基于大数据分析应用的医学研究生分子生物学科研型课堂教学模式初探.pdf

基于大数据分析应用的医学研究生分子生物学科研型课堂教学模式初探基金项目:年广西高等教育本科教学改革工程立项项目()年广西研究生教育创新计划项目()第一作者简介:钱绘女统计师研究方向:教学研究:.通信作者:李根亮:.本文引用格式钱绘唐玉莲李根亮.基于大数据分析应用的医学研究生分子生物学科研型课堂教学模式初探.右江医学():.钱绘唐玉莲李根亮(右江民族医学院.图书馆流通部.医学检验学院生物化学与生物化学检验技术.基础医学院生物化学和细胞生物学教研室广西百色)【关键词】大数据医学研究生分子生物学科研型课堂教学模式中图分类号:文献标志码:./.在当今科技飞速发展的信息化时代大数据已成为各个领域分析应用不可或缺的基础资料 大数据任何时代都有但大数据的应用却是这个时代的特色 生物信息学第二代和第三代高通量测序技术的快速发展为生命科学和医学科学研究提供了海量的大数据 这些数据为解析生命活动的分子机制和临床精准医疗提供了丰富的科研素材和分析背景 分子生物学是与之最相关的基础学科这些大数据基本属于分子生物学范畴 高等教育的对象尤其是生命科学和医学相关的研究生是科研和生物医学大数据分析的重要力量 因此研究生分子生物学课程教学是培养学生科研素养的重要环节在研究生分子生物学教学过程中能够通过分析生物大数据来培养学生的能力 据此我们对研究生分子生物学课程教学进行了基于大数据分析应用的科研型课堂教学模式的改革实践研究 对象与方法.研研究究对对象象 年 月至 年 月对右江民族医学院 级学术型硕士研究生共计 名学生实施了本教学研究.研研究究目目标标通过将科研素养提升训练融入研究生分子生物学教学中让研究生了解科研素养的内涵及通过获取、分析和应用大数据提高研究生的科研能力 尤其通过生物大数据的分析凝练科研选题、论文主题及构思和写作科研论文的技巧培养研究生科学意识、科学精神、科学方法、协作精神、人际交往能力以及通过获取、分析和应用生物大数据提高研究生的论文写作能力、科研实践和创新能力等从而能够全方位地提高其科学素养和综合素质 并在教学过程中形成“以大数据分析应用为载体的科研素养提升训练融入课堂教学”的教学理念在研究生分子生物学教学中构建“基于大数据分析应用的科研型课堂教学”模式.研研究究方方法法()设立大数据背景下科研素养提升相关的分子生物学教学目标和评价指标 制订分子生物学课程学习目标:修订教学大纲以适应新的教学要求 小组学习教学目标:选择一些与大数据关系密切的内容作为教学专题让学生明确专题的内容、价值和学习目标()师生培训:针对该教学理念、教学模式和操作程序进行讲解让参与的师生熟悉教学步骤()组建学习小组为协作完成大数据的检索和分析做准备 每组 人(要求男女都有)并通过民主的方式选定小组长 在组建小组时原则上小组成员由学生自愿组成教师可视情况进行协调给予帮助()教师根据课本编写教学目的、设置教学专题问题、更新课程内容为开展教学做准备()教学要求:科研素养的内涵研究生需要具备什么样的科研素养 大数据的内涵大数据对研究生的科研价值及研究生需要什么类型的大数据 分子生物学相关数据库数据 常用的分子生物学相关数据的分析软件及其使用方法 从大数据到专业知识 利用分子生物学相关数据凝练科学问题 利用分子生物学相关数据进行实验设计 利用分子生物学相关数据右江医学 年第 卷第 期 .进行高质量论文写作 探讨和总结“以大数据分析应用为载体的科研素养提升训练融入课堂教学”的教学理念在研究生分子生物学教学中构建“基于大数据分析应用的科研型课堂教学”模式.