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8月24日至8月26日,我有幸参加了山西省统计局举办的2015年第1期全省规模以上工业企业能源统计业务培训班的学习。来自全省煤炭系统的统计人员共196人参加了培训,国家统计局能源司司长文兼武出席了开班仪式并讲话。
本次培训班准备充分,培训课程针对性强,授课专家规格高,除了省统计局的专家,还有相关统计行业的专家,讲授的内容都是授课专家自己的研究成果,在该行业处于领先水平,课程安排紧凑、内容丰富,让所有参训学员受益匪浅,本次参训心得体会总结如下。
一、提高了思想认识
从事统计工作多年,觉得统计数据水分多,工作压力大,感到从事统计工作很困惑、很痛苦,有时产生抵触情绪。通过各专家系统的讲解,使我豁然开朗,明白了统计数据并不像财务数字那样精确,只要方向对、趋势正确就行;统计工作是一项专业性很强的工作,只有认真学习,掌握了较为全面的统计专业知识,提高统计分析能力,才能做好统计工作,才能为领导提供决策参考。
二、强化了统计理论知识
此次培训组织严密,学习扎实,在培训老师的精心设计与合理安排下,通过多种形式的教学,系统学习了《统计基础知识》、《能源统计基础知识与主要内容》、《煤炭企业能源统计》、《节能指标评价》、《能源统计分析》等内容,此次学习不仅增强了自己的统计理论基础,而且明白了数据是统计分析的眼睛,分析是统计数据经过深加工的最终产品,统计分析起到参谋和预警作用。
三、提供了互相交流平台
培训除了学习书本知识,同时也增进了同行相互学习、相互交流,取长补短机会。通过此次学习我认为在统计工作中要做到坚定信念爱岗敬业、抓实统计基础,搭建管理平台、吃透文件准确业务处理、加强综合素质培养、努力提升工作协调能力、挖掘数据资源,为领导决策提供数据支持,开拓视野重视统计调研分析、善于思考总结,做企业管理的多面手。
四、指明了工作方向
中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2017)51-0146-03
生物信息学是20世纪80年代末随着人类基因组计划的启动而兴起的一门新的交叉学科[1-2]。它包含了生物信息的获取、处理、储存、分发、分析和解释等在内的所有方面;综合运用数学、计算机科学和生物学的各种工具,来阐明和理解大量数据所包含的生物学意义。目前,生物信息学在医学领域中已广泛应用于基础医学、临床医学及药学等多个学科。特别在科学研究工作中,生物信息学的作用逐步显现,越来越受到重视。近期,精准医疗概念的提出与相应模式的推进,进一步强化了运用生物信息学工具的要求。精准医疗是将临床信息、患者表型与基因蛋白谱进行整合,从而为患者量身制定精准诊断、预后及治疗策略。因此在高通量测序产生数以万计的庞大组学数据中,只有依托生物信息学技术,才能探寻基因突变、药物靶向等隐含遗传学奥秘的精确位点,进而提供可靠的个性化治疗方案。可见,生物信息学是精准医疗的核心内容之一。当前,大多数医学院校均已开设研究生生物信息学课程,但尚未将生物信息学正式列入本科生培养方案,以选修课形式开设生物信息学课程的院校也极为鲜见。医学本科生是祖国医学的未来,是临床一线最直接的储备军,面对飞速发展的生物技术和以几何级数增长的生物大数据,如果现阶段的医学本科生还不能学会如何利用和解读这些资源,这将大大阻碍临床医学的发展。综上,一方面医学领域对生物信息学方面存在旺盛的需求,另一方面大多数院校均未正式开设本科生生物信息学课程,造成生物信息学人才极度紧缺。针对这一现状,笔者近年来围绕在研的各项科研课题,选拔学有余力的优秀学生,在学校开展的各项大学生科研能力训练、创新创业项目支持下,吸收本科生进入实验室,对医学类本科生的生物信息学教学实践方面做了一些尝试,培养了一些初步掌握生物信息学知识与方法的本科学生。在此对教学过程中的感想和体会做一简要总结,并对本科生生物信息学的教学模式进行了探讨。
一、在医学本科生中开展生物信息学的教学实践
(一)尊重学生的教育主体地位,实施因材施教
由于生物信息学涵盖了计算机科学、统计学、分子生物学和分子遗传学等诸多学科相关知识,所以一般情况下生物信息学科研实践的开展要迟于上述各门课程。在开展的过程中,要充分考虑学生的自身条件,进行分组施教。因为不同学生对相关背景知识的掌握不同,会导致他们接受相关教学内容的快慢程度不一样,因此要针对不同层次的学生开设不同等级的实践内容。此外,根据学生将来从事的工作类型导致的对生物信息学的需求不同,可有针对性地分成科研组和临床组。如有些学生将来可能主要从事科研工作,因此希望掌握较多的生物信息学知识,包括各种计算机语言的使用、编程、复杂统计软件的使用等等,这类学生学习热情比较高涨。
(二)构建多学科教师组成的教学团队,实现知识的互补与整合
由于生物信息学是一门新兴的交叉学科,需要计算机学、统计学、医学生物化学、医学遗传学等相关学科的共同发展来支撑。此外,生物信息学专业知识较为前沿,而且涉及的医学研究领域较多。再加上目前生物信息学的专业教师缺少,这就限制了学科的发展。因此,在教学过程中应该合理组建教学团队,授课教师需要来自不同的专业,了解本专业最新的知识,教师之间相互学习沟通,将不同学科的相关知识整合起来[3],并需持续补充和学习生物信息学前沿知识,在授课内容上还要体现教师自身优势。这样不但可以在知识结构上互补,还可以满足不同专业学生的需求。
(三)围绕教师在研科研课题和学术会议,追踪医学研究前沿
生物信息学是一门快速发展的学科。近年来计算机技术、生物技术以及医学技术及医疗模式都在快速更新。因此医学生生物信息学实践教学不能拘泥于原有教材。在进行基础和共性的知识教学时要利用教材。而对于前沿的知识,教师一方面要结合在研的各项科研课题引入知识点,另一方面可带学生参加一些与生物信息学相关的学术会议,让他们开阔眼界,增长见识,激发科研灵感。
(四)调动学生主观能动性,激发其学习潜能
由于学生专业背景知识掌握程度差异较大,以及学生自身兴趣不同,传统的大班教学较难达到一致性的教学效果。因此,在教学过程中可以采取不同的分组方式以满足学生不同的需求。由于现阶段生物信息人才非常缺乏,因此在教学过程中,对于个别基础较强的学生,教师可以有针对性地对他们进行一些更深层次的培养,充分挖掘学生的潜力,利用课余时间,合理安排一些“实战”性任务,通过实践锻炼,提升他们的专业科研素质,为当代生物信息学的发展培养特色人才。如我校2009级临床专业熊同学、2010级药学专业本科生熊同学,都对生物信息学兴趣非常浓厚,在科研实践中表现得十分出色,充分利用课余和寒暑假时间,在老师的精心指导下,用perl语言成功编写出分析组学数据的一系列程序。在研究生面试时,他们扎实的生物信息学功底获得导师的青睐,并成功读取/保送了国内知名大学的研究生。
二、医学本科生生物信息学教学方法、教学模式的探讨
(一)PBL教学法在案例教学中的应用
PBL(Problem-BasedLearning)教学法[4],也称作问题式学习。生物信息学是一门操作性和实验性很强的学科,要利用互联网、计算机和各种生物信息学数据处理软件来解决实际问题。目前,生物信息学已成为生命科学研究领域的重要工具。在实际训练中应以问题为导向,针对每个知识点尽量从实际的应用案例出发,引导学生自主探究、合作学习、进行交流。注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力,使学生能在解决问题的过程中学会各种技能,如统计方法、计算机语言和软件的基本使用、编程技巧及数据库的运用等。随着生物信息学技术的快速发展,整合不同生物技术产生的数据将有利于人们发现疾病致病相关位点和药物作用靶点。在本实验室开展的PBL教学实践中,我们以代谢性疾病作为主要研究方向,对糖尿病、高胆固醇血症及肝癌等展开了疾病相关基因/位点的全基因组筛查。
(二)在教學过程中发挥优秀学生的引领作用,以点带面
由于生物信息学在医学研究中的重要性逐渐凸现,因此要求参加科研实践培训的学生人数逐年增多。而目前生物信息学专业的老师相对缺乏,为了解决这一矛盾,我们在实践教学和科研中摸索出一种新的方法,即以“导师-学生双向选择制”遴选学生进入老师课题组后,以优秀学生为中心,采用以点及面式训练。与以往的老师带学生做试验的传统模式不同,在培训中教师除作为指导老师外,还要善于在众多的学生中发现优秀的人才,并对这些有天分的学生进行精细培养,然后以这些人才为中心点,进行放大,即由一个优秀的学生指导几个后参加培训的学生,在这几个学生中再选出优秀的学生作为下一轮的指导“老师”,这种以点带面的特色实践教学模式不但能节约大量教学资源,而且将最大限度地挖掘学生的科研潜力,有利于培养学生的科研创新素质。
(三)以大学生的各类科研训练、创新创业项目为载体开展教学活动
目前,科技创新已成为发达国家保持持久竞争力的“法宝”。中国早在若干年前就确立了“科技兴国”的战略目标。大学生是祖国的未来,大学生科研创新能力的培养是21世纪高校人才培养的核心内容。国内外众多高校都开展了多种形式的大学生创新训练计划。因此,将生物信息学科研训练与学校开展的各类科研创新训练计划(如大学生“挑战杯”、“创新学分”或“大学生创新性实验计划”等)相结合,将更加有效地利用各种资源,全面锻炼学生的科研创新能力,例如,文献的检索与阅读,各种组学数据的收集、处理和分析,程序的编写,实验设计和操作,科研项目书的撰写,科研论文的书写等。
(四)同步开展科技文书的写作训练,总结成果保持学生的热情
