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生物化学实验课程创新与改革
摘要:《生物化学实验》既是众多生命学科中的基础实验学科,同时也是前沿学科,它既与理论知识关系密切,又有自己的规律和独特之处,在生命科学相关专业的本科生培养环节中不可或缺。但如今的生化实验课程因种种原因存在许多弊端,在一定程度上阻碍了学科的发展和人才的培养。本文将对生化实验课程的变革和创新展开讨论,希望对该课程的改革提供一些思路。
关键词:生物化学实验;课程改革;创新
21世纪是生命科学的世纪,对于生物学科这样一门以实验为基础的学科发展而言,尤其需要大量具有创新意识、创新能力的本科生作为基础人才的储备。生物化学作为生命科学专业重要的专业基础课,其发展迅猛,是21世纪生命科学领域的领先学科[1]。它与分子生物学共同形成了生命科学的语言,是生命科学领域的世界语言[2]。《生物化学实验》是生命相关学科中重要的基础学科,同时它也是发展极为迅速的前沿学科。它既与理论知识关系密切,同时又具有自己的规律和独特之处。实验课程是以现有的理论为前提和基础,通过亲自动手实验,得出所需要的结论。它不仅是理论知识的补充和延续,更是发现新知识的最佳途径。但如今的生化实验课程却存在种种弊端,在一定程度上阻碍了学科的发展和人才的培养[3]。比如,受传统教学思想的严重影响,实验课程的内容包含了较多的理论知识和教师的讲解,少了一些创新性和探究性;验证性实验课内容安排过多,缺少综合性和设计性的实验内容;实验内容及实验方法过于陈旧,与科学研究前沿严重脱节等等。这就使得学生的自主思维受到了较大的限制,阻碍了他们对实验过程和结果的思考及分析,不利于培养学生的创新和科研能力。因此,为了满足培养研究型和创新型人才的需求,就需要高校在本科阶段的生化实验教学中进行实验课程内容和形式的改革,更好地与科学研究的前沿接轨。
1课程体系的改革
上海科技大学是一所新兴学校,学校致力于培养科技创新创业人才,积极投身高等教育改革。课程体系的合理设置是一门课程成功的关键,因此依据学校的办学宗旨,作为理论课程的重要辅助和支撑,我们首先在课程体系方面做出了相应的改革。当然,创新的前提是取前人之精华,去前人之糟粕,所以我们仍会延续传统实验教学的优势。比如,与理论课的紧密联系性。作为生物化学理论课程的重要辅助学科,生化实验课程需要与理论课紧密结合,以达到巩固学生理论知识的目的。我们在课程大纲确定初期,会按照理论课程的教授内容及课时进度,对实验课程进行相应的内容设置。同时,为了实验课程能够紧跟科学研究的前沿,每年我们都会与负责教授理论课程的任课教师进行讨论,优化实验课程大纲,对于其中一些不够完善的实验进行修改或删除,并相应地增加其他更为合理的实验。传统高校的生化实验课程体系单一,通常会配合理论课在一到两学期内完成,集中学习一些基本的实验技术[4]。一方面学生理论基础较弱,不能完全理解个别综合性实验的原理,只能学习一些基础简单的实验;另一方面,这种课程安排会让学生在低年级时突击接受大量的实验技术,到了高年级,学生真正开始运用所学实验技术完成课题的时候,往往发现由于间隔时间较长,一些基本的实验技能早已生疏。为了避免上述情况的发生,相较于传统高校,我们将生化实验课的课程体系进行了较大幅度的调整(表1)。从表中不难看出,我们的生化实验课程设置有着完善的体系,学生从入学到毕业将接受完整的实验课程体系的培训。首先我们会在大一学年的第二学期安排一门实验理论课《现代生物学基础实验理论》。课程主要涉及到八大类实验技术:离心技术、电泳技术、PCR、测序技术、显微镜技术、细胞培养、免疫技术及模式动物。通过该课程的学习,学生能够系统掌握现代生物学实验室常规实验技术理论及原理,把握生物学技术发展的趋势和最新动态;使学生能够将书本上的理论与身边的科学相结合,初步培养学生科学思维的能力。经过学习,学生可以在真正的实验课开始之前,对基本的实验原理有所了解,这样可以大大提升实验课课堂的学习效率,无需再赘述实验相关的基本知识。