錢繪 唐玉蓮 李根亮

基金項目：2020年廣西高等教育本科教學(xué)改革工程立項項目（2020JGA271）；2020年廣西研究生教育創(chuàng)新計劃項目（JGY2020164）

第一作者簡介：錢繪，女，統(tǒng)計師，研究方向：教學(xué)研究。E-mail：2273006809@qq.com

通信作者：李根亮。E-mail：ligenliang@163.com

［本文引用格式］錢繪，唐玉蓮，李根亮.基于大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的醫(yī)學(xué)研究生分子生物學(xué)科研型課堂教學(xué)模式初探［J］.右江醫(yī)學(xué)，2024，52（3）：284-288.

【關(guān)鍵詞】? 大數(shù)據(jù)；醫(yī)學(xué)研究生；分子生物學(xué)；科研型課堂教學(xué)模式

中圖分類號：R-4；G643??? 文獻標(biāo)志碼：B??? DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2024.03.018

在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的信息化時代，大數(shù)據(jù)已成為各個領(lǐng)域分析應(yīng)用不可或缺的基礎(chǔ)資料。大數(shù)據(jù)任何時代都有，但大數(shù)據(jù)的應(yīng)用卻是這個時代的特色。生物信息學(xué)第二代和第三代高通量測序技術(shù)的快速發(fā)展為生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)科學(xué)研究提供了海量的大數(shù)據(jù)［1-2］。這些數(shù)據(jù)為解析生命活動的分子機制和臨床精準(zhǔn)醫(yī)療提供了豐富的科研素材和分析背景［3-4］。分子生物學(xué)是與之最相關(guān)的基礎(chǔ)學(xué)科，這些大數(shù)據(jù)基本屬于分子生物學(xué)范疇［5］。高等教育的對象，尤其是生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)相關(guān)的研究生，是科研和生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)分析的重要力量［6］。因此，研究生分子生物學(xué)課程教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，在研究生分子生物學(xué)教學(xué)過程中，能夠通過分析生物大數(shù)據(jù)來培養(yǎng)學(xué)生的能力。據(jù)此，我們對研究生分子生物學(xué)課程教學(xué)進行了基于大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的科研型課堂教學(xué)模式的改革實踐研究。

1? 對象與方法

1.1? 研究對象

2020年10月至2021年6月，對右江民族醫(yī)學(xué)院2020級學(xué)術(shù)型碩士研究生，共計60名學(xué)生實施了本教學(xué)研究。

1.2? 研究目標(biāo)

通過將科研素養(yǎng)提升訓(xùn)練融入研究生分子生物學(xué)教學(xué)中，讓研究生了解科研素養(yǎng)的內(nèi)涵及通過獲取、分析和應(yīng)用大數(shù)據(jù)提高研究生的科研能力。尤其通過生物大數(shù)據(jù)的分析，凝練科研選題、論文主題及構(gòu)思和寫作科研論文的技巧，培養(yǎng)研究生科學(xué)意識、科學(xué)精神、科學(xué)方法、協(xié)作精神、人際交往能力，以及通過獲取、分析和應(yīng)用生物大數(shù)據(jù)提高研究生的論文寫作能力、科研實踐和創(chuàng)新能力等，從而能夠全方位地提高其科學(xué)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)［7］。并在教學(xué)過程中形成“以大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用為載體的科研素養(yǎng)提升訓(xùn)練融入課堂教學(xué)”的教學(xué)理念，在研究生分子生物學(xué)教學(xué)中構(gòu)建“基于大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的科研型課堂教學(xué)”模式。