疾病的发生发展与特异基因的改变密切相关,鉴定与疾病相关的基因是医学科研工作的重要内容之一。在科研实践训练中,学生利用生物信息学方法,通过分析处理感兴趣的数据(如基因组、转录组、单核苷酸多态性、全基因组关联分析等),可挖掘出一些与疾病相关的内在信息,或再通过实验对分析结果加以验证。教师可鼓励学生将这些阶段性的成果进行发表,这对学生来说是一种能力上的认可,可以增加学生的科研信心,激发他们的科研热情和动力。此外还要鼓励学生积极申请学校乃至全国性的大学生“挑战杯”等竞赛。培养学生的创新和挑战激情,以便激励他们在科研之路上能再创新高。如我校2012级本科生王同学,从大学一年级开始就进入实验室学习生物信息学分析数据,勤奋钻研,已分别于2013和2014年发表了2篇核心文章,并已成功申请到我校大学生“挑战杯”项目,在我校大学生作品“挑战杯”竞赛中获得二等奖。这些成果极大地鼓舞了同学们的科研热情。
三、本科生生物信息学科研实践中存在的问题
随着生物信息学在医学领域的广泛应用,越来越多的学生意识到这门学科的重要性,都积极参与实践练习。而生物信息学实践离不开计算机这一硬件设备,同时由于生物数据量庞大,这就要求较高的计算机的配置。此外,现阶段生物信息学专业教师比较缺乏,在一定程度上也会影响教学实践的开展。因此,对医学本科生开展生物信息学实践训练尚需相关资源的配套和完善。
四、结语
本文主要探讨了对医学本科生开展生物信息学科研实践过程中的一些感想和体会,并在多年教学实践基础上,总结出一种以科研为核心、学生为主体、训练项目为载体的科研实训教学模式。当前虽然一些医学院校已经开设了生物信息学课程,但是在教学内容、教学方法和教学模式上还有很多不足,尚有待进一步的摸索和改进[5-6]。此外,我们要加大硬件设施的投入,并不断加强师资队伍建设,积极参与教学改革,整合各种教学力量,从而提高生物信息学教学质量。
致谢:感谢南昌大学医学实验教学中心汪雁老师生前对本科生生物信息学教学方面的贡献!
参考文献:
[1]Shachak A,Ophir R,Rubin E.Applying instructional design theories to bioinformatics education in microarray analysis and Primer design workshops[J].Cell Biol Educ,2005,4(3):199-206.
[2]Boyle JA.Bioinformatics in undergraduate education:practical examples[J].Biochem Mol Biol Educ,2004,32(4):236-238.
[3]樊代明.整合医学纵论[J].医学争鸣,2014,5(5):1-13.
[4]祝鸿程,刘浩,王迎伟,等.基础医学课程PBL教学应用的新思路[J].基础医学与临床,2011,31(12):1410-1412.
中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2018)13-0229-02
湖南农业大学生物信息学本科专业2004年获教育部批准增设,2005年正式招生,是国内最早开展生物信息学本科教育的高校之一,为社会培养了近500名生物信息学急需的人才。
一、农业院校开展生物信息学本科教育存在的主要问题
1.师资力量薄弱,教师知识结构单一。我校在2004年申报生物信息学本科专业时,主要是以植物保护学院植物病理学系的教师为基础,结合昆虫学系讲授生物统计课程的教师,组建了生物信息学系。教师的专业背景主要为植物保护、生物学等方面,知识结构相对单一,计算机及数学理论方面的知识缺乏。
2.生源基础知识较差,专业认知度不高。我校生物信息学专业创办之初,尽管媒体宣传21世纪是信息科学、合成化学和生命科学共同繁荣的世纪[1],国外SmartMoney网站将生物信息学列为下一个热门工作,但国内对生物信息学了解非常少。学生基本上通过服从专业调剂被生物信息学专业录取,分数相对较低,基础知识明显比其他专业要差,尤其是高考的英语成绩100分以上的学生不到15%。另外,由于学生对生物信息学专业的认知度不高,再加上新建专业,师资、实验条件相对不足,学生转专业的情况非常突出,2005年转专业率为27%,2006年转专业率为23%。
3.教学硬件软件不足,难以满足培养专业技能的需求。生物信息学是一门新兴学科和前沿学科,应用性和实战性非常强。随着生物技术的迅速发展,生物学数据每年都成倍增加,生物信息学的研究方法不断改进,研究内容也随之增加[2,3]。专业创办之初,国内生物信息学呈现“小荷才露尖尖角”的发展之势,有关生物信息学的中文版教材非常少,有关生物信息学软件的使用方法和实验指导的中文版更是凤毛麟角[4]。
4.与生物信息公司联系不够,学生实践实习难度大。在21世纪初,国内有影响的生物信息学的相关专业公司不多,并且主要集中在北京、上海等大城市,如北京华大基因研究中心、上海申友生物技术有限责任公司、上海生物信息技术研究中心等,与长沙相隔遥远,学生很难有机会去现场感受生物信息学的魅力。
二、解决办法
1.加大师资培训力度,引进外缘教师。为了让生物信息学专业的教师尽快适应生物信息学的教学,学院和学校加大了对生物信息学专业的师资培训力度。全系所有教师都参加了浙江大学主办的“基因组科学研习班”,有7人次赴日本、美国等地开展生物信息学方面的科研工作,提高了对生物信息学的基础理论认识和实践操作技能。
2.利用传统农科专业优势,形成我校生物信息学的专业特色。我校生源的自身特点和基础知识不允许我们在制定人才培养目标和课程设置时,生搬硬套综合性院校生物信息学专业的教学模式,必须根据我校的人才培养目标和我校的传统农科专业的优势。我校生物信息学专业立足湖南,开展水稻、油菜、棉花、柑桔等农作物抗病基因和重要病原物的基因组以及资源微生物功能基因组方面的研究,这为加速湖南省的经济发展做出了贡献。
3.加强专业宣传力度,提高学生对生物信息学专业的认知度。精心准备,制作专业介绍PPT,为新生展示学习生物信息学专业的美好前景。建立了农大生物信息学QQ群,使在校生通过与以往毕业生的交流,增强了学生学习专业知识的信心和决心。通过该群,一些问卷调查,根据市场、社会对生物信息学专业毕业生的要求,制定了新的(2014版)生物信息学专业培养方案和教学计划。
4.加强实践教学训练,改革考核方法。2009年我院搬迁到新教学楼,给生物信息学专业安排了两间学生计算机机房,添置了50余台计算机。2015年建设了一个云教室,设有40个云终端,先后添置了10台高性能浪潮服务器以及2台高容量的存储设备,建立了一个小型的计算机集群,CPU计算核数达108个,内存达850GB,能满足生物信息学专业本科教学对服务器和计算机的需要,同时较大程度地缓解了科研的计算需求。
5.加大与生物信息公司的合作,与华大基因学院联合办学。与中国科学院北京基因组研究所、生物物理所等科研单位;与北京百迈客生物科技有限公司、上海美吉生物医药科技有限公司、深圳华大基因科技有限公司等单位签订校外教学实习基地协议;与深圳华大基因研究院签订了“基因组科学人才联合培养协议”,进行“2.5+1.5”联合办学。2015年只有1名学生入选“基因组科学创新班”,2016年有6名学生入选深圳市华大基因学院“基因组科学创新班”。
三、取得的成绩和主要体会
(一)取得的主要成绩
1.培养的毕业生获得了社会的认可。2011年我校获得优秀本科生推荐免试研究生资格后,生物信息学专业每年都有1—2名学生获得学术型推免资格,其中2011届的一位毕业生,大学期间发表2篇论文,因表现突出,被中国科学院北京基因组研究所接收为推荐免试研究生,据说为中国科学院首次接受非“211”学校的推免生。虽然我校的生物信息学专业开办的时间不长,但毕业生在生物信息学领域已崭露头角。如2010届两位毕业生以优异的成绩被深圳华大基因研究院录用,期间先后参与鸟类联盟比较基因组项目、猪蛔虫基因组注释工作、北极熊基因组注释工作、白蚁基因组项目、百例膀胱癌全基因组项目的研究工作,成为任华大基因研究院的高级人才。
2.建立了一支热爱生物信息学专业的师资队伍。通过10年的建设,生物信息学专业的整体师资队伍得到了加强,现有9名专职教师中,教授4名,副教授3名,讲师2人;“湖南省新世纪121人才工程”第三层次人才1人,湖南省学科带头人1人,湖南省青年骨干教师4人;全部具有博士学位,7位有在国外留学1年以上的经历。将美国克莱姆逊大学罗峰博士聘请为湖南省百人计划,同时将美国伊利诺伊州立大学刘世名博士和爱荷华州立大学的李迅博士聘请为湖南农业大学神农学者讲座教授。目前我校生物信息系已形成了两个特色鲜明的团队:由袁哲明教授领衔的算法创新团队和由罗峰教授领衔的应用拓展團队。
(二)主要体会
1.结合优势办好生物信息学专业。生物信息学是一门交叉科学,涉及生物学、计算机、数学等领域,范围相当广泛。同时,生物信息学也是实用性相当强的技术,运用生物信息学的方法和技术可以解决生命遗传信息和生命活动信息中的实际问题。
2.加强实践教学,提高学生的实战能力。生物信息学是一门应用性强的专业,必须让学生通过大量的训练去熟悉生物信息学软件的应用。同时,教师在教学过程中,应该将教学与科研相结合,多为学生提供科研科题,让学生在科研中能够熟练地运用生物信息知识去分析和解决问题,从而更好地理解生物信息学的作用。
参考文献:
[1]徐光宪.21世纪是信息科学、合成化学和生命科学共同繁荣的世纪[J].化学通报,2003,66(1):3-11.
