基于高校儀器共享平臺的醫(yī)科人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索

李 娟,張選紅,梁翠莎,藍秀健,關苑君,李小波,吳玨珩

(中山大學中山醫(yī)學院醫(yī)學公共技術平臺, 廣州 510080; △通訊作者)

高等院校作為人才培養(yǎng)的基地,擔負著培養(yǎng)創(chuàng)新人才和創(chuàng)新發(fā)展科學技術的使命。對于醫(yī)科人才培養(yǎng)而言,科研素質(zhì)提升是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要部分。基礎醫(yī)學生不僅具備基礎及臨床醫(yī)學理論知識和實驗操作技能,更要具有依據(jù)臨床需求提出醫(yī)學問題并解決問題的能力[1]。而臨床醫(yī)學生的臨床專業(yè)知識技能和科研能力相輔相成,在臨床實踐中發(fā)現(xiàn)、研究、解決臨床問題,才能完成來自臨床、回歸臨床的目標[2,3]。

具體來說,科研能力的培養(yǎng)主要包括:發(fā)現(xiàn)科學問題的能力、資料收集和處理的能力、研究課題設計和實施的能力以及科研論文撰寫的能力等[4,5],均是在所學知識的基礎上經(jīng)過強化、交叉融合和實踐逐漸發(fā)展起來的。學生在融會貫通專業(yè)知識基礎上,關注科研動態(tài),積極開展相關學科的自主學習和研討,發(fā)現(xiàn)科學問題,歸納總結,尋找創(chuàng)新點,培養(yǎng)學術思維與科研敏銳性,保持嚴謹求實的學術態(tài)度、持續(xù)的學術熱情和積極向上的科研積極性和專注力。在這個過程中,學生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力得以培養(yǎng)。

而目前高校學生普遍存在創(chuàng)新能力不足的問題,學術思維與科研敏銳性較差,發(fā)現(xiàn)問題和創(chuàng)造性解決問題的能力有待提高。首先,在課題開展過程中,學生僅按導師思路展開研究,或套用已有的理論和研究思路做重復性應用或驗證,缺乏創(chuàng)新性[6];其次,實驗動手能力較差,規(guī)避困難,抵觸學習新實驗技術和實驗方法,寄希望快速取得實驗結果[7];再次,未較好地利用各類新技術相關的儀器設備資源,科研資源互通意識薄弱,一些實驗思路無法付諸實施,加劇了創(chuàng)新能力和實踐能力不足的現(xiàn)象[8]。另外,醫(yī)學生學習任務重,時間緊,不能很好地兼顧臨床和科研,無暇接觸科研,或不能深入地開展課題研究?？蒲兴刭|(zhì)培養(yǎng)欠缺,科研能力相對減弱,創(chuàng)新性的科研成果較少[9]。因此,各高校均在深化改革學生培養(yǎng)與管理模式[10-14],探索如何培養(yǎng)學生的獨立思考能力、創(chuàng)新意識,提高創(chuàng)新實踐參與度。

近年來,中山大學一直探索和踐行加強基礎、促進交叉、尊重選擇、卓越教學的多層次復合型高水平人才培養(yǎng)理念。在醫(yī)學拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面,中山醫(yī)學院充分利用辦學資源與條件,積極打造拔尖人才培養(yǎng)基地[15]。儀器共享平臺作為科研支撐基礎條件,積極參與并充分發(fā)揮了其在醫(yī)科人才科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的促進作用。我們在十多年的實踐中發(fā)現(xiàn),科研儀器共享平臺作為促進學科發(fā)展和人才培養(yǎng)的有效載體,既有利于支撐和推動科學研究,更能成為培養(yǎng)學生科研創(chuàng)新能力的切入點?？蒲衅脚_為創(chuàng)新思路提供了硬件條件。各種儀器的靈活應用對于開拓和提升學生的創(chuàng)新思維也起到了極大的幫助。平臺有助于提高學生動手操作能力,同時在新實驗技術指引、學習交流等方面有積極的促進作用,有利于學生拓展專業(yè)視野,拓寬研究思路,在實驗設計和實際操作中獲得創(chuàng)新想法,提升創(chuàng)新能力。

