生理科学创新性实验的收获与体会

孙文佳　王槐岚　陈莹莹　王琳琳

摘要：本文是医学本科生参加创新性实验过程中的一些收获与体会，通过具体的实验过程描述，以亲身经历和感受讨论了高校创新性实验项目对学生在医学科研之路上的启迪作用。本文认为，创新性实验以“学生为主体、教师为主导”作为基本原则，在教师的引导下，学生在自主实践中激发了浓厚的科研兴趣和创新意识，提高了参与医学科研实验的积极性和主动性，培养了学生的创新性实验技能和科研思维。

关键词：本科生；创新性实验；体会；自主学习

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）34-0180-02

本校医学院针对医学本科课程体系中缺乏培养学生科研能力和创新能力的课程现状，根据研究型大学培养创新型人才要求，对跨生理学、病理生理学和药理学三个学科的综合性实验课程《生理科学实验》进行深化和改革，面向五年制本科临床医学生开展创新性实验教学（64学时）。创新性实验是以班级为单位，由1位指导教师担任创新实验导师。在导师的引导下，经历了以下阶段：（1）专题讲座；（2）实验项目申报；（3）各小组开题报告和答辩；（4）自主实验研究；（5）数据分析处理，撰写论文；（6）结题答辩。2014年我们的项目是“calpain1激活在小鼠炎症性学习记忆障碍中作用和机制的实验研究”。现将我们在此将创新性实验中的收获与体会总结如下。

一、严谨求是的科研精神是做好科研工作的基石

导师首先告诫我们，科学实验要严谨、求是。这既是浙江大学的校训，也是我们在科研工作中必须遵守的原则。一是要求我们在立论依据的提出上要严谨求是。在选题和开题前，必须要对文献知识有全面认真的了解和研读。不能一味追求创新，天马行空，而忽略了研究内容间的逻辑关系。二是要求我们在实验过程中要做到严谨求是。“失之毫厘，谬以千里”，避免实验操作的随意性，严格按照设计方案执行，认真观察并如实记录实验数据。三是要求我们在实验的结果处理上要严谨求是。一味追求符合理论假说而篡改数据，则是严重的科研造假行为。因此，严谨求是的科研精神始终贯穿我们创新性实验的每一个阶段，让我们充分体会到了医学科研工作的神圣使命和责任感，让我们认识到良好的科研道德对于一个医学工作者的重要性。

二、优秀的实验选题是成功的一半

导师给出了“钙蛋白酶，炎症，学习记忆”三个关键词，选题需与这三个关键词相关，让我们去准备在下次的课上进行开题报告答辩。每个小组的设计题目，要经过答辩讨论，最佳的项目胜出作为全班的课题。经过专题讲座的培训，我们已经知道了医学基础研究的基本步骤和方法。大家跃跃欲试，摩拳擦掌，开始埋头查阅文献。我们小组查阅的资料显示：钙蛋白酶在炎症的发病机制中发挥了重要作用；另一方面，炎症，尤其是神经炎症和学习记忆能力间密切相关。但是，钙蛋白酶与学习记忆能力间的关系尚未清楚。于是我们就想能否从这个点入手，研究钙蛋白酶抑制剂对神经炎症导致的学习记忆下降的影响。经过了整整一个星期的阅读、分析、讨论，我们小组确定以“探究钙蛋白酶抑制剂对内毒素（LPS）诱导的神经炎症小鼠学习记忆功能的影响”作为小组的课题，采用LPS建立神经炎症模型，以小鼠为实验研究对象，用Morris水迷宫评价小鼠的学习记忆能力。在开题报告答辩过程中，我们从新手变成了能问尖锐专业问题的高手，用火眼金睛看出其他组设计中的漏洞。经过全班热火朝天的激烈讨论，在综合评判各组项目的缺点，组合各组的优点的基础上，全班投票表决，确定题目为“calpain1激活在小鼠炎症性学习记忆障碍中作用和机制的实验研究”。

三、写好实验项目申请书是关键

选题后，我们开始进行申请书的撰写，其中主要是实验方案的设计，这是将选题具体化的过程。导师叮嘱我们：要考虑创新性、科学性和可行性，三者必须兼备。学习前人的研究成果，结合我们目前的实验室条件和6000元经费的实际情况，以确定合适的方案。比如模型构建的过程中，LPS是采用侧脑室注射还是腹腔注射。我们查阅文献，两种方式均有被采用，但是侧脑室注射的难度远远大于腹腔注射，对我们这些新手来说非常不利，虽然侧脑室注射的效果会比较好，但最后还是采用了腹腔注射。另外，我们增加了TUNEL染色观察炎症是否导致凋亡和calpain活性检测。通过这个过程，我们查阅文献的技巧和专业英语能力也得到了很大的提升，而申报书的撰写则是一个将选题和实验设计的成果转换成文字描述的過程。我们学会用科学、严谨的文字撰写申请书，做到有理有据的阐述，科研思维得到了进一步的训练和提高。

