谢真，杨亮，3，杨清湖，3*

（1.延安大学生命科学学院；2.延安大学多肽资源药物研究中心；3.陕西省区域生物资源保育与利用工程技术研究中心，陕西延安 716000）

21世纪以来，神经生物学和人工智能飞速发展，使世界各国对神经生物学的重视程度大大提高。从2013年美国启动脑计划开始，欧盟和日本也相继启动了人类脑计划和脑/思维计划[1]。2021年初，科技部网站公布信息，将科技创新 2030—“脑科学与类脑研究”重大项目 2020 年度项目申报指南公开征求意见，正式拉开了中国脑计划的序幕，旨在推动对大脑基本规律的理解，同时利用神经科学的基础研究为一些紧迫的社会及经济需求服务，预计在脑认知、脑疾病早期诊断与干预、类脑智能器件3个前沿领域取得国际领先成果[2]。然而，与年龄增长相关的神经系统疾病，例如，阿尔茨海默病的发病率也逐年升高[3]。这些神经系统疾病已经成为了不可忽视的社会问题，给社会和家庭带来了沉重的负担，且目前没有特效药。神经生物学结合了电生理、生物化学、基因编辑、遗传学和神经药理学等手段从分子细胞和个体水平对神经系统的功能机理进行研究，是解析神经系统疾病发病机制和治疗策略最为基础也是最重要的手段。因此，神经生物学课程设置的重要性不言而喻。

然而，不同于细胞生物学、生物化学与分子生物学、遗传学等专业必修基础课程，综合性大学本科阶段，“神经生物学”无论是必修还是选修课程的开课率都不高，随着神经生物学的发展当前一些院校逐步在本科阶段开设神经生物学课程[4]。基于研究生以研助学的培养方式，研究生在校期间的主要任务是科学研究，故而在课堂上参与积极性并不高，且不大可能像本科期间一样花费大量的时间做课前预习和课后复习。那么，如何在有限的课堂教学时间内激起学生的学习兴趣与热情便成了研究生神经生物学教学改革之路的一大重点与难点。

因此，聚焦前沿，融合基础，理论实践相结合，丰富教学内容；建立三位一体评价方式，剖析科研为导向的研究生培养模式下“神经生物学”改革势在必行。

一、科研为导向的研究生培养模式

神经生物学的发展关系到人类的身心健康和智力水平，神经生物学研究将直接关系到人口素质和民族智力，具有重要的社会作用。研究生是神经生物学研究的主力军，研究生科研水平直接关乎神经科学的发展水平。科研为导向的研究生培养是将科学研究融合在基础知识、实验方法、文献解读、课题探讨等过程中，是当前研究生培养的重要方式。这种培养模式既能提升研究生的实验技能和科研素养，更能为科研工作和未来职业发展打下坚实基础。

研究生是教师科研思想的践行者和发扬者，是科研事业发展的中坚力量，更是国家高端储备人才。导师是研究生进入科学殿堂的敲门砖和风向标，但在学生进入课题组后导师并不会从基础知识和基本实验技能开始言传身教，更多的是传授科研思想。所以，在研究生正式开展自己科研课题时，在课堂上再次巩固基础知识，学习相关基本实验技能，接触前沿文献，了解并实际操作高端仪器是以当今科研为导向的研究生培养模式必不可少的环节。神经生物学研究日新月异，随着新技术的产生，涌现出越来越多的新知识和新思想，是科研为导向的研究生培养模式的模板课程。

二、聚焦前沿，混合式课堂教学改革

研究生专业课课堂不同于本科，主要以小班教学为主，且学生本科期间基础知识背景和研究生期间科研方向各不相同，而神经生物学是一门交叉性较强的课程，需要学生既具备分子生物学、细胞生物学等生物学相关背景，更要求学生对动物生理学、解剖学等有一定的了解[5]。此外，神经生物学的发展极为迅速，每天都有一些新知识出现。这些特点决定了研究生神经生物学教学课堂有别于本科期间照本宣科式对基础知识讲解，需要紧跟神经生物学前沿动态，适时调整授课内容。当然这并不是否认基础知识的重要性，只是在研究生授课过程中降低基础知识讲解的比例，采取40%基础知识专题化、40%前沿文献学习、20%实验仪器演示与操作的混合式课堂教学模式。

