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摘要 本科生所掌握的现代信息技术与真正的科研应用差距较大，体现在本科论文答辩时图表、参考文献不规范等。结合多年教学经验，笔者将文献管理、信息追踪、图表制作、生物信息学软件使用等多种技能融入微生物学综合实验教学中，显著增强了本科生论文写作的规范性，并初步培养了生物相关专业本科生科学素养及综合能力。
关键词 微生物学综合实验；文献管理；信息追踪；图表制作；生物信息学软件
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）16-0276-02
Teaching Discussion on Comprehensive Experimental of Microbiology Integrated with Modern Information Technology
HAN Guo-min
（School of Life Sciences，Anhui Agricultural University，Hefei Anhui 230036）
Abstract There is a big gap between the modern information technology mastered by undergraduate students and the application of real science research，refflecting in non-standard charts and references and so on in the undergraduates′ thesis.Combined with teaching experience for many years，many skills were integrated into microbiology comprehensive experiment teaching，such as reference management，information tracking，chart production and application of bioinformatics software，which could significantly enhance the standardization of undergraduate thesis writing，and preliminarily cultivate scientific literacy and comprehensive capability of biology-related undergraduates.
Key words comprehensive experimental of microbiology；reference management；information tracking；chart production；bioinformatics software
随着人类基因组计划的进一步发展，近年来许多生物学新技术，如基因组、转录组、蛋白质组、代谢组、表观基因组、微生物组等各种高通量组学技术、大数据分析技术发展十分迅速[1-4]。然而，在本科生、研究生教学中发现，在毕业论文答辩中，大多数学生的基本信息技能薄弱，大多数毕业论文存在参考文献格式杂乱、图表不规范、图像不清晰等问题。如何改变这种状况，提升学生在科研及其他领域中现代信息技术应用能力是摆在高校教育工作者面前的重要课题。
前几年结合本科生开设的综合实验，合理利用空闲时间向学生介绍文献管理、信息追踪、图表制作工具、优秀生物信息学分析软件等知识。目前，已有将Excel、Endnote单独引入教学或本科毕业论文的报道[5-7]，但还未见将多种工具融入综合实验或开放性实验的报道。经过几年探索及实践，初步总结出对多数本科生较实用的工具软件及网络技能，并不断在实践中对该综合技术加以补充，显著提升了本科生畢业论文的写作规范，初步培养了生物相关专业本科生的科学素养及综合能力。
1 实施方法
在本科三年级下学期或四年级上学期开设的综合实验中，如枯草芽孢杆菌产胞外淀粉酶高产菌株的选育，食用菌菌丝分离、原生质体制备与再生等[8]，利用实验中等待灭菌或其他空闲时间，及时补充现代信息技术相关技能，一般以0.5 h以上的空闲时间较适宜。现代信息技术主要包括文献管理、信息追踪技能、图表制作技能和生物信息学软件使用。
1.1 文献管理
本科生一般能够利用知网、维普等中文数据库查阅文献，而对外文文献数据库的查阅方法知之甚少。因此，从查阅外文文献开始入手，首先简单介绍生物学主要的外文文献数据库，包括Science Citation Index（Web of Knowledge）、Springer、ScienceDirect、Wiley Online Library、PubMed等，同时介绍不同数据库之间的关系以及应用范围，并以Web of Knowledge和PubMed为主进行简单的检索演示。其次介绍国外的文献管理软件Endnote和支持中英文的国产文献管理软件Noteexpress。通过文献管理软件联网检索及本地保存功能，展示文献管理软件在文献基本信息保存、全文自动下载等方面的功能。最后再介绍一般论文引言写作模式，边简单介绍及写作，边插入参考文献，展示文献管理软件在自动生成不同格式参考文献时的便捷功能。
