曹榮月，宋瀟達(dá)，吳越，張雨軒，劉煜

中國藥科大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 (南京 211198)

創(chuàng)新是民族進(jìn)步的靈魂、國家興旺發(fā)達(dá)的動力。創(chuàng)業(yè)則是高校連續(xù)大規(guī)模擴招實現(xiàn)高等教育跨越式發(fā)展之后，高等教育由“精英教育”向“大眾化教育”戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移的過渡時期各高校面臨的迫切需要解決的重大課題。為了適應(yīng)新形勢要求，教育部于2007年就啟動了國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃(簡稱“大創(chuàng)”)，目的是從整體上改變過去我國高等教育以傳授知識為主的單一教育培養(yǎng)模式，轉(zhuǎn)變舊教育體制下培養(yǎng)出的學(xué)生缺乏創(chuàng)新意識、創(chuàng)業(yè)能力差的狀況，注重培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)需要的創(chuàng)新人格、創(chuàng)新思維和動手實踐能力，以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展和全面成才。

“大創(chuàng)”是高等學(xué)校本科教學(xué)“質(zhì)量工程”的重要組成部分，中國藥科大學(xué)是首批60所入選高校之一，并積極開展“大創(chuàng)”項目已經(jīng)十多年[1]，在實現(xiàn)以本科學(xué)生為主體的創(chuàng)新性實驗改革中，通過調(diào)動學(xué)生主動性、積極性和創(chuàng)造性，在激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識方面發(fā)揮了巨大推動作用，學(xué)生的綜合能力伴隨著課題的實施和完成得到了全面提升。本項目依托中國藥科大學(xué)國家級生物制藥實驗教學(xué)示范中心大平臺，筆者以“大創(chuàng)”項目“基于雙靶點抗腫瘤疫苗研制”為培訓(xùn)內(nèi)容，指導(dǎo)大學(xué)生完成理論知識學(xué)習(xí)、實驗操作、科研思維和論文寫作等訓(xùn)練。

1 課題的設(shè)計與靶點的選擇

以實驗室前期研究抗腫瘤疫苗為基礎(chǔ)，課題組成員在大量閱讀文獻(xiàn)前提下，通過廣泛搜集靶點疫苗的相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)研究都偏向于單靶點疫苗，而單靶點藥物又存在療效不強、易產(chǎn)生免疫逃逸等諸多不足，因此，課題組構(gòu)思了雙靶點疫苗，選定鼠源粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子(Mouse Granulocyte-Macrophage Colony Stimulating Factor，mGM-CSF)[2]和促胃泌素釋放肽(Gastrin Releasing Peptide，GRP)[3]為雙靶點，前者能夠刺激機體具有抗原遞呈作用的樹突狀細(xì)胞，后者是黑色素瘤、肺癌、肝癌等多種腫瘤的標(biāo)志物。課題思路的確定和實驗技術(shù)路線的設(shè)計，保證了團(tuán)隊成員對課題的理解，明確了下一步的工作內(nèi)容。

2 基因工程菌的構(gòu)建、目標(biāo)蛋白的提取

利用分子生物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)以及生物工程工藝學(xué)知識和技能進(jìn)行工程菌的構(gòu)建和目標(biāo)蛋白的制備。此過程中需要利用PCR操作技術(shù)[4]，課題組應(yīng)用Primer Premier 5軟件設(shè)計目標(biāo)基因的合成引物來引導(dǎo)目標(biāo)基因的合成，通過核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶、載體等的使用，構(gòu)建陽性克隆，轉(zhuǎn)染感受態(tài)細(xì)胞等操作，完成基因工程菌的構(gòu)建。經(jīng)實驗室內(nèi)PCR技術(shù)驗證和核酸內(nèi)切酶的酶切驗證正確后，工程菌送第三方檢測，在第三方檢測的測序報告證實目標(biāo)基因的正確性之后，課題組一方面辦理菌種入國家菌種保藏中心保存，另一方面著手申請專利，同時開始大批量發(fā)酵基因工程菌、分離制備目標(biāo)蛋白，完成蛋白質(zhì)的定性、定量分析[5]。

