醫(yī)學免疫學教學如何培養(yǎng)本科生的科研素養(yǎng)

朱 波 霍如尉

1.中國藥科大學 生物藥物學院，南京 211198；2.南京中醫(yī)藥大學 醫(yī)學院/整合醫(yī)學學院，南京210023

醫(yī)學的快速發(fā)展對新時代醫(yī)學生的培養(yǎng)提出了全新的要求[1-3]。新時代的醫(yī)學生不僅需要掌握扎實的臨床知識和臨床技能，還需具備基本的科研素養(yǎng)與科研能力[4-5]。本科階段醫(yī)學生接收新知識及學習新技能速度快，是專業(yè)邏輯思維形成的重要時期。如何在本科階段培養(yǎng)醫(yī)學生的科研素養(yǎng)、鍛煉醫(yī)學生的基本科研能力，已成為目前國內醫(yī)學院校人才培養(yǎng)面臨的重要問題之一。課堂教學是醫(yī)學生在本科階段獲取知識與技能的首要途徑。在面向醫(yī)學本科生的免疫學教學過程中，需要不斷探索改進教學內容、方式與評價體系，力求在課堂教學及課后交流合作中培養(yǎng)學生的科研素養(yǎng)。

1 學科特點與教學現(xiàn)狀

醫(yī)學免疫學具有鮮明的自身特點。首先，醫(yī)學免疫學具有較強的邏輯性[6]。免疫系統(tǒng)由免疫器官、免疫細胞和免疫分子組成[7]。而與之對應的醫(yī)學與生物學研究往往從動物層面、細胞層面和分子層面依次深入。再如免疫應答強調免疫器官、免疫細胞及免疫分子在體內特定環(huán)境下的動態(tài)“協(xié)同作戰(zhàn)”，與生物學研究所強調的時空特異性亦有相通之處。自進入科學免疫學時期后，人類醫(yī)學史上大多數(shù)免疫學規(guī)律的揭示，都離不開科學的實驗設計和嚴密的邏輯推理。學習醫(yī)學免疫學，有助于訓練醫(yī)學生的邏輯思維能力。其次，醫(yī)學免疫學具有較強的前瞻性。近年來，醫(yī)學免疫學高速發(fā)展，前沿理論與高新技術層出不窮，已廣泛用于醫(yī)學各領域科學探索與臨床實踐[8-9]。其三，醫(yī)學免疫學具有較強的實踐性。醫(yī)學免疫學課程分為理論課與實驗課兩部分，通過實驗課動手操作ELISA 等實驗，可有效培養(yǎng)學生的科研實踐能力，輔助形成良好的科研實踐習慣。最后，醫(yī)學免疫學是一門基礎學科。免疫系統(tǒng)與應答參與各種生理、病理過程，影響著人體健康的方方面面。無論將來在何種科室工作或深造，本科階段醫(yī)學免疫學的學習均可為日后臨床科研工作打下堅實的理論與實踐基礎。

醫(yī)學免疫學的上述特點決定了該課程將有助于培養(yǎng)醫(yī)學生的科研素養(yǎng)。然而，傳統(tǒng)的醫(yī)學免疫學課堂以講授課本基礎知識為主，部分內容理解難度大、不易消化吸收，難以有效激發(fā)學生主動深入思考免疫學概念背后的邏輯。部分學生被動地接受和記憶知識點，不利于自身科研素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。相較前沿領域的飛速發(fā)展，教材的相對滯后也不利于培養(yǎng)學生對免疫學的科研興趣。如何改進免疫學教學內容與方式，激發(fā)學生自主思考的積極性，進而培養(yǎng)學生的科研素養(yǎng)、提高學生的科研能力，為以后工作或深造奠定良好的基礎，值得授課教師在實踐中思考與探索。為此，從醫(yī)學免疫學的理論教學和實驗教學兩方面、課堂教學與課后拓展兩個維度進行思考總結很有必要。

2 理論教學中科研素養(yǎng)的培養(yǎng)

2.1 引入最新進展，激發(fā)學習興趣

新型免疫細胞亞群鑒定、微生物與免疫系統(tǒng)相互作用闡明、免疫功能的表觀遺傳學規(guī)律揭示等基礎免疫學前沿領域正在飛速拓展人類對健康與疾病的認知[10-12]。SARS-CoV-2 疫苗的快速研發(fā)、CAR-T細胞免疫療法的不斷改進、免疫檢查點靶向藥的成功轉化等臨床免疫學熱點問題，更是讓醫(yī)學生意識到學習免疫學的重要現(xiàn)實意義。實踐表明，課堂教學中合理穿插免疫學前沿進展，可有效刺激學生的學習主動性。以T 細胞活化為例，課本上專業(yè)術語的嚴謹描述對部分同學而言，理解難度較大，內容略顯枯燥，缺乏趣味性。在教學實踐中，首先介紹T細胞活化的“雙信號”學說的基本理論：即“MHC 分子-抗原肽-TCR”介導的第一信號與“CD28-B7”等分子對介導的第二信號同時存在時，T 細胞方可發(fā)生活化。隨后，基于T 細胞活化“雙信號”基本理論、結合網(wǎng)絡視頻資料，介紹CAR-T 細胞療法的原理及其在腫瘤治療中的應用前景。最后，結合我國生物醫(yī)藥企業(yè)免疫治療領域研發(fā)現(xiàn)狀，與學生一同探討CAR-T 市場化可能面臨的機遇與挑戰(zhàn)。科技前沿走進本科生課堂，可提高醫(yī)學生對課本知識實踐意義的認知，拓寬學生的知識面與專業(yè)興趣。

