謝真，楊亮，3，楊清湖，3*

（1.延安大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院；2.延安大學(xué)多肽資源藥物研究中心；3.陜西省區(qū)域生物資源保育與利用工程技術(shù)研究中心，陜西延安 716000）

21世紀(jì)以來，神經(jīng)生物學(xué)和人工智能飛速發(fā)展，使世界各國對(duì)神經(jīng)生物學(xué)的重視程度大大提高。從2013年美國啟動(dòng)腦計(jì)劃開始，歐盟和日本也相繼啟動(dòng)了人類腦計(jì)劃和腦/思維計(jì)劃[1]。2021年初，科技部網(wǎng)站公布信息，將科技創(chuàng)新 2030—“腦科學(xué)與類腦研究”重大項(xiàng)目 2020 年度項(xiàng)目申報(bào)指南公開征求意見，正式拉開了中國腦計(jì)劃的序幕，旨在推動(dòng)對(duì)大腦基本規(guī)律的理解，同時(shí)利用神經(jīng)科學(xué)的基礎(chǔ)研究為一些緊迫的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)需求服務(wù)，預(yù)計(jì)在腦認(rèn)知、腦疾病早期診斷與干預(yù)、類腦智能器件3個(gè)前沿領(lǐng)域取得國際領(lǐng)先成果[2]。然而，與年齡增長相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，例如，阿爾茨海默病的發(fā)病率也逐年升高[3]。這些神經(jīng)系統(tǒng)疾病已經(jīng)成為了不可忽視的社會(huì)問題，給社會(huì)和家庭帶來了沉重的負(fù)擔(dān)，且目前沒有特效藥。神經(jīng)生物學(xué)結(jié)合了電生理、生物化學(xué)、基因編輯、遺傳學(xué)和神經(jīng)藥理學(xué)等手段從分子細(xì)胞和個(gè)體水平對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的功能機(jī)理進(jìn)行研究，是解析神經(jīng)系統(tǒng)疾病發(fā)病機(jī)制和治療策略最為基礎(chǔ)也是最重要的手段。因此，神經(jīng)生物學(xué)課程設(shè)置的重要性不言而喻。

然而，不同于細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)與分子生物學(xué)、遺傳學(xué)等專業(yè)必修基礎(chǔ)課程，綜合性大學(xué)本科階段，“神經(jīng)生物學(xué)”無論是必修還是選修課程的開課率都不高，隨著神經(jīng)生物學(xué)的發(fā)展當(dāng)前一些院校逐步在本科階段開設(shè)神經(jīng)生物學(xué)課程[4]?；谘芯可匝兄鷮W(xué)的培養(yǎng)方式，研究生在校期間的主要任務(wù)是科學(xué)研究，故而在課堂上參與積極性并不高，且不大可能像本科期間一樣花費(fèi)大量的時(shí)間做課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。那么，如何在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情便成了研究生神經(jīng)生物學(xué)教學(xué)改革之路的一大重點(diǎn)與難點(diǎn)。

因此，聚焦前沿，融合基礎(chǔ)，理論實(shí)踐相結(jié)合，豐富教學(xué)內(nèi)容；建立三位一體評(píng)價(jià)方式，剖析科研為導(dǎo)向的研究生培養(yǎng)模式下“神經(jīng)生物學(xué)”改革勢在必行。

一、科研為導(dǎo)向的研究生培養(yǎng)模式

神經(jīng)生物學(xué)的發(fā)展關(guān)系到人類的身心健康和智力水平，神經(jīng)生物學(xué)研究將直接關(guān)系到人口素質(zhì)和民族智力，具有重要的社會(huì)作用。研究生是神經(jīng)生物學(xué)研究的主力軍，研究生科研水平直接關(guān)乎神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展水平?？蒲袨閷?dǎo)向的研究生培養(yǎng)是將科學(xué)研究融合在基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)方法、文獻(xiàn)解讀、課題探討等過程中，是當(dāng)前研究生培養(yǎng)的重要方式。這種培養(yǎng)模式既能提升研究生的實(shí)驗(yàn)技能和科研素養(yǎng)，更能為科研工作和未來職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

