生理科學(xué)創(chuàng)新性實驗的收獲與體會

孫文佳　王槐嵐　陳瑩瑩　王琳琳

摘要：本文是醫(yī)學(xué)本科生參加創(chuàng)新性實驗過程中的一些收獲與體會，通過具體的實驗過程描述，以親身經(jīng)歷和感受討論了高校創(chuàng)新性實驗項目對學(xué)生在醫(yī)學(xué)科研之路上的啟迪作用。本文認(rèn)為，創(chuàng)新性實驗以“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”作為基本原則，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生在自主實踐中激發(fā)了濃厚的科研興趣和創(chuàng)新意識，提高了參與醫(yī)學(xué)科研實驗的積極性和主動性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新性實驗技能和科研思維。

關(guān)鍵詞：本科生；創(chuàng)新性實驗；體會；自主學(xué)習(xí)

中圖分類號：G642.41 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）34-0180-02

本校醫(yī)學(xué)院針對醫(yī)學(xué)本科課程體系中缺乏培養(yǎng)學(xué)生科研能力和創(chuàng)新能力的課程現(xiàn)狀，根據(jù)研究型大學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才要求，對跨生理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)三個學(xué)科的綜合性實驗課程《生理科學(xué)實驗》進行深化和改革，面向五年制本科臨床醫(yī)學(xué)生開展創(chuàng)新性實驗教學(xué)（64學(xué)時）。創(chuàng)新性實驗是以班級為單位，由1位指導(dǎo)教師擔(dān)任創(chuàng)新實驗導(dǎo)師。在導(dǎo)師的引導(dǎo)下，經(jīng)歷了以下階段：（1）專題講座；（2）實驗項目申報；（3）各小組開題報告和答辯；（4）自主實驗研究；（5）數(shù)據(jù)分析處理，撰寫論文；（6）結(jié)題答辯。2014年我們的項目是“calpain1激活在小鼠炎癥性學(xué)習(xí)記憶障礙中作用和機制的實驗研究”?，F(xiàn)將我們在此將創(chuàng)新性實驗中的收獲與體會總結(jié)如下。

一、嚴(yán)謹(jǐn)求是的科研精神是做好科研工作的基石

導(dǎo)師首先告誡我們，科學(xué)實驗要嚴(yán)謹(jǐn)、求是。這既是浙江大學(xué)的校訓(xùn)，也是我們在科研工作中必須遵守的原則。一是要求我們在立論依據(jù)的提出上要嚴(yán)謹(jǐn)求是。在選題和開題前，必須要對文獻知識有全面認(rèn)真的了解和研讀。不能一味追求創(chuàng)新，天馬行空，而忽略了研究內(nèi)容間的邏輯關(guān)系。二是要求我們在實驗過程中要做到嚴(yán)謹(jǐn)求是?！笆е晾澹囈郧Ю铩?，避免實驗操作的隨意性，嚴(yán)格按照設(shè)計方案執(zhí)行，認(rèn)真觀察并如實記錄實驗數(shù)據(jù)。三是要求我們在實驗的結(jié)果處理上要嚴(yán)謹(jǐn)求是。一味追求符合理論假說而篡改數(shù)據(jù)，則是嚴(yán)重的科研造假行為。因此，嚴(yán)謹(jǐn)求是的科研精神始終貫穿我們創(chuàng)新性實驗的每一個階段，讓我們充分體會到了醫(yī)學(xué)科研工作的神圣使命和責(zé)任感，讓我們認(rèn)識到良好的科研道德對于一個醫(yī)學(xué)工作者的重要性。

