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中圖分類號 G642 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)08-0283-01
隨著水生動物執業獸醫資格考試制度的建立,我國開始了新型水生動物疫病防控體系的構建。緊接著,經教育部批準,上海海洋大學和大連海洋大學相繼開設了水生動物醫學本科專業。國內其他水產高等院校內部也開始嘗試該專業建設,但截至目前,僅有上述2所高等院校獲批開設此專業。免疫學作為生命科學最活躍的學科之一,是醫學類專業開設的一門重要基礎課程,強調創新能力和實踐能力的培養[1]。那么,與水生動物醫學專業所對應的水生動物免疫學教學與傳統的水產養殖專業有何區別和變化,值得從事相關教研工作的教師不斷思考。筆者作為水生動物醫學專業的專業課教師,現將關于水生動物免疫學在水生動物醫學專業中的教學措施總結如下。
1 以執業獸醫資格考試為教學導向
2009年,農業部在5個省、市、自治區進行了執業獸醫資格考試試點工作,并于2010年在全國范圍執行。2011年,執業獸醫資格考試增設水生動物類。我國的執業獸醫體制正在與國際接軌[2],培養與之適應的水生動物醫學專業人才是各高校的責任。水生動物免疫學是執業獸醫資格考試的基礎理論考試內容,在日常授課中應以執業獸醫資格考試作為一定導向,并與之適應。
此前,大連海洋大學僅在研究生階段開設了水生動物免疫學課程,其教學內容和方式不適于本科生教學,更無法貼近執業獸醫資格考試制度。針對以上問題,大連海洋大學水生動物醫學教研室對水生動物醫學專業的免疫學課程進行了理論教學和實驗教學改革,完善課程考核評級體系,加強學生的專業素養和技能培養。希望通過更貼合實際的教學改革和實踐,培養更多合格的水生動物類執業獸醫師。
2 結合專業特點,優化教學內容
目前,無論是獸醫免疫學還是水生動物免疫學,其基礎理論、實驗內容和實驗方法主要來源于目前完善的醫學免疫學教學體系。然而,水生動物的免疫系統相對于人類以及家畜,其差異十分明顯。籠統地照搬人醫以及獸醫的基礎理論和實驗內容應用于水生動物醫學的免疫學教學,并不能很好地為初學者打好理論基礎,致使其在以后的學習深造和工作中難以提高。
為此在水生動物免疫學的講授過程中,在借鑒基礎醫學理論的同時,結合水生動物醫學的專業特色,詳細講述不同分類地位的水生動物免疫學特點,以及其免疫學研究成果,同時對相應物種的免疫學研究進行綜述。當然,有學者認為關于水生動物免疫學最新研究的講解更適合研究生教學。但筆者認為,在本科生教學中高度總結,合理歸納,將最新的研究成果引入生活,并非籠統照搬實驗結果和學術概念,會取得較好教學成果。在教學實踐中發現,學生在學習過程中并未感到枯燥乏味,相反,學生視野充分拓展,研究興趣濃厚,部分學生要求提前進入科研實驗室進行創新學習。
3 采取案例式教學,培養學生濃厚興趣
水生動物免疫學的授課內容比較抽象,并且對學生的生物化學、分子生物學以及細胞生物學的理論知識儲備要求較高。一味地采用傳統的教學模式,學生容易厭倦、懈怠。因此,迫切需要改變傳統的教學模式,在進行正式課程授課之前,需要提前讓學生復習基礎生物學知識,在授課過程中,引入相應的案例教學,結合案例開展理論知識的學習[3]。例如,在講授免疫球蛋白的基礎理論時,引入目前在魚類疾病防控中利用滅活疫苗來防控草魚出血病。對草魚在注射草魚出血病病毒(GCRV)滅活疫苗后會引起怎樣的免疫應答進行拓展講解,以及引入魚類的主要抗體類型、特異性免疫與非特異性免疫的聯系等。
通過引入實際相關案例,提出問題,通過現場教學探討和回答問題的方式,將抽象的免疫學理論與實踐結合,提高了學生的W習興趣,同時更有利于學生掌握和記憶相關理論知識,體會到免疫學的實用之處和獨特魅力。