1 構建科研共享平臺,探索提高學生科研創(chuàng)新能力

中山大學中山醫(yī)學院科研儀器共享平臺成立于2009年,目前納入共享的儀器設備近200臺(套),囊括顯微成像/操作儀器、流式細胞儀、基因組學儀器、蛋白質(zhì)相關儀器、色譜/質(zhì)譜、生理檢測、生化檢測、組化儀器、常規(guī)檢測儀器等,設備資源齊備。

平臺建立運行十年以來,結合不同階段的平臺規(guī)模和用戶體量等實際情況,積極發(fā)揮主觀能動性,根據(jù)平臺的特點和優(yōu)勢,積極探索和創(chuàng)新管理機制,充分發(fā)揮平臺在學生培養(yǎng)中的作用,促進學生探索性思維能力和科研創(chuàng)新能力的提高。

在平臺建立初期,儀器種類多,數(shù)量大,儀器管理人力有限。用戶群體龐大且流動性高,缺乏大型儀器設備使用操作經(jīng)驗,對平臺依賴性高。為解決“有得用”的問題,平臺實施儀器分類分級管理,平衡學生獨立使用、儀器有效監(jiān)管和使用培訓的矛盾,采取儀器操作樹形培訓模式,提高用戶培訓覆蓋率,為學生獨立操作大型科研儀器提供了機會,鍛煉學生動手能力的同時促使其更全面地掌握相關實驗技術[16]。

近年來,隨著科研平臺建設的推動普及和發(fā)展,各科研院所均建立各自的科研共享平臺,前沿高新技術類設備資源齊全,用戶也已具備一定的常規(guī)設備使用經(jīng)驗,對平臺的要求,已從“有得用”逐步轉(zhuǎn)換為“用得好”。為更好地發(fā)揮共享平臺在新研究技術與手段的引導作用,支撐和促進用戶深入了解和用好這些儀器設備,并與其課題的實驗設計相結合,鍛煉和提升學生的創(chuàng)新思維和實踐能力,平臺不斷優(yōu)化服務,探索升級轉(zhuǎn)型,在實踐過程中摸索出一系列管理措施和辦法,積極發(fā)揮在學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用。

1.1 全方位儀器培訓服務,鼓勵學生盡早開展科研

從本科生、八年制本科到研究生,針對不同基礎的學生以及實驗不同階段的需求,平臺建立了多樣化一條龍培訓模式,內(nèi)容覆蓋實驗方案設計建議、實驗樣品前處理建議、上機操作培訓和數(shù)據(jù)分析方法等方方面面,包括新生入學培訓、各類實驗技術講座、專題小班培訓,一對一上機培訓服務(根據(jù)設備難易程度,上機系統(tǒng)培訓2-4次不等,以及使用過程中遇到問題,不限次的隨叫隨到模式;高端貴重設備因操作復雜,技術要求高,專職技術人員全程陪同指導使用),以及定期開展用戶應用討論會,搭建經(jīng)驗交流和意見反饋的渠道,為學生創(chuàng)造便捷、高效、資源豐富、信息開放的科研支撐平臺。此外,針對醫(yī)學生時間緊任務重的特點,平臺大部分貴重儀器,非工作時間可對通過考核可熟練操作儀器的用戶開放,其他常規(guī)設備則24 h開放預約使用。同時平臺編印了多本用戶手冊,介紹平臺設備資源,指引用戶預約和使用流程;制作整理設備選用指引、設備操作SOP和視頻微課等,供用戶在線下載和瀏覽;也建立了各類儀器的用戶線上交流群,技術人員可隨時線上答疑。通過以上種種措施,平臺解決開展實驗的后顧之憂,鼓勵和協(xié)助學生盡早進入課題,開展課題研究與探索。

