劉 佳,張敬敬
(長沙醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)系, 長沙 410219; △通訊作者)
“國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”是“十一五”期間為了培養(yǎng)高校創(chuàng)新型人才而實(shí)施的一項(xiàng)重要舉措[1],目標(biāo)在于探索以問題和課題為核心的教學(xué)模式,倡導(dǎo)學(xué)生為主體的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)改革,調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識,逐步掌握思考問題、解決問題的方法、提高其創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力[2]。因此,各省市各高校積極響應(yīng),都通過這種措施來推動(dòng)高校學(xué)生的素質(zhì)建設(shè)。本文回顧了長沙醫(yī)學(xué)院一項(xiàng)2012年湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目的實(shí)施過程,該項(xiàng)目是針對黃芪多糖是否具有抗疲勞作用進(jìn)行的探索性研究,5名學(xué)生參與了研究,取得了較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,學(xué)生的綜合素質(zhì)有了很大提高。
1.1 項(xiàng)目名稱和編號 《黃芪多糖抗疲勞及抗氧化作用機(jī)制》,湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目,編號:2012-444。
1.2 項(xiàng)目參與學(xué)生和指導(dǎo)老師 學(xué)生有李珊珊,袁婧,朱永俸,吳建平,黃立師;劉佳,張敬敬為指導(dǎo)老師。
1.3 項(xiàng)目目標(biāo)和實(shí)施計(jì)劃 探討黃芪多糖對小鼠的抗疲勞、抗氧化作用。取小鼠40只,隨機(jī)分為4個(gè)組,即對照組、黃芪多糖大、中、小劑量組,每組各為10只。對照組小鼠灌胃給予蒸餾水,黃芪多糖大、中、小劑量組小鼠分別給予灌胃。每天一次,連灌4周,進(jìn)行小鼠負(fù)重游泳。然后測定運(yùn)動(dòng)后小鼠血中尿素氮、乳酸值和肝糖原含量,觀察黃芪的抗疲勞功效。測定運(yùn)動(dòng)后小鼠血超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)含量,觀察黃芪的氧化效果。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用SPSS11.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,組間比較采用單因素方差分析。
2.1 黃芪多糖抗疲勞效果 實(shí)驗(yàn)設(shè)0.2,0.05,0.0125 g/kg為高、中、低3個(gè)劑量組,另設(shè)1個(gè)對照組,每組10只小鼠,實(shí)驗(yàn)組按體重灌胃,對照組給予等量蒸餾水,每天一次,連灌28 d。第28 d給藥后2 h在小鼠尾根部負(fù)荷5%體重銅絲的條件下,將小鼠置于水深約30 cm、水溫30℃ ±0.5℃水迷宮游泳槽中進(jìn)行小鼠游泳力竭試驗(yàn),記錄小鼠自游泳開始至力竭時(shí)的時(shí)間作為小鼠游泳力竭時(shí)間。該檢測證實(shí)了黃芪多糖確有抗疲勞作用,這是后續(xù)的機(jī)制研究的基礎(chǔ)。
2.2 抗氧化能力檢測 第29 d,各組小鼠在水中無負(fù)重游泳30 min,休息30 min后取血處死,取肝臟,依照SOD和MDA測定試劑盒的說明書進(jìn)行測定。結(jié)果發(fā)現(xiàn),中劑量組小鼠運(yùn)動(dòng)后肝臟SOD活力值比對照組明顯增高,MDA無顯著不同。
2.3 肌糖原含量及血糖測定 第29 d小鼠無負(fù)重游泳休息后,摘眼球采血,迅速離心,取血清按試劑盒程序測定血糖。取股四頭肌,依照肌糖原儲(chǔ)備量測定試劑盒的說明書進(jìn)行該項(xiàng)指標(biāo)的測定。檢測發(fā)現(xiàn),高劑量組肌糖原的儲(chǔ)存量明顯升高,實(shí)驗(yàn)組和對照組相比,血糖無顯著差別。
2.4 血中乳酸及肝臟中乳酸脫氫酶測定 取小鼠血清按試劑盒程序測定血中乳酸。取肝臟勻漿,依照乳酸脫氫酶測定試劑盒的說明書進(jìn)行測定。結(jié)果發(fā)現(xiàn),低劑量組乳酸明顯降低,其他兩實(shí)驗(yàn)組各數(shù)據(jù)無明顯意義。
