數據挖掘下的醫(yī)學生科研能力培養(yǎng)模式

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［摘要］要適應現代醫(yī)療的新形式，醫(yī)學生必須具備良好的科學素養(yǎng)和科研能力，而傳統的教學模式很難適應這一需求。作者建立了基于數據挖掘的醫(yī)學生科研能力培養(yǎng)模式，使學生全程參與課題的整個過程，通過整合運用數據庫培養(yǎng)醫(yī)學生課題設計的能力、文獻檢索培養(yǎng)醫(yī)學生解決問題的能力、數據統計培養(yǎng)醫(yī)學生綜合分析的能力，以及論文撰寫培養(yǎng)醫(yī)學生的邏輯思維能力，摸索出一種讓更多醫(yī)學生掌握數據挖掘技術，成為既具有創(chuàng)新能力又具備科研素養(yǎng)的綜合性醫(yī)學人才的創(chuàng)新培養(yǎng)模式。

［關鍵詞］科研能力；數據挖掘；醫(yī)學生；醫(yī)學，教育；培養(yǎng)模式；教學方法

現代社會科學技術日新月異，對當代醫(yī)學生的綜合素質提出了更高的要求，要適應現代醫(yī)療的新形式，醫(yī)學生必須具備良好的科學素養(yǎng)和科研能力。《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》中指出：支持本科生參與科研活動，早進課題、早進實驗室、早進團隊［1］。目前，我國的醫(yī)學本科教育主要是以理論知識學習和臨床實習為主，但是缺乏對學生科研能力的培養(yǎng)［2－3］。此外，在醫(yī)學生參與的科研項目中，又通常是以調查研究為主，而參與實驗的科研項目又往往是按照指導教師設計的課題進行機械操作，缺乏自主創(chuàng)新性，對培養(yǎng)醫(yī)學生自身的科研能力幫助不大。數據挖掘是指從大量的、不完整的、模糊的各種數據中提取隱藏的、不被人發(fā)現的，但又存在有價值信息的探索過程［4］?；跀祿诰虻尼t(yī)學生科研能力培養(yǎng)模式是用數據挖掘指導課題設計和實驗驗證等方面全面培養(yǎng)學生的科研思維和技能的模式，激發(fā)學生的積極性、主動性和創(chuàng)造性，使醫(yī)學生能在實踐中更好地理解生物化學與分子生物學、病理學、醫(yī)學統計學、病理生理學、診斷學、生物信息學等課程的內容，并且培養(yǎng)了良好的科研習慣和科研思路［5－6］。本文主要闡述了基于數據挖掘的醫(yī)學生科研能力培養(yǎng)模式構建方案，主要內容如下。

1整合運用數據庫培養(yǎng)醫(yī)學生課題設計的能力

以往常規(guī)的教學中，均是由教師提出一個科研課題，然后學生按照教師的課題設計開展相應的科學研究，在這個過程中，學生僅僅是一個執(zhí)行者，單純的實驗操作員，沒有自己的科研思路［7］。但是如果讓一個剛接觸科研時間不長，沒有任何經驗的學生自己設計出一個課題，不僅對學生的要求極高，而且學生自己設計課題方案的合理性及可行性也存疑。在基于數據挖掘的醫(yī)學生科研能力培養(yǎng)模式下，每個學生先確定自己感興趣的，準備下一步研究的疾病類型；然后組織學生學習GEO、Oncomine和TC－GA數據庫的使用；從這些數據庫中根據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基因，進而設計出自己的課題研究方案。由于疾病類型是學生自己選擇的，充分調動了學生的學習積極性，激發(fā)了學習興趣，讓學生從傳統的“教師讓我學習”轉變成了“學生的自主學習”，在培養(yǎng)學生的自主學習能力上起到了很好的促進作用，也有利于培養(yǎng)學生的學術創(chuàng)新能力［8－9］。在學習相應數據庫使用時，擴展了學生的科研技能，以往的教學只重視教科書上的知識，但對于醫(yī)學生來說課本上的知識遠遠不夠，隨著醫(yī)學技術的不斷發(fā)展，目前醫(yī)學已經成為一門涉及人工智能、生物領域、數據挖掘、計算機編程等的綜合學科［10］。通過本培養(yǎng)模式，學生可迅速掌握醫(yī)學數據庫的使用，具備基本的生物信息分析技能，有利于提高自身競爭力，更好地適應未來的工作崗位。此外，課題方案是學生在整合多個數據庫基礎上設計出來的，課題的可行性得到了很大程度的保證，有利于后續(xù)科研工作的順利進行。

