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對生物信息學(xué)的理解

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對生物信息學(xué)的理解

對生物信息學(xué)的理解范文第1篇

關(guān)鍵詞:小學(xué)生;計算錯誤;心理原因;糾正錯誤

一、問題的提出

計算在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中占據(jù)著十分重要的地位,是小學(xué)生數(shù)學(xué)內(nèi)容的重要組成部分,是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)。小學(xué)生在計算過程中出現(xiàn)錯誤是十分正常且普遍的現(xiàn)象,錯誤的情況雖然多種多樣、五花八門,但是,我們發(fā)現(xiàn)有些錯誤卻是不分班級、不分性別、不分地區(qū)的。而且,即使教師事先如何對學(xué)生反復(fù)強調(diào)、再三叮嚀,這些錯誤到時仍然會出現(xiàn)。說明這些錯誤中隱含著一些規(guī)律性的東西。我們教師必須找出錯誤的原因,有針對性的預(yù)防,糾正計算錯誤,提高教學(xué)效果,用科學(xué)的方法提高小學(xué)生計算能力。

小學(xué)生在計算中出現(xiàn)錯誤的原因大致由知識和心理兩方面構(gòu)成的。學(xué)生計算失誤不僅有知識基礎(chǔ)和不良學(xué)習(xí)習(xí)慣方面的原因,而且還有學(xué)生心理方面的原因,這往往是容易被忽視的。從心理學(xué)的角度來看,學(xué)生進行四則運算,除感知算式和開展思維操作兩個環(huán)節(jié)外,參與其中的還有情感和注意力。下面我主要從感知、情感、注意、思維等方面,結(jié)合典型具體的實例來分析,有助于我們以后采取積極措施,防錯、糾錯、改錯,對癥下藥,切實提高小學(xué)生的計算能力。

二、原因分析

(一)、知識方面的原因

由于學(xué)生缺乏扎實的基礎(chǔ)知識,對于一些簡單的運算口訣不熟練,常常出現(xiàn)2+4=8,3×9=18,24÷8=4等類式的情況,從而導(dǎo)致計算出現(xiàn)錯誤。又比如4900÷800=6……1這種錯誤則反映了學(xué)生的數(shù)值概念比較模糊,應(yīng)用商不變的性質(zhì)去計算除法時對余數(shù)相應(yīng)發(fā)生變化的道理缺乏理解。

另外,沒有形成技能技巧也是導(dǎo)致計算出錯的原因。新課程標(biāo)準(zhǔn)提倡學(xué)生計算多樣性,學(xué)生不但能正確地進行計算,而且要能合理靈活地進行巧算,才能省時省力、提高計算速度,提高計算質(zhì)量。但很多學(xué)生只是掌握了形式,而沒有形成技能,所以也會發(fā)生計算錯誤。

(二)、心理方面的原因

學(xué)生不是不會做,而是由不良學(xué)習(xí)習(xí)慣造成錯誤,與感知、情感、注意和記憶等因素有關(guān)。

1、感知錯誤,不認真觀察

例如抄錯題,142-57=95,學(xué)生用不退位減法代替了退位減法,這可能是學(xué)生長期運算中形成了減法是用較大數(shù)減去較小數(shù)的觀念起了干擾作用我們經(jīng)常還見到類似把2+5看作2×5,02+02=4,把5-5看作5+5=10的錯誤。這些錯誤常常被老師、家長認為是非認知的、低級的,是完全可以避免的,往往歸因為學(xué)生“粗心”所致。學(xué)生的感知還伴有濃厚的情感色彩,具有較強的選擇性,往往忽略對全面整體的認識。例如25×4÷25×4=100÷100=1,這個錯誤是由于學(xué)生習(xí)慣“湊整”而忽略了運算順序。

2、情感不穩(wěn)定,不能持之以恒

學(xué)生在計算時,總希望能很快得到結(jié)果。因而,由于存在急于求成的心理,當(dāng)數(shù)目小,算式簡單時,容易產(chǎn)生麻痹思想;當(dāng)遇到計算題里的數(shù)據(jù)較大、較為陌生,或算式的外形顯得過繁時,就會產(chǎn)生排斥心理,表現(xiàn)為不耐煩,不能認真審題,沒有耐心去選擇合適的算法。這樣,錯誤率必然會升高。例如025×0125一題,如果按歸照常規(guī)方法計算,不僅比較繁瑣,而且容易出錯。如果把這兩個小數(shù)轉(zhuǎn)化為分?jǐn)?shù)計算,就能化繁為簡、化難為易,收到“四兩撥千斤”的效果。

3、注意力不穩(wěn)定,不能全面觀察

注意是指心理活動對一定事物的指向和集中。注意不穩(wěn)定和較差的分配能力是產(chǎn)生計算錯誤的重要心理因素。小學(xué)生注意力不穩(wěn)定,不持久,不易分配,注意的范圍比較狹窄,易被無關(guān)因素吸引而出現(xiàn)“分心”現(xiàn)象。在計算過程中,需要經(jīng)常把注意分配在不同的對象上。由于小學(xué)生注意力所顧及的面不廣,如果要求他們在同一時間內(nèi),把注意分配到兩個或兩個以上的對象時,也往往會出現(xiàn)顧此失彼,丟三落四的現(xiàn)象。還因為小學(xué)生進取心強,好表現(xiàn)只求快,不求質(zhì),也會出現(xiàn)丟三落四的現(xiàn)象。

例如50+16×5-28

=50+80

=130-28

=102

學(xué)生書寫本