（一）搭建神经生物学基础知识专题化

神经生物学基础知识体系是神经科学研究的基石。引导学生从分子细胞水平理解神经系统的功能活动与意义：进化与发育 、遗传与环境对脑的影响，对行为、语言、情绪、注意等脑的高级功能活动进行深入浅出的介绍。内容结构上，在介绍神经系统基础知识的同时，适当减少细胞和分子生物学的基础理论及研究方法等方面的内容，增加以行为、整合等神经机制为主体的应用研究成果和科学前沿进展，注重基础与科学前沿的联系。

神经生物学课程中涉及大量微观形态变化，涉及大量可视化检测方法与手段等，具有复杂、抽象、不容易理解等特点[6]。简单对着书本或PPT讲解很难让学生理解，甚至会使学生丧失兴趣。借助互联网资源，例如，各大视频网站、慕课等教学平台下载一些生动有趣的教学动画，在播放动画的同时教师进行讲解和补充说明，使学生逐渐从抽象概念思维到眼见为实转换，既能激发学生的学习兴趣，也能使讲解更加明了易懂。最后，在每堂课的末尾，将课程内容以“师生”和“生生”间问题讨论的形式展开，提升学生在课堂上的参与度，提升学生的学习热情，也能使学生回顾整堂课的内容，对知识进行再一次巩固。

神经生物学基础知识的讲解以专题化为主，将行为、认知、情感等动物行为与神经发育、可塑性构筑、神经环路等神经生物学知识点融合，搭建行为与经典知识和新知识结构巧妙衔接的专题化课程体系。此外，在专题设计和选择方面充分考虑学生的知识背景，并结合文献报道的一些新知识。通过不同专题使学生系统深入地了解和掌握神经生物学的基础知识体系，提升学生的思考认知能力。

（二）聚焦前沿，提升思维

借助小班教学优势，在开课前了解每位学生对自己科研方向的理解以及对神经生物学的认知。后续备课过程中，在讲解神经生物学相关基础知识的同时，穿插介绍与各个科研方向相关的神经生物学前沿进展和实验技术，在学以致用的基础上引导学生了解学科基础知识和前沿，激发学生的学习积极性。

同时，神经生物学的研究进展更新较快，书本上的知识可能不足以全面准确地加以概括。例如，神经发育章节关于成年人脑内是否有新生神经元的观点至今仍争议不断。1928 年，神经科学界公认的有史以来神经解剖学家卡哈尔曾声称“对成年人来说，神经路径是固定的，有尽头的，并且不可改变的，一切都会消亡，不可能重生”。而20 世纪80 年代，科学家证明了成年人每天能够产生数百个新的神经元，并让人们燃起了增加成年神经元产生对癫痫和阿尔茨海默病等脑部疾病治疗的新希望。2018 年 Alvarez Buylla 等人发表在国际著名期刊Nature杂志上的论文表示，人类在出生后没有明显神经生成活动，再一次挑战了人们对成人神经生成的理解[7]。然而，一年后Moreno-Jiménez 等人在另一本国际权威Nature Medicine上发文表示，优化了前人的检测条件后证实了成年人海马脑区存在大量的新生神经元[8]。这一例子使学生了解成年人脑内是否存在神经生成目前仍未知，也使他们认识到人类对自然科学的探索总是在曲折中前进，在做科研时要富有探索精神，敢于挑战权威，不能盲目相信书本知识。同时，教师也能通过前沿文献学习完善自身知识体系，实现教学相长。

