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2.哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学船舶工程学院多体船技术国防重点学科实验室,哈尔滨150001；
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摘 要：疫苗学是一门集微生物、传染病、免疫学、流行病学、生物化学、分子生物学为一体的多学科交叉综合学科,因此,疫苗学涉及的知识面广、涵盖的知识量大、需要掌握的知识点繁多,“一支粉笔、一块黑板、一本教科书”的传统教学方式很难达到教学目的和效果.利用多媒体技术节约了传统的板书时间,可进行高密度的知识传授、大信息量的优化处理,大大提高课堂效率,使学生在有限的时间内获取大量的知识,解决课时不足的问题
关 键 词：疫苗学课程；学科内容；计算机辅助教学
中图分类号：G622.421文献标志码：Ａ文章编号：１６７３－２９１Ｘ（２０11）23－０277－02
疫苗是一类应用最广的生物制品,是人类预防疫病的重要武器.从防患于未然的角度,疫苗免除了众多传染病对人和动物生命群体的威胁.
疫苗学是一门研究疫苗的基本理论和研制开发技术的学科.其内容主要包括以下几个部分：疫苗的作用机制；疫苗的分类和主要品种介绍；疫苗的研究开发策略和程序；疫苗的生产工艺和质量控制；疫苗的流通与使用；疫苗的政策法规以及市场发展趋势分析.
随着科学技术的发展,疫苗一方面已经从传统减毒或灭活疫苗发展到基因重组疫苗、亚单位疫苗、合成肽疫苗、转基因植物疫苗；另一方面,随着人们对医疗水平要求的不断提高,疫苗已从传统的预防性疫苗发展到治疗自身免疫病和肿瘤等疾病的治疗性疫苗,甚至是干预人类生殖过程的避孕疫苗.此外,随着人类基因组计划的完成与多种病原微生物基因组的阐明,人类已进入后基因组或蛋白组时代,尤其是反向疫苗学的兴起,使得疫苗的研发与生物信息学密切相关[1].
因此,现代疫苗学的学科内容较以往更为丰富并且学科结构也发生了变化.疫苗学教学也面临着多学科交叉信息量大、新理论不断涌现以及教学内容与生物信息技术联系紧密等方面的问题,传统的教学手段和方式已经很难达到教学目的并满足学生的要求.
计算机辅助教学（ComputerAidedInstruction,简称CAI）是在计算机辅助下进行的各种教学活动,综合应用多媒体、超文本、人工智能和知识库等计算机技术,克服了传统教学方式上单一、片面的缺点.它的使用能有效地缩短学习时间、提高教学质量和教学效率,实现最优化的教学目标.
将计算机辅助教学应用于疫苗学教学当中,因其具有信息量大、内容形象直观、感染力强的优点,使得教学过程更加高效和生动,收到了良好的教学效果.
一、计算机辅助教学在疫苗学教学中的优势
1.利用CAI可以有效地加大教学密度,提高单位教学时间的知识含量
疫苗学是一门集微生物、传染病、免疫学、流行病学、生物化学、分子生物学为一体的多学科交叉综合学科,因此,疫苗学涉及的知识面广、涵盖的知识量大、需要掌握的知识点繁多,“一支粉笔、一块黑板、一本教科书”的传统教学方式很难达到教学目的和效果.
利用多媒体技术节约了传统的板书时间,可进行高密度的知识传授,大信息量的优化处理,大大提高课堂效率,使学生在有限的时间内获取大量的知识,解决课时不足的问题,使教师在完成教学大纲所要求内容的同时,还有能讲授本领域的最新进展,拓宽学生的视野.但同时也应该注意如果每次教学活动的信息量过大往往也会引起副作用,即造成学生感知、注意、记忆、思维等认知过程的疲劳,使学生的注意力分散,降低学生的认知欲求.因此还需要及时掌握学生的课堂学习情况,合理把握教学密度,适时控制教学进程[1].
2.CAI文、图、声、像并茂,形象直观,有利于丰富教学内容、突破教学的难点
一般《疫苗学》的教材多以文字材料为主,单调乏味而且比较抽象,不利于学生理解和记忆.利用计算机多媒体技术无论是文字材料还是声音材料、图像材料,都可以进行有机结合,制作出精美的多媒体课件,这样制作出来的多媒体教学以丰富的色彩和良好的视觉效果改变了过去传统教学的沉闷气氛,教学内容图、文、声、像并茂,更能激发学生对讲授内容的兴趣,还可以增加学生的感性认识,便于学生从整体上把握知识的系统性,使感性认识上升到理性认识.
