郭 波,谭雨龙,许桂莲,吴玉章
(第三军医大学基础部免疫学教研室,重庆400038)
基础医学研究生实验教学体会
郭 波,谭雨龙,许桂莲,吴玉章
(第三军医大学基础部免疫学教研室,重庆400038)
实验教学作为科学训练的重要组成部分,对基础医学研究生的培养具有非常重要的意义。应采取培养研究生学习实验技术的自觉性、搭建实验平台、妥善管理课题经费,以及理论学习和实验相结合的带教等方法,以促进研究生实验教学方法的改进,提高研究生教育质量,培养基础医学研究生的科研创新能力。
教育,医学,研究生; 实验室; 教学; 科学训练
研究生教育旨在培养具有创新精神和从事科研、教学、管理或独立担负专门技术工作能力的高级专门人才,是加快我国经济发展方式转变和产业结构调整的迫切需要,为实现创新型国家建设和启动创新驱动发展伟大战略提供坚实基础[1]。如何更加科学、有效地训练研究生,提高研究生教育质量,使其具备良好的科研创新能力是研究生教育的核心[2-3]。基础医学主要是实验科学。在科学实验过程中学生能锻炼观察能力和操作能力,培养严谨的科学作风,增加对科研的认识,提高科研创新能力。实验教学作为科学训练的重要组成部分,具有非常重要的意义。因此,除要求基础医学研究生掌握理论知识、熟悉科学方法外,也应不断加深对基础医学研究生实验教学方法的改革和实践。
随着分子生物学、免疫学、生物化学等各基础学科的飞速发展,不同学科相互交叉与促进,相关实验技术也在不断创新和进步[4-5]。以往的许多常规实验技术虽然在教科书上还有介绍,但由于明显落伍,在当前科研实践中已不再采用,而是被更先进、敏感的实验技术取代,而有些实验技术,虽然科研实践中还在采用,但已经过不断的改进和优化。先进实验技术的学习和掌握是研究生顺利开展科研的基础[6]。
由于之前从小学至大学的教育主要是理论学习形式,所以,研究生新生一般动手能力不强。而且由于对科研没有太多具体的认识,所以,对实验技能学习不够重视。应在研究生理论课程结束后进入实验室进行课题阶段之初就给研究生强调实验对科研的重要性:(1)任何学科理论均是建立在实验的基础之上的。每一个科学推论或解释均是基于实验结果的,得到结论的可靠程度取决于实验设计的科学性和实验结果的可重复性。(2)实验技术是决定科研进展速度的关键要素之一。实验技术手段熟练与否直接关系到提出的科学假说被证实或否定需要的时间长短。所需时间越短,就能越快地将研究聚焦到合理的假说上,使研究生开展的课题在规定时间内完成。(3)在科学史上一些最先进的重要实验技术往往成为开拓一个新研究领域的重要工具。熟练掌握一些前沿核心技术也是科研工作者在考虑是否进入某个领域探索的重要因素。
不管是免疫学、分子生物学、遗传学等基础学科还是临床医学研究,除合理提出理论和假说外,还必须有充实的实验数据作为支撑,而良好的实验平台是验证理论和假说的基础。通过实验平台,研究生不但能获得良好的科研技能培训,也能在实验技能逐渐掌握和提高的基础上形成自己的科研假设和科学思维[7]。
本教研室建立了完成课题所需的基本实验平台,包括超净工作台、二氧化碳细胞培养箱、实时荧光定量聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)仪、普通PCR仪、离心机等。学生使用这些实验仪器前必须由相关仪器负责人员对其进行培训和评价合格后才准许使用。这样既可以保证学生使用仪器前能有人负责培训,也可避免因使用仪器不当而发生故障。除此之外,本教研室还建立了公共实验平台,包括模式动物IVC动物房、流式细胞仪、倒置荧光显微镜、共聚焦显微镜、酶联斑点分析系统、非接触式超声破碎仪,以及多色荧光、化学发光成像系统,Leica冰冻切片机,酶标仪等。一般要经专人负责培训,经预约后才能使用。基本上大部分实验依托本教研室的基本实验平台和公共实验平台就可以完成。但也有些实验必须依靠本校的公共实验平台才能完成。本校中心实验室的公共实验平台包括质谱仪、液相色谱仪、扫描电子显微镜等,采取付费使用形式,在使用之前需要预约,提供样本,有专门的工作人员操作使用仪器。通过这些实验平台,对研究生开展课题相关实验或进行探索性研究提供了很好保障。
