本科生能参与科研吗?有什么好处?该怎么引导?|《自然》职业指南

本科生能参与科研吗?有什么好处?该怎么引导?|《自然》职业指南

导语:本科生参与科研不仅可以让其亲身体验潜在职业发展路径,还能让研究生和博士后拥有指导机会。

过去十年来,我在实验室里指导了18名本科生,其中大部分人都继续攻读STEM(科学、技术、工程及数学)研究生学位,并以共同作者身份发表论文。


本科生研究项目可以成为实验室的一笔宝贵资源,反之亦然。来源:Getty


几乎每一所美国一流研究型大学都拥有一个本科生研究项目,在部分学校,如麻省理工学院,参与这种项目的学生超过90%。这些学生对于研究实验室而言是一笔宝贵的资源,反之亦然。


虽然整体而言,指导本科生对实验室是有益的,但是仍需要实验室做出一定的教育和技术培训投入。从课堂到实验室意味着一种剧烈的转变,学生和导师应该准备好共同度过。


根据我的经验,学生在实验室里一般会经历三个阶段。虽然不是所有人都会经历所有这三个阶段,但是设置宏大的目标有助于本科生对科学研究产生向往,让他们保持专注。这三个阶段分别是:


1. 不理解而执行。“我今天要做什么?”可能是新学生最常问到实验室导师的一个问题。乍进入一个不熟悉的环境,学生急切地想“做”些事情,但是还不知道什么事情需要做。


经过训练后,学生可以承担一些实验工作,但是通常并不理解某个具体的实验实际上在做什么,为什么要做,或者它对更大的项目有什么意义。处于这个阶段的学生有一个明显特征:他们完成一项工作后,不知道下一个工作在哪儿。


2. 理解后再执行。我的第一个研究导师要求我要在某一件事上做得比实验室里的其他人都好,如今再看,它仍是一条非常中肯的建议。


有某一专长的学生可以给实验室带来非常切实的帮助。他们是实验室想要留下来的人,因为他们是团队不可或缺的一份子。除了实验台上的贡献,他们还能带来有关实验局限的见解,并且解读实验结果。这有助于培养学生在团队里面的参与感,让学生的名字可以加到最终产出的论文上。


3. 学生研究员。随着学生成长为研究人员,他们掌握了专业知识和实验技术,对研究主题具有独特的看法。


这个阶段的学生像研究人员一样思考:提出新的问题和假设,设计新的实验进行测试。在这个阶段,他们对实验室的贡献最为显著,他们可以讲清楚整个实验室的工作,而不仅仅是他们自己的。对于大部分人而言,这种思维方式在研究生阶段发展成熟,但是及早培养学生的好奇心也不为过。


为了顺利度过这几个阶段,学生既要学习硬技能,也要拥抱其它对研究工作有益的软技能,比如学习如何有效地在团队中开展合作。


时间管理

一旦事情多起来,或者出现更具吸引力的东西后,学生的可用时间常常就变少了,这导致他们难以准时完成研究。导师应该清楚地向学生指明,他们是团队的一份子,团队需要每一名成员履行好自己的职责。


如果是一名可靠的学生,他或她在向实验室做出时间承诺时,应该要实事求是,应该遵守当初约定的时间安排,并且谨记自己所做的其它承诺和一些时间敏感性任务。


了解某一名学生不具备独立开展实验的能力后,导师就能让其他人填补空缺。向学生介绍Trello或Slack等项目管理系统,让他们可以了解实验室成员如何规划自己的工作。这样有助于实现工作与生活的良好平衡,导师在这方面应该以身作则。


虽然学习优秀的学生可能喜欢时时刻刻待在实验室,但是我们都知道,长此以往,这会导致倦怠。我们需要鼓励学生在职业发展初期养成良好习惯,以便将来他们可以成为更加高产的科学家。


虽然本科生有助于实验室推进研究,但是他们首先应被当作学生,其次才是研究人员。他们需要额外的支持,不能仅把当他们当作额外的助手,不能牺牲他们的个人发展。


停工时间

一开始,学生认为生产力意味着实际做事情或是收集新数据。但是,要成为一名成熟的研究人员,成长主要发生在“停工时间”,此时大脑有空间来做规划、阅读和构建新假设。


规划和创造深度思考空间经常不被重视,但是它对于有条不紊地开展实验却非常关键。


批判性阅读

养成阅读文献的习惯难,学会批判性地阅读则是难上加难。如今,每天都有成千上万的新文章发表出来,值得一读的论文似乎无穷无尽。因此,无论是学生还是导师,阅读论文都是一项令人望而生畏的工作。


刚刚崭露头角的科学家必须首先学会如何查找与其研究相关的论文,然后学会批判性地分析它们。一开始,许多学生对于阅读的内容尽信不疑。慢慢地,他们学会识别其中的缺点和不足。最终,他们能够在发现某项研究之不足的同时,获取一些启发。


要学会批判性阅读,离不开实践,也少不了导师和期刊俱乐部里处于不同发展阶段的同辈的支持。在我的实验室里,所有成员都轮流主持期刊俱乐部,这非常有助于新学生了解经验更加丰富的本科生如何阅读一篇复杂的研究论文,使他们得到鼓舞和激励,大致明白自己在实验室期间能够取得什么样的成绩。


下一步

一位优秀的研究人员会提前做好计划。提前做好实验计划可以确保所有工具、研究对象、化学品和样本都数量充足。


让学生自行订购自己的实验物料可以培养他们的独立性和项目管理技能。这种做法是否可行取决于实验室的设置,但是可能的话,学生也许会因此而对每一次的实验倾注更多精力,以确保它能成功。


认真记录

目前的可重复性危机要求实验计划具有更高的严谨性和可重复性,并且开放共享原始数据。只有实验人员认真仔细地记录实验方法和样本,才能满足上述这些要求。


不同于上课笔记或会议笔记——只需学生自己能辨认即可,实验室记录必须可靠扎实,使以后的人都能使用。无论采用什么的记录方法,只要是出版物要用到的,那么所有数据来源、样本详情和实验方法都必须有据可循。在科学领域,对以上内容感到“非常确定”是远远不够的,它可能导致成本高昂的返工或是数据标记错误。科学家必须培养形成一种稳健扎实的记录系统和文化


多做有益

指导为学生和导师双方都提供了一种绝佳的机会来对研究产生影响。对于导师来说,可以利用指导学生的机会回顾自己作为科学家一路走来的历程,以及所有曾帮助过你的人。利用本文和别处获得的发展过程,导师可以判断学生正处于哪一个阶段。这有助于培养学生的技能和思维,最终让他们成为更出色的研究人员。


对于学生来说,清楚自己所处的发展阶段有助于订立目标,向导师和同辈寻求指导,以便使自己在实验室里的时间得到充分利用。学生在面对不同任务时可能处于不同的发展阶段,但是不要害怕——大部分学生都会在不断掌握新技能的过程中,加速度过每一个阶段。激励、培养学生对于实验室和整个科学共同体而言,都是一件非常有益的事。ⓝ

Nature|doi:10.1038/d41586-018-05823-5

From lectures to the lab: three steps to becoming an undergraduate researcherwww.nature.com

原文发布在2018年7月30日《自然》职业专栏上,作者James Ankrum


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编辑于 2018-11-08

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