1.3? 研究方法

（1）設(shè)立大數(shù)據(jù)背景下科研素養(yǎng)，提升相關(guān)的分子生物學(xué)教學(xué)目標(biāo)和評價指標(biāo)。①制訂分子生物學(xué)課程學(xué)習(xí)目標(biāo)：修訂教學(xué)大綱，以適應(yīng)新的教學(xué)要求。②小組學(xué)習(xí)教學(xué)目標(biāo)：選擇一些與大數(shù)據(jù)關(guān)系密切的內(nèi)容作為教學(xué)專題，讓學(xué)生明確專題的內(nèi)容、價值和學(xué)習(xí)目標(biāo)。（2）師生培訓(xùn)：針對該教學(xué)理念、教學(xué)模式和操作程序進行講解，讓參與的師生熟悉教學(xué)步驟。（3）組建學(xué)習(xí)小組，為協(xié)作完成大數(shù)據(jù)的檢索和分析做準(zhǔn)備。每組4～6人（要求男女都有），并通過民主的方式選定小組長。在組建小組時，原則上小組成員由學(xué)生自愿組成，教師可視情況進行協(xié)調(diào)，給予幫助。（4）教師根據(jù)課本編寫教學(xué)目的、設(shè)置教學(xué)專題問題、更新課程內(nèi)容，為開展教學(xué)做準(zhǔn)備。（5）教學(xué)要求：①科研素養(yǎng)的內(nèi)涵，研究生需要具備什么樣的科研素養(yǎng)。②大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，大數(shù)據(jù)對研究生的科研價值及研究生需要什么類型的大數(shù)據(jù)。③分子生物學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。④常用的分子生物學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析軟件及其使用方法。⑤從大數(shù)據(jù)到專業(yè)知識。⑥利用分子生物學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)凝練科學(xué)問題。⑦利用分子生物學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)進行實驗設(shè)計。⑧利用分子生物學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)進行高質(zhì)量論文寫作。⑨探討和總結(jié)“以大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用為載體的科研素養(yǎng)提升訓(xùn)練融入課堂教學(xué)”的教學(xué)理念，在研究生分子生物學(xué)教學(xué)中構(gòu)建“基于大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的科研型課堂教學(xué)”模式。

1.4? 研究過程

（1）專題選擇：教師提前5～7天，將教學(xué)專題內(nèi)容結(jié)合教學(xué)大綱提出學(xué)習(xí)要求及問題。（2）課前分組學(xué)習(xí)：以成立的學(xué)習(xí)小組為單位，組內(nèi)學(xué)生為完成一個共同目標(biāo)，自學(xué)教材，查閱資料，進行交流、討論，既可組內(nèi)討論，也可組間討論，明確專題背景知識，做好相關(guān)專題的課前準(zhǔn)備。（3）課堂學(xué)習(xí)：每個學(xué)習(xí)小組派代表發(fā)言，匯報專題背景知識的準(zhǔn)備情況，然后教師講解專題內(nèi)容。（4）學(xué)生匯報學(xué)習(xí)成效：由每個學(xué)習(xí)小組整理學(xué)習(xí)內(nèi)容，總結(jié)自己掌握的知識、技能及其他學(xué)習(xí)收獲等，抽部分小組的代表進行匯報，檢驗學(xué)生整理歸納知識的能力和表達能力等。（5）課堂點評：教師當(dāng)堂對各組專題學(xué)習(xí)收獲匯報內(nèi)容的透徹度、小組合作及陳述效果進行評述?？隙▋?yōu)點，指出不足，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)提高。（6）課堂測驗：本課結(jié)束前，當(dāng)堂抽檢學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法技巧的掌握效果。（7）教師總結(jié)、答疑：教師針對反饋的問題進行總結(jié)、解答，解決學(xué)生學(xué)習(xí)的困惑。（8）課后總結(jié)：教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，查漏補缺，課后及時反饋學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的問題，給予指導(dǎo)。

