“由因到果”思維在醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

孫定亞，林俊健，李政灝，邵 麒△

(1海軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)教研室， 上海 200433； △通訊作者)

神經(jīng)系統(tǒng)是生物體最復(fù)雜、最神秘的部分，也是當(dāng)今生命科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域[1]。醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)是一門專門講解神經(jīng)系統(tǒng)基本構(gòu)成和運(yùn)行原理以及神經(jīng)系統(tǒng)疾病發(fā)生、治療原理的課程。醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)的開設(shè)，既有助于學(xué)員后續(xù)進(jìn)一步學(xué)習(xí)神經(jīng)病學(xué)、精神病學(xué)等臨床課程，同時有助于學(xué)員了解科學(xué)前沿、熟悉科研思路和研究方法。在我校醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)的授課要求中，教員既需講解經(jīng)典理論，又需注重介紹前沿進(jìn)展；既需闡述神經(jīng)系統(tǒng)工作的生物學(xué)原理，又需結(jié)合生物學(xué)原理講解在神經(jīng)系統(tǒng)疾病診治中的應(yīng)用。同時，醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)的授課內(nèi)容建立在前期解剖學(xué)、生理學(xué)等課程的基礎(chǔ)上，有助于學(xué)員在新的視角上深入理解已學(xué)知識，特別是各學(xué)科基礎(chǔ)知識理論在一個系統(tǒng)的綜合運(yùn)用?？傊?，醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)這門課程對學(xué)員由分散到系統(tǒng)、由“記憶”到“運(yùn)用”地認(rèn)識知識本身、提高學(xué)習(xí)能力具有十分重要的意義。

醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)作為一門綜合性課程，教學(xué)內(nèi)容涉及從基礎(chǔ)到臨床多個學(xué)科，講解一個功能往往從分子機(jī)制一直延伸到臨床應(yīng)用，許多前沿領(lǐng)域甚至尚無定論，需參閱最新文獻(xiàn)介紹各家學(xué)說。教員采用一般的講授式教學(xué)往往因內(nèi)容龐雜，邏輯關(guān)系復(fù)雜，導(dǎo)致學(xué)員難以理解記憶，而采用討論式教學(xué)則難以在有限的時間里傳遞出足夠信息，失去了開設(shè)這門課程應(yīng)有的廣度和深度[2,3]。有鑒于此，探索總結(jié)一些高效的授課方法對于上好醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)這門課程具有重要意義。在日常教學(xué)過程中，筆者總結(jié)認(rèn)為采用“由因到果”的思維方式授課，引導(dǎo)學(xué)員抓住本質(zhì)，進(jìn)而依照事物間的先后關(guān)系、主次關(guān)系進(jìn)行推演認(rèn)知，可以很好地理清邏輯、抓住重點(diǎn)，取得了較好的授課效果，現(xiàn)就醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教學(xué)中存在的問題、“由因到果”思維在醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用和意義談一些個人的思考和體會。

1 醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教學(xué)中存在的困難

1.1 課程內(nèi)容相對混雜

醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)是一門綜合性課程，教學(xué)內(nèi)容涉及解剖學(xué)、組織學(xué)與胚胎學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生理學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，同時與神經(jīng)病學(xué)、精神病學(xué)等臨床學(xué)科聯(lián)系緊密[4]。教員介紹某一神經(jīng)功能，如感覺功能，需要包含解剖學(xué)的各種感覺的上行傳遞通路、生理學(xué)的感覺產(chǎn)生的感受器機(jī)制、組織學(xué)與胚胎學(xué)的感覺系統(tǒng)發(fā)育過程、細(xì)胞生物學(xué)的電活動的離子通道基礎(chǔ)等生物學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容，相應(yīng)的感覺障礙性疾病的臨床內(nèi)容以及神經(jīng)生物學(xué)特色的神經(jīng)信息的處理和感覺產(chǎn)生的調(diào)節(jié)等內(nèi)容。本門課程的綜合性決定了其課程內(nèi)容是多學(xué)科的融合。如果學(xué)員前期基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，同時教員的講解較零散，其結(jié)果將是學(xué)員無法形成一個完整的系統(tǒng)認(rèn)知，最終難以掌握相關(guān)內(nèi)容。

