顯微系統(tǒng)化與大學(xué)生科研培訓(xùn)計劃中科研思維的培養(yǎng)

白生賓 秦 紋 李 甜 馮樹梅 王新星 張亞樓 鐘近潔

顯微系統(tǒng)化與大學(xué)生科研培訓(xùn)計劃中科研思維的培養(yǎng)

白生賓 秦 紋 李 甜 馮樹梅 王新星 張亞樓 鐘近潔＊

（新疆醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院組織胚胎學(xué)教研室，烏魯木齊830011）

顯微系統(tǒng)化是指將各種顯微鏡融合并統(tǒng)一利用，聯(lián)合操作，所用程序一體化、規(guī)范化、統(tǒng)一化和數(shù)字化。顯微系統(tǒng)化通過系統(tǒng)化管理，在大學(xué)生科研培訓(xùn)計劃（Student Research Training Program，SRTP）中實施。實行顯微系統(tǒng)化，可突破顯微鏡本身時間和空間上的局限性，能夠進一步完善科學(xué)、高效的科研培訓(xùn)計劃模式，對從感性方面培養(yǎng)大學(xué)生理解科研的概念和建立科研思維的能力、提高大學(xué)生科研素養(yǎng)具有重要作用。

顯微系統(tǒng)化；大學(xué)生科研培訓(xùn)計劃；科研思維

所謂顯微系統(tǒng)化是指將體視顯微鏡、普通光學(xué)顯微鏡、倒置顯微鏡、熒光顯微鏡、激光顯微切割系統(tǒng)及電子顯微鏡融合并統(tǒng)一利用，聯(lián)合操作，所用程序一體化、規(guī)范化、統(tǒng)一化和數(shù)字化。在大學(xué)生科研培訓(xùn) 計 劃 （Student Research Training Program，SRTP）中，大學(xué)生通常是大學(xué)一年級和二年級的學(xué)生，正是培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和科研思維形成的初始階段。將顯微系統(tǒng)化應(yīng)用于SRTP中，既教會了學(xué)生應(yīng)用各種顯微鏡，使大學(xué)生更全面的了解和掌握顯微系統(tǒng)并切實理解形態(tài)學(xué)的重要性，也使大學(xué)生獲得了一次充分利用顯微鏡來解決科研問題的機會，同時，方便SRTP的科研系統(tǒng)化，起到顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)一體化，并以SRTP為切入點，真正達到對顯微結(jié)構(gòu)的實質(zhì)性理解，啟發(fā)并推進大學(xué)生科研思維的培養(yǎng)。

1 SRTP的發(fā)展與內(nèi)涵

SRTP是大學(xué)生科研培訓(xùn)計劃，是本科實踐教育教學(xué)改革的重要舉措之一，通過教師或?qū)W生立項，給予一定科研經(jīng)費的資助，為本科生提供科研訓(xùn)練的機會，使學(xué)生盡早進入各專業(yè)科研領(lǐng)域，接觸學(xué)科前沿，了解學(xué)科發(fā)展動態(tài)；增強學(xué)生創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和實踐動手能力；加強合作交流，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。在不同國家和學(xué)校里，SRTP的稱謂有所不同：如美國麻省理工學(xué)院（MIT）稱之為“本科生研究機會計劃”（The Undergraduate Research Opportunities Program，UROP）［1］，清 華 大 學(xué) 稱 之 為 “學(xué) 生 科 研 訓(xùn) 練 ”（Student Research Training，SRT）。山東大學(xué)威海分校稱之為"大學(xué)生科研作品立項"。SRTP的出發(fā)點在于充分利用學(xué)校綜合教學(xué)資源和雄厚的科研實力，為學(xué)生提供更多的科研訓(xùn)練空間和平臺［2］，使學(xué)生盡早進入到本專業(yè)的科研領(lǐng)域，接觸和了解學(xué)科的前沿和發(fā)展動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生初步進行科學(xué)研究的能力和創(chuàng)新精神，提高其實踐動手能力。SRTP開展于上世紀(jì)90年代末，并在一些研究型大學(xué)內(nèi)取得了豐碩成果，成為國內(nèi)外普遍認(rèn)同的一種人才培養(yǎng)模式。SRTP目前已成為國內(nèi)外普遍認(rèn)可的一種培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的有效途徑。但實施過程中也暴露出一些問題，需要從樹立學(xué)生自主性科研意識，加強過程管理和教師指導(dǎo)，優(yōu)化課程設(shè)置及教學(xué)管理等方面進一步完善?？紤]到形態(tài)學(xué)在大學(xué)生醫(yī)學(xué)早期教育的重要性，引入顯微系統(tǒng)化，意在充實SRTP并在大學(xué)生科研思維的培養(yǎng)中起到早期教育的目的。

