大数据时代对培养医学研究生的作用与意义

章翔 毛星刚 章薇

(第四军医大学西京医院神经外科，陕西 西安 710032)

最早提出大数据时代(big data era, BDE)的是知名的麦肯锡全球研究所，随后大数据(big data, BD)一词越来越多地被提及；2013年著名大数据分析师(亦系Datafloq的创始人)马克·冯-里吉门纳姆(Mark van Rijmenam)提出的BD之7V特点，即：大量(Volume)、多样(Variety)、价值(Value)、高速(Velocity)、可视(Visualization)、可变(Variability)和真实性(Veracity)[1]。它曾上过《New York Times》和《Wall Street Journal》的专栏封面，并进入美国白宫官网的新闻频道。麦肯锡称：BD系一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面极大地超出传统数据库软件工具能力范围的数据集合，并已渗透到当今每一个行业和业务职能领域，成为重要的生产因素。人们对于巨量数据的挖掘和应用，预示着新一波生产率增长和消费者盈余浪潮的到来。英国牛津大学教授维克托·迈尔-舍恩伯格(Viktor Mayer Schönberger)于2010年在《The Economist》上发表了对BD应用的研究论述，他指出：世界的本质是数据，BD带来的信息风暴正在变革我们的思维、工作和生活方式，它开启了一次重大的时代转型[2]。

BD作为新兴产业具备有良好的应用及远大的发展前景，属于国家未来开发的钻石品牌。众所周知，BD或称巨量或海量数据，是由数量庞大、结构复杂、类型众多之数据构成，是基于云计算的数据处理与应用模式，通过数据的集成共享，交叉复用所形成的智力资源和知识服务能力[3]。在一定程度上说，BD为数据分析的前沿技术，从各种各样类型的数据中快速地获得有价值信息的技术能力。我们了解到BD在生物学、物理学、环境生态学、以及金融、通讯、军事等行业最先存在，正因为近年来互联网和电子技术的全面普及而引起人们的广泛关注[4]。无疑，BDE的发展对现代政治学、社会学、经济学、军事学、医学和多学科门类均产生了本质上的变化与进步，并正在改变着人们的生活、取向以及理解世界的方式，已成为人类更多新思维、新发明、新工种和新服务的重要源泉[5]。BD最核心的作用是可以“预见未来”，例如：华尔街用它准确地预测出股票的涨跌；投资机构搜集并分析上市企业声明，从中寻找破产的蛛丝马迹，等等。如今，BD已经到了中国，它将改变这个国家，转变一切传统企业，规划整个市场的格局。我们的工作、生活、社交等都将与之密切相关。

人类社会进入BDE，同样促进了自然科学研究技术的变革与发展。现今的医学教育领域和其它行业及部门一样，在这一时代，人们探索教与学的有机结合途径；尤其对医学研究生的培养过程中，在医学教科书、临床教学与实践、各类疾病的预防、诊断和精准医疗等方面，如何体现出它的实际作用？又如何挖掘这些信息并将其与医教研等发展相适应？已成为教学改革的热点课题。作为导师应与研究生一道，采用云计算技术来实现数据的收集、存储、传递、分析、关联和共享，以异构源数据整合、互操作技术及可视化工具，以利于人们能够理解这些复杂数据，实现基础数据、研发数据、诊疗数据和个性化管理数据的“无缝”衔接和分析。我们应不断地研究并把握好这一机遇，善于思考、分析和综合，发挥主观能动性，与时俱进，施行教学改革，以推动医学研究生培养进程的快速进步。本文专注于：BDE是对医学研究生培养的需求，并从BDE教学中的PBL模式和BDE的研究生导师教学作用等方面进行较为翔实的阐述，以期为医学院校的高层次人才教育训练质量的升华提供一些实践认知与体会。