1.2 單次教學(xué)層面較多

醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教學(xué)中要求系統(tǒng)、立體地介紹某一神經(jīng)功能的基礎(chǔ)與臨床。一次典型的授課包括某功能的特征定義、產(chǎn)生機(jī)制、調(diào)控方式、生理意義、相關(guān)疾病診治等內(nèi)容，涉及生物學(xué)現(xiàn)象、機(jī)制和臨床應(yīng)用等多個層面。不同的教學(xué)層面內(nèi)容有各自的講解邏輯和重點(diǎn)內(nèi)容，具有相對獨(dú)立性。如果缺少有效的邏輯聯(lián)系容易被認(rèn)為是不同的部分，使學(xué)員感到教學(xué)內(nèi)容繁多，且缺乏關(guān)聯(lián)。如何使多層次的教學(xué)內(nèi)容變得統(tǒng)一，是教學(xué)實(shí)踐中值得探索的問題。

1.3 教材內(nèi)容存在不足

醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)是一門新興的前沿學(xué)科，許多教學(xué)內(nèi)容尚未研究透徹。而目前使用教材的部分內(nèi)容仍舊停留在現(xiàn)象和過去的認(rèn)識，與現(xiàn)有進(jìn)展有所脫節(jié)。一方面，教員需要引導(dǎo)學(xué)員認(rèn)識到這些局限性，同時結(jié)合最新研究進(jìn)展進(jìn)行補(bǔ)充甚至更正；另一方面，這些新的內(nèi)容絕大多數(shù)并不背離神經(jīng)生物學(xué)的原有理論特別是基本理論，教員通過合適的引導(dǎo)可以實(shí)現(xiàn)新進(jìn)展與舊有內(nèi)容的合理耦連，成為連貫的整體。在新內(nèi)容的介紹中，既使學(xué)員對神經(jīng)生物學(xué)的新進(jìn)展感到振奮，又不輕視教材中的“舊”理論，這是對教員授課內(nèi)容組織邏輯的考驗(yàn)。

1.4 科研思維方式多樣

作為前沿學(xué)科和具有拓展性質(zhì)的課程，醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)課堂教學(xué)中對介紹科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程、培養(yǎng)學(xué)員科研思維格外重視[5]。重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)往往與科學(xué)家不同于常人的思維方式密不可分，一個個充滿奇思妙想的科研事例對于開拓學(xué)員的思路、激發(fā)興趣幫助極大。多樣的科研思維雖然對啟發(fā)學(xué)員有益，但同時也令學(xué)員感到科研發(fā)現(xiàn)具有很強(qiáng)的偶然性或需要極強(qiáng)的天賦，反而亂花迷人眼，失去了甘于寂寞、刻苦不懈的基本科研心態(tài)養(yǎng)成。后人的發(fā)現(xiàn)都是站在前人的肩膀上，科研發(fā)現(xiàn)離不開基于已知理論的邏輯推理演繹過程。教員在授課中將不同的科研實(shí)例講述統(tǒng)一到基本的科研思維策略上，對于幫助學(xué)員建立扎實(shí)、普適的科研思維十分重要。

2 “由因到果”思維在醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

筆者通過結(jié)合醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)中常用的功能講解方式，即核團(tuán)-細(xì)胞-分子三層次講解，探討“由因到果”思維在其中的運(yùn)用。

