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生物信息學(xué)的基本概念范文第1篇

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué)；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)模式

中圖分類號(hào) G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）06-0179-03

Innovative Teaching Pattern of Bioinformatics

Zhu Liucun et al.

（School of Life Sciences，Shanghai University，Shanghai 200444，China）

Abstract：As a newly-developing interdiscipline，bioinformatics has received incessant attention on the research of teaching models.Traditional teaching methods focus on the pattern of direct instruction and demonstration from the lecturer which students were used to learning in China.However，this straight teaching pattern usually lacks of capacity of arousing students' interest in learning，let alone achieves the aim of making them complete their work with the knowledge they learned in class.Recently，case-based learning，problem-based learning and program-based learning are known as successfully innovative teaching models.In this paper，by combining these three models and considering the background of students and characteristic of bioinformatics，we propose a new teaching pattern to be geared to the needs of the undergraduates learning bioinformatics.We look forward to the innovation and development this teaching pattern may achieve so as to enhance the students' capacity of independent study and thinking.

Key words：Bioinformatics；Practice teaching；Teaching pattern

1 前言

生物信息學(xué)是生命科學(xué)的重要前沿交叉學(xué)科之一，綜合計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科的技術(shù)和方法，以計(jì)算機(jī)為主要的工具，對(duì)生物原始數(shù)據(jù)進(jìn)行研究、存檔、分析和處理，以闡明其具有的生物學(xué)意義[1，2]。隨著人類基因組計(jì)劃的成功完成，測(cè)序技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的生物基因序列數(shù)據(jù)被載入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。而大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)要求我們能大規(guī)模的分析處理這些數(shù)據(jù)，因此生物信息學(xué)進(jìn)入高速發(fā)展的黃金期。

目前生物信息學(xué)在許多高校本科生物專業(yè)中開設(shè)，目的是讓學(xué)生掌握生物信息學(xué)的相關(guān)技術(shù)及分析數(shù)據(jù)能力，并具有查找、跟蹤生物信息學(xué)前沿性技術(shù)的能力。然而，在與學(xué)生的交流過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)幾個(gè)普遍存在的問(wèn)題：有的學(xué)生反映，聽完課很快就忘了；有的學(xué)生感覺很多概念太難懂；而更為關(guān)鍵的是，很多學(xué)生學(xué)完這門課之后，仍然不知道遇到具體的問(wèn)題應(yīng)當(dāng)如何去做，甚至根本想不到用生物信息學(xué)課上學(xué)到的方法去解決他們的實(shí)際問(wèn)題。究其原因，主要是由于國(guó)內(nèi)的生物信息學(xué)教學(xué)基本以教師講授為主，缺少與學(xué)科本身交叉前沿性特點(diǎn)相結(jié)合的教學(xué)方法[3]，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，變成簡(jiǎn)單的重復(fù)老師的實(shí)驗(yàn)操作，失去獨(dú)立思考的能力，這就違背了開設(shè)這門課的初衷。為此，本文就目前流行的3種創(chuàng)新教學(xué)模式的特點(diǎn)進(jìn)行分析，結(jié)合生物信息學(xué)特點(diǎn)，歸納出一套適合本科生物信息學(xué)教學(xué)的方法。

2 幾種創(chuàng)新教學(xué)模式介紹

2.1 案例式教學(xué)法 案例式教學(xué)法（Case-Based Learning）是指教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)案例，利用案例材料指導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)，充分發(fā)揮學(xué)生主導(dǎo)地位的方法[3，4]。不同于傳統(tǒng)教學(xué)灌輸?shù)姆绞?，案例式教學(xué)更加注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，不直接提供解決問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)答案，而是通過(guò)結(jié)合具體案例討論得到解決問(wèn)題的方法。

2.2 問(wèn)題式教學(xué)法 問(wèn)題式教學(xué)法（Problem-Based Learning）是以問(wèn)題為導(dǎo)向的開放式教學(xué)模式[5]，主張讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)去解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用。其特點(diǎn)是將教材的知識(shí)點(diǎn)以問(wèn)題的形式呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，讓學(xué)生在探索解決問(wèn)題的過(guò)程中展開探索，教師和學(xué)生一起協(xié)作尋找解決問(wèn)題的方法，從而掌握課本中的知識(shí)。在研究活動(dòng)中，學(xué)生可以充分利用身邊的資源，比如圖書館的文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)軟件以及多媒w等多種形式進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。問(wèn)題式教學(xué)模式營(yíng)造了一種輕松快樂(lè)的學(xué)習(xí)氛圍，提高了學(xué)生相互合作的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，為以后步入社會(huì)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。比如，在BLAST軟件使用教學(xué)中，可以先給學(xué)生提出如何對(duì)兩條DNA序列進(jìn)行比對(duì)的問(wèn)題，讓他們通過(guò)自學(xué)與相互討論的方式掌握BLAST的使用方法并將2條DNA序列利用BLAST進(jìn)行比對(duì)并對(duì)比對(duì)結(jié)果加以闡述。

2.3 項(xiàng)目式教學(xué)法 項(xiàng)目式教學(xué)法（Program-Based Learning）是以項(xiàng)目為主線，在老師的指導(dǎo)下，將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生處理，包括對(duì)信息的收集、方案的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目的實(shí)施及最終評(píng)價(jià)[6]。學(xué)生通過(guò)對(duì)該項(xiàng)目的進(jìn)行，了解并把握整個(gè)程及每一個(gè)環(huán)節(jié)中的基本要求，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析解決問(wèn)題的能力，讓學(xué)生提高自己的動(dòng)手能力、組織協(xié)作能力和綜合概括的能力，拓展學(xué)生思考問(wèn)題的深度和廣度。這種教學(xué)法應(yīng)用非常廣泛，尤其是在職業(yè)教育中。

3 應(yīng)用于生物信息W課程的創(chuàng)新教學(xué)模式

那么采取哪種教學(xué)方式才能夠讓學(xué)生順利掌握知識(shí)點(diǎn)，并且能應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去呢？一般的生物學(xué)課程，只要在理論課后加入實(shí)踐課的內(nèi)容，就可以解決這個(gè)問(wèn)題，例如細(xì)胞生物學(xué)，只要再加入細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，那么學(xué)生對(duì)這門課的理解就會(huì)加深很多，對(duì)這門課的應(yīng)用也會(huì)有一定的了解。然而筆者在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中卻發(fā)現(xiàn)，這樣的方式并不適合生物信息學(xué)這門課程，這是由于多數(shù)學(xué)生在上機(jī)實(shí)踐之后，仍然不是太理解課上講的一些概念，也不知道如何將這些方法運(yùn)用到實(shí)際中。造成這種情況的原因主要有兩點(diǎn)，一個(gè)是生物信息學(xué)這門課程所要求的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)方面基礎(chǔ)，絕大多數(shù)學(xué)生物的學(xué)生都比較薄弱，甚至有部分同學(xué)在計(jì)算機(jī)編程方面是零基礎(chǔ)。這使得他們?cè)诶碚撜n上，對(duì)一些概念只是強(qiáng)行記住，并沒(méi)有真正理解。而在上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)中，他們又只是走馬觀花地將整個(gè)流程給過(guò)了一遍，并不知道這些操作是用來(lái)做什么的。另一個(gè)原因則是生物信息學(xué)與其他生物學(xué)的課程之間有脫節(jié)，這使得生物信息學(xué)的知識(shí)點(diǎn)很難融入到學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)體系當(dāng)中去，這樣就導(dǎo)致了學(xué)生不知道這些知識(shí)點(diǎn)的用途。因此，必須在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上，深入剖析生物信息學(xué)的基本概念，并且結(jié)合生物學(xué)中的實(shí)際問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)其進(jìn)行解決，才能讓學(xué)生真正掌握這門課。而傳統(tǒng)的老師講、學(xué)生聽的授課方式顯然是不能滿足這一要求的。

