研究生教育中的技能发展

培养新博士的过程是复杂的，并且由于学生、导师、和项目的经济和时间的投入关系，有一定的中途退学率。提高研究生教育的一种方式就是使学生需要发展的技能清晰化，并且把发展这些技能的机制落实到位。

研究生的培养对学生和导师来说都是一个复杂的过程。学生被希望能够学到一系列内在有联系的技能，然而这些技能往往没有以一种清晰的方式被明确地表达或是教授给他们。此外，科系里指导学生的老师常常在培养学生方面没有足够的经验，直到他们职业生涯的晚期。作为一个共同体的我们常常隐式或显示地表达博士学习的目的就是在一个知名杂志上发表一篇重要的论文，因而学生也会负担过重。这是因为这样的成果已经完全超出了学生的控制能力，它是包含一定的实验和发表过程的运气在里面的。很多学生在他们的研究没有得到这样一个结果时会感到受挫。这有点像体育运动。在体育竞技中，一味强调赢会导致个体受挫或放弃比赛，但是如果强调技能的发展会帮助运动员提高能力进而可以赢得更多的比赛。

一个可能的解决方案：同时强调技能的发展和科研成果 通过和体育运动训练的一种类比，一种改善研究生教育的方法就是明确学生在他们博士培养期间需要掌握的技能，使得学生清楚地知道这些技能，并且把培养这些技能的进程落到实处。并且，这些技能的发展要放在研究中来产生重要的由意义的贡献，但是在发展科学技能和作出重大发现两者之间的重要性应该是平衡的。在这一方面，我试着说清楚这样的项目需要什么。

关键的科学技能

我们可以明确成为一个科研人员需要的八种相互联系的技能（图1）。这些技能有着实际内容的重叠并且可以被描述的不一样。这些技能包括获取和保持背景知识，执行和沟通新研究，识别新问题和拥有新观点的创兴能力。虽然每一个学生、导师、项目应该找到对他们而言什么才是最好的，但这些技能可以向学生清晰地展现，并且有可以实施多种不同的方法来发展这些技能（见表1）。对学生而言，要注意的是要想成为一个科学家需要的努力不仅仅是实验室里的，你可以在你的导师和课题之内以及之外来尝试这些过程，这是你自己的教育。学生的健全教育也需要来自导师的努力。

基础技能

广泛的基础知识

成为一个科学家需要获得宽阔的基础知识的能力。一个合理的入手点就是你的学科的高级本科生的课本的知识内容。这些有领域里足够的内容去熟悉，并且当需要时知道可以从哪里去深入了解。这样宽泛的工作知识可以通过阅读教材，自学或上课来获得。 一个广泛的知识基础需要随着知识的增长来保持和拓展，并且常常会再聚焦成为一个人的职业生涯发展。因此，学生需要熟悉在一个新的学科或领域里一个宽知识基础的产生的过程。宽泛知识基础的维持需要保持对文献的重大发现的及时了解，同时也需要参加研讨会和期刊社。

对实验方法的广泛认识

对实验方法的广泛认识是十分重要的，原因有以下几点。首先，对于不同方法的了解使得你

基础开始点能够发现新的方法去解决眼下的问题。事实上，成为跨学科研究者的一个关键就是对不同学科的不同方法的了解以及知道它们如何各自为用和如何连接。其次，由于很多新方法的发展是基于对现存方法的结合，所以对于不同方法的了解才能发展新的方法。第三，翻译文献需要对不同实验方法的了解。这样一个宽广的关于方法的知识可能有点浅，但却可以在相关的一个方法可以被深度研究时提供常识。

有一些方法可以用来发展这些对于不同方法的意识。主要的一点是强调对于一个宽阔范围的方法的了解是重要的，并且一定要形成和保持。对于学生而言一种方法是建立不同方法及他们各自的优缺点的电子文档，并且当他们在课堂上，实验室，研讨会或是期刊社遇到新方法的时候添加进去。有点像一个知识库，对于不同方法和技术的认识应该随着科学的进步被保持和拓展。 研究的“技术”