一、BD是对医学研究生培养的需求

医学研究生属于高等医学教育培养出来的高层次、高素质人才，按照我国教育目标对医学研究生的教育训练要求，对其思想道德素养、科学思维、逻辑推理能力和身体与心理等综合素质进行全方位的培养，让他(她)们不仅要掌握深厚的基础理论知识和高超的医学技能，也须兼具良好的人文素养、创新能力与服务意识。要让研究生们懂得：现代BD浪潮，有如惊涛拍岸，水溅四方！使人类在历史进程中第一次有机会运用数据围绕一件事情形成较为完整的叙述。不难看出，人世间的任何事物、决策及转归都被数据化了，人们对各类数据的获取拥有了更为广泛与便利的渠道。在BDE，根据数据研究机构的报告，BD是海量、高增长及多样化的信息资产，它无时无刻地不在涌现，并以每年50%的速度增长[6]；可以说，数据的生产、加工、流通、处置及其管理，都成为了人类行为必不可少的一部分。BDE在多学科门类已经广泛的铺开，且都将发生较为巨大、甚至是本质上的变化，进而影响人类的知识结构、管理能力以及客观价值[7]。充分利用BD提炼出的有价值信息，及时抢占良机、准确地推断与决策事务，是提高单位竞争力的有效手段[8]。在高等医学院校领域，BD技术已在管理者及教师之中深植根，于医学研究生教学中的应用已经非常普遍，并且正在得到空前的发展，其教育模式已呈现不同于以往的方式。例如我们在进行国家自然科学基金有关“脑胶质细胞瘤基因谱”及“脑缺血性疾病”的课题研究中，研究生一般从预实验开始，就对每一实验步骤、流程和方法均积极地参与，全身心地投入研究之中。这一实验过程既要勤动手、也需善用脑，充分体现了脑-体连贯、实践出真知的价值。这样，一方面改进了带教的环境与功能，从而变化了带教的时间与空间；另一方面，提高了学生学习的自觉性与效率，使医学研究生教育由既往的刻板式方法逐步地转向师生之间教与学的活泼互动方式。很显然，导师作为医学教育行业的践行者，这是BDE对当前高等教育带来的良好机遇，应该积极参与，努力奉行；而学员则应紧跟时代的步伐，以BD思维(即智能思维)方式参与学习、思考并解决问题，圆满地完成学业而学有成效的步入社会。

二、BD在教学中的PBL模式

在BDE，关于问题式学习(problem-based learning, PBL)是近年来受到广泛关注的一种教学模式，它强调了将学习设置到一种较为复杂、有意义的问题情境之中，通过让学习者解决真实性(authentic)问题，来学习隐含于问题背后的科学知识，形成解决问题的能力，并促成自主学习(self-directed learning)的主观能动性[9]。它的主要特点是体现了弹性学制、个性化辅导、公共教室和自我学习的特质。作为一种问题取向的教学思路，PBL与以往的教育理论具有密切的传承关系，在很大程度上呈现了建构主义 (constructivism) 的思维，即：一个重要概念是图式(图式系指个体对世间的知觉理解和思维方式)，是认知结构的起点和核心，或者说是人类认识事物的基础[10]。例如，学生在网络平台上学习神经外科常见疾病-颅内高压这一节内容时，若有许多学生反复点击学习它的临床症状与体征，通过云端数据分析便可以获得该项目系学生最为关注的内容。这些数据分析作为PBL会很快地反馈给导师，那么导师在临床带教过程中，就可以重点地选择易于发生相关临床征象的患者或视频来进一步深化带教该种疾病，从而进一步激发了学生的学习积极性，使其潜心学习、努力钻研、尽量掌握、且学以致用。通常，人们可以设计将学习与大事件或问题挂钩，采取BD分析让学习者投入于场景之中，设想真实性任务，鼓励自主探究，激发和支持学习者的高水平思维，激励争论，以及对学习内容和过程的反思等。该模式的经典教学过程是：学生以小组为单元，开始设定一个实际问题，为了解决该问题，学生常需要获得一些必要的专业知识，即所谓的学习主题。他(她)们须分头查找资料以便获取知识，然后相互交流所得到的知识，并及时地讨论如何应用所获得的知识来促进这一问题的解决。假若在讨论过程中发现还需要研究另外一些新的议题，学生们就需要反复循环地寻求学术论点，通常需要分别查找资料，进行小组交流并讨论问题的正确答案。当问题解决之后，学生们则需要对自己的学习过程进行自我回味与评价，以便总结所获得的知识和思维能力。通过这一教学方式，导师以“填鸭式”授课转变成“启发式”教学，学生则由能力为本位转向以素质为本位，从而充分调动了学生的积极、主动与参与性；引导学生解决复杂的(complex)、实际的(actual)问题，让学生们构建起宽阔而灵活的知识基础，发展自主学习兴趣和有效解决问题的能力。

图1 章翔教授指导研究生：实验图像与数据示教

Fig 1 Prof. Zhang Xiang guides the graduate students: teaching of the experimental graphics and data

