基于课外科研活动的本科生导师制对学生素质教育作用探析

A preliminary study on the effect of undergraduate tutorial system on students’ all-round based on extracurricular scientific research activities

摘要

创新型医学人才的培养是创建“双一流”学科和高水平大学的重要支撑。在“双一流”学校与学科建设背景下，生命科学学院和生物学学科快速发展，但传统分子生物学课程内容和教学模式已不能满足培养学生参与课外科研的需求。文章提出以培养学生科研创新能力为目标，采用本科生导师制方式，精准指导本科生参与课外科研活动和竞赛，提高本科生科研思维和科研能力，并在此过程中高效融合素质教育，旨在为培养具有良好品德的新时代青年科研人才起到抛砖引玉的作用。

Abstract

The cultivation of innovative medical talents is an important support for our university to establish a dual first-class discipline and high-level university.Under the background of dual first-class schools and discipline construction,the College of Life Sciences and the Biology discipline have developed rapidly.But the traditional molecular biology course content and teaching mode can no longer meet the needs of cultivating students to participate in extracurricular scientific research.We plan to cultivate students’research and innovation abilities by implementing an undergraduate mentorship system and guiding undergraduate students to participate in extracurricular research activities and competitions accurately,which will improve their research thinking and abilities. Furthermore,we integrate all-round education into this process and aim to offer a few ordinary introductory remarks so that others may offer their valuable ideas in cultivating young scientific research talents with good moral character in the new era.

关键词

大学生课外科研 / 本科生导师制 / 素质教育

Key words

extracurricular research of college students / undergraduate tutorial system / all-round

21世纪尤其以科学技术发展最为迅速，社会、学校对人才综合素质要求越来越高，培养创新型人才是当前社会的发展需求。因此，大学在人才培养方面更要适应社会的发展。但无论是教学与科研，还是基础与临床都离不开对科学的探索。开展课外科研活动是高校为适应社会需求、培养高素质人才和创新人才的一项重要举措，使医学院校学生成为合格的能从事基础研究与教学的生物医药后备人才^[1]。广州医科大学自入选“双一流”学科建设高校以来，加大了对本科生创新意识和创新能力的培养力度，鼓励并支持学生参加课外科研活动。学校通过提供大学生创新创业场地、鼓励申报校级大创项目并给予经费支持、实行本科生导师制等举措进行学生素质培养，并择优参加省级生化技能大赛、省级和国家级全国大学生生命科学竞赛等。文章以广州医科大学生命科学学院近年来指导生物技术专业学生的科研为例，浅谈课外科研活动对学生素质教育的作用。

1 保障课外科研活动的切实实行

1.1 着力建设一流专业与一流课程

2017年2月27日，中共中央和国务院下发的《关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见》指出：“要将‘全员育人’ ‘全程育人’和‘全方位育人’贯穿于高校人才培养的各个环节”，对学生素质教育指明了新的方向。

一流本科专业建设意味着在新形势下对人才培养核心地位的战略申述和对立德树人中心任务的实践强化^[2]。广州医科大学将“以本为本、四个回归”核心理念融入办学的各个方面，致力于构建“一流教育理念，一流育人机制，一流专业、课程与课堂，一流师资队伍，一流保障体系”的本科教育格局，全面实施本科生导师制，引导广大教师的精力优先向本科教育汇聚。不仅如此，学校还通过开展一流专业梯队建设，落实专业建设国家标准，动态修订人才培养方案，在生物技术、临床医学、药学、预防医学、医学检验技术等专业开设创新特色班等，使学生专业核心竞争力和社会影响力进一步提升，临床医学、药理学与毒理学、分子生物学与遗传学、生物学与生物化学、免疫学5个学科进入ESI全球排名前1%，学科基础持续提升。

广州医科大学生物技术专业开设于2005年，其宗旨是培养符合生命科学前沿研究领域和生物医药企业的生物技术科研骨干和应用型专门人才，使其具备良好的科学素养、创新精神和国际视野。依托医学院校优势，在上述ESI排名前1%的学科基础上，生物技术专业本科生已实行“2+2”培养模式改革（两年基础专业课学习，两年毕业课题实践）。目前，广州医科大学生物技术专业已成为国家级一流本科专业建设点和广东省应用型人才培养示范专业，这为开展本科生课外科研活动提供了有力保障。

