大学生创新训练计划的实践与思考剖析.doc

大学生创新训练计划的实践与思考*基金项目 :重庆市高等教育教学改革研究课题基金资助项目 (133102 ; 中华医学会教学改革课题基金资助项目 (2012KC 26 ; 重庆市高等教育教学改革研究基金资助项目 (1203115郭海英 , 杨劲 , 王 韵 , 张 艺 (第三军医大学细胞生物学教研室 , 重庆 400038摘要 :大学生创新能力是 21世纪高校人才培养的核心内容 , 为培养大学生的科研素养 , 提高创新能力 , 国内许多高校开展了大学生创新训练计划 。 文章结合笔者在大学生创新训练计划工作的实践过程 , 从选拔学员以及创新训练计划的选题 、 课题设 计 、 实验技能训练等方面探讨如何增强大学生的创新能力 , 提高大学生科研素质 。 关键词 :高等教育 ;大学生创新训练计划 ;第二课堂 ; 创新能力 ; 科研素质中图分类号 :G6420文献标志码 :A文章编号 :20951450(2015 01008403DOI :1013754/jissn 2095145020150129国务院在 关于深化教育改革 、全面推进素质 教育的决定 中明确提出 , 高等学校要以培养学生 的创新精神和实践能力为重点 , 国家教育部在 “ 十 二五 ” 期间也推出了国家级大学生创新创业训练计 划 。 旨在探索以课题为核心的教学模式 , 倡导以创 新训练项目为载体 、 以学生为主体 , 注重实施过程 , 充分调动学生的主动性 、 积极性和创造性 。 笔者在 20122013年指导本科生参加了国家级大学生创 新创业训练计划项目 “ Wnt5a 对 melan-a 细胞产黑 素的影响及其机制的探究 ” , 结合自身在大学生创 新训练计划的实践经历 , 就如何加强大学生创新训 练教育 , 提高大学生科研素质进行探讨 。 1本科生第二课堂为创新训练计划奠定坚实基础 医学的发展呼唤医学创新人才的出现 , 培养创 新人才已成为当今高等医学教育的战略重任 。 学生 知识领域的拓展 , 创新性思维的形成以及解决问题 能力的培养仅仅依靠课堂教学是不够的 , 建立多方 位 、 多途径的学习平台不仅能丰富学生的课余生活 , 而且为学生综合能力的培养提供有效途径 。 为此 , 笔者所在教研室从 2010年开始开展本科生第二课 堂活动1, 2。 通过第二课堂的开设 , 旨在更有效地培养本科生的自主学习能力 、 科研能力和创新能力 , 为大学生创新训练计划培育苗子 。该活动采取学生自荐的方式 , 经过教研室面试 筛选 , 确定最后的参加人员 。 参加者分为 6个小组 , 每个小组 56人 , 由一位教师负责指导 。 在筛选过程中 , 第一课堂的考试成绩只是作为初步的参考 , 我 们更看重学生对科学研究的兴趣 , 选拔真正热爱科 研实践 , 希望通过本活动培养科学思维能力 、 锻炼实 验动手能力的学生 。 由于大二上学期的学生刚刚接 触医学专业基础课 , 未经过系统的科研实践训练 , 他 们不会查阅专业文献 , 缺乏总结文献提炼问题的能 力 , 也不了解相关的实验技术 。 因此 , 以科学研究各 环节的基本训练为导向 , 我们将第二课堂活动分三 个阶段 , 分别是文献阅读训练 、 基本实验技能培训 、 创新性实验设计和实施 。文献阅读训练是第一阶段 , 约需 2个月 。 首先 由指导教师结合目前细胞生物学研究领域中的经典 成就及前沿进展 , 设置覆盖面广 、 研究深入 、 有重大 需求的专题 , 开展文献查阅 。 要求每个学生认真通 读所选文献 , 理解科学问题的提出 , 领会实验设计 , 感悟研究的意义及潜在价值 , 由此拓展 、 查阅相关文 献 。 从科学问题的提出与解决方案的制定过程中 , 体现细胞生物学的前瞻性和引领性 , 并实现提升科 研思维的培训目的 。 在本阶段结束时 , 学生开展学 术交流报告来开拓同学们的视野 。 学生通过学习报 告中涉及的科学研究方法 、 研究思路以及实际中的 应用价值 , 从立题依据 、 研究进展 、 科学问题的提出 、 实验方案设计 、 实验结果的分析及讨论等多个方面 , 全方位汲取营养 , 有助于逐渐形成一个完整的生命 科学体系 , 使理论与实践的融合得到升华 。