随后我们将实验课程设置为初、中、高级三个阶段。初级实验课程与传统高校相近,在大二与理论课同步完成,主要进行生物化学基本实验技能的培训,表2列举了部分初级实验内容;中级实验在大三完成,让学生综合运用学过的实验技术完成科研上常用的较复杂的实验项目,如免疫印迹分析(WesternBlot)、酶联免疫吸附测定(Eli-sa)、蛋白质纯化等,具体课程详见表3。课程进行中会让学生对实验中的某个环节进行自主设计,初步对学生的创新性思维进行训练;高级实验安排在大四,会提供一些小课题供学生选择,学生独立进行前期文献查找及实验方案设计工作,最后按自主设计的实验方案完成课题并提交论文。学生经过这样一系列实验课程的培养,对科研过程有了更深层的理解。不仅掌握了基本实验技能,还逐渐形成了完整、严密的科研思维体系,为他们今后继续深造打下了坚实的基础,达到培养具有创新精神和科研能力人才的目的。
2课程内容的创新
我们在《生物化学实验》课程的内容上积极寻求突破和创新,摒弃传统高校仍在使用的较为陈旧的实验教材,为学生量身打造实验讲义。增加综合性、设计性、创新性的实验内容,希望能够在培养本科生基本实验能力的基础上加大对科研及创新能力的培养力度,充分发挥学生的主观能动性,激发学生对该学科的自主学习兴趣和研究激情。另外,我们力争将独立的实验课程串联起来,几次小实验可以形成一个完整的综合性实验,让学生对科研中常用的复杂实验有所了解并分步掌握。举个例子,蛋白质是生物化学课程中最重要的一类大分子,关于蛋白质的实验有很多,比如蛋白质的提取、纯化、含量测定、定性及定量检测等等[5]。我们会将蛋白质类的实验集中在几周内进行,从提取开始,每步的产物留存进行下步实验,几周之后,学生最终会利用SDS-PAGE和考马斯亮蓝染色法将提取纯化后的蛋白质进行半定量检测。除了蛋白质类实验,我们在核酸、脂类、酶类等实验中都会有这样的课程设计。通过一系列实验的训练,学生学到的不再是零散的和不相关的独立实验,而是一套科研中常用的完整的综合性实验。其次,我们在教学中涉及到的实验方法、仪器、材料等都会尽量采用目前科研中最常用的,这样可以让未来有意继续深造的学生学到更多有用的知识和实验技能,从而更快速地融入科研生活。仍然以蛋白质实验为例,早期的蛋白质电泳所用到的聚丙烯酰胺凝胶多数需要自行配制,但随着科研服务行业的兴起,目前很多高校及研究所都已经开始使用市售的预制胶,以避免自制凝胶的不稳定性和不可重复性。因此,我们除了会安排课程让学生学习如何制备PAGE凝胶之外,还会同时为学生提供市售预制胶进行电泳实验,让学生在掌握基本实验技能的基础上,还能与科研前沿的最新信息和知识接轨。
新工科下生物医学工程研究生教育现状
摘要:新工科教育理念,对人才培养提出了新的更高要求,新工科背景下,现有的培养模式难以实现新工科背景下的培养目标,需要不断改革创新。文章以湖南工业大学生物医学工程专业为例,分析目前学术型硕士研究生培养过程中所存在的问题,从生源质量、培养方向、课程设置及教学体系、导师制培养等方面探索其培养模式,期待进一步提高硕士研究生的培养质量,为加快培养新兴领域高层次人才提供参考。
关键词:新工科;研究生教育;现状及改革
1概述
为主动应对新一轮科技革命与产业变革,支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略,教育部积极推进“新工科”建设,先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”[1-2]。生物医学工程是一门由理、工、医相结合的边缘学科,涉及信息技术、电子技术、微光机电技术、网络技术、生物技术、临床医学等许多个学科领域,具有交叉性强、技术密集、发展迅速的特点[3-4]。所以生物医学工程专业研究生的培养较之其他学科有一定的挑战性,对导师和研究生的综合能力有更高的要求,尤其是在新工科背景下,如何培养适应我国现代社会发展要求的复合型高层次人才是我们面临的新问题。