清晰思考—计划和实施

高效的口语、实验的能力

书面交流能

力

对于学科的阅读，评价， 广泛知识 完善科研文

献的能力

各学科间的在你的领域 实验方法的的知识深度 广泛了解 选择重要研拥有新观 究问题的能点：创新的 力 能力 有新的思想

图1.在研究生教育阶段发展的相互关联的技能

该图显示了一种方式来打破发展特定技能的研究生教育，以 及它们是如何相互关联的。

清楚地思考和沟通

基于以下两点，能够有效沟通是十分重要的。首先，这事关你如何沟通你的贡献，而这是科研过程必不可少的部分。其次，至关重要的是，清晰的交流需要系统的思维。因此，强大的沟通技巧的培养同时也需要批判性思维能力的培养，这些培养需要在研究生生涯的不同阶段进行。

在第一阶段，作为培养良好沟通技巧和系统思维的先决条件，你需要良好的写作和谈话组织技巧。关于写作，还是有必要复习一下基本的原则例如主题句，段落，以及作文的组织原则。关于口语，需要再区别和讨论一下一个好的科技性交谈的原则来形成一个结构足够清楚的展示来解释需要表达的逻辑。良好的写作和口语基础是十分必要的，因为如果这些基础掌握的不够好，那么就很难在任何一个书面的文件中或口语展示中评定出批判性的思维。这一基础阶段的有效反馈可以通过以下方式来获得:1)识别段落或是幻灯片中的中心思想，2）确保中心思想是表述在主题句或幻灯片的标题中，3）确保相关问题包含在在幻灯片或段落的主题中，并且4）评估是否中心思想在整体的顺序中是否合适。 在第二阶段，关于结果或科学区域的反复的写或说能让人增加关于那个问题的理性认识。这里的反馈可以是连续性的（因为这就是想法如何形成的）并且可以集中在展示的逻辑和理性方面。

总的说来，形成良好的沟通和思考技能的关键是：1）强调这是成为一个科学家的关键部分，2）无效的沟通反应无效的思考，3）学习书写和讲话的技巧使得思维过程变得清晰和可评估，4）在学生培养成科学家的过程中让他们频繁地写和说，并且5）让学生对贫乏的沟通和思考负责任。当沟通技巧要上一个层次的时候，它会迫使批判性思维的形成。

阅读、评价和合成科学文献 另一个重要技能是能够阅读、评价和整合科学文献。这是另一个需要在不同水平上教的技能。在初级水平，关键是要教学生如何阅读和批判性地评价一篇单独的科学论文。确保这一点是绝对必要的，否则发展成为一个科学家的很多方面都会因为翻译现有文献中存在错误而变得有缺陷。其中一种方法就是学生通过写一个简短的描述来总结每一篇论文，这个描述是关于这个研究的目的，方法（辨别出任何一种新方法），实验观测结果，结论以及证据是否很好地支持结论，研究的主要优点和缺点。写这样的总结是极其有用的，因为这是学生锻炼他们写作技巧的，展现他们批判性思维过程的小机会，并且导师可以提供反馈。我发现这对于学生的另一方面也很有帮助，那就是精确辨别对于一篇论文来说什么才是好的来平衡集中在论文的问题上的趋势。

这项技能的中间水平是阅读和整合小一组论文。这个可以在课堂上和期刊社以及写微评中实施。最后，通过完成他们的博士学位，每一个学生应该培养能够阅读和整合一个领域内的很大一部分文献的能力。阅读和整合一系列论文的方法应该教给学生并且培养成（图2就是一个例子）。

做新研究

你的领域的专业知识 为了成功，你需要知道研究的当前领域的文献，清楚和深刻地理解那些方法以及它们的缺点，正在使用的方法。这些需要付出努力，但是一个人怎么能有希望成为一个独立的科学家做出重大的贡献却不知道领域内当前的情况？（学生：你愿意在你的职业生涯上相信你过度繁忙的导师吗？）如下是一种培养这种深度认识的方法。首先，辨别出你感兴趣的关键问题并且考虑可能性的一个优先的范围以及他们的实验预测。这就为解释目前已经完成的实验做好思