三、BDE的研究生导师教学作用

导师队伍的素质直接影响到研究生的教学质量。随着近年来医学院校研究生招生规模的迅速扩大, 应将知识传授、科学研究与实践能力的培养结合起来，需要建立并保持一支学风正、品德高、思维敏捷、技艺精湛、且竞争力强的导师队伍。教学管理部门须充分地发挥导师在医学教育学中的主导与轴心作用，以推动医学研究生教育事业的发展，此乃提高研究生培养质量的关键。作为医学研究生培养的价值观，是面向具有开拓进取、锐意创新和勇于担当的技术型与应用型之高层次人才为其目的，导师既担负着为行业、政治、经济、军事、人文等机构输送应用型人才的重任，又面临着培养学科建设与发展对理论型科研人才的选拔与应用之需求，从而使得研究生的培养目标呈现出多样化趋势。对于医学研究生的教育训练来说，以往只能宏观地描述研究生的教育状况，常将教与学质量的评价在很大程度上定性于有限时间段的测评结果，如学期之中和期末的考试成绩、实验与临床实践的技术指标验收、撰写论文和发表文章的数、质量等，用以评定学员的等级。美国著名教育学家卡尔 罗杰斯(Carl Rogers)认为[11]：教师的任务在于建立一种积极、接纳、无威胁、宽松的教学环境，以促使学生的知识掌握与更新；学生的学习则是个人潜能、理解力、人格与自我发展的具体体现[12]。在医学研究生教与学的过程中，只有以教师为主导(图1)、以课堂、实验室、或临床轮转为中心，全方位地讲授知识、传授技能、病例查房、施以标准性操作示范；学生则以听讲、作笔记、实验及临床操作、启发独立思维，并参与互动，才能达到教与学的最高境界[13]。

现今，BD技术的进步对医学研究生的教与学质量评价构成了较为完善的机制，使教育对象获得德、智、体、美等方面的全面发展。基于教学目标与教学规范标准，通过对教与学全过程的系统检测及考核，使数据的采集、整理、跟踪与分析在很大程度上丰富了评价的内涵。有关教学质量的评价研究加快了量化指标的进程，鉴于对海量数据的整理、分析及交换，可以发现新的知识，创造新的价值。BD的精确信息使质量评价数据化和直观化，其评价指标借助于前沿技术的发展，从宏观群体走向微观个体，实现“个性化”教育[14]。由于信息量的剧增和信息网络建设的日臻完善，人们对于数据的监测和分析能力不断加强，应用逻辑手段，层次推进，逐步展开，某些难以衡量的因素将会实现量化：一方面，通过建立客观的质量内控机制，使原先宏观的教与学等项目评价指标，经过细分，转化为一个个微观的个体。这是教育学理论的基本范畴，即：宏观、中观及微观三个层次。再通过对微观个体的分析，便可以跨过中观而直接达到宏观的目标；另一方面，对于学生的学习偏颇、兴致、物质爱好、个人行为与取向等难以评估的因素，均可以通过采用大规模调查研究的方式进行综合与分析，辅以必要的情况咨询、资料查阅或现场观摩等施行数据和信息的处置，最后作出科学的推论与评价。可以想象，对于评估一所医学院校的研究生教学水平的指标不再单纯是公共管理、教材、授课能力、科学研究、教学成果及获奖；以及学生的毕业考试分数、发表的论文，还包括研究生课程类型、授课形式与内容、教师的教学法、学生掌握程度和师生的融洽度等，以及这所学校培养出来的医生之实践经验、创造的效能与业绩：涵盖就业单位、工作地点和从事专业、甚至每年接诊病人的数量、疾病种类、治愈、好转率、患者的生存期与生存质量；出席学术会议报告研究成果的次数及档次；以及院校和同行间的影响力与社会的认可度等。将这些主观与客观、事实和价值等因素，作为定向一个数据驱动的决策环境，通过使用BD，将会获得以往无法想象的巨量信息，对其实行多向性、全方位的评价，这种准确度与权威性是相当高的、且很实用。

总之，在BDE，导师和学生共同享受着BD带来的便捷与时效性，同样也让医学研究生的教学工作迎来了新的机遇与挑战。因而，院校的领导和研究生管理部门要抓住良机，强化专业技能与素质教育，探索适合自身发展的教育训练新理念，以加快医学领域的员工培养，为我国医疗卫生事业的可持续发展储备高端人才资源。

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