“大創(chuàng)”項目處在此階段時，實驗所涉及的理論和操作基本有三種狀態(tài)：①許多相關(guān)專業(yè)課學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過或者正在學(xué)習(xí)過程中，通過該實驗，學(xué)生復(fù)習(xí)了已經(jīng)學(xué)習(xí)過的知識，并且對正在學(xué)習(xí)的內(nèi)容更加容易理解和掌握。②實驗中需要用到部分技術(shù)和知識學(xué)生尚未學(xué)到，激發(fā)其對尚未開始學(xué)習(xí)的專業(yè)課程的興趣。③學(xué)生了解并參與整個專利申請的過程。

3 動物腫瘤模型的建立、腫瘤疫苗藥效初步探索、實驗數(shù)據(jù)的匯總分析

在經(jīng)過實驗動物相關(guān)理論普及和實驗動物操作培訓(xùn)后，課題組從動物中心預(yù)定符合課題實驗要求的動物，并從國家實驗細(xì)胞資源庫購買實驗所需的細(xì)胞株，開始各類腫瘤細(xì)胞的培養(yǎng)、腫瘤細(xì)胞的動物實驗?zāi)Ｐ偷脑炷?、荷瘤動物的藥效學(xué)檢測如細(xì)胞因子的檢測、目標(biāo)蛋白的western blot等實驗。此階段很多理論和實驗都是學(xué)生尚未學(xué)習(xí)的內(nèi)容，有的甚至超越本科階段的學(xué)習(xí)范圍，其需要觀摩研究生實驗并在研究生手把手地指導(dǎo)下完成實驗，本科生對將要學(xué)習(xí)的新知識會感到新奇與刺激，學(xué)習(xí)熱情高。另外此舉拓展了“大創(chuàng)”團(tuán)隊成員靈活運用多學(xué)科知識的能力，督促學(xué)生運用已經(jīng)學(xué)習(xí)過的高等數(shù)學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計、計算機等知識處理實驗數(shù)據(jù)和分析實驗結(jié)果，撰寫本科生為第一作者的研究論文[6-7]，讓學(xué)生了解到一些看似與藥學(xué)專業(yè)聯(lián)系并不密切的學(xué)科，如高等數(shù)學(xué)、計算機技術(shù)等與藥學(xué)科研相配合的過程，這些訓(xùn)練無疑能讓學(xué)生更有熱情和信心投入到實驗中，也讓學(xué)生意識到學(xué)校開設(shè)的各門課程都有其開設(shè)的必要性。筆者多年指導(dǎo)學(xué)生“大創(chuàng)”的事實也證明，“大創(chuàng)”過程中學(xué)生盡管花費大量的課外時間查資料、做實驗、整理數(shù)據(jù)、寫文章、參加各類比賽，但其成績非但沒有下降，反而提升很多。曾經(jīng)考試不及格“掛科”的學(xué)生不再掛科，只獲得過三等獎學(xué)金的學(xué)生參加大創(chuàng)后能獲得一等獎學(xué)金，大創(chuàng)小組的五名隊員，除了出國和工作的學(xué)生，其余三名學(xué)生同時成功保研，分別被免試錄取為微生物與生化藥學(xué)、藥物分析、藥物制劑等專業(yè)研究生。

4 申請專利、發(fā)表文章、參加各類比賽

4.1 專利申請

當(dāng)實驗進(jìn)展到基因工程菌構(gòu)建時，課題組完成基因工程菌驗證和菌種入國家菌種庫之后，采取“申請在先”的原則，確定專利的申請。這一方面可以培養(yǎng)學(xué)生知識產(chǎn)權(quán)意識，另一方面可讓學(xué)生掌握申請專利的基本流程和方法，為將來的研究和工作奠定基礎(chǔ)。學(xué)生也由此明確知道了一項技術(shù)一旦申請專利，無論其通過論文發(fā)表，還是參加學(xué)術(shù)會議或展示會，或以其他方式的公開，都受到法律保護(hù)。而在申請專利之前，相關(guān)文獻(xiàn)的檢索、菌種入庫的操作與辦理、相關(guān)數(shù)據(jù)的分析等操作，都是本科生實驗教學(xué)課堂中很少能夠接觸到的，這讓學(xué)生在此過程中學(xué)習(xí)到很多本科生教學(xué)范圍以外而在實驗室里又必須掌握的知識，保證專利申請的有效性[8]。