1.2 信息追踪技能
利用空闲时间演示如何追踪新发表的文献或其他感兴趣的信息。主要向学生介绍RSS订阅功能，利用PubMed或其他可反馈RSS源的搜索引擎进行关键词订阅，利用Feedly网站集合这些源，以自动获取目标信息。订阅后，打开Feedly网站，观看自动获取集合的便捷功能。对于兴趣浓厚的学生，推荐其进一步学习中国科学技术大学开设的文献管理与信息分析免费网络公开课。 值得注意的是，考虑到大部分学生刚开始看科技文献，阅读英文摘要可能存在障碍，演示时可使用浏览器插件功能，利用有道翻译插件在线全文翻译或部分翻译提示个别较难单词，以提升学生阅读外文文献的效率和信心。
微信、微博已成为很多人生活、学习的一部分，课堂上还可以演示如何通过微信、微博订阅生物学相关新技术、信息进展等，鼓励学生关注高通量测序、生物信息分析、医疗基因检测等相关的公司信息，在获取新技术、新知识的同时，引导学生提前了解就业信息。
1.3 图表制作技能
本科生一般能够利用Excel制作简单图表，但是如果不经过专门培训，很难制作出符合高水平期刊格式要求的图表。图表制作可以利用综合实验获得的结果（或提前准备的数据），如不同稀释度获得一系列的菌落数结果。首先利用这些获得的数据，通过Excel演示达到期刊发表要求的图表修饰过程。其次演示如何利用其他软件，如sigmaplot，更加方便、高效地制作、修改和组合图表。最后简要介绍科研中大数据分析及制图工具，对R语言进行简单介绍，演示复杂图表制作，以开阔学生的视野及对科学前沿技术的了解。
1.4 生物信息学工具的使用
部分学生刚接触分子生物学研究，生物信息学实际分析技能较差，如不了解如何去除测序序列中的T载体序列。在综合实验中，当学生从环境样品分离到一些真菌或细菌时，经过形态学初步鉴定后，介绍利用分子生物学鉴定技术进一步鉴定物种，包括利用PCR扩增、载体连接及测序，演示如何去除测序序列中的T载体序列以及如何从NCBI下载近缘物种序列，绘制系统发育树。向学生介绍优秀的生物信息学软件，如geneious，以指导学生初步掌握常见的DNA序列分析技能。由于实验课空隙时间较短，其间讲解及演示的速度较快，学生很难完全掌握。因此，可在演示时，利用录屏软件将演示内容录制下来，方便学生课下自学。
1.5 考核
学生在撰写综合实验论文时，要求其按照论文发表格式进行撰写。参考文献、图表是否规范是考核得分的部分依据，该部分分值占30%，以督促学生课下练习所学技能。
2 实施效果
在补充技能实施之前，绝大多数本科生毕业论文答辩规范凌乱。在综合实验中，为安徽农业大学生物技术、生物科学、应用生物科学专业学生介绍及演示上述主要软件工具及网络工具，培养了学生的文献管理和信息追踪技能、高效获取最新信息和制作规范图表的技能，提高了学生的生物信息学分析技术。经过在综合实验中补充上述技能后，大多数学生的毕业论文图表、参考文献格式明显规范。
通过增加该部分内容，不仅能够培养本科生计算机技术在科研中初步运用的技能，提升本科生高效获取资料、获取信息的能力，也能激发一部分学生的科研兴趣，调动学生学习的积极性和主动性。经过这些技能训练后，一些本科生进入研究生阶段，能够高效、快速地获取所需信息，为研究生阶段的科学研究打下了良好的基础。
3 展望
虽然通过补充上述技能，激发了很多学生的学习兴趣，但是仍有一部分学生的学习主动性较差，需要通过课程考核体系加强督促，才能达到较理想的效果。
在大众创新、万众创业的时代，如何将本科生培养成为具有创新能力的高级专门人才，一直是高等教育工作者追求的目标之一。然而，在生物学各种新技术不断涌现的今天，如何引导学生赶上时代步伐，培养学生科研素养和综合能力是教育工作者亟待思考和解决的难题之一。这需要教育工作者在不断提升自身综合技能的同时，革新各项教育方法，以达到培养创新型专门人才的目的。
近年来，笔者通过互联网自学Linux、R语言、Perl编程语言等生物信息学相关的技术发现，现今高校开设的传统计算机课程与当前科研发展需求相差甚远。改变这种现状主要有以下2条途径：一是修改教学大纲或增设对科研较实用的计算机课程作为选修课，这是较好的解决问题之道，然而这需要反复论证，周期较长；二是在现有课程体系中融合新的技能，操作起来更容易，但实施前期要求教育工作者在教学工作中不断提升自身綜合技能，革新各项教育方法。无论哪种解决途径，培养学生主动获取知识和学习的本领，是培养具有创新能力的高级专门人才的关键所在。
4 参考文献
[1] BYRD A L，BELKAID Y，SEGRE J A.The human skin microbiome[J].Nat Rev Microbiol，2018，16（3）：143-155.
