解柔刚，王文挺，韩文娟，武胜昔，罗 层

0 引 言

脑科学技术的迅猛发展，脑科学已成为当今世界科研领域最活跃、最前沿以及科研成果最为丰硕的学科之一［1］。世界各发达国家先后都将脑科学研究纳入国家发展的战略科技规划。2013年美国公布了“推进创新神经技术脑研究计划”，欧洲推出“蓝脑计划”，日本启动了“脑科学时代”的脑科学计划纲要［1］。与此同时，我国也将“脑科学”列入基础研究八个科学前沿问题之一，“一体两翼”的中国脑计划喷薄欲出［1-2］。

空军军医大学神经生物学教研室暨神经科学研究所作为我校脑科学研究的支柱学科之一，承担着脑科学研究生教育的重任。因此，为适应日益发展的脑科学研究人员的重大需求，我们必须构建一套脑科学基础与前沿的研究生课程新体系，从脑的结构和功能、脑疾病的发生原理和人工智能等多方面对研究生进行脑科学知识体系的系统教育。本文将就我们学科在脑科学基础与前沿新课程体系构建过程中的实践和探索与同行进行探讨。

1 脑科学基础与前沿研究生课程体系总体设计

针对医学研究生的授课对象，我们强调基础联系前沿、理论联系临床的教学理念，采用中、英文授课相结合的教学方式，联合慕课的教学模式，开设《脑科学基础与前沿》课程。首先夯实基础，重点讲授脑的基本结构和功能；其次是深入讲授脑功能和常见脑疾病的发生机理和临床治疗，加强基础与临床的密切联系；最后介绍神经网络和人工智能的最新进展，将大脑工作的原理与人工智能的发展进行对比学习，同时，神经科学领域正在极速发展，其概念、方法、科学工具和临床应用都得到了极大的扩展［3-4］，结合高速发展的脑科学研究方法，最终提升医学研究生对脑科学的认知水平。

2 脑科学基础与前沿研究生课程的具体实施

2.1 基础联系前沿、理论联系临床的教学理念贯穿始终从20世纪50年代开始，神经科学技术的迅猛发展。微观上，人们把对脑和神经系统的研究推进到了更深层次的细胞和分子水平［5］。宏观上，应用脑功能成像技术，实现了对不同脑区大群神经元的活动及其相应投射的实时检测和分析［6-7］。最新的光遗传技术、病毒标记技术等助力人们在神经环路和网络水平对脑的结构和功能有了更为深入的揭示［8］。为此，我们首先以“脑科学的使命与发展趋势”的绪论开题，结合脑科学的发展历程、围绕脑科学基础知识、脑功能、脑疾病、神经网络与人工智能等4个篇章向同学们勾勒出脑科学的理论知识框架体系。

2.1.1 脑科学基础篇以脑的基本结构和功能单位——神经元和神经胶质细胞穿针引线，内容涵盖神经系统的发生发育、神经递质和受体、神经信息的传递及信号转导等，旨在加强学员们的脑科学基础理论知识，为后续的学习夯实基础。需要特别强调的是，在课堂上教员除了向学生讲解基本知识之外，还以多样的形式广泛结合最新的研究动态和进展，培养学员对脑科学基础科研的兴趣，如介绍小胶质细胞与负性情绪的相关研究［9］，将神经生物学的基础理论与高级脑功能相结合，前后呼应。

2.1.2 脑功能篇大脑是人体的最高司令部，掌管着人体的各项高级活动，如感觉、运动、意识、思维、情绪等。在上述脑科学基础知识的讲解基础上，我们讲授高级脑功能的工作原理，重点聚焦感觉与运动、学习与记忆、情绪与奖赏以及睡眠与觉醒等方面。同样，在讲解基本原理的基础之上，教员还会广泛结合自己的研究方向介绍该领域的研究历史、发展动态和最新前沿进展。

2.1.3 脑疾病篇对人类健康影响严重的脑疾病给社会带来了沉重的负担，这是脑科学面临的严峻挑战。为此，在讲授脑科学基础研究的基础上，我们紧密联系临床，讲授与临床密切相关的脑疾病专题，包括慢性痛的发生机制及临床治疗、精神疾病的神经生物学基础及治疗、神经退行性疾病、神经损伤与修复、神经免疫调节、精神性疾病、睡眠障碍、神经干细胞治疗、血脑屏障及其临床问题等等。

