培養醫學生科研思維能力的免疫學教學模式初探①

袁紅艷 倪維華 李 冬 楊 巍 付海英 齊 妍 閆東梅

(吉林大學基礎醫學院免疫學系，長春 130021)

科研思維是指在科研過程中擁有一種科學的思維方式，實質是主動發現問題、解決問題的思維模式。其基本過程是發現問題、了解情況、深入思考、提出假設、建立方法、確認或否定假設、提出理論來解釋初始所發現的問題。

臨床醫學是研究疾病的病因、診斷、治療和預后的科學。因此，作為醫學生不僅要掌握扎實的醫學知識，更重要的是要具備發現和解決醫學問題的科研思維能力和素質，根據病人的表現，研究病因、發病機理和病理過程，進而確定診斷和治療策略[1]。醫學免疫學是現代醫學的支撐學科之一，其顯著特征是理論探索性強、臨床應用價值大。免疫學理論在分析和解釋疾病的發生、發展中發揮著重要的作用。

同時，通過免疫學發展史，如諾貝爾獎獲得者的重要發現及免疫系統生理作用和病理影響的學習，能夠將“課程思政”元素與專業課有機融合。因此，醫學免疫學是培養醫學生科研思維的有利學習平臺。本研究以免疫學理論教學和實驗教學為依托，通過醫學生科研思維的教學模式，提升醫學生的科研思維能力。

1 科研思維教學模式的設計與實施

為了建立醫學生的科研思維，本研究采用理論上由淺入深、實踐上循序漸進的方式，通過培養學生推理性思維、創新性思維和批判性思維，逐步訓練并提升學生的科研思維，其建立過程見圖1。

1.1著名科學研究舉例 在理論課堂或實驗課堂上講述諾貝爾獎獲得者重要發現的研究歷程，如獲第一屆諾貝爾獎抗白喉血清的發現過程。①發現問題：馮貝林和他的助手通過實驗發現患過白喉的小鼠血清可以治療新患白喉的小鼠。②提出假設：感染過白喉的小鼠體內有某種對抗白喉桿菌毒素的物質，并將這種物質命名為“抗毒素”。③驗證假設：通過羊和小鼠實驗驗證了抗白喉血清的存在，并且可以治療及預防白喉。通過解讀著名科學研究，使學生初步了解科學研究的過程，感知科研思維；同時，使同學們感悟到在科學道路上，科學家們的探索精神和毅力。

1.2文獻閱讀示范 在實驗課的課堂上給學生講述前沿文獻，如cCAR-T細胞治療急性髓細胞白血病(acute myelocytic leukemia,AML)的文獻[2]，解析研究者的思路：①發現問題：治療AML的方法(化療或移植)具有較高的復發率(50%～70%)；②提出假設：AML上高表達CD33和CD123的cCAR-T可能與治療AML并減少其復發有關；③驗證假設：通過體外和體內實驗驗證cCAR-T細胞的殺傷腫瘤細胞作用。通過詳讀文獻，使學生能夠感受科研思維過程和實際應用價值，引導學生運用免疫學理論，開展實踐性應用的創新性思維。

1.3免疫學前沿知識理解 通過在理論課上布置免疫學前沿知識的理解作業，如針對2018年的PD-1和CTLA-4抗體療法治療腫瘤而獲得諾貝爾生理學與醫學獎的相關知識，讓學生課后自行查閱相關資料，并寫出自己對該事件的理解。前沿知識理解作業采用開放的形式，一方面可以考察學生是否掌握事件的來龍去脈，另一方面考察學生是否有自己的思考。使學生從被動學習向主動思考轉換，鍛煉批判性思維。

圖1 醫學生科研思維建立的教學模式示意圖Fig.1 Schematic diagram of teaching model for medical students scientific research thinking

1.4文獻思路圖繪制 給學生布置文獻閱讀作業，學生選擇自己感興趣的專業文獻進行閱讀，然后讓學生繪制思路圖，包括作者提出了哪些假設，這些假設之間具有什么樣的層次關系；用什么樣的研究內容驗證了這些假設及所采用的研究方案。一篇思路清晰的文獻可以引導學生理解科學研究的整個過程。由此，鍛煉學生的推理性思維。