[2] DEKKER J，BELMONT A S，GUTTMAN M，et al.The 4D nucleome proj-ect[J].Nature，2017，549（7671）：219-226.
[3] ELKON R，AGAMI R.Characterization of noncoding regulatory DNA in the human genome[J].Nat Biotechnol，2017，35（8）：732-746.
[4] KARCZEWSKI K J，SNYDER M P.Integrative omics for health and dise-ase[J].Nat Rev Genet，2018，19（5）：299-310.
[5] 李江滨，林煜燕，余彩瑶，等.利用Microsoft Excel改进临床生物化学检验实验教学[J].科教导刊，2016（24）：94-96.
[6] 王路，张思琪，程翠林，等.Endnote软件教学优化高校学生论文撰写过程中的文献管理水平[J].黑龙江教育学院学报，2014，33（1）：59-60.
[7] 吴学栋，王忠良.用EndNote提高轻化工程专业学生科技写作质量及效率的教学实践[J].黑龙江造纸，2013（1）：61-62.
[8] 蔡永萍，江海洋.生物学综合实验技术[M].北京：中国农业大学出版社，2016.
关键词 微生物学综合实验；文献管理；信息追踪；图表制作；生物信息学软件
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）16-0276-02
Teaching Discussion on Comprehensive Experimental of Microbiology Integrated with Modern Information Technology
HAN Guo-min
（School of Life Sciences，Anhui Agricultural University，Hefei Anhui 230036）
Abstract There is a big gap between the modern information technology mastered by undergraduate students and the application of real science research，refflecting in non-standard charts and references and so on in the undergraduates′ thesis.Combined with teaching experience for many years，many skills were integrated into microbiology comprehensive experiment teaching，such as reference management，information tracking，chart production and application of bioinformatics software，which could significantly enhance the standardization of undergraduate thesis writing，and preliminarily cultivate scientific literacy and comprehensive capability of biology-related undergraduates.