案例式教學(xué)法起源于美國(guó)哈佛商學(xué)院，最早應(yīng)用于商業(yè)管理課程。其重點(diǎn)在于對(duì)一些熱門且有爭(zhēng)議的問(wèn)題進(jìn)行反復(fù)討論，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。而生物信息學(xué)課程的內(nèi)容大多比較確定，比較前沿有爭(zhēng)議的話題又離日常生活較遠(yuǎn)，極少出現(xiàn)熱門話題。因此，筆者認(rèn)為案例式教學(xué)法目前可以偶爾用作課堂教學(xué)穿插，不適合全面應(yīng)用于本科生物信息學(xué)課程。

問(wèn)題式教學(xué)模式與項(xiàng)目式教學(xué)模式在本質(zhì)上是相同的，均是以學(xué)生為主體，讓學(xué)生帶著問(wèn)題或者有明確的目標(biāo)的去主動(dòng)利用身邊資源查找相關(guān)知識(shí)解決問(wèn)題完成目標(biāo)，使學(xué)生在探索過(guò)程不僅掌握了知識(shí)，同時(shí)萌生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和欲望，提高了自主學(xué)習(xí)能力。兩種教學(xué)模式的區(qū)別在于問(wèn)題式教學(xué)法是將書本中的知識(shí)點(diǎn)凝練為問(wèn)題再分析問(wèn)題并解決問(wèn)題，而項(xiàng)目式教學(xué)法則是根據(jù)老師提出的項(xiàng)目要求，以收集信息、設(shè)計(jì)方案、實(shí)施項(xiàng)目、最終評(píng)價(jià)為線索進(jìn)行教學(xué)。問(wèn)題式教學(xué)提出的問(wèn)題與書本知識(shí)更為接近且較為零散，學(xué)生在針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和解決的過(guò)程中，容易對(duì)教學(xué)內(nèi)容缺乏整體認(rèn)識(shí)，即難以將知識(shí)點(diǎn)連成線，也很難結(jié)合實(shí)際問(wèn)題。而項(xiàng)目式教學(xué)法是目前最適合提高學(xué)生能力的教學(xué)方法。然而在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目式教學(xué)并不適應(yīng)，很多學(xué)生在理解項(xiàng)目時(shí)就遇到了困難，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)感到無(wú)從下手。

因此，筆者在對(duì)兩種教學(xué)方法進(jìn)行研究歸納之后，將問(wèn)題式教學(xué)法與項(xiàng)目式教學(xué)法相結(jié)合，總結(jié)出一套適合本科生物信息學(xué)教學(xué)的方法。具體為：首先教師根據(jù)課程安排制定一個(gè)可擴(kuò)展的課題，明確課題要求，并根據(jù)課題內(nèi)容將知識(shí)點(diǎn)拆分，以問(wèn)題形式展現(xiàn)給學(xué)生，教師先就這些問(wèn)題講一些例子，學(xué)生查找資料。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生既對(duì)課題內(nèi)容有整體認(rèn)識(shí)，又在分析、解決一系列小問(wèn)題時(shí)學(xué)習(xí)到知識(shí)點(diǎn)、收集了項(xiàng)目信息。隨后通過(guò)參與定期分組討論，與老師進(jìn)行溝通的方式，學(xué)生最終可以擬定項(xiàng)目的方案并付諸實(shí)施。這種教學(xué)模式讓學(xué)生了解實(shí)際工作的流程，培養(yǎng)基本的工作能力。在與教師的交流討論中收獲更多的專業(yè)知識(shí)，與同學(xué)之間的合作交流中查漏補(bǔ)缺，完善自己的不足，達(dá)到相互提高的作用。例如，在教學(xué)中，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)題為“構(gòu)建一個(gè)可以預(yù)測(cè)乳腺癌患者生存時(shí)間的基因模型”的項(xiàng)目，并將項(xiàng)目拆解為：如何查找潛在包含乳腺癌患者信息的數(shù)據(jù)庫(kù)？如何篩選與生存時(shí)間相關(guān)的基因？如何構(gòu)建模型？如何評(píng)價(jià)模型的好壞四個(gè)問(wèn)題？同時(shí)，為了讓學(xué)生在實(shí)踐中更好下手，可以依次為各個(gè)問(wèn)題舉例加以說(shuō)明。如查找數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)節(jié)，可以列舉NCBI中的GEO數(shù)據(jù)庫(kù)與美國(guó)政府發(fā)起的癌癥和腫瘤基因圖譜計(jì)劃涉及的TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)兩個(gè)例子，讓學(xué)生先從這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)本身有所認(rèn)識(shí)，再利用校園網(wǎng)資源查找更多的數(shù)據(jù)庫(kù)。在此過(guò)程中，學(xué)生全程參與項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的各個(gè)流程，不僅學(xué)會(huì)了自主查找資料與學(xué)習(xí)，還提高了同學(xué)間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)與團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，獲得獨(dú)立思考的能力。

參考文獻(xiàn)

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生物信息學(xué)的基本概念范文第2篇

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué)；創(chuàng)新思維；課外訓(xùn)練；文獻(xiàn)抄讀

隨著生物信息學(xué)在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)中的廣泛應(yīng)用，許多高校開始開辦生物信息學(xué)專業(yè)，培養(yǎng)生物信息學(xué)人才。哈爾濱醫(yī)科大學(xué)是最早開設(shè)生物信息本科專業(yè)的高校之一。目前，幾十所高校陸續(xù)開辦生物信息學(xué)專業(yè)，包括：東南大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、南方醫(yī)科大學(xué)等。多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，使得生物信息學(xué)人才的培養(yǎng)面臨極大的困難。生物信息學(xué)的本科生需要接受數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、生物/醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科課程的學(xué)習(xí)。短短的幾年時(shí)間對(duì)于掌握這些知識(shí)，非常困難。更為困難的是，生物信息學(xué)的發(fā)展速度極快，讀研深造或就業(yè)生物信息公司，需要的大多是最新的生物信息學(xué)技術(shù)[1]。因此，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)采取了課外創(chuàng)新思維訓(xùn)練的模式，即為學(xué)生分配指導(dǎo)教師，學(xué)生加入教師所在的科研團(tuán)隊(duì)，學(xué)習(xí)生物信息知識(shí)[2]。本文以哈爾濱醫(yī)科大學(xué)大慶校區(qū)學(xué)生為例，探討該模式的經(jīng)驗(yàn)和策略。

1生物信息技術(shù)培訓(xùn)