研究生是教師科研思想的踐行者和發(fā)揚(yáng)者，是科研事業(yè)發(fā)展的中堅(jiān)力量，更是國家高端儲(chǔ)備人才。導(dǎo)師是研究生進(jìn)入科學(xué)殿堂的敲門磚和風(fēng)向標(biāo)，但在學(xué)生進(jìn)入課題組后導(dǎo)師并不會(huì)從基礎(chǔ)知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能開始言傳身教，更多的是傳授科研思想。所以，在研究生正式開展自己科研課題時(shí)，在課堂上再次鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)習(xí)相關(guān)基本實(shí)驗(yàn)技能，接觸前沿文獻(xiàn)，了解并實(shí)際操作高端儀器是以當(dāng)今科研為導(dǎo)向的研究生培養(yǎng)模式必不可少的環(huán)節(jié)。神經(jīng)生物學(xué)研究日新月異，隨著新技術(shù)的產(chǎn)生，涌現(xiàn)出越來越多的新知識(shí)和新思想，是科研為導(dǎo)向的研究生培養(yǎng)模式的模板課程。

二、聚焦前沿，混合式課堂教學(xué)改革

研究生專業(yè)課課堂不同于本科，主要以小班教學(xué)為主，且學(xué)生本科期間基礎(chǔ)知識(shí)背景和研究生期間科研方向各不相同，而神經(jīng)生物學(xué)是一門交叉性較強(qiáng)的課程，需要學(xué)生既具備分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等生物學(xué)相關(guān)背景，更要求學(xué)生對(duì)動(dòng)物生理學(xué)、解剖學(xué)等有一定的了解[5]。此外，神經(jīng)生物學(xué)的發(fā)展極為迅速，每天都有一些新知識(shí)出現(xiàn)。這些特點(diǎn)決定了研究生神經(jīng)生物學(xué)教學(xué)課堂有別于本科期間照本宣科式對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)講解，需要緊跟神經(jīng)生物學(xué)前沿動(dòng)態(tài)，適時(shí)調(diào)整授課內(nèi)容。當(dāng)然這并不是否認(rèn)基礎(chǔ)知識(shí)的重要性，只是在研究生授課過程中降低基礎(chǔ)知識(shí)講解的比例，采取40%基礎(chǔ)知識(shí)專題化、40%前沿文獻(xiàn)學(xué)習(xí)、20%實(shí)驗(yàn)儀器演示與操作的混合式課堂教學(xué)模式。

（一）搭建神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)專題化

神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)體系是神經(jīng)科學(xué)研究的基石。引導(dǎo)學(xué)生從分子細(xì)胞水平理解神經(jīng)系統(tǒng)的功能活動(dòng)與意義：進(jìn)化與發(fā)育 、遺傳與環(huán)境對(duì)腦的影響，對(duì)行為、語言、情緒、注意等腦的高級(jí)功能活動(dòng)進(jìn)行深入淺出的介紹。內(nèi)容結(jié)構(gòu)上，在介紹神經(jīng)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，適當(dāng)減少細(xì)胞和分子生物學(xué)的基礎(chǔ)理論及研究方法等方面的內(nèi)容，增加以行為、整合等神經(jīng)機(jī)制為主體的應(yīng)用研究成果和科學(xué)前沿進(jìn)展，注重基礎(chǔ)與科學(xué)前沿的聯(lián)系。

神經(jīng)生物學(xué)課程中涉及大量微觀形態(tài)變化，涉及大量可視化檢測方法與手段等，具有復(fù)雜、抽象、不容易理解等特點(diǎn)[6]。簡單對(duì)著書本或PPT講解很難讓學(xué)生理解，甚至?xí)箤W(xué)生喪失興趣。借助互聯(lián)網(wǎng)資源，例如，各大視頻網(wǎng)站、慕課等教學(xué)平臺(tái)下載一些生動(dòng)有趣的教學(xué)動(dòng)畫，在播放動(dòng)畫的同時(shí)教師進(jìn)行講解和補(bǔ)充說明，使學(xué)生逐漸從抽象概念思維到眼見為實(shí)轉(zhuǎn)換，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能使講解更加明了易懂。最后，在每堂課的末尾，將課程內(nèi)容以“師生”和“生生”間問題討論的形式展開，提升學(xué)生在課堂上的參與度，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，也能使學(xué)生回顧整堂課的內(nèi)容，對(duì)知識(shí)進(jìn)行再一次鞏固。