[2]钟扬,张亮,赵琼.简明生物信息学[M].北京:高等教育出版社,2001.
[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]1673-7210(2020)09(a)-0069-04
傳统的妇科肿瘤学研究生教育重视的是单一学科的知识传授,忽略了学科之间的交叉影响,教育理念陈旧,教学内容繁杂,传授方法老套,学生们在接收和学习知识的过程中往往处于被动的位置,难以突破传统思维的桎梏,这点显然不符合现代医学复合型人才的教育要求。妇科肿瘤学是大数据背景下知识更新迅速的学科之一,迫切需要全新的研究生教育理念进行知识的传授。生物信息学理念刚好为这一过程搭建桥梁。
生物信息学是20世纪90年代逐渐兴起的一门交叉学科,它以生物作为主要研究对象,借助计算机技术、信息科学技术、分子生物学技术和应用数学等手段,对大量复杂的生物数据进行处理、存储、分析和阐述,旨在深入挖掘和揭示潜在的生物学意义。随着精准医疗时代的到来,生物信息学的作用日益凸显,它已经渗透到生命科学研究领域的各个方面,并成为了最有活力的前沿领域之一[1]。当前,国内不少高等医学院校陆续开设生物信息学这门课程。对于医学研究生而言,生物信息学不仅仅是一门课程,它还教会了学生从海量生物数据中挖掘有意义的生物信息,因此,从某种意义而言,它更是一种思维方式的体现。广西医科大学附属肿瘤医院(以下简称“我院”)妇科从1985年开始招收研究生,在学校开设生物信息学课程之初,即重视研究生生物信息学思维的培养,并且使他们学会将这种思维方式更好地应用于妇科肿瘤学研究领域,为社会输送一批又一批具有生物信息学理念的现代医师。
1将生物信息学核心理念应用于妇科肿瘤学研究生的教学实践
生物信息学的核心理念是海量数据的管理和挖掘,注重学生自主学习能力的培养,而自主学习是一种新型教学理念,同时也是高等院校教学改革的主要方向之一[2]。生物信息学除了能教会学生使用大量的相关数据库和在线分析工具进行科学研究以外,还能教会他们掌握主动学习的方法和途径,学会利用现有的数据库和在线分析工具进行深度挖掘,旨在帮助他们解决临床实践过程针对疑难病症的诊疗问题,最终服务患者[3]。在妇科肿瘤学研究生教学实践中引入生物信息学理念有如下几个方面的具体表现:
1.1建立生物信息学的概念和意识
在妇科肿瘤学领域培养出具有生物信息学知识背景的研究生,这种跨学科创新型研究生培养模式,突破了传统的单一学科研究生培养模式的桎梏,顺应了新时代研究生教育的发展潮流。在日常研究生培养中,我院着重帮助学生建立起生物信息学的意识和思维方式。首先,在课程设置方面,我院动员妇科肿瘤学研究生自觉将生物信息学这门课程列为其研究生生涯的必修课程。通过课程的学习,学生将意识到,生物信息学是一门由生命科学和计算机科学交叉形成的新兴学科,先后经历了前基因组时代、基因组时代和后基因组时代三个阶段,涵盖了生物信息的获取、处理、存储、传播、分析和阐述等方面[4]。其次,我院定期组织学生进行小组学习,通过线上线下混合式教学手段引导学生对生物信息学的深度学习。同时,我院也重视妇科肿瘤学教师自身的生物信息学通识教育,不定期邀请生物信息学教研室教师答疑解惑。最后,我院引导学生将生物信息学知识应用到研究生课题研究中,进一步加深学生对生物信息学和妇科肿瘤学知识的理解。
1.2学会使用生物医学数据库和在线分析工具
生物信息学发展至今,产生许多生物医学数据库和在线分析工具,如基因表达(geneexpressionomnibus,GEO)数据库、蛋白质相互作用数据库、微小RNA(microRNAs,miRNA)靶标数据库、癌症基因组图谱(thecancergenomeatlas,TCGA)数据库和用于注释、可视化和集成发现(thedatabaseforannotation,visualizationandintegrateddiscovery,DAVID)的数据库等常用数据库和GEO2R在线工具、GeneMANIA在线工具和医学本体信息检索(CoremineMedical)平台等常用在线分析平台[5]。对于妇科肿瘤学研究生而言,无论是专业型研究生还是学术型研究生,掌握生物信息学知识并不在于如何进行复杂算法的开发、原始数据的处理或数据库的构建,而是如何使用这些数据库和在线工具进行数据挖掘和分析,并用于指导科学研究和临床实践。在妇科肿瘤学研究生教学实践中,我院着重强调“以实践为中心”。比如,Wei等[6]在其研究生课题中巧妙应用了GEO数据库中的3个独立基因芯片数据(GSE25191、GSE28799和GSE33874),进行基因差异表达分析和基因通路富集分析,并通过实时定量聚合酶链反应和TCGA数据库验证,发现整合素α6亚单位(integrinα6subunit,ITGA6)是卵巢癌肿瘤干细胞核心基因,该基因的高表达与卵巢癌化疗的耐药和预后差密切相关。研究生唯有亲身实践,将理论知识融入实践中,才有可能熟练掌握这些生物医学数据库和在线分析软件的使用方法和数理基础。
1.3将数据挖掘理念融入科学研究和临床实践中
在生物医学大数据时代背景下,生物医学研究正发生着重大变革,从基因组学、蛋白质组学、代谢组学、转录组学和表观遗传学等多学科研究到基于海量临床信息数据的真实世界研究,它们所产生的大量高维复杂的研究数据互相交汇,共同构成生物医学大数据[7]。对研究生而言,如何将多层次临床和研究数据进行深度挖掘和有机整合,从而转化为新知识,既是机遇,又是挑战。在妇科肿瘤学研究生教育中,我院将数据挖掘理念渗透到各个教学环节中,旨在让研究生掌握主动学习的方法和途径,培养其创新思维,为今后的科学研究和临床实践打下扎实的基础。在科学研究方面,尤其是在课题选题和设计阶段,组织学生利用互联网查找学科领域的前沿问题或热点问题,对自己感兴趣的方向各自提出一个具体的科学假设。然后通过查找文献和充分利用数据库进行深入的数据挖掘,构建生物信息学分析网络来回答具体科学问题。最后,组织学生进行分子实验或利用临床资料来验证科学假设。在临床实践方面,引导学生将临床上遇到的問题转化成具体的科学问题,然后应用简单的临床生物信息学方法对具体的科学问题进行浅层次的数据挖掘,从而充分地为后续临床研究做好准备。这种将数据挖掘理念融入科学研究和临床实践的教学方法,充分锻炼了研究生的科研和临床思维。比如,吴文娟等[8]进行卵巢上皮性癌铂类耐药相关差异表达蛋白质筛选时,结合了生物信息学方法分析,筛选出62个铂类耐药相关的差异表达蛋白质,然后通过正选择分析时发现,蛋白C6、CNTN1在亚洲人群中均存在正选择作用(P<0.05),而蛋白BCHE在欧洲人群中存在正选择作用(P<0.05),基于CoremineMedical平台的文献挖掘及TCGA数据库中的芯片数据交集分析进一步印证,12个差异蛋白(CRP、FN1、S100A9、TF、ALB、VWF、APOC2、APOE、CD44、F2、GPX3和ACTB)与卵巢癌铂类耐药相关。Wei等[9]在探讨卵巢癌多药耐药的分子研究中,充分利用CoremineMedical平台进行文献数据挖掘,并结合分子生物学实验发现,ITGA6可能在卵巢癌细胞中起到调节基因的作用,参与卵巢癌的多药耐药过程。蒋燕明等[10]在回答与宫颈上皮内瘤变进展相关的差异基因和信号通路这一问题上,通过对GEO数据库中获得的2套芯片数据(GSE63514和GSE51993)进行深入挖掘和综合的生物信息学分析,筛选出与宫颈上皮内瘤变进展相关的14个差异表达基因和3条信号通路。
2生物信息学理念对妇科肿瘤学研究生教育的影响
传统医学与互联网、大数据、人工智能等技术的深度融合催生了新医科这一全新的现代医学形态[11],它借助了计算机科学和人工智能的爆发式发展,实质上也是多学科交叉融合的产物。这种顺应时展的产物,颠覆了传统医学模式,深深地影响了医学教育领域。在新医科背景下,高等医学教育更应该注重教育理念和培养模式的改革,满足“健康中国”的战略需求,培养出能够运用学科交叉知识来解决医学领域前沿问题并引领未来医学发展的高层次医学领军人才[11]。研究生教育是我国教育体系中最高层次的教育,以培养拔尖创新人才作为主要任务和核心内容,建立以教学为基础、以科研为主导、临床和科研相结合的研究生培养模式,这是培养拔尖创新人才的根本方法[12]。在妇科肿瘤学研究生教育中引入生物信息学理念,恰好符合了新医科背景下研究生拔尖创新人才培养模式,将对妇科肿瘤学研究生教育改革产生深远影响。
2.1对传统医学教育模式的冲击