2.1 核團(tuán)層面的因果思維

核團(tuán)是神經(jīng)元胞體聚集區(qū)，是大腦特色性的功能結(jié)構(gòu)單位。單個核團(tuán)大多與某些特定功能高度相關(guān)，甚至是主要承擔(dān)者，如視交叉上核與晝夜節(jié)律相關(guān)，杏仁核與恐懼相關(guān)等。在醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)授課過程中，講解某一功能的最淺層次便是相關(guān)核團(tuán)有哪些，執(zhí)行這一功能的核團(tuán)間的神經(jīng)環(huán)路是怎樣的。由于高級功能的相關(guān)核團(tuán)往往較多，環(huán)路聯(lián)系復(fù)雜，學(xué)員難以長久記憶。教員運(yùn)用因果思維，以核團(tuán)為“因”，高級功能為“果”，將授課重心聚焦在主要承擔(dān)該功能的核心核團(tuán)上，其他非主要核團(tuán)通過環(huán)路連接影響該核心核團(tuán)而具有影響該高級功能的作用。這樣有助于學(xué)員認(rèn)清主次，并具有自主推理能力，特別是高級功能間的相互影響，這種相互影響很大程度上是各自功能承擔(dān)核團(tuán)間存在環(huán)路聯(lián)系。如A核團(tuán)與X功能高度相關(guān)，B核團(tuán)與Y功能高度相關(guān)，B核團(tuán)通過環(huán)路連接可以影響A核團(tuán)，便很容易推導(dǎo)出B核團(tuán)可能影響X功能，而Y功能與X功能間存在聯(lián)系，也就是核團(tuán)間的聯(lián)系是“因”，功能上的聯(lián)系是“果”。

值得指出的是，核團(tuán)與特定功能的聯(lián)系不是永久不變的。對于一些經(jīng)典結(jié)論，一般相對穩(wěn)定，但對于一些前沿領(lǐng)域，如精神疾病，可能隨著對某功能的深入研究發(fā)現(xiàn)更重要的相關(guān)核團(tuán)。這要求教員應(yīng)當(dāng)時刻關(guān)注學(xué)科前沿，更新自己的知識庫。

2.2 細(xì)胞層面的因果思維

細(xì)胞是生物體的基本構(gòu)成單位，比核團(tuán)層面更進(jìn)一步接近生物學(xué)真實(shí)運(yùn)行機(jī)制。一種類型細(xì)胞往往具有特定的功能，明確一個神經(jīng)信號在細(xì)胞間的傳遞過程往往便可確認(rèn)該信號的下一步作用，即由前一個細(xì)胞的“因”到后一個細(xì)胞的“果”。如A核團(tuán)谷氨酸能神經(jīng)元發(fā)出的神經(jīng)信號傳遞到B核團(tuán)的GABA能神經(jīng)元，再進(jìn)一步傳遞到C核團(tuán)，則A核團(tuán)很可能發(fā)揮了激活B核團(tuán)，從而抑制C核團(tuán)的功能。如果學(xué)員熟悉神經(jīng)系統(tǒng)主要的神經(jīng)元類型和功能模式，便可以推理出核團(tuán)間的相互作用。此外，一個核團(tuán)中常擁有多種類型神經(jīng)元，從細(xì)胞層面的因果關(guān)系推理，有助于學(xué)員理解同一核團(tuán)通過不同投射對其他核團(tuán)產(chǎn)生的復(fù)雜作用。

同時，細(xì)胞層面的因果關(guān)系也沒有深入本質(zhì)，如同一種神經(jīng)遞質(zhì)可能因?yàn)橄掠渭?xì)胞受體類型的不同產(chǎn)生完全相反的作用。我們在授課過程中需要注意這種因果聯(lián)系的局限性，避免引導(dǎo)學(xué)員在細(xì)胞層面形成固化認(rèn)識。

2.3 分子層面的因果思維

分子層面是生物體運(yùn)行機(jī)制的最底層，是真正的“因”。分子的功能一旦確定基本是穩(wěn)定的，“由因到果”思維方式在分子層面能真正搭建起神經(jīng)功能的支柱。如分子層面因果關(guān)系是對某一類型神經(jīng)細(xì)胞功能多樣性的最好解釋：A細(xì)胞表達(dá)X分子，對B細(xì)胞和C細(xì)胞功能不同是因?yàn)楹髢煞N細(xì)胞分別表達(dá)可以與X分子相互作用的Y分子和Z分子。如果可能，我們應(yīng)當(dāng)盡量在分子層面闡釋某一神經(jīng)功能，由分子層面論證細(xì)胞層面，再進(jìn)一步論證核團(tuán)層面。這樣不僅真正基于生物學(xué)的本質(zhì)搭建了穩(wěn)定的神經(jīng)功能理論體系，也有助于學(xué)員理解生物學(xué)研究者對微觀的重視，深刻認(rèn)識到分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)作為現(xiàn)代生命科學(xué)最基本支柱的意義。