通過(guò)宣傳，讓大一的本科生自由報(bào)名參加培訓(xùn)，組織系內(nèi)有科研經(jīng)驗(yàn)的教師對(duì)學(xué)生開展生物信息基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)課程，每年培訓(xùn)10幾次，每次根據(jù)授課教師的準(zhǔn)備內(nèi)容，講授2-4學(xué)時(shí)。這些課程大部分安排在周末進(jìn)行，內(nèi)容主要結(jié)合基礎(chǔ)知識(shí)和教師科研特點(diǎn)來(lái)設(shè)定，包括：非編碼RNA基本概念、microRNA、Cytoscape畫圖、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法、聚類分析、二代測(cè)序理論知識(shí)等，詳見表1。授課場(chǎng)地利用計(jì)算機(jī)機(jī)房，這樣便于學(xué)生邊學(xué)邊做。學(xué)生的課外創(chuàng)新思維與課內(nèi)創(chuàng)新思維最大的不同在于有效的結(jié)合了實(shí)踐活動(dòng)。這些培訓(xùn)內(nèi)容均為教師實(shí)際從事科研所必須的知識(shí)，教師有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此，可以學(xué)生一邊上課，一邊操作。學(xué)生有困難時(shí)，教師可以輕松的解答。研究生也可以參與其中，為學(xué)生進(jìn)行答疑，傳授他們實(shí)踐知識(shí)和編程技巧，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)產(chǎn)生極大的興趣，提升求知欲望。生物信息的一個(gè)特點(diǎn)是：高校的科研內(nèi)容往往與公司所需的技術(shù)接近，因此學(xué)生對(duì)這些內(nèi)容的深入學(xué)習(xí)和實(shí)踐，對(duì)以后的就業(yè)有很大的幫助。

2文獻(xiàn)抄讀活動(dòng)

文獻(xiàn)抄讀是科研中掌握最新研究動(dòng)態(tài)和學(xué)習(xí)最先進(jìn)技術(shù)的有效手段。從事生物信息科研的教師和研究生一般會(huì)定期的進(jìn)行文獻(xiàn)抄讀。哈爾濱醫(yī)科大學(xué)大慶校區(qū)的生物信息團(tuán)隊(duì)每周有三次的文獻(xiàn)抄讀，往往設(shè)定在工作日晚上進(jìn)行。我們要求自愿參加課外創(chuàng)新思維訓(xùn)練的本科學(xué)生與教師、研究生一同參加文獻(xiàn)抄讀活動(dòng)。對(duì)于低年級(jí)的本科生，只需要聽，不需要講。即使這樣安排，低年級(jí)學(xué)生也很難聽懂，因?yàn)槲墨I(xiàn)抄讀的論文經(jīng)常發(fā)表在頂級(jí)期刊，如：nature、science和cell。我們發(fā)現(xiàn)，由于低年級(jí)學(xué)生聽不懂，一段時(shí)期內(nèi)會(huì)對(duì)生物信息參數(shù)厭倦感。有的學(xué)生一兩個(gè)月后會(huì)適應(yīng)，有的學(xué)生需要半年及以上，還有一部分學(xué)生堅(jiān)持不了，選擇退出。這段時(shí)期，對(duì)于教師和學(xué)生都是一個(gè)極大的考驗(yàn)和煎熬。教師往往因?yàn)閷W(xué)生多次聽不懂而一籌莫展；學(xué)生因?yàn)槎啻温牪欢倚?。我們采取?dǎo)師制兼課題組負(fù)責(zé)的策略，部分緩解了學(xué)生和教師的壓力。一位導(dǎo)師帶1至2名低年級(jí)學(xué)生，科研方向相近的導(dǎo)師形成團(tuán)隊(duì)，共同負(fù)責(zé)學(xué)生的創(chuàng)新思維培養(yǎng)。根據(jù)團(tuán)隊(duì)課題方向的特點(diǎn)，選擇方向相近的論文進(jìn)行文獻(xiàn)抄讀。低年級(jí)學(xué)生主要聽所在團(tuán)隊(duì)的文獻(xiàn)抄讀活動(dòng)。有精力時(shí)，可以參加其它團(tuán)隊(duì)的文獻(xiàn)抄讀。由于文獻(xiàn)抄讀內(nèi)容相近，學(xué)生的接受程度有了較大的改善。對(duì)于高年級(jí)的本科生，我們選擇優(yōu)秀的學(xué)生閱讀和講授文獻(xiàn)抄讀。在實(shí)踐過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)高年級(jí)本科學(xué)生更加適合于講生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件使用類的論文。因此，為學(xué)生主要分配這兩類論文，但要求學(xué)生要講清楚數(shù)據(jù)庫(kù)使用和軟件的操作步驟。當(dāng)學(xué)生站在講臺(tái)上為其他學(xué)生、尤其教師和研究生講授論文知識(shí)后，學(xué)生的自信心會(huì)有很大的提升。從學(xué)生的講授過(guò)程，也可以考察學(xué)生的邏輯思維能力。往往邏輯思維能力有較大提升的學(xué)生，在講授論文時(shí)，表達(dá)非常清晰。在文獻(xiàn)抄讀過(guò)程中，我們注重與實(shí)踐結(jié)合。如果文獻(xiàn)中有需要使用的軟件和方法。我們會(huì)馬上安排學(xué)生去實(shí)現(xiàn)和使用該方法，然后寫幫助文檔并特異安排一次培訓(xùn)，讓該學(xué)生教會(huì)教師、研究生、本科生軟件使用和方法。通過(guò)這一策略，一方面學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)抄讀產(chǎn)生更大的興趣，因?yàn)槲墨I(xiàn)抄讀內(nèi)容有很實(shí)用的知識(shí)和方法，學(xué)生課下可以馬上根據(jù)文獻(xiàn)內(nèi)容來(lái)復(fù)現(xiàn)結(jié)果，并應(yīng)用在課題組正在進(jìn)行的課題當(dāng)中。另一方面，真正為教師的科研起到幫助。教師安排學(xué)生立刻復(fù)現(xiàn)文獻(xiàn)抄讀內(nèi)容，可以幫助對(duì)文獻(xiàn)理論知識(shí)的理解和掌握。學(xué)會(huì)文獻(xiàn)中的軟件，可以幫助科研的策略選擇。學(xué)會(huì)文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)庫(kù)使用，可以增加數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)來(lái)源。但也需要注意一點(diǎn)，學(xué)生的知識(shí)面有限，在安排學(xué)生任務(wù)時(shí)，要評(píng)估學(xué)生是否能夠勝任該任務(wù)。

3結(jié)束語(yǔ)

本文以介紹生物信息本科生創(chuàng)新思維課外訓(xùn)練的經(jīng)驗(yàn)為例，探討了生物信息學(xué)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)策略和方法。我們發(fā)現(xiàn)本科生參與文獻(xiàn)抄讀活動(dòng)有利于培養(yǎng)本科生的創(chuàng)新思維。

參考文獻(xiàn)

[1]馮陳晨，李春權(quán).如何培養(yǎng)本科生的科研創(chuàng)新能力.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2015．

生物信息學(xué)的基本概念范文第3篇

關(guān)鍵詞：遺傳學(xué)；教學(xué)改革；課程群；

隨著現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，遺傳學(xué)已成為21世紀(jì)生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一，是生命科學(xué)中各門學(xué)科的核心，它的分支幾乎擴(kuò)展到生命科學(xué)的各個(gè)研究領(lǐng)域.目前，在生物學(xué)各專業(yè)的教學(xué)中，普遍存在著知識(shí)老化，課程體系陳舊，如遺傳學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、基因工程、基因組學(xué)、分子遺傳學(xué)等課程之間存在著部分內(nèi)容重復(fù)等一系列問(wèn)題.顯然，當(dāng)前的課程體系已不適應(yīng)高等學(xué)校生命科學(xué)教育的要求.如何突出遺傳學(xué)主干課程，實(shí)現(xiàn)課程體系的整合、優(yōu)化，不同課程間知識(shí)的融通和銜接，以此組建口徑寬、方向靈活的課程群，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以增強(qiáng)學(xué)生的適應(yīng)性和競(jìng)爭(zhēng)力，培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)性特長(zhǎng)、能力特長(zhǎng)以及繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力，形成終身學(xué)習(xí)的觀念，是擺在我們面前值得思考的問(wèn)題.我們從遺傳學(xué)課程入手，對(duì)遺傳學(xué)課程群進(jìn)行了初步的思考，重新設(shè)置和實(shí)踐，目的是實(shí)現(xiàn)課程體系的整合、優(yōu)化，培養(yǎng)符合現(xiàn)代社會(huì)要求的創(chuàng)新型、復(fù)合型人才.