想上的准备，从而不会产生有偏见的观点，并避免被当前的规则从理智上困住。其次，收集并阅读相关文献。一种方法就是从相关的最老的文献开始往后推进，因为解释的文献中可供选择的最好就是当它第一次出现的时候并且之后由于更多的最近的实验工作被发扬光。

表1.集成到一个博士项目中的技能发展 技能

学科的宽广知识

如何培养

阅读和总结大学课本 从文献，研讨会，期刊社中获得

宽广的各学科实验方法的知识 清晰的思维：有效的写作和发言

写方法总结的文件 从文献，研讨会，期刊社中获得 学习写作的技巧 学习发言的技巧 说，说，说 写，写，写

阅读，评价和整合科学文献

第一年的课程；第一年写作和口语考试；研课程的课堂；研究报告；究报告；期刊社；委期刊社；论文和方法的员会会议 总结；写实验分析 第一年的课程；自学

写作和口语考试

如何映射到课程 第一年的课程；自学

如何评定 写作和口语考试

学习如何阅读科学论文 第一年的课程；期刊社；第一年研究上的考试

写微评论（第二年）；介表现；论文委员会会阅读并整合一组论文

绍手稿（第二、三年）；议；口语 阅读并整合大量论文

介绍口头建议（第二、三年）；领域的实质评论（第三、四年） 收集，阅读相关的文献并且写总结

从跟踪新文献，会议，期刊社，研讨会获得

第二年和导师；自学

口语考试；委员会会议

你的研究领域的深度了解

计划和执行实验

整合知识，技能和实验设计 注意细节

书写实验观察结果和实验介绍的总结 看到底有什么，而不是你想看到什么

循环；论文研究 成功完整的实验

有新观点

学习拥有新观点的方法 第一年的课程；结果、

文献的解释（自通过研究生学习培养、研讨会、

觉） 练习方法

清楚界定重要问题的不

同方法

培养和书写你自己界定重要问题的方法 时刻意识到社会和科学问题的状态

第一年的课程；自学

第一年关于假设的发展的考试

第一年考试；口语考试

辨别研究的重要问题

第三，对于每一篇论文，对于每一项工作写一个简短的总结（如上所述），总结应该包括原稿的主要观点，结论的关键性论证，工作中的任何其他的有意思的和前后不一致的实验观察，以及工作的优缺点。这个过程有助于形成研究的特定领域的知识基础，辨别需要意识到的额外的实验方法，提供批判性思考和写作的练习。这也为学生提供了一个可以轻易获取相关工作的总结的数据库。

计划，执行，分析实验

科学家必须能够计划，执行，分析实验。这一点需要识别重点问题，实验方法，实验室的操作和结果数据的分析的综合。这一项技能可以通过以下方式来获得。首先是强调其关键部分：计划一个实验，执行一项工作，解决问题，解释结果。要交流的关键方面包括积极和消极控制的重要性，了解所使用的方法的细节进而更好地执行，能够运用清楚的思维在实验失败时改进实验，并且培养解释实验结果的能力。在实验室进行实验的时候集中注意力是十分重要的，因为即使是任何一个步骤很低的错误率都可能使得典型的多步控制过程一再出错。培养这种技能的一种方法是让学生对每一个实验写总结，包括目的，一般的方法，实验观察，观察结果的解释。对于学生来说最关键的方面是培养关注到底结果是什么而不是他们想要看到什么的能力。 在阅读前做好思想准备：识别领域的关键问题；考虑可能的情况

