北京大学“研究生教育创新计划”教学计划

课程名称：交叉生物学“头脑风暴”

基本理念

本暑期学校的基本教学理念是充分发挥学员的科学想象力，以学员为中心，以学员自己教育自己方式启发学员的创新思维，提高学员的创新能力。教学以解决具体科学问题为目标，让学员自己提出要解决问题，根据提出的问题启发学员充分讨论，并在讨论的基础上共同设计理论与实验的研究方案，最后提出科研项目申请书。在整个过程中指导老师监察课程进展情况，但只是在必要的时候做适当的干预。

课程设置

讨论方向聚焦在系统生物学、定量生物学和与生物学研究的各个交叉学科。课题设置将充分体现科学研究的前沿性、挑战性、趣味性。2013年度的暑期学校将初步提出以下几个课题：

1、生物调控网络设计。设计一种能够通过拼接方式完成越来越复杂功能的生物调控网络。其挑战性在于如何定量设定“功能”，“控制线路”，和“控制模块”。（负责人：欧阳颀）

2、癌细胞的动力学特征。将癌变过程看成是一个动力系统，研究癌细胞的动力学特征，探索癌变动力学机理，提出可行的研究方案。（负责人：王宏利）

3、生物新陈代谢系统的工程化。讨论代谢系统工程化的理性设计原理。提出新陈代谢系统理性化设计的研究方案。（负责人：李方廷）

4、生物信息学及相关技术在系统生物学的应用。怎样把生物信息技术语系统生物学结合，特别是在生物网络性质研究中的应用。（负责人：邓明华）

5、基于系统生物学的药物设计。讨论在生物网络信息不完全的条件下的基于系统生物学的药物设计。（负责人：裴剑锋）

6、细胞抉择机制(Cellular decision making)。研究细胞抉择的网络动力学机制。（负责人：汤超）

7、生物微流技术的应用。根据微流体技术的发展状况，设计新型的生物微流芯片，将其应用到生物信号检测，系统生物学研究与合成生物学设计中。（负责人：罗春雄）

学员可以根据自己的兴趣和知识结构自选题目。（负责人：朱怀球）

参加学员

（1）所有定量生物学中心的研究生（已经经过博士生答辩的学生可以自愿参加）。由于各种原因不能参加的必须经过导师批准。

（2）理论生物中心成员的研究生由导师制定参加。

教学程序

第一阶段：研究团队形成和课题确定（7月1日——7月7日）

7月1日：全体会议，暑期学校开始。研究小组形成。

整个暑期学校按提出的讨论方向分成研究小组。每个方向有专门教师负责（见上表）。学员通过自愿结合方式形成研究团队。

团队形成规定：

（1）充分显示交叉。团队成员必须来自定量生物学中心不同成员的学生，原则上不允许统一导师名下的学生在同一个小组中。

（2）控制研究小组规模。每一个研究小组又3-5名学员组成。不允许多于5人的小组。

（3）经过民主讨论选出团队的负责人。负责人负责小组讨论，协调研究项目数的起草与形成，代表本小组汇报。

7月1日——7月7日

以团队为基本单位讨论所要解决的科学问题。各个团队的成员充分发挥个人的想象力，不加限制的提出自己所感兴趣的问题。经过充分讨论，各个团队，将问题归类，根据问题的前沿性和挑战性提炼出几个研究课题。

7月5日 学员与任课老师全体会议

所有学员队所选择的课题进行讨论，并在讨论的基础上打分。各团队根据讨论的情况修改本团队的研究课题，经过修改，最终选择研究课题。

第二阶段：背景知识训练 （7月8号——7月15号）

此阶段以研究小组为基本单位实施。指导教师根据学员情况自行安排实践，根据学员所选择的问题有针对性地引导学员了解相关的背景知识和研究前沿。在一些关键领域提供一些小型专业性讨论，帮助学员了解相关的知识。各团队的学员根据所确定的研究课题查找相关文献，了解当前的研究状况和技术手段，并有选择的作一些重复性理论与计算工作。最终形成研究草案。以备下一阶段答辩。

第三阶段：制定研究计划 （7月16号——7月20号，地点：雾灵山庄）

各个研究团队在充分理解所选研究课题的研究意义，充分掌握相应研究领域的状况的基础上开始撰写本团队的研究计划。研究计划有团队成员分工合作完成。按照基金委面上基金的格式组织，内容包括研究意义，国内外研究状况，研究内容，拟解决的关键问题，创新点，技术路线等。研究计划的时间一般为一年。

7月20号全体学员与知道老师会议，并邀请所有定量生物学中心成员参加。项目初评，各小组进行项目答辩。由定量生物学中心成员投票，从中选择不超过一半的研究计划进入终评。对于通过述评的小组给予适当奖励。

第四阶段：项目终评（7月24号）

全体会议。初审通过的研究小组面对由定量生物学中心成员和学生（各小组负责人）共同组成的评审委员会进行项目答辩。评出最终成绩。前三名的小组可以得到中心的经费支持，独立开展自己的研究工作。