2生物医学工程硕士研究生培养现状
湖南工业大学现有15个一级学科硕士学位授权点,包含65个二级学科硕士学位授权点,22个硕士研究生专业学位类别。其中生物医学工程是首批获得一级学科硕士学位授予点之一,也是湖南省重点学科之一,经过多年的教学和科研实践,生物医学工程专业在人才培养方面取得了不错的成绩,招生规模不断扩大,从2017年的6名到2021年41名;研究生学位论文质量水平高,多年评为省优秀论文;毕业生就业率达100%等。但随着生物医药战略性新兴产业的发展,原有的生物医学工程培养模式已难以实现人才培养目标,主要的问题如下:(1)生源质量有待进一步提高。目前一志愿报考率和上线率较低,生源主要来源于调剂,生源质量不高。(2)主要研究方向有待进一步凝练。原有的4个研究方向未结合本校和导师团队自身优势和特点制定,研究较广泛,不足以适应和促进社会发展、学科发展。(3)课程体系有待进一步优化,加强资源共享和授课评估。所开设的专业课程以生物和材料相关课程为主,选修课中虽然有药学和电子信息类相关的课程,但由于种种原因均未真正开设。所招收的学生本科专业背景也较单一,基本为化学专业和生物技术专业,难以适应经济社会发展的多样化需求。(4)目前本学科推行的“双导师制”尚未得到具体落实,同时企业导师缺乏明确的职责和任务,不能真正履行导师的职责,企业导师趋于形式化。
3培养模式的探讨与实践
生物医学硕士学位实践分析
本文作者:刘洁 单位:温州医学院研究生部
生物医学工程(BiomedicalEngineering,BME)是理、工、医相结合的交叉学科,崛起于20世纪60年代。现代生命科学与技术、计算机科学与技术、电子科学与技术、材料科学与技术、医学科学与技术等广泛渗透、交叉、融合,形成了生物医用材料、现代工程医学、远程医疗工程、智能医用仪器系统、人工器官等诸多生物医学工程技术新领域。BME硕士教育开创了集产学研为一体的工程技术中高级人才培养模式。近年来,BME在推动现代医学的发展中发挥着越来越重要的作用。六年前国家发改委高科技产业司就明确提出:尽快培育、壮大我国生物医学工程产业,使其成为国民经济新的增长点。
一、我国BME硕士专业学位研究生教育的现状
我国BME人才培养主要依托于工科或医科,存在培养方向多但培养人数少的问题,导致我国医院及相关企事业单位的该领域从业人员大多没有生物医学工程专业背景。BME硕士学位教育的规模过小,难以满足社会的需求,特别是融合医、理、工等学科的复合型人才更是供不应求。据中华医学会医学工程学分会副主任吕忠生调查,目前全国大约有6万家医院,生物医学工程专业人员只占医院总人数的10%,与国外30%的比例相差悬殊。作为医学工程的最大产业,国内1万多家医疗设备企业也急需该专业的高级技术人员[1]。我国BME硕士专业学位教育在2008年以前仅在理工院校中进行,每年招生不足百人,发展处于徘徊状态。鉴于我国急需大量BME中高级专业技术人才以及提升在职从业人员的专业水平的需要,开展BME硕士专业学位教育已刻不容缓。
二、在医学院校开展BME硕士专业学位教育的探索和实践
为使BME硕士专业学位教育有新的突破,国务院学位办尝试在医学院校开展该项教育。我校生物医学工程专业起步早、基础好,特别是近年来从海内外引进了一批优质人才后,形成了一支医、理、工相融合的师资队伍,具备了较好开展BME硕士专业学位教育的条件和能力。2008年我校成为开展该项教育的首所医学院校,并力求在医疗器械与医院信息管理、基因工程与基因药物方向做出特色。
(一)依托医学院校的优势资源,分层次招生宣传,吸引优质生源。近年来医院得到了快速地发展,医师的学位层次提升较快,而医技人员的学位层次相对滞后,对该学位教育具有较大的需求。作为医学院校,要善于发挥拥有诸多的附属医院和教学医院的优势,分层次招生宣传,以取得良好的效果。即先向医院主管领导介绍BME硕士专业的学位特点;再请各医院相关部门协助开展招生宣传;同时向医技科室寄送简章并进行网络招生宣传;还可尝试对相关企业开展定点招生宣传。2008年我校首届招收学生21人,招生人数列全国第二位,录取考生的GCT成绩百分位平均值81.17,列全国第四位,生源质量和数量较为理想。
