姚静,周建平
中国药科大学药学院 (南京 210009)
“国家大学生创新性实验计划”是由教育部启动,以本科学生为主体的研究性学习和个性化培养的教学方式,旨在探索并建立以问题和课题为核心的教学模式、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[1-3]。大学生创新性训练计划项目是国家推行素质教育的又一有力举措,在课程教学的基础上,用于全面培养创新型人才。通过创新训练项目,让学生提早接受科研训练,并将课堂知识应用于实践,巩固知识,多途径扩展知识面,激发大学生的创新意识,是提高大学生实践能力的有效途径[4-5]。笔者近五年指导完成了3项国家级和省级大学生创新训练计划,结合多年大学生创新项目实践,本文初步总结了大学生创新训练项目选题与实施过程中的体会与建议。
国家大学生创新课题的选题是科研工作的第一步,也是非常重要的一步,直接决定了大学生能否通过合理的课题设置得到真正的全方位的综合训练。针对药学专业的本科学生,课题选择应该兼顾以下几个方面[6-7]:
选题应该具备充分的立项依据和科学研究价值,符合自然科学的发展原则。对于大学生自选课题项目,选题可以是针对某一重大科学问题或某一制剂、剂型的瓶颈问题提出合理的改进措施,并结合文献研究基础、前期实验研究数据,甚至是结合多学科的理论与思想,提出独特的、大胆的设想或解决方案;也可结合一些医疗相关的社会问题,提出更具实用性的课题。而对于导师指导项目,指导教师在选题时应充分考虑大学生现有的科研素质与水平,由于部分创新小组成员是大一或大二的学生,暂时还没有接触过专业课程或专业实践课程方面的训练,太前沿、难度过大的课题,不仅不能让大学生真正体验科学研究的过程,亦有可能因为大大超出他们的解决能力,而打击学生的积极性和对科研的热忱。
大学生创新能力和创新意识培养是国家大学生创新训练计划项目的核心目标之一。在传统的教育模式下,大学生习惯于死啃书本,或在指导教师设定的程序下获得知识,创新能力和创新意识相对薄弱,存在缺乏创新思维、创新观察力、创新毅力和创新兴趣等问题[8]。课题的选择应具有一定的探索精神,不应是指导教师已完成或即将完成的已具有完备解决方案与方法的研究课题,虽然对于本科学生来讲,这样的课题同样可以让他们收获很多实践经验,亦可使科研思维得到较好地锻炼,但更多的,他们的工作类似于实验助手而已,缺乏主动性和能动性,与常规课程教学无异,对学生的创造性和创新能力的培养有限。因此,在课题选择时,可以考虑选择指导教师已获批准的省部级以上科研项目的子项目,这类项目的立项依据、研究价值与创新性已经被同行专家评估认可,因此,选择项目中拟解决的关键问题之一作为大学生创新课题的研究题目较为适合,一方面课题具有一定的挑战,符合大学生创新训练计划的宗旨;另一方面课题可行性在项目立项时已得到初步论证,更有利于保证课题的顺利完成,例如,笔者参与指导的2008年国家级大学生创新训练计划“三明治式抗肿瘤基因靶向载体技术的研究”即是国家自然科学基金项目的子课题,该创新项目以创新小组成员为第一作者在国内核心期刊发表了1篇研究论文;也可以是在已有的研究基础上,解决某一或某些颇具争议的问题,这类课题往往难度较大,不仅需要学生对研究背景和瓶颈问题有充分的了解和认知,而且需要学生能够通过查阅文献、结合多学科多领域知识提出自己解决问题的方法或方案,或者为了证明某一假设或理论,创建新的评价手段与方法,这样的课题能够最大限度上激发学生的创造热情和科研潜力。
可行性是所选课题需要兼顾的重要指标之一,所选课题不能天马行空,要符合实际情况,尤其对于药学类的大学生创新课题,需要进行实际的实验研究过程,这需要首先考虑现有实验条件、实验经费是否能够满足实验研究的要求。例如,有些缺少先进设备或前沿技术较弱的医药院校,若设置课题时选择需要专门设备或技术的课题,或者在经费不足的条件下,选择试剂或检测费用昂贵的课题,则即使课题具有重要的研究意义,在现有条件下也是无法完成,所以就不具备立项的基本条件。另外,所选课题的难度要适当,除了要考虑到学生的综合能力外,也要考虑到研究的周期,一般大学生创新课题的周期是一年,故应尽量避免选择需要时间长,在课题实施期间根本无法完成的课题。指导教师立项的课题往往与教师的研究方向密切相关或依托于已获批的各种类型的科研项目,课题的立项依据通常更充分、合理,导师亦可能够提供实验所需的场地、仪器设备等实验条件,同时,在指导教师更熟悉的领域,也能够更好地指导学生完成课题;另外,由于通常国家或省级大学生创新课题经费支持有限,这类课题通常需有其他来源的经费支持,从而有条件进行一些更前沿的课题研究。
总之,选择课题前,应该对医药研究背景、国家政策、社会需要有一定的了解,所选课题才能更有实际意义和研究价值,同时,课题选择要综合考虑多方面的因素,扬长避短,紧密结合自身专业和学科的特点,选择更合适的题目。