4 利用互聯網思維,引入微課教學
伴隨數字信息化及全球化的發展,基于互聯網平臺的全球教育資源程度日益提高。其中“微課”是近年來出現的一種新型教學模式,其教學時間靈活、形式多樣、內容短小精強、主題突出[4]。在大學教學體系中,自主學習的時間遠多于課堂時間,利用基于互聯網平臺的水生動物免疫學微課教學,順應當前高教改革背景,更有助于提升學生對水生動物免疫學的學習興趣、培養學生自主學習能力[5]。
目前,筆者通過學校教學改革項目支持,開設了水生動物免疫學微課教學課程。學生通過教學內容少、問題聚集、主題突出、內容更加精簡、更容易掌握的微課形式,利用碎
片化時間自主學習,教學效果提升顯著。例如:在講授魚類適用性免疫系統時,由于學生學習了魚類主要免疫球蛋白IgM的微課視頻,雖然學習時間較短,但形式非常新穎,學生對免疫球蛋白的產生以及魚類免疫系統和人類免疫系統的區別有了更加深刻的認識,教學效果十分良好。
5 結語
總而言之,隨著我國水產動物養殖數量和規模的擴大,我國已成為世界上水產養殖產量最大的國家,但由于各種病害頻發,免疫防治目前成為水產動物疾病防控的熱點,被認為是控制水產動物疾病和減少環境污染的有效途徑[6]。可見,水生動物免疫學在水生動物醫學專業中具有重要的地位和作用,作為水生動物免疫學方向的專業教師,在新課程改革背景下,在新專業的迫切需求下,構建更符合實際、更高效的專業教學已刻不容緩。如何有效地進行新專業教學,以提高學生的業務水平和就業能力,是目前相關高校需要積極探索和解決的問題[7-10]。
6 參考文獻
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[4] 程志波.大學公選課微課教學設計研究[J].煤炭高等教育,2015(1):48-51.
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[6] 肖克宇.水產動物免疫學[M].北京:中國農業出版社,2011.
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[關鍵詞]免疫血清;免疫;免疫學試驗;效價
[中圖分類號]R392.7
[文獻標識碼]B
[文章編號]1674-4721(2009)12(b)-139-02
動物免疫血清的制備是一項常用的免疫學實驗技術,廣泛用于臨床診斷、治療和預防中,為教學、科研、檢驗之常用。在醫學免疫學教學中,形象、直觀、簡易的直接凝集反應有助于學生了解抗原、抗體及抗原抗體間的免疫反應等抽象的概念,免疫血清的質量直接影響實驗的特異性和敏感性。因此,制備高質量的免疫血清是建立高水平檢測方法的前提條件。但免疫血清的制備較復雜,且需學生動手操作,用量較大,為達到這一目的,除了具備理想的免疫原外,還需要選擇適宜的動物和設計有效可行的免疫程序或方案。通過多年的工作實踐,筆者制備了高效價、高特異性、高親和性的動物免疫血清,既經濟又方便,供教學、科研所用,提高了實驗的開出率。
1 方法與結果
1.1 動物的選擇及飼養
制備抗血清的動物主要是哺乳類和禽類。羊、馬、豚鼠、兔都是常用的動物,在實驗中,選擇動物時應考慮抗原與動物的種屬關系、抗原性質與動物種類、免疫血清的需要量、要求以及動物個體等因素。因不同動物對同一抗原的敏感性不同,免疫時至少取用2只以上動物。選擇制備免疫血清的動物必須是適齡、健壯、無感染的正常動物,體重最好在2~3 kg,年齡6個月以上,因雌性動物在性周期的不同階段和懷孕、授乳時機體對抗原的敏感性有較大改變,所以一般挑取雄性動物。動物免疫后要認真做好動物的編號、標記、管理和記錄,本實驗用的動物是健康家兔。