生物专业实验教学与科技创新能力
[摘要]本科生科技创新能力培养成为当代教育的首要任务。生物相关专业是以实验验证和探索为基础的学科,科技创新来源于实验技术积累和思路的创新,提升学生实验技能成为培育创新生物科技人才的基础。本科实验课教学是提升本科生实验能力的基础课程。对创新型人才的培养有重要的促进作用。围绕加强生物学科专业本科实验课教学提出几点感悟和思考,重点从基于实验培养科技创新能力、实验课教学的启示和意义、科技论文阅读与写作等方面进行阐释。
[关键词]生物专业;本科生;实验课;科技创新
创新是引领国家发展的第一动力,创新驱动实质是人才驱动。“十三五”是我国全面建成小康社会的决胜阶段,也是进入创新型国家行列的冲刺阶段,大幅提升科技创新能力,本科教育是关键。创新能力和科学研究素养的培养是当代高等教育的一个重要方面。对于生物学科相关专业的学生,能读写科技论文是学习生涯的一个重要阶段。生物学科是一门由许多实验组成的验证性和探索性的学科。除了开展一定的理论教学外,还开设大量的实验课教学。实验教学是对理论课教学的重要补充和完善,特别是将难以理解和记忆的知识点进行实验验证,最终通过实验报告撰写方式完成这部分内容的学习,促使学生更好地掌握理论课的关键知识点。
一、科技创新离不开实验的探索
伟大的物理学家牛顿曾经说过:如果说我看得比别人更远,那是因为我站在巨人的肩膀上。他认为自己所取得的科研成果都是在前人研究的基础上获得的。培养具有科技创新能力的大学生,不光需要他们掌握扎实的科学知识,也要求他们学会阅读文献,从学者和科学家的研究中获得最新最前沿科学信息,学会对知识的总结、筛选、查漏补缺,最终建立自己的知识体系。通过学习提出创新思路,并通过实验去验证,最后建立创新的方法或理论,才能实现创新。国家提倡大众创业、万众创新,要求大学生不仅要具备扎实的专业知识,更需要提高实践探索能力,这样才能不断创新和创造价值。实践是检验真理的唯一标准。通过实验课对理论课的知识进行验证,提高学生的认知和动手能力,促进学生积累经验,才能为以后的科学创新素养奠定基础。科技的创新和发展,离不开基础科研和实践,实验课是培养和提高本科生科研素质和兴趣的重要途径。
二、实验教学的目的和意义
(一)实验课的意义
编著和专著的区别
专著概述:根据学术论文的长短,又可以分为单篇学术论文、系列学术论文和学术专著三种。一般而言,超过4—5万字的,可以称为学术专著。当然,照我们现在的理解,学术专著的字数可能还要更多些。 编撰学术专著比发表单篇论文更具学术价值。因此,在评定职称时能够获得更多的加分和认可。详情请参阅核心期刊中心。学术论文,学术通常是指专深而系统的学问,而论文则是指研究、讨论问题的文章。因此,所谓学术论文就是在科学领域内表达科学研究成果的文章。从这一意义上理解,学术论文一般也可以称为科学论文。在理解学术论文的时候,我们还必须把握下面两层含义:其一,学术论文的范围限制在科学研究领域,非此领域的文章,不能算学术论文,如新闻报道、报告文李、散文和杂文等就不能算学术论文。其二,我们说学术论文限制在学术领域,但并非说,科学领域的所有的文章都是学术论文,而只有表达科学研究新成果的文章才是学术论文。照这样理解,科幻和科普作品就应被排除于学术论文之外了。从上述两点来看,我们可以说,科学论文的灵魂必须是科学研究的成果。科学领域通常分为自然科学和社会科学两大类,前者包括理、工专业,有物理、化学、生物、天文等学科;后者则包括文、史、哲、经等。我们美术教育属于社会科学的范畴。
