展鹏,徐淑静,刘新泳
山东大学药学院 (济南 250012)
随着研究生教育规模的不断扩大,研究生教育由规模发展逐渐转向质量和内涵发展,不断提升教育质量是新时期研究生教育的重要任务[1-2]。当前,药物化学研究生学位论文尚存在创新性不强、科学价值不高、研究生扩招导致的培养质量下滑等一系列问题。尽管近年来国家相继出台一系列政策性文件,但是这毕竟是外在的监督性措施,治标不治本。因此,导师与研究生自发自觉地加强研究生科研指导与论文写作训练,才是培养创新型药物化学人才、提升毕业论文质量的根本。
笔者所在药物化学研究团队成立20多年,在研究生培养方面取得了一系列成绩,多篇学位论文先后获得全国百篇优秀博士论文提名奖、山东省优秀博士论文等一系列荣誉,研究生多次在全国性药物化学学术会议中获奖。本文结合一线教学科研实践,总结了药物化学研究生毕业论文中常见的问题与不足,并从导师及学生的角度探讨提高研究生学位论文质量的有效途径。
药物化学研究生学位论文在论文选题、文献综述、研究成果的创新性、实用性与学术价值、工作的技术难度和工作量、业务水平以及论文写作的规范性方面都有明确要求(表1)。
根据文献调研[3-5],笔者发现在多数专业中,被盲审专家判定为“不合格论文”存在的问题主要包括论文创新性不够、作者科研能力不足、论文规范性差、文献综述质量低、逻辑结构混乱、作者学术态度不端正、选题主题不明确、意义不大和严谨性不够等。从体例与结构上,药物化学专业学位论文可分为以下部分:中英文摘要、文献综述、课题设计、合成实验、生物学评价与作用机制研究、构效关系分析、总结与展望等。笔者结合研究生指导的实践,将每部分的一般要求及常见的问题分述如下。
表1 药物化学研究生学位论文评价要素与指标
摘要需高度凝练全文内容,概述研究背景,提出问题并初步分析问题,总结研究方法、内容与成果,即针对科学问题所采取的研究策略及达到的效果(创新点与科学发现)。例如,研究发现了有价值的先导化合物或候选药物,探讨了有意思的构效关系,开拓了未知的化学空间,验证了前人提出的某种假说,获得了某类药物的合成新工艺等。成果与创新点尽量用数据支撑。
中文摘要常见问题包括:篇幅不合理,有的论文仅研究背景就占据了摘要的“半壁江山”,研究内容与结果却寥寥数语,体现不出论文的创新与独特之处。
在英文摘要中,常存在软件翻译痕迹明显,“中式”英语普遍,药物化学经典术语如生物电子等排、骨架跃迁、优势结构等翻译不当问题。对于英语不好的学生,可以借助CNKI等学术翻译工具,但是需要逐句、逐词核对,理顺句子主谓宾。细节往往反映出基本功是否扎实、治学态度是否严谨。
文献要全面、新颖。在经典文献的基础上,研究生应吸收国内外同行近几年的最新研究成果。由于药物的研发进展很多没有发表实验文章,只能通过专利获得有价值的信息,因此研究生不仅要看实验性文章,也要调研专利文献及临床药物新数据。
文献综述部分通常存在以下问题:简单罗列堆砌文献,没有紧扣研究主题,缺乏权威性,与背景描述相混淆,只述不评。抄袭往年的毕业论文或者中文综述,“拼接”痕迹重,内容之间缺乏逻辑性;文献综述不知如何收尾,提不出论文的科学问题,无法与课题设计很好地衔接。
课题设计是学位论文的核心,设计思想则是论文的灵魂。课题设计需要与“文献综述”部分“无缝衔接”,文献综述中提出的关键科学问题正是通过课题设计要解决的。课题设计需要针对前沿科学问题,采用合理的策略与先进的技术,开展创造性的、探索性的工作。课题设计的理论依据要充分、逻辑要严密、术语要准确。在形式上建议图文并茂,可以采用技术路线图的形式。
