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培养医学本科生的科研素养的方法研究

添加时间:2021-11-09 13:14 来源:未知 作者:王老师
  摘要:培养医学本科生的科研素养是目前医学院校教育面临的重要问题之一。作为近年来发展最快的基础医学学科之一的免疫学与临床各科室科研实践密切相关。在免疫学教学过程中,探索改进教学内容、方式与评价体系,在课堂教学与课后交流合作中培养学生的科研素养,力求为培养新时代创新型医学人才打下坚实的基础。
 
  关键词:免疫学教学;医学本科生;科研素养;教育;
 
  Abstract:To meet the new requirements of the new era,medical students should have basic scientific research literacy and scientific research capabilitiy.How to cultivate the scientific research literacy of medical undergraduates is one of the important problems faced by the current medical education.As one of the fastest-growing areas in basic medicine in recent years,the principles and methods immunology have been widely used in clinical research practice.In the teaching of immunology,we continue to enrich the teaching content,explore and improve the teaching and evaluation methods,and strive to cultivate the students' scientific research literacy both in and out of class,and lay a solid foundation for cultivating innovative medical talents in the new era.
 
  医学的快速发展对新时代医学生的培养提出了全新的要求[1,2,3]。新时代的医学生不仅需要掌握扎实的临床知识和临床技能,还需具备基本的科研素养与科研能力[4,5]。本科阶段医学生接收新知识及学习新技能速度快,是专业逻辑思维形成的重要时期。如何在本科阶段培养医学生的科研素养、锻炼医学生的基本科研能力,已成为目前国内医学院校人才培养面临的重要问题之一。课堂教学是医学生在本科阶段获取知识与技能的首要途径。在面向医学本科生的免疫学教学过程中,需要不断探索改进教学内容、方式与评价体系,力求在课堂教学及课后交流合作中培养学生的科研素养。
 
  1 学科特点与教学现状
 
  医学免疫学具有鲜明的自身特点。首先,医学免疫学具有较强的逻辑性[6]。免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成[7]。而与之对应的医学与生物学研究往往从动物层面、细胞层面和分子层面依次深入。再如免疫应答强调免疫器官、免疫细胞及免疫分子在体内特定环境下的动态“协同作战”,与生物学研究所强调的时空特异性亦有相通之处。自进入科学免疫学时期后,人类医学史上大多数免疫学规律的揭示,都离不开科学的实验设计和严密的逻辑推理。学习医学免疫学,有助于训练医学生的逻辑思维能力。其次,医学免疫学具有较强的前瞻性。近年来,医学免疫学高速发展,前沿理论与高新技术层出不穷,已广泛用于医学各领域科学探索与临床实践[8,9]。其三,医学免疫学具有较强的实践性。医学免疫学课程分为理论课与实验课两部分,通过实验课动手操作ELISA等实验,可有效培养学生的科研实践能力,辅助形成良好的科研实践习惯。最后,医学免疫学是一门基础学科。免疫系统与应答参与各种生理、病理过程,影响着人体健康的方方面面。无论将来在何种科室工作或深造,本科阶段医学免疫学的学习均可为日后临床科研工作打下坚实的理论与实践基础。
 
  医学免疫学的上述特点决定了该课程将有助于培养医学生的科研素养。然而,传统的医学免疫学课堂以讲授课本基础知识为主,部分内容理解难度大、不易消化吸收,难以有效激发学生主动深入思考免疫学概念背后的逻辑。部分学生被动地接受和记忆知识点,不利于自身科研素养与创新能力的培养。相较前沿领域的飞速发展,教材的相对滞后也不利于培养学生对免疫学的科研兴趣。如何改进免疫学教学内容与方式,激发学生自主思考的积极性,进而培养学生的科研素养、提高学生的科研能力,为以后工作或深造奠定良好的基础,值得授课教师在实践中思考与探索。为此,从医学免疫学的理论教学和实验教学两方面、课堂教学与课后拓展两个维度进行思考总结很有必要。
 