2顯微系統(tǒng)化在SRTP中的應(yīng)用

顯微鏡系統(tǒng)化管理和應(yīng)用是以生物機體的微細(xì)結(jié)構(gòu)各個組成局部的相關(guān)功能為研究對象的科學(xué)方法，包括兩個方面的含義：第一、對顯微鏡的系統(tǒng)化管理和統(tǒng)一實施；第二、對顯微鏡下結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)化采集、處理及分析。顯微系統(tǒng)化內(nèi)容包括：①顯微連續(xù)性；②顯微相對獨立性；③顯微數(shù)字化?？蒲兴季S的形成是循序漸進的過程，也是逐漸摸索、探索、實踐和不斷完善的過程。在SRTP實施過程中，應(yīng)將科學(xué)研究的理念和思維貫穿于SRTP的全過程，啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的科研思維。為了幫助學(xué)生形成良好的科研思維，將顯微系統(tǒng)化介入到SRTP過程中，是一種良好的指導(dǎo)手段和培養(yǎng)模式。顯微鏡系統(tǒng)化把科研思維融于SRTP實施的每一個環(huán)節(jié)中，同時能夠結(jié)合顯微鏡理論內(nèi)容講述相關(guān)的科學(xué)研究和經(jīng)典科學(xué)實驗，并結(jié)合自己的研究內(nèi)容和成果，組織學(xué)生進行探索性討論，給學(xué)生最直接的體驗。具體過程大致分為二步：第一，組織引導(dǎo)大學(xué)生進入實驗初始階段，給每位同學(xué)分發(fā)5張載玻片，讓學(xué)生發(fā)揮各自的想象，通過各種顯微鏡，盡其所能觀察自己身體的結(jié)構(gòu)，并進行描述。在實驗過程中，有些同學(xué)用顯微鏡觀察自己的血液、頭發(fā)、面部油脂、分泌物，有些同學(xué)用體視顯微鏡觀察指紋、刀片刀鋒、紙張、筆頭、灰塵、昆蟲等等，也有學(xué)生取自己鼻唇溝處的分泌物在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)了螨蟲，可以說是無所不有。學(xué)生們對這一過程具有極大的興趣。隨后，布置半命題的研究題目，讓學(xué)生通過查閱文獻、收集科研資料，進而做出初步的實驗設(shè)計，體驗一次虛擬的科研工作的經(jīng)歷，如有興趣，還可進入實驗室一試身手，探索自己設(shè)計的科學(xué)問題。這樣可以讓學(xué)生分享知識探索的樂趣，懂得知識創(chuàng)造的艱辛，更激發(fā)其探索未知事物的興趣，提高學(xué)習(xí)積極性。在此過程中，學(xué)生對科研思維會有初步了解和把握，這對他們后續(xù)的科學(xué)研究實踐無疑大有裨益，也為實現(xiàn)SRTP在科研方面的培養(yǎng)目標(biāo)邁出了第一步。第二步，對于在上述過程中，已經(jīng)對顯微系統(tǒng)化或科研產(chǎn)生濃厚興趣的學(xué)生，讓其自己設(shè)計感興趣的課題，充分調(diào)動其積極性。對于沒有形成科研思路的學(xué)生，針對顯微鏡的功能和顯微數(shù)碼化［3］，設(shè)計科研課題，發(fā)現(xiàn)顯微系統(tǒng)化帶來的優(yōu)勢，幫助其設(shè)計科研課題。以觀察染氟后大鼠形成氟斑牙為例，氟斑牙在形成過程中，牙齒的顏色發(fā)生了一定的變化，但是，為什么發(fā)生變化？變化過程是怎樣的？是否用肉眼就能夠分辨呢？這時，形態(tài)學(xué)的改變就會隨之產(chǎn)生在腦海，按照思維，放大鏡可以，但是，放大鏡只能在主觀者眼中產(chǎn)生印象，不能夠?qū)⒖吹降淖兓陀^化，也就是不能通過數(shù)字化將它記錄下來。這時候，思維要不斷開闊，可以用到體視顯微鏡，而且，可以數(shù)字化記錄，更加客觀。