需要指出的是,药物化学专业的课题设计不仅仅包括目标化合物的设计,还应该包括化学合成路线与生物活性实验的设计。课题设计环节,存在的主要问题有:内容侧重任务导向,而忽略问题导向。具体到化合物设计部分,常见问题有:未突出针对的科学问题,设计目的不明确,所用策略不明朗。合成路线设计部分存在的问题有:机械模仿文献,不深究反应机理;对反应合理性、原料可及性、路线汇聚式策略缺乏综合考虑。生物实验设计部分存在不同层次的生物实验缺乏内在逻辑性问题。
合成实验部分包括目标化合物的合成路线、操作步骤、化合物理化性质与结构表征、实验讨论等。合成实验部分的问题主要表现在原始记录规范性差、信息不全等。例如,论文缺乏关键步骤的参考文献,原料及已有中间体没有标注CAS号,各反应物、催化剂等原始记录只有实际投料量,缺少理论投料量、反应溶剂的量、投料顺序、不同反应物或催化剂的当量比等;萃取操作过程中未记录萃取次数与萃取量;薄层层析(TLC)检测点板时未设置混合点(不同原料与反应液点在一起),未注明TLC检测条件;缺少反应时间(起始时间、TLC检测时间、反应终止时间);缺乏柱层析条件;目标化合物仅有产率没有重量,未记录产物性状;部分关键中间体(特别是新化合物)缺乏理化性质与基本波谱数据;无目标化合物纯度数据;主要仪器型号不全。例如,使用HPLC时,缺乏仪器型号、柱子型号、流动相组成、流速、出峰的保留时间等基本信息。实验记录本未记录日期、天气、温度等;中间体及目标化合物无编号;论文中的图表未注明实验记录页码等。
用语不规范、不严谨的例子有:将食盐与氯化钠等同,出现“用饱和食盐水洗涤”的表述;质谱数据缺少电荷。对反应机理及关键合成步骤的讨论与分析不深入。
最后需要强调的是,多数研究生存在认识误区,认为只有实验成功的原始记录才值得保存,失败的实验记录轻易丢弃。还有在毕业季研究生集中誊抄实验记录的不好习惯,仅仅把论文中对应化合物的原始记录进行誊抄存档,而那些探索性失败实验的记录却“下落不明”。
生物活性评价与作用机制研究是验证课题设计思路不可或缺的环节,其深度与广度直接决定论文质量及研究水平。存在的问题主要有:缺乏对所设置实验的必要性说明,如为了验证哪些设计理念、测试化合物的哪些指标而开展?不同层次、不同内容的生物活性实验是平行还是递进关系,其内在的逻辑是什么?此外,对照组及阳性药物的设置不合理,未能在比较中体现差异性与优势;有效数字的使用不规范、对数据的处理缺乏统计学基础知识、所用活性测试仪器型号等信息不全等。
构效关系(分子对接与定量构效关系)探讨的是药物化学的核心研究内容之一,也是研究生基本功的重要体现。常见的问题有:分析过于肤浅,流于表面,仅仅单纯描述活性结果。在形式方面,仅是文字描述,未能图文并茂。
针对靶标三维结构未知的情况,定量构效关系(QSAR)能够获得更具有预测能力的构效关系。但是限于研究生计算机水平,这部分内容往往欠缺。分子对接模拟常用于在分子或原子水平深入分析构效关系。存在的问题有:泛泛叙述分子中的各个基团与靶标的结合模式,未能体现出结构改造后对结合模式的影响,未能很好地突出差异性。此外,对蛋白-配体相互结合模式的分析不够精确。
论文总结需要高度凝练整个研究工作的精华,包括拟解决的关键科学问题,采取的药物设计策略及取得的成效,需要“画龙点睛”地凸显突破性与创新性。此外,研究生还需要客观地总结相关研究的不足之处,指明未来研究的方向。展望部分一般可分为两个方面,一是高屋建瓴地指明该领域未来几年、十几年,甚至更长时间内必须解决的科学问题以及可行的研究策略或技术;二是具体针对本研究尚未解决的科学问题以及存在的不足,指出从哪些方面入手继续进行攻关。