1.5? 調(diào)查新教學(xué)模式對學(xué)生綜述論文寫作速度的影響

為了了解該教學(xué)模式是否能夠促進學(xué)生綜述論文寫作（包括文獻查閱過程）的速度，筆者對部分學(xué)生進行了抽樣問卷調(diào)查，以分析該教學(xué)模式對學(xué)生論文寫作速度的動態(tài)影響。筆者將對學(xué)生采用新的教學(xué)模式的過程等分成4個階段，每個階段2周。每個階段給定一個主題，讓學(xué)生按課堂講授的方法查閱、分析相關(guān)文獻和相關(guān)分子生物學(xué)大數(shù)據(jù)，完成一篇小綜述論文的寫作。小綜述論文的寫作給定評分指標(biāo)，并要求達到80分為合格。小論文寫作評價要求如下：（1）本小綜述論文總分為100分。（2）語言：中文。（3）正文字數(shù)：900～1100（不包括參考文獻和圖表部分）。（4）參考文獻：9～15篇，其中英文不少于10篇，且最近3年的不少于9篇。（5）平臺或線上數(shù)據(jù)要標(biāo)注網(wǎng)址。（6）英文符號首次出現(xiàn)時注明英文全稱和中文名。（7）參考文獻格式：作者（全部列出，不能用等）. 標(biāo)題. 期刊縮寫， 年， 卷（期）：頁碼.。（8）評分說明：要主題明確、邏輯清晰、論證合理。其中評分細節(jié)及格式為：①字數(shù)滿足條件的作業(yè)得分系數(shù)為1，少于或多于規(guī)定的字數(shù)按多出或少出的比例相應(yīng)扣分。②參考文獻得分基數(shù)為10分，有1條文獻引用不當(dāng)或少于（多于）規(guī)定條數(shù)則扣5分。③正文得分基數(shù)為90分。④查重率不超過5%，否則本次得分為0。⑤排版格式說明：中文字體為宋體、英文為Times new roman；標(biāo)題小四號，正文小五號，文獻6號；單倍行距；段前段后0行。⑥表格采用三線格式；全表居中；表題位于表上方。⑦圖片要清晰；圖中文字采用Times new roman且字號合適；全圖居中；圖片環(huán)繞文字選用嵌入式；圖題位于圖下方。⑧表的標(biāo)注（如果有的話）置于表下方；圖注（如果有的話）置于圖標(biāo)題下方。

通過調(diào)查問卷（表1）統(tǒng)計分析各學(xué)習(xí)階段包括文獻檢索、數(shù)據(jù)分析在內(nèi)的論文寫作所需的時間。在最后一次論文寫作完成后，要求學(xué)生預(yù)測自己下一篇論文寫作所需的時間。然后統(tǒng)計分析相鄰兩個階段論文寫作所需時間之間的差異情況，包括下一篇論文寫作所需的預(yù)測時間與第4階段論文寫作所需時間之間的差異。

1.6? 新教學(xué)模式對提高學(xué)生科研素養(yǎng)的影響

為了了解該教學(xué)模式是否能夠提高學(xué)生的科研素養(yǎng)，筆者進行了抽樣問卷調(diào)查，要求學(xué)生寫出該教學(xué)模式對自己影響最大的前4個方面（其他為第5），以分析該教學(xué)模式對學(xué)生影響最大的科研素養(yǎng)是哪些方面。要求學(xué)生根據(jù)具體情況分別給各項能力指標(biāo)達到程度的描述進行5個等級的量化打分，即5分、4分、3分、2分和1分分別表示對描述的極認同、認同、不確定、不認同和極不認同（表2）。

1.7? 統(tǒng)計學(xué)方法

利用Graphpad 6.02軟件通過配對t檢驗（雙尾）進行數(shù)據(jù)分析，當(dāng)計量資料符合正態(tài)分布時以（±s）表示，不符合正態(tài)分布時以中位數(shù)（Q1，Q3）表示，檢驗水準(zhǔn)：α=0.05，雙側(cè)檢驗。

2? 結(jié)? 果

2.1? 學(xué)習(xí)氛圍和學(xué)習(xí)積極性

每一次課，即使教學(xué)的內(nèi)容一樣，但因課堂不拘泥于教材內(nèi)容，因此每次課的具體講解完全不同，包括科研創(chuàng)新點的挖掘、舉一反三的事例、課程思政的延伸、科研思維的訓(xùn)練、邏輯思維的引導(dǎo)、前沿進展的文獻等等，從而做到因材施教、因地制宜。本年度教改方法上課的學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、課后與老師交流、提問的熱情都比往年高漲。當(dāng)一個班級上完課后，在第二個平行班級進行同樣授課時，前一個班的許多學(xué)生會主動再來聽課。

2.2? 對論文寫作速度的影響

所有學(xué)生各小綜述的成績皆大于80分。筆者對這些學(xué)生發(fā)出了60份問卷，收回了60份有效問卷。結(jié)果顯示，數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布，因此用中位數(shù)（Q1，Q3）表示；學(xué)生總體上平均寫作一篇正文為1000字的小論文所需時間（包括查閱文獻、分析數(shù)據(jù)）隨著學(xué)習(xí)的進行越來越短。由第一階段的約一周時間（6.500天。中位數(shù)，下同）縮短到了第四階段的約2天時間（2.250天），而他們預(yù)期下一篇1000字小論文的寫作時間也約為2.000天，大約為4個階段所需平均時間（4.000天）的一半，也比第四階段所需的時間略少0.250天（圖1），且各階段所需時間之間及預(yù)期時間與第四階段所需時間之間都存在著統(tǒng)計學(xué)意義上的差異（表3）。