4.2 文章寫作

因為實驗的進(jìn)展和學(xué)生自身需要(保研、出國、聯(lián)系工作等)，學(xué)生在實驗尚未完全完成之前就要著手考慮寫文章事宜。其在查閱大量國內(nèi)外與課題相近的文獻(xiàn)后，確定投稿的刊物，并盡可能閱讀該刊物近十年內(nèi)所能檢索到的相似文章，特別是寫作風(fēng)格與寫作要求，研讀投稿要求。另外，指導(dǎo)教師要求學(xué)生按照雜志投稿要求處理數(shù)據(jù)、表格、圖片等，從根本上保證投稿論文的格式基本符合錄用要求[9]。

4.3 參加各類比賽

“挑戰(zhàn)杯”系列競賽被譽為中國大學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的“奧林匹克”盛會，是目前國內(nèi)大學(xué)生最關(guān)注、最熱門的全國性競賽，也是全國最具代表性、權(quán)威性、示范性、導(dǎo)向性的大學(xué)生競賽?！疤魬?zhàn)杯”能讓參與項目的學(xué)生看到自己與先進(jìn)團(tuán)隊的差別，以便更好地學(xué)習(xí)別人的先進(jìn)經(jīng)驗。準(zhǔn)備比賽的過程和比賽中的答辯等，無疑都是對學(xué)生的一種鍛煉，這樣的鍛煉改善了大多數(shù)理工生實驗?zāi)芰?、但表述能力弱的普遍狀況。全國大學(xué)生藥苑論壇、全國大學(xué)生生命科學(xué)競賽、全國大學(xué)生生命科學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、各種專利大賽等都為學(xué)生提供交流、鍛煉的平臺。

5 “大創(chuàng)”項目大學(xué)生的收獲

通過上述過程的訓(xùn)練，在校大學(xué)生在《中國藥科大學(xué)學(xué)報》《中國生物工程雜志》《腫瘤防治研究》《中國腫瘤生物治療雜志》《實驗技術(shù)與管理》《藥物生物技術(shù)》等國內(nèi)核心期刊上發(fā)表多篇文章[10]，個別學(xué)生甚至以第一作者在Genes & Immunity、 Biomedicine & Pharmacotherapy等國外雜志上發(fā)表研究論文[11]。同時學(xué)校借助參加“大創(chuàng)”計劃、“全國大學(xué)生藥苑論壇”“閱江杯大學(xué)生專利大賽”等各項活動，提升了他們自主設(shè)計實驗、自主完成實驗、自主管理實驗和實驗結(jié)果的寫作與成果口述匯報等多方面的綜合能力。項目實施過程中讓指導(dǎo)教師感到欣慰的是相關(guān)學(xué)生非但沒有因為課余時間參與項目導(dǎo)致學(xué)習(xí)成績下降，反而更多學(xué)生成績得到提高。究其原因是參與“大創(chuàng)”項目激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其意識到課堂學(xué)習(xí)在實踐操作中的重要性，理論知識也在實驗的過程中得到鞏固，尚未學(xué)到的知識在“大創(chuàng)”過程中接觸后，相應(yīng)理論更容易理解和掌握，并且掌握程度明顯優(yōu)于未參與過“大創(chuàng)”的學(xué)生，很多學(xué)生自信心倍增，一改伴隨很久的自卑、厭學(xué)情緒和做事拖拉的習(xí)慣。原本在班上學(xué)習(xí)并不出眾的“大創(chuàng)”組成員在進(jìn)入“大創(chuàng)”組一段時間后，突然發(fā)現(xiàn)自己在實驗技能、學(xué)習(xí)能力、查閱資料等方面領(lǐng)先班級其他同學(xué)很多，被激發(fā)出的自信和學(xué)習(xí)潛力不僅讓他們學(xué)習(xí)成績顯著上升，還使項目進(jìn)展進(jìn)入良性循環(huán)，這也讓指導(dǎo)教師在探索如何提升本科生教學(xué)質(zhì)量方面更有信心。