收集相关的文献

从最老的到最新的来读论文：对每一篇论文的优缺点写总结；随着你

的不断进步识别其中论证薄弱的部分

回头，领域内现有的数据是否支持目前的论断：

识别论断建立的关键点；识别与当前观点一致的观测值

论断没得到支持 论断得到支持

下一个问题是什么？问可能的解释是什么？可

题有没有大的价值？值能的解释有没有大的价

不值得追求？ 值？值不值得追求？

新理念和新问题 拥有新的见解

所有的学生都需要培养拥有新见解的能力。虽然每个人在各自的天生的创造力方面是不同的，但是培养学生拥有新见解的方法的和注重新见解的形成一般来源于研究中对问题和过程的机理和因果的理解中这一方法都是很重要的。培养创造力的关键之一就是要强调这种技能是可以培养的并且期望学生在他们讨论工作的无论什么时候都要论证自己的见解。第二个关键是教给学生一种或多种产生新理念的方法。形成新见解或假设的算法可以变得很清晰（图三就是一个例子），这些方法可以在实验室或课堂上实施。 1.收集相关的观察 2.确定能解释一个或多个 重申假设观察的假设 重申假 的发展 设的发 展 3.确定假设是否能解释其 它的观察 假设能解释所 假设不能解释假设能解释大多数观察 有观察 很多观察 仔细检查“不一致”的观察。一个有效 不太可能数据是否都是高质量的？ 的假说 放弃 尽可能的否 是 保持假设

尽可能的 一旦所有的假设都收集起来 保持假设 这些如何通过实验来区分？ 这些差别是有价值的吗？ 图3.形成新假设的一种方法

拥有新思路和具有创造性需要一系列的次级技能，这些次级技能对学生来讲是可以突出或辨别的。首先，一个人必须对正在运行的潜在过程感兴趣，并且愿意把经历投入到获得这样知识的过程中去。其次，需要一些要解释观察现象的应用知识。第三，需要能够想象可能性范围的能力，或通过类推（通过广泛的基础知识的帮助），通过首要准则（需要对通用法则和生物系统的了解），或通过数学模型。最后，需要一种能力来预测一个可能的系统如何工作

以及它可能产生的实验结果。

选择好的问题去研究 最后，学生必须学会如何为将来的研究选择重要的问题。对于这一问题有很多的方法去解决，并且科学作为一个“生态系统”是有多种方法为之服务的，这些方法是关于如何去界定一个重要问题的。一些评注已经发表讨论过这个问题。简单地说，研究的重要领域可以从这些方面来选择：解决一个重要的社会或人类问题；一个尚未解释的现象或是尚未探索的领域，关于它的认识将会展现一个更深的见解。培养学生的关键问题是突出发展他们选择好的研究 问题的能力，这些好的研究问题对他们的长远的成功是至关重要的。此外，学生需要形成一个适合他们性格的解决这个问题的方法，这是因为不同类型的人格更适合不同类型的问题。

一个技能集中性的博士是什么样的？

有了上述技能，或是相关的其它的，挑战就变成如何把这些技能的培养安排到博士培养中，并且评价在教这些技能的时候这些方法是否是成功的。如何把这些技能安排进博士培养中的一种方法如表一所示。这个程序的关键是用一个课程，这个课程不必要覆盖目前知识的大部分，但是要向学生清晰介绍这些技能：学习基础材料和方法，清楚地思考和沟通，具有创造性并能识别未来研究的关键问题。第二个关键点是在导师指导下利用实验室循环和独立研究，去教实施和解释实验的技能，同时还有加强并进一步形成第一年课程学习中学到的基本技能。虽然这些技能的评估可以合并入很多研究生院典型的评估中，但是如果能局限在特定的培养的技能上，这些评估会更有用。

一个技能集中性的博士培养项目应该把特定的科学技能的培养和实施新的独立研究的过程结合起来。由于这些技能中的很多都有重叠的本质以及研究工作中有很多的重叠，于是就有很多把这些结合起来的方法。每一个博士学生，导师，项目都可以考虑最佳的方法来通过清楚了解到底需要发展什么技能和培养这些技能的实施方法来提高博士的培养。