基于细胞生物学技术培养医学研究生科研创新能力*

张凤 赵静 文今福

1 山东第一医科大学临床与基础医学院 济南 250117 2 山东第一医科大学第二附属医院 山东泰安 271000 3 山东第一医科大学生命科学学院 山东泰安 271016

0 引言

随着我国社会经济的发展，尤其是站在“十四五”的新起点上，科学与技术的创新几乎被提到最重要的位置。科学与技术的创新关键在于具有创新能力的高素质人才，而高等学校肩负着培养高素质的创新人才的历史使命，因此，在高等教育教学过程中提高学生的创新能力对于人才培养和国家战略都有极其重要的意义。

高等院校中的研究生是未来科学研究工作的主要力量，因此，研究生创新能力的培养对于创新人才队伍的储备和建设意义非凡。

伴随着科技发展，各学科相互交叉融合不断碰撞出新的火花。细胞生物学作为生命科学的四大基础学科之一，是当代生物科学领域发展最快的前沿学科之一，其研究成果和技术方法进步对推动医学发展作出了重要贡献[1]。

医学院校硕士研究生学习细胞生物学的基本理论和相关的实验技术方法可为后续科研工作的开展奠定扎实的理论和技术方法基础，可以培养科研思维，提高科研能力[2]。

那么，作为任课教师，如何更好地利用课程教育教学过程培养学生的科研创新能力一直是山东第一医科大学不得不面对的重要课题。在十余年的教学经历中，山东第一医科大学一直在自身、教学方法和教学内容等方面不断摸索，尝试在多个方面夯实学生理论基础的同时，逐步提高学生的科研创新能力。

1 提高教师自身素质，创设平等民主的师生关系

培养学生的科研创新能力，首先任课教师自身要具备开阔的视野、广博的知识，带领学生站在学科的前沿领略学科的发展和进步。这就要求教师日常要不断学习，拓宽自身知识面，深度学习，同时也要注重去国内外高水平大学和研究机构访问学习，提升自身的专业水平和形成全球化视野，提高培养创新人才的能力。

在自身综合素质不断提高的同时善于创设平等民主的师生关系，和学生共同探索和交流，从而逐步激发研究生对科学研究的浓厚兴趣，培养他们的意志品格，为创新能力的培养打下良好基础。

例如，在细胞的增殖与运动学习过程中，研究生可根据各自未来不同的选题方向，整理所关注的领域细胞增殖和运动的相关知识和应用，学生与教师之间以及学生与学生之间相互沟通交流，丰富了教师和学生的知识体系，加深了他们对细胞增殖与运动的理解，学生能学习到与细胞增殖与运动异常相关的疾病发病机理及相关的干预策略。这种底层知识体系的构建对于研究生科研创新大厦的建设是至关重要的。

2 根据研究生已有细胞生物学基础知识的特点，利用主题教学法开展理论教学

笔者以Gerald Karp 主编的CellandMolecular Biology和翟中和等主编的《细胞生物学》为参考教材，大胆取舍，优化整合教学资源。笔者主要分两个大专题来讨论：一是静态细胞，静态细胞主要围绕细胞的结构，包括细胞膜的结构和功能和主要细胞器的结构和功能开展讨论；二是动态细胞，动态细胞围绕细胞的运动、细胞的增殖与调控、细胞信号转导、细胞的免疫应答、细胞凋亡等主题开展讨论[3]。

主题教学是考虑研究生在本科阶段都有了一定的细胞生物学基础知识，研究生阶段的学习是进一步归纳整理，并且与最新的科研进展融合进行理解应用的过程。采用主题教学有助于研究生把前期所学到的基础知识和科学研究当中的相关知识整合起来，让学生体会基础与应用之间的无缝衔接，提高学习积极性，有助于激发学生的学习兴趣并可以进一步提升学生的探索能力，为学生的创新能力培养奠定坚实的基础。

