指导医学生完成国家大学生创新性实验计划的体会与思考

郭 春,张利宁

(山东大学医学院免疫学研究所,山东 济南 250012)

2007年6月,教育部正式启动了“国家大学生创新性实验计划”,国家大学生创新性实验计划推广研究性学习和个性化培养的教学方式,激发了大学生的创新热情。《国家大学生创新性实验计划行动指南》指出:计划的实施,旨在探索并建立以问题和课题为核心的教学模式,倡导以本科学生为主体的创新性实验改革,调动学生的主动性、积极性和创造性,激发学生的创新思维和创新意识,逐渐掌握思考问题、解决问题的方法,提高其创新实践的能力[1]。

山东大学医学院2004级吴南等4位七年制学生组成团队,向学校申请了国家大学生创新重点项目“肿瘤局部缓释化疗联合纳米免疫佐剂NCPP对黑色素瘤的治疗效应及机制研究”,并先后获得校级、省级、国家级大学生创新课题项目资助。在医学院免疫所实验室的全力支持下,经过4位学生和指导老师的密切协作,顺利完成了该项课题,并获得了一些有意义的结果,在核心杂志发表论文2篇。以下笔者谈谈其中的一些经验和体会。

一、如何选题

山东大学医学院免疫所在免疫学课程中一直推行“多轨制教学法”,“多轨制教学法”一个重要内容是考核学生学习和素质的多途径。完成理论学习后,学生需要根据教师指导自主选择感兴趣的研究课题并组成研究小组,在课余时间完成收集资料、制作课件,最后参加由免疫所老师和所有学生组成的答辩委员会进行现场汇报和现场答辩,最终根据课件制作水平、表达能力、团队精神等综合评分,占总成绩的15%。国家大学生创新性实验计划下达时,适逢该班级刚完成免疫学答辩,吴南等四位学生的答辩题目均和肿瘤免疫相关,于是这四位学生就组成团队,研究方向初步定为肿瘤免疫。但是具体研究什么课题呢?指导教师张利宁教授和四位学生经过认真讨论,选择了“肿瘤局部缓释化疗联合纳米免疫佐剂NCPP对黑色素瘤的治疗效应及机制研究”作为研究课题。选择该课题有以下原因:(1)和课题组现有研究方向相近,有一定的研究基础,便于计划顺利实施;(2)该项目难易适中,适应他们没有科研背景的情况;(3)该项目主要为动物实验,时间安排比较自由,动物喂养及给药均可在中午或晚上实施,方便安排理论课的学习。该项目先后获得了校级、省级和国家级大学生创新性实验项目的资助,说明了我们的选题的科学性。

二、如何顺利完成项目

一个项目的顺利实施,需要多方面条件的配合与协调。包括实验时间、人员安排、实验场地及设备、实验资源等。本科生完成课题与研究生有很多不同之处,他们大部分时间要完成理论课的学习,只能在理论课学习之余进行实验;同时他们没有专门的科研训练,对仪器的使用和实验技术的掌握都严重不足。为了完成该项目,达到激发学生的创新思维和创新意识、提高创新实践能力的目的,我们进行了以下工作:

(一)时间安排。

该课题的计划时间是1年,由于学生正好处于四年级,是课程最繁重的时候。为了协调理论课和实验,我们必须采取弹性工作制,将主要实验内容安排在中午、晚上和周末。细胞培养、注射成瘤、给药、动物饲养等,这些实验对时间要求比较宽松,根据课程安排每天抽出1小时左右即可完成。后期动物解剖、免疫组化、血清学检测等实验,每次需要半天至1天,但前后联系不紧密,我们就尽量安排在周末进行。这样,有效避免了主要实验都是指导教师完成、学生只能少量参与这种越俎代庖的现象,使学生能够对实验全程进行参与并对结果负责,接受到充分的科研素质训练,提高他们的科研水平。

