数据挖掘下的医学生科研能力培养模式

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［摘要］要适应现代医疗的新形式，医学生必须具备良好的科学素养和科研能力，而传统的教学模式很难适应这一需求。作者建立了基于数据挖掘的医学生科研能力培养模式，使学生全程参与课题的整个过程，通过整合运用数据库培养医学生课题设计的能力、文献检索培养医学生解决问题的能力、数据统计培养医学生综合分析的能力，以及论文撰写培养医学生的逻辑思维能力，摸索出一种让更多医学生掌握数据挖掘技术，成为既具有创新能力又具备科研素养的综合性医学人才的创新培养模式。

［关键词］科研能力；数据挖掘；医学生；医学，教育；培养模式；教学方法

现代社会科学技术日新月异，对当代医学生的综合素质提出了更高的要求，要适应现代医疗的新形式，医学生必须具备良好的科学素养和科研能力。《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》中指出：支持本科生参与科研活动，早进课题、早进实验室、早进团队［1］。目前，我国的医学本科教育主要是以理论知识学习和临床实习为主，但是缺乏对学生科研能力的培养［2－3］。此外，在医学生参与的科研项目中，又通常是以调查研究为主，而参与实验的科研项目又往往是按照指导教师设计的课题进行机械操作，缺乏自主创新性，对培养医学生自身的科研能力帮助不大。数据挖掘是指从大量的、不完整的、模糊的各种数据中提取隐藏的、不被人发现的，但又存在有价值信息的探索过程［4］。基于数据挖掘的医学生科研能力培养模式是用数据挖掘指导课题设计和实验验证等方面全面培养学生的科研思维和技能的模式，激发学生的积极性、主动性和创造性，使医学生能在实践中更好地理解生物化学与分子生物学、病理学、医学统计学、病理生理学、诊断学、生物信息学等课程的内容，并且培养了良好的科研习惯和科研思路［5－6］。本文主要阐述了基于数据挖掘的医学生科研能力培养模式构建方案，主要内容如下。

1整合运用数据库培养医学生课题设计的能力

以往常规的教学中，均是由教师提出一个科研课题，然后学生按照教师的课题设计开展相应的科学研究，在这个过程中，学生仅仅是一个执行者，单纯的实验操作员，没有自己的科研思路［7］。但是如果让一个刚接触科研时间不长，没有任何经验的学生自己设计出一个课题，不仅对学生的要求极高，而且学生自己设计课题方案的合理性及可行性也存疑。在基于数据挖掘的医学生科研能力培养模式下，每个学生先确定自己感兴趣的，准备下一步研究的疾病类型；然后组织学生学习GEO、Oncomine和TC－GA数据库的使用；从这些数据库中根据各自选择研究的疾病，筛选出疾病和非疾病组之间的差异表达基因，进而设计出自己的课题研究方案。由于疾病类型是学生自己选择的，充分调动了学生的学习积极性，激发了学习兴趣，让学生从传统的“教师让我学习”转变成了“学生的自主学习”，在培养学生的自主学习能力上起到了很好的促进作用，也有利于培养学生的学术创新能力［8－9］。在学习相应数据库使用时，扩展了学生的科研技能，以往的教学只重视教科书上的知识，但对于医学生来说课本上的知识远远不够，随着医学技术的不断发展，目前医学已经成为一门涉及人工智能、生物领域、数据挖掘、计算机编程等的综合学科［10］。通过本培养模式，学生可迅速掌握医学数据库的使用，具备基本的生物信息分析技能，有利于提高自身竞争力，更好地适应未来的工作岗位。此外，课题方案是学生在整合多个数据库基础上设计出来的，课题的可行性得到了很大程度的保证，有利于后续科研工作的顺利进行。