在讲述疫苗抗原纯化工艺内容时涉及到一些膜分离及层析技术,学生普遍反映难以理解和记忆.但将膜分离过程及各种层析技术的原理制作成FLASH动画,将静态的原理转换成动态的演示过程,就会使抽象的知识形象化,寓教于乐,有利于培养和激发学生的学习兴趣,帮助学生理解重点和难点,增进学生运用知识点的能力[2].如：在讲解疫苗纯化过程中,膜分离技术中的筒式过滤除菌时,将筒式滤器的装置图采用幻灯片展示,并详细地介绍滤膜的检查、使用注意点,使学生对疫苗制剂的除菌过滤过程有了感性认识.又如：在讲解基因工程疫苗发酵液纯化时,以往学生对分子层析技术的理解存在一定的困难,但利用FLASH动画模拟了该层析过程,学生在观看模拟动画后普遍对该层析技术的原理和实际应用的掌握更加迅速牢固.
3.利用计算机多媒体系统在情景模拟上的优势,引入疫苗工程的相应软件系统模拟生产过程,打破实训基地教学资源的局限
疫苗学教学中,常涉及到一些疫苗制造设备的使用以及疫苗制造工艺的设计.以往主要是联系疫苗制造企业,让学生进行参观实习,但由于很多企业的生产车间是密闭洁净环境,为了保证药品的质量对于进入人员有严格的限制,使得学生无法近距离观察或者亲自动手实践.
而对于学校在教学经费有限难于建成GMP级别中试规模教学车间时,利用计算机的情景模拟功能将疫苗生产工艺中涉及到的仪器设备的链接、原料投放步骤、质检步骤等等加以模拟重现.尤其对于疫苗生产设备利用计算机三维模拟软件进行讲解,更有利于学生对仪器设备的工作原理以及内部构造有清晰的认识,既弥补了无法近距离观察和操作仪器的缺憾,同时也可避免传统参观实习中无法对设备内部结构进行认识的不足[3].
现代疫苗制造设备都是集约化数字控制,通过在实践教学环节中将一些工厂中正在使用的控制软件界面与相应的仪器模拟程序结合,就可以模拟实际的工厂生产操作环境,使学生不用出校门就能感受到现在化疫苗制造车间的生产环境,有效地缩短了学生毕业后走上新岗位的适应期.
4．充分利用互联网资源构建《疫苗学》的教学平台
利用互联网有效地整合一些与教学相关的资源留给学生课余进行深入的学习,是一行之有效的弥补课时不足的措施.同时该教学平台的资源,也可作为对学生创新能力的培养的一种手段.
《疫苗学》其中很重要的部分就是对抗原的研究,主要研究内容是B细胞表位、Th表位、Tc表位的预测与评估.目前有很多白质抗原性分析软件,可以帮助学生进行疫苗抗原的设计和筛选,如：InsightII、OMIGA、UWGCG、ANTHEPROT、AMPHI、Tepitope、TSites、EpiMer、EpiMatrix等.
数据库是高校师生教学及科研中进行信息检索的重要工具,为高校教学和科研活动的开展起到积极的文献保障作用.目前,互联网拥有的收费数据库和免费的数据为《疫苗学》提供了丰富的教学资源.通过教学平台中所涵盖的致病微生物毒力基因数据库及免疫原数据库如：EMBLDatabase、ImMunoGeneTics、GenBank、HIVDatabase、KABAT、中国微生物资源数据库群等.
二、疫苗学课多媒体件制作注意事项
1．要注意信息的取舍,避免“大而全”
幻灯片的制作要符合教学对象和教学活动实际需求,对于所选择的内容要看是否需要,信息量过大过全,往往分散了学生的学习精力,妨碍了其对基础理论、基础知识和基本技能的掌握.同时,单位时间内课堂信息量过大、教学密度过大,使学生在听课时思维处于过度紧张状态,没有足够的时间理解、消化、吸收,没有时间记笔记,以致失去学习的兴趣.