1.2 高效实施本科生导师制

为了让本科生尤其是生物技术专业学生更好地提前接触科研活动，学校和学院在2020年实行了本科生导师制。目前，生物技术专业本科生招生人数约90人/年，学院师生比接近1:1，通过与中国科学院广州生物医药与健康研究院联合办院（广州医科大学-中国科学院广州生物医药与健康研究院联合生命科学学院），并引进不同层次的南山学者40多人，提供充足的科研场地、经费等保障本科生导师制的实施。首先，确定导师制基本要求（课题、经费等），统一收集有意向担任本科生导师的教师、专职科研人员的资料；其次，导师通过PPT简介自己的科研方向和需求；最后，学生自由选择导师，联系并面谈了解各自的基本情况和意向。师生实行双向选择为主，调剂为辅，更好地发挥导师制的作用。

在导师制实施的过程中，导师必须定期组织本科生进行线上线下谈话和科研活动，其形式灵活多样。比较常见的有：面谈、组织课题组会汇报、文献阅读、带教以及指导参与研究生课题等，并按要求记录、存档，每月谈话不少于2次。作为导师期望挖掘科研思维灵敏、热爱科研工作的学生，不失时机地让其独立进行部分工作，最终以参加科研项目申报、科研竞赛、毕业课题，甚至发表论文完成培养，以达到更高的考核要求。

此外，学校和学院制定了相应的规章制度和奖励机制，监督和指导本科生导师制的有效运行。学校为充分调动这两大主体的积极性，对成绩突出的导师在职称晋升和年度评优等方面给予倾斜，而学生的表现与奖学金评定和研究生免试等挂钩。

1.3 精准践行课外科研活动

1.3.1 培养学生阅读专业文献的能力，凝练科研选题

广州医科大学本科生是在大二上学期完成生物化学课程学习，大二下学期完成分子生物学课程学习。本科生导师制主要针对的是大二、大三本科生，因此，他们已具备基本的生物化学与分子生物学基础知识，能顺理成章地结合导师的课题方向，从理论学习转入科学研究。例如，笔者团队主要研究方向是肿瘤代谢和转移，先向学生讲解生化代谢和肿瘤代谢的基本知识，回顾三大物质代谢及其联系，比较肿瘤异常代谢和正常生化代谢的差异。在学生对肿瘤代谢有一定了解后，给他们提供有关肿瘤代谢的综述和论文，并指导学生使用国内外文献检索工具（主要是PubMed和校图书馆文献检索平台）查阅本领域最新的研究动态，以学术前沿问题为导向指导本科生开展科研训练^[3]。

但学生开始阅读英文专业文献有一定困难，甚至排斥，这时就需要研究生及导师亲自讲解，或者先让他们阅读所在课题组研究生毕业论文及下载相关中文硕士、博士论文，提高学生所在领域英文文献的阅读能力。通过悉心指导，最后过渡到3~4名本科生共同完成文献的阅读汇报，导师给予恰当鼓励与点评，激发学生的自信和兴趣，并在导师的指导下初步凝练科研思路。

1.3.2 培养学生掌握自然科学研究的常用技术，开展科研实验

虽然提出科学问题的时机尚未成熟，但为了让学生了解日常科研活动的开展方式，导师通常会鼓励学生利用课余时间进入实验室。基于早期的文献阅读和课题内容学习的基础，培养学生掌握几种肿瘤代谢研究的常用实验技术。例如，从培养肿瘤细胞到裸鼠皮下接种、转移模型的构建，肿瘤生长的观察和检测等动物水平的实验；肿瘤细胞生长、死亡、转移检测等细胞水平实验；肿瘤细胞代谢物（如糖代谢产物、脂代谢产物）等代谢水平实验；参与代谢调节的基因、酶的表达水平及其表达调控等分子水平实验。

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，看十次不如让本科生动手做一次。将本科生操作实验过程穿插在研究生的课题开展过程中，由浅入深，先让其做能拿到直观结果的操作，比如细胞免疫荧光，这种可直观观察到各种荧光染色结果的实验能激发学生的兴趣和信心。然后，在必要时重复研究生的已测样本，检测数据偏差是否在合理范围内，以此来强化正确的实验操作，纠正可能导致误差的疏忽。

1.3.3 锻炼学生提出科学问题的能力，培养科研思维

导师制给予了本科生提前学习、了解科研活动的契机，对其科研思维的初步培养和未来职业规划有着潜移默化的作用。提出科学问题是进行科研工作最难也是最重要的一环，需要很强的课题背景知识和逻辑辩证能力。为此，笔者以立项的国家级、省厅市级课题为例，给本科生讲解每个课题的背景和思路，以及最终对问题的提出与凝练。