2.5 血紅蛋白量和紅細(xì)胞數(shù)檢測 吸取全血稀釋1 000倍按照試劑盒說明進(jìn)行血紅蛋白檢測,稀釋10 000倍以細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)算紅細(xì)胞數(shù)。結(jié)果顯示:中劑量組與高劑量小鼠的血紅蛋白含量較對照空白組小鼠的血紅蛋白含量有明顯升高趨勢,但是紅細(xì)胞數(shù)目的差別沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1 專業(yè)論文寫作能力 看到學(xué)生撰寫的申請書第一版,我們都覺得學(xué)生寫的是有點(diǎn)像小說的記敘文,由過急帶有感情色彩的白話文組成,而不是一個(gè)闡述為何要開展這個(gè)實(shí)驗(yàn)的專業(yè)表達(dá)。于是我們將相關(guān)的專業(yè)論文、教師申請科研課題的標(biāo)書給學(xué)生參考,指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范用語,學(xué)生嘗試著用最準(zhǔn)確的專業(yè)用語來表述。申請書經(jīng)過了反復(fù)修改后上交,獲得了批準(zhǔn),學(xué)生再回看自己的最開始的申請書,也覺得第一版申請書應(yīng)該被稱為“想法”,不是科研計(jì)劃。通過這個(gè)過程,學(xué)生懂得了如何去學(xué)習(xí)他人的簡單但精確的表達(dá),所寫的中期考核報(bào)告、研究論文和結(jié)題報(bào)告都有模有樣的。撰寫專業(yè)論文時(shí),雜志要求必須附有英文標(biāo)題、摘要和關(guān)鍵詞,他們也通過一句一句參考、學(xué)習(xí)他人的英文論著和英文摘要,寫出了很準(zhǔn)確的英文摘要,專業(yè)論文寫作水平有了質(zhì)的飛躍。
3.2 查閱資料,開展實(shí)驗(yàn)的能力 申請課題前,該組學(xué)生學(xué)習(xí)過飼養(yǎng)小鼠和取材的技巧,但是“抗疲勞”一系列實(shí)驗(yàn)是沒有學(xué)過的。當(dāng)我們提及檢索文獻(xiàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)他們只懂得通過百度、搜狐等引擎搜索互聯(lián)網(wǎng)上不太準(zhǔn)確的海量科普知識,因?yàn)楫?dāng)時(shí)他們還未開設(shè)《文獻(xiàn)檢索》這門專業(yè)課,而平時(shí)的學(xué)習(xí)幾乎不需要查閱專業(yè)文獻(xiàn)。他們虛心向老師請教,學(xué)習(xí)如何在中國知網(wǎng)和萬方等數(shù)據(jù)庫查閱中文資料、通過美國國立圖書館等網(wǎng)頁查閱外文期刊,如何通過種種搜索策略來“快、狠、準(zhǔn)”的找到最有用的資料。參考了大量的期刊論文和碩博士論文,我們商討研究,把“抗疲勞”的機(jī)制分成了“抗氧化”、“能量供應(yīng)”“乳酸代謝”“氧氣運(yùn)輸系統(tǒng)”等方面,每個(gè)人負(fù)責(zé)一個(gè)方面的研究。這樣責(zé)任到人的方式鍛煉了大家的獨(dú)立自主學(xué)習(xí)能力,每個(gè)學(xué)生都把步驟安排計(jì)劃妥當(dāng),比較好的完成了研究計(jì)劃。
3.3 解決問題的能力 項(xiàng)目開展中,問題層出不窮。同學(xué)們通過查閱文獻(xiàn),選擇了最經(jīng)典的“游泳力竭實(shí)驗(yàn)”來驗(yàn)證抗疲勞的效果,但是究竟在小鼠尾巴上負(fù)重多少,各家論文眾說紛紜,2% -10%的皆有。我們也不知道多少合適,于是提出最基礎(chǔ)同時(shí)也是最合理的辦法即預(yù)實(shí)驗(yàn)來自己進(jìn)行摸索。學(xué)生做第一輪預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí),使用了小鼠體重的3%的銅絲捆在尾巴根部,結(jié)果小鼠游泳了兩三小時(shí)還沒有力竭、會(huì)沉下去的跡象,與某些文獻(xiàn)所著的不符。于是,進(jìn)行了第二輪的預(yù)實(shí)驗(yàn),使用了8%體重的銅絲,結(jié)果小鼠沒幾秒鐘就沉下水面了,各組間也檢測不出差別。最終選定了5%體重的銅絲,考慮到較多銅絲捆扎小鼠尾巴根部也會(huì)影響小鼠運(yùn)動(dòng),學(xué)生們很巧妙的使用長約6-7 cm的較細(xì)絲線把銅絲吊在小鼠尾巴根部,這樣雖然負(fù)重但卻不影響小鼠擺動(dòng)尾巴,得到了比較準(zhǔn)確的游泳力竭實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
第一批20只小鼠開始正式實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生沒有經(jīng)驗(yàn),高、中、低三個(gè)劑量組同一天開始給藥,結(jié)果發(fā)現(xiàn)灌藥第29 d要從20只小鼠身上同時(shí)取材根本是不現(xiàn)實(shí)的,因?yàn)樾∈笠⊙⒏闻K和骨骼肌,光是取材就要花費(fèi)一個(gè)多小時(shí),更別提檢測相關(guān)參數(shù)。第29 d從清早開始操作到晚上,就取了7只,其他小鼠都是第30 d和第31 d取的。這樣各組之間的處置變得不同質(zhì),可比性降低,只好放棄這批實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過這樣親身實(shí)踐,學(xué)生們懂得了實(shí)驗(yàn)安排的重要,重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),每天只開始一個(gè)劑量組給藥,因而取材也就是分別在4 d進(jìn)行,每天從5只小鼠身上取材,可以凍存不需要馬上檢測的成分也安排在完整取材后進(jìn)行測定,實(shí)驗(yàn)時(shí)間上就游刃有余。