1.5實驗設計 利用免疫學技術或者免疫學內容進行實驗課題設計。設計小課題可以讓學生親自經歷科學研究的全過程，即發現問題、提出假設，并設計研究方法驗證假設[3,4]。這一過程是對科研思維的有效檢驗和鍛煉。

2 科研思維教學模式實施的效果

通過由淺入深、循序漸進地對醫學生科研思維進行訓練，學生對科研由不了解到了解，由模仿到創新，能夠順利從科學研究的零起點向獨立完成設計實驗過度，通過創新性思維、批判性思維和推理性思維的鍛煉，使學生科研思維能力得到提升。

2.1培養科學精神和創新性思維 學生們從諾貝爾獎獲得者重要發現的研究歷程和實驗課上的實驗操作，看到科學認識來源于實踐，只有通過無數次的反復認證，才能科學地并具有創造性地對所研究內容進行定性或定量分析。通過理論和實踐相結合，學生們的科學精神和創新性思維得到了訓練。

2.2建立質疑精神和批判性思維 通過設置對免疫學前沿知識理解這一題目，學生查閱2018年諾貝爾生理學與醫學獎獲得者的研究內容并進行批判性的自我思考。查閱文獻之后發現“免疫剎車”的重要性，并提出了腫瘤治療的可能靶點及研究方向。盡管從內容本身來看可行性不高，但這是學生自己的思考，這也是建立科研思維的首要任務。

2.3鍛煉邏輯思考和推理性思維 學生通過閱讀文獻后繪制的思路圖體現了學生具有較強的閱讀英文文獻能力，能夠讀懂所選擇的文獻，包括要解決的問題和研究方法，所繪制的思路圖較清晰、切題，能夠充分體現出文獻的主旨。由此可以看出大多數學生在大腦中初步形成了科研思維。此外，在文獻閱讀中，有些學生也會進行思考，文獻的作者是怎樣做的，如果我是作者又會怎樣做，同時針對文獻的內容多次與老師進行交流。

圖2 學生實驗設計的技術路線圖Fig.2 Technology roadmap for student′s experimen-tal design

2.4提升主動探究和科研思維能力 在實驗設計中，大部分學生已經能夠掌握實驗設計的原則，在研究背景中提出為什么要設計這樣的實驗，其研究的意義是什么，并提出假設(研究的內容)以及怎樣驗證假設(研究方案)。而有些同學受到文獻思路圖的啟發，還設計了技術路線圖(圖2)，使實驗設計一目了然。

3 待解決的科研思維教學模式問題

通過調查發現，學生以前對諾貝爾獎一無所知，通過完成這個作業，不僅了解了諾貝爾獎是科學研究的最高榮譽，也發現了免疫學中“免疫檢查點”在疾病中的重要性。

此外，關于文獻閱讀，有63.8%的學生感興趣，而73.8%的同學認為文獻閱讀有收獲。關于文獻閱讀中存在的問題，專業知識不足和實驗技術不熟悉的學生均占62.5%，而有35%的同學認為語言是障礙。

而實驗設計中，67.1%的學生有興趣，而76.1%的同學認為實驗設計有收獲。此環節中遇到的問題仍然是專業知識不足和實驗技術不熟悉。

4 結語

基于免疫學教學，通過理論上由淺入深、實踐上循序漸進的方式，建立培養醫學生科研思維的教學模式，在一定程度上訓練了學生的科研思維，并得到了大部分學生的認可。但是還有部分學生對文獻閱讀和實驗設計不感興趣，而學生儲備的專業知識和實驗技術有限，不足以支持其熟練地完成文獻閱讀和實驗設計。

在以后的教學工作中，可以開展與日常生活相關的科研內容，進一步提高學生的學習興趣。此外，適當增加學生專業知識和實驗技術訓練，對學生的實驗設計給予必要的反饋，提高實驗設計質量。文獻閱讀除繪制思路圖外，可以在實驗課上以seminar的形式進行討論。通過以上途徑，優化教學模式，可進一步促進醫學生的科研思維訓練。