树德中学国际部IB生物教师

美国南卡罗莱纳大学统计学硕士、中国科学院生命科学专业硕士

国际课程全球考官、IB生物执教资质认证/AP统计学执教资质认证

拥有多年美国大学本科基础学科教学经验

      Education is to explore yourself（教育即探索自我），这是我最喜欢的一句教育格言。在成都树德中学国际部，对教育、对自我的探索，无时无刻不在发生。作为一位IB生物教师，在我的眼里，生物是科学，但更是科研：它教会学生生物发展史、方法论、学科知识和对行业未来的展望。

      随着IB生物的不断学习，学生做科研的愿望也更加强烈。去年底开始的新冠疫情，给无数家庭带去了痛苦的阴云，这让我更坚定了带领学生进行生物项目研究的决心。用自身所学，为世界的前进做出贡献，哪怕只是一点点，这是我想要传递给学生的精神。

• 疫情后返校，研究小组迅速集结完毕

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      新冠病毒（SARS-CoV-2）爆发后，国际部师生迅速开启了网课模式，在此期间，我萌生了带领学生进行新冠病毒与基因表达相关研究的想法。4月，返回久违的校园后，我第一时间开始着手研究成员的征集，令我感到意外的是，国际部2018级IB班赖立恒、张峻萁、陈泽宇、孙宠贺、张翼鹏5位同学积极响应，研究小组迅速组队完毕。

      我原本以为，如此深奥的，需要花费大量时间精力，且不一定能获得成果的研究，可能学生不会感兴趣。然而事实证明，是我小看了我们的学生。相对于专业科研人员来说，他们的学识或许还待充盈，但他们都拥有一颗“但行好事，莫问前程，且不惧挑战”的心。

研究论文截图

• 畅游基因数据库，我们研究了169个特异表达基因

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      在平时的理论学习中，学生知道GenBank（基因库）的用途，但是却并不能体会到它对科研的重要性。在这个项目中，研究小组的同学通过搜索数据库，真切体会到了它的庞大。正所谓：I do, and I understand。（我行，故我知。）

      研究小组的5位同学在组长赖立恒的带领下，利用GenBank数据库、生物信息学软件CodonW和统计学软件R，分析了睾丸、子宫、大脑、肝脏、卵巢和外阴共169个特异表达基因，以及两个最大的新冠病毒基因ORF1ab基因和Spike基因的密码子。他们发现肝脏、卵巢和睾丸有不少基因的密码子使用偏好和毒基因显著正相关，最高相关系数达到81%，因而这些器官具有高感染可能性。在参考以往文献的基础上，5位同学找出了这些器官中最容易受到影响的人类基因，并对其表达量减少所带来的损害进行了假设，为人们了解新冠病毒对器官的潜在危害以及需要对患者进行复查提供了思路。

• 持续4月余，学习41篇专业论文，研究成果出炉

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      整个科研项目从5月持续到了9月。前期，我带领同学们明确研究目的、原理和方法。同学们利用每周晚课的时间学习生物信息学的知识，包括基本概念、数据库搜索、统计学知识和软件的运行。课后同学们还要阅读大量的科研论文增长对该项目的理解。在研究过程中，同学们一共阅读了41篇科研论文，包括来自权威学术期刊《Cell》、《nature》和《PNAS》的论文。

      同学们在学习过程中互相帮助，保证每位同学都能不掉队，从而独挡一面。研究中期（即暑假中），同学们分工合作，每人负责1-2个器官的30多个特异表达基因的序列收集和分析，最后由老师检验正确性。在后期，同学们把信息汇集到组长处，由组长撰写论文并投递。

      在整个项目研究过程中，同学们体会到了生物、数学和计算机的有机结合，感受到了在未来的发展中跨学科、跨领域的普遍性。该科研项目是树德中学国际部2020年科技节的模块之一，目前研究论文已投递国外期刊，正处于同行评估阶段。

研究论文截图

• 研究心得体会

赖立恒：“这是我第一次接触生物信息学，非常有意思。我之前的研究都只局限于以实验为基础的研究，而从未进行过理论性的探究。我也一直想尝试生物和计算机的结合，这次终于实现了。实际上我发现计算机能给生物带来很多便利：很多的计算、数据收集和数据分析其实都能够通过计算机完成。这也让我产生了以后大学双修计算机和生物的想法。”

孙宠贺："这次研究让我学会了如何在基因库中查找相关信息，并把这些数据通过软件进行处理和分析，是之前从未有过的体验。这使我提前学习到了大学中才会用到的一些研究方法，明确了我的兴趣以及未来专业的方向。2020年中，全球陷入了新型冠状病毒的危机中，许许多多科学家投入研究。身为中学生，我能有幸参与这个项目，非常深切地体会到了科学研究的乐趣。"

张峻萁："非常荣幸能以一个生物学生的身份参加这么一个有价值的项目，这个项目让我们深入地参与到今年针对新冠病毒的研究中来。在研究的过程中我们不仅学习、运用了生物信息学，而且还收获了很多课外知识，拓宽了我们的视野。"

张翼鹏："通过这个项目，我有幸体验了科研的过程，了解到科研的整体思路，还学习到部分统计学知识及常用软件使用方法。在合作过程中，我见识到了科研中真实的数据统计量，意识到团队协作的重要性，以及科研严谨性的重要。"