在主题教学实施过程中，课前，教师通过网络平台抛出主题，引导学生积极展开讨论并进行相关资料收集，文献调研等工作。课堂上教师将最新的科研进展融合进相应的专题讨论中，并引导1 ～2组学生进行相关专题的汇报。课后，教师和学生一起归纳整理在本次学习的专题中，专题本身的知识框架以及师生融合进了哪些科学研究方面的应用，有兴趣的学生可以进一步延伸学习，阅读文献后进行综述整理等，这样也训练了学生科技论文写作的能力，为其未来的科学研究增添了一项利器。

比如，在动态细胞的细胞信号转导专题学习中，课前教师抛出问题“你所了解的细胞内信号转导”。学生集思广益，充分调研后形成各组“我的细胞内信号转导”专题报告。课上，教师首先分享经典细胞信号转导途径及它们之间的相互作用，同时分享最新的顶级期刊刊登的相关研究进展，展现细胞生物学科学体系日新月异的特点；学生分享他们的主题报告；教师再进行知识的融会贯通：尽管细胞内的信息传递路径千差万别，但是万变不离其宗，最终它们实现的都是调控细胞、组织器官乃至个体更好地适应内外各种环境的目标。

整个教学过程有收有放，有扩展也有归纳整理，让学生沉浸在奇妙的细胞生物学探秘的过程中。每一堂课都有知识的汇聚，思想的碰撞，师生流连忘返，乐在其中，这也正是笔者通过主题教学来营造的学习氛围。

同时，在主题教育教学实施过程中，要求教师不断根据最新的科研进展和技术方法进步及时更新教学内容，使细胞生物学理论知识与科学研究有机融合，不断开拓学生的视野，激发其学习兴趣，时时处处播下爱科学、探索科学并不断创新的种子，在研究生日后的科学研究生涯中能够逐渐生根发芽，使研究生成长为高素质的创新型科技人才。

3 发挥细胞生物学实验课作用，培养研究生科研创新能力

细胞生物学是一门实践性很强的学科，实验教学是学科教学中尤为重要的一环[4]。研究生阶段的细胞生物学的技术和方法也被广泛应用于研究生后续的科学研究工作中。为培养研究生科研创新能力，笔者在传统的实验内容如细胞原代培养、传代培养、细胞生长测定和细胞凋亡检测等基础性实验的基础上，增大了探索性实验的占比，鼓励学生综合利用学到的基础知识和技术方法进行探索性实验[5]。

在探索性实验进行过程中，主讲教师和学生共同设计实验方案，比如可以选择Hela、H9C2 心肌细胞和BGC823 胃癌细胞等实验材料利用流式细胞术、共聚焦显微镜和多功能酶标仪等进行药物药效学实验及初步作用机制研究。

这种相对直观的科学研究能够让学生迅速意识到所学知识原来如此“有用”，这样能把学生的注意力集中到学科知识上来，后续再进行难度更大、实验过程也更为烦琐的实验，学生也能主动克服困难完成目标任务。

同时，在课程前期就给学生介绍学科内容的安排，这样学生认识到课程后期要开展大量的探索性实验，在前期的学习中就会更加积极主动，从而能够做到基础知识学习不懈怠，而且对最新的科研进展调研更充分。

随着课程内容的开展，学生在实验课程中的实践和学习又进一步推动了其对基础知识深入探究和对相关的学科进展及前沿知识产生浓厚兴趣，这也正是笔者课程教学的初衷。

通过细胞生物学课程教学，笔者“授人以鱼”，更希望能够“授之以渔”，毕竟在科学飞速发展的今天，个人终身学习观念的建立对日后的学习和工作都是有益的，这也是笔者在教育教学过程中要始终坚持不懈地培养的学生的重要素养之一。正是有了目标引领，学生的积极主动性被充分调动起来，最终实现了以学生为主体的教育教学，能够显著提高学生的科研创新能力。

总之，细胞生物学实验课教育教学过程中，探索性实验的融合，显著提高了研究生的文献调研能力、学习主动性及实验动手能力，即研究生的综合科研素养得到显著提升，这有助于激发研究生的科研潜能，提高科研创新能力。