神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的講解以專題化為主，將行為、認(rèn)知、情感等動(dòng)物行為與神經(jīng)發(fā)育、可塑性構(gòu)筑、神經(jīng)環(huán)路等神經(jīng)生物學(xué)知識(shí)點(diǎn)融合，搭建行為與經(jīng)典知識(shí)和新知識(shí)結(jié)構(gòu)巧妙銜接的專題化課程體系。此外，在專題設(shè)計(jì)和選擇方面充分考慮學(xué)生的知識(shí)背景，并結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道的一些新知識(shí)。通過不同專題使學(xué)生系統(tǒng)深入地了解和掌握神經(jīng)生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)體系，提升學(xué)生的思考認(rèn)知能力。

（二）聚焦前沿，提升思維

借助小班教學(xué)優(yōu)勢，在開課前了解每位學(xué)生對(duì)自己科研方向的理解以及對(duì)神經(jīng)生物學(xué)的認(rèn)知。后續(xù)備課過程中，在講解神經(jīng)生物學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，穿插介紹與各個(gè)科研方向相關(guān)的神經(jīng)生物學(xué)前沿進(jìn)展和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，在學(xué)以致用的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生了解學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)和前沿，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

同時(shí)，神經(jīng)生物學(xué)的研究進(jìn)展更新較快，書本上的知識(shí)可能不足以全面準(zhǔn)確地加以概括。例如，神經(jīng)發(fā)育章節(jié)關(guān)于成年人腦內(nèi)是否有新生神經(jīng)元的觀點(diǎn)至今仍爭議不斷。1928 年，神經(jīng)科學(xué)界公認(rèn)的有史以來神經(jīng)解剖學(xué)家卡哈爾曾聲稱“對(duì)成年人來說，神經(jīng)路徑是固定的，有盡頭的，并且不可改變的，一切都會(huì)消亡，不可能重生”。而20 世紀(jì)80 年代，科學(xué)家證明了成年人每天能夠產(chǎn)生數(shù)百個(gè)新的神經(jīng)元，并讓人們?nèi)计鹆嗽黾映赡晟窠?jīng)元產(chǎn)生對(duì)癲癇和阿爾茨海默病等腦部疾病治療的新希望。2018 年 Alvarez Buylla 等人發(fā)表在國際著名期刊Nature雜志上的論文表示，人類在出生后沒有明顯神經(jīng)生成活動(dòng)，再一次挑戰(zhàn)了人們對(duì)成人神經(jīng)生成的理解[7]。然而，一年后Moreno-Jiménez 等人在另一本國際權(quán)威Nature Medicine上發(fā)文表示，優(yōu)化了前人的檢測條件后證實(shí)了成年人海馬腦區(qū)存在大量的新生神經(jīng)元[8]。這一例子使學(xué)生了解成年人腦內(nèi)是否存在神經(jīng)生成目前仍未知，也使他們認(rèn)識(shí)到人類對(duì)自然科學(xué)的探索總是在曲折中前進(jìn)，在做科研時(shí)要富有探索精神，敢于挑戰(zhàn)權(quán)威，不能盲目相信書本知識(shí)。同時(shí)，教師也能通過前沿文獻(xiàn)學(xué)習(xí)完善自身知識(shí)體系，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長。

除了結(jié)合當(dāng)前最新文獻(xiàn)知識(shí)在理論層面引導(dǎo)學(xué)生掌握神經(jīng)科學(xué)動(dòng)態(tài)，還需讓學(xué)生融入其中，從作者角度解析文獻(xiàn)。一方面掌握作者的實(shí)驗(yàn)思想，另一方面培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的解析。在此過程教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，提出自己的見解，與學(xué)生進(jìn)行討論，從而提高學(xué)生的自我認(rèn)知水平和知識(shí)體系搭建能力，為自身未來的科研或工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（三）實(shí)驗(yàn)儀器操作與演示——理論實(shí)際相結(jié)合

神經(jīng)生物學(xué)實(shí)踐對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的依賴性較高，需要諸如激光共聚焦顯微鏡、膜片鉗等大型儀器將微管神經(jīng)結(jié)構(gòu)可視化和量化，這就需要研究生熟練掌握和使用大型儀器設(shè)備。另外，研究生作為教育體系中最高層次的教育和科學(xué)研究的主力軍，能否熟練掌握科研儀器設(shè)備的科學(xué)原理和操作技能關(guān)系到研究生培養(yǎng)質(zhì)量。