2文獻檢索培養(yǎng)醫(yī)學生解決問題的能力

在科學研究的過程中遇到問題，碰到困難是顯而易見的，但是學生如何解決遇到的問題與困難呢？通常情況下學生都是咨詢課題指導教師，或者是詢問高年級的學長學姐，由他們對各種問題進行一一解答。這的確是一個有效的解決方式，但是如果每次有問題都是這樣解決，學生本人在這個過程中并沒有培養(yǎng)自身解決問題的能力，而且對出現的問題沒有進行深入地分析，也沒有進行相應地嘗試，僅僅是一味地接受別人的解決方案，不利于學生今后獨立開展科研工作［11］。在基于數據挖掘的醫(yī)學生科研能力培養(yǎng)模式下，學生從數據庫中篩選出了一些差異表達基因，但是這些基因中很多都是別人已經研究過的，這些已經研究的基因不必納入下一步的研究，因此現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”基因進行課題設計。這時候指導學生進行文獻檢索，根據檢索出的文獻進行綜合分析，自己找出目前還沒有被研究的基因進行下一步的研究，培養(yǎng)了學生自己解決問題的能力。文獻檢索能力對于醫(yī)學生來說尤為重要，最新、最可靠的醫(yī)學研究成果都是發(fā)表在相應的期刊上，而如何將這些成果檢索出來，這是很多醫(yī)學生都欠缺的能力。對于學習社會科學的學生而言，會使用中國知網檢索中文論文可能就夠用了，但是對于醫(yī)學生來說，國外出版的權威期刊較多，如何檢索英文論文，從中學習最新的醫(yī)學知識，并不是給一個檢索網址就可以實現的。本培養(yǎng)模式讓學生首先學會了從PubMed文獻數據庫搜索所需文獻的基本流程，然后自己動手搜索文獻，并且從文獻中篩選出符合自身需求的文獻進行精讀，切實提高了學生的實際運用能力和英文閱讀能力，也擴展了學生的醫(yī)學知識，有利于培養(yǎng)醫(yī)學生的科研思維，提升科研素質。

3數據統計培養(yǎng)醫(yī)學生綜合分析的能力

在科研過程中會得到各種各樣的實驗數據，這些數據是支持課題理論的強力支撐，如果數據不會分析，甚至分析錯誤，整個實驗就白費了，課題也不能完成，所以數據分析能力的培養(yǎng)在科研中至關重要。數據分析中最常用到的就是統計分析，分析實驗組的數據相對于對照組是否有顯著性。通常學生需要經過大量長時間的實驗操作，才能得到少量的幾組實驗數據，整個過程時間跨度大，而且很多時候花費了大量人力、物力得到的實驗結果并不理想，或者實驗不成功，根本沒有數據，而一個課題周期的研究時間有限，這就造成了很多學生還沒有到數據分析這一步就止步了，根本沒有得到相應的鍛煉。在基于數據挖掘的醫(yī)學生科研能力培養(yǎng)模式下，指導學生從數據庫中下載相應的臨床病理資料，可以獲取到大量的臨床病例特征數據，同時這樣的數據真實可靠，學生進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據進行相關性分析，即熟悉了統計軟件SPSS的使用，也提升了學生的醫(yī)學統計分析水平。數據分析統計能力是醫(yī)學生需重點培養(yǎng)的基本能力之一，但是由于抽象的數學理論及復雜多變的醫(yī)學實際問題，醫(yī)學統計學課程一直無法取得好的教學效果，很多醫(yī)學生學完此課程后，遇到實際問題完全不會處理。本培養(yǎng)模式讓學生處理自己下載的基因表達譜和臨床病理資料，在實踐中運用和鞏固課本學到的知識，同學之間互相交流，互相審核，將傳統教學中枯燥的數字運算轉變?yōu)榉e極、主動、高效的學習方式，有利于培養(yǎng)醫(yī)學生在科學研究中綜合分析的能力。

4論文撰寫培養(yǎng)醫(yī)學生的邏輯思維能力

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，讓學生學習論文寫作的規(guī)范格式，但是學生沒有參與感，只是紙上談兵［12］。如果讓學生參與課題研究的整個過程后再撰寫論文是很好的方式，但是一個完整課題的實驗操作過程已經占據了絕大部分時間，留給學生撰寫論文的時間有限，并且課題通常是指導教師設計的，遇到問題是教師解決的，有時候數據分析也是教師完成的，由此學生對整個課題的理解不深，很難完成高質量的論文。在基于數據挖掘的醫(yī)學生科研能力培養(yǎng)模式下，學生的課題是自己設計的，實施到完成都是學生全程參與的，科研過程中遇到問題是學生自己通過文獻檢索解決，同時數據也是學生從數據庫中下載并進行分析統計，在這樣的情形下撰寫論文，學生得到了最大限度的鍛煉，對整個課題的理解也特別深入，有利于提升邏輯思維能力，培養(yǎng)學生思維的嚴謹性。

5小結

總之，建立全新的醫(yī)學生科研能力培養(yǎng)模式，使學生全程參與課題的整個過程，學會整合運用數據庫、文獻檢索、數據統計及撰寫論文，可提升學生的課題設計能力、解決問題能力、綜合分析能力和邏輯思維能力，同時也讓更多的醫(yī)學生掌握數據挖掘技術，成為既具有創(chuàng)新能力又具備科研素養(yǎng)的綜合性醫(yī)學人才。

作者：莫之婧 陳穎 單位：桂林醫(yī)學院生物技術學院