2文献检索培养医学生解决问题的能力

在科学研究的过程中遇到问题，碰到困难是显而易见的，但是学生如何解决遇到的问题与困难呢？通常情况下学生都是咨询课题指导教师，或者是询问高年级的学长学姐，由他们对各种问题进行一一解答。这的确是一个有效的解决方式，但是如果每次有问题都是这样解决，学生本人在这个过程中并没有培养自身解决问题的能力，而且对出现的问题没有进行深入地分析，也没有进行相应地尝试，仅仅是一味地接受别人的解决方案，不利于学生今后独立开展科研工作［11］。在基于数据挖掘的医学生科研能力培养模式下，学生从数据库中筛选出了一些差异表达基因，但是这些基因中很多都是别人已经研究过的，这些已经研究的基因不必纳入下一步的研究，因此现在要解决的问题就是如何从这些基因中选出还没有被研究过的“新”基因进行课题设计。这时候指导学生进行文献检索，根据检索出的文献进行综合分析，自己找出目前还没有被研究的基因进行下一步的研究，培养了学生自己解决问题的能力。文献检索能力对于医学生来说尤为重要，最新、最可靠的医学研究成果都是发表在相应的期刊上，而如何将这些成果检索出来，这是很多医学生都欠缺的能力。对于学习社会科学的学生而言，会使用中国知网检索中文论文可能就够用了，但是对于医学生来说，国外出版的权威期刊较多，如何检索英文论文，从中学习最新的医学知识，并不是给一个检索网址就可以实现的。本培养模式让学生首先学会了从PubMed文献数据库搜索所需文献的基本流程，然后自己动手搜索文献，并且从文献中筛选出符合自身需求的文献进行精读，切实提高了学生的实际运用能力和英文阅读能力，也扩展了学生的医学知识，有利于培养医学生的科研思维，提升科研素质。

3数据统计培养医学生综合分析的能力

在科研过程中会得到各种各样的实验数据，这些数据是支持课题理论的强力支撑，如果数据不会分析，甚至分析错误，整个实验就白费了，课题也不能完成，所以数据分析能力的培养在科研中至关重要。数据分析中最常用到的就是统计分析，分析实验组的数据相对于对照组是否有显著性。通常学生需要经过大量长时间的实验操作，才能得到少量的几组实验数据，整个过程时间跨度大，而且很多时候花费了大量人力、物力得到的实验结果并不理想，或者实验不成功，根本没有数据，而一个课题周期的研究时间有限，这就造成了很多学生还没有到数据分析这一步就止步了，根本没有得到相应的锻炼。在基于数据挖掘的医学生科研能力培养模式下，指导学生从数据库中下载相应的临床病理资料，可以获取到大量的临床病例特征数据，同时这样的数据真实可靠，学生进一步将之前选择的目前还无人研究的基因与临床病例特征数据进行相关性分析，即熟悉了统计软件SPSS的使用，也提升了学生的医学统计分析水平。数据分析统计能力是医学生需重点培养的基本能力之一，但是由于抽象的数学理论及复杂多变的医学实际问题，医学统计学课程一直无法取得好的教学效果，很多医学生学完此课程后，遇到实际问题完全不会处理。本培养模式让学生处理自己下载的基因表达谱和临床病理资料，在实践中运用和巩固课本学到的知识，同学之间互相交流，互相审核，将传统教学中枯燥的数字运算转变为积极、主动、高效的学习方式，有利于培养医学生在科学研究中综合分析的能力。

4论文撰写培养医学生的逻辑思维能力

科研论文的撰写是科研能力培养必不可少的部分，论文是呈现科研成果最直接有效的方式，以往的论文写作课程大都是展示一些已出版的论文，让学生学习论文写作的规范格式，但是学生没有参与感，只是纸上谈兵［12］。如果让学生参与课题研究的整个过程后再撰写论文是很好的方式，但是一个完整课题的实验操作过程已经占据了绝大部分时间，留给学生撰写论文的时间有限，并且课题通常是指导教师设计的，遇到问题是教师解决的，有时候数据分析也是教师完成的，由此学生对整个课题的理解不深，很难完成高质量的论文。在基于数据挖掘的医学生科研能力培养模式下，学生的课题是自己设计的，实施到完成都是学生全程参与的，科研过程中遇到问题是学生自己通过文献检索解决，同时数据也是学生从数据库中下载并进行分析统计，在这样的情形下撰写论文，学生得到了最大限度的锻炼，对整个课题的理解也特别深入，有利于提升逻辑思维能力，培养学生思维的严谨性。

5小结

总之，建立全新的医学生科研能力培养模式，使学生全程参与课题的整个过程，学会整合运用数据库、文献检索、数据统计及撰写论文，可提升学生的课题设计能力、解决问题能力、综合分析能力和逻辑思维能力，同时也让更多的医学生掌握数据挖掘技术，成为既具有创新能力又具备科研素养的综合性医学人才。

作者：莫之婧 陈颖 单位：桂林医学院生物技术学院