1遺傳學(xué)課程群內(nèi)課程設(shè)置的基本思路

遺傳學(xué)課程群內(nèi)課程設(shè)置的基本思路就是圍繞“一個(gè)中心，三個(gè)方向”的原則，以普通遺傳學(xué)為核心課程，兼顧三個(gè)方面的內(nèi)容.基本框架如圖1.

“一個(gè)中心”就是以普通遺傳學(xué)為核心課程.遺傳學(xué)是一門生命科學(xué)所有專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，要求全面系統(tǒng)地介紹遺傳學(xué)的基本原理、分析方法及現(xiàn)代遺傳學(xué)發(fā)展的最新成就.在教學(xué)中，要始終貫穿遺傳物質(zhì)的本質(zhì)、遺傳物質(zhì)的傳遞和變異、遺傳信息的表達(dá)與調(diào)控這一主線，使學(xué)生在群體水平、個(gè)體水平、細(xì)胞水平和分子水平的不同層次上對(duì)遺傳學(xué)有比較全面、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，并能應(yīng)用其基本原理分析遺傳學(xué)數(shù)據(jù)，解釋遺傳學(xué)現(xiàn)象，并對(duì)遺傳學(xué)各分支學(xué)科有一個(gè)基本的了解.

“三個(gè)方向”是以遺傳學(xué)分支學(xué)科、反映現(xiàn)代遺傳學(xué)發(fā)展的學(xué)科及遺傳學(xué)普及性學(xué)科為遺傳學(xué)內(nèi)容細(xì)化、深化和普及的三個(gè)層面，主要包括以下內(nèi)容：

一是遺傳學(xué)分支學(xué)科的內(nèi)容，主要包括《群體遺傳學(xué)》、《微生物遺傳學(xué)》、《細(xì)胞遺傳學(xué)》等課程，以專業(yè)選修課的形式開出，主要目的是根據(jù)學(xué)生的興趣和愛好，深入學(xué)習(xí)遺傳學(xué)各個(gè)分支學(xué)科的知識(shí).如《群體遺傳學(xué)》是研究在自然選擇、基因漂變、突變以及遷移四種進(jìn)化動(dòng)力的影響下，等位基因的分布和改變.它是在群體水平上研究種群的分類、空間結(jié)構(gòu)等，并試圖解釋諸如適應(yīng)和物種形成現(xiàn)象的理論.《微生物遺傳學(xué)》是以病毒、細(xì)菌、小型真菌以及單細(xì)胞動(dòng)植物等為研究對(duì)象的遺傳學(xué)分支學(xué)科.《細(xì)胞遺傳學(xué)》是遺傳學(xué)與細(xì)胞學(xué)相結(jié)合的一個(gè)遺傳學(xué)分支學(xué)科，主要是在細(xì)胞和染色體水平上研究.

二是反映現(xiàn)代遺傳學(xué)發(fā)展的學(xué)科，如《基因工程》、《分子遺傳學(xué)》、《基因組學(xué)》.這三門課程都是在普通遺傳學(xué)基礎(chǔ)上開設(shè)的專業(yè)選修課程，目的是與現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展接軌.如《分子遺傳學(xué)》(moleculargenetics)的主要內(nèi)容為基因的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄以及轉(zhuǎn)錄后調(diào)控、翻譯，基因突變，DNA的復(fù)制、修復(fù)，原核與真核生物的基因表達(dá)調(diào)控，是在分子水平上進(jìn)行的研究.此課程為生命科學(xué)各專業(yè)本科生的學(xué)科基礎(chǔ)課，也可作為研究生的專業(yè)選修課.《基因工程》(geneengineering)主要介紹基因操作的主要技術(shù)原理，基因操作的工具酶，克隆載體，目的基因的分離方法，重組體的構(gòu)建及導(dǎo)入，克隆基因的表達(dá)與檢測(cè)，基因工程研究進(jìn)展，存在問(wèn)題及新策略等內(nèi)容，使學(xué)生具備基因工程方面的基本知識(shí)和掌握其操作技術(shù).《基因組學(xué)》(genomics)是對(duì)所有基因進(jìn)行基因組作圖，核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析的一門科學(xué).主要講述生物基因組的基本結(jié)構(gòu)和組成、基因組內(nèi)基因的表達(dá)和調(diào)控、遺傳圖譜與物理圖譜、基因組測(cè)序、基因組序列解讀、染色體的結(jié)構(gòu)與基因表達(dá)調(diào)控、基因組的復(fù)制、基因組進(jìn)化的分子基礎(chǔ)、基因組進(jìn)化的模式、分子系統(tǒng)發(fā)生學(xué)等內(nèi)容，并講述人類基因組計(jì)劃的全過(guò)程以及由此引發(fā)的道德倫理和法律問(wèn)題，系統(tǒng)向?qū)W生講授基因組學(xué)研究的基本內(nèi)容及相關(guān)進(jìn)展.通過(guò)該課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解結(jié)構(gòu)基因組學(xué)和功能基因組學(xué)的重要研究領(lǐng)域、熱點(diǎn)問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)，以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與進(jìn)展.

三是遺傳學(xué)普及性的內(nèi)容，此類課程為遺傳學(xué)的平行課程，以公選課的形式開出，主要目的是普及遺傳學(xué)知識(shí)，提高人口質(zhì)量和全民素質(zhì).我們針對(duì)非生物專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了《人類遺傳學(xué)》和《遺傳與優(yōu)生》兩門課程.《人類遺傳學(xué)》主要講述人類在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理、生化、免疫、行為等各種性狀的遺傳上的相似和差別，人類群體的遺傳規(guī)律以及人類遺傳性疾病的發(fā)生機(jī)理、傳遞規(guī)律和如何預(yù)防等內(nèi)容，使學(xué)生掌握人類遺傳學(xué)的基本概念和主要研究方法.《遺傳與優(yōu)生》主要講述什么是遺傳病，遺傳病對(duì)人類的危害，人類的染色體和染色體病、基因和基因病、腫瘤與遺傳、人類代謝和發(fā)育中的遺傳學(xué)問(wèn)題、優(yōu)生學(xué)的基本概念、影響優(yōu)生的因素，優(yōu)生的措施等.這兩門課程都注重貼近生活，貼近社會(huì)，從剖析青年學(xué)生關(guān)注的問(wèn)題入手去介紹人類遺傳與優(yōu)生的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)，使學(xué)生能夠在輕松、順暢且饒有興趣的學(xué)習(xí)過(guò)程中獲益.對(duì)于醫(yī)療保健事業(yè)和人群遺傳素質(zhì)的改進(jìn)具有重要意義.