Key words comprehensive experimental of microbiology；reference management；information tracking；chart production；bioinformatics software
随着人类基因组计划的进一步发展，近年来许多生物学新技术，如基因组、转录组、蛋白质组、代谢组、表观基因组、微生物组等各种高通量组学技术、大数据分析技术发展十分迅速[1-4]。然而，在本科生、研究生教学中发现，在毕业论文答辩中，大多数学生的基本信息技能薄弱，大多数毕业论文存在参考文献格式杂乱、图表不规范、图像不清晰等问题。如何改变这种状况，提升学生在科研及其他领域中现代信息技术应用能力是摆在高校教育工作者面前的重要课题。
前几年结合本科生开设的综合实验，合理利用空闲时间向学生介绍文献管理、信息追踪、图表制作工具、优秀生物信息学分析软件等知识。目前，已有将Excel、Endnote单独引入教学或本科毕业论文的报道[5-7]，但还未见将多种工具融入综合实验或开放性实验的报道。经过几年探索及实践，初步总结出对多数本科生较实用的工具软件及网络技能，并不断在实践中对该综合技术加以补充，显著提升了本科生畢业论文的写作规范，初步培养了生物相关专业本科生的科学素养及综合能力。
1 实施方法
在本科三年级下学期或四年级上学期开设的综合实验中，如枯草芽孢杆菌产胞外淀粉酶高产菌株的选育，食用菌菌丝分离、原生质体制备与再生等[8]，利用实验中等待灭菌或其他空闲时间，及时补充现代信息技术相关技能，一般以0.5 h以上的空闲时间较适宜。现代信息技术主要包括文献管理、信息追踪技能、图表制作技能和生物信息学软件使用。
1.1 文献管理
本科生一般能够利用知网、维普等中文数据库查阅文献，而对外文文献数据库的查阅方法知之甚少。因此，从查阅外文文献开始入手，首先简单介绍生物学主要的外文文献数据库，包括Science Citation Index（Web of Knowledge）、Springer、ScienceDirect、Wiley Online Library、PubMed等，同时介绍不同数据库之间的关系以及应用范围，并以Web of Knowledge和PubMed为主进行简单的检索演示。其次介绍国外的文献管理软件Endnote和支持中英文的国产文献管理软件Noteexpress。通过文献管理软件联网检索及本地保存功能，展示文献管理软件在文献基本信息保存、全文自动下载等方面的功能。最后再介绍一般论文引言写作模式，边简单介绍及写作，边插入参考文献，展示文献管理软件在自动生成不同格式参考文献时的便捷功能。
1.2 信息追踪技能
利用空闲时间演示如何追踪新发表的文献或其他感兴趣的信息。主要向学生介绍RSS订阅功能，利用PubMed或其他可反馈RSS源的搜索引擎进行关键词订阅，利用Feedly网站集合这些源，以自动获取目标信息。订阅后，打开Feedly网站，观看自动获取集合的便捷功能。对于兴趣浓厚的学生，推荐其进一步学习中国科学技术大学开设的文献管理与信息分析免费网络公开课。 值得注意的是，考虑到大部分学生刚开始看科技文献，阅读英文摘要可能存在障碍，演示时可使用浏览器插件功能，利用有道翻译插件在线全文翻译或部分翻译提示个别较难单词，以提升学生阅读外文文献的效率和信心。
微信、微博已成为很多人生活、学习的一部分，课堂上还可以演示如何通过微信、微博订阅生物学相关新技术、信息进展等，鼓励学生关注高通量测序、生物信息分析、医疗基因检测等相关的公司信息，在获取新技术、新知识的同时，引导学生提前了解就业信息。
1.3 图表制作技能
本科生一般能够利用Excel制作简单图表，但是如果不经过专门培训，很难制作出符合高水平期刊格式要求的图表。图表制作可以利用综合实验获得的结果（或提前准备的数据），如不同稀释度获得一系列的菌落数结果。首先利用这些获得的数据，通过Excel演示达到期刊发表要求的图表修饰过程。其次演示如何利用其他软件，如sigmaplot，更加方便、高效地制作、修改和组合图表。最后简要介绍科研中大数据分析及制图工具，对R语言进行简单介绍，演示复杂图表制作，以开阔学生的视野及对科学前沿技术的了解。
1.4 生物信息学工具的使用