然而神經(jīng)生物學(xué)課程多針對(duì)研究生一年級(jí)同學(xué)開設(shè)，這個(gè)階段的學(xué)生處于剛剛從本科填鴨式課堂學(xué)習(xí)進(jìn)入自主學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)技能和科研思維的階段。此外，在基礎(chǔ)知識(shí)和前沿文獻(xiàn)學(xué)習(xí)過程中，涉及實(shí)驗(yàn)儀器與技術(shù)時(shí)大多處于一知半解狀態(tài)。因此，帶領(lǐng)學(xué)生了解和實(shí)際操作學(xué)院各科研平臺(tái)上較為高端且在各個(gè)研究方向都可能會(huì)涉及的大型儀器，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技術(shù)教學(xué)（例如：流式細(xì)胞儀、實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀、激光共聚焦顯微鏡、膜片鉗電生理、細(xì)胞培養(yǎng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器與技術(shù)）對(duì)提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和科研素養(yǎng)[9]，相當(dāng)有必要。一方面課堂集中授課講解大型儀器的原理和使用規(guī)范；另一方面指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作演練，在實(shí)際操作過程中進(jìn)一步講解大型儀器原理和使用規(guī)范。最后，利用具體實(shí)例綜合利用多種大型儀器設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，帶領(lǐng)學(xué)生利用大型儀器平臺(tái)進(jìn)行多元化思考。此過程不僅能為學(xué)生的科研之路助力，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與積極性，更能加深學(xué)生對(duì)課堂上知識(shí)的理解。

三、構(gòu)建“三位一體”考核方式

考核是對(duì)課堂知識(shí)學(xué)習(xí)效果的量化評(píng)判，也是學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握程度的直接體現(xiàn)，是組織單位對(duì)課程實(shí)施效果的評(píng)定依據(jù)。當(dāng)前研究生大多是完成導(dǎo)師的科研任務(wù)，對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握較弱，而神經(jīng)生物學(xué)的研究內(nèi)容和知識(shí)體系與我們的日常生活密不可分，體現(xiàn)在生活中的方方面面，諸如精神病患者、老年癡呆患者等，因此學(xué)好學(xué)懂神經(jīng)生物學(xué)對(duì)了解我們自己極為重要。

采取課堂表現(xiàn)、卷面考試及課堂展示（presentation）三位一體的方式評(píng)價(jià)研究生的學(xué)習(xí)效果。課堂教學(xué)過程中穿插討論環(huán)節(jié)，一方面了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，另一方面促使學(xué)生加深理解，進(jìn)而評(píng)判學(xué)生的課堂表現(xiàn)。萬丈高樓平地起，對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的牢固掌握是課程學(xué)習(xí)最基礎(chǔ)也是最重要的環(huán)節(jié)?？荚囀菣z測學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握程度最直觀有效的方式。考試應(yīng)以兩個(gè)方面為重點(diǎn)：第一，通過名詞解釋類題型考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和概念的掌握情況；第二，以實(shí)際科研課題為藍(lán)本，融合各個(gè)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，設(shè)計(jì)開放式探索題目，考查學(xué)生對(duì)各方面知識(shí)的觸類旁通能力。課堂展示方面，教師可根據(jù)學(xué)生的研究方向布置相應(yīng)的神經(jīng)生物學(xué)方向的前沿高水平文獻(xiàn)，讓學(xué)生在精讀文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上講解文獻(xiàn)的研究思路以及文獻(xiàn)中的研究思路和實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)自己的科研啟發(fā)。通過結(jié)課考試考查學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況，通過課堂展示考查學(xué)生融會(huì)貫通和邏輯思維能力，既沒有過多增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)，也達(dá)到了全面考查學(xué)生學(xué)習(xí)效果的目的。

四、結(jié)束語

本文探討了在研究生以科研為主的培養(yǎng)和考核模式下，傳統(tǒng)的教學(xué)方式應(yīng)當(dāng)做出的適應(yīng)性變革，并圍繞神經(jīng)生物學(xué)課程對(duì)這一教改思想進(jìn)行了闡述。將基礎(chǔ)知識(shí)、前沿進(jìn)展和實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)方法的講解與演示融合到研究生神經(jīng)生物學(xué)的課堂教學(xué)中，將知識(shí)傳授、素質(zhì)提高和能力培養(yǎng)貫穿于教學(xué)的全過程，是研究生課程教學(xué)改革至關(guān)重要的方式方法。