研研究究过过程程()专题选择:教师提前 天将教学专题内容结合教学大纲提出学习要求及问题()课前分组学习:以成立的学习小组为单位组内学生为完成一个共同目标自学教材查阅资料进行交流、讨论既可组内讨论也可组间讨论明确专题背景知识做好相关专题的课前准备()课堂学习:每个学习小组派代表发言汇报专题背景知识的准备情况然后教师讲解专题内容()学生汇报学习成效:由每个学习小组整理学习内容总结自己掌握的知识、技能及其他学习收获等抽部分小组的代表进行汇报检验学生整理归纳知识的能力和表达能力等()课堂点评:教师当堂对各组专题学习收获汇报内容的透彻度、小组合作及陈述效果进行评述 肯定优点指出不足有利于学生学习提高()课堂测验:本课结束前当堂抽检学习内容和方法技巧的掌握效果()教师总结、答疑:教师针对反馈的问题进行总结、解答解决学生学习的困惑()课后总结:教师根据学生学习效果查漏补缺课后及时反馈学生在学习中存在的问题给予指导.调调查查新新教教学学模模式式对对学学生生综综述述论论文文写写作作速速度度的的影影响响 为了了解该教学模式是否能够促进学生综述论文写作(包括文献查阅过程)的速度笔者对部分学生进行了抽样问卷调查以分析该教学模式对学生论文写作速度的动态影响 笔者将对学生采用新的教学模式的过程等分成 个阶段每个阶段 周每个阶段给定一个主题让学生按课堂讲授的方法查阅、分析相关文献和相关分子生物学大数据完成一篇小综述论文的写作 小综述论文的写作给定评分指标并要求达到 分为合格 小论文写作评价要求如下:()本小综述论文总分为 分()语言:中文()正文字数:(不包括参考文献和图表部分)()参考文献:篇其中英文不少于 篇且最近 年的不少于 篇()平台或线上数据要标注网址()英文符号首次出现时注明英文全称和中文名()参考文献格式:作者(全部列出不能用等).标题.期刊缩写 年 卷(期):页码.()评分说明:要主题明确、逻辑清晰、论证合理 其中评分细节及格式为:字数满足条件的作业得分系数为 少于或多于规定的字数按多出或少出的比例相应扣分 参考文献得分基数为 分有 条文献引用不当或少于(多于)规定条数则扣 分 正文得分基数为 分 查重率不超过 否则本次得分为 排版格式说明:中文字体为宋体、英文为 标题小四号正文小五号文献 号单倍行距段前段后 行 表格采用三线格式全表居中表题位于表上方 图片要清晰图中文字采用 且字号合适全图居中图片环绕文字选用嵌入式图题位于图下方 表的标注(如果有的话)置于表下方图注(如果有的话)置于图标题下方通过调查问卷(表)统计分析各学习阶段包括文献检索、数据分析在内的论文写作所需的时间在最后一次论文写作完成后要求学生预测自己下一篇论文写作所需的时间 然后统计分析相邻两个阶段论文写作所需时间之间的差异情况包括下一篇论文写作所需的预测时间与第 阶段论文写作所需时间之间的差异表 学生不同阶段完成小综述时间的问卷调查表.小综述写作的阶段所用时间第一篇实用有效时间(包括文献时间)第二、第三篇写作实用有效时间(天如 天、天)第四、第五篇写作实用有效时间(天)第六篇写作实用有效时间(天)第七篇写作实用有效时间预测(天).新新教教学学模模式式对对提提高高学学生生科科研研素素养养的的影影响响为了了解该教学模式是否能够提高学生的科研素养笔者进行了抽样问卷调查要求学生写出该教学模式对自己影响最大的前 个方面(其他为第)以分析该教学模式对学生影响最大的科研素养是哪些方面 要求学生根据具体情况分别给各项能力指标达到程度的描述进行 个等级的量化打分即 分、分、分、分和 分分别表示对描述的极认同、认同、不确定、不认同和极不认同(表)右江医学 年第 卷第 期 .表 新教学模式对学生影响的调查量表.