2.1.4 神经网络与人工智能篇目前的第三次人工智能浪潮即是对神经系统网络构架的抽象整合，进一步应用计算机的强大计算能力进行数据分析，从而达到机器学习的目的。人工智能正是用机器来实现人类的感知、学习、记忆、逻辑推理、情感、创造等多种活动，为脑科学提供仿真模拟手段、系统与平台，支持科学假设的验证，并为其提供广泛的应用前景［10］。类脑人工智能的人工神经网络从某种程度上将生物神经网络抽象化，从而更简洁的形成层级结构，这对脑科学研究具有很强的借鉴意义。同时，类脑人工智能高度发展，其引申的监督学习以及非监督学习机制可以对神经生物学中的数据进行更深层次的发掘，并且在医学相关领域已经得到了丰富的发展［11］。为此，我们讲授神经网络与人工智能，剖析类脑人工智能与神经生物学之间的相互借鉴关系、区别与联系。旨在使同学们深入理解脑科学与人工智能的交叉融合对探索人类的智能本质的重要研究价值。

2.2 中、英文双语讲授的教学方式有机结合脑科学是21世纪生命科学的领头学科，发展速度日新月异，我们的研究生需要站在国际的舞台上与同行进行交流竞争。在这一形势下，如何提高医学研究生的英文交流水平以及英文写作质量［12］进而提高研究生脑科学研究的国际化水平就显得尤为重要。

2.2.1 英文授课的课前预习为了提高全英文授课的效果，我们要求学员做好课前预习工作。我们推荐学生课前浏览由高等教育出版社出版的“Neuroscience：Exploring the Brain”英文影印版教材的相关章节。该教材图文并茂、语言通俗易懂，非常适合作为英语教学的教材使用［13］。通过预习，同学们一方面对课堂知识内容可以做到事先熟悉，同时对专业的英文词汇也能够提前掌握，以保证研究生在听课的过程中思维连贯，避免生僻的专业词汇的漏听影响学习效果。

2.2.2 英文课件的准备为帮助同学们理解，课件全部采用中英文对照。充分利用多媒体技术和网络教学资源，从课程设计、图片选用、动画制作以及课堂用语等各个方面精心规划，制作图文声像并茂的双语多媒体课件，将知识生动、形象地展示给学生，充分调动学生参与英文教学课堂的积极性。同时，英文讲授时，做到语速适中、抑扬顿挫，语言简洁、通俗易懂。

2.3 传统课堂授课与网络慕课的教学模式交叉使用随着脑科学的飞速发展，互联网的飞速发展使得我们与世界的联系日益频繁，教学也逐渐地被信息技术所深入。加之，传统的课堂教学模式重点关注教师怎样“教”，忽视学生如何“学”，教学效果有时不甚理想［14］。因此，改变传统课堂教学模式，提高教学质量，是当前学校教育教学改革的主要任务，也是我们教研组一直在思考的重要问题。

慕课作为一种新兴的在线教育模式，大大提高了学习的自由度，提高了学习的灵活性和效率［15］。为了提高教学的有效性和趣味性，我们教研组经过充分的讨论和研究，大胆尝试采用传统课堂教学模式与网络慕课交叉结合的方式，取得了良好的教学效果。

2.3.1 网络慕课课程的选择根据课程的具体安排和首次尝试慕课与传统课堂授课教学模式交叉使用的具体情况，我们首先选择《学习与记忆》和《情绪与奖赏》的课程采用网络慕课教学。在整个课程授课结束后，对学员进行无记名问卷调查，收集学员对两种授课模式的反馈情况，认真分析不足和有待改进之处，充分发挥传统课堂和网络慕课的优势，互相补充，相互融合，激发教师教学积极性和学生学习主动性，为更好地提高教学效果、提升教学质量积累经验和教训。

2.3.2 慕课课程的制作慕课的特点是短小精悍，一般的视频时间控制在5～15 min，以方便学员利用碎片化时间进行学习。这就要求教研团队准备大量的教学素材，对教学框架进行精心的编排和设计，反复揣摩知识点的切分。为了在有限的时间内高效地传达知识点，我们要求教员达到“篇无废句、句无废词、词无废字”的授课原则。同时，除了视频讲授之外，我们还设计讨论、作业、评价以及反馈等一系列教学过程，授课教师及团队进驻讨论区，与学员讨论，为学员答疑解惑，实现在线的面对面的师生沟通和交流，提高教与学的效率和质量。

3 结 语

经过我们教研室在教学过程中不断的实践尝试和探索，也正是乘着人类脑计划的发展契机和东风，构建了一套脑科学基础与前沿的研究生课程新体系。在课后的满意度调查问卷中，我们这种基础联系前沿、理论联系临床的教学理念，中、英文联合讲授的教学方式，传统课堂与网络慕课相结合的教学模式深受同学们的认可和欢迎。我们将在后续的教学过程中不断地实践探索、总结经验，为培养高素质的脑科学创新型人才继续奋斗。