编著概述:一种著作方式,基本上属于编写,但有独自见解的陈述,或补充有部分个人研究、发现的成果。凡无独特见解陈述的书稿,不应判定为编著。(出自经济日报出版社柳建明主编的《舆论学达辞典》727页)著、编著、编都是著作权法确认的创作行为,但独创性程度和创作结果不同。著的独创性最高,产生的是绝对的原始作品;编的独创性最低,产生的是演绎作品;编著则处于二者之间(编译类似于编著,但独创性略低于编著)。如果作者的作品不是基于任何已有作品产生的,作者的创作行为就可以视为著。一部著成的作品中可以有适量的引文,但必须指明出处和原作者。如果作者的作品中的引文已构成对已有作品的实质性使用,或者包含对已有作品的汇集或改写成份,作者的创作行为应该视为编著。
教材概述:是由三个基本要素,即信息、符号、媒介构成,用于向学生传授知识、技能和思想的材料。教材的定义有广义和狭义之分。广义的教材指课堂上和课堂外教师和学生使用的所有教学材料,比如,课本、练习册、活动册、故事书、补充练习、辅导资料、自学手册、录音带、录像带、计算机光盘、复印材料、报刊杂志、广播电视节目、幻灯片、照片、卡片、教学实物等等。教师自己编写或设计的材料也可称之为教学材料。另外,计算机网络上使用的学习材料也是教学材料。总之,广义的教材不一定是装订成册或正式出版的书本。凡是有利于学习者增长知识或发展技能的材料都可称之为教材狭义的教材就是教科书。教科书是一个课程的核心教学材料。从目前来看,教科书除了学生用书以外,几乎无一例外地配有教师用书,很多还配有练习册、活动册以及配套读物、挂图、卡片、音像带等。
药物化学论文投稿问题思考
一、资料与方法
选取ChineseChemicalLetters期刊2015—2017年药物化学专业稿件中退稿(或大修)稿件328篇。根据审稿专家意见、副主编意见和编辑专业知识,按照退稿原因进行分类和分析,归纳总结并提出具体建议和措施。
二、问题与分析
(一)摘要(Abstract)的信息量不全
摘要的内容是全文的核心内容,在文献检索中起着十分重要的作用。摘要应该具有独立性和自明性,并且具有与论文同等量的主要信息,即不阅读全文,就能获得必要的信息[2,3]。但是有些论文的摘要不能体现全文的主要内容,信息量偏少,要素不全,论述方法或结果太笼统。一般情况下,摘要由目的(Objective)、方法(Methods)、结果(Results)与结论(Conclusions)四部分组成,各部分应该具体明确,并且应该给出主要的实验结果和结论。
(二)引言(Introduction)部分的设计思路不明确、重点不突出
引言部分要求重点突出,避免空泛,通过研究相关文献后直接引出需要解决的问题[3]。如何指出当前研究的不足并有目的地引导出自己研究的重要性是引言写作的一个难点和重点。引言的撰写要有一定的逻辑性,并且不能出现较多语法错误。引言一般应该与结论相呼应,在引言中提出的问题,在结论中应有解答或讨论说明。如果作者未能在论文的引言部分就其分子设计思想提出有说服力的依据(例如药效团的拼合并非随意组合等),并且对母体药物的结构活性关系(SAR)没有给出必要的说明,给读者的印象是拼合片段的选择存在随意性,这样就会降低审稿专家对论文创新性的评价。其次,在生物活性筛选中虽然发现了一些与阳性对照药物作用强度相近的新化合物,但是作者对这些新化合物的优势或潜在优势没有提出有说服力的观点。文章的结论仅限于对实验结果的一般性概括,不能体现论文实验结果的重要性;另外,如果论文的英文写作语法错误还较多,这样的稿件一定会被退稿。例如有一篇抗菌药物合成的论文,审稿人提出:(1)在设计思路上,作者采用片段拼合方法设计新化合物,依据不充分。建议作者在分析具有明确抗菌活性化合物药效团基础上,采用结构多样的片段与药效团接合,获得新化合物。(2)英文撰写需要修改,过多重复,并且存在很多语法错误。再例如对于4-苯氨基喹唑啉类激酶抑制剂的报道已经很多,如果还是利用该骨架进行衍生合成新化合物,关键是要能做出自己的特色。如果对于化合物的设计思想并没有给出充分的理由,对于取代基的性质和种类也没有进行详细的研究,这样的论文会让审稿专家和读者感觉化合物设计比较盲目,没有创新的设计思路。如果根据母药或已有药物(leadcompound)设计新化合物,设计思想要有事实依据,指出候选药物的不足要有文献或数据支持,不能猜想,不然审稿人就会认为设计思想的基础不可靠。如果发现化合物体外(体内)活性与化合物结构不符一定要分析具体原因,否则审稿人也会提出疑问。最终设计的化合物要向着活性更好的化合物结构靠近。