4 鼓励研究生积极参与导师实验室轮转和学术交流

依托细胞生物学课程培养医学研究生的科研创新能力，笔者鼓励研究生不仅要在课堂上下功夫，走出课堂后，更要注重知识的积累和应用。对医学研究生来说，鼓励研究生提前进入导师的实验室轮转学习。

由于硕士研究生学制一般是3 年，理论学习加上开展课题和后续的毕业论文撰写及相关论文的发表等工作都需要在这段时间内完成，学业任务相对较重。而在正式进入实验室开展具体的科学研究之前甚至本科毕业设计阶段就进入导师的实验室轮转学习，学生不仅能够提前适应实验室的环境，还能够提前了解相关研究领域的研究进展并快速掌握相关的技术方法，这些无疑为研究生后期开展独立的科学研究奠定了良好的知识和技术基础。

比如文今福教授团队的研究生有的在本科阶段就开始着手参与实验室心肌细胞、人脐静脉内皮细胞等细胞培养工作及相关的药物筛选等基础性实验，同时参与实验室的文献精读活动，经过几个月的积累，研究生对实验的研究领域都会有一定的认识；可以这样轮转几个实验室，一直到明确个人感兴趣的研究领域，再进行个人研究方向的选择就有的放矢了。

所有的这些基础性工作都有助于研究生正式进入实验室开展独立的科学研究，有了这些经历，他们能够很快地深入进行课题的研究工作，有了更多探索和思考的余地，这些为他们后期课题的顺利开展和论文发表奠定了良好的基础，良好的科研基础也为后期研究生科研创新能力的培养提供了沃土。

另外，笔者鼓励研究生多参加学术交流。既可以参加校内各个课题组定期召开的Seminar,也可以参加学校乃至网络平台邀请的科学家学术报告，也可以参加类似于细胞生物学科研兴趣小组的学术交流，这样学生能够置身于百家争鸣的学术科研氛围中，对其科研创新能力的培养具有深远的意义。

每年的诺贝尔奖都是非常好的学习素材，笔者尝试串联近年的诺贝尔奖，尤其是诺贝尔生理学或医学奖内容进行小组交流，利用每次10 min 来介绍诺奖的获奖内容，分享获得诺奖的科学家的个人经历，了解他们的“硬核人生”。

比如2019 年获得诺贝尔化学奖的97 岁高龄的John B. Goodenough，他丰富传奇的人生经历和对科学始终如一的坚持与热爱激励着我们每一个人；他曾说自己一直像只乌龟，爬得缓慢，但最终会到终点；开始或许有先有后，胜利却没有先后，永远只属于坚持到最后的人。

2015 年，扎根中药学研究整整60 年的中国科学家屠呦呦获得了诺贝尔生理学或医学奖，成为国内首位荣获诺贝尔奖的女科学家[6]。屠呦呦先生正是凭着她对中药学的认真和坚守，在科学界脱颖而出。这些诺贝尔奖获得者“发现”背后的故事及科学家人生经历无疑是非常好的思政素材，对研究生个人意志的培养很有帮助。

“榜样的力量是无穷的”。这些素材带给学生的无形启迪能够让他们在后续的工作中不轻言失败，能够有不断克服困难屡败屡战的勇气和力量，始终保持对科学的执着和好奇，从而科研创新的后劲十足，这也是笔者对教育教学的最高期望。

5 结束语

在细胞生物学教学的过程中，笔者不仅从提高教师的科研素养和知识积累着手，还应用多元化的教学方法优化整合教学内容，同时联合各种优势资源多管齐下培养研究生的科研创新能力。“路曼曼其修远兮，吾将上下而求索。”几年来，虽然笔者在教育教学领域取得了一些成绩，但是每一位教师的教育之路都是没有最好，只有更好，唯望我们用心用力最终能够为国家的教育大厦添砖加瓦，为国家的科技创新贡献力量。