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严格完整的科学训练:博士研究生的课程

已有 1654 次阅读 2022-11-27 17:06 |个人分类:博士培养|系统分类:教学心得

严格完整的科学训练:博士研究的课程

今天读到《饶议科学》(2022.11,27)刊载的一篇文章《中国研究生课程仍需大幅度提高质量和深度:更待何时》,其中,饶毅教授介绍了他在旧金山加州大学(1985年至1991年)攻读博士学位的课程:

必修---细胞生物学,神经生物学原理,分子神经生物学,细胞神经生物学,发育神经生物学,系统神经生物学,感觉神经生物学

选修---遗传学、人类遗传学、分子生物学课程(一个学年、两个学期)

旁听----结构生物学、发育生物学 、病毒学   

注:除特别说明之外,均是一个学期的课程

 在修过课的基础上,加上学术报告,系统读专题文献和浏览一定范围的文献,对建立学术文化至关重要。

饶毅关于博士训练,说的还是比较简单。

我曾在《学会研究:享受科学生活》(东南大学出版社,2019年)中较为详细地介绍过美国约翰斯·霍普金斯大学医学院(he Johns Hopkins University School of Medicine)人类遗传学(Human Genetics)专业博士项目的培养方案:

第一年主要是课程学习与实验室轮转。

必修课程主要有:遗传学:概念史,分子生物学和基因组学,遗传学基础,生物信息学,桥梁课程(pathways)、细胞的结构与功能,人类遗传学专题。

在修课的同时,至少要在2个实验室做轮转,通常是3-4个实验室轮转,每次轮转要花3个月时间。

还要参与每周1-2次的学术研讨会,从而获得较为宽阔的研究经验,同时也凝练学生自己的研究兴趣。

在每个年度结束时,第一年级和第二年级的学生汇报实验室轮转的研究工作,使学生有机会交流他们的工作经验,发展口头陈述技巧。

此外,每周四还要参加固定的学术研讨会,通常请一些著名科学家做最新研究成果的学术报告,还有就是各实验室研究小组汇报自己的研究进展,一周1-2次。

第一年结束之后,还有一个为期2周到“杰克逊实验室”(The Jackson Laboratory)的暑期实习活动。创建于1929年的杰克逊实验室是一所旨在通过小鼠遗传学研究为其它机构提供研究资源来提高人类生命质量的独立研究机构,位于缅因州的一个名叫“巴尔港”(Bar Harbor)的海滨城,是世界上最大的哺乳动物遗传学研究机构,同时也是公认的世界最大的实验动物供应商,向全世界的实验室输送250万只小鼠。

第一年的财政支持是来自美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的全额奖学金,包括免学费、提供保险(医疗、牙医、社会保险)和生活津贴等,其中学费4.2万、保险费0.3万、生活津贴是2.7万美元(2009-2010学年)。

在第一年修课与轮转结束之后,通过双向选择,确定博士论文指导教师。开始在导师指导下,在分子遗传学、生化遗传学、免疫遗传学,群体遗传学,细胞遗传学,生物信息学等相关领域中从事某个问题的博士论文选题研究。很重要的是,人类遗传学专业的博士研究生可以在整个医学院范围内选择论文指导教师,任何专业都可以,不限于在人类遗传学专业领域的导师。

第二年继续进行课程必修:病理学,疾病的分子机理,生物统计学Ⅰ,生物统计学Ⅱ,综合考试。

进入选定导师领导的实验室后,在博士论文指导教师的指导下,还要选修若干门相关课程,同时进行博士论文选题。

在此期间,要经常参加文献讨论会(journal club),一个本着开拓学生思维,追踪科学前沿进展,培养学生勇于发言和善于讨论的活动。一切由同学生自己管理,讲述自己文章,结合工作学习如何去做文章。