小鼠檢測完,數(shù)據(jù)顯得紛亂蕪雜,學(xué)生似乎都挺受打擊。我們召開小組會(huì)議時(shí),要求學(xué)生好好分析有哪些可能影響結(jié)果的因素。學(xué)生總結(jié),每組小鼠數(shù)量太少,這是第一個(gè)導(dǎo)致偏差的因素,這可以通過增加小鼠批次來解決;小鼠從不正規(guī)渠道購買,種不夠純因而同質(zhì)性不夠,于是決定選擇更可靠的專業(yè)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物公司購買;小鼠灌胃時(shí),技術(shù)不夠成熟導(dǎo)致不少藥液沒灌進(jìn)去,這要求實(shí)驗(yàn)學(xué)生多練習(xí)、手法更純熟。經(jīng)過總結(jié)后再實(shí)驗(yàn),學(xué)生學(xué)會(huì)了在實(shí)驗(yàn)中秉持嚴(yán)謹(jǐn)和客觀的態(tài)度。
除此以外,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的檢測過程,需要用到生物化學(xué)教研室的紫外分光光度計(jì)、生物技術(shù)教研室的顯微鏡攝像系統(tǒng)、形態(tài)學(xué)重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科的morris水迷宮,學(xué)生們學(xué)會(huì)了謙恭有禮的與老師聯(lián)系使用貴重儀器的事宜。
3.4 團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神 實(shí)驗(yàn)小鼠灌胃28 d后,第29 d需要取很多生物樣本。拔眼球取血,先取微量全血檢測紅細(xì)胞和血紅蛋白,剩下的用以分離血清檢測血糖和乳酸,并且盡快開腹取肝臟制備勻漿,分離股四頭肌檢測肌糖原,雖然每位學(xué)生負(fù)責(zé)一個(gè)方面研究,在實(shí)驗(yàn)中卻沒辦法一個(gè)人完成。于是大家按照實(shí)驗(yàn)程序,商量每個(gè)人負(fù)責(zé)的步驟,采取流水線作業(yè),分工合作確保了小鼠取材的順利進(jìn)行。取材完成時(shí),負(fù)責(zé)分離小鼠腿部肌肉取樣的那個(gè)女學(xué)生才說,自己以前學(xué)習(xí)動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)、生理實(shí)驗(yàn)時(shí),其實(shí)最害怕這種血腥的操作。在集體作戰(zhàn)中,每位同學(xué)都深刻理解了“團(tuán)隊(duì)精神”,學(xué)會(huì)了放下自己、讓團(tuán)隊(duì)的利益凌駕于個(gè)人得失之上。
從學(xué)生能力的提升上來講,這個(gè)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目無疑很成功。但進(jìn)行過程中,無論是學(xué)生還是指導(dǎo)老師,都承擔(dān)著很大的壓力,這壓力主要來自課題期限。一般的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是兩年,有的創(chuàng)新項(xiàng)目甚至短至一年[3]。我們申請的課題是2012年度的,獲批并且經(jīng)費(fèi)到位其實(shí)已經(jīng)是2012年11月了,當(dāng)年的時(shí)間就只夠設(shè)計(jì)安排和訂購試劑、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物了。2013年上半年,學(xué)生專業(yè)課不多,一旦沒課他們就待在實(shí)驗(yàn)室,認(rèn)真進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)摸索條件,再一輪輪地開展實(shí)驗(yàn),暑假?zèng)]有休息才完成3輪實(shí)驗(yàn)(其中第一輪數(shù)據(jù)還因?yàn)橛休^大偏差被棄去)。下半年學(xué)生專業(yè)課數(shù)量激增,學(xué)生勉強(qiáng)擠時(shí)間才寫完論文。但眾所周知,級別較高的期刊光是審稿期都需要3個(gè)月到半年,更別說發(fā)表,考慮到能按時(shí)結(jié)題只好尋找發(fā)表周期較短的普通期刊發(fā)表,讓學(xué)生錯(cuò)失了發(fā)表較出色論文的機(jī)會(huì)。我們需要反思,設(shè)立各級各類創(chuàng)新項(xiàng)目的初衷既然是培養(yǎng)學(xué)生的能力,為何要以一些顯性的指標(biāo)(例如論文數(shù)量和級別)作為結(jié)題要求,這在一定程度上驅(qū)使很多有潛質(zhì)的課題匆忙完結(jié),也淡化了學(xué)生學(xué)習(xí)和探索的樂趣。因此,如何將嚴(yán)苛的結(jié)題期限和生硬的結(jié)題標(biāo)準(zhǔn)彈性化,是推行大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所必須調(diào)整的。
[1] 何興兵,林永慧.提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑[J].高教論壇,2012,(4):66 -70.
[2] 李麗潔,施瑞,陳樹森.大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2011,28(2):162 -164.
[3] 劉川,李昱.大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目折射出的問題[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生,2013,29(16):2528 -2529.