传统医学教育模式重视学科教育的系统性,强调以学科为中心,忽视了学科间知识的渗透和交流,显然不符合现代医学教育的宗旨[13]。在传统医学教育模式下,学科的课程体系教学依旧采用灌输理念,这种填鸭式的知识传授过程容易磨灭学生主动探索知识的求知欲。在大数据时代,高等教育改革重点围绕学生创新能力的培养展开,并积极引入现代化教育理念,强调以学生为中心、以实践为主进行教学内容的更新[14-15]。最近十年,在《教育信息化“十三五”规划》和《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》等文件的引领下,国内教育信息化得到了迅猛的发展,包括大数据、云计算和人工智能等现代化信息技术已经进入现代教育系统,在这一历史背景下,国家相继出台《中国教育现代化2035》和《教育信息化2.0行动计划》等政策文件,为我国教育信息化建设道路指明了方向[16]。
作为一门交叉学科,生物信息学知识和理念早已渗透到各个医学学科领域,并衍生出多个分支学科。临床生物信息学是其中一个分支学科,也是一座搭建在基础研究和临床诊疗之间的桥梁,更是解决临床肿瘤相关诊治因素的新手段。因此,在精准医学时代,很有必要引入肿瘤生物信息学特异性研究方法或全新高级的研究工具,来回答与肿瘤相关的关键问题[17],对于肿瘤学的研究生教育亦是如此。妇科肿瘤学研究生教育不应该局限于讲授单一学科的知识、基础研究和临床实践,引入生物信息学理念,不仅对传统医学教育模式产生冲击,还能培养研究生从多角度思考问题的能力,从而产生独特的研究方法和形成创新性思维,更能培养研究生从不同的专业角度发现问题、分析问题和解决问题的能力[18]。
2.2提高教师教学理论素养和教学反思自觉性
在教学医院,临床医师不但要从事临床诊疗工作,还要承担科研工作和教学任务。他们的日常临床工作繁重枯燥,科研方法往往单调乏味,教学理念陈旧乏新。医学教师作为医学教育的实践者,只有在先进教育理念的引领下,才有可能真正做到以学生为中心,使学生受益,从而提高人才培养的质量[19]。因此,医学教师应该以更加开阔的视野主动投入到各类前沿的教学改革与研究中,重视有助于医学生自主学习的教学手段开发和应用。临床医师学习先进的生物信息学知识和理念,并将之应用于临床和教学实践中,有助于他们对实践中出现的难以解决的医学问题进行合理解释,同时满足现代医学研究和教育的发展需求,为提高自身教学理论素养和教学反思的自觉性提供了新途径。
2.3拓宽研究生知识的深度和广度
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)28-0209-02
任务驱动教学法(TBL,Task-based Learning)是一种建立在建构主义学习理论的基础上,由教师根据教学要求提出“任务”,把教学内容隐含在每一个任务中,由教师引导学生自己提出问题、思考问题、解决问题,通过让学生完成一个个具体的任务来调动其学习主动性的教学方法[1,2]。它分为如下四个基本过程:一是确定教学任务,即教师分析教学目标,确定适当的教学任务;二是分析教学任务,即教师在课堂上向学生讲解教学任务,使学生明确教学任务的内容和要求,也包括讲解所需要的新知识;三是完成教学任务,是实施教学任务的过程,也是学生发现问题、解决问题、获取知识的过程;四是评价教学任务,包括展示学生的作品、总结评比,达到巩固知识、激励学生的目的[3,4]。
生物信息学是当今生命科学的前沿学科之一,它是随上世纪末人类基因组计划的实施而由多学科交叉发展起来的一门学科,目前已经渗透到生命科学的各个学科。但是由于生物信息学本身的综合性和快速发展的趋势,高校生物信息学的课程教学目前仍然处于探索阶段[5]。鉴于此,我们在我院2014级、2015级生物技术本科专业生物信息学课程教学中实施了任务驱动教学法,取得了良好的教学效果。
一、生物信息学课程教学中任务的设计
教学任务的设计是任务驱动教学法实施的关键。比如在生物信息数据库的教学时,我们设计了“在NCBI/EBI/DDBJ三大数据库中如何查找核酸蛋白序列”、“在NCBI/EBI/DDBJ三大数据库中查找某一核酸序列的直系同源序列”等任务。在核酸序列分析的教W时,我们设计了“如何确定测序获得的某一序列是表达的基因序列”、“如何确定测序获得的序列是新的基因序列”等教学任务。在进化分析的教学时,我们给出某一基因的序列,设计了“依据该基因的序列做出不同方法的进化树及分析其意义”、“依据某一基因的序列做出蛋白序列的进化树及分析其意义”等教学任务。在蛋白质序列分析教学时,我们设计了“根据BLAST分析来推测某一新的蛋白质序列的可能功能”、“依据结构域(Domain)/基元(Motif)分析某一新蛋白序列的可能功能”、“依据某一新的蛋白序列预测其二级结构、三级结构”等教学任务。在综合分析的教学时,我们设计了“如何寻找某一基因的启动子序列及可能的转录因子结合位点”、“依据3种以上不同的生物信息学软件作出某一蛋白序列及其直系同源蛋白的序列比对图”、“如何计算几种不同蛋白序列的相似性(Similarity)及一致性(Identity)值”等教学任务。
二、任务驱动教学法在生物信息学课程教学中的实施
我们在我院2014级、2015级生物技术本科专业的生物信息学课程教学中实施了任务驱动教学法。任务驱动教学法的实施全程在机房进行,机房内配置了高速上网的网络和常用的生物信息学分析软件。在教学前的准备阶段,需要根据上课的班级组建好不同的小组,同学们也先行修习过相关的理论课程,然后将设计好的一系列教学任务分发到不同小组的同学中,同时建议同学们查找一些相关的分析方法和资料;在课堂教学阶段,上课后教师会分析教学任务,任课教师也根据以前的教学内容给出一些线索,然后在不同的小组内进行讨论,最后根据不同的讨论结果让不同小组的同学在给出的时间内完成设计的教学任务。对于不同小组在完成教学任务过程中遇到的问题,教师需要适度地解释和引导,而不是完全地帮助解决和完成教学任务。在整个的教学过程中,要循序渐进,争取达到最好的教学效果。在教学任务初步完成后,教师要根据不同小组教学任务的完成情况,给予分析、点评和总结。上课的同学都希望自己完成任务的思路和线索得到肯定,对于完成教学任务较好的同学要给予正面的表扬,对于完成教学任务不太好的同学也要给予鼓励和关注,直到这部分同学也能独立、完整地完成全部的教学任务。
三、任务驱动教学法在生物信息学课程教学中的效果
为评价教学效果,我们对于实施任务驱动教学法和对照组的同学对于教学的满意度、学生的考试成绩等问题进行了问卷调查,并对调查结果进行了数据分析。同时,我们也对承担生物信息学课程教学任务的任课教师对于该课程的学习情况等进行了问卷调查和数据分析。根据调查结果,95%以上的同学认可任务驱动教学法在生物信息学课程教学中的实施,普遍认为任务驱动教学法在该课程中的实施能够显著提高学生学习的兴趣、团队协作精神的培养和对于理论知识的掌握。从考试的成绩来看,实施任务驱动教学法的同学考试综合成绩优良率(80分以上)达到50%以上,显著高于传统教学法同学成绩的优良率(30%左右)。从教师评学的情况看,任课教师普遍认为任务驱动教学法在生物信息学课程教学中的实施对于提高学生学习兴趣、增强学生的创新能力和掌握教学知识点等方面均显著高于实施传统教学法的对照组同学。这一结果表明,在实践性很强的生物信息学课程中实施任务驱动教学法相对于传统的教学模式具有明显的优势。
四、完善任务驱动教学法在生物信息学课程教学中应用的思考
生物信息学是一门以研究生物序列为主的实践性非常强的课程,具有教学知识点非常多、熟练掌握课程知识点相对较难等特点。我们在我院本科生物信息学课程中实施了任务驱动教学法,总体教学效果较好,同时我们也发现了任务驱动教学法在该课程教学中一些值得注意的问题。一是针对不同学生的特点,任务的设计要难度适宜,要有不同层次、不同难度任务的设计。在教学过程中,要适当精简教学内容,加强常用软件和程序的使用和练习;二是课程教学需要在电脑机房实施,需要较好的计算机配置和较高的网络连接速度,对学时的要求要更连贯,同时要鼓励学生在课后使用自己的计算机进一步练习和实践;三是在教学过程中要有更多的引导和示范,进行实例教学;四是在教学过程中需要小组内同学间更多的讨论和协商;五是对授课教师的专业知识和能力有更高的要求。生物信息学的课程教学实践性非常强,知识的更新也非常快,实施任务驱动教学法对于任课教师的专业知识和能力提出了更高的要求。为达到较好的教学效果,需要引进高水平的师资队伍,同时对已有的青年教师也要派出到高水平大学学习和培训。同时,在生物信息学课程中实施任务驱动法的教学,最好由两名以上专业教师同时实施教学。总之,任务驱动教学法在生物信息学课程中的应用既显示了较明显的成效,也还需要进一步的研究和实践。
⒖嘉南祝
[1]李佳楠,周世力,周理红.任务驱动教学法在生物技术大实验课程教学中的应用[J].科教导刊,2015,(11):100-101.
