生物信息本科生創新思維課外訓練 策略的探討

摘 要：本文通過介紹生物信息本科生創新思維課外訓練的經驗，探討了生物信息學創新思維課外訓練的培養策略和方法。

關鍵詞：生物信息學；創新思維；課外訓練；文獻抄讀

隨著生物信息學在生物學、醫學中的廣泛應用，許多高校開始開辦生物信息學專業，培養生物信息學人才。哈爾濱醫科大學是最早開設生物信息本科專業的高校之一。目前，幾十所高校陸續開辦生物信息學專業，包括：東南大學、同濟大學、南方醫科大學等。多學科交叉的特點，使得生物信息學人才的培養面臨極大的困難。生物信息學的本科生需要接受數學、統計學、生物/醫學、計算機科學等多個學科課程的學習。短短的幾年時間對于掌握這些知識，非常困難。更為困難的是，生物信息學的發展速度極快，讀研深造或就業生物信息公司，需要的大多是最新的生物信息學技術[1]。因此，哈爾濱醫科大學采取了課外創新思維訓練的模式，即為學生分配指導教師，學生加入教師所在的科研團隊，學習生物信息知識[2]。本文以哈爾濱醫科大學大慶校區學生為例，探討該模式的經驗和策略。

1 生物信息技術培訓

通過宣傳，讓大一的本科生自由報名參加培訓，組織系內有科研經驗的教師對學生開展生物信息基礎知識培訓課程，每年培訓10幾次，每次根據授課教師的準備內容，講授2-4學時。這些課程大部分安排在周末進行，內容主要結合基礎知識和教師科研特點來設定，包括：非編碼RNA基本概念、microRNA、Cytoscape畫圖、統計學方法、聚類分析、二代測序理論知識等，詳見表1。授課場地利用計算機機房，這樣便于學生邊學邊做。學生的課外創新思維與課內創新思維最大的不同在于有效的結合了實踐活動。這些培訓內容均為教師實際從事科研所必須的知識，教師有豐富的實踐經驗。因此，可以學生一邊上課，一邊操作。學生有困難時，教師可以輕松的解答。研究生也可以參與其中，為學生進行答疑，傳授他們實踐知識和編程技巧，有利于學生對知識產生極大的興趣，提升求知欲望。生物信息的一個特點是：高校的科研內容往往與公司所需的技術接近，因此學生對這些內容的深入學習和實踐，對以后的就業有很大的幫助。

2 文獻抄讀活動

文獻抄讀是科研中掌握最新研究動態和學習最先進技術的有效手段。從事生物信息科研的教師和研究生一般會定期的進行文獻抄讀。哈爾濱醫科大學大慶校區的生物信息團隊每周有三次的文獻抄讀，往往設定在工作日晚上進行。我們要求自愿參加課外創新思維訓練的本科學生與教師、研究生一同參加文獻抄讀活動。對于低年級的本科生，只需要聽，不需要講。即使這樣安排，低年級學生也很難聽懂，因為文獻抄讀的論文經常發表在頂級期刊，如：nature、science和cell。我們發現，由于低年級學生聽不懂，一段時期內會對生物信息參數厭倦感。有的學生一兩個月后會適應，有的學生需要半年及以上，還有一部分學生堅持不了，選擇退出。這段時期，對于教師和學生都是一個極大的考驗和煎熬。教師往往因為學生多次聽不懂而一籌莫展；學生因為多次聽不懂而灰心。我們采取導師制兼課題組負責的策略，部分緩解了學生和教師的壓力。一位導師帶1至2名低年級學生，科研方向相近的導師形成團隊，共同負責學生的創新思維培養。根據團隊課題方向的特點，選擇方向相近的論文進行文獻抄讀。低年級學生主要聽所在團隊的文獻抄讀活動。有精力時，可以參加其它團隊的文獻抄讀。由于文獻抄讀內容相近，學生的接受程度有了較大的改善。對于高年級的本科生，我們選擇優秀的學生閱讀和講授文獻抄讀。在實踐過程中，發現高年級本科學生更加適合于講生物信息數據庫和軟件使用類的論文。因此，為學生主要分配這兩類論文，但要求學生要講清楚數據庫使用和軟件的操作步驟。當學生站在講臺上為其他學生、尤其教師和研究生講授論文知識后，學生的自信心會有很大的提升。從學生的講授過程，也可以考察學生的邏輯思維能力。往往邏輯思維能力有較大提升的學生，在講授論文時，表達非常清晰。在文獻抄讀過程中，我們注重與實踐結合。如果文獻中有需要使用的軟件和方法。我們會馬上安排學生去實現和使用該方法，然后寫幫助文檔并特異安排一次培訓，讓該學生教會教師、研究生、本科生軟件使用和方法。通過這一策略，一方面學生對文獻抄讀產生更大的興趣，因為文獻抄讀內容有很實用的知識和方法，學生課下可以馬上根據文獻內容來復現結果，并應用在課題組正在進行的課題當中。另一方面，真正為教師的科研起到幫助。教師安排學生立刻復現文獻抄讀內容，可以幫助對文獻理論知識的理解和掌握。學會文獻中的軟件，可以幫助科研的策略選擇。學會文獻中的數據庫使用，可以增加數據量和數據來源。但也需要注意一點，學生的知識面有限，在安排學生任務時，要評估學生是否能夠勝任該任務。

3 結束語

本文以介紹生物信息本科生創新思維課外訓練的經驗為例，探討了生物信息學創新思維的培養策略和方法。我們發現本科生參與文獻抄讀活動有利于培養本科生的創新思維。

基金項目：哈爾濱醫科大學（大慶）校內教學研究基金項目，類別：人才培養（課題編號：XNJYJJ15203）；哈爾濱醫科大學于維漢院士杰出青年培養基金項目。

參考文獻

[1] 馮陳晨，李春權.如何培養本科生的科研創新能力.科技創新導報，2015.

[2] 李春權.探討醫學院校生物信息學創新實踐能力培養.海峽科技與產業，2017.endprint