化学专业支撑远程毕业设计探索
摘要:受疫情的影响各高校毕业生无法及时返校的背景下,大学生毕业设计面临着等诸多难题。高校化学类专业的在读大学生可以通过线上学习理论知识和实验视频教学,但毕业大学生的毕业设计大多以实践为主。因此,可以构建线上平台,整合大学生毕业设计选题、学习、监管、答辩等多项功能,支撑大学生远程毕业设计顺利完成。
关键词:疫情;线上平台;远程毕业设计;化学毕业生
毕业设计是大学生学业生涯所学知识的重要总结,是培养大学生实践能力的重要环节,是大学生毕业成绩评定的重要依据。在当前疫情仍没有得到根本控制的情况下,全国各高校均延期开学,毕业生无法及时返校。离开学校的资源支撑和老师的现场指导,多数毕业生的毕业设计面临诸多难题,尤其是以实验为基础的化学类专业,毕业设计工作举步维艰,停滞不前,影响了毕业生正常的毕业流程和就业进度。因此,为确保大学生毕业设计及后续毕业就业工作正常进行,我们需要利用互联网技术,发挥大数据优势,整合各类网络资源,开发各类平台功能,构建线上平台支撑大学生远程毕业设计。
1大学生毕业设计存在的问题
毕业设计要求大学生在导师指导下,利用所学理论知识对现实问题进行独立规划、设计、实验、分析、写作,并形成一份完整的研究报告。因此,毕业设计是一项系统工程,要求以学生为中心,形成师生、校生、校企之间的良性交流互动。当前大学生毕业设计存在一系列问题,发现并分析这些问题,可以为构建大学生远程毕业设计平台提供充分依据。
1.1选题内容欠妥,可操作性不强。选择一个合适的研究课题和方向是毕业设计的首要环节,也是影响毕业设计最终质量的重要部分。当前大学生毕业设计存在的一些普遍性问题:一、选题过大。部分学生在本科期间注重于化学的基本知识学习,能够基本掌握无机化学、有机化学、物理化学、分析化学的专业知识,但是很少去接触科研,毕业设计更注重于用所学的专业知识对一个具体的科学问题进行探索研究,如果没有对这化学某一领域的未来发展把握不够精准而盲目选题,导致选题范围过大,失去选题现实意义,实际操作工作量过大,甚至无法保证毕业设计保质保量的完成。二、选题不明确。一些学生由于专业知识不牢,同老师沟通较少,在选题时比较随意,没有选择最适合自己的选题,在实验时只能疲于奔命,效率低下,影响最终论文的质量。在疫情影响下,尤其是以实践为主的化学类专业大学生在完成毕业设计的过程中存在一些现实问题,这些问题会被放大,需要更加被引起重视。
1.2生搬硬套普遍,学术规范不够。数据和资料是毕业设计的基础,没有足够的实验数据和文献资料支撑,毕业设计的真实性和有效性就得不到保证。毕业生面临毕业和就业的两重压力,常常无法合理权衡二者,做出正确的计划安排,导致部分学生不能全身心投入毕业设计中,没有严格遵守学术规范,不进行足够的实验分析和查阅文献,就将相似的实验数据和理论知识生搬硬套过来,做出的毕业设计往往存在巨大的漏洞,影响自己的答辩毕业。
数据期刊的发展现状及趋势
科学研究数据应该公开分享已被科学界广泛认可,实际上,科研人员也越来越多地引用数据库中的数据集,例如,基于Scopus文献列表和Databib数据库的统计显示,从1996年到2013年数据库被引用次数的年均增幅为19%[1]。随着人们对研究数据的发现和再利用的兴趣增加,数据集以某种带有质量控制和归属性的形式出版也日益显得必要,数据发表和数据期刊也应运而生。本文通过对代表性数据期刊的学科属性、出版方式、载文量演变、引证指标等进行统计和分析,全面梳理目前数据期刊的学术影响力和发展趋势,并对国内外数据期刊出版政策进行调研,以期为我国数据期刊发展的途径和措施提供参考。
1数据论文与数据期刊的缘起