(二)人员安排。

因为实验在免疫所实验室进行,实验室有30多位富有科研经验的研究人员长期工作,发现问题学生们可以随时向他们请教。由于许多实验,例如细胞培养、动物饲养等1-2人操作就足够了,因此4位学生内部也进行了分工:洪海洁和何婧主要负责细胞培养、给药、血清学检测等实验,吴南和武文亮学生主要负责动物饲养、动物解剖、免疫组化等实验。但是分工只是相对的,每部分实验开始笔者都要对4位学生进行集中培训指导,保证每个人都能掌握实验技术,即使有人时间无法安排,其他人可以随时替补完成预计实验内容。

(三)场地安排。

场地我们有两个选择:一个是山东大学医学院专门为本科生安排的本科生创新性实验平台,平台为学生提供了常规实验仪器、联网及其他科研活动需要的条件。另一个就是免疫学研究所的实验室。经过考虑,我们选择了免疫学研究所的实验室,主要是基于以下考虑。(1)免疫所实验室是专门的科研实验室,拥有完备的设备、材料、网络等条件;(2)免疫所实验室有大量科研人员可以随时对学生进行科研指导;(3)可以保证指导教师和学生每天进行面对面的交流,随时讨论和解决实验中发现的问题;(4)在实验室,他们可以充分融入课题组,参与课题组组织的各种学术活动,包括每周的例会,学术讲座等。虽说本科生进研究所存在如监督管理困难、挤占设备和场地等很多问题,但我们认为在专业实验室他们能够受到更好的科研素质培训,更符合国家设立大学生创新性课题的初衷,上述困难通过加强培训、有效协调、增加设备等方法可以得到解决。我们发现,一旦这些大学生进入课题组,他们就已经具备了与研究生类似的进行科学研究所需要的环境和工作平台,从而大大提高了学生的科研责任感,他们会用一名标准的科研人员的态度完成每次实验的准备、操作、结果分析等过程。而不是像实验课上被动的完成规定的实验,很少进行思考。

(四)资源安排。

该项目先后获得了校级、省级和国家级大学生创新性实验项目的资助,获得资助约1万元,但这些还是不够完成整个实验。由于该项目选题和张利宁教授课题组科研方向是一致的,可以作为课题组科研方向的一部分,科研成果可以共享,因此该项目得到张利宁教授的大力支持,由课题组负担了经费的不足部分。

三、创新性思维的培养

对于本科学生而言,实施国家大学生创新性实验计划的主要目的是对学生进行创新思维的训练,是以项目为载体,使学生通过模拟研究者的研究活动,面向问题,在真实的环境中,综合运用所学知识,在教师的辅助下,独立地发现问题、提出问题、收集资料、分析归纳,从而提出解决问题的路径和方法的过程,是探究式学习的主要方式之一[2]。

对吴南等几位学生来说,一切对他们来说都是全新的,一切都要从头学起。前期的选题很大程度上是在导师的指导下完成的。但是在实验进行的过程中,他们不仅在认真学习各种实验技能,同时还针对实验中出现的问题不断的进行思索。例如免疫组化实验中,开始几次总是发现切片中出现大量非特异性着色。几位学生经过不断的查资料,反复实验,认为是黑色素瘤内的色素影响了结果,并摸索出了正确的解决方法。实验后期,他们又提出新的想法:该疗法既然对黑色素瘤有效,是否对其他肿瘤也有类似的效果呢?经过进一步查阅文献,他们将原有实验方法进行改良,针对肝癌重新设计了新的研究计划并进行了相关研究,得到了非常好的实验结果。从中可以看出,即使经过短时间系统的科研训练,也能使学生的创新能力和综合素质得到明显的提高,同时也培养和锻炼了他们的团结协作的精神。

国家大学生创新性实验计划的整体实施,对于学校、教师和学生都是一个难得的机会,但是该项目的实施还仅局限在少数学生中,如何在大班教学中加强对学生创新能力的培养及综合素质的提高,还是一个有待探索与实践的问题。山东大学医学院目前在多个实验教学平台设立了大学生创新实验室,提供常规设备和其他科研活动所需条件,安排专门的指导教师进行指导。这应该是为更多大学生能够走进实验室进行的非常有益的尝试。

[1]中国国家教育部.国家大学生创新实验计划指南[Z].2007,6.

[2]何玉玲,王 岚,李 莉,等.国家大学生创新课题学生创新理念培养初探[J].中国高等医学教育,2011,4:35-36.