以创新能力培养为导向的医学免疫学教学模式探讨

刘锦龙 孙小荣 徐继辉 白慧敏

(包头医学院基础医学与法医学院,包头 014040)

培养当代大学生的创新能力、培育创新型人才是高校人才培养的关键，也是建设创新型国家的重要保障。医学免疫学是研究人体免疫系统结构和功能的学科，也是当今发展最迅速的前沿学科之一，其与分子生物学、细胞生物学、遗传学等学科相互交叉渗透，已成为生命科学与现代医学的桥梁与支撑学科[1,2]。由于该课程概念多、理论深奥、内容较为抽象等特点，容易造成学生对知识点难以理解[3]，学习起来枯燥乏味，进而丧失学习兴趣。如何唤醒学生对免疫学的学习热情，进而培养其创新能力，为创新性国家建设输送人才，是免疫学教学中一个必须要面对的棘手环节。本文结合免疫学教学中的具体实例来剖析如何在授课时激发学生学习热情，进而培养学生的创新能力，以期为培育创新型人才为导向的医学免疫学教学提供一点参考和借鉴。

1 科研渗透孕育创新思维

培养创新能力的前提是创新思维的启发，而授课时科研思维的渗透无疑是启发学生创新思维最好的方法之一。科研思维的渗透并不是简单地在课堂上讲解科研文献或是科研进展，这样对一些基础较差的学生来说增加了其学习负担，容易诱发厌学情绪，效果适得其反；而对一些学有余力的同学来说，直白的讲解文献对启发创新思维帮助不大，只是授之以鱼，并未授之以渔。那如何以科研文献作为开启学生创新思维的钥匙呢？以抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(ADCC)这一知识点的讲解为例，来阐述作者的做法。

在讲解完ADCC作用后，简单介绍一下2015年发表在Nature[4]和2016年发表在Science[5]上的两篇姐妹文献，这两篇文献分别报道了一种新的广泛中和抗体3BNC117，该抗体可使体内HIV-1型病毒载量下降及被病毒感染的细胞数量减少。补充完这个新进展知识后，反问学生，“抗体是通过哪个功能让病毒感染细胞数量减少的？”，基本上所有学生都能回答上来是ADCC作用。接下来继续提问“如果你是这个实验现象的发现者，你发现了抗体可以使病毒感染的细胞数量减少，同时你又怀疑是ADCC作用，那你该如何设计实验来证实你的想法呢？”。留几分钟给学生们思考，一般来说，对于刚刚走进大学殿堂的学生来说很难提出实验思路来。此时，引导学生思考，将“想要证实ADCC发挥了作用”这一思路替换为“证实NK细胞通过抗体在体系中发挥作用”，接着再将这个问题放大，转变成“如何证实一个物质在体系中发挥了作用？”。如果学生还没有思路，可以接着转变问题来引导，将“如何证实一个物质在体系中发挥了作用？”转变成“如何证明衣服在抵抗寒冷中发挥了作用？”。面对这个问题，几乎所有学生都能回答上来，就是“脱衣服冷，穿衣服暖，所以衣服在抵抗寒冷中发挥了作用”。此时，教师可以将问题的答案简单归纳一下，即“脱衣服就是去掉这个物质，穿衣服就是加入这个物质”，以此类推，“证实一个物质在体系中发挥了作用”的方法就是“在其存在的体系缺失这一物质，来看它所起的作用是否消失”或是“在缺少其的体系加入这一物质，来看它所起作用是否恢复”，接着指出这两点就是医学乃至生命科学中证明物质功能最常用的方法。将上述这两条科研定律以“渔”授于学生后，再回到之前的问题让学生加以实践练习，“如何证实NK细胞通过抗体发挥作用？”，此时全部学生都可以回答出，通过“缺失NK细胞与抗体的作用”或是“在NK细胞缺失体中加入NK细胞”来证实。最后，教师可以告诉学生，大家的这个思路也正是文章作者的想法，在表扬学生与顶级科学家不谋而合的同时，进一步指出，其实科研思维、灵感并不全是依靠冥思苦想，很多都可以从生活中的小事获得启发，鼓励大家遇到难以解决的科学问题可以试着从生活中寻找灵感。