提高了哪种能力查阅文献的能力阅读能力对前沿进展的了解写作能力分析归纳总结的能力语言组织能力实验设计和科研思维能力逻辑思维能力理论知识的提高创新能力学习兴趣和自主学习能力说明:根据具体情况分别给实施新教学模式后各项能力指标达到程度的描述进行 个等级的量化打分即 分、分、分、分和 分分别表示对描述的极认同、认同、不确定、不认同和极不认同 最后通过实施新的教学理念后的经验总结修改现行的分子生物学理论教学大纲和教学内容编写专题集完善该教学理念和教学模式.统统计计学学方方法法 利用 .软件通过配对 检验(双尾)进行数据分析当计量资料符合正态分布时以()表示不符合正态分布时以中位数()表示检验水准:.双侧检验 结 果.学学习习氛氛围围和和学学习习积积极极性性 每一次课即使教学的内容一样但因课堂不拘泥于教材内容因此每次课的具体讲解完全不同包括科研创新点的挖掘、举一反三的事例、课程思政的延伸、科研思维的训练、逻辑思维的引导、前沿进展的文献等等从而做到因材施教、因地制宜 本年度教改方法上课的学生学习的积极性、课后与老师交流、提问的热情都比往年高涨 当一个班级上完课后在第二个平行班级进行同样授课时前一个班的许多学生会主动再来听课.对对论论文文写写作作速速度度的的影影响响所有学生各小综述的成绩皆大于 分 笔者对这些学生发出了 份问卷收回了 份有效问卷 结果显示数据不符合正态分布因此用中位数()表示学生总体上平均写作一篇正文为 字的小论文所需时间(包括查阅文献、分析数据)随着学习的进行越来越短 由第一阶段的约一周时间(.天 中位数下同)缩短到了第四阶段的约 天时间(.天)而他们预期下一篇 字小论文的写作时间也约为.天大约为 个阶段所需平均时间(.天)的一半也比第四阶段所需的时间略少.天(图)且各阶段所需时间之间及预期时间与第四阶段所需时间之间都存在着统计学意义上的差异(表).对对科科研研素素养养的的影影响响研究对象在实施新教学模式过程中共完成了 篇小综述的写作并于之后的半年内公开发表了 余篇相关论文 我们发出了 份问卷共收回了 份有效问卷 对收回的问卷进行的统计分析显示 位学生一共写了 个答项共可分为 个类别(图)其中大多数学生认为新教学模式提高了自己查阅文献的能力(个学生占比.数字和百分数的含义下同)有将近一半的学生认为提高了自己的写作能力(.)和阅读能力(.)也有一些学生认为提高了自己的实验设计和科研思维能力(.)、分析归纳总结的能力(.)、逻辑思维能力(.)和创新能力(.)等(图)右江医学 年第 卷第 期 .注:图例中的、分别指第一、第二、第三、第四阶段和预测(下一篇)的 论文写作所需时间条形图指不同时期(含预期)论文写作所需时间中位数图 新教学模式实施不同阶段学生论文写作所需的时间表 新教学模式对学生论文写作速度的影响()不同时期(天).中位数(天).(天).检验.(单尾).注:、分别指第一、第二、第三、第四阶段和预测(下一篇)的论文写作所需时间注:各能力后的括号中的数据为“总得分/平均分”如“写作能力(/.)”表示学生对新教学模式的教学提高学生写作能力的肯定评价总得分为、平均分为.图 新教学模式的教学对学生科研素养的影响 讨 论 高通量测序技术、生物芯片技术、生物信息学手段及通信和网络技术的高速发展为生命科学和医学研究提供了海量甚至可以说是无限的科研材料和分析背景 而在这大数据的海洋中隐藏着无尽的知识宝藏 如何挖掘这些宝藏是当今科研工作者的挑战也是当今工作者的机遇 而具有分析大数据的技能和手段是挖掘宝藏的基础 在大数据环境下教学顺应时代发展趋势是必然的要求 大数据从思维和技术两个层面给学生带来右江医学 年第 卷第 期 .