药学研究涉及多学科交叉,尤其对于药剂学科,除了基础药剂学科的相关知识,也涉及材料学、药物分析、药理学,甚至涉及诸多生物学评价等多个方面,同时,创新课题的实施过程也涉及到文献检索、课题答辩、数据处理等不同方面,既需要动手能力强、具有较好计算机应用背景的学生,也需要表达、组织能力突出的学生,因此,需要不同特长和专业背景的学生来共同完成。考虑到大部分国家级或省级大学生创新训练计划的完成指标通常需要公开发表论文,因此,在人员选择时最好有写作能力较强的学生加入,否则若要学生独立完成这一指标将会很困难,而且即使有教师的指导与帮助,没有较好的写作基础的学生也很难在短期内具备从事科研论文撰写的能力。例如,在笔者近三年指导的4个省级以上大学生创新训练计划中,只有2个项目的成员以第一作者公开发表了论文。在人员选择过程中,最不可取的是单一以学习成绩、奖励等硬性指标筛选成员,要多方面评价和分析学生的综合素质,有些学生虽然学习成绩不是最突出的,但动手能力强、思维活跃,这类学生解决问题时可能更富有创新精神,往往能提出更具创造力的解决方法与方案。此外,越来越多的大学生开始关注各类型创新课题,因此,有些志趣相投的、各有擅长的学生,自发组成团队,这样的团队非常具有竞争力,团队成员间比较熟悉,不需要磨合期,更利于沟通和合理安排分工。为保证创新课题的顺利完成,团队合作至关重要,团队成员互相支持、协调一致,能够大大提高工作效率。药学类大学生创新课题的科研实践任务相对较重,因此参与人员不宜过少,团队的人数3~5人为宜,人数过多,会导致分工设置过细。由于各分支的实验工作不是同时进行的,分工过细会导致部分学生在特定工作时间无事可做,影响整体的工作效率,而且分工过细也大大消减了每个学生多方面锻炼与实践的机会,可能导致学生无法掌控课题进度,若某些学生临时缺席,可能会耽误实验的进行或者影响效率和结果,因此,既不利于课题高效顺利进行,也不利于人才的培养。
药学类大学生创新训练项目多数是科研项目,但项目的实施过程中不是单一从事实验研究,而是需要涉及到完成科研项目的整个过程,这样才能更多地锻炼学生的科研思维和培养学生独立开展科研工作的能力。一个科研项目的顺利完成与课题背景资料的调研和课题相关准备工作密切相关,因此,开展工作的第一步是项目组成员需要在导师的指导下查阅文献,进行立项方向相关的背景调查,既包括与项目直接相关的具体工艺过程或实验方案与方法的相关信息资料,也包括项目的立项依据、国内外研究现状、项目可能产生的社会或经济价值以及研究意义等,只有了解了这些背景资料,学生才能更好地理解整个项目,在实施实验研究时,也才能有效地开展实验工作,准确地分析数据,在遇到问题时及时找出问题、提出合适的解决方案。例如,在笔者指导的2012年国家级大学生创新训练计划“环孢素A口服高聚物纳米胶束的研究”项目中,前期调研内容就应涉及环孢素A制剂的研究现状、口服给药时存在的问题,高聚物纳米粒的特性与优势,高聚物纳米粒用于环孢素A口服给药时可以解决哪些问题、有何意义,高聚物纳米粒的制备方法、质量评价与控制指标,环孢素A的检测方法,药物口服吸收体内外评价手段等多个方面。总之,充分的资料调研将会为项目顺利实施奠定理论基础。
因为参与课题研究的是在读的本科学生,自身学习任务繁重,完成课题研究只能利用课余时间和寒暑假,而药学相关实验研究大多需要相对集中的时间,尤其是个别实验工序多、持续时间较长,因此,课题分工非常重要,需要根据组员的空余时间合理设计实验安排,以免影响实验进程与结果。在实验研究阶段,指导教师需要安排组员进行阶段性汇报,汇报频率可根据实际情况安排。例如,在寒暑假期间,实验研究时间比较集中,可以安排每周汇报,并与组员讨论与分析实验结果。阶段汇报有几方面的好处:(1)导师能够掌握课题研究进展,及时解决学生在科研过程中遇到的问题,指引正确的研究方向,避免走更多弯路;(2)对学生的科研工作进行有效督促,增加紧迫感,提高工作效率;(3)有助于提高学生的自信心和科研热情。对于科研经验不多的学生而言,实验研究过程中的难度可想而知,若不能及时解决其科研过程中问题、并给予适当的引导,长期下来必然产生很大的挫败感,甚至影响其对科研的态度。(4)阶段汇报也可锻炼学生的实验总结能力、科研报告书写能力和语言表达能力[9]。此外,开始每个单元实验研究前,均应进行详尽的实验方法与方案设计,并与指导教师一起评估实验的可能性和合理性,尽可能把可能存在的问题提前考虑到。例如,环孢素A纳米胶束的制备中,粒度、载药量和包封率是几个重要的评价指标,应考虑到影响这些指标的处方与工艺因素有哪些,然后分别进行考察,最后才能确定最佳处方与工艺;再如进行药效学评价时,应就动物模型的选择、给药剂量、给药周期以及数据采集等进行合理设计。此外,更重要的是,指导教师应密切关注学生在实验研究过程中的科研态度,帮助他们树立严谨、求实、端正的科研作风。创新训练计划课题的主旨不仅是让学生在专业方面得到锻炼,也应让学生了解到什么是科研精神以及正确的科研态度等。
总之,通过大学生创新训练计划,学生的科研素质得到全面的提高,科研思维、实践动手能力、团队协作、资料检索以及论文写作能力等多方面均获得较好地锻炼,其不失为一个培养创新型专业技术性人才的有效途径。但创新项目的实施不可避免会面临诸多困难,若想真正达到上述训练目的,还需要指导教师和学生的共同努力。
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