2遺傳學(xué)課程群內(nèi)課程內(nèi)容整合的思路

為解決遺傳學(xué)的迅速發(fā)展及新知識(shí)、新技術(shù)不斷出現(xiàn)與遺傳學(xué)教學(xué)時(shí)數(shù)減少這一矛盾，我們通過(guò)建立遺傳學(xué)課程群體系，協(xié)調(diào)課程群內(nèi)各門課程的關(guān)系，盡量減少重復(fù)內(nèi)容，對(duì)于學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，如核酸的結(jié)構(gòu)和特征在先修課程《生物化學(xué)》中介紹，染色體的結(jié)構(gòu)，細(xì)胞周期等在細(xì)胞生物學(xué)課程中介紹，概率和統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程中介紹.而對(duì)于遺傳學(xué)各分支學(xué)科的深入討論，將在細(xì)胞遺傳學(xué)、群體及數(shù)量遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)、基因組學(xué)、基因工程、生物信息學(xué)等課程中介紹.

3遺傳學(xué)課程群內(nèi)實(shí)驗(yàn)課程整合的思路

遺傳學(xué)課程群內(nèi)主要設(shè)置了遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)和分子遺傳學(xué)大實(shí)驗(yàn)，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)是為了配合遺傳學(xué)的教學(xué)而開設(shè)的一門實(shí)驗(yàn)課程，其設(shè)計(jì)思想是：1)配合遺傳學(xué)的教學(xué)，鞏固和加深對(duì)遺傳學(xué)知識(shí)的理解；2)適應(yīng)現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展，讓學(xué)生掌握現(xiàn)代遺傳學(xué)研究所必需的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)；3)開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)腦筋設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn).目前已形成具有基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、提高性實(shí)驗(yàn)和具有綜合性、研究創(chuàng)新性、開放性實(shí)驗(yàn)的不同層次的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系.鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)腦筋設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室已對(duì)學(xué)生部分開放，并實(shí)施了自選實(shí)驗(yàn)考試法[1].學(xué)生在此過(guò)程中得到了很好的科研訓(xùn)練，部分學(xué)生在本科階段就寫作并發(fā)表了論文，充分體現(xiàn)了遺傳學(xué)課程教學(xué)改革的特色.例如，結(jié)合本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們編制了“遺傳學(xué)試驗(yàn)的計(jì)算機(jī)模擬”軟件[2]，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)基本概念和基本原理的理解，而且也增加了學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生命科學(xué)研究的興趣.我們開發(fā)設(shè)計(jì)了“遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)顯微圖像演示系統(tǒng)”[3]，建立了遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)圖像庫(kù)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前可以方便地檢索觀察實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的各種圖像，大大提高了實(shí)驗(yàn)效率.通過(guò)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的培訓(xùn)，學(xué)生具備了一定的設(shè)計(jì)和綜合創(chuàng)新的能力，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)入分子遺傳學(xué)大實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí).而分子遺傳學(xué)大實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)整合了分子遺傳學(xué)和基因工程兩門課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，既涵蓋了分子遺傳學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)，也體現(xiàn)了現(xiàn)代分子遺傳學(xué)發(fā)展的新方法、新技術(shù).實(shí)驗(yàn)通過(guò)DNA提取、擴(kuò)增、檢測(cè)，到目的基因的獲取、重組、轉(zhuǎn)化、分子雜交等系列性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生不僅掌握了現(xiàn)代生物學(xué)分析技術(shù)，也培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，更實(shí)現(xiàn)了理論類課程與實(shí)踐訓(xùn)練類課程的有序銜接，同時(shí)完善了學(xué)生從認(rèn)知實(shí)踐到科研實(shí)踐的創(chuàng)新精神培養(yǎng)體系.

4遺傳學(xué)課程群實(shí)踐基地的建設(shè)

僅有書本上的知識(shí)是不夠的，遺傳學(xué)課程群內(nèi)的課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，專業(yè)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合的綜合性教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不可缺少的重要一環(huán).為此，我們通過(guò)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等手段加強(qiáng)課程知識(shí)的掌握.利用地域優(yōu)勢(shì)，與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院徐州分院、江蘇省藥用植物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、江蘇維維集團(tuán)等建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系.如，我們?cè)谥v解“三系配套”時(shí)就帶領(lǐng)學(xué)生到中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院徐州分院參觀學(xué)習(xí)、實(shí)地學(xué)習(xí)如何進(jìn)行“三系配套”的操作，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解.通過(guò)專業(yè)實(shí)踐，拓寬了學(xué)生的視野，培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及開拓創(chuàng)新的能力，增強(qiáng)了學(xué)生的事業(yè)心和責(zé)任感.

5遺傳學(xué)課程群教學(xué)方法和教學(xué)手段改革之思考

生物信息學(xué)的基本概念范文第4篇

隨著人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也在不斷提高，醫(yī)療模式已由單純的疾病治療轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)防、保健、治療、康復(fù)相結(jié)合的模式。大醫(yī)院人山人海，小藥店街頭巷尾隨處可見，醫(yī)藥工業(yè)迅猛發(fā)展，藥學(xué)專業(yè)人才倍受青睞，現(xiàn)在除了傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)院校培養(yǎng)藥學(xué)人才外，許多理工科院校也相繼開辦了藥學(xué)專業(yè)（如重慶大學(xué)、西南大學(xué)、重慶郵電大學(xué)和重慶理工大學(xué)等），而基礎(chǔ)化學(xué)是藥學(xué)相關(guān)專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，目前我國(guó)藥學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)化學(xué)課程仍按照傳統(tǒng)的四大基礎(chǔ)化學(xué)開課。隨著化學(xué)基礎(chǔ)課學(xué)時(shí)不斷壓縮，每門課程的學(xué)時(shí)非常有限，特別是理工科高校的藥學(xué)專業(yè)，學(xué)生的基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)對(duì)后續(xù)專業(yè)課程和專業(yè)技能的學(xué)習(xí)非常重要。所以，在少學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)化學(xué)課程教學(xué)中教師更重視學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握，而忽略了在教學(xué)中對(duì)學(xué)生綠色化學(xué)意識(shí)的教育和培養(yǎng)。隨著環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，化學(xué)教育工作者一定要樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念，將綠色化學(xué)的思想貫穿于整個(gè)化學(xué)教育的全過(guò)程，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到從“粗放型”的傳統(tǒng)化學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;本文由收集整理集約型”的“綠色化學(xué)”是歷史發(fā)展的必然。

針對(duì)這些情況，當(dāng)前一些普通高校進(jìn)行了相關(guān)研究與實(shí)踐，以提高基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)效果，但是，大多數(shù)高校主要是根據(jù)學(xué)時(shí)來(lái)選擇安排教學(xué)內(nèi)容，利用改進(jìn)教學(xué)手段來(lái)增加教學(xué)內(nèi)容，著眼于局部，頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳，教學(xué)效果雖有所提高，但是效果不甚明顯，沒(méi)有找到從根本上提高基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)效果的方法。本化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)提出了《基于“綠色化學(xué)”理念的理工科院校藥學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)化學(xué)系列課程整合與優(yōu)化的研究與實(shí)踐》課題，依托重慶郵電大學(xué)中藥學(xué)專業(yè)和制藥工程專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行了實(shí)踐。

一 培養(yǎng)具有“綠色化學(xué)”理念的大學(xué)生是人類社會(huì)對(duì)高?；瘜W(xué)教育的基本要求

“綠色化學(xué)”是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)，它用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消滅那些對(duì)人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)生和使用，有利于引導(dǎo)學(xué)生熱愛自然、尊重自然、與自然和諧發(fā)展，牢固樹立綠色意識(shí)，自覺成為未來(lái)的綠色人才。“綠色化學(xué)”是人類與自然和諧的化學(xué)，是面向未來(lái)提出的化學(xué)新概念，同時(shí)也為化學(xué)教學(xué)提出了新課題。