3顯微系統(tǒng)化在SRTP科研思維訓(xùn)練中的作用

在對研究生調(diào)查和大學(xué)生咨詢的過程中發(fā)現(xiàn)，第一、研究生對醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)要研究的內(nèi)容不是很清楚；第二、對每種顯微鏡的作用、原理及用途不清楚；第三、只是局限地應(yīng)用某種顯微鏡，對系統(tǒng)化應(yīng)用不清楚；第四、對于利用顯微系統(tǒng)化，解決的關(guān)鍵問題不是很清楚；第五、系統(tǒng)化的科研思維或者思路不是很清楚?？蒲兴季S是科研人員在科學(xué)研究過程中科學(xué)地思考問題的方式。試想一個不具備科研思維的研究者如何能夠科學(xué)地提出問題？如何能夠科學(xué)地解決問題？由此可見，科研思維是科研工作的根本。對學(xué)生科研思維的培養(yǎng)是采用以學(xué)生為主體［4］，完成整個科研過程：包括文獻查閱、課題設(shè)計、實驗路線設(shè)計、實踐操作、實驗結(jié)果分析、課題總結(jié)、論文書寫。對于沒有任何科研經(jīng)歷的大學(xué)生來說，SRTP無疑提供了比較好的機會?，F(xiàn)有的教學(xué)條件還不能滿足學(xué)生完全自主選題、自主設(shè)計實驗的要求，也無法實現(xiàn)實踐過程中隨時對實驗路線進行修正，因此在一定程度上影響了學(xué)生的創(chuàng)新性思維和科學(xué)實踐的機會。但是，SRTP有其自身的特性和優(yōu)點，學(xué)生數(shù)量少，每個課題組大約4-10人，易于掌控，易于管理，易于施教，易于實踐。以顯微系統(tǒng)化為基點，使學(xué)生實現(xiàn)廣義思考，以點畫線，以線推面，實現(xiàn)一通百通、思維的跨越。顯微系統(tǒng)化在大學(xué)生科研培訓(xùn)計劃中給老師和學(xué)生都帶來了機遇。學(xué)生在上課之余通過訓(xùn)練將形態(tài)學(xué)多學(xué)科聯(lián)系起來，老師也提供了一種鍛煉和培訓(xùn)學(xué)生的方法，二者相互補充；先進的系統(tǒng)化訓(xùn)練，使學(xué)生掌握顯微鏡的操作和應(yīng)用，可使學(xué)生充分發(fā)揮想象，充分利用實際操作，盡量滿足學(xué)生對各種顯微鏡優(yōu)勢功能的好奇，培養(yǎng)其創(chuàng)造性和創(chuàng)新性。

［1］段徐，章燕棋，應(yīng)美丹，等.大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃現(xiàn)狀調(diào)查研究.中國高等醫(yī)學(xué)教育，2007，3：58-59

［2］葉民，魏志淵，樓程富，等.SRTP：浙江大學(xué)本科教學(xué)改革的成功探索.高等工程教育研究，2005，4：55-58

［3］張新華，孫建華，徐輝.數(shù)碼互動顯微實驗室在組織學(xué)實驗中的應(yīng)用.解剖學(xué)雜志，2004，27（2）：108

［4］曾常茜.以學(xué)生發(fā)展為核心的醫(yī)學(xué)免疫學(xué)教學(xué)改革.西北醫(yī)學(xué)教育，2009，17（6）：1193-1195

Systematization of microscopes and scientific thinking cultivation in student research training program

Bai Shengbin，Qin Wen，Li Tian，F(xiàn)eng Shumei，Wang Xinxin，Zhang Yalou，Zhong Jinjie＊
（Department of Histology and Embryology，College of Basic Medical Science of Xinjiang Medical University，Urumqi 830011，China）

Systematization of microscopes is a variety of microscope that is integrated and unified use.All of program should be integrated，standardized and digitized.Systematization of Microscopes is practiced through systematic management in student research training program.Doing systematization of Microscopes can break through the microscope itself about time and space limitations，can further improve the scientific，efficient scientific research training program model.It is very important for college students to cultivate perceptual their understanding of scientific concepts and establish scientific thinking ability and improve the students’scientific research accomplishment.

Systematization of microscopes；Student research training program；Scientific thinking

R329

A

10.3870／zgzzhx.2011.06.021

2011-02-10

2011-04-01

國家級基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)示范中心實驗項目教學(xué)改革專項資金資助（201008）

白生賓，男（1978年），漢族，講師。

＊通訊作者（To whom correspondence should be addressed）