2.3? 對科研素養(yǎng)的影響

研究對象在實施新教學(xué)模式過程中共完成了360篇小綜述的寫作，并于之后的半年內(nèi)公開發(fā)表了10余篇相關(guān)論文。我們發(fā)出了60份問卷，共收回了58份有效問卷。對收回的問卷進行的統(tǒng)計分析顯示，58位學(xué)生一共寫了172個答項，共可分為11個類別（圖2）。其中大多數(shù)學(xué)生認為新教學(xué)模式提高了自己查閱文獻的能力（52個學(xué)生，占比89.66%。數(shù)字和百分數(shù)的含義下同），有將近一半的學(xué)生認為提高了自己的寫作能力（27，46.55%）和閱讀能力（26，44.83%）。也有一些學(xué)生認為提高了自己的實驗設(shè)計和科研思維能力（14，24.14%）、分析歸納總結(jié)的能力（10，17.24%）、邏輯思維能力（9，15.52%）和創(chuàng)新能力（9，15.52%）等（圖2）。

3? 討? 論

高通量測序技術(shù)、生物芯片技術(shù)、生物信息學(xué)手段及通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，為生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究提供了海量，甚至可以說是無限的科研材料和分析背景［8-10］。而在這大數(shù)據(jù)的海洋中，隱藏著無盡的知識寶藏。如何挖掘這些寶藏，是當(dāng)今科研工作者的挑戰(zhàn)，也是當(dāng)今工作者的機遇。而具有分析大數(shù)據(jù)的技能和手段，是挖掘?qū)毑氐幕A(chǔ)。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，教學(xué)順應(yīng)時代發(fā)展趨勢是必然的要求［11］。大數(shù)據(jù)從思維和技術(shù)兩個層面給學(xué)生帶來了嶄新的嘗試，對教學(xué)也注入了新的能源與活力，對學(xué)生學(xué)習(xí)和能力提高可起到很好的促進作用［12-13］。我們在研究生分子生物學(xué)教學(xué)中實施了新的教學(xué)模式。新教學(xué)模式取得了一定的教學(xué)效果，包括學(xué)生對科研的了解更多了，對科研的興趣更濃了，上課的積極性更高了，尤其讓學(xué)生有深切體會的是文獻查閱能力、論文寫作能力、閱讀能力、實驗設(shè)計和科研思維能力、分析歸納總結(jié)的能力、邏輯思維能力、創(chuàng)新能力等科研素養(yǎng)的提升。筆者的統(tǒng)計分析也顯示，第四階段每篇1000字小論文的寫作時間不到第一階段的一半，說明通過新教學(xué)模式的教學(xué)，學(xué)生的寫作速度（含文獻閱讀、分析等過程）有了顯著的提高；而預(yù)期以后一篇小論文的寫作時間比第四階段的寫作時間還少，而且二者之間的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，說明學(xué)生發(fā)自內(nèi)心地感受到了新教學(xué)模式對自己論文寫作具有極大的幫助作用，而且對自己在這方面能力的提高和進一步提高充滿著極大的信心［11］。

