大创项目中法医学本科生科研能力培养的探索

黄垂秀，蔡向阳，董 莹

(华中科技大学同济医学院法医学系法医物证与毒物分析教研室， 武汉 430030； △通讯作者)

法医学是一门利用医学知识和其他自然科学理论解决法律相关问题的应用学科。培养具备法医学理论知识和技能，既能从事法医实践工作，又具有基本科研能力的高级人才也是我国法医专业对人才的培养目标。近年来，我国在法医学领域取得了一些新的科研突破和重要成果，但整体水平和技术能力尚不能满足当前公正司法的紧迫需求，与发达国家相比也还存在差距[1]，还需通过高水平科研在关键科学技术领域实现重大创新和突破。因此，要提升我国法医学科的国际竞争力，亟须加强具有科研创新能力人才的培养。

课外科研训练是培养大学生科研和创新能力的一条有效途径[2，3]。自2012年教育部发布《关于做好“本科教学工程”国家级大学生创新训练计划实施工作的通知》以来，全国各高校都积极开展了大学生创新创业训练项目(以下简称“大创”项目)，参与的学生人数和项目数每年都在增加。“大创”项目分为三种类型：创新训练项目、创业训练项目和创业实践项目[2]。高校通过把创新创业教育融入大学生的培养系统，培养他们独立思考、善于质疑、勇于创新的探索精神和利用理论知识解决实际问题的能力。本教研室从2018年开始指导学生进行“大创”训练，由于法医学专业特点，目前主要以创新训练项目为主。创新训练项目是在导师指导下，本科生团队自主完成具有一定创新性的研究项目，包括研究课题的提出与设计、研究条件的准备与实施、研究成果报告的撰写与交流等[4]。导师通过提出问题-分析问题-解决问题的课题探讨模式，激发学生科学探索热情，培养其创新意识，提高其实践能力。至今，本课题组已经指导了20多名法医学专业本科生，获得1项国家级和6项校级“大创”项目资助。在这些项目的实施过程中，本教研室教师经过反复探索、实践和总结，形成了一套以提升法医专业本科生科研能力为目标的指导模式，在此作一梳理和分析，以期为其他高校相关专业培养具有创新思维、创新意识及创造能力的人才提供借鉴。

1 目的与目标

法医行业由于其特殊性，对学生的动手能力和综合素质要求都很高。培养具有自主学习能力、实践能力、创新能力等综合能力的法医人才也是新时期法医学专业人才培养的重要目标[1]。在新时期创新型人才培养的目标下，我们培养出来的学生应该是有创新能力的行业开拓者，而非单纯的技术熟练工或者操作工。因此，让学生在积极探索知识的同时提升专业素养和科研能力，是我们在开展“大创”项目中培养学生的主要目的。

2 实施方式

2.1 通过文献阅读培养科研思维

多数学生都是从大二开始申请进入实验室为“大创”项目做准备。这个时期的学生参与热情很高，但是对科研的认识往往还很模糊，其能力和水平也仅是停留在按照实验讲义做实验的阶段，并不知道如何去开启课题研究。文献的调研和分析则是迈入科学研究的第一步，科研思维的培养也是从文献检索和文献阅读能力的培养开始的[5]。学生通过检索感兴趣领域的相关文献并对其中内容进行分析，可为科研工作提供思路，解决科研过程中“是什么”“为什么”以及“怎么办”等问题，其重要性不言而喻。然而，我们通过调研发现，虽然大部分学校图书馆都购买了各类专业数据库，但多数学生并不十分了解，特别是低年级本科学生，在还未学习专业的文献检索课程前，面对网络上海量的信息资源，经常感到无从下手。即使能查阅到相关文献，但因文献阅读量少，专业知识有限，往往也不知道该如何从文献中提取自己需要的信息。因此，很少有学生能够通过自己检索文献找到研究领域中还没有解决的问题从而确定选题，或者在项目遇到困难时可以通过分析文献中的内容从而找到解决问题的办法。针对这种现象，本教研室在“大创”学生进入实验室开始课题研究之前，先对他们进行文献检索与阅读的培训，给学生介绍专业文献检索常用的数据库以及查找相关文献的具体方法，例如如何输入检索词才能有效查找到与我们研究相关度最高的文献；在文献阅读方面，向学生解析专业文献的结构框架，帮助他们可以快速准确地凝练文献核心内容。我们通过这样的培训，进一步夯实了学生的理论知识基础，也拓展了他们掌握知识的广度和深度，同时让他们学习知识的方式从被动接受变为主动探索，提高了他们在课题研究过程中发现、分析和解决问题的能力。这对学生专业素养和科研创新能力的提升至关重要。另外，我们要求学生在阅读文献时做好笔记和信息记录，并在笔记上按照标准格式附上参考文献的信息，以便在今后工作汇报、撰写论文时使用，这样的文献阅读训练也使他们的科研过程更加规范。