1.2 各類前沿實驗技術和方法引導

近五年,平臺先后引進多光子顯微鏡、超分辨率顯微鏡、光譜流式、成像流式等多臺前沿高端設備;通過各種專題實驗技術講座、技術典型應用案例介紹、成功實驗經(jīng)驗分享以及儀器技能培訓等多種形式,以儀器設備為導向,將前沿實驗技術予以展開和落到實處;開拓學生的科研視野和思路,有效增加學生的學習興趣和學習主動性;引導學生自發(fā)地使用這些技術方法和大型儀器設備,掌握專業(yè)領域完備的實驗方法和先進的實驗技術手段;結合小組探討式學習形式,促使學生對課題設計有了初步的認識,掌握儀器使用和實驗操作的同時了解如何應用實驗技能實現(xiàn)實驗設計,開啟學生自我探索和解決問題的意識。

1.3 協(xié)同創(chuàng)新,助力實驗技術攻關

學生在全面了解各類實驗方法與技術后,通過系統(tǒng)的上機操作實踐,可提升對實驗數(shù)據(jù)的準確性、實驗技術和流程的完整性等方面的理解,協(xié)助提高科研思維和敏感度,在課題開展和實驗設計時發(fā)散思維,發(fā)現(xiàn)新的科研問題,創(chuàng)新研究思路。平臺則可針對學生具體的實驗目的和需求,以解決具體實驗問題為導向,結合相關設備和實驗技術,討論實驗的可行性、疑難點和解決方案等,協(xié)助研究思路的落地和實施開展。

另一方面,技術人員通過接觸新實驗,做好包括實驗類型、實驗難點、實驗完成情況等實驗記錄,并建立后續(xù)反饋追蹤系統(tǒng),積累設備新功能開發(fā)實戰(zhàn)經(jīng)驗,不斷提升技術成熟度,進而提升培訓服務水平和對科研的支撐能力,協(xié)同創(chuàng)新,助力技術攻關,促進學生創(chuàng)新課題的順利開展。

1.4 鼓勵學生參與管理創(chuàng)新,變管理為服務

平臺始終堅持以學生需求為中心,保持與學生的良好溝通,重視學生的各種意見和建議;每年進行用戶調(diào)研座談和發(fā)放用戶調(diào)查問卷,討論解決集中凸顯的問題,合理改善和調(diào)整各項管理方式,升級管理思路,優(yōu)化使用體驗;同時規(guī)范使用習慣,加強學生自我管理意識,提高平臺運行效率,形成平臺與用戶共同成長的良性循環(huán)。

2 科研共享平臺提高學生科研創(chuàng)新能力的實踐成效

2.1 學生動手能力提升與平臺成長相輔相成

區(qū)別于將樣品交給儀器管理員代由上機操作,后直接領取結果的做法,在全方位的系統(tǒng)訓練后,平臺鼓勵研究生動手操作大型貴重儀器設備。通過獨立上機操作,研究生可更好地將儀器的功能特性和自己的實驗需求相結合,顯著提高動手操作能力的同時,提高了在實踐過程中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的綜合能力。特色的服務模式,良好的用戶體驗,使平臺逐漸形成廣泛的服務輻射面和良好的服務口碑。新注冊用戶每年約按15%增長,目前總用戶超1.5萬人,用戶來源覆蓋中山大學19個院系和10個附屬醫(yī)院以及70多個校外科研院所。服務和運行成效也獲得用戶和學校認可。平臺自2009年建立以來,作為校內(nèi)示范性共享平臺,經(jīng)學校多期經(jīng)費投入和實驗室場地支持,已建成滿足中山醫(yī)學院、各附屬醫(yī)院、藥學院、公共衛(wèi)生等單位科研支撐設備需求的校級大醫(yī)科平臺,進一步提升中山大學大醫(yī)科科研的支撐和服務能力。平臺日益成熟和完善,設備體量也逐步增大,目前設備總值2.2億,各類高精尖設備齊備。隨著設備和用戶的逐年增多,設備使用機時逐年攀升。近五年,年均總使用機時超11萬 h。而設備高使用率下,設備故障率始終保持在較低水平,尤其熱門設備,如全自動玻片掃描系統(tǒng)、激光共聚焦顯微鏡類等成像類設備,年總使用次數(shù)約1 500次,年總使用機時大于3 000 h,其中年總非工作時間開放使用機時約占總機時的50%,而故障發(fā)生次數(shù)低于10次。這些數(shù)據(jù)很好地說明,研究生的動手操作能力均得到一定程度的提升。

