數(shù)據(jù)挖掘下的醫(yī)學(xué)生科研能力培養(yǎng)模式

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［摘要］要適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)療的新形式，醫(yī)學(xué)生必須具備良好的科學(xué)素養(yǎng)和科研能力，而傳統(tǒng)的教學(xué)模式很難適應(yīng)這一需求。作者建立了基于數(shù)據(jù)挖掘的醫(yī)學(xué)生科研能力培養(yǎng)模式，使學(xué)生全程參與課題的整個(gè)過程，通過整合運(yùn)用數(shù)據(jù)庫培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生課題設(shè)計(jì)的能力、文獻(xiàn)檢索培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生解決問題的能力、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生綜合分析的能力，以及論文撰寫培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的邏輯思維能力，摸索出一種讓更多醫(yī)學(xué)生掌握數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，成為既具有創(chuàng)新能力又具備科研素養(yǎng)的綜合性醫(yī)學(xué)人才的創(chuàng)新培養(yǎng)模式。

［關(guān)鍵詞］科研能力；數(shù)據(jù)挖掘；醫(yī)學(xué)生；醫(yī)學(xué)，教育；培養(yǎng)模式；教學(xué)方法

現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)技術(shù)日新月異，對(duì)當(dāng)代醫(yī)學(xué)生的綜合素質(zhì)提出了更高的要求，要適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)療的新形式，醫(yī)學(xué)生必須具備良好的科學(xué)素養(yǎng)和科研能力?！督逃筷P(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》中指出：支持本科生參與科研活動(dòng)，早進(jìn)課題、早進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、早進(jìn)團(tuán)隊(duì)［1］。目前，我國的醫(yī)學(xué)本科教育主要是以理論知識(shí)學(xué)習(xí)和臨床實(shí)習(xí)為主，但是缺乏對(duì)學(xué)生科研能力的培養(yǎng)［2－3］。此外，在醫(yī)學(xué)生參與的科研項(xiàng)目中，又通常是以調(diào)查研究為主，而參與實(shí)驗(yàn)的科研項(xiàng)目又往往是按照指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)的課題進(jìn)行機(jī)械操作，缺乏自主創(chuàng)新性，對(duì)培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生自身的科研能力幫助不大。數(shù)據(jù)挖掘是指從大量的、不完整的、模糊的各種數(shù)據(jù)中提取隱藏的、不被人發(fā)現(xiàn)的，但又存在有價(jià)值信息的探索過程［4］。基于數(shù)據(jù)挖掘的醫(yī)學(xué)生科研能力培養(yǎng)模式是用數(shù)據(jù)挖掘指導(dǎo)課題設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方面全面培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和技能的模式，激發(fā)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，使醫(yī)學(xué)生能在實(shí)踐中更好地理解生物化學(xué)與分子生物學(xué)、病理學(xué)、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)、病理生理學(xué)、診斷學(xué)、生物信息學(xué)等課程的內(nèi)容，并且培養(yǎng)了良好的科研習(xí)慣和科研思路［5－6］。本文主要闡述了基于數(shù)據(jù)挖掘的醫(yī)學(xué)生科研能力培養(yǎng)模式構(gòu)建方案，主要內(nèi)容如下。

1整合運(yùn)用數(shù)據(jù)庫培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生課題設(shè)計(jì)的能力

以往常規(guī)的教學(xué)中，均是由教師提出一個(gè)科研課題，然后學(xué)生按照教師的課題設(shè)計(jì)開展相應(yīng)的科學(xué)研究，在這個(gè)過程中，學(xué)生僅僅是一個(gè)執(zhí)行者，單純的實(shí)驗(yàn)操作員，沒有自己的科研思路［7］。但是如果讓一個(gè)剛接觸科研時(shí)間不長，沒有任何經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生自己設(shè)計(jì)出一個(gè)課題，不僅對(duì)學(xué)生的要求極高，而且學(xué)生自己設(shè)計(jì)課題方案的合理性及可行性也存疑。在基于數(shù)據(jù)挖掘的醫(yī)學(xué)生科研能力培養(yǎng)模式下，每個(gè)學(xué)生先確定自己感興趣的，準(zhǔn)備下一步研究的疾病類型；然后組織學(xué)生學(xué)習(xí)GEO、Oncomine和TC－GA數(shù)據(jù)庫的使用；從這些數(shù)據(jù)庫中根據(jù)各自選擇研究的疾病，篩選出疾病和非疾病組之間的差異表達(dá)基因，進(jìn)而設(shè)計(jì)出自己的課題研究方案。由于疾病類型是學(xué)生自己選擇的，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生從傳統(tǒng)的“教師讓我學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變成了“學(xué)生的自主學(xué)習(xí)”，在培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力上起到了很好的促進(jìn)作用，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力［8－9］。在學(xué)習(xí)相應(yīng)數(shù)據(jù)庫使用時(shí)，擴(kuò)展了學(xué)生的科研技能，以往的教學(xué)只重視教科書上的知識(shí)，但對(duì)于醫(yī)學(xué)生來說課本上的知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前醫(yī)學(xué)已經(jīng)成為一門涉及人工智能、生物領(lǐng)域、數(shù)據(jù)挖掘、計(jì)算機(jī)編程等的綜合學(xué)科［10］。通過本培養(yǎng)模式，學(xué)生可迅速掌握醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫的使用，具備基本的生物信息分析技能，有利于提高自身競(jìng)爭力，更好地適應(yīng)未來的工作崗位。此外，課題方案是學(xué)生在整合多個(gè)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來的，課題的可行性得到了很大程度的保證，有利于后續(xù)科研工作的順利進(jìn)行。