因此，本化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在基礎(chǔ)化學(xué)教別強(qiáng)調(diào)引入“綠色化學(xué)”理念，在緒論部分專門設(shè)有“建立綠色化學(xué)理念，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展”這一部分，強(qiáng)調(diào)綠色化學(xué)的必要性，并且基于“綠色化學(xué)”理念選擇教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)過(guò)程中滲透“綠色化學(xué)”理念，將從源頭上預(yù)防化學(xué)污染的新觀點(diǎn)逐步深入學(xué)生心中。特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)專業(yè)特色與學(xué)生能力培養(yǎng)的需要，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置上滲透綠色化學(xué)理念，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中大大減少了獨(dú)立的基本操作單元實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，將大部分基本操作實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)安排在實(shí)驗(yàn)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)虛擬與仿真實(shí)驗(yàn)室中實(shí)施，同時(shí)大大增加實(shí)用性、綜合性實(shí)驗(yàn)，將部分基本操作融入綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中。實(shí)驗(yàn)原材料都是無(wú)毒或低毒的，刪除了一些毒性高、污染大、效果差的合成實(shí)驗(yàn)。打造以“綠色化學(xué)”為特色的教學(xué)、科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，努力培養(yǎng)具有“綠色化學(xué)”理念的大學(xué)生。

二 基于“綠色化學(xué)”理念對(duì)四大基礎(chǔ)化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的整合實(shí)踐

1．教學(xué)內(nèi)容的整合原則

第二軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院將無(wú)機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)兩門課程整合，很好地解決了這兩門課程中的內(nèi)容重疊問(wèn)題，同時(shí)使無(wú)機(jī)化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容得到了引申，使知識(shí)的系統(tǒng)化更加顯著。本化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)基于“綠色化學(xué)”理念將四大基礎(chǔ)化學(xué)進(jìn)行整合，即將無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)和有機(jī)化學(xué)四門課程進(jìn)行整合，根據(jù)藥學(xué)專業(yè)要求，立足理工科院校注重四大基礎(chǔ)化學(xué)的關(guān)聯(lián)，確保整個(gè)基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)體系的完整，總課程名稱設(shè)為基礎(chǔ)化學(xué)，具體按照普通化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)三門課程進(jìn)行排課。本化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)一起討論、確定教學(xué)內(nèi)容和相應(yīng)的學(xué)時(shí)數(shù)，并且備有一些選學(xué)內(nèi)容供學(xué)時(shí)稍充分的學(xué)校選用，或者供學(xué)生自學(xué)，但是緊密把握“面向藥學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)”、“知識(shí)點(diǎn)之間的連貫”及“難易程度循序漸進(jìn)”這三個(gè)基本原則，使學(xué)生有興趣學(xué)，更輕松地學(xué)。

2．整合后教學(xué)內(nèi)容的具體安排

針對(duì)大學(xué)第一學(xué)期，新生入學(xué)較晚，學(xué)習(xí)時(shí)間較短，需要一段時(shí)間適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)、生活等實(shí)際情況，第一學(xué)期的普通化學(xué)先介紹藥學(xué)與化學(xué)的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)化學(xué)在藥學(xué)專業(yè)中的作用，讓學(xué)生首先從思想上重視它，同時(shí)介紹“綠色化學(xué)”的基本概念和原則，突出綠色化學(xué)在醫(yī)藥工業(yè)和社會(huì)發(fā)展中的意義及必要性，站在整個(gè)基礎(chǔ)化學(xué)角度強(qiáng)調(diào)綠色化學(xué)的重要性和必要性，先行建立“綠色化學(xué)”理念。具體內(nèi)容是：先介紹簡(jiǎn)單且與中學(xué)化學(xué)銜接較多的氣體和溶液，引入大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)的教學(xué)；然后利用熱化學(xué)反應(yīng)方程式引入化學(xué)反應(yīng)熱、熱力學(xué)第一定律和第二定律，引出判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的吉布斯自由能判據(jù)；從吉布斯自由能變的符號(hào)判斷反應(yīng)方向和大小，表示反應(yīng)限度，引入化學(xué)平衡，與中學(xué)化學(xué)緊密銜接，同時(shí)進(jìn)一步銜接化學(xué)反應(yīng)速率，使學(xué)生易于理解；有了平衡依據(jù)后，再分別介紹酸堿平衡與酸堿滴定，沉淀溶解平衡與沉淀滴定，氧化還原平衡與氧化還原滴定，配位平衡與配位滴定；作為含量測(cè)定的加深，再介紹比色法和分光光度法。最后，聯(lián)系中學(xué)化學(xué)知識(shí)簡(jiǎn)單介紹原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)的基本概念和基本理論，并且在每部分都要說(shuō)明它在藥學(xué)中的作用。第一學(xué)期的理論學(xué)時(shí)經(jīng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)統(tǒng)一討論并經(jīng)學(xué)校批準(zhǔn)后定為64學(xué)時(shí)。

基于現(xiàn)代藥物大多是有機(jī)物的現(xiàn)實(shí)，有機(jī)化學(xué)在藥學(xué)相關(guān)專業(yè)非常重要，經(jīng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)統(tǒng)一討論并經(jīng)學(xué)校批準(zhǔn)后有機(jī)化學(xué)理論課程定為96學(xué)時(shí)，安排在第二學(xué)期和第三學(xué)期授課。并且根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系按照官能團(tuán)分類介紹有機(jī)化學(xué)的內(nèi)容，注重與中學(xué)有機(jī)化學(xué)銜接，強(qiáng)調(diào)具有某一類官能團(tuán)的化合物其理化性質(zhì)，每部分都要介紹一些有顯著藥理活性的化合物和該類化合物的合成工藝，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)綠色合成工藝路線，以及該類化合物的構(gòu)效關(guān)系。同時(shí)簡(jiǎn)單介紹一些波譜知識(shí)，如紅外、質(zhì)譜和核磁共振譜等，能夠推導(dǎo)簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，為今后的中藥化學(xué)、天然藥物化學(xué)和藥物合成打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)重在一些綜合性、實(shí)用性的綠色化學(xué)合成，既增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果，同時(shí)也踐行了綠色化學(xué)理念。

經(jīng)過(guò)一年半的大學(xué)學(xué)習(xí)后，在學(xué)生基本上都適應(yīng)了大學(xué)學(xué)習(xí)、生活的情況下，而且具備了較好的數(shù)學(xué)和化學(xué)基礎(chǔ)之后，第四學(xué)期將深入介紹基礎(chǔ)化學(xué)難點(diǎn)部分的物理化學(xué)，在化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上，加深對(duì)化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)的學(xué)習(xí)，最后引入新知識(shí)相平衡，包括表面化學(xué)與膠體化學(xué)和藥學(xué)前沿知識(shí)，以及化學(xué)知識(shí)及其技術(shù)在藥學(xué)專業(yè)中的應(yīng)用，要求講原理時(shí)必須講它的應(yīng)用，重點(diǎn)是在藥學(xué)方向的應(yīng)用上。最后提綱挈領(lǐng)，建立整個(gè)基礎(chǔ)化學(xué)的基本框架和知識(shí)體系。這樣就把基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)整合，避免了重復(fù)，同時(shí)按照知識(shí)的難易程度和前后關(guān)系安排教學(xué)內(nèi)容，節(jié)約了學(xué)時(shí)、方便了學(xué)生理解、提高了教學(xué)效果，以適應(yīng)少學(xué)時(shí)的理工科院校藥學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)。