2.2 助力高質(zhì)量創(chuàng)新性成果的產(chǎn)出速度

共享平臺作為科研創(chuàng)新、人才培養(yǎng)、學科建設的重要支撐條件,自建立起,設備購置始終以科研需求、學科建設為導向,管理和服務始終以學生為中心,全面支撐和助力大醫(yī)科科研創(chuàng)新發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計,近年來,院內(nèi)高質(zhì)量SCI成果產(chǎn)出逐年增加,多個課題組在相關科學領域中科院一區(qū)TOP、JCR一區(qū)TOP雜志發(fā)表多篇高分文章,其中超過90%以上的文章數(shù)據(jù)使用平臺的各類設備。平臺的設備和技術支持對于文章發(fā)表和課題開展均做了不同程度的支撐和貢獻。除論文發(fā)表,本科生開放性課題的申請和立項數(shù)量逐年提高,在各類創(chuàng)新性比賽中表現(xiàn)優(yōu)異,如歷年參與全國大學生基礎醫(yī)學創(chuàng)新研究論壇暨實驗設計大賽均斬獲佳績,在中山大學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽總決賽中榮獲“學術創(chuàng)新賽道”特等獎。在學院一年一度的學術節(jié)中,多名研究生獲得“實驗技術獎”和“青年學術獎”等。我院學生科研動力和科研創(chuàng)新能力逐年上升。

2.3 學生對平臺的信賴和認可度提升

為更好地改善和提升平臺的服務能力和水平,平臺每年面向?qū)W生開展不記名電子問卷調(diào)研。根據(jù)最新的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示(隨機派發(fā)問卷557份),93%的學生使用過共享平臺的設備,在使用過的用戶中,10.9%的學生一周使用10次以上,54%的學生一周使用5次以上,60.5%的學生一周使用1-4次。90%以上學生認為平臺目前的培訓全面和系統(tǒng),講解詳細、應用和操作指導到位,77.6%的學生非常認同一對一上機操作培訓的效果。70%以上學生認為實驗前后溝通對實驗有幫助。在使用的過程中遇到疑問時,68.9%的學生認為技術人員能很好地解決問題,72.6%的學生認為平臺排除設備故障的速度快。在使用過平臺的用戶中,90%以上學生表示對平臺整體服務水平滿意,其中非常滿意的超過50%以上。99.7%的學生愿意在學術成果中提及本平臺的設備支持和工作價值。

在多年運行過程中,中山醫(yī)學院科研儀器共享平臺緊跟學科發(fā)展方向和學生培養(yǎng)目標,堅持以學生需求為中心的服務理念,在實踐中多方位探索服務和管理模式升級,努力提升科研服務支撐能力,協(xié)助研究生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng),并取得一定成效。

事實表明,醫(yī)學研究離不開儀器設備。醫(yī)學生大量接觸各種類型的科研儀器,有助于提高科研動手能力,了解前沿的實驗技術手段,為研究課題的設計和開展打下良好的基礎。開放性的儀器共享平臺促進科技資源共享和信息資源共享,鼓勵醫(yī)學生了解科研基本方法,提高動手操作能力,在實踐過程中發(fā)現(xiàn)和思考問題,培養(yǎng)創(chuàng)造性實踐能力和解決科學問題的綜合能力,促使其在科研工作中學會有效學習,相互影響和促進,形成創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境。大型儀器共享平臺可在醫(yī)學生科研技能、科研創(chuàng)新思維培養(yǎng)、自我統(tǒng)籌管理能力提升以及科研成果取得等方面發(fā)揮積極促進作用。