2文獻(xiàn)檢索培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生解決問題的能力

在科學(xué)研究的過程中遇到問題，碰到困難是顯而易見的，但是學(xué)生如何解決遇到的問題與困難呢？通常情況下學(xué)生都是咨詢課題指導(dǎo)教師，或者是詢問高年級(jí)的學(xué)長學(xué)姐，由他們對(duì)各種問題進(jìn)行一一解答。這的確是一個(gè)有效的解決方式，但是如果每次有問題都是這樣解決，學(xué)生本人在這個(gè)過程中并沒有培養(yǎng)自身解決問題的能力，而且對(duì)出現(xiàn)的問題沒有進(jìn)行深入地分析，也沒有進(jìn)行相應(yīng)地嘗試，僅僅是一味地接受別人的解決方案，不利于學(xué)生今后獨(dú)立開展科研工作［11］。在基于數(shù)據(jù)挖掘的醫(yī)學(xué)生科研能力培養(yǎng)模式下，學(xué)生從數(shù)據(jù)庫中篩選出了一些差異表達(dá)基因，但是這些基因中很多都是別人已經(jīng)研究過的，這些已經(jīng)研究的基因不必納入下一步的研究，因此現(xiàn)在要解決的問題就是如何從這些基因中選出還沒有被研究過的“新”基因進(jìn)行課題設(shè)計(jì)。這時(shí)候指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，根據(jù)檢索出的文獻(xiàn)進(jìn)行綜合分析，自己找出目前還沒有被研究的基因進(jìn)行下一步的研究，培養(yǎng)了學(xué)生自己解決問題的能力。文獻(xiàn)檢索能力對(duì)于醫(yī)學(xué)生來說尤為重要，最新、最可靠的醫(yī)學(xué)研究成果都是發(fā)表在相應(yīng)的期刊上，而如何將這些成果檢索出來，這是很多醫(yī)學(xué)生都欠缺的能力。對(duì)于學(xué)習(xí)社會(huì)科學(xué)的學(xué)生而言，會(huì)使用中國知網(wǎng)檢索中文論文可能就夠用了，但是對(duì)于醫(yī)學(xué)生來說，國外出版的權(quán)威期刊較多，如何檢索英文論文，從中學(xué)習(xí)最新的醫(yī)學(xué)知識(shí)，并不是給一個(gè)檢索網(wǎng)址就可以實(shí)現(xiàn)的。本培養(yǎng)模式讓學(xué)生首先學(xué)會(huì)了從PubMed文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫搜索所需文獻(xiàn)的基本流程，然后自己動(dòng)手搜索文獻(xiàn)，并且從文獻(xiàn)中篩選出符合自身需求的文獻(xiàn)進(jìn)行精讀，切實(shí)提高了學(xué)生的實(shí)際運(yùn)用能力和英文閱讀能力，也擴(kuò)展了學(xué)生的醫(yī)學(xué)知識(shí)，有利于培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的科研思維，提升科研素質(zhì)。