在课题日常开展中经常会遇到各种疑问，这时需要引导学生发现实验结果与所学知识存在的矛盾之处，引导学生如何合理解释和解决。此外，不断与学生交流沟通，听取其想法，并进行积极引导。以胃癌雌激素受体表达与其抗凋亡的代谢机制为例，胃癌容易转移至腹腔网膜，经多种方法检测发现雌激素受体在胃癌中高表达，但雌激素受体依赖于激素的作用，即仅有受体高表达不足以说明肿瘤转移的倾向性。引导学生提出问题：网膜组织是否能分泌雌激素？通过文献查阅发现，网膜等内脏脂肪组织是人体除卵巢以外雌激素合成的第二大场所，最后确立雌激素受体通路是否为胃癌腹膜转移的内在机制这一科学问题。

1.3.4 培养学生设计科研实验的能力，解决科学问题

广州医科大学结合学校和专业优势，旨在培养具有医学背景的生物技术应用型人才。因此，所设计的课题要结合临床与疾病，内容可以是呼吸疾病、遗传性疾病、肿瘤等，而非纯分子生物学、细胞生物学或者研究低等生物的分子生物学等相关内容。以肿瘤发生为关注点的课题设计为例：目前的观点认为肿瘤是在致癌因素等作用下，导致原癌基因激活和抑癌基因失活，最终引起细胞癌变，同时逃逸免疫细胞的监视而存活并发展起来的，一旦形成，便不断进展，具有不断增殖、抵抗死亡、基因组不稳定性、代谢重组、免疫逃逸、诱导血管新生、不断侵袭转移等特征，每个方面都能衍生出许多课题方向。根据学生的兴趣，选择不同的导师，并结合导师的科研方向设计课题。以胃癌的腹腔转移为例：原发胃癌形成—局部浸润和侵袭—突破基底层、黏膜下层、肌层、浆膜层—腹膜定植和播散，每个阶段都涉及许多因素和多种分子机制。借此教会学生理解选题多样性、课题创新性的知识。

1.3.5 实施本科生导师制的成效：学生创新能力增强，获奖率显著提升

学校和学院每年都会设立大学生创新项目并给予基金资助，择优录取，大力培养本科生设计实验和开展科研的能力。本科生在导师的指导下自主撰写和提交申请书，参与答辩。在学生参加的全国大学生生命科学竞赛的过程中，导师也会全程参与指导，在课题开展、实验记录、论文撰写等方面严格把关，基于学生提出的科学问题，给予足够的经费支持，将学生的想法在实验和竞赛中予以实现。

学院近三年生物技术专业学生获得包括国家级6项、省级10项等20项学科竞赛奖，申请的课外科研项目有国家级创新创业训练项目（17项）、省级项目（29项）、校级和院级项目等共70项；国家发明专利2项；获广东省大学生物化学技能大赛（一等奖2次）、全国大学生生命科学竞赛（一等奖1项，二等奖2项，三等奖4项）、“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛奖（4项）、校级学生课外科研活动奖（30项）；发表论文40余篇^[4]。学生创新能力增强，获奖率显著提升^[5]，这也意味着教师在学生科研能力培养中起着举足轻重的作用^[6]。

2 在课外科研活动中融入素质教育

全程导师制不仅包含知识和技能层面的指导，更强调道德层面的引导及心理层面的疏导，导师应发挥师者人格魅力和知识素养的综合影响，真正达到技术培养和素质教育的融合^[7]。

2.1 亲自示范，传达科研工作的严谨性

医学院校进行科学研究，最终希望解决人类的健康问题，提升健康水平。因此，严谨的科研态度显得尤为重要。严谨性包括责任心、条理性、审慎性、自我控制及勤奋等，是影响学业是否成功的人格变量之一。由于生物技术专业学生刚从高中阶段进入大学不久，学习积极性较高，但医学基础知识和实验技能掌握不够全面，对事物的整体把握能力有待提高。因此，导师需要亲自把关，从接触学术科研的最初阶段紧抓严谨的科研态度，鼓励和监督学生保质保量地完成科研实验。如带学生进行细胞培养时，要严格示范如何从肉眼观察培养液的颜色、澄清度到镜下仔细观察细胞的形态、生长速度等方面了解细胞的状态，所有程序均不能省略，做到一丝不苟。通过培养大学生的严谨治学态度，树立大学生的良好形象，为他们走向社会，承担科技兴国的责任打下良好基础^[8]。