2.2 合理选择课题以树立科研信心

通常，本科二、三年级的医学生是申报“大创”项目的主力军，但是多数本科生在此之前从未进行过科学研究工作，且专业基础薄弱，对一些科学概念和技术还比较陌生，很难产生创新观点[6]。对导师来说，如果确认选题时一味追求高端创新技术，而不从学生的实际能力出发，最终也会因为目标设立的过高过大，导致课题研究虎头蛇尾，无法完成。在这种情况下，学生原有的科研热情可能会随着一次次的研究失败而受到打击，不少学生也会产生“自己不适合从事科研工作”的想法，在未来的职业选择中也会对“科研”这条路望而生畏，从长远看反而不利于本科生科研创新能力的培养。因此，指导教师需要结合学生的专业基础和兴趣爱好，指导学生进行合理选题。选题的来源可以是本科生的专业课程中引伸出的研究课题，例如我教研室指导的“MIP-SPME与LC/MS联用检测生物检材中的毒品甲卡西酮”和“MIP-SPE与LC/MS联用检测生物检材中的抗抑郁药物浓度”等课题都来源于目前法医毒物分析课程和实验教学，针对目前法医毒物分析实践中样品前处理效率低的难题而提出的课题。还可以是学生出于自身兴趣或结合目前社会关注热点而自主寻找的课题，例如有学生对目前中药使用问题上公众关注的“药性”和“毒性”的话题很感兴趣，进一步结合指导教师承担的前沿研究课题，形成了“基于分子印迹技术去除中药材中马兜铃酸类有毒物质的研究”的课题。这样的课题有一定的创新性，从难度上也与本科生的专业基础相匹配，结合了学生的专业方向和研究兴趣。在导师的指导下，学生可以独立设计方案并实施完成。虽然在实施过程中会遇到各种各样的困难或者经历很多失败，兴趣和自信又能激发他们积极主动地发现问题并且思考解决方案，在此过程中他们会通过查阅文献资料产生自己的想法，然后结合自己的专业知识和所查找的资料，创新出新的解决问题的办法。这样的过程既培养了大学生的创新思维和研究能力，也树立了他们对自己所做课题的自信心以及对自身科研能力的自信心，形成一个良性循环。