本部分存在的问题有:内容过于肤浅,没有层次感与逻辑性,缺乏对不足之处的分析及展望。
药物化学毕业论文中常见的格式问题有:英文首字母大小写不一致、中英文标点符号混用、首次出现的英文缩写没有全名、同一层次的标题字号字体不一致、氨基酸残基的三字符或单字符及大小写不统一等;附录图片不清晰,NMR波谱中的信号裂分情况不明确,对于结构稍微复杂的新化合物,其NMR波谱仅有一张全局图,缺乏必要的局部放大图;排版不合理,图片与图注分离在两页;由于图片大小导致某些页码存在大片空白。参考文献格式混乱;文中所用图片非自己绘制,使用文字图片未标注参考文献;图文不对应;缩略语表的排序无规律(一般以英文首字母排列)。
化合物反应机理、活性测试原理、构效关系总结、全文总结等部分仅是文字叙述,未能采用图文并茂的形式;句与句、段与段、前后内容之间缺乏逻辑性,未能做到衔接、流畅,给人以材料的堆砌感。语言不凝练,口语化严重、英文翻译生硬直译或者软件机械翻译也是常见问题。
在药物化学领域,新靶标、新机制、新结构的药物研发是当前及未来的趋势,这些应该充分地反映到研究生的选题中。目前多数研究生课题的选题属于模拟创新或追踪创新,仅通过简单延伸或简单推理,进一步证实他人的工作。表现在药物先导化合物的结构优化方面,主要是运用电子等排策略等对已有结构进行简单改造,真正的原创研究非常匮乏,这是论文存在的最主要问题。
“善歌者使人继其声,善教者使人继其志。”导师作为研究生培养质量第一责任人,需要通过过硬的学识和扎实的教风对研究生进行学术前沿的引导、科研方法的指导、学术规范的教导。可在以下方面开展工作。
针对药物化学专业的选题,导师应“博学而不穷,笃行而不倦。”密切关注药物化学热点领域及存在的瓶颈问题,聚焦原始创新,不断凝练方向、深入挖掘,引导研究生跟踪国际前沿,紧密结合国家的政策导向与社会需求,瞄准药物化学中的关键问题进行深入系统地探究,力争原创成果重大突破,最终开发具有自主知识产权的原创新药。鼓励并引导研究生突破学科“空白处”与“空缺处”,在多学科“交叉口”产生新思想,从文献调研和讨论中发现问题、提出假说、确定研究方向、进行实验设计,实现课题立项与研究中的思辨一体与知行合一,不断激发学生科研兴趣和创新意识[6,7]。
3.2.1 过程化管理
在研究生培养过程中,论文选题与开题、导师指导与审核、论文写作规范、形式审查、预答辩等方面均是研究生学位论文过程化管理的重要体现,是保障研究生学位论文质量必不可少的环节[8-9]。
从课题组管理的角度,每周组会研究生须进行工作汇报与文献分享,导师对课题时时查新及检查原始记录,这是过程管理的一种重要形式。特别是开展论文开题查新可以使选题更具新颖性,可以有效地提升学位论文质量。同时,研究生须熟练掌握文献检索技能,提升文献综合分析能力,养成科学、严谨的治学作风,该做法值得在药物化学专业研究生中推广[10]。
3.2.2 规范化管理
在规范化管理方面,高校及科研院所均应制定相应的管理文件,使学位论文形式上的规范化有章可循。导师更要对科研数据、记录、论文严格把关,培养学生严谨的科研态度,并加强科学道德和科研诚信建设。导师应引导学生在科研中“用数据说话”,用科学方法得出客观数据,培养学生的严谨学风与严密的思维能力。例如,在化合物合成部分,导师要对原始记录的格式、化合物编号规则作出明确要求,制订自纠自查表。在生物活性测试部分,原始数据的换算须由至少两人分别独立进行,换算过程留底,核对完全一致后,导师再次核对后方可用于发表。