1.2 抗原的制備
1.2.1 抗原稀釋
用滅菌生理鹽水將抗原稀釋為2mg/ml,放置4℃過夜,次日取出,與佐劑混合制成乳劑后用于動物免疫。免疫原的注射劑量隨抗原的性質有較大差異。一般考慮抗原的免疫原性的強弱、分子量大小、抗原的純度、有無毒性及動物個體狀態、免疫途徑和時間、佐劑的使用與否等。對于純的可溶性抗原,免疫時需與等量的弗氏完全佐劑混合,其免疫劑量以動物體重計算,一次注入的總劑量以0.5 mg/kg為宜。通常免為100~1000μg/次。另外免疫周期長者可少量多次注射,免疫周期短者可大量少次注射制備高度特異性的抗血清,選用低劑量抗原短程免疫法。
免疫周期隨抗原和免疫方法的不同以及是否使用佐劑而變化。單次注射抗體產生緩慢,效價低,維持時間短,但抗體特異性高;多次注射無以上缺點,但抗體特異性有所降低,一般以3~4次較合適。注射間隔時間一般以1~2周為宜。間隔時間短,起不到再次免疫的作用;太長,則免疫過程延長,從而影響血清的特異性,如無佐劑時間隔2~4d,加用佐劑時可間隔10~30d。初次免疫與第二次免疫的間隔時間多為2~4周,此后,每次加強免疫的間隔時間為2~3周。
1.2.2 佐劑和抗原乳劑的配制
1.2.2.1 佐劑的配制。弗氏完全佐劑,各實驗室的配方不盡相同,我室采用的配方如下:醫用液體石臘20 ml與羊毛脂12g混勻加熱溶化,分裝于青霉素小瓶,用紗布、線繩扎緊瓶塞。高壓滅菌,4℃保存備用。于免疫前準備抗原乳劑制備時,以活卡介苗代替死結核菌,每毫升試劑中加入10mg活卡介苗,即為弗氏完全佐劑。
1.2.2.2 抗原乳劑的制備。本實驗選用注射器推注法:將抗原溶液和等量的完全佐劑(注意佐劑必須先加熱融化。不超過50℃)分別吸入兩個5 ml注射器內,在兩個注射器的12號針頭間用一根長約8-12 cm的醫用無毒塑料管。將兩個注射器連接在一起(塑料管必須浸泡消毒與注射器針頭相連接)。針頭塑料管1~2 cm然后兩人相對而坐。緩緩推動針栓,使管內溶液進入塑料管道至對側注射器內,每次必須把管內容物全部推出,另一側同樣操作,使管內液體往返混合直至形成油包水乳劑為止。
制成的乳劑是否形成油包水乳劑直接影響免疫效果,因此,必須進行質量檢查。檢查的方法:將制成的乳劑滴在涼的自來水表面,質量合格的乳劑滴入水面保持乳滴珠完整而不分散;如進入水面后立即擴散,水面油花逐漸擴大即不合格,應繼續乳化至合格為止。
1.3 免疫途徑、注射時間、部位及劑量
不同的免疫途徑,抗原在體內的的代謝速度不同,對免疫系統的刺激強弱也就不同,因而產生抗體的水平也就不同。抗原的注射途徑可根據免疫動物個體的大小、抗原及抗體制備目的或要求不同,選用皮內、皮下、肌肉、靜脈或腹腔等不同途徑免疫。本實驗對家兔使用皮內和皮下多點注射。第1周在足、掌皮內注射含佐劑抗原0.1ml,第2周在腹部皮下注射含佐劑抗原0.5 ml,第3周在腹部皮下注射不含佐劑抗原0.5 ml,第4周在腹部皮下注射不含佐劑抗原0.5 ml。
1.4 試血及測定抗體效價
末次注射10 d后于耳靜脈采血2 ml,分離血清進行試血。筆者選用免疫雙擴散法在56℃條件下加熱30 min滅活補體。在瓊脂板中間孔加稀釋的抗原10μl( mg/ml),周圍孔依順時針方向,分別加入用生理鹽水或PBS按1:2,1:4,1:8,1:16,1:32和1:64的比例稀釋的動物免疫血清。經37℃保溫24 h后觀察結果,效價在1:16以上即可決定采血。選用環狀沉淀試驗將一定濃度的抗原200μl加入到環狀沉淀管中,然后在抗原液面上加入稀釋的免疫血清,如在20 min內,抗原與血清的交界面能出現“++”的沉淀環,以沉淀環的直徑、大小來判斷效價的高低。一般效價高達1:2040以上才可放血。