[2]杨海秀.浅谈任务驱动模式在生物信息学专业教学中的推动作用[J].黑龙江科学,2016,(15):100-101.
[3]胡云琴.本科多媒体技术及应用使用任务驱动教学法探讨[J].信息通信,2014,(136):271-272.
[4]付欢欢.任务驱动教学法初探[J].西北成人教育学院学报,2015,(3):60-62,73.
生物医学信息学的定义
根据美国医药信息学会(American Medical Informatics Association, AMIA)的定义:Biomedical Informatics (BMI) is the interdisciplinary, scientific field that studies and pursues the effective uses of biomedical data, information, and knowledge for scientific inquiry, problem solving and decision making, motivated by efforts to improve human health.
生物医学信息学(BMI)是一门研究如何有效利用生物医学数据、信息和知识的跨学科科学,以满足科学查询、解决问题和制定决策的需求,并通过不断的努力,推动和提高人们的健康。
生物医学信息学的关键属性
生物医学信息学主要从事生物医学数据、信息、知识的产生、存储、获取、使用及共享的理论、方法和过程的研究、开发和应用。
生物医学信息学建立在计算机技术、通讯技术以及信息科学的基础上,是IT技术在生物医学领域上的应用。
生物医学信息学在方法学上可以支持从分子水平到大众水平的研究、推论、建模、模拟、实验和转化。覆盖从基础医学、临床科研,到临床诊疗、公共卫生等多种生物医学领域的研究和应用。
生物医学信息学认为生物医学信息的最终使用者是人。因此,社会科学和行为科学对于技术性解决方案的设计和评价,以及对于复杂经济、伦理、社会、教育和组织架构的演进,起到了非常重要的影响作用。
BMI各应用领域的相互关系和区别
在生物医学信息学领域有很多看似非常相近的术语和名词,很容易被混淆和乱用,例如:信息学、医学信息学、生物信息学、卫生信息学、生物医学信息学、公共卫生信息学等等。如何理解这些术语?它们之间的区别和联系又是怎样的呢?
Shortliffe教授解释说:生物医学信息学是一门基础性生物医学科学,是一门应用潜力非常广泛的科学。生物医学信息学研究和发展的推动力,是生物学和医学领域的临床、科研和实践中所遇到的各种问题。生物医学信息学将生物医学的理论和方法与计算机、信息和通讯技术相结合,以创新和发展新的方法和理论为目标。这些核心理论和方法包括数学建模、数据库理论、认知科学、统计学、数据挖掘,自然语言处理等等,反过来又促进生物医学科学和健康科学的研究、应用和创新。
生物医学信息学理论、方法和技术首先被应用到临床医疗、诊断和护理等临床医学领域,同时也被应用在牙科和兽医学领域。这些领域关注的是患者个体,是以患者为中心实现临床相关信息的采集、集成、共享和应用,因此被称为临床信息学。
与临床信息学紧密联系在一起的是公共卫生信息学,它的应用不是针对单一的患者个体,而是关注整个人群,以大众健康和管理为目标。临床信息学和公共卫生信息学共享了很多相同的方法和技术,这两个方面结合在一起就是我们通常所说的医学信息学。因此,生物医学信息学不能等同于医学信息学。
生物医学信息学在生物学领域的应用,特别是在细胞生物学和分子生物学上的应用,主要关注的是细胞和分子水平的过程,这部分被称为生物信息学。
生物医学信息学在放射影像、图像成像和分析、以及影像管理方面的应用被称作影像信息学。影像信息学以组织和器官为主要对象,包括:放射影像、病理影像、超声影像、皮肤病学、以及分子可视化等等应用领域。
据Shortliffe教授介绍,其实这些应用领域的边际是非常模糊的,例如生物信息学和影像信息学相结合就产生了分子生物成像学;生物信息学和临床信息学的结合形成了药物基因组学,而临床信息学和公共卫生信息学相结合则形成了大众消费健康学。
BMI和HIT的关系
生物医学信息学与计算机科学(软件和硬件)、临床科学、基础生物医学科学、流行病学、统计学、生物工程学、管理科学及认知科学与决策密切相关。
生物医学信息学(BMI)与医学信息技术(Healthcare Information Technology, HIT)有着密切的关系,但相互各有侧重。BMI更偏重于BMI理论的研究、方法的建立、教学、以及这些理论和方法在生物医学研究领域应用。其主要参与者是学术研究人员、科研机构及相关实验室。而HIT则更偏重于应用,主要是把BMI的方法、理念以及研究成果与医疗临床实践相结合,并通过厂商开发成相应的医疗信息系统产品,供医院和卫生行政机构使用。其主要参与者是医疗IT厂商、医疗临床机构及卫生行政机构等。在美国,生物医学信息学领域的学术组织是美国医药信息学会(AMIA),而医学信息技术领域的学术组织是美国医疗信息管理和系统协会(HIMSS)。
加强生物医学信息学教育和培训
生物医学信息学对于生物医学研究、企业应用系统的研发、图书馆情报学和知识管理、公共卫生统计、生物技术和制药、临床实践和管理、以及政府决策研究,都将发挥重要的作用。
但是,目前要真正把信息技术应用到生物医学领域以及临床诊疗中,还存在一个非常大的障碍,就是缺乏同时具备信息技术知识和生物医学领域知识的复合型人才。因此,作为交叉科学的生物医学信息学,要肩负起自己的使命,要为复合型人才的培养做出贡献。各医学院校和研究机构,在开展常规的生物医学信息学学位教育之外,还应该积极开设信息学相关的培训,为医学生和护理学生提供双学位课程。另外,要加强对医药卫生专业人员的信息学继续教育,并积极为临床医护人员所进行生物信息学研究提供必要的支持和协作。
在儿童自闭症的传统治疗方法中,训练治疗是比较常用的一种。通过长期的训练能够使其逐步具备社会适应能力、生活自理能力、与人交往能力,甚至可以在接受培训后从事某项工作而达到自立。但是目前的训练治疗只能让一小部分儿童达到近乎正常的功能,并且训练时间太长,对家庭的负担也特别大,很多孩子都无法坚持下来。
能否为儿童找到更为科学的治疗方案?全球有不少科学家及医生都在尝试。近几年,魏丽萍也向这个领域迈开了步伐。
魏丽萍是由美国斯坦福大学培养的生物信息学博士,自1994年起她就一直从事生物信息学研究工作。针对海量生物数据分析的挑战,她带领课题组自主研发了11种含有生物信息学新数据库和算法的软件,并将其全部在网上免费公开,这些年,他们的这些研究被大量的国内外生物学家应用于他们的研究中,预测结果多次被验证。
在课题组打好了生物信息技术基础之后,近些年魏丽萍又开始利用这些技术专攻儿童自闭症的致病原因及个性化治疗方法。
“如果能够在这两个方面有所突破,将会是很多家庭及自闭症儿童很大的福音。”魏丽萍说,自闭症儿童在社会交往中存在着很大的障碍,严重的患儿甚至终身都不能上学和工作。而在另外一个方面,自闭症目前病因不明,也没有治愈的方法。
不过,国内外的不少研究已经发现,某些染色体异常可能会导致儿童自闭症的发生。
于是,魏丽萍和其团队开始在染色体基因方面寻找突破口。这几年,他们通过对自闭症儿童症状的详细分型,开发并利用高效的生物信息学软件和数据库技术,开始从大量的病人的基因组中寻找致病基因和突变,并希望在不久的将来根据自闭症儿童的基因组,辅助医生选择最佳的个体化治疗方案。
不久将来,在他们的努力下,自闭症儿童的治疗可能要更为科学和有效得多。