数据是科研成果重要的支撑材料,从长远来看,数据的价值甚至可能更高于其所产生的科研成果。科研人员越来越希望拥有访问基于期刊文章结果数据的权限,以对数据进行个人探索并大规模挖掘,正因为如此,数据共享已经成为科研过程中利益相关者关注的焦点。早在2003年的《柏林宣言》中就已经明确将科研数据作为学术知识的一部分;2012年英国皇家学会也认为“未来真正能够被利用的科学数据是以智能化开放数据为表现形式”,同时“敦促科研人员应该在合适的数据知识库里存储数据,让人使用和验证数据”;2017年7月,欧盟“地平线2020”计划要求所发表的研究论文必须开放出版或在出版后存储到开放知识库。由此可见,科研数据的开放共享已经成为一种新兴的学术要求和趋势。在全球“数据共享与再利用”的大背景下,科研数据的存储与管理显得日益重要,对科研数据的传播方式主要分为以下3种:1)数据(遵循版权协议的前提下将数据在网络或其他媒介上);2)数据资料(以论文附件形式或将论文相关数据存储在数据知识库中);3)数据论文(以正式的期刊论文形式对实验和观察数据集进行描述)。随着数据出版的发展,国际上有很多期刊都制订了“科学数据共享政策”,数据期刊也应运而生。数据论文是正式的学术论文,遵从学术发表规范,接受严格的同行评议。数据论文与常规学术论文有很大不同:数据不是支持学术观点的辅助性材料,而是论文主体,它并不重点报道基于科学假设和科学问题的研究结果,而是重点描述科学数据本身;发表的是可被检索的元数据文件,用以描述单个或一组可在线访问的数据集,其内容主要是对数据采集、获取、处理等过程和方法的描述,不涉及对数据和研究结果的推论、发现以及假设论证,目的是让科研群体更好地发现、获取、理解、复用数据,并再次进行科研创新。数据期刊指那些致力于发表数据论文的期刊,其重在描述实验和观察数据,并有效整合传统学术论文的内容和结构,力求在最大程度上促进数据重用,帮助用户进行检索和数据挖掘。数据期刊大致分为2种:一种是混合性数据期刊,出版数据论文的同时,也出版综述、研究论文、会议报告等类型的文章;另一种是纯粹数据期刊,其出版单元全部为数据论文。
2代表性数据期刊的特征分析
本文根据上述数据论文以及数据期刊的概念,对目前国内外已经开展数据出版的期刊进行调研,据不完全统计共有26种数据期刊符合上述特征。发表描述软件以及其科学影响的软件论文,刊发实验过程中开发和使用的方法、材料的材料和方法论文的期刊,以及自创刊至今发表数据论文的数量小于5篇的混合性期刊均不作为本研究的重点对象。由表1可见,按照WebofScience(WoS)对期刊学科领域的分类,调研的26种数据期刊涵盖了生命科学与生物医学(10种)、综合性(6种)、自然科学(地球科学、化学等5种)、应用科学(信息科学、计算机软件2种)、艺术与人文科学(1种)、社会科学(2种)等多个研究领域。从学科分布来看,包含多个学科的综合性期刊占比最高,有6种(23.08%),包括《F1000Re-search》《DatasetPapersinScience》《ScientificData》《DatainBrief》《中国科学数据》《Data》。地球科学、气象与大气科学的数据期刊数量排名第2位,有4种(15.38%),包括《EarthSystemScienceData》《GeoscienceDataJournal》《全球变化科学研究数据注册与出版系统》《全球变化数据学报》。生物化学、基因遗传与分子生物学学科有3种数据期刊,排第3位(11.54%),包括《HumanGenomics》《BMCResearchNotes》《GenomicsData》。其他为:植物科学、生物与医学、信息科学与机器人科学各2种;动物学、环境与生态学、农学与生物科学、化学、考古学、心理学艺术与人文科学各1种。在26种数据期刊中,有14种是纯粹的数据期刊,专门发表数据论文,另12种是以数据论文作为子栏目之一的期刊,也收录其他类型文章。目前对于数据论文的命名还未有统一的规定,各期刊根据自己的内容特点来选取名称,对于科研人员在检索数据期刊或论文的过程中可能会造成一些障碍。