特别强调的是实验室安全大于天,导师要对新生进行严格的实验室安全培训,注重反应投料及后处理的每一个细节,把安全理念融入学生的每一步实验操作中。
3.2.3 “给学生一杯水,导师要有一片海”
“转益多师是汝师。”导师不仅要从文献和书本中学习,还更要向业界前辈和大师学习,继承和发扬学界的优良传统。例如,对学生强化基础理论教育,重视培养研究生的批判性思维和提出问题的能力,注重启发学生的独立思考和培养独立科研的能力,提倡学科交叉。同时从药物发现的故事中启发学生,从药物化学发展史中启发学生寻找科学探索的动力。
3.2.4 注重因材施教
研究生生源不同,知识结构自然也不同;先天知识的不足往往是制约研究生自主选题与创新能力的重要因素。例如,药物设计是药物化学的核心环节,但是很多研究生在本科时期没有学过药物设计学这门课程。因此,在研究生的培养过程中,导师要根据研究生不同的知识基础与学术潜力,制定个性化的培养方案。
针对知识结构欠缺的研究生,采取“以点带面”的方式确定课题,导师在课题确定中可引导学生将具体科研问题归结到基础知识点上去,研究生根据课题方向“在做中学”;对于基础较好的研究生,则鼓励“面中选点”的方式确定课题,给予学生更大的自主权,即以“导师引导、提出问题、共同调研、深入讨论、获得共识”的模式开展科研工作。
3.2.5 注重问题导向的启发式教学
“一万次的灌输,不如一次真正的唤醒”(苏格拉底),启发式教学正是有效的“唤醒”模式之一。导师不但需要将自己的学术观点与思想、研究基础与技术路线以语言、文字、图像及多媒体的方式呈现给学生,而且要授人以渔,注重培养学生的治学方法,达到“教是为了达到不需要教”的目的。在课题研讨中,以经典案例为“抓手”,以科学问题为导向,导师应注重思辨结合,通过启发式教育方式,最终培养“精理论、强实践、有思想”的创新型药学人才。
3.2.6 构建学习型创新团队
“以身教者从,以言教者讼”,导师首先要以身作则,通过自身的努力来影响、激励、带动研究生,激发学生的科研热情,同时要构建平等、合作的师生关系,形成齐心协力、奋发向上、互帮互助的团队文化。此外,导师要充分利用研究所开题、答辩等集体学术活动开阔学生视野,培养批判思维,构建学习型团队,促进学术水平整体提升。
3.2.7 注重言传身教
梅贻琦先生指出:“学校犹水也,师生犹鱼也,其行动如游泳也。大鱼前导,小鱼尾随,是从游也,从游既久,其濡染观摩之效,自不求而至,不为而成。”言传身教的重要性可见一斑。在“言传”方面,除了循循善诱进行专业知识的教育,人文素养教育同样不可或缺,导师可以把自身治学的历程与得失、本领域国际国内的成功励志故事分享给研究生作借鉴。
创新与风险并存,原始创新往往是高风险的课题,这就要求研究生应该具有多方面的能力。不仅需要具备扎实的理论基础与敏锐的科学直觉,更要有“亦余心之所善兮,虽九死其犹未悔”的豪情、“虽千万人吾往矣”、敢于挑战权威的勇气以及“咬定青山不放松”的定力。要达到这些要求,研究生需要从多方面努力。
《礼记》云:“善学者,师逸而功倍,又从而庸之;不善学者,师勤而功半,又从而怨之。”因此,治学方法的培养对研究生创新能力的提升、职业生涯的发展至关重要。研究生要善于利用各种场合去学习。例如,从毕业论文答辩环节评委的提问角度,总结涉及的问题并落实到平时学习中去。此外,往届研究生论文的专家评阅意见具有丰富的信息量和重要的参考价值,是很好的学习素材。