3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生綜合分析的能力

在科研過程中會(huì)得到各種各樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是支持課題理論的強(qiáng)力支撐，如果數(shù)據(jù)不會(huì)分析，甚至分析錯(cuò)誤，整個(gè)實(shí)驗(yàn)就白費(fèi)了，課題也不能完成，所以數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)在科研中至關(guān)重要。數(shù)據(jù)分析中最常用到的就是統(tǒng)計(jì)分析，分析實(shí)驗(yàn)組的數(shù)據(jù)相對(duì)于對(duì)照組是否有顯著性。通常學(xué)生需要經(jīng)過大量長時(shí)間的實(shí)驗(yàn)操作，才能得到少量的幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，整個(gè)過程時(shí)間跨度大，而且很多時(shí)候花費(fèi)了大量人力、物力得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不理想，或者實(shí)驗(yàn)不成功，根本沒有數(shù)據(jù)，而一個(gè)課題周期的研究時(shí)間有限，這就造成了很多學(xué)生還沒有到數(shù)據(jù)分析這一步就止步了，根本沒有得到相應(yīng)的鍛煉。在基于數(shù)據(jù)挖掘的醫(yī)學(xué)生科研能力培養(yǎng)模式下，指導(dǎo)學(xué)生從數(shù)據(jù)庫中下載相應(yīng)的臨床病理資料，可以獲取到大量的臨床病例特征數(shù)據(jù)，同時(shí)這樣的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，學(xué)生進(jìn)一步將之前選擇的目前還無人研究的基因與臨床病例特征數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，即熟悉了統(tǒng)計(jì)軟件SPSS的使用，也提升了學(xué)生的醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析水平。數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)能力是醫(yī)學(xué)生需重點(diǎn)培養(yǎng)的基本能力之一，但是由于抽象的數(shù)學(xué)理論及復(fù)雜多變的醫(yī)學(xué)實(shí)際問題，醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)課程一直無法取得好的教學(xué)效果，很多醫(yī)學(xué)生學(xué)完此課程后，遇到實(shí)際問題完全不會(huì)處理。本培養(yǎng)模式讓學(xué)生處理自己下載的基因表達(dá)譜和臨床病理資料，在實(shí)踐中運(yùn)用和鞏固課本學(xué)到的知識(shí)，同學(xué)之間互相交流，互相審核，將傳統(tǒng)教學(xué)中枯燥的數(shù)字運(yùn)算轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極、主動(dòng)、高效的學(xué)習(xí)方式，有利于培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生在科學(xué)研究中綜合分析的能力。

4論文撰寫培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的邏輯思維能力

科研論文的撰寫是科研能力培養(yǎng)必不可少的部分，論文是呈現(xiàn)科研成果最直接有效的方式，以往的論文寫作課程大都是展示一些已出版的論文，讓學(xué)生學(xué)習(xí)論文寫作的規(guī)范格式，但是學(xué)生沒有參與感，只是紙上談兵［12］。如果讓學(xué)生參與課題研究的整個(gè)過程后再撰寫論文是很好的方式，但是一個(gè)完整課題的實(shí)驗(yàn)操作過程已經(jīng)占據(jù)了絕大部分時(shí)間，留給學(xué)生撰寫論文的時(shí)間有限，并且課題通常是指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)的，遇到問題是教師解決的，有時(shí)候數(shù)據(jù)分析也是教師完成的，由此學(xué)生對(duì)整個(gè)課題的理解不深，很難完成高質(zhì)量的論文。在基于數(shù)據(jù)挖掘的醫(yī)學(xué)生科研能力培養(yǎng)模式下，學(xué)生的課題是自己設(shè)計(jì)的，實(shí)施到完成都是學(xué)生全程參與的，科研過程中遇到問題是學(xué)生自己通過文獻(xiàn)檢索解決，同時(shí)數(shù)據(jù)也是學(xué)生從數(shù)據(jù)庫中下載并進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，在這樣的情形下撰寫論文，學(xué)生得到了最大限度的鍛煉，對(duì)整個(gè)課題的理解也特別深入，有利于提升邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性。

5小結(jié)

總之，建立全新的醫(yī)學(xué)生科研能力培養(yǎng)模式，使學(xué)生全程參與課題的整個(gè)過程，學(xué)會(huì)整合運(yùn)用數(shù)據(jù)庫、文獻(xiàn)檢索、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及撰寫論文，可提升學(xué)生的課題設(shè)計(jì)能力、解決問題能力、綜合分析能力和邏輯思維能力，同時(shí)也讓更多的醫(yī)學(xué)生掌握數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，成為既具有創(chuàng)新能力又具備科研素養(yǎng)的綜合性醫(yī)學(xué)人才。

作者：莫之婧 陳穎 單位：桂林醫(yī)學(xué)院生物技術(shù)學(xué)院