3 “由因到果”思維在醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教學(xué)中的意義

3.1 深化理解

將“由因到果”思維應(yīng)用于教學(xué)，教員在備課中通過系統(tǒng)性重新組織教學(xué)內(nèi)容，抓住根本立足點(diǎn)，步步演繹論證，形成一條因果關(guān)聯(lián)明確的主線。這樣將多層次、多學(xué)科、多種科研思維方式混雜的神經(jīng)功能講解變?yōu)樽裱旧窠?jīng)生物學(xué)原理、基于分子功能的可推導(dǎo)的認(rèn)識體系，將對學(xué)員深刻、系統(tǒng)理解相關(guān)內(nèi)容十分有益，尤其從分子基礎(chǔ)出發(fā)，直面生物學(xué)的本質(zhì)，達(dá)到“還原論”的頂點(diǎn)，可以說真正講透了知識[6]。

3.2 簡化記憶

通過因果關(guān)聯(lián)重組知識點(diǎn)，學(xué)員只需記憶關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)便可推理整個知識體系，無疑將極大減少記憶量。同時，有序的因果推理知識體系相較無序的零散知識點(diǎn)集合也更加便于記憶。通過不斷應(yīng)用相同的推理體系，有助于學(xué)員形成習(xí)慣性的理解記憶方法，在學(xué)習(xí)時便注意抓住“因”的部分，主動推理出“果”，學(xué)習(xí)過程中簡化記憶。此外，對一門課程而言，許多不同神經(jīng)功能的“因”可能是類似甚至相同的。這樣對整門課程而言，知識記憶量更是極大減少，神經(jīng)科學(xué)不再繁復(fù)神秘，而是脈絡(luò)清晰、基石分明，這將提高學(xué)員學(xué)好本門課程的信心。

3.3 培養(yǎng)哲學(xué)思維

因果關(guān)系是事物間的基本聯(lián)系之一，這種關(guān)系在一個相互作用的系統(tǒng)中是理解各個事物角色的關(guān)鍵。作為一門擔(dān)負(fù)著科研思維培養(yǎng)的前沿課程，教員在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)員運(yùn)用從現(xiàn)象究問本質(zhì)、通過因果關(guān)聯(lián)化繁為簡、抓住事物主要矛盾等哲學(xué)思維理念有助于培養(yǎng)哲學(xué)素養(yǎng)，對于其未來從事研究或臨床工作都具有重要意義。哲學(xué)理論不是空洞的，而是切實(shí)可以指導(dǎo)實(shí)踐的普適規(guī)律。授課中有目的地提出、使用哲學(xué)理念方法，將有效提高高校教員的授課效率和效果。作為一門綜合性課程和前沿學(xué)科，醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)的授課不易做到難易兼顧、新舊兼具。筆者在本文中探討了運(yùn)用“由因到果”思維整合教學(xué)內(nèi)容，使授課既讓學(xué)員容易接受、又可以遵循舊有脈絡(luò)延伸到前沿。在實(shí)際授課中，運(yùn)用該方法有效降低了課程內(nèi)容理解難度和記憶難度，學(xué)員反饋良好。優(yōu)化醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教學(xué)策略和方法，提升教學(xué)效果，培養(yǎng)更多掌握神經(jīng)科學(xué)知識理念的醫(yī)學(xué)和生物學(xué)人才，對提高我國神經(jīng)科學(xué)研究水平具有重要意義，值得廣大教員不斷探索。