部分学生刚接触分子生物学研究，生物信息学实际分析技能较差，如不了解如何去除测序序列中的T载体序列。在综合实验中，当学生从环境样品分离到一些真菌或细菌时，经过形态学初步鉴定后，介绍利用分子生物学鉴定技术进一步鉴定物种，包括利用PCR扩增、载体连接及测序，演示如何去除测序序列中的T载体序列以及如何从NCBI下载近缘物种序列，绘制系统发育树。向学生介绍优秀的生物信息学软件，如geneious，以指导学生初步掌握常见的DNA序列分析技能。由于实验课空隙时间较短，其间讲解及演示的速度较快，学生很难完全掌握。因此，可在演示时，利用录屏软件将演示内容录制下来，方便学生课下自学。
1.5 考核
学生在撰写综合实验论文时，要求其按照论文发表格式进行撰写。参考文献、图表是否规范是考核得分的部分依据，该部分分值占30%，以督促学生课下练习所学技能。
2 实施效果
在补充技能实施之前，绝大多数本科生毕业论文答辩规范凌乱。在综合实验中，为安徽农业大学生物技术、生物科学、应用生物科学专业学生介绍及演示上述主要软件工具及网络工具，培养了学生的文献管理和信息追踪技能、高效获取最新信息和制作规范图表的技能，提高了学生的生物信息学分析技术。经过在综合实验中补充上述技能后，大多数学生的毕业论文图表、参考文献格式明显规范。
通过增加该部分内容，不仅能够培养本科生计算机技术在科研中初步运用的技能，提升本科生高效获取资料、获取信息的能力，也能激发一部分学生的科研兴趣，调动学生学习的积极性和主动性。经过这些技能训练后，一些本科生进入研究生阶段，能够高效、快速地获取所需信息，为研究生阶段的科学研究打下了良好的基础。
3 展望
虽然通过补充上述技能，激发了很多学生的学习兴趣，但是仍有一部分学生的学习主动性较差，需要通过课程考核体系加强督促，才能达到较理想的效果。
在大众创新、万众创业的时代，如何将本科生培养成为具有创新能力的高级专门人才，一直是高等教育工作者追求的目标之一。然而，在生物学各种新技术不断涌现的今天，如何引导学生赶上时代步伐，培养学生科研素养和综合能力是教育工作者亟待思考和解决的难题之一。这需要教育工作者在不断提升自身综合技能的同时，革新各项教育方法，以达到培养创新型专门人才的目的。
近年来，笔者通过互联网自学Linux、R语言、Perl编程语言等生物信息学相关的技术发现，现今高校开设的传统计算机课程与当前科研发展需求相差甚远。改变这种现状主要有以下2条途径：一是修改教学大纲或增设对科研较实用的计算机课程作为选修课，这是较好的解决问题之道，然而这需要反复论证，周期较长；二是在现有课程体系中融合新的技能，操作起来更容易，但实施前期要求教育工作者在教学工作中不断提升自身綜合技能，革新各项教育方法。无论哪种解决途径，培养学生主动获取知识和学习的本领，是培养具有创新能力的高级专门人才的关键所在。
4 参考文献
[1] BYRD A L，BELKAID Y，SEGRE J A.The human skin microbiome[J].Nat Rev Microbiol，2018，16（3）：143-155.
[2] DEKKER J，BELMONT A S，GUTTMAN M，et al.The 4D nucleome proj-ect[J].Nature，2017，549（7671）：219-226.
[3] ELKON R，AGAMI R.Characterization of noncoding regulatory DNA in the human genome[J].Nat Biotechnol，2017，35（8）：732-746.
[4] KARCZEWSKI K J，SNYDER M P.Integrative omics for health and dise-ase[J].Nat Rev Genet，2018，19（5）：299-310.
[5] 李江滨，林煜燕，余彩瑶，等.利用Microsoft Excel改进临床生物化学检验实验教学[J].科教导刊，2016（24）：94-96.
[6] 王路，张思琪，程翠林，等.Endnote软件教学优化高校学生论文撰写过程中的文献管理水平[J].黑龙江教育学院学报，2014，33（1）：59-60.
[7] 吴学栋，王忠良.用EndNote提高轻化工程专业学生科技写作质量及效率的教学实践[J].黑龙江造纸，2013（1）：61-62.
[8] 蔡永萍，江海洋.生物学综合实验技术[M].北京：中国农业大学出版社，2016.