实现科研设想的主要途径是实验技术操作 , 在 接下来的基础实验技能培训阶段 , 围绕生命科学最 核心的细胞培养技术开展实验技能的培训 。 实验内48Basic Medical Education , Jan2015, Vol17No1容主要包括细胞复苏 、 细胞计数 、 细胞传代 、 细胞冻 存 、 原代细胞培养以及显微摄影等 。 通过本阶段的 培训 , 学员掌握了基本的细胞培养实验技能 , 为后续 科研实践工作的开展提供保证 。第三阶段为创新性实验 , 让学员在掌握基本理 论 、 背景知识和相关实验操作的前提下 , 独立提出科 学问题 , 讨论设计课题方案 , 并付诸于实施 , 这充分 调动了学生的自主能动性 , 极大地提高了学员分析 问题 、 解决问题的能力 。 创新实验的研究内容要尽 可能与指导教师的研究方向密切相关 , 这是保证学 生深入开展研究的关键 。 由于笔者的研究方向是 Wnt 信号 , 并拥有永生化的黑素细胞株 (melan a 细胞 , 因此 , 结合笔者的科研方向以及所在教研室 的实验平台 , 在 2011年所带教的第二课堂小组选题 是 “ Wnt5a 对黑素细胞产生黑色素的影响 ” 。 该课 题的目标明确 , 难度适当 , 主要方法是用 Wnt5a 腺 病毒感染黑素细胞 , 利用 NaOH 测黑素含量法 、 DO-PA 测酪氨酸酶活性法检测 Wnt5a 对黑素细胞产黑 色的作用 , 本科生能在半年到一年时间内完成 。 经过第二课堂培训 , 学生的文献阅读能力 、 科学 思维及创新能力等得到了全面提高 , 为进一步申报 大学生创新计划项目奠定了坚实基础 。2合理的选题是保证创新训练计划质量的前提条 件选定一个设计合理 、 起点高同时难度又不大的 课题 , 是 创 新 训 练 计 划 保 质 保 量 完 成 的 前 提 条 件 3。 实验的选题既要考虑大学生的知识深度和 广度 , 还要考虑选题的学术性 、 实用性和创新性等基 本原则 , 既要能锻炼学生的创新能力和科研能力 , 还 要兼顾课题的实际应用价值 , 因此 , 选题要注意易而 新的特点 4。笔者所在教研室通常是从第二课堂的创新性实 验中遴选出优秀课题 , 推荐申报大学生创新训练计 划 , 使本科生第二课堂与大学生创新训练计划自然 接轨 。 由于第二课堂创新性实验选题比较简单 , 不 足以达到大学生创新训练计划的要求 , 因此 , 我们需 要在创新性实验的基础上进行深入 , 提出新的科学 选题 。 如前所述 , 笔者所带小组的第二课堂的选题 是 “ Wnt5a 对黑素细胞产生黑色素的影响 ” 。 通过 实验以及对实验结果的分析讨论 , 笔者与学生得出 结论 :Wnt5a 可以抑制黑素细胞产生黑色素 。 但是 , Wnt5a 抑制黑素细胞产生黑色素的机制并不清楚 , 需要进一步探讨 , 因此 , 我们将选题改为 “ Wnt5a 对 melan-a 细胞产黑素的影响及其机制的探究 ” 。 该 选题研 究 的 目 标 明 确 ; 具 有 创 新 性 , 国 内 外 尚 无 Wnt5a 对正常黑素细胞产黑色素的影响的报道 ; 难 度适当 , 学生可以在 12年时间内完成 。 在笔者 指导下 , 由学生执笔撰写大学生创新训练计划申 请书 , 成功获得 2012年的全国大学生创新训练计 划项目资助 。3严密的课题设计是创新训练计划顺利实施的关 键环节实验设计的周密和严谨性是决定选题顺利实施 的关键因素 。 因此 , 在课题设计环节 , 指导教师既要 充分给予学生设计实验方案的自主权 , 同时必须把 好质量 关 , 保 证 实 验 设 计 的 周 密 性 、 严 谨 性 和 科 学性 。笔者首先让学生自主设计实验方案 , 以 Wnt5a 对黑素细胞产黑素的机制研究为例 , 学生提出可以 运用 T-PC法和免疫组织化学法分别从 NA水 平和蛋白质水平检测 Wnt5a 信号通路中关键分子 的增减情况 , 从而确定是哪一条途径起到了作用 。 