二、優(yōu)秀的實驗選題是成功的一半

導(dǎo)師給出了“鈣蛋白酶，炎癥，學(xué)習(xí)記憶”三個關(guān)鍵詞，選題需與這三個關(guān)鍵詞相關(guān)，讓我們?nèi)?zhǔn)備在下次的課上進行開題報告答辯。每個小組的設(shè)計題目，要經(jīng)過答辯討論，最佳的項目勝出作為全班的課題。經(jīng)過專題講座的培訓(xùn)，我們已經(jīng)知道了醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究的基本步驟和方法。大家躍躍欲試，摩拳擦掌，開始埋頭查閱文獻。我們小組查閱的資料顯示：鈣蛋白酶在炎癥的發(fā)病機制中發(fā)揮了重要作用；另一方面，炎癥，尤其是神經(jīng)炎癥和學(xué)習(xí)記憶能力間密切相關(guān)。但是，鈣蛋白酶與學(xué)習(xí)記憶能力間的關(guān)系尚未清楚。于是我們就想能否從這個點入手，研究鈣蛋白酶抑制劑對神經(jīng)炎癥導(dǎo)致的學(xué)習(xí)記憶下降的影響。經(jīng)過了整整一個星期的閱讀、分析、討論，我們小組確定以“探究鈣蛋白酶抑制劑對內(nèi)毒素（LPS）誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥小鼠學(xué)習(xí)記憶功能的影響”作為小組的課題，采用LPS建立神經(jīng)炎癥模型，以小鼠為實驗研究對象，用Morris水迷宮評價小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力。在開題報告答辯過程中，我們從新手變成了能問尖銳專業(yè)問題的高手，用火眼金睛看出其他組設(shè)計中的漏洞。經(jīng)過全班熱火朝天的激烈討論，在綜合評判各組項目的缺點，組合各組的優(yōu)點的基礎(chǔ)上，全班投票表決，確定題目為“calpain1激活在小鼠炎癥性學(xué)習(xí)記憶障礙中作用和機制的實驗研究”。

三、寫好實驗項目申請書是關(guān)鍵

選題后，我們開始進行申請書的撰寫，其中主要是實驗方案的設(shè)計，這是將選題具體化的過程。導(dǎo)師叮囑我們：要考慮創(chuàng)新性、科學(xué)性和可行性，三者必須兼?zhèn)洹W(xué)習(xí)前人的研究成果，結(jié)合我們目前的實驗室條件和6000元經(jīng)費的實際情況，以確定合適的方案。比如模型構(gòu)建的過程中，LPS是采用側(cè)腦室注射還是腹腔注射。我們查閱文獻，兩種方式均有被采用，但是側(cè)腦室注射的難度遠遠大于腹腔注射，對我們這些新手來說非常不利，雖然側(cè)腦室注射的效果會比較好，但最后還是采用了腹腔注射。另外，我們增加了TUNEL染色觀察炎癥是否導(dǎo)致凋亡和calpain活性檢測。通過這個過程，我們查閱文獻的技巧和專業(yè)英語能力也得到了很大的提升，而申報書的撰寫則是一個將選題和實驗設(shè)計的成果轉(zhuǎn)換成文字描述的過程。我們學(xué)會用科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈淖肿珜懮暾垥?，做到有理有?jù)的闡述，科研思維得到了進一步的訓(xùn)練和提高。

四、重視創(chuàng)新性實驗實施的每一個環(huán)節(jié)

有了完善的實驗方案，接下來便是具體的實驗項目的實施階段了?！凹埳系脕斫K覺淺，絕知此事要躬行”。從來沒有養(yǎng)過這么多小鼠，從來沒有使用過水迷宮裝置，從來沒有進行過小鼠的組織樣本灌流，這些東西對我們來說都是新的。然而這種從無到有，一點點把自己的想法搭建出來的過程，卻也是我們成就感最大之處。在這個過程中，我們被針頭扎破過手，也因為連續(xù)的實驗而奮戰(zhàn)到深夜12點，但是我們樂在其中。比如，儀器不會使用，可以看說明書，說明書沒有，可以網(wǎng)上查，查不到可以咨詢學(xué)長。問題總有解決的辦法，我們不再坐著等老師給出答案，而是學(xué)會自己去尋找答案。每個人都參與到了實驗中來，有小組負(fù)責(zé)配藥，有小組負(fù)責(zé)注射藥品，有小組專門負(fù)責(zé)運送小鼠，有小組負(fù)責(zé)Western Blot，還有小組負(fù)責(zé)收取樣本。那些專門負(fù)責(zé)水迷宮操作的女同學(xué)們，每次都細(xì)心的用紙巾擦干游泳上來的小鼠身上的水分，怕小鼠著涼，用兩只手窩起來，護在手掌心中取暖。那些不時出現(xiàn)的“問題”與壓力，讓我們懂得了個體的付出與責(zé)任的重要內(nèi)涵。每一個人都意識到自己是整個實驗中的重要的一環(huán)，每一個人都全力以赴，爭取做到最好。此外，在這個過程中，同學(xué)與同學(xué)之間、同學(xué)與老師之間、與學(xué)校主管部門間的溝通等，一些即使看起來是細(xì)小的瑣事，也都鍛煉了我們的能力。比如，與學(xué)院動物中心溝通動物飼養(yǎng)問題，與組織形態(tài)學(xué)平臺溝通組織學(xué)樣本染色問題。