讲解完上述科研思路及思考问题的方式后，教师可以进一步对解决此类科学问题的思路再次进行凝练总结，传授给学生。即：先将待解决的抽象科学问题(求证NK细胞是否发挥ADCC作用？)转变为广泛的普遍性问题(求证物质在体系中发挥作用？)，再转变为简单生活问题(求证衣服在抗寒中发挥作用？)。以广泛普遍性问题作为科学问题和生活问题的关联纽带，通过其将科学问题转变为生活问题，再从生活问题找出思路和方法，用于解决科学问题。并告诉学生可以套用这一思路试着解决将来可能遇到的科研问题。

这种以“紧扣书本知识的科研文献引出思考问题，启发学生思维，最后总结思维定律”的授课方式，不仅仅加深了学生对知识的理解和应用，更重要的是培养了学生的科研思维，埋下了创新的火种。

2 PBL教学淬炼科研思维

除了教师讲课时的科研思维渗透之外，更要鼓励学生自身积极开动脑筋，思考科学问题，这样才能锻炼其分析解决问题的能力，最终形成自己的思维模式，为创新思维的萌发奠定基础。显然，相比传统填鸭式教学，“以问题为基础”的PBL教学方法在培养学生独立思考能力方面具有传统教学方法无法比拟的优势。

PBL教学是将课本知识与问题挂钩，使学生投入问题中，调动其积极性，通过自主查找资料、推理和分析来解决问题，教师只起引导作用，不直接回答学生的问题，维持讨论学习向既定的教学目标进行[6]。其教学过程大致为：提出问题——自学解疑——重点讲授——总结归纳。

教师可以在讲解完一部分相关内容后组织一次PBL教学。比如，讲完自身免疫病后，设置问题“哪些细胞因子在自身免疫病中发挥了作用？根据其所起的作用可以设计哪些潜在治疗方案？”，让学生在业余时间查询相关书籍和文献，寻找答案，在下次课堂上由学生进行讲解。有些学生的讲解只是简单地提出许多自身免疫病患者体内TNF-α高表达，拮抗TNF-α对自身免疫病有疗效；有些同学则将目光放到了近年来细胞因子治疗疾病的热点上，如提到IL-17可以调节生发中心形成和自身抗体产生，加重自身免疫病的病程，已有IL-17单抗类药物被FDA批准上市治疗银屑病；还有些同学不仅仅只局限于细胞因子，将与之相关的免疫细胞也引入进来，他们将趋化因子和调节性T细胞(Treg)及Th1细胞联系在一起，指出Treg细胞表面趋化因子受体CCR4表达的下降及Th1细胞表面CXCR3受体与自身免疫病患者的血清和组织间隙中高表达CXCR3配体(CXCL10)相互作用也是自身免疫病病程加重的原因，通过募集Treg细胞或封闭CXCR3受体作为治疗自身免疫病潜在手段。面对不同学生的答案，教师一定要对其进行点评，或是鼓励，或是表扬，或是帮其找出缺陷，如“对CXCR3受体进行封闭是否是一种可行的方案？这样做会对机体带来哪些影响？如何既封闭了CXCR3受体又消除不良影响？”，再次引发学生的思考。

PBL教学过程中，课堂气氛十分活跃，学生通过自己的努力查阅文献得到答案，并将其分享给老师和其他同学，满足感、认同感油然而生。大大激发了学生的自主学习兴趣，也在潜移默化中培养了学生的独立思考能力和语言表达能力以及应变能力。课堂内容也因学生的参与而更加饱满，新颖，互动感强。此外，PBL教学还有助于学生将之前学过的、和问题有关系的旧知识与新知识串联在一起，使知识成为一个整体，同时通过不断的讨论和再次提问推动学生进一步查阅文献和思考，一步步塑造其科研思维的框架，为培养学生的创新能力提供前提。

3 设计性实验推动实践创新

创新能力的提升，除了创新思维的启迪外，实践能力的培养也是必不可少的。实践操作一方面可以锻炼学生的动手能力，另一方面还可以对创新思维进行验证，培养学生严谨求实的科学态度和不断进取的创新精神。通过实践锻炼来提升学生创新能力最好的方式之一，就是开展设计性的实验教学，其不仅培养学生独立解决实际问题的能力，而且对于创新思维的锻炼，尤其是将创新思维用于实际的能力培养至关重要，是培养创新型人才不可或缺的重要环节[7]。