除了结合当前最新文献知识在理论层面引导学生掌握神经科学动态，还需让学生融入其中，从作者角度解析文献。一方面掌握作者的实验思想，另一方面培养学生对知识的解析。在此过程教师引导学生进行思考，提出自己的见解，与学生进行讨论，从而提高学生的自我认知水平和知识体系搭建能力，为自身未来的科研或工作打下坚实基础。

（三）实验仪器操作与演示——理论实际相结合

神经生物学实践对实验设备的依赖性较高，需要诸如激光共聚焦显微镜、膜片钳等大型仪器将微管神经结构可视化和量化，这就需要研究生熟练掌握和使用大型仪器设备。另外，研究生作为教育体系中最高层次的教育和科学研究的主力军，能否熟练掌握科研仪器设备的科学原理和操作技能关系到研究生培养质量。

然而神经生物学课程多针对研究生一年级同学开设，这个阶段的学生处于刚刚从本科填鸭式课堂学习进入自主学习实验技能和科研思维的阶段。此外，在基础知识和前沿文献学习过程中，涉及实验仪器与技术时大多处于一知半解状态。因此，带领学生了解和实际操作学院各科研平台上较为高端且在各个研究方向都可能会涉及的大型仪器，并进行实验技术教学（例如：流式细胞仪、实时荧光定量PCR仪、激光共聚焦显微镜、膜片钳电生理、细胞培养相关实验仪器与技术）对提升学生的综合应用能力和科研素养[9]，相当有必要。一方面课堂集中授课讲解大型仪器的原理和使用规范；另一方面指导学生进行实际操作演练，在实际操作过程中进一步讲解大型仪器原理和使用规范。最后，利用具体实例综合利用多种大型仪器设计试验方案，带领学生利用大型仪器平台进行多元化思考。此过程不仅能为学生的科研之路助力，增加学生的学习热情与积极性，更能加深学生对课堂上知识的理解。

三、构建“三位一体”考核方式

考核是对课堂知识学习效果的量化评判，也是学生对知识掌握程度的直接体现，是组织单位对课程实施效果的评定依据。当前研究生大多是完成导师的科研任务，对基础知识的掌握较弱，而神经生物学的研究内容和知识体系与我们的日常生活密不可分，体现在生活中的方方面面，诸如精神病患者、老年痴呆患者等，因此学好学懂神经生物学对了解我们自己极为重要。

采取课堂表现、卷面考试及课堂展示（presentation）三位一体的方式评价研究生的学习效果。课堂教学过程中穿插讨论环节，一方面了解学生对知识的理解，另一方面促使学生加深理解，进而评判学生的课堂表现。万丈高楼平地起，对基础知识的牢固掌握是课程学习最基础也是最重要的环节。考试是检测学生对基础知识掌握程度最直观有效的方式。考试应以两个方面为重点：第一，通过名词解释类题型考查学生对基础知识和概念的掌握情况；第二，以实际科研课题为蓝本，融合各个实验技术，设计开放式探索题目，考查学生对各方面知识的触类旁通能力。课堂展示方面，教师可根据学生的研究方向布置相应的神经生物学方向的前沿高水平文献，让学生在精读文献的基础上讲解文献的研究思路以及文献中的研究思路和实验技术对自己的科研启发。通过结课考试考查学生基础知识掌握情况，通过课堂展示考查学生融会贯通和逻辑思维能力，既没有过多增加学生的负担，也达到了全面考查学生学习效果的目的。

四、结束语

本文探讨了在研究生以科研为主的培养和考核模式下，传统的教学方式应当做出的适应性变革，并围绕神经生物学课程对这一教改思想进行了阐述。将基础知识、前沿进展和实验仪器及实验方法的讲解与演示融合到研究生神经生物学的课堂教学中，将知识传授、素质提高和能力培养贯穿于教学的全过程，是研究生课程教学改革至关重要的方式方法。