2.2 注重邏輯性，培養(yǎng)科研思維

免疫學的發(fā)展分為經(jīng)驗免疫學時期、科學免疫學時期和現(xiàn)代免疫學時期。經(jīng)驗免疫學時期，人類取得的一些偉大發(fā)現(xiàn)，通常具有一定的偶然性。而進入科學免疫學時期后，免疫學史上大多數(shù)的重大發(fā)現(xiàn)往往蘊含著極強的邏輯性。處在飛速發(fā)展的現(xiàn)代免疫學時期，每一次免疫學重大突破均建立在力求證據(jù)鏈完整的科學實驗的反復論證基礎上。第一堂課講授《免疫學緒論》部分時，提出免疫系統(tǒng)由免疫器官、免疫細胞和免疫分子組成，并將此部分內容與生物醫(yī)學研究從宏觀到微觀逐步深入的發(fā)展規(guī)律進行類比聯(lián)系，引導醫(yī)學生觸類旁通，建立學習免疫學乃至其他基礎醫(yī)學課程的邏輯框架。在介紹腫瘤免疫部分時，首先利國外文獻中的高質量圖片引出腫瘤發(fā)生發(fā)展的“種子-土壤”學說，隨后從“土壤”出發(fā)，引導學生回憶之前所學的免疫細胞與免疫分子相關內容。通過“種子”與“土壤”的經(jīng)典形象比喻，學生較易領悟癌細胞與免疫細胞之間的相互作用，學會從多方位、多角度、有邏輯地考慮問題。在免疫學專業(yè)知識學習的過程中，學生鍛煉了自己的邏輯思維，日后繼續(xù)深造或走向工作崗位后，面對臨床和科研實際問題便更容易做到有條不紊、思路清晰。

2.3 改進教學方法，多元化教學

合適的教學方法能夠有效調動學生的學習積極性，有助于學生理解所學內容；枯燥呆板的教學方法，易引發(fā)學生的認知疲勞，影響教學效果。傳統(tǒng)的醫(yī)學免疫學教學以教師直接講授為主，學生被動接受，往往效果較差。在教學實踐中，嘗試以問題為導向，靈活運用多種教學方法，構建討論式、啟發(fā)式課堂，激發(fā)學生主動思考的積極性。科研重在創(chuàng)新，而積極主動地發(fā)現(xiàn)與思考問題對于創(chuàng)新能力的訓練必不可少。教師可通過具體科學問題合理引導學生主動思考，逐步完善科研思維。以補充介紹炎癥為例，首先運用“頭腦風暴法”請學生討論并提出自己對炎癥的認識，隨后由教師進行總結，將正確的信息提取出來進行整合，從炎癥的表現(xiàn)“紅腫熱痛”開始介紹，最終以動畫視頻的方式展示炎癥發(fā)生發(fā)展過程中各免疫細胞的作用。以介紹炎癥這一病理學概念為契機，綜合運用多元教學手段，促進免疫學與病理學之間的交叉融合，全面調動學生的專業(yè)知識甚至生活常識儲備，有效鍛煉了醫(yī)學生知識整合能力與創(chuàng)新能力。

2.4 改進考核方式，培養(yǎng)寫作能力

傳統(tǒng)的醫(yī)學基礎課程考核方式以期末卷面考試為主，導致部分學生平時學習主動性差，臨近考試時通過機械記憶加以應對。醫(yī)學生學習免疫學的目的在于未來能在臨床實踐與科研工作中靈活運用，傳統(tǒng)的單一考核方式不利于引導學生深入理解所學知識。論文寫作能力與科研素養(yǎng)密切相關，嘗試在醫(yī)學免疫學考核中加入一定比例的平時成績，并將綜述撰寫作為平時成績的打分標準之一。學生根據(jù)自己的興趣，選擇各種免疫學前沿領域(如先天淋巴細胞群落鑒定、造血干細胞分化、炎癥小體活化等)，在任課教師的指導下收集、整理、歸納、總結最新文獻，進行綜述撰寫。綜述撰寫有利于學生對自己感興趣的科研領域深入了解，同時可養(yǎng)成良好的文獻整理及論文規(guī)范化撰寫習慣，是對書本基礎知識的有益補充，有利于培養(yǎng)臨床醫(yī)學本科生的科研素養(yǎng)[13-15]。值得說明的是，本科階段醫(yī)學生的首要任務仍是以掌握課本基本理論為主，且相較其他專業(yè)課負擔較重，因此，建議以1 000至2 000字的小型綜述或文獻調研報告為主。