本教學(xué)改革在實踐基礎(chǔ)上不斷完善“以大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用為載體的科研素養(yǎng)提升訓(xùn)練融入課堂教學(xué)”的教學(xué)理念，在研究生分子生物學(xué)教學(xué)中構(gòu)建了“基于大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的科研型課堂教學(xué)”模式。通過在研究生分子生物學(xué)教學(xué)中實施大數(shù)據(jù)背景下科研素養(yǎng)提升融入課堂教學(xué)的教學(xué)理念，培養(yǎng)和提高了研究生的科研素養(yǎng)和綜合素質(zhì)，如論文寫作能力、實驗設(shè)計和科研思維能力、創(chuàng)新能力等［12］。通過實施基于大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的科研型課堂教學(xué)，學(xué)生能夠較好地掌握教學(xué)中培養(yǎng)的技能，并以所學(xué)知識技能寫作和發(fā)表科技論文。如僅在最近不到一年的時間內(nèi)，被指導(dǎo)的學(xué)生就公開發(fā)表了10余篇相關(guān)論文。可見，新教學(xué)模式對學(xué)生科研素養(yǎng)的提高是實實在在的。然而，在實施新教學(xué)模式過程中，筆者也深切體會到了學(xué)生對科學(xué)研究濃厚的興趣和學(xué)生對科研素養(yǎng)提高的熱切期盼，以及培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)教師的教學(xué)實施中的匱乏。大數(shù)據(jù)背景下的教學(xué)，對教師的科研素養(yǎng)也提出了更高要求［14］，可以說科研素養(yǎng)型教師是教學(xué)改革成功的關(guān)鍵。大數(shù)據(jù)時代，教師科研素養(yǎng)的認知、信息的獲取、數(shù)據(jù)的處理以及教授學(xué)生學(xué)習(xí)的方法等都十分重要［15］。另外，筆者的新教學(xué)模式也同時需要加以改進以簡化教和學(xué)的過程，以便能夠更高效地在教學(xué)過程中加以實施，也能夠使更多的教師更易操作和實施該教學(xué)模式開展教學(xué)。這將是我們接下來努力的方向。

參? 考? 文? 獻

［1］ ??李妍，徐興祥.高通量測序技術(shù)的研究進展［J］.中國醫(yī)學(xué)工程，2019，27（3）：32-37.

［2］ ??韓娜，肖艷，安小平，等.《基于高通量測序的病原體篩查通用準(zhǔn)則》團體標(biāo)準(zhǔn)解讀［J］.中國病原生物學(xué)雜志，2021，16（6）：741-742.

［3］ ??朱曉丹，張玲華，歐妙玲，等.高通量測序技術(shù)在妊娠早期流產(chǎn)物染色體異常檢測中的意義［J］.深圳中西醫(yī)結(jié)合雜志，2021，31（8）：34-36.

［4］ ??楊振，張孝明，黃杰，等.加快建設(shè)高通量測序標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)全民“精準(zhǔn)醫(yī)療” 的標(biāo)準(zhǔn)化［J］.中國藥事，2019，33（9）：1051-1057.

［5］ ??殷悅，王雅梅.高通量測序技術(shù)在白血病臨床應(yīng)用中的研究進展［J］.醫(yī)學(xué)綜述，2021，27（6）：1118-1123.

［6］ ??張大璐，李萍萍，潘子奇.生物醫(yī)藥大數(shù)據(jù)：發(fā)展現(xiàn)狀與政策建議［J］.中國生物工程雜志，2019，39（12）：110-115.

［7］ ??呂麗華，韋程，王俊利.基于導(dǎo)師制培養(yǎng)醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)本科生科研能力的效果評價——以右江民族醫(yī)學(xué)院為例［J］.右江民族醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2016，38（3）：341-342.

［8］ ??阮陟，王澤宇，馮曄.醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)培養(yǎng)研究生科研思維初探［J］.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2021，23（1）：64-66.

［9］ ??徐飛.納米芯片筑夢醫(yī)療——記北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院教授常凌乾［J］.中國高新科技，2019（17）：15-16.

［10］ ??鐘蘇婉.談信息技術(shù)與科研工作［J］.大連教育學(xué)院學(xué)報，2020，36（4）：68-69.

［11］ ??崔海辰.大數(shù)據(jù)環(huán)境下醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)教學(xué)改革路徑研究［J］.文化創(chuàng)新比較研究，2020，4（11）：139-140.

［12］ ??馮焱.大數(shù)據(jù)時代下的課堂教學(xué)診斷與改進研究［J］.現(xiàn)代職業(yè)教育，2021（35）：98-99.

［13］ ??丁發(fā)紅.基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的學(xué)習(xí)評價實施策略研究［J］.數(shù)字通信世界，2021（8）：134-135.

［14］ ??凌婉陽.大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)密集型科研范式下的科研人員數(shù)據(jù)素養(yǎng)研究［J］.圖書館，2018（1）：81-87.

［15］ ??孫諾諾，汪涵，李會.大數(shù)據(jù)時代下財經(jīng)類高校大學(xué)生科研素養(yǎng)能力提升研究［J］.大學(xué)教育，2020，9（12）：155-157.

（收稿日期：2023-01-28? 修回日期：2023-07-06）

（編輯：梁明佩）