根据药物化学的学科特点,优秀的研究生需要具备厚实的知识储备、实验设计能力、实验操作能力、阅读与写作能力、系统科学的研究方法等。但并非先要具备这些要求才能开展科研,而是要学会“做中学”。在课题实施过程中,研究生可通过解决新问题,不断完善专业技能,逐步掌握分子设计、化学合成、生物活性测试三个领域的实验技能。
“学贵善疑,大疑则大悟,小疑则小悟,不疑则不悟。”怀疑与批判精神是科研工作者必备的科研素养。具体到药物化学专业,研究生应学会用怀疑态度去发现问题,带着批判的眼光去阅读文献,以追根溯源的精神去梳理本领域的关键科学问题。“学者原始要终,寻其枝叶,究其无穷”,研究生要敢于挑战权威,善于提出问题,进行问题导向型的科研。
文献综述是研究生学位论文不可或缺的基本要素,也是研究生学位论文创新的重要突破口[11-12]。导师应鼓励研究生尽早紧扣研究主题开展文献的调研与写作,与课题研究同向同行、相辅相成,文献的检索与梳理要贯穿整个研究生阶段。专题式调研是一种值得推崇的文献调研及治学方法。研究生应围绕课题,从课题设计思想、化学合成反应、生物活性评价等方面持续地进行专题式文献调研。
“删繁就简三秋树,领异标新二月花”,综述的撰写应该文风简约、内容独到;遣词造句,千锤百炼;内容上要评述结合、“惟陈言之务去”,不拾人牙慧,做到人无我有,人有我新。此外,在形式上应遵守图文并茂、图文对应等原则。
英文的写作是一个需要长期锻炼的过程。要想掌握地道专业英语,虽无捷径,却有技巧。例如,把阅读文献中遇到的专业句子拆解成不同的“砖块”,即专业术语、同义短语或好的表达词汇。例如,表达“代谢稳定性提高”,就有“mitigate metabolic liabilities”“improve metabolic stability”“reduced possibility of drug metabolism”等方式;再如,可以按照文章的背景、设计、合成、SAR讨论、分子模拟、结论等版块把固定短语或句子分类摘抄,时常品读、记忆。这种方法虽然看似“笨拙”,但经年累月,专业表达方式则会如数家珍,写作水平自然得以提高。
总之,药物化学研究生的培养质量及学位论文水平,对我国创新药物研发高水平人才的培养具有决定性的作用[13]。首先,导师要切实发挥对学术创新的引领作用。导师和研究生作为研究生教育的主体,提高导师的指导质量对提升研究生的创新能力、对培养创新型人才具有至关重要的作用。“学然后知不足,教然后知困。知不足,然后能自反也;知困,然后能自强也。故曰:教学相长也。”导师应好学不倦,有渊博学识,矗立在学术最前沿,具备系统、敏锐的学科前沿洞察力和持续的创新能力。
其次,师生间要构建紧密的学术共同体。科研活动是需要研究生与导师共同完成的,正如饶毅教授所说,“师生关系应该是:学生‘和’老师工作,而不是‘为’老师工作。”[14]研究生不是本科的重复或简单延伸,不是传统的技术学徒,也不是导师的打工仔,而是未来的社会精英。师生共同肩负着薪火相传,“为往圣继绝学”,把人类的智慧代代传承下去的责任与使命。师生应该构建紧密的学术共同体,互相成就,共同成长。
最后,坚持专业技能培养与人文素养培育并重。新时代的导师要做到有理想信念、有道德情操、有仁爱之心,更要在师生关系中融入人文教育的灵魂。致力于培养身心健康、人格健全、业务精湛的高品质人才。