由于学校之间的差异，现有医学免疫学实验教材中的一些设计性实验很难在普通医学院校中开展实施。面对普通医学院校的学生，教师可以将已有的传统实验按照设计性实验来授课。比如，传统的ELISA实验是教师讲解实验目的、原理、操作步骤，学生来操作实施，最终得到实验结果。可以将其改为，开课前两个星期，提供给学生实验题目(ELISA法检测乙肝表面抗原HBsAg)和实验材料(酶标板、HBsAg的粉剂、辣根过氧化物酶HRP标记的HBsAg单克隆抗体及无酶标的同种HBsAg单克隆抗体、HRP标记的HBsAg多克隆抗体及无酶标的同种HBsAg多克隆抗体、显色底物、移液器等)，并给学生分小组，每组学生利用这段时间查阅文献并从所提供的实验材料中挑选合适的用品，自主设计实验。开课后，每组学生按照自己选定的方案进行实验操作，最终得到实验结果并对其进行讨论。对于由实验方案错误进而导致结果出现偏差的小组(如有的小组选用夹心法测HBsAg，但先选用多克隆抗体包被酶标板，后用HRP标记单抗检测)，要求其试着分析出错原因，改正后再次进行实验操作。实验结束后，鼓励学生在实践的基础上对问题进行反思，试着提出改进的实验方法，或优化步骤，或提高检测的准确性。这样的实验教学即满足了在条件不具备的学校开展设计性实验，达到锻炼学生思维及实践操作能力的要求，又推动了学生对问题的再思考，培养其思维再创作，进而解决实际问题的能力，为创新能力的提升奠定坚实的基础。

4 总结

医学生创新能力的培养是一个循序渐进的过程，不可能一蹴而就。同样，也不可能由任何一门学科独立完成。由于医学免疫学知识更新较快，比较适合开展培养学生创新能力的教学。笔者浅谈了自己在医学免疫学教学中培养学生创新能力的一得之见，其实教无定法，贵在得法，只要教师在教学过程坚持引导学生思考问题，注重学生创新意识的启迪，终将培养出有创新能力的人才，为国家做出贡献。

[1] 田志刚，曹雪涛.免疫学领域的发展现状和未来挑战[J].科学观察，2014，9(3)：33-36.

Tian ZG，Cao XT.Development and future challenges in the field of immunology[J].Sci Focus,2014,9(3):33-36.

[2] 张 意，曹雪涛.免疫学研究生创新培养探索[J].中国免疫学杂志，2016，32(10)：1532-1533.

Zhang Y，Cao XT.Exploration on the innovation and cultivation of immunology graduate students[J].Chin J Immunol,2016,32(10):1532-1533.

[3] 吴艳峰，曹雪涛.关于免疫学实验课教学改革的几点思考[J].中国免疫学杂志，2011，27(5)：468-470.

Wu YF，Cao XT.Several thoughts on the teaching reform of Immunology Experiment Course[J].Chin J Immunol,2011,27(5):468-470.

[4] Caskey M,Klein F,Lorenzi JC,etal.Viraemia suppressed in HIV-1-infected humans by broadly neutralizing antibody 3BNC117 [J].Nature,2015,522(7557)：487-491.

[5] Lu CL,Murakowski DK,Bournazos S,etal.Enhanced clearance of HIV-1-infected cells by broadly neutralizing antibodies against HIV-1 in vivo [J].Science,2016,352(6288)：1001-1004.

[6] 杨小迪，王媛媛，陈兴智，等.多模式教学法提升病原生物学青年教师教学能力的实践[J].中国病原生物学杂志，2016，11(9)：868-869.

Yang XD,Wang YY,Chen XZ,etal. Using multimedia teaching to improve the ability of young teachers to teach pathogen biology[J].J Pathogen Biol,2016,11(9):868-869.

[7] 朱俊萍，张力平.《病原生物学与免疫学实验》教学实践的几点体会[J].继续医学教育，2016，30(2)：63-64.

Zhu JP，Zhang LP.Some experience in the teaching practice of pathogenic biology and Immunology Experiment[J].Continuing Medical Education,2016,30(2):63-64.