四、重视创新性实验实施的每一个环节

有了完善的实验方案，接下来便是具体的实验项目的实施阶段了。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。从来没有养过这么多小鼠，从来没有使用过水迷宫装置，从来没有进行过小鼠的组织样本灌流，这些东西对我们来说都是新的。然而这种从无到有，一点点把自己的想法搭建出来的过程，却也是我们成就感最大之处。在这个过程中，我们被针头扎破过手，也因为连续的实验而奋战到深夜12点，但是我们乐在其中。比如，仪器不会使用，可以看说明书，说明书没有，可以网上查，查不到可以咨询学长。问题总有解决的办法，我们不再坐着等老师给出答案，而是学会自己去寻找答案。每个人都参与到了实验中来，有小组负责配药，有小组负责注射药品，有小组专门负责运送小鼠，有小组负责Western Blot，还有小组负责收取样本。那些专门负责水迷宫操作的女同学们，每次都细心的用纸巾擦干游泳上来的小鼠身上的水分，怕小鼠着凉，用两只手窝起来，护在手掌心中取暖。那些不时出现的“问题”与压力，让我们懂得了个体的付出与责任的重要内涵。每一个人都意识到自己是整个实验中的重要的一环，每一个人都全力以赴，争取做到最好。此外，在这个过程中，同学与同学之间、同学与老师之间、与学校主管部门间的沟通等，一些即使看起来是细小的琐事，也都锻炼了我们的能力。比如，与学院动物中心沟通动物饲养问题，与组织形态学平台沟通组织学样本染色问题。

五、团队合作的重要性

在选题和实验设计阶段，我们已经开始感受到团队合作的重要性，每个人都积极主动地扮演好自己的“角色”。比如，在开题设计阶段，每个小组的方案都有其优点和不足，我们彼此交换思想，以彼之长补己之短，发现问题、分析问题的全面性得到了很大提升。在实验的实施过程中，这一点则得到了更加明显的体现。比如，水迷宫实验是我们这个项目中最为关键的一步，对所有人来说都是全新的实验内容。水迷宫实验，连续五天，从下午5点开始，一直做到次日凌晨，工作量相当大。尽管每天安排一组人员进行水迷宫实验，但是几乎每一天都有其他组的同学自愿参与，没有人介意自己工作量多或少，也从来没有人说累或者放弃。几乎每晚都会有同学带来夜宵，支援在前线做实验的同学。在一个小小的水迷宫实验室里，大家一起学习、切磋实验技能，相互提醒与帮助，只为共同目标努力，尽心尽力做到最好。创新性实验把大家的心和用的劲，都紧密连在了一起。实验锻炼了我们各自领导、管理等方面的能力。同时，我们看到了彼此身上的优点，促进了同学间的友谊。在开题报告答辯、申请书撰写、实验实施，等等过程中，团队的合作精神，提升了我们的效率，推动我们的实验有条不紊的进行。

六、在失败中总结和提高

“失败是成功之母”，实验中的失败不可避免，失败不可怕，可怕的是失败后不会总结和分析，不会吸取教训。在整个实验中，尽管我们已经做到了最充分的实验前准备，但是最后的实验结果还是与我们的假说有一定的差距。比如，小鼠学习与记忆能力的个体差异太大，水迷宫检测的数据差异比较大；我们发现了calpain的激活确实参与了炎症性学习与记忆下降过程，但是使用的calpain抑制剂并没有出现显著改善的作用。面对这些实验数据，在导师的指导下，我们仔细分析可能存在的问题和改进措施。可以先将小鼠进行水迷宫检测筛选，将特别聪明的小鼠或者特别笨的小鼠剔除出实验小组，以减小组内和组间的个体差异；calpain抑制剂并没有出现显著改善的作用，可能是剂量太低，或者是样本数还不过多。也许科研的魅力就在于未知，创新发现的路上总有大大小小的意外发生，而我们要学会的就是尽可能避免这些意外的发生，当意外发生的时候，能够从容的去面对，善于学会分析原因，也许会有意外的新收获。

生理科学创新实验教学“以学生为主体、教师为主导”作为基本原则，是一个让医学本科生了解科研，接触科研，亲身实践科研的平台，给我们一片自由探索的空间，激发我们创新的欲望。我们自主选题设计、组织实施并进行数据分析处理、撰写总结报告、论文等工作。我们欣喜而激动，积极主动参与，团队合作、思想碰撞、群策群力地自主解决问题；我们经历了挫折与困难的磨砺，体悟到严谨求是的科学精神与团队合作的重要性；我们在自主实践中提高自主学习、自主解决问题的能力；我们真实地体会了医学科学研究的艰辛与快乐，从中感悟到医学科学研究的魅力；它不仅仅是一门实验课，更是理论与实践的融会贯通，科研思维与创新的启蒙孕育，是一场身与心的历练。

参考文献：

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[3]陆源，叶治国，厉旭云，富丽琴，王梦令，夏强.构建培养学生科研能力的基础医学实验教学体系[J].世界大学实验室，2013，（5）：90-92.