在中国现代,随着社会和科技的进步,电子计算机技术和通讯技术的快速发展,电脑网络正以日益迅猛的速度进入人类社会的各个角落,包括大学校园内。2004年全国学生联合会、新生代市场监测机构和中国青年校园先锋文化有限公司联合公布了《2004年中国大学生消费与生活形态研究报告》。其中,60%的人拥有手机,27%的人拥有电脑,20%的人拥有PDA,12%的人拥有MP3。2013年《大学生消费心理和消费行为的调查报告》统计结果发现,现在大学生几乎每人一部手机,绝大部分都拥有了电脑。
大众媒体在世界范围内经历了网络化的历程,网络从过去的2G、3G到现代4G,从过去的有线上网到现代的无线上网,信息化、数字化和网络化的高度一体化的信息交流方式使人们明显感觉到这种新的方式带给我们的快捷与自由,开放与互动;但网络技术带给我们的种种优势的同时也让一些人违背了理性,利用网络技术牟取暴利,超越了法制的界限而给社会和个人带来极大危害。网络技术健康发展需要采取经济、社会、法律、伦理、文化等多种手段,比如改革不合理的国际政治经济秩序,建构具有适应性和灵活性的网络社会结构,发展具有人性化的新技术,建构和完善网络法律法规,建构具有现代网络精神的网络伦理,培养健康、全面的网络人格,等等。技术的进步给了人们以更大的信息支配能力,也要求人们更严格地控制自己的行为。要建立一个干净的互联网络,需要法律和技术上的不断完善,也需要网络中的每个人的自律和自重。因此,网络的未来应朝着个人与社会,个体与群体,个性与共性之间分散而有张力的互动形态发展,从而实现个人自由发展与社会共合体健康发展的双重目标。同样,在大学校园内,对学生而言网络所起的作用也有两面性。网络的好处是它能够促使大学成了一个开放的校外园,顺利地联系外面的世界及了解自己感兴趣的事物。而网络也会使某些学生认为知识都能够在网络中寻找到,到使用时,只要上网查找就行了,读书无用,浪费时间,所以他们将美好光阴浪费于网络游戏世界,内心变得无比空虚。
网络环境是一个现实,我们无法拒绝它。但我们普通大学生应该如何适应它,利用它自主地学习,而不沉迷网络游戏呢?作为教师,如何引领大学生走进现代化的网络世界,提高学习效率,是体现教学能力的不可回避的话题。结合教学改革,我们进行了一次成功的尝试,即在网络环境下,学生自主学习拓宽生物学知识的教学案例,现总结如下。
案例:
我们从英国生工网站(Http://sanger.ac.uk)获得了一款英文版的生物信息学软件Artemis,该软件主要是将细菌基因组序列进行比对并进行差异化图示,为进一步研究细菌基因组生物信息学奠定基础。破译并应用此款软件,需要具备一定的英语翻译能力、电脑网络的应用能力,以及兴趣及持之以恒的能力。由于本人对电脑网络知识的缺乏,此款软件的作用没有得到应有的发挥。生物科学与技术学院生工1101班本科学生闫竞直同学,主动联系了我。他具有电脑相关知识、英语及对生物学软件兴趣的优势,承担对该软件的说明书的翻译工作,并对该软件的使用程序进行破译,还将该软件的应用传授给其他学生,使其他学生,甚至研究生也能从中受益,帮助他们解决研究中遇到的实际问题。他的这一行为大受欢迎并得到广泛赞许。
总结与体会:
1.生物信息学知识学习和拓展,进一步提高了学生对生物学的兴趣。兴趣是最好的老师,兴趣可以引导学生从要我学转变为我要学。刚进入学校接触到生物学时,学生学习的知识都是生物学笼统概念和一些相关技术,比较朦胧和模糊。通过该款软件的翻译和学习,在老师的指引下才知道,原来生物学并不单调和枯燥,其中的世界奥妙无穷,只是学生没有亲身感受到生物学带给他们的乐趣。学生会举一反三地认识到,目前社会上正在应用的学科都不是单一的物理、数学、化学等,而是混和了多个学科的交叉学科在大放光彩。就生物信息学而言,就需要生物学知识、计算机知识、数学、统计学等各类知识。在对一个目标求知的过程中可以学习到许多原有知识以外的知识,达到了拓展生物学知识的目的。
2.提高了学生英语学习的兴趣,减少了其对英语的畏惧和厌烦。学生为了兴趣和心中的理想,对Artemis软件的英文说明进行了翻译。在此过程中,学生接触了许多的生物学专业词汇。在刚接触到这些专业词汇时,学生很不适应。对一个本科生而言,他们在英语学习的时候,没有学习过它们。因此,专业生物学词汇即使查询多遍也不一定能记住,还会经常忘记这些陌生的单词。但是通过翻译的时候反复不断地查阅,看了数遍,以及一些语境的联想,他们反而对这些单词记忆深刻。大量的专业词汇的认识使得学生对这个专业也有了新的认识,学习成功的经历拓展了学生学习英语的兴趣。
3.学生能够勇敢地与国外专家交流。用英语与国外专家交流,刚开始学生有些自卑,认为自己英语不娴熟,不能清晰地表达自己的真实的想法。从第一封信后,学生改变了自己的态度。英语只是交流的一种工具,虽然我们有时候用词不准确,但外国人也能够理解其中的含义。从外国专家回信后,学生增强了自信,勇敢地走出了语言交流的障碍。除了电子邮件交流外,学生还在各个学术网站上发帖子询问相关问题,积累出了自己的一套获得专业知识的方法。他们觉得与国外专家进行交流,更加高效,是更加直观有益地收集数据的方法。进入生物信息学相关的英文网站,不论是sanger公司的网站教程、员工培训,还是在YAHOO上进行提问,都是要全英文进行,如何让自己的英语书面表达更加专业,又成为提高了英语水平的学习动力。
4.充分利用时间去学习各种相关的知识。不同于以往需要查阅很多书本才能获得某个知识,由于电脑技术的强大力量,现在如果遇到难题学生就会立刻通过电脑查询去解决,只要把握好大方向,一直向着某个方向前进即可,而且进度明确,进行到某一步,都可以记下。而电脑自带检索功能,可以帮助分门别类而不会出现多个笔记本之间的混乱且可以随时调用。充分利用时间,真正地将学习融入整个生活,学生不再觉得学习和生活空虚和无聊。
[中图分类号] G250-4 [文献标识码] A [文章编号] 1671-0037(2017)2-87-4
Analysis on the Development of iSchool Library and Information Science Education in America
Shi Fengjuan Li Huizhen
(School of Information Management, Zhengzhou University, Zhengzhou Henan 450001)
Abstract: Ishcools has led the development direction of library and information science education and teaching. The article aims to understand the current situation of the development of American library and information science education through website investigation on eight iSchool Schools in the United States, which initiated the "Information Institute Movement" earliest. It provides reference for the development of library and information science in our country. This paper analyzes the development of American library and information science education from three aspects of students' professional education, curriculum structure and teaching methods.