三 基于“綠色化學(xué)”理念對(duì)四大基礎(chǔ)化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容整合的初步效果

1．學(xué)生成績(jī)明顯提高

2007級(jí)學(xué)生因成績(jī)差，有2名學(xué)生留級(jí)，有近10人未獲學(xué)位，2008級(jí)有95%以上的學(xué)生獲得學(xué)位，2012年重慶郵電大學(xué)推免試研究生學(xué)生中，生物信息學(xué)院5個(gè)專業(yè)6名同學(xué)獲得，制藥工程和中藥學(xué)2個(gè)專業(yè)占了3名，而且有不少同學(xué)進(jìn)入綠色化學(xué)與制藥工程科研平臺(tái)參與實(shí)驗(yàn)鍛煉，參與發(fā)表sci收錄科研論文4篇，參與中國(guó)發(fā)明專利的申報(bào)1項(xiàng)，1人次參與重慶市藥物催化氫化工程技術(shù)研究中心的申報(bào)，獲得了一項(xiàng)重慶郵電大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

生物信息學(xué)的基本概念范文第5篇

【關(guān)鍵詞】 中醫(yī)藥治療學(xué)

［摘要］ 中醫(yī)藥的突出特點(diǎn)和生命力就在于其療效，即根據(jù)中醫(yī)基本理論應(yīng)用方藥的治療效果。中醫(yī)藥規(guī)范化治療方案的研究必須體現(xiàn)中醫(yī)基本理論，遵循現(xiàn)代醫(yī)學(xué)臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法以及利用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)關(guān)于疾病診斷和療效判斷的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)將中醫(yī)證候相關(guān)信息（包括癥狀、舌象和脈象）納入臨床試驗(yàn)的檢查項(xiàng)目之中，開展兩次或多次的臨床試驗(yàn)，利用多元統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)比分析有效和無(wú)效人群的特點(diǎn)，尋求與中醫(yī)藥治療方案有效結(jié)局相關(guān)的主觀癥狀、舌象和脈象，從而找到該治療方案的最佳適應(yīng)癥，形成規(guī)范的治療方案。

［關(guān)鍵詞］ 中醫(yī)藥治療學(xué); 規(guī)范; 臨床方案

Methodological thoughts about research of standardized clinical protocols of traditional Chinese medicine

ABSTRACT The treatment of traditional Chinese medicine (TCM) has been proved effective in clinical practice for thousands of years. To standardize the clinical protocols of TCM is absolutely necessary for enhancing the research quality of TCM and expanding the international influence of TCM. The standardization research on clinical protocols of TCM should be based on the basic theory of TCM and in the light of good clinical practice （GCP） principles. The clinical criteria for both diagnosis and efficacy evaluation of disease are also needed. To include all symptoms， tongue manifestations and pulse presentations into case report form， and to compare the differences in these clinical parameters between effective and noneffective cases by multivariate analysis may be helpful to find more specific indications for therapeutic protocol of TCM. Furthermore， It is suggested that two or more clinical trials on one therapeutic protocol are needed to identify its accurate indications.

KEY WORDS therapeutics (TCM); benchmarking; clinical protocols

雖然中醫(yī)藥治療疾病具有確切的療效，但許多人在描述其療效時(shí)都會(huì)感到一些困惑：中醫(yī)藥治療效果雖好，但國(guó)際公認(rèn)的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)語(yǔ)言及方法卻難以對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的描述。因此，中醫(yī)藥知識(shí)的廣泛傳播與普及便難以展開，而知識(shí)的有效傳遞是知識(shí)發(fā)展的重要途徑。中醫(yī)藥的突出特點(diǎn)和生命力就在于其療效，即根據(jù)中醫(yī)基本理論應(yīng)用方藥的治療效果。因此，運(yùn)用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)語(yǔ)言描述中醫(yī)藥治療方案的有效性及積極開展中醫(yī)藥的對(duì)外傳播是中醫(yī)藥國(guó)際化的重要內(nèi)容，其中首先就是進(jìn)行中醫(yī)藥規(guī)范化治療方案的研究。

1 中醫(yī)藥規(guī)范化治療方案研究應(yīng)遵循的基本原則

1.1 充分運(yùn)用中醫(yī)基本理論 由于中醫(yī)藥的療效是在中醫(yī)基本理論指導(dǎo)下獲得的，因此中醫(yī)藥規(guī)范化治療方案的研究一定要體現(xiàn)中醫(yī)基礎(chǔ)理論的思想。

1.2 充分遵循現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的臨床試驗(yàn)管理規(guī)范 中醫(yī)藥規(guī)范化治療方案的研究應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)臨床試驗(yàn)管理規(guī)范（good clinical practice， GCP）的原則。合理的臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)是說(shuō)明一種藥物或一種治療方案有效性的前提，因此中醫(yī)藥規(guī)范化治療方案的研究同樣應(yīng)遵循這些原則。

1.3 充分利用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)疾病診斷和療效判斷的標(biāo)準(zhǔn) 將現(xiàn)代醫(yī)學(xué)有關(guān)疾病診斷和療效判斷的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用于中醫(yī)藥規(guī)范化治療方案的研究中，將有利于中醫(yī)藥知識(shí)的對(duì)外傳播。

2 中醫(yī)藥規(guī)范化治療方案研究的思路與方法

如果疾病診斷標(biāo)準(zhǔn)、療效評(píng)價(jià)指標(biāo)、臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則都是固定的話，那么一種治療藥物或者治療方案的療效也是基本不變的。中醫(yī)藥規(guī)范化治療方案的臨床療效評(píng)價(jià)如果完全遵照現(xiàn)代醫(yī)學(xué)臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則，那么其療效也應(yīng)是固定的，不可能有很大的差異。我們難以改變疾病診斷標(biāo)準(zhǔn)、療效評(píng)價(jià)指標(biāo)和臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則，我們也無(wú)意去研究這些內(nèi)容。要提高中醫(yī)藥治療方案的有效性，就必須在臨床試驗(yàn)中充分運(yùn)用中醫(yī)基礎(chǔ)理論和基本概念，進(jìn)行具有中醫(yī)藥理論特點(diǎn)的規(guī)范化治療方案研究，尋求該治療方案的適合人群及其更確切的治療適應(yīng)癥，才可能進(jìn)一步提高該治療方案的療效［1］。

2.1 將癥狀、舌象和脈象納入中醫(yī)藥規(guī)范化治療方案研究，體現(xiàn)中醫(yī)基本思想 中醫(yī)四診信息中除了舌、脈象及聞的客觀信息之外，大多數(shù)是依據(jù)問(wèn)診而得到的主觀癥狀信息，他們?cè)谥嗅t(yī)證候分類中起著決定性的作用?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)癥狀、舌象和脈象在疾病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中作用的認(rèn)識(shí)還很不夠。多數(shù)情況下，與病變部位不相關(guān)的一些癥狀被認(rèn)為是病理變化的主觀反應(yīng)，是從屬于客觀病理變化的反應(yīng)，或者說(shuō)是治療效果的從屬反應(yīng)。例如，肝炎患者有無(wú)腰痛或出汗等癥狀并不影響疾病分類學(xué)的診斷和治療；肝炎患者在治療后是否出現(xiàn)排便情況的改變亦不影響治療方案的調(diào)整。中醫(yī)始終非常重視臨床主觀癥狀、舌象和脈象在疾病個(gè)體化中的作用，同時(shí)也是中醫(yī)辨證論治的基礎(chǔ)［2］。