五、團隊合作的重要性

在選題和實驗設(shè)計階段，我們已經(jīng)開始感受到團隊合作的重要性，每個人都積極主動地扮演好自己的“角色”。比如，在開題設(shè)計階段，每個小組的方案都有其優(yōu)點和不足，我們彼此交換思想，以彼之長補己之短，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的全面性得到了很大提升。在實驗的實施過程中，這一點則得到了更加明顯的體現(xiàn)。比如，水迷宮實驗是我們這個項目中最為關(guān)鍵的一步，對所有人來說都是全新的實驗內(nèi)容。水迷宮實驗，連續(xù)五天，從下午5點開始，一直做到次日凌晨，工作量相當(dāng)大。盡管每天安排一組人員進行水迷宮實驗，但是幾乎每一天都有其他組的同學(xué)自愿參與，沒有人介意自己工作量多或少，也從來沒有人說累或者放棄。幾乎每晚都會有同學(xué)帶來夜宵，支援在前線做實驗的同學(xué)。在一個小小的水迷宮實驗室里，大家一起學(xué)習(xí)、切磋實驗技能，相互提醒與幫助，只為共同目標(biāo)努力，盡心盡力做到最好。創(chuàng)新性實驗把大家的心和用的勁，都緊密連在了一起。實驗鍛煉了我們各自領(lǐng)導(dǎo)、管理等方面的能力。同時，我們看到了彼此身上的優(yōu)點，促進了同學(xué)間的友誼。在開題報告答辯、申請書撰寫、實驗實施，等等過程中，團隊的合作精神，提升了我們的效率，推動我們的實驗有條不紊的進行。

六、在失敗中總結(jié)和提高

“失敗是成功之母”，實驗中的失敗不可避免，失敗不可怕，可怕的是失敗后不會總結(jié)和分析，不會吸取教訓(xùn)。在整個實驗中，盡管我們已經(jīng)做到了最充分的實驗前準(zhǔn)備，但是最后的實驗結(jié)果還是與我們的假說有一定的差距。比如，小鼠學(xué)習(xí)與記憶能力的個體差異太大，水迷宮檢測的數(shù)據(jù)差異比較大；我們發(fā)現(xiàn)了calpain的激活確實參與了炎癥性學(xué)習(xí)與記憶下降過程，但是使用的calpain抑制劑并沒有出現(xiàn)顯著改善的作用。面對這些實驗數(shù)據(jù)，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，我們仔細(xì)分析可能存在的問題和改進措施?？梢韵葘⑿∈筮M行水迷宮檢測篩選，將特別聰明的小鼠或者特別笨的小鼠剔除出實驗小組，以減小組內(nèi)和組間的個體差異；calpain抑制劑并沒有出現(xiàn)顯著改善的作用，可能是劑量太低，或者是樣本數(shù)還不過多。也許科研的魅力就在于未知，創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)的路上總有大大小小的意外發(fā)生，而我們要學(xué)會的就是盡可能避免這些意外的發(fā)生，當(dāng)意外發(fā)生的時候，能夠從容的去面對，善于學(xué)會分析原因，也許會有意外的新收獲。

生理科學(xué)創(chuàng)新實驗教學(xué)“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”作為基本原則，是一個讓醫(yī)學(xué)本科生了解科研，接觸科研，親身實踐科研的平臺，給我們一片自由探索的空間，激發(fā)我們創(chuàng)新的欲望。我們自主選題設(shè)計、組織實施并進行數(shù)據(jù)分析處理、撰寫總結(jié)報告、論文等工作。我們欣喜而激動，積極主動參與，團隊合作、思想碰撞、群策群力地自主解決問題；我們經(jīng)歷了挫折與困難的磨礪，體悟到嚴(yán)謹(jǐn)求是的科學(xué)精神與團隊合作的重要性；我們在自主實踐中提高自主學(xué)習(xí)、自主解決問題的能力；我們真實地體會了醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的艱辛與快樂，從中感悟到醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的魅力；它不僅僅是一門實驗課，更是理論與實踐的融會貫通，科研思維與創(chuàng)新的啟蒙孕育，是一場身與心的歷練。

參考文獻：

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