课题经费是开展科研的基础[8]。虽然近年来,随着国家经济的发展,科研投入不断加大,科研经费不断增长,然而,生命科学研究中的各种试剂、耗材、模式动物的购买或繁殖费,仪器使用费等均价格不菲,且不断增长[9]。控制招生数量、确保有足够的经费供研究生开展实验是行之有效的办法。通过合理设计实验及对实验过程的管理可优化经费利用,尽量以较经济的成本获得好的实验结果是更需要解决的问题。
在对研究生的培养过程中作者总结了一些经验,如本教研室的基本实验平台通过对研究生进行良好的实验技能培训,能尽量减少研究生在自我摸索实验方法和建立稳定实验体系过程中所需的费用。此外,在课题实验设计过程中先进行合理的预实验,在实验进展中与学生一起反复多次讨论,确定下一步合理的实验设计方案,减少费用。另外,实验动物繁殖具有一定的周期,在国内订购试剂后要1个月左右才能到货,试剂有其相应的保质期。实验安排尽量与小鼠繁殖周期和试剂到货周期及保质期相协调,可加快实验进展,节省费用。
中国的研究生通常有一定的学科实验理论基础,但刚进入实验室的研究生由于以往很少接触实验,往往理论与实验脱节,没有直观体验。根据研究生个人的实际操作能力强弱,采取针对性方法进行实验培训。对刚进实验室的新生会由实验室管理人员为其介绍实验室基本情况、日常实验室维护管理细则和实验室生物安全教育等。通常,在研究生开始学习一种新实验技术时由课题组实验技术人员讲授实验原理、实验准备材料、实验流程、实验过程中的注意事项和实验数据分析等,并进行演示。随后,研究生多做实验,让有经验的实验人员从旁指导或在开展实验时让新生跟着会做的人一起做。这样不但能更好地完成较大的实验,也方便新生学习实验技术。待学生熟悉整个实验操作并能得到经过验证可信的实验结果后就可放手让学生根据实验目的独立设计和实施相关实验,遇到不懂的问题时再寻求帮助。另外,对一些非本教研室的常规实验,鼓励研究生独立查找资料,摸索实验操作步骤,并不断优化细节,得到准确性和重复性好的实验结果。
科研中创新性思维能力强弱与创新性成果的产生是密切相关的。虽然,有很多发现是在实验过程中出现的,但如果没有创新性思维是很难从新发现中体会到其所蕴含的重要科学意义,更无从通过合理的系列实验研究去揭示其内在机制,甚至很多时候会让一些激动人心的发现从眼前溜过。并且当前科研课题的申请和科研论文的发表中创新性也是决定科研是否获得同行认可的基本和重要因素[10]。
在研究生培养过程中在强调科研严谨性的同时也应尽量让研究生开放思维,在理论与实验结合的基础上,通过引入研究史、结合具体实验让学生对创新思维有直观感受。并通过在与高年级研究生协同实验过程中让新进实验室的研究生从发现现象开始,到合理地提出理论,再到设计合理的进一步实验过程中不断培养学生的创新性思维能力。让学生最后能结合当前的实验技术进展和局限,合理提出科研问题和解决问题的实验步骤,而不是天马行空的胡思乱想,让学生在实验中体会创新思维,培养创新思维能力。
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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.11.054
:B
:1009-5519(2015)11-1732-03
2015-01-30)
重庆市研究生教育教学改革研究重点项目(yjg122031)。
郭波(1972-),男,湖南株洲人,副教授,主要从事免疫学教学与科研工作;E-mail:445241891@qq.com。