2．要注意多媒体课件的形式,避免过于花哨
多媒体集声、像、动画于一体,有丰富多彩的视听效果,可以增强教学的直观性和生动性.但在课堂设计和运用时,不要片面地追哨的视听效果,不可一味追求表面上的效果,能用的素材都恨不得一下全部展示出来.如果课件充斥着花哨的背景、新颖的按钮、不恰当的背景音乐,教学时学生的注意力就容易被吸引到画面上,而对课件展示的重要知识却毫不在意,偏离了课堂教学的主航道.
三、教学活动中应用疫苗学多媒体课件注意事项
1．幻灯片的播放与板书的有机结合
多媒体技术也对教学产生了积极的效应,对于提高教学质量、提高教学效率,创设教学情景和优化教学环境起到了非常重要的作用,在很大程度上改变了传统教学中教和学的方式.课堂需要通过多媒体引入课外学习资源,引导学生入情入境地体验、亲历学习过程,但同时也离不开教师形象直观的板书[4].
在具体的教学活动中必须将二者有机的结合起来,发挥二者的优势.过分依赖多媒体也会导致教学手段的单一.
例如：在教学活动中,板书更有利于学生理清知识结构,好的板书设计可从教学内容中选出关键性的词语,展示知识见的内在逻辑.由此,学生能提纲挈领地掌握知识.教师在分析知识点时,可以随着讲解的进度把知识结构的布局标在黑板上,使学生对整个知识系统的脉络有一个整体的把握.另外,以板书形式呈现的内容具有持久性的特点,可以较长时间保留在黑板上,对于接下去的教学环节也有铺垫作用.此外,书写板书也利于师生间的交流,不仅教师的手写字会让学生倍感亲切,教师的书写态度也能对学生起到潜移默化的作用.板书的内容可以随着课堂活动的展开而随意增加,因此,它比多媒体更适合于课堂提问和讨论等环节.在课堂上,学生会提很多问题,也会有很多精彩的发言.这些发言和问题完全可以记录到黑板上,然后再逐一讨论,这比播放事先准备的课件更具有针对性,更能收到良好的效果.
2．强化教师在教学活动的主导地位
教师在课堂中的主导地位是多媒体所无法取代的,但如果教师一味地依赖多媒体,只是在讲台上摆弄多媒体课件而不深入讲解,也没重难点的板书,“只见机器不见人”,学生眼睛始终盯着屏幕,这是一种繁琐的单调.
“教师在大部分时间内,往往是手握鼠标,面对机器,形同屏幕解说员”,全然忘记了学生这个主体.这样的教学表面看似热闹,实则学生面对屏幕心静如水,收获寥寥,降低了学习效果.有时候或许课堂气氛热热闹闹,学生也很活跃,而老师忽视了教学密度,课后学生的脑子里也还是空荡荡的.任何情况下,教师都应该是课堂的主导者,所以老师的作用不能等同于放映员,多媒体教学也不能陷入华而不实的境地.
3．突出教学主体,把握好运用多媒体的时机
学生不是器皿等待被填满,而是燃料等待被点燃.在教学活动中,要时刻牢记学生的主体地位；在课堂教学中,学生也是知识处理的参与者和加工者.课堂上的教学活动都应怎么写作于学生这一主体,不能一味地进行知识的灌输,而是要多给学生提供讨论和训练的机会,培养学生主动学习的意识.例如：在疫苗抗原设计的环节,学生进行上机操作,确保每个同学都能应用相应的软件对疫苗抗原进行分析和筛选.同时由此及彼,通过布置课后作业,让学生深入了解疫苗设计的基本程序.通过建立网上互动平台的疫苗学课程论坛,活跃学生的思维,及时了解学生在学习中遇到的各种问题,把握学生的个性化需求.
此外,还要把握运用多媒体的最佳时机.在课堂教学中,当学生处于学习最强烈、最需要帮助的时候,运用多媒体对学生进行启发和点拨,会取得令人满意的效果.例如：当讲解疫苗的分类时,通过多媒体表格列举各类疫苗的抗原制备方法、免疫效力、生产成本,可使学生对不同种类的疫苗的特点有一个横向的比较,留下较为清晰的印象.