  2 理论教学中科研素养的培养
 
  2.1 引入最新进展,激发学习兴趣
 
  新型免疫细胞亚群鉴定、微生物与免疫系统相互作用阐明、免疫功能的表观遗传学规律揭示等基础免疫学前沿领域正在飞速拓展人类对健康与疾病的认知[10,11,12]。SARS-CoV-2疫苗的快速研发、CAR-T细胞免疫疗法的不断改进、免疫检查点靶向药的成功转化等临床免疫学热点问题,更是让医学生意识到学习免疫学的重要现实意义。实践表明,课堂教学中合理穿插免疫学前沿进展,可有效刺激学生的学习主动性。以T细胞活化为例,课本上专业术语的严谨描述对部分同学而言,理解难度较大,内容略显枯燥,缺乏趣味性。在教学实践中,首先介绍T细胞活化的“双信号”学说的基本理论:即“MHC分子-抗原肽-TCR”介导的第一信号与“CD28-B7”等分子对介导的第二信号同时存在时,T细胞方可发生活化。随后,基于T细胞活化“双信号”基本理论、结合网络视频资料,介绍CAR-T细胞疗法的原理及其在肿瘤治疗中的应用前景。最后,结合我国生物医药企业免疫治疗领域研发现状,与学生一同探讨CAR-T市场化可能面临的机遇与挑战。科技前沿走进本科生课堂,可提高医学生对课本知识实践意义的认知,拓宽学生的知识面与专业兴趣。
 
  2.2 注重逻辑性,培养科研思维
 
  免疫学的发展分为经验免疫学时期、科学免疫学时期和现代免疫学时期。经验免疫学时期,人类取得的一些伟大发现,通常具有一定的偶然性。而进入科学免疫学时期后,免疫学史上大多数的重大发现往往蕴含着极强的逻辑性。处在飞速发展的现代免疫学时期,每一次免疫学重大突破均建立在力求证据链完整的科学实验的反复论证基础上。第一堂课讲授《免疫学绪论》部分时,提出免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成,并将此部分内容与生物医学研究从宏观到微观逐步深入的发展规律进行类比联系,引导医学生触类旁通,建立学习免疫学乃至其他基础医学课程的逻辑框架。在介绍肿瘤免疫部分时,首先利国外文献中的高质量图片引出肿瘤发生发展的“种子-土壤”学说,随后从“土壤”出发,引导学生回忆之前所学的免疫细胞与免疫分子相关内容。通过“种子”与“土壤”的经典形象比喻,学生较易领悟癌细胞与免疫细胞之间的相互作用,学会从多方位、多角度、有逻辑地考虑问题。在免疫学专业知识学习的过程中,学生锻炼了自己的逻辑思维,日后继续深造或走向工作岗位后,面对临床和科研实际问题便更容易做到有条不紊、思路清晰。
 
  2.3 改进教学方法,多元化教学
 
  合适的教学方法能够有效调动学生的学习积极性,有助于学生理解所学内容;枯燥呆板的教学方法,易引发学生的认知疲劳,影响教学效果。传统的医学免疫学教学以教师直接讲授为主,学生被动接受,往往效果较差。在教学实践中,尝试以问题为导向,灵活运用多种教学方法,构建讨论式、启发式课堂,激发学生主动思考的积极性。科研重在创新,而积极主动地发现与思考问题对于创新能力的训练必不可少。教师可通过具体科学问题合理引导学生主动思考,逐步完善科研思维。以补充介绍炎症为例,首先运用“头脑风暴法”请学生讨论并提出自己对炎症的认识,随后由教师进行总结,将正确的信息提取出来进行整合,从炎症的表现“红肿热痛”开始介绍,最终以动画视频的方式展示炎症发生发展过程中各免疫细胞的作用。以介绍炎症这一病理学概念为契机,综合运用多元教学手段,促进免疫学与病理学之间的交叉融合,全面调动学生的专业知识甚至生活常识储备,有效锻炼了医学生知识整合能力与创新能力。
 
  2.4 改进考核方式,培养写作能力
 
  传统的医学基础课程考核方式以期末卷面考试为主,导致部分学生平时学习主动性差,临近考试时通过机械记忆加以应对。医学生学习免疫学的目的在于未来能在临床实践与科研工作中灵活运用,传统的单一考核方式不利于引导学生深入理解所学知识。论文写作能力与科研素养密切相关,尝试在医学免疫学考核中加入一定比例的平时成绩,并将综述撰写作为平时成绩的打分标准之一。学生根据自己的兴趣,选择各种免疫学前沿领域(如先天淋巴细胞群落鉴定、造血干细胞分化、炎症小体活化等),在任课教师的指导下收集、整理、归纳、总结最新文献,进行综述撰写。综述撰写有利于学生对自己感兴趣的科研领域深入了解,同时可养成良好的文献整理及论文规范化撰写习惯,是对书本基础知识的有益补充,有利于培养临床医学本科生的科研素养[13,14,15]。值得说明的是,本科阶段医学生的首要任务仍是以掌握课本基本理论为主,且相较其他专业课负担较重,因此,建议以1 000至2 000字的小型综述或文献调研报告为主。
 