2.2 言传身教，尊重科学工作的客观性

“客观性”是科学知识的终极诉求，科学事实、科学测量及科学真理的确立都要寻求一种客观性作为基础和支撑^[9]。对于医学生而言，实事求是是一种重要的学术道德素养。科学研究过程往往是一段耗时费力的孤独旅程，充满艰辛和波折，学生如果没有良好的学术道德素养，可能不惜铤而走险篡改实验数据，从而达到发表文章等目的。一旦被发现，不仅严重影响个人的科研前途，还可能损害我国科技事业的发展和人类的健康。

在科学研究的过程中，学生首先要学会查阅文献，查找是否有其他学者的研究支持目前的结果；其次，从实验设计入手，查看每一步的实验是否严谨细致，层层推进，步步为营；再次，在导师的指导下再重复实验过程，看实验结果是否可重复。最终达到如何合理解释科学现象，而不是一味地强求所得结果与预期目标吻合，违背科学的客观性和真理性。导师的这一系列指导在潜移默化中以身作则，培养学生勇于追求真理、发现真知的高尚品格。

2.3 认真打磨，培养科研工作的创新性

大学生创新性课题是以本科学生为主体的创新性实验改革，其中本科生导师制为课题开展和创新能力的培养提供了便利。

创新人才的培养不但需要导师循循善诱的引导，也需要良好科研氛围的熏陶^[10]。在导师的引导下，从最开始的阅读专业文献、获得实验技能、提出科学问题，到能独立撰写课题申请书甚至参加各种创新创业训练比赛，学生都是在不断提升自己的科研思维和创新思维。此外，导师课题组也会邀请同领域的学者进行学术讲座，激发学生的科研兴趣；鼓励和督促学生参加课外科研竞赛，提升其科研思维能力。通过指导学生课余时间或者更长时间参与科研活动，在巩固理论知识的同时，最主要的是培养学生的实验动手能力，强化创新意识和创新能力^[11]。

2.4 构建团队，体现科研工作的合作精神

科研是一项集体工程，需要以团队形式工作，仅靠个人单干很难有太大成就。团队体现的是一种力量，团队精神不仅在大学生创新性实验中起重要作用，对学生进入社会后的工作与生活也有着极大的益处。

目前，大多数大学生团队意识较为薄弱，可能缺少独立组织活动或开展实验项目的能力，而实验项目的实施离不开团队成员的协调合作。一项完整的生命科学探索工作如前所述，都会从分子、细胞、动物、临床进行逐步深入的研究，一个本科生是难以全部独立完成的，本科生导师制可以形成3名本科生、1名研究生及1名导师的组合，形成具有梯队的团队。团队每个成员随时保持联系，导师定期组织进展汇报，共同商议处理实验中出现的问题，熟知课题的走向。这样在导师对项目的总体把握下，根据成员的爱好和特长，使团队中的每一个成员真正参与到课题研究中来，提高其团结协作能力，使他们懂得如何分配每项任务，各司其职，共同保证高效完成科研探索活动。且师生间的有效协同、团队成员间的分工合作，能增强师生科研团队的价值共识，体现科研育人的深度。

此外，本科生通过导师的指导参与科研课题申请和竞赛，这在一定程度上保证了学生的科学想法得到大家认可的可能性，使其在进行科研活动的同时，体会科研工作带来的自我肯定，塑造个人品德，促使自我意识的发展^[12]。其中，最直接的受益如获得研究生推免资格，促使其科研职业意向的形成，指引科研职业道路^[13]，也可因参与导师研究的治疗疾病的药物药理作用，造福人类健康^[14]。

3 结束语

总之，高校科研育人既是新时代实施科教兴国战略的需要，也是履行立德树人根本任务的迫切要求，本科生导师制为高校科研育人提供了有效途径^[15]。通过实施本科生导师制，可以培养学生发现问题、提出问题和解决问题的能力，塑造其良好的科研品德，热爱科学，尊重科学，为人类的健康事业发挥作用。

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基金资助

广东省教育厅重点项目(2021ZDZX2044)

广州市教育局羊城学者项目(202032801)

广东省继续教育质量提升工程项目(01-419-2301008XM)

2020年广州医科大学教育科学规划课题(01-408-2201024)

广东省普通高校青年创新人才项目(2018KQNCX212)