在师 生 讨 论 过 程 中 , 笔 者 同 意 运 用 T-PC法 在 NA水平上的研究 , 但建议蛋白质水平的研究可以 运用 Western-Blot 法 , 并向学员说明原因 。 通过讨 论 , 师生达成一致意见 。 之后 , 让学生给出具体的实 验方案 。 虽然有了前期第二课堂的实验基础 , 学员 在具体实验设计时仍存在很多问题 , 比如没有考虑 到内参或者设置实验对照组等 , 教师需对方案进行 反复论证和修改完善 。通过让学员自主设计实验方案 , 可充分调动他 们的自主能动性 , 提高学员分析问题 、 解决问题的能 力 。 在师生论证过程中 , 学员能积极思考 , 主动发表 意见和建议 , 同时认识到自己实验设计中的不足 , 逐 步提高科学的思维能力 。 由于这个阶段的本科生缺 乏实践经验 , 在实验设计中难免有诸多不足之处 , 教 师在指导过程中要把握好尺度 , 不能完全否定学生 , 言语中以鼓励为主 , 以免过度打击学生的积极性和 58, 20151, 171自信心 。4过硬的实验技术是创新训练计划顺利完成的必 要手段技术手段和实验方法是创新训练计划能够保质 保量顺利完成的必要手段 。 完成一个完整的课题 , 通常需要多种实验方法 。 学生对实验室研究工作比 较陌生 , 技术方法不熟练 、 对于实验中出现的问题不 会分析和解决 。 因此 , 在课题实施初期 , 指导教师需 要投入大量的精力 , 指导学生相关的实验技术 。 在 这个过程中 , 教师对实验原理和操作步骤应做详细 的讲解 , 对复杂的实验操作进行示教 。 以 NA抽提 实验为例 , 由于该实验步骤较繁琐 , 而 NA又容易 降解 , 因此笔者首先进行了示教实验 , 并在示教过程 中向学生强调需要注意的环节 。 在学员首次做该实 验时 , 笔者在旁边观察 , 发现学生有不当操作时及时 纠正 。 如此 23次实验之后 , 学员就充分掌握了此 实验的操作技巧 , 完全可以独立进行该实验 。 在课题实施过程中 , 学生掌握所需实验方法 , 不 等于指导老师就可以对学生放任不管 , 这个阶段指 导老师更要对学生进行全方位指导 , 不仅要教会学 生如何分析实验数据 、 判断数据 , 并如何将数据转换 为直观的图表 ; 还需要教会学生正确书写实验记录 , 同时帮助学生培养良好的实验习惯 , 让学生具备独 立科研的能力 , 并放手让学生独立进行科研实践 , 使 他们的主观能动性得到充分发挥 。5良好的师生交流是提升创新训练计划执行力的 重要保证在项目实施的过程中 , 由于学生专业学习任务 重 、 时间紧 , 当项目研究遇到困难时 , 容易产生畏难 情绪 , 所以需要指导教师与学生进行充分的沟通和 交流 。当学生的实验失败时 , 首先鼓励学生查阅相关 资料 , 分析实验失败可能的原因 , 然后与教师一起讨 论 , 交流心得体会 , 在教师的指导下优化实验条件 , 最终找到解决问题的办法 。 当项目研究碰到瓶颈 , 指导教师要不断给予学生鼓励 , 教会他们正确面对 成败 , 积极寻找失败的原因 , 不轻言放弃 。 在项目实 施过程中 , 让学生独立进行科研实践 , 并不意味着指 导教师可以对实验不闻不问 。 相反 , 指导教师应多 与学生交流 , 鼓励学生制定合理可行的目标 , 督促学 生定期对实验结果进行总结和分析 , 在课题完成时 指导学生撰写学术论文 , 这不仅培养了学生良好的 科学思维和科学习惯 , 也提升了他们的自信心 。 通过不断的探索和改进 , 笔者在创新训练计划 上取得了一些效果 , 近年来指导本科学员发表中文 核心期刊论文 4篇 , SCI 论文 1篇 ; 指导学员参加第 十三届 “ 挑战杯 ” 全国大学生课外学术科技作品竞 赛 , 获重庆市 “ 特等奖 ” 、 全国 “ 一等奖 ” ; 指导学员参 加第六届全国大学生创新创业年会 , 获 “ 优秀论文 奖 ” 。 已有的成绩不是笔者在创新训练计划的终 点 , 而是促进笔者进一步改进和完善创新训练计划 的动力 。参考文献 :1郭海英 , 王韵 , 张艺 , 等 开展细胞生物学第二课堂 培养本科生 科研能力 J 中国校外教育 , 2014, (7 :68692杨劲 , 王韵 , 位全芳 临床医学本科细胞生物学教学改革