2.3 明确分工以提高科研效率

对于本科生，他们不能像研究生一样每天都在实验室工作，只能利用课程之间的零散时间进入实验室，并且“大创”项目实施周期短(一般12-18个月)，因此，合理分配时间和任务是高质量完成项目的关键。另外，“大创”项目都是以小组为单位，团队内成员可能来自不同年级甚至不同专业。分工合作不仅可以提高工作效率，还可实现团队成员间的知识交流与共享，提升团队创造力。在项目实施的过程中，指导教师根据学生专业、年级以及能力特长分配不同的任务，保证每名学生都参与其中。例如，高年级的学生专业基础知识相对较好，进实验室时间较长，对实验设备的使用也比较熟悉，可作为队长，负责项目统筹安排，保证各项工作顺利开展；擅长文字撰写的学生负责项目报告以及论文撰写；语言表达能力较好的学生则负责课题汇报；其他学生则根据自身兴趣分别负责文献调研、数据分析等工作；需要动手操作的实验部分也分成不同部分，如有学生负责采样，有学生负责样品前处理，还有学生负责对处理好的样品进行分析检测以及对检测数据统一进行拷贝和分析处理，这样在时间上可由每位队员按照自己的时间合理安排，极大提高了实验效率。尽管工作被分解成不同的部分，但在实际过程中，每一项工作都不是由某位学生单独完成，而是整个团队作为一个整体，在实施项目的每个部分互相交流、互相帮助、互相学习，共同完成任务。本教研室从团队协作出发，以学生为主体，让他们明确职责，各自发挥所长，优势互补。这样的实践方式，不仅提高了项目完成效率，更重要的是加强了学生的团队意识，提高了他们的团队协作能力，也让他们深刻体会到“合作共赢”才是未来社会发展的必然趋势。

2.4 坚持学生为主体，全面提升科研素养

“大创”项目的基本要求是大学生自主构想、实行有创新的实验或实践。因此，该项目的实施主体为大学生。然而，根据对医学本科生科研素养的调查显示[7，8]，在已参加过科研活动的学生中，仅有约五分之一的学生是自己独立设计课题并申请立项，而超过一半的学生的课题是由教师设计指导的，不少学生的项目书直接来源于教师自身的科研课题，甚至在项目选题与设计、条件的准备以及项目实施等过程均由指导教师或其研究生完成。此方法看似省时省力，实际上学生在项目中仅接触一些无需思考加工的基础性工作，实际参与度较低，很难真正了解科研本身，各方面能力也很难得到明显提升，难以产生创新独立的科学思想。并且，这样的培养方式也容易使学生过分依赖指导教师，产生“不思考也可做科研”的懒惰心理，无法形成严谨的学术态度，也违背了培养本科生创新能力的初衷。因此，在项目的整个过程中，指导教师应时刻明确自己的辅助作用，以学生为主体，注重学生自主思考和分析解决问题能力的培养。例如，在立项时，指导教师在指导学生选择了合适的选题后，就应适当放手让学生自己通过广泛查阅文献了解国内外研究现状和发展动态后，独立撰写申报书。很多学生在撰写申报书时会出现各种问题，如不能正确提出拟解决的科学问题、研究方法和技术路线缺乏科学性与合理性等，此时教师再与学生一起，针对出现的问题展开分析，以启发式的方式进行引导，最终得出具体解决方案。项目实施过程中，教师鼓励学生自我管理、主动探索和发现有意义的科学现象和结论，但在遇到困难时，则与学生共同进入复盘与反思，改进工作方法。例如，在一个项目实验过程中，由于学生实验药物用量不当，导致实验动物全部死亡。此时指导教师并未立刻进行批评教育，而是首先带领学生举办动物的默哀仪式，由于法医职业经常要面对已经逝去的生命，通过这种方式引导学生思考在未来的法医工作中如何对待生命；然后，与学生共同回顾和分析整个实验过程，检讨问题环节，让学生明白应以端正严谨的科研态度来进行实验设计，对没有把握的操作应进行预实验；最后，总结需要汲取的经验和教训，提高再次实验的可行性。这次的实验过程虽然曲折，但让学生对自己的职业属性又有了新的认识，也培养了学生严谨求实的科学作风和规范细致的操作习惯，这比完成项目本身更具有价值。在后期相关科研成果的撰写时，学生先自主撰写，再由导师分析和总结学生写作中存在的问题。这样不但可以提高学生科技论文写作的规范和水平，也不会让学生有自己只是操作工的感觉，科研参与度和科研热情也极大提高。科学研究本身充满了不确定性，因此，在项目过程中，学生必定会经历多次实验失败，也会抱怨做实验的枯燥无聊，并产生放弃的想法，在论文的写作过程中，也必定会体验到无数次的痛苦。此时指导教师不能因为要加快成果产出和论文发表就全权代劳，对于出现的困难和挫折，只有适时的指导和有效的思想沟通，协助学生克服困难，才能提高学生应对挫折和困难的综合素质。这也是一个科研工作者必须具备的素养。