  2.5 注重学科交叉与知识体系化
 
  医学的复杂性决定了医学科研实践往往涉及多学科知识的综合运用。医学生只有将学到的各门课程有机融合,从各种角度理解生理病理活动的发生、发展,才有可能在日后临床与科研实践中有所作为。如讲授免疫球蛋白时,可从生物化学“结构决定功能”角度,帮助学生理解可变区与恒定区功能不同的结构基础;讲授CTL对肿瘤细胞的杀伤作用时,可结合细胞生物学关于凋亡的概念进行讲解,同时拓展介绍细胞死亡的几种方式,如坏死、焦亡、自噬性死亡及最新发现的铁死亡等;讲授MHC分子的共显性表达时,可从医学遗传学的角度加以适当拓展。学生在理解医学免疫学知识的同时,积极调动已有的其他学科知识,形成较为完整的知识体系,有利于培养解决实际科研问题的综合能力。
  3 实践教学中科研素养的培养
 
  3.1 重视实验原理,做到手脑并用
 
  基于以往医学免疫学实验课的教学经验,部分学生存在轻原理、重操作的认知误区。实际科研工作中所涉及的实验,往往比本科学生实验更为复杂,如不清楚实验原理就动手蛮干,往往会事倍功半。深入理解实验原理,有助于医学生在日后科研实践中,从容、理性地应对复杂的突发状况。医学生只有在深刻理解实验原理的基础上,才能做到精益求精、突破创新。科研实践往往采用控制变量法,以排除其他因素对变量的干扰作用。“对照”的思想对于科学实验的设计至关重要。以ELISA实验为例,向学生详细解释“空白对照”与“阴性对照”的异同及其各自作用,帮助医学生初步建立严谨的科研思维。
 
  3.2 重视实验规范,培养科研习惯
 
  良好的实验习惯是科研实践成功的必要条件。如果没有规范的科研习惯,难以在科研道路上取得长足发展。本科阶段实验课的合理教学有助于医学生建立良好的实验习惯。在医学免疫学实验课程中,首先从移液器的规范使用开始培训,绝大多数学生可做到精准吸取液体,减少了ELISA等后续实验的误差。每次实验完成后,要求学生整理好桌面,将移液器调回最大使用量程,养成正确、规范使用科研设备的良好习惯。实验记录的规范书写与客观记录,也能为日后科研实践打下良好基础。
 
  3.3 开展综合实验,培养综合能力
 
  在医学本科教学中,学科间交叉融合不应该停留在理论阶段。实际科研工作中往往需要综合运用免疫学、细胞生物学、生物化学、分子生物学、组织胚胎学等手段进行探索。对于临床医学专业,如能在本科阶段尝试开展涉及多学科的综合实验,对于培养其科研素养大有裨益。通过校级或院级大中型现代生物技术平台的开放共享,可为临床医学本科生综合实验的开展提供必要的平台与条件。然而,在实践过程中,应当综合考虑实验成本、学生的研究兴趣及对复杂实验的接受能力差异,做到充分利用资源,因材施教。
 
  3.4 尝试导师制,增加实践机会
 
  本科生导师制是一种相对个性化的人才培养模式,是高校教育改革的一项重要举措[16]。鼓励优秀临床医学生在本科阶段利用课余时间进入实验室进行科研实训。近年来,分子生物学与免疫学技术飞速发展,多色流式细胞术、双光子显微技术及多组学分析等已在国内外科研实践中广泛使用。然而,考虑到成本及时间问题,学生实验课难以开展此类对仪器和实验室环境均有较高要求的大型实验。因此,免疫学本科实验设置与科研一线所涉及的高新技术难以同步。本科生导师制可将本科生引入真实的科研环境中,可在导师或研究生的指导下动手操作目前科研实践中最常用的分子生物学与免疫学技术。更为重要的是,科研经验丰富的教授或科研专家言传身教,可为医学生树立良好榜样,坚定科研信念。
 
  总之,在医学免疫学教学中重视培养本科生的科研素养,是现代医学发展的必然需求。需要教师关注免疫学及相关基础学科前沿进展、深入理解关键理论的发现、发展过程、不断改进教学方式方法,从理论与实践两方面入手,为医学创新性人才的培养打下坚实的基础。
 
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