了崭新的尝试对教学也注入了新的能源与活力对学生学习和能力提高可起到很好的促进作用我们在研究生分子生物学教学中实施了新的教学模式 新教学模式取得了一定的教学效果包括学生对科研的了解更多了对科研的兴趣更浓了上课的积极性更高了尤其让学生有深切体会的是文献查阅能力、论文写作能力、阅读能力、实验设计和科研思维能力、分析归纳总结的能力、逻辑思维能力、创新能力等科研素养的提升 笔者的统计分析也显示第四阶段每篇 字小论文的写作时间不到第一阶段的一半说明通过新教学模式的教学学生的写作速度(含文献阅读、分析等过程)有了显著的提高而预期以后一篇小论文的写作时间比第四阶段的写作时间还少而且二者之间的差异具有统计学意义说明学生发自内心地感受到了新教学模式对自己论文写作具有极大的帮助作用而且对自己在这方面能力的提高和进一步提高充满着极大的信心本教学改革在实践基础上不断完善“以大数据分析应用为载体的科研素养提升训练融入课堂教学”的教学理念在研究生分子生物学教学中构建了“基于大数据分析应用的科研型课堂教学”模式 通过在研究生分子生物学教学中实施大数据背景下科研素养提升融入课堂教学的教学理念培养和提高了研究生的科研素养和综合素质如论文写作能力、实验设计和科研思维能力、创新能力等 通过实施基于大数据分析应用的科研型课堂教学学生能够较好地掌握教学中培养的技能并以所学知识技能写作和发表科技论文 如仅在最近不到一年的时间内被指导的学生就公开发表了 余篇相关论文 可见新教学模式对学生科研素养的提高是实实在在的 然而在实施新教学模式过程中笔者也深切体会到了学生对科学研究浓厚的兴趣和学生对科研素养提高的热切期盼以及培养学生科研素养教师的教学实施中的匮乏 大数据背景下的教学对教师的科研素养也提出了更高要求可以说科研素养型教师是教学改革成功的关键 大数据时代教师科研素养的认知、信息的获取、数据的处理以及教授学生学习的方法等都十分重要 另外笔者的新教学模式也同时需要加以改进以简化教和学的过程以便能够更高效地在教学过程中加以实施也能够使更多的教师更易操作和实施该教学模式开展教学 这将是我们接下来努力的方向参 考 文 献 李妍徐兴祥.高通量测序技术的研究进展.中国医学工程():.韩娜肖艳安小平等.基于高通量测序的病原体筛查通用准则团体标准解读.中国病原生物学杂志():.朱晓丹张玲华欧妙玲等.高通量测序技术在妊娠早期流产物染色体异常检测中的意义.深圳中西医结合杂志():.杨振张孝明黄杰等.加快建设高通量测序标准数据库实现全民“精准医疗”的标准化.中国药事():.殷悦王雅梅.高通量测序技术在白血病临床应用中的研究进展.医学综述():.张大璐李萍萍潘子奇.生物医药大数据:发展现状与政策建议.中国生物工程杂志():.吕丽华韦程王俊利.基于导师制培养医学检验专业本科生科研能力的效果评价 以右江民族医学院为例.右江民族医学院学报():.阮陟王泽宇冯晔.医学生物信息学培养研究生科研思维初探.基础医学教育():.徐飞.纳米芯片筑梦医疗 记北京航空航天大学生物与医学工程学院教授常凌乾.中国高新科技():.钟苏婉.谈信息技术与科研工作.大连教育学院学报():.崔海辰.大数据环境下医学分子生物学教学改革路径研究.文化创新比较研究():.冯焱.大数据时代下的课堂教学诊断与改进研究.现代职业教育():.丁发红.基于大数据技术的学习评价实施策略研究.数字通信世界():.凌婉阳.大数据与数据密集型科研范式下的科研人员数据素养研究.图书馆():.孙诺诺汪涵李会.大数据时代下财经类高校大学生科研素养能力提升研究.大学教育():.(收稿日期:修回日期:)(编辑:梁明佩)右江医学 年第 卷第 期 .