在第二年末通过综合考试后,进行博士论文开题报告;开题通过后,即开展博士课题研究,成为博士后选人。有时,博士论文开题报告会可以拖延到三年级再举行。

第二年以后的财政支持,应该是由导师承担。该专业对所有博士研究生提供财政支持,稳定地保证博士研究生在无经济压力地条件下完成学业与科研,或体面地从事科学研究,直至获得博士学位。

第三年及以后主要是开始博士论文研究。

在第三年,博士候选人正式开始博士论文研究。同时,还必需要做一门研究生课程的助教,以积累相关的教学经验。博士论文研究待以后再详细讨论。

博士论文至少由2位教授认定达到正式出版的水平,方可正式提交。之后,博士候选人参加论文答辩,答辩委员会由校内外专家组成,按照规定的程序审查论文与组织答辩。答辩通过后,取得博士学位。

由此可见,美国研究型大学的博士训练,远比英国、加拿大、法国、中国等更强调课程学习,不仅必需有一定数量的课程(必修与选修),而且每门课程都是由多人讲授,每位教授只讲自己最擅长领域的核心知识与最新进展,而且都是以经典文献与最新文献作为授课的主要线索。这是一种真正的研究性学习。通过学术研讨会与报告会的平台,扩大学生的学术视野与研究兴趣,广泛涉猎本专业及其相关领域,这种涉猎同时是较为深入的与新颖的。在这一过程中,训练口头表达能力与论文写作能力。通过实验室轮转,在某一定向的具体研究领域做文献阅读与实验操作的实际训练。在实验室轮转与导师选择等事项上,强调师生的双向选择,特别是学生的自主选择权利。学生通过课程学习、实验室轮转、学术报告会等多条直接与老师沟通的途径,接触科研前沿与趋势,了解导师水平与性格。还由于指导教授人数多,而每年录取的学生少,在师生选择的关系中,学生处于占优的位置。这样,博士研究生才有可能不是老师的 “学徒”,而是科研的合作伙伴。听课、轮转、研讨、汇报、写作、实习等多个环节,构成一个相互支撑、有机协调的整体构架,为实施博士论文的选题、实验、写作、答辩等奠定优渥的基础。

可以粗略地分析一门理论性课程,作为遗传学学科思想史的入门课程《基因概念的演化》,主要通过阅读经典文献与当代新的阐释,把握基因概念的形成与发展。研读那些由大科学家写的论著,不仅可以激发对科学的兴趣,更重要得是可以知道如何分辨科学的问题,以及如何解决问题。

《基因概念的演化》追溯基因概念十分具有历史感,从达尔文开始一直到21世纪初。《基因概念的演化》课程梳理出基因概念的演化“线索”: 统计的基因,操作的基因,功能的基因 ,结构的基因,分子的基因,可变的基因。在每个专题中都以丰富的文献勾勒出基因概念是如何丰满与发展的。主要研究基因的遗传学的建立直接导致了分子生物学的诞生。遗传学理论和实验是分子生物学的基础。遗传学和分子生物学不仅导致了人类遗传学、基因组学、生物信息学等新学科,而且催生了现代生物技术,使医药现代化。

《基因概念的演化》需要四位老师(三位教授、一位助理教授)分别的11次的讲授以及九位博士研究生有准备26次的课堂演讲。学习学科概念史(思想史)的目的就是希望了解,人类探索自然奥秘的艰辛足迹,我们今天所处的坐标方位,科学未来发展的趋势特征,并实现三者之间亲切而活跃的富有哲理性的对话,从而获得科学创新的智慧与启迪。

因此,教学质量与深度的不仅在于开什么课程,重要的在于用什么方式讲授以及是什么人来讲授?其中2009年10月刚得诺贝尔奖的格雷德在细胞分子生物学课程(2010年9月)中,也只讲端粒与端粒酶两次课,不是进展介绍,也不是前沿说明,而是她在二十多年研究实验论证的思想发展与方法改进,才是真正的研究性学习!




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2 刘全慧 王涛

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