有研究表明，一定的癥狀組合（包含全身癥狀、消化道癥狀等）有助于提高慢性胃炎患者幽門螺桿菌（Helicobacter pylori， HP）的判別率，而不恰當(dāng)?shù)慕M合則可降低HP感染的判別率，由此提示癥狀與疾病診斷指標(biāo)之間存在一定的聯(lián)系［3］。另一組研究結(jié)果表明，慢性胃炎患者非疾病診斷相關(guān)癥狀組合與胃黏膜CD4、CD8細(xì)胞浸潤(rùn)之間存在一定的相關(guān)性，提示非疾病診斷相關(guān)信息與疾病病理相關(guān)信息之間可能存在某種內(nèi)在的聯(lián)系［4］。由此可見，癥狀、舌象、脈象與疾病診斷指標(biāo)之間存在一定的相關(guān)性。在臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)中醫(yī)基本理論和基本原理，將相關(guān)癥狀、舌象和脈象納入檢查項(xiàng)目之中，是探索中醫(yī)癥狀、舌象、脈象與該治療方案之間關(guān)系的重要因素。

2.2 開展兩次或多次臨床試驗(yàn)以找到中醫(yī)藥治療方案的最佳適應(yīng)癥 任何一種治療方案，無(wú)論是中藥還是西藥，其治療結(jié)果往往是部分有效或部分無(wú)效。目前對(duì)于有效或無(wú)效的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)大多是根據(jù)疾病診斷標(biāo)準(zhǔn)中所含指標(biāo)的改善程度來(lái)進(jìn)行判斷的。這種以疾病理論為基礎(chǔ)的治療學(xué)往往強(qiáng)調(diào)有效率，而不強(qiáng)調(diào)有效與無(wú)效之間是否存在某種必然的聯(lián)系，因此也不可能從這種關(guān)系中找出一種調(diào)整治療方案、提高療效的途徑和方法。中醫(yī)藥治療尤其強(qiáng)調(diào)辨證治療，強(qiáng)調(diào)同一種疾病其治療的有效與無(wú)效之間必定存在一定的區(qū)別。這種可能的必然聯(lián)系和區(qū)別應(yīng)從同一種疾病所表現(xiàn)出來(lái)的多種不同反應(yīng)加以考慮，主要包括臨床癥狀、舌象和脈象，特別是那些看起來(lái)與疾病無(wú)必然聯(lián)系的全身性癥狀或與疾病相關(guān)但性質(zhì)不同的癥狀。依據(jù)一種治療方案有效或無(wú)效的結(jié)果，對(duì)比分析兩者之間非疾病診斷相關(guān)臨床表現(xiàn)的異同規(guī)律，從中發(fā)現(xiàn)與這種治療方案密切相關(guān)的非疾病診斷相關(guān)臨床表現(xiàn)。如此可將作為中醫(yī)證候分類依據(jù)的癥狀、舌象和脈象納入療效評(píng)價(jià)和治療方案的選擇依據(jù)之中，從而在疾病治療相關(guān)適應(yīng)癥中增加中醫(yī)癥狀、舌象和脈象因素，發(fā)揮中醫(yī)基本理論在治療疾病中的指導(dǎo)作用［5］。

在臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)中醫(yī)基本理論，在檢查項(xiàng)目中納入中醫(yī)主觀癥狀、舌象和脈象，進(jìn)行治療方案適應(yīng)癥的探索。同時(shí)，應(yīng)開展兩次或兩次以上的臨床試驗(yàn)。第一次臨床試驗(yàn)主要是對(duì)中醫(yī)證候信息（包括癥狀、舌象和脈象）的優(yōu)選試驗(yàn)，在全面收集患者證候信息與療效評(píng)價(jià)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)分析獲得該治療方案理想的適應(yīng)癥。第二次臨床試驗(yàn)主要是對(duì)適應(yīng)癥進(jìn)行的驗(yàn)證試驗(yàn)，針對(duì)第一次臨床試驗(yàn)所獲得的適應(yīng)癥開展驗(yàn)證工作，目的是客觀評(píng)價(jià)該治療方案適應(yīng)癥的可靠性；同時(shí)，對(duì)收集的證候信息與療效評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)繼續(xù)進(jìn)行分析，逐步完善該治療方案的適應(yīng)癥，為下一次的臨床試驗(yàn)提供可靠數(shù)據(jù)。

2.3 采用多元統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)比分析有效與無(wú)效人群癥狀、舌象和脈象的特點(diǎn)，尋求與中醫(yī)藥治療方案有效性相關(guān)的癥狀、舌象和脈象 隨著數(shù)據(jù)分析技術(shù)的進(jìn)步，可以運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)、生物信息學(xué)、復(fù)雜系統(tǒng)分析、數(shù)據(jù)挖掘及多元統(tǒng)計(jì)分析等方法分析臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以期探索中醫(yī)藥治療方案的最佳適應(yīng)癥［6］。對(duì)中醫(yī)癥狀和舌、脈象的聚類分析可以采用主因子法、典型相關(guān)分析以及標(biāo)準(zhǔn)典型相關(guān)分析等多種方法，估計(jì)因子載荷，用回歸法估計(jì)旋轉(zhuǎn)后各公因子得分，以評(píng)價(jià)中醫(yī)主觀癥狀、舌象和脈象對(duì)療效的貢獻(xiàn)率。應(yīng)用回歸分析法對(duì)中醫(yī)癥狀、舌象和脈象以及從臨床試驗(yàn)中所得到的因子在療效評(píng)價(jià)中的作用進(jìn)行分析，可以找出與該治療方案相關(guān)的癥狀、舌象、脈象或因子。

在對(duì)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎所做的臨床試驗(yàn)中，18項(xiàng)主觀癥狀通過(guò)因子分析得到4個(gè)公因子，分別較好地反映了關(guān)節(jié)局部病情以及中醫(yī)寒證、虛證、熱證的癥狀；中、西藥治療對(duì)反映關(guān)節(jié)病情公因子的影響一致，均具有改善作用，但中藥治療對(duì)虛證癥狀公因子的改善優(yōu)于西藥。這說(shuō)明因子分析法能夠?qū)χ嗅t(yī)辨證過(guò)程中重要因素的主觀癥狀進(jìn)行分類研究，對(duì)公因子與療效之間關(guān)系的探索能更好地顯示中藥療效的特點(diǎn)［7］。對(duì)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的研究表明，關(guān)節(jié)疼痛和關(guān)節(jié)壓痛與中藥治療效果呈正相關(guān)，夜尿多則呈負(fù)相關(guān)；關(guān)節(jié)壓痛和口渴與西藥治療效果呈正相關(guān)，眩暈則呈負(fù)相關(guān)；根據(jù)主觀癥狀與療效的回歸分析結(jié)果，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行再次分析，表明將主觀癥狀納入適應(yīng)癥后，中、西藥治療效果均有提高，說(shuō)明某些主觀癥狀與中、西藥治療的療效之間存在一定的相關(guān)性［8］。因此，有必要加強(qiáng)癥狀對(duì)療效影響的研究，將癥狀納入藥物治療的適應(yīng)證。

隨著中醫(yī)藥規(guī)范化治療方案研究的深入，疾病診斷依據(jù)中將會(huì)納入更多的中醫(yī)癥狀、舌象和脈象信息，治療疾病時(shí)也會(huì)因?yàn)楂@得了更合適的適應(yīng)癥從而取得更理想的治療效果；同時(shí)，中醫(yī)證候分類方法和理論也將作為現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)的主要內(nèi)容，并隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步不斷完善。

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