1.5 取血、分離、分裝及保存
免疫動物經效價檢測合格后即可考慮取血。為減少血清中的脂肪含量,放血前可考慮停食12 h。本實驗采用心臟穿刺取血,無菌技術進行操作,動物于仰臥位固定,用食指探明心臟博動量高部位,剪去少許毛。用2.5%碘酒和75%酒精消毒后,以9號針頭在預定位置與胸部呈45。角刺入心臟,微微上下移動針頭,待血液進入針筒后,即將注射器位置固定取血。2.5kg體重的家兔一次可取血20~30ml。取血后由靜脈緩緩注入等量5%葡萄糖液以補足失血量。取血的兔子經2~3個月休息。可再次加強免疫后取血。
1.6 分離血清及免疫血清的保存
無菌條件下將平皿或三角瓶內的血液凝固血塊收縮后,用無菌滴管吸取血清,于3 000 rpm離心15 min。取上清液。合格后的抗血清以1:100比例加入1%的硫柳汞或5%的疊氮鈉,最后濃度分別為0.01%或0.05%,用無菌滴管將抗血清分裝小管,每管裝1ml左右。-20℃以下保存,可保存2年以上。如有條件可將血清冷凍干燥保存于4℃以下冰箱。保存時間更久。
1.1研究對象
學院2012級動物醫學專業共有4個班,隨機選取2個班為實驗組(共57人),2個班為對照組(共56人)。兩組學生均為2012年全國高考統一錄取的學生,他們在平均年齡、入學成績和基礎課成績間均沒有明顯差異。
1.2研究方法
兩組學生動物免疫學實驗課程的教學大綱、實驗學時、實驗項目、實驗教材、實驗場所、實驗資源、任課教師均相同,對照組采用傳統教學法,即以教師集中講授與示教、學生分組練習、教師巡回指導的方式進行。實驗組采用“任務教學法”,以酶聯免疫吸附試驗為例,其具體實施過程如下。
1.2.1任務準備
實驗教師首先向學生介紹酶聯免疫吸附試驗的定義和重要性,指出該項目的實驗目的、實驗重點、難點,然后安排具體任務,介紹完成任務的途徑及最后的評價標準,對組長及成員的職責提出具體要求。安排的具體任務為:1)酶聯免疫吸附試驗的原理;2)酶聯免疫吸附試驗的分類及其用途;3)開展間接酶聯免疫吸附試驗的基本材料與試劑;4)間接酶聯免疫吸附試驗的操作步驟;5)進行間接酶聯免疫吸附試驗過程的注意事項;6)分析本組實驗結果與實驗體會。
1.2.2任務實施階段
上實驗課前一天,讓學生們通過小組成員之間討論,計劃出實驗所需的材料與試劑,在實驗指導教師的輔助下進行實驗準備。課堂上,由實驗指導教師隨機指派一位學生代表圍繞實驗任務進行講解,其余學生根據講解內容進行討論、交流。根據學生講解與討論的情況,實驗指導教師進行針對性地點評與總結,更正錯誤和補充不完整的內容,并對實驗相關的重點知識進行歸納總結,然后學生開始做實驗。
1.2.3任務評價
實驗結束后,學生根據實驗結果和實驗過程中出現的情況,進行再次分析、討論與思考,對本次實驗進行總結,并以實驗報告的形式體現出來。
2教學效果評價
2.1實驗平時成績評價
根據學生上交的實驗報告中體現的學生分析、解決問題的能力判定實驗報告成績,作為平時成績,用統計學的方法比較兩組學生的平時成績。實驗組學生的優秀率和及格率均顯著高于對照組。
2.2實驗考核成績評價
實驗教學結束后,實驗組和對照組同時進行實驗考核,用統計學的方法比較兩組學生的實驗考核成績,見表2。通過表2可以看出,實驗組考核成績中優秀率和及格率均顯著高于對照組。
2.3教學效果評價
實驗教學結束后,通過調查問卷的形式,在實驗組中進行實驗效果調查評估。從任務教學法效果評價(見表3)可以得知,大部分學生均能接受任務教學法,且認為該教學方法能活躍課堂氣氛、激發學習興趣、能提高學習的參與性和創造性、能培養分析問題和解決問題的能力、可提高團隊合作能力,并可提升綜合能力。
3討論