导语

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教师对"卓越教学"的追求是大学教与学质量提升的关键动力。“卓越教学之路”栏目的设立旨在讲述教师追求教学卓越中教与学的故事。

林关宁

第七届卓越教学奖得主

上海交通大学生物医学工程学院副教授，博士生导师。长期在美国求学和科研，包括本科、硕士、博士和博士后。主讲《医学生物信息学》、《生物医学统计概论》、《科技英语写作与交流》等。主持上海交通大学全英文课程建设项目。2016年入选上海高校特聘教授“东方学者”。授课方式重学科交叉融合，重实践应用，课堂气氛轻松活泼。

在《盲人摸象》的故事里，六位盲人各自摸了大象的一部分，分别称大象是一堵墙、一支矛、一条蛇、一棵树、一把扇子和一根绳子，他们争论不休，各执己见，仿佛自己的判断具有唯一正确性。但如果让一个盲人试图从另一个盲人的角度再去触摸大象，例如该盲人最初摸到鼻子、然后再尝试摸耳朵，那么他对自己所摸到部位的整体判断就不再是原来的答案了，而是形成了一种全新的认知。在多次尝试触摸大象的过程中，盲人就好比是一位跨学科研究者，他经由不同角度或站位去触摸的过程就类似于开创了一门新的交叉学科，获得了相比之前更全面立体、客观真实的认知。

《三国演义》开篇云：“天下大势，分久必合，合久必分”，当今科学发展呈现出高度分化基础上的高度综合趋势，知识的交叉渗透发生在科学及生活领域的方方面面，培养新时代的交叉复合型人才是现实需求和未来趋势。因此，大学的人才培养方向需从单一学科培养转向跨界与多学科的有机融合。《医学生物信息学》是一门典型的跨界和多学科交叉的新兴课程，它的知识体系较为开放，以计算机、数学、统计学、生物学、医学等学科知识为基础，是一个高度交叉、知识域丰富、面向生物和医药应用的专业领域。基于课程特征，我在教学中采取以解决实际问题为导向、理论学习与实践相结合、数据驱动、多媒体教学与多样化互动等体现多元融合和交叉理念的教学方式，帮助学生理解并活用交叉学科之间的知识，培养学生跨界思考、解决问题、学以致用、沟通协作等综合能力与素养。

一、以解决问题为导向，培养跨界综合思考的能力

大数据时代需要的是跨界与综合思考的能力，人才培养要跟上时代所需。在教学中，我会有机地结合理论、技术和科研热点，训练学生对前沿科技发展情况进行调研、总结及归纳的能力。从社会需求的层面讲，以医学大数据为例，对医学成果进行临床转化的需求不断增加，交叉学科研究有助于提供一些临床决策方案，以加速医学问题的解决。因此，培养优秀的医工交叉人才对于社会发展有着重要作用。从学生发展的层面而言，掌握交叉学科研究的思维方式不仅有助于学生推进科研工作，也能帮助其适应社会发展的需要、增加未来职业选择的空间。

在第一节课，我会引导学生认识到课程学习的终极目标是通过医学生物信息知识与方法来解决现实的临床问题。相应的课程设计也以解决问题为导向，引导学生有梯度地展开探索与学习。具体而言，以目前发展相对成熟的生物医学重要子领域为课程设计的核心范围，从生物信息学核心算法基础讲起，到临床大数据及测序的产生及应用拓展，接着讲解涉及的临床问题和应用情景，并使用真实世界的样本数据，引导学生结合所学，运用编程与统计建模等手段尝试解决问题。通过开展以解决问题为导向的分层教学，让学生在知识的宽度与深度上都有所拓展。特别是教学的各个实施环节都以解决实际问题为目标，牵引学生聚焦真实问题，通过跨界的综合性思考逐一击破学科难题。

二、理论学习与实践相结合，做到学以致用

当前，以统计学、计算科学为主的基础学科理论与方法不断得到发展与完善，为生物医学信息研究提供了多样化的技术基础。生物医学领域快速发展、知识不断更新迭代的同时，也伴随着很多新问题的出现。

培养交叉学科人才，应注重强化理论与实践相结合的学习观念，始终让理论知识的学习服务于前沿问题的解决。在大数据时代，算法是解决生物医学难题的关键，必须通过对数据进行多次实战练习才能掌握算法，并进一步应用它去解决现实的问题。因此，在教学过程中，我很注重设计并安排一些实践活动和任务，鼓励学生在实践中不断进行自主思考，对理论知识加深认知，在深层次认知的基础上进一步发现新问题与解决方法，力求让学生真正做到学深悟透、融会贯通、学以致用。

三、着重教导活用交叉学科信息，提高学生的变通能力

（1）如何关联交叉学科知识点。在课堂上，我常引导学生学习如何从复杂的、跨学科知识模块中去理解并推断出知识实体之间的关系，对于每一类知识实体，我都尽可能从多层面、多维度描述其特征，尽可能多角度呈现知识信息，并鼓励学生大胆想象、跨界思考，从多元异质的信息群中挖掘出那些潜在的新关联。

（2）如何活用数据样本。生物医学样本获取不易是大数据分析过程中不可避免的挑战。鉴于此，在课上我通过现实案例和数据训练，让学生学习如何通过有限的缺陷样本对一个具体的问题进行模式识别，从而掌握实用且普适的交叉数据分析手段。

（3）如何深层次运用交叉学科信息。注重跨界思维及理念在教学中的深度渗透，让学生意识到万事万物之间是相通互联的。一方面，引导学生学习如何灵活借助其他数据源的信息来解决目标数据源所面临的问题；另一方面，鼓励学生将不同模块知识融会贯通，把知识的多层面特征进行相互利用、彼此辅助，以提升对问题特征识别的精确度。

通过上述三点实战式课堂和课后的练习，使得学生能灵活解读并使用所学到的统计学、系统科学、数据挖掘以及机器学习等多学科知识，同时也使得学生获得自主学习和知识活用变通的能力。

四、塑造多元课堂教学文化

在交叉学科人才培养中，塑造多元课堂教学文化氛围很重要。一方面，我在课堂上采用录制播放小视频、现场上机数据分析实践等方式，使原本抽象的生物或算法概念变得更加形象生动、有助于加深学生对知识的理解记忆，丰富的课程内容也有利于促进学生的知识迁移。另一方面，我通过情景式教学法来提高学生的课堂参与度。例如，安排学生在课堂上进行医患间交流的场景模拟表演，引导学生积极思考可能的临床和社会问题，并鼓励学生大胆地提出自己的观点。此外，我还安排学生组队进行团队演讲，小组一起对前沿科技热点进行调研、总结及归纳，锻炼学生沟通协作及演讲表达的能力。通过采取多样化的教学方式来打开学生的学习思路、开阔学生视野，让学生从知识掌握到前沿创新应用、从个人批判性思考到团队合作共赢等多方面要求自己，从而成长为出色的、有多方面竞争力的新时代人才。

编辑｜张兴旭