Key words: Information Institute Movement; library and information science education; curriculum reform
1 引言
2003年,7所知名美国大学图书情报学院院长与北卡罗来纳州大学图书情报学院院长(Joanne Gard Marshall)在北卡罗来纳州大学图书与情报学院举行的探讨图情未来发展会议上[1],共同提出了“信息学院运动”,即iSchool运动。2004年,18所北美图书情报学学院及加拿大多伦多大学的信息学系创建了主要关注信息、技术和人的关系的iSchool项目。2005年,信息学院联盟(ISG)成立,后被修改为信息学院行动计划(ISP)。随着iSchools的不断发展壮大,截至2016年9月,iSchools在全球已经拥有72所成员院校以及5所联合院校,其中美国iSchool成员院校有30所,中国也有4所大学加入,分别是武汉大学、南京大学、中国人民大学和中山大学。2016-2017年U.S.News美国大学中最佳研究生图书情报学院排在前18名的均是iSchool成员,可见对美国iSchool成员院校的研究在很大程度上能够反映iSchools的整体发展状况。iSchools引领了信息科学的发展前沿,为了解iSchool成员院校信息学院的专业及课程设置的情况,本文通过对最早发起信息学院运动的8所著名美国大学图书情报学院的网站进行调查,并对美国图情教育发展趋势进行分析,以期为我国图情教育未来发展提供改进思路。
2 iSchools学生教育方式
高校教育的首要任务是学生教育,而学生教育方式的合理性关乎高校教育的长足发展。学生教育方式大体分为学位教育和非学位教育[2]。iSchools作为一个由全球七十多所高校的信息学院组成的联盟组织,以培养高质量、知识和能力全面的信息领域专业人才为目的。其学生教育方式既有本科、硕士、博士、双学位学位教育又有形式多样的认证教育、在线教育、继续教育等非学位教育。为信息专业人员提供了专业的、便捷的学习和研究环境。
2.1 学位教育
调研发现,最早发起“信息学院”运动的8所美国iSchools的学位专业设置(见表1)目前与2008年沙勇忠、牛春华[3]在图书情报知识发表的《iSchool联盟院校的课程改革及其启示》一文中对iSchool联盟学院学位设置情况的调查有所不同,说明这近10年来,iSchool部分学院的专业设置有所调整。对比发现,8所美国iSchool学院中只有华盛D大学信息学院[4]和匹兹堡大学信息科学学院[5]这两个学院的专业名称没有改变,而其余6所学院的学位专业设置都有所调整。北卡罗莱纳大学情报与图书馆科学学院[6]的硕士专业增加了两个专业图书情报学和生物医学与健康信息学,博士学位由原来的哲学博士调整为图书情报学博士。密歇根大学信息学院[7]的硕士专业增加了一个健康信息学,博士专业从原来没有博士专业到现在开设了信息学博士学位。德雷塞尔大学计算机与信息学院[8]的本科专业信息技术专业被细分为三个,即计算机科学、数据科学、计算机与安全技术,硕士专业增加了计算机科学、健康信息学、国家安全管理及网络安全四个专业,博士增加了计算机科学专业。佛罗里达州立大学通信与信息学院[9]的本科专业在原来只有信息技术(IT)专业基础上增加了信息、通信与技术(ICT)专业,硕士专业增加了信息技术科学专业。伊利诺伊大学图书与情报科学学院[10]原来的信息科学和生物信息学本科专业被取消,硕士专业增加了信息管理和生物信息学,并增加了图书情报学博士学位。雪城大学信息研究学院[11]的硕士专业把信息管理与技术专业细分为信息管理和高级信息管理专业,博士专业增加了专业研究博士。
从表1还可以看出,目前8所美国iSchool学院中除伊利诺伊大学图书与情报科学学院无本科学位外,其余7所都设有本科、硕士、博士学位,学位层次全面,学生能在打好基础的情况下进一步提升自己,达到更高的信息专业水平。专业设置方面,以信息科学、图书情报学为主,多个学院开设生物信息学、健康信息学(比如:北卡罗莱纳大学情报与图书馆科学学院、密歇根大学信息学院、德雷塞尔大学计算机与信息学院、伊利诺伊大学图书与情报科学学院)。德雷塞尔大学计算机与信息学院、匹兹堡大学信息科学学院、佛罗里达州立大学通信与信息学院和雪城大学信息研究学院的专业设置则涉及计算机科学与技术、软件工程、信息系统、信息技术、电子通讯、网络安全等,体现了iSchools学科教育向信息管理、信息技术以及跨学科研究方向扩展。此外,5所iSchool学院开设了双学位项目,其涉及学科专业类型多样,有医学、护理医科类专业,更多的是艺术、商业、法律、公共关系等人文社科类专业。具有双学位背景的学生,不仅扩展了自己的专业兴趣,还给自己未来就业提供了更多工作机会。
2.2 非学位教育
ischools为学生提供了形式多样、种类各异的非学位教育。比如认证课程就有高级研究认证课程和K-12图书情报专门馆员认证课程,表2中,北卡罗莱纳大学情报与图书馆科学学院为学生开设了7种非学位课程。北卡罗莱纳大学情报与图书馆科学学院、伊利诺伊大学图书与情报科学学院(在高级研究认证课程目录下)、雪城大学信息研究学院(在在线教育目录下)和匹兹堡大学信息科学学院都是参与WISE项目的机构。WISE[12] (Web-based Information Science Education)是一个网络学习平台,它为学生提供了一个独特的、开创性的在网上选修其他大学图书馆与情报学认证课程的机会。目前参与WISE的13所机构中,有8所是iSchool学院,而表2中就有4所。
3 美国图书情报学教育发展分析
学校教育的过程是教师通过课程的讲解,把知识传授给学生。教育过程的主体有教师、学生、课程。通过对美国8所iSchool学院学位教育及课程设置的调查,发现美国图情教育在学生专业教育、课程结构、教师教学模式方面有所变化发展。
3.1 学生专业教育类型多样化
为满足图书情报学专业多类型人才的需求,美国iSchool学院开展了多层次、多类型的图情专业教育。学位教育方面,除本科学士学位教育,以及高层次的硕士、博士研究生教育以外,还提供了类型多样的双学位教育。例如,北卡罗莱纳大学情报与图书馆科学学院提供的双学位教育总共有8种类型,包括图书学/档案学、图书学/艺术史、信息科学/商业管理、信息科学/公共管理、信息科学/健康政策与管理、信息科学/法律、信息科学/医学、信息科学/护理。双学位教育把图书情报学学科与其他专业学科知识结合起来,开展跨学科研究合作,有利于满足各领域对专门信息人才的需求。非学位教育方面,提供了继续教育、在线教育、硕士远程教育以及专业证书、高级研究证书等认证课程教育。比如,匹兹堡大学和伊利诺伊大学分别设立了高级研究证书(Certificate of Advanced Study ,简称CAS)项目。这个课程是给拥有图书情报硕士学位的学生开设的,图书馆员信息科学家和信息管理中的其他人员参与到该计划中,方便他们更新知识技能,以及获得更多的专业培训,或将他们的职业从一个领域转向另一个领域。此外,CAS课程可以通过在线进行学习。
3.2 课程结构的变化
合理设计课程结构和课程体系对培养学生的专业核心能力是非常重要的。因此,美国各图情院校都在积极地对图书情报学专业课程进行调整,不但提高了课程广度还加强了课程深度。并且课程内容的变革也是显而易见的,传统的图书情报学核心课程的设置是以信息描述、信息组织、信息检索等为侧重点的。大数据环境下,信息技术方面的课程逐渐增多。课程设置则围绕着“信息、技术、人”三方面展开。各个学院开设的与信息有关的课程有信息组织、信息技术、信息安全等,与技术有关课程有计算机网络技术、数据挖掘、人机交互等,与人相关的课程有信息服务、信息素养、信息伦理等。总之,课程更加丰富,交叉学科的课程设置越来越突出,为培养全面的图情专业人才打下了良好基础。
3.3 丰富多样的教学方式
图书情报学的教育方式的变化,主要体现在教学理念和教学工具的革新。图情教育的教学理念从最初以培养图书馆从业者为目的到以培养拥有图情科学知识的专门人才为目的再到注重职业实践和关注就业需求。自iSchool成立之初就提出新的图情教育价值理念,即以培养“信息、技术、人”三位一体的复合型人才为目的。实践教学的思想在图情界得到充分体现。例如,北卡罗莱纳大学开设的“现场体验”非学位课程以及雪城大学信息研究学院_设的“体验式学习”课程。而伊利诺伊大学开设的“K-12图书情报专门馆员”课程则结合了整个伊利诺伊州图书馆的丰富实践经验开展课堂教学。可见,图情教育理念是与时俱进的。教学工具的革新体现在计算机和通信技术的应用上。比如,很多学院开设有在线教育、远程教育以及网络学习平台(WISE)。
4 结论
美国图书情报学学院作为国际上领先的信息科学研究机构,其发展经验有很多值得我们借鉴的地方。比如,多样性的教育层次、灵活的课程结构设置、高水平丰富教学模式以及形式多样的教学实践等。尤其是新环境下各种专门信息管理人才的培养。总之,美国图书情报教育发展趋势将对我国图情教育的改革创新提供重要参考价值。
参考文献:
[1] ISchool百度百科[EB/OL].http:///.2016-09-05.
[2] 陈传夫,于媛.美国iSchool的趋势与启示[J].图书情报工作,2007(4):20-24,41.
[3] 沙勇忠,牛春华.iSchool联盟院校的课程改革及其启示[J].图书情报知识,2008(6):26-35,55.
[4] University of Washington-Information School[EB/OL].https://ischool.uw.edu/.2016-09-06.
[5] University of Pittsburgh School of Information Sciences[EB/OL]. http://ischool.pitt.edu/.2016-09-06.
[6] UNC School of Information and Library Science[EB/OL].https://sils.unc.edu/.2016-09-07.