现有的数据期刊以Datapaper命名的最多,有13种;其次是以Datanote命名,有3种;以Dataset/数据集、Datadescriptor、Dataarticle命名的分别有2种;除此之外,还有Database、Genomedatabase、DatainBrief、Metapaper这几种命名方式。对数据论文的命名不同一定程度上反映了数据期刊发表数据论文的内容差异,例如:Pensoft出版的几种数据期刊发表的数据论文均被称为Datapaper,其内容是对大的数据集的描述;《BMCResearchNotes》《GigaScience》发表的Datanote文章主要描述生物学、医学、遗传与分子生物学方面的数据集或数据库,并且可以从关联的数据库中获取发表的数据信息;《DatasetPapersinScience》发表的Dataset是对数据集进行描述的文章;《ScientificData》发表的Datadescriptor是对有科学价值的数据集进行概述的文章;《GenomicsData》发表的DatainBrief文章对基因组数据进行详细的描述,并包括对试验方法和质量控制分析的介绍;《HumanGenomics》发表的数据论文以GenomeDatabase命名,表明其文章内容均为基因组数据。本次调研的26种数据期刊均采取开放获取(OA)的方式出版,其中个别不属于全OA出版的期刊其发表的数据论文也可被在线免费获取。数据论文的文章处理费用(APC),除了《EarthSystemScienceData》等4刊目前是免费之外,其他数据期刊的APC为$127~3000。其中:≤$500的16种,占61.54%;$501~1000的3种,占11.54%;$1001~2000的4种,占15.38%;$2001~3000的3种,占11.54%。在出版周期方面,部分数据期刊打破了按照固定周期出版的模式,14种数据期刊只要数据论文通过同行评审,随时可以在线发表。在26种数据期刊中,有10种被SCIE收录,其中属于纯数据期刊的包括《GigaScience》等4种,2016年的影响因子分别为6.696、6.871、2.8和4.836,在10种数据期刊中分别排第1、2、5、8位,从影响因子指标的角度可见纯数据期刊的影响力比混合数据期刊好。
3国内外数据期刊发展的现状及出版政策
1999年美国生态学会(ESA)出版的学术期刊《Ecology》首次刊发数据论文,2001、2003、2008年OA出版商BiomedCentral先后创办了《BMCPlantBiology》《HumanGenomics》《BMCResearchNotes》3种数据期刊,2008年Pensoft创办了《ZooKeys》,但这5种均为混合数据期刊,只是将“数据论文”作为一个子栏目。2009年Copernicus创办了一种纯数据期刊《EarthSystemScienceData》,自此每年都有新的数据期刊创立。从2012年开始,数据期刊呈现快速发展态势,2012—2014年间创刊的数量剧增,3年间共创办了13种,占目前数据期刊总量的50%。我国第一种数据期刊是2014年中科院地理科学与资源研究所发行的《地理学报增刊》,该刊介绍有重要共享价值的科研数据,同时配合“全球变化科学研究数据注册与出版系统”的运行。2016年,中科院计算机网络信息中心创办了《中国科学数据》数据期刊,中科院地理科学与资源研究所于2017年创办了《全球变化数据学报》。从数据论文的发表数量来看,自2012年开始,数据数量平均每年以115.42%的比例增加,至2016年发表数量达到最高,为1616篇。从发表数据论文的总量(表1)来看,截至2017年《DatainBrief》发文量最大,为1553篇。为了实现数据的可利用,必须制定合适的数据共享政策及机制,以促使科研人员能够有效地共享并利用数据。目前国际上一些有影响力的大型出版社纷纷对科研数据的存储以及传播提出明确政策,几个典型数据期刊出版社的数据出版政策详见表2。