6 存在的問題

不可否認(rèn)十多年“大創(chuàng)”項目的教學(xué)也存在著無法忽視的問題。

6.1 教師層面

指導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目時需涉及多學(xué)科知識，而且其實施過程極具實踐性，這對教師的要求不僅限于先進(jìn)的教學(xué)理念、豐富的理論知識，還要有很強的實踐能力。

教師必須具有包容心，理解和接受學(xué)生在項目進(jìn)行過程中的失敗和困惑，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗中的問題，鼓勵學(xué)生自己動手解決問題，幫助學(xué)生克服實驗中的畏難情緒，激勵學(xué)生在“大創(chuàng)”項目運行的一年或兩年周期里能夠取得更好成績。

當(dāng)指定項目與指導(dǎo)學(xué)生的自擬項目沖突時，相較于學(xué)生自擬項目，教師可能更偏向于以教師主導(dǎo)的指定的課題研究。因為自擬項目受限于學(xué)生專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗的不足，其設(shè)計的課題往往存在著方方面面的不足，甚至出現(xiàn)立項太大、課題難以進(jìn)行和結(jié)題困難的情況；而以教師主導(dǎo)的課題研究活動往往具有良好的前期研究基礎(chǔ)和一定實驗配套，課題進(jìn)展容易把控，實現(xiàn)課題目標(biāo)相對比較容易。

6.2 學(xué)生層面

部分學(xué)生參加“大創(chuàng)”項目帶有明顯的投機性和功利性?！按髣?chuàng)”項目的確能讓一部分真正想踏踏實實跟教師做科研的學(xué)生受益匪淺。但也不排除一部分學(xué)生是為了出國充實經(jīng)歷、保研拿獎、完成學(xué)分、評獎學(xué)金等目標(biāo)，曾出現(xiàn)個別學(xué)生參加“大創(chuàng)”后以各種借口不參加相關(guān)實驗活動的情況。

一些學(xué)生缺乏應(yīng)對實驗失敗的心理準(zhǔn)備。有的學(xué)生參加項目時已經(jīng)為實驗設(shè)定了目標(biāo)，但是在實驗真正實施過程中，未得到計劃內(nèi)的結(jié)果甚至完全失敗時，就變得痛苦與迷茫，有的甚至喪失繼續(xù)實驗的耐心和決心。

作為獨生子女的學(xué)生時間觀念和團(tuán)隊合作意識要加強?！按髣?chuàng)”實驗只有在寒暑假才有完整時間，學(xué)期中只有雙休日才能抽出一天時間，這就要求學(xué)生必須按時、按量完成實驗內(nèi)容。學(xué)生有個人安排的時候，需要學(xué)生之間互相協(xié)作、調(diào)整。指導(dǎo)教師尤其要做好平日的考勤，以此作為專利、論文、比賽獎項排名順序的依據(jù)(表1，2)。

表1 “大創(chuàng)”學(xué)生3十一月份實驗室考勤統(tǒng)計表(2018.11)

表211月份“大創(chuàng)”全體學(xué)生實驗室考勤統(tǒng)計總匯表(2018.11)

學(xué)生學(xué)號天數(shù)總時長(h)學(xué)生116403718219.03學(xué)生21540482814學(xué)生31540482414101學(xué)生416407404218.53

7 結(jié)語

在新形勢下培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，使其成為創(chuàng)造型的優(yōu)秀人才，是時代和社會對新時期教育工作提出的更新、更高的要求，是滿足知識經(jīng)濟(jì)時代對高素質(zhì)人才需求的重要途徑和有效措施，也是高等教育、教學(xué)改革發(fā)展的方向、潮流和趨勢。筆者作為從教三十多年的一線基層教師，借助教育部、科技部和學(xué)校提供的優(yōu)勢平臺，認(rèn)真履行自己的工作職責(zé)，連續(xù)12年指導(dǎo)本科生“大創(chuàng)”項目。指導(dǎo)的本科生已經(jīng)在國內(nèi)外雜志、會議匯編上發(fā)表論文35篇，申請專利7項，其中兩項以本科生為第一發(fā)明人[8,12]。實際上，如果學(xué)生認(rèn)認(rèn)真真去做“大創(chuàng)”項目，他們會很有收獲，既能提高其科研能力以及和其他團(tuán)隊成員的溝通、合作能力，也能在各類比賽中取得良好成績。