2.5 注重學科交叉與知識體系化

醫(yī)學的復雜性決定了醫(yī)學科研實踐往往涉及多學科知識的綜合運用。醫(yī)學生只有將學到的各門課程有機融合，從各種角度理解生理病理活動的發(fā)生、發(fā)展，才有可能在日后臨床與科研實踐中有所作為。如講授免疫球蛋白時，可從生物化學“結構決定功能”角度，幫助學生理解可變區(qū)與恒定區(qū)功能不同的結構基礎；講授CTL 對腫瘤細胞的殺傷作用時，可結合細胞生物學關于凋亡的概念進行講解，同時拓展介紹細胞死亡的幾種方式，如壞死、焦亡、自噬性死亡及最新發(fā)現(xiàn)的鐵死亡等；講授MHC 分子的共顯性表達時，可從醫(yī)學遺傳學的角度加以適當拓展。學生在理解醫(yī)學免疫學知識的同時，積極調動已有的其他學科知識，形成較為完整的知識體系，有利于培養(yǎng)解決實際科研問題的綜合能力。

3 實踐教學中科研素養(yǎng)的培養(yǎng)

3.1 重視實驗原理，做到手腦并用

基于以往醫(yī)學免疫學實驗課的教學經(jīng)驗，部分學生存在輕原理、重操作的認知誤區(qū)。實際科研工作中所涉及的實驗，往往比本科學生實驗更為復雜，如不清楚實驗原理就動手蠻干，往往會事倍功半。深入理解實驗原理，有助于醫(yī)學生在日后科研實踐中，從容、理性地應對復雜的突發(fā)狀況。醫(yī)學生只有在深刻理解實驗原理的基礎上，才能做到精益求精、突破創(chuàng)新。科研實踐往往采用控制變量法，以排除其他因素對變量的干擾作用。“對照”的思想對于科學實驗的設計至關重要。以ELISA 實驗為例，向學生詳細解釋“空白對照”與“陰性對照”的異同及其各自作用，幫助醫(yī)學生初步建立嚴謹?shù)目蒲兴季S。

3.2 重視實驗規(guī)范，培養(yǎng)科研習慣

良好的實驗習慣是科研實踐成功的必要條件。如果沒有規(guī)范的科研習慣，難以在科研道路上取得長足發(fā)展。本科階段實驗課的合理教學有助于醫(yī)學生建立良好的實驗習慣。在醫(yī)學免疫學實驗課程中，首先從移液器的規(guī)范使用開始培訓，絕大多數(shù)學生可做到精準吸取液體，減少了ELISA 等后續(xù)實驗的誤差。每次實驗完成后，要求學生整理好桌面，將移液器調回最大使用量程，養(yǎng)成正確、規(guī)范使用科研設備的良好習慣。實驗記錄的規(guī)范書寫與客觀記錄，也能為日后科研實踐打下良好基礎。

3.3 開展綜合實驗，培養(yǎng)綜合能力

在醫(yī)學本科教學中，學科間交叉融合不應該停留在理論階段。實際科研工作中往往需要綜合運用免疫學、細胞生物學、生物化學、分子生物學、組織胚胎學等手段進行探索。對于臨床醫(yī)學專業(yè)，如能在本科階段嘗試開展涉及多學科的綜合實驗，對于培養(yǎng)其科研素養(yǎng)大有裨益。通過校級或院級大中型現(xiàn)代生物技術平臺的開放共享，可為臨床醫(yī)學本科生綜合實驗的開展提供必要的平臺與條件。然而，在實踐過程中，應當綜合考慮實驗成本、學生的研究興趣及對復雜實驗的接受能力差異，做到充分利用資源，因材施教。

3.4 嘗試導師制，增加實踐機會

本科生導師制是一種相對個性化的人才培養(yǎng)模式，是高校教育改革的一項重要舉措[16]。鼓勵優(yōu)秀臨床醫(yī)學生在本科階段利用課余時間進入實驗室進行科研實訓。近年來，分子生物學與免疫學技術飛速發(fā)展，多色流式細胞術、雙光子顯微技術及多組學分析等已在國內外科研實踐中廣泛使用。然而，考慮到成本及時間問題，學生實驗課難以開展此類對儀器和實驗室環(huán)境均有較高要求的大型實驗。因此，免疫學本科實驗設置與科研一線所涉及的高新技術難以同步。本科生導師制可將本科生引入真實的科研環(huán)境中，可在導師或研究生的指導下動手操作目前科研實踐中最常用的分子生物學與免疫學技術。更為重要的是，科研經(jīng)驗豐富的教授或科研專家言傳身教，可為醫(yī)學生樹立良好榜樣，堅定科研信念。

總之，在醫(yī)學免疫學教學中重視培養(yǎng)本科生的科研素養(yǎng)，是現(xiàn)代醫(yī)學發(fā)展的必然需求。需要教師關注免疫學及相關基礎學科前沿進展、深入理解關鍵理論的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展過程、不斷改進教學方式方法，從理論與實踐兩方面入手，為醫(yī)學創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)打下堅實的基礎。