[7] School of Information University of Michigan[EB/OL].https://si.umich.edu/.2016-09-07.
[8] Drexel Univer si ty College of Computing & Informatics[EB/OL]. http://drexel.edu/cci/.2016-09-07.
[9] Florida state University College of Communication & Information[EB/OL].http://cci.fsu.edu/.2016-09-07.
[10] University of Illinois School of Information Sciences.[EB/OL].http:// ischool.illinois.edu/.2016-09-08.
[11] Syracuse University School of Information Studies[EB/OL]. http://ischool.syr.edu/.2016-09-08.
在高等学府也显现出跨学科发展的情况:例如大学里提供了1300多种各式各样的与生物学相关的程。具体名称由学科协会列在他们最新的网上学习指南《生物学》里。其中包括生物化学、生物信息学,当然也有水域和海岸管理等。
在实践过程中更是处处需要跨学科、跨领域知识。大型国际化工集团巴斯夫(BASF)欧洲范围人事招聘主管Jorg Leuninger先生说:“在我们项目的初始阶段也有很多市场及销售专家参与其中,这些专家原本只是单纯的自然科学家,但现在他们早已不仅限于此了”。
在德国40多个地区拥有约7500名科学家为其工作的弗劳恩霍夫协会企划部门的Antle Kpckemanns女士说:“物理学家或生物学家也需要将他们的研究成果解释给外行人听,这点无论是对于自己的工作团队,还是对于客户都非常重要。因此,他们需要具有社会交往能力,使自己又能同时适应作为一个知识传达者的角色。”
循证医学 ( Evidence-based medicine,EBM),又称实证医学,是遵循临床研究证据的医学实践过程和理念。著名临床流行病学家Sacket D 教授将 EBM 定义为“慎重、准确和明智地应用所能获得的最好研究依据来确定病人的治疗措施”[1]。
循证医学是临床医学与现代信息学、卫生统计学、流行病学相结合的典范,其核心思想是任何临床医疗决策的制定都应以最新的系统评价结果为科学依据,而不能单凭医生的临床经验或依据少量相关文献信息来决定病人的诊治方案。循证医学主要方法是检索关于某种疾病诊疗方案的随机对照实验,运用现代信息学、卫生统计学、流行病学方法对实验结果进行严格的系统评价或分析(Meta―analysis),得出评价结果,为临床研究和医疗决策提供可靠又准确的科学证据。临床医务人员要依据循证医学决定诊疗决策,需要医学图书馆员利用图书馆丰富的信息资源、娴熟的检索技术和科学的统计方法对文献信息进行辨别和评判,筛选确切的文献,并对其进行加工、分析和凝练,形成更高层次的信息产品,从而更好地帮助医生获得最佳的医学证据。因此,循证医学研究应该一种多学科相互融合、相互协作的跨学科科研模式,在这种研究模式下,高校图书馆的情报服务机构为临床医生提供的循证医学情报信息服务,就必须适应循证医学这种新兴学科的特点,所需的情报资源必须经过多学科人员协同式的信息挖掘、信息整合,才能为医生提供有价值的循证医学信息服务。
1 国内循证医学情报服务的现状
“国外循证医学环境下医学院校图书馆的信息服务开展较早,目前已形成一定的模式。我国对于循证医学信息服务发展模式的探讨尚处于初步阶段,发展机制还不健全,亟须在循证医学实践中逐步完善”[2]。
我国循证医学起步较晚,但发展很快。1999年,我国在华西医科大学成立了中国循证医学(Cochrane)中心,并加入了国际循证医学(Cochrane)协作网,这些举措使循证医学得到了更多的关注,极大地促进了我国循证医学领域的发展。循证医学研究有自己固有的模式:“以建立循证医学临床证据咨询中心为服务基础,以部分中心成员进入病房主动参与临床实践为辅助于段。服务过程分为;获取问题、查询证据、服务质量评价等三个阶段,通过服务质量评价阶段,中心成员既可以跟踪所提供证据在临床实践中的有用性,也可以根据反馈对临床情报服务工作进行调整和改进”[3]。在循证医学信息服务过程中需要建立良好的沟通机制,主要体现在临床证据的检索、评价和提供整个过程,最终满足医师的临床需要。
医学图书馆及情报信息服务机构充分认识和掌握循证医学的三个阶段模式,有利于在循证过程中深入了解循证医学中存在的信息转化障碍,从而有针对性地开展相关信息服务,促进循证医学中系统评价的顺利进行。但由于在循证医学研究中涉及医学信息技能、临床信息技能、预防医学与公共卫生、生物信息学及卫生统计学等多个学科领域,因此,为循证医学提供信息服务就需要具有较高信息技术素养,交流沟通能力,以及多学科纵深背景的复合型知识人才。但作为一个学科馆员或者情报人员往往达不到多学科知识的要求,这就需要按照以上几个方面的需要创立协同化科研情报服务团队,从团队的学科建设、服务模式、服务途径等几个方面来创新现有的情报信息服务策略,从而为国内医学图书馆、信息服务机构组建循证医学协同化情报服务团队及创新信息服务的新模式提供参考。
2 组建协同化循证医学服务团队及完善相关信息资源
2.1 组建协同化循证医学服务团队
当前很多高校图书馆情报机构的人才结构配备不合理、信息资源保障体系不完善、服务行为不规范、服务模式缺乏新意、信息服务内容不深入、服务范围狭窄等[4],这些误区容易导致图书馆的服务成为形象工程,影响高校图书馆的长远发展。因此,对组建协同化循证医学服务团队、完善相关数据库信息资源系统进行研究,并根据发现的问题提出相应的解决对策,具有重要的科学意义和实际指导作用。
2.1.1 有针对性地引进高素质人才。①选择具有图书馆情报学专业知识,专业技能强,业务素质高的人才。②根据高校的学科优势或者学科特色选择对口学科背景深,熟悉相关专业发展动态、发展前沿的人才。③选择既有一定的医学背景,又熟练图书馆情报专业知识和技能,可塑性强的复合型人才,为临床医生提供针对性的循证医学信息服务。
2.1.2 加强对现有人才的开发,提升其综合水平。在现有情报人员潜能开发方面,高校情报服务机构在人才、资金、技术等有限的条件下,必须不断加强现有人才的开发,提升其综合水平。①从现有的人员中选拔既有一定的医学背景又有图书情报专业知识和技能的情报人员进行开发和培养,强化信息服务职业素养教育;加强对馆员工作中的主动性、个性化、增值意识的培养;提升情报服务质量的业务培训,包括知识发现、知识挖掘、数掘融合、推送技术、智能搜索等能力的培训,为用户提供所急需的、个性化的、深层次的循证医学信息等。②情报服务机构应为情报人员提供相关学科知识学习的机会,加深其对相关学科的了解,特别是医学、生物信息学、卫生统计学等,能熟练地运用计算机分析数据,并树立他们终生学习的理念,确保情报人员的知识和能力不落伍,能及时掌握科研发展动态,从而更好地为临床医生提供相关的循证医学信息服务。
2.2 循证医学相关信息资源的建设
围绕协同化循证医学服务团队,调查统计不同科研团队的特色信息资源需求,以最大限度地满足各个循证医学科研团队信息需求为前提,建设具有特色的数据库信息资源,他是开展面向循证医学协同化情报服务的基础。笔者认为高校图书馆在建设本校特色数据库资源体系时勿追求“ 大而全”,而是从学校或者附属医院的优势学科,以及重点学科,相关协同化循证医学服务团队的信息需求等方面,要以“协调匹配、彰显特色、成本节约、合理配置”为原则[5],构建有自己特色的文献信息资源体系。同时,要尽可能地加强对数据库、网络资源的整合,建立一个集所有或大部分数据资源的网络化平台、检索界面,方便科研人员熟悉、利用数据库资源[6]。[HJ1.25mm]
3 创新循证医学信息服务的新模式
3.1 组建协同化循证医学服务团队
医学情报服务机构组建成协同化循证医学服务团队,完善相关数据库信息资源建设以后,利用资源、技术和人才优势,积极开展情报信息服务,建立循证医学情报信息汇集与分析平台与机制,运用信息推送技术为循证医学科研提供定题服务,共建共享信息资源,及时全面地传递、交流发展态势,为科研团队和科研人员提供一个共同交流、学习、合作和制定计划的平台。
3.2 为循证医学科研团队提供个性化情报信息
情报服务人员通过与临床医生的沟通与交流,全面客观地分析医生的循证医学信息需求,通过相关信息情报收集、挖掘、知识发现等技术,对所收集情报信息资源进行筛选、统计分析和系统评价,为循证医学科研团队提供必要的、个性化的情报信息。通过交流反馈,持续跟踪医生的信息需求,定期向医生提供最新动态的循证医学实践信息和医学信息分析评价等,为循证医学发展提供多方位的循证服务支撑。
3.3 为循证医学科研工作者提供必要的知识服务