題目測試結果分析比較

（2）課堂測試總成績分析比較。

從表1 看，與模具直接相關的知識點實驗組比對照組的測試正確率高，P＜0.001，差異有統計學意義，可以認為運用教學模具輔助教學的班級比沒有使用的班級對相應知識點的教學效果好，學生能通過教學模具的輔助更好地掌握知識點。表2 為課堂測試總成績分析比較。從表2 可以看出，對于總體章節來說，因為知識點多，學生水平相近，總成績差異不明顯，但仍然可以看出實驗組的及格率比對照組高，且與第一組實驗相同的是，研究者也明顯感覺到了第二組實驗中實驗組的學生學習熱情較高。

表2 課堂測試總成績分析比較

2.2 醫學微生物學

圖3 是2020 級口腔醫學3 大班期末成績統計分布，其中不及格（＜60 分）的有1 人，60～69 分的有21 人，70～79 分的有40 人，80～89 分的有29 人，90～100分的有2人。將80～100分的成績定義為優良。

圖3 2020 級口腔醫學3 大班期末成績統計

圖4 是2021 級口腔醫學1 大班期末成績統計分布，其中不及格（＜60 分）的有8 人，60～69 分的有44人，70～79 分的有33 人，80～89 分的有26 人，90～100 分的有4 人。將80～100 分的成績定義為優良。

圖4 2021 級口腔醫學1 大班期末成績統計

對2020 級口腔醫學3 大班和2021 級口腔醫學1 大班不及格人數進行了χ2檢驗，P值均小于0.05，有統計學意義；對優良人數（分數在80～100 分的人數）進行了χ2檢驗，P值大于0.05，沒有統計學意義。2020 級口腔醫學3 大班和2021 級口腔醫學1 大班優良率分別為33.33%和26.09%。根據上述結果分析，小組合作設計制作模具，能帶動積極性不高的學生參與其中，因此，最終降低了班級的不及格率，這也從側面印證了本次教學方法的改革能夠促進教學效果的提升；兩個班級的優秀率雖無統計學差異，但在百分比上實驗組要高于對照組。

3 討論

教學模具被廣泛應用于多種學科和不同年齡段的教學中，如徐文婷[8]設計制作的物理教學模具幫助學生理解相關原理。而對于醫學教育來說，很多人體中的系統結構都是無法直接觀察到的，借助教學模具，教師可以將知識點直觀化、具象化呈現。早在公元1027 年，北宋醫官王惟一就創制了世界上最早的醫學教學模具“針灸銅人”，對針灸學有突出貢獻[9]。在現代醫學教育中，很多學科也采用教學模具輔助教學，在幫助學生理解知識點和提高學習成績上都有積極作用，也得到了學生的廣泛認可[10-13]。除此之外，在診療過程中運用教學模具，也能有效促進醫患溝通，幫助患者理解疾病的發生與發展[14]。可見，無論是過去還是現在，教學模具在輔助教學中的應用都是非常廣泛且受到認可的。但是，一個教學模具涉及的知識點有限，教師需要探索如何改進和更好地應用。

針對醫學免疫學的研究中，研究者希望通過部分教學模具的使用提高整個學科的教學質量，但結果并不理想。單一的教學模具（IgG 單體模型）能夠展示的是免疫球蛋白這個章節中免疫球蛋白單體結構、IgG Fc 段和細胞表面Fc 段受體結合過程和ADCC 效應的動態過程，無法覆蓋整個章節知識點，更無法全學科使用，它的局限性印證了對于第一組實驗兩個班級期末成績分析無統計學差異的結果，也印證了第二組實驗章節測試中總成績分析無統計學差異的結果。但是也應看到教學模具在對應知識點教學效果提升上的積極作用，即在第二組實驗章節測試中，對于教學模具針對的知識點，實驗組正確率顯著高于對照組，展示了教學模具在教學活動中的重要性，可將抽象的知識點具象化展示在學生面前，讓學生深入理解知識點。除此之外，還應看到第一組實驗組優良率的提升和第二組實驗組總測試及格率的提升，都證明了教學模具在教學中的重要作用，是一個從量變到質變的過程，教師應該為更多合適的知識點設計制作教學模具并運用到教學中，以提高教學質量，積少成多，多個教學模具能連接成更完整的知識體系；其他知識點則尋找其他突破口改善教學，兩者結合推動教學質量的提升。多年的教學經驗證實了教學改革如果只用單一的方法是不行的，不同的專業、班級有各自的特點，教師應因材施教，更好地引領學生掌握、運用所學知識。在醫學微生物學的研究中，教師也汲取了醫學免疫學教學模具研究經驗，把固定模具的形式轉換成了小組協作自己創作制作教學模具的形式，既提高了學生的創新思維，又能讓積極性高的學生帶動積極性低的學生參與課堂活動，提高了學生的主觀能動性。

4 展望

教學模具的設計制作和使用不僅是知識點的呈現，也是教師對學科教學積極探索精神的傳承，學生更愿意參與學習活動，這也是教學改革的意義之一。學習是一個互動的過程，需要師生共同努力、積極探索，因此，教學改革研究任重而道遠。本研究由于樣本量的限制，教學模具的使用對整體知識點的教學效果提升作用沒有凸顯，但是也為教學模具輔助教學奠定了基礎，今后將繼續深入研究，教師將設計制作更多適合的教學模具并運用到教學中，擴大模具的覆蓋范圍，讓模具之間的聯系更加緊密，可鍛煉學生的邏輯思維。在教學模具的輔助下，加以其他教學方法的融入，有助于在本科生醫學免疫學和醫學微生物學教學中取得更多突破。