3 实施效果

目前，本教研室采用以上实施方式已经培养了20多名本科“大创”队员，无论是在育人、还是科研产出上都取得了一定的效果。其中，以“大创”本科生为第一作者在国际权威期刊JournalofChromatographyA上发表论文1篇，并以“大创”项目为依托背景获得校级科研创新类竞赛奖2项。学生通过这样的科研项目训练，提高了自身的科研水平，产生了对科研的热情。不少学生在完成项目后也立志未来要继续从事科研事业，为我国法医学专业的发展贡献力量。自2018年，在本教研室完成“大创”项目的学生中已有4名保送研究生，2名考上研究生。在访谈中，学生表示，在教师的指导下通过“大创”项目，提前了解了科研，自己各方面的能力都得到了明显提升，更重要的是在此过程中感受到科学研究的乐趣，也明确了自己未来的科研方向。由于这些学生在本科毕业时已经具备了一定的科研能力，在谈及未来研究生阶段的科研工作时，他们也显得更有自信。

4 目前存在的问题

在高校中开展创新创业教育，目的是培养学生创造性和批判性思维，激发他们的创新创业灵感。但从本教研室近年来指导“大创”项目的经验以及查阅近十年来关于“大创”项目的文献和调研报告来看，我国高校的“大创”项目在实施过程中仍存在着各种问题。

从学生层面来看，部分学生参与项目的功利化现象严重。有调研显示[2,9，10]，超过三分之一的学生参与项目是为了获得奖项或学分，而不是出于提升自身的综合能力，因此不少学生在得到相关奖励后就不再进行深入的行动与实践，从而使项目的进一步开展受到阻碍。另外，大创团队中有些学生本身兴趣不足，存在“浑水摸鱼”的想法，不能积极参与整个项目的实施过程；还有些学生担心把较多精力放在课外的科研工作上会影响考试成绩，患得患失，不愿努力付出。这样的学生在最后都很难真正有所收获。

从指导教师层面来看，虽然高校教师科研水平和科研平台较好，但若脱离实际需求去做科研，则是闭门造车，没有实际意义。而法医学又是一门应用性很强的学科，通过“大创”项目除了让学生提升科研能力，还有一个目的就是让他们通过项目实践，提升法医学本科生的职业技能和职业素养。法医的一线人员如各公安系统和司法鉴定机构的技术人员由于长年从事法医检案实践，对目前检案工作中面临的困难以及现行技术方法的不足比较了解，但他们工作繁重，而且未经过系统专业的科研思维和科研方法训练，很难准确抓住科研前沿的热点和重点[11]。因此，高校指导教师应与一线人员互相取长补短，通过讲座交流、学生联合培养等多种形式在科研领域加强交流和合作，不断提高高校教师教学研究和指导学生创新创业实践的水平。

从高校管理层面来看，现阶段大部分高校还未出台系统的科研训练培养方案，也未制定合理的本科生创新能力考量方法和标准[12]，且“大创”项目在进行过程中没有完善的项目过程管理实施办法[13]，缺乏实质性监督，导致项目实际执行率低。

如今，“大创”项目计划在我国实施已经10年，很多高校也在实施的过程中逐步转变了教育理念，改革了人才培养模式，培养出很多面向国家建设需要的高水平创新人才。参与了“大创”项目的学生也提早感受了科研过程，培养了科研思维，提高了综合素质，为今后的科研工作以及就业打下基础。但目前我国高校的创新和科研人才培养模式尚未形成完善的体系。本文基于本教研室几年来的“大创”指导经验，探索出以提升法医学专业本科生科研能力为导向的指导模式，在一定程度上有助于培养和锻炼法医专业学生的科研能力和创新能力。今后，本教研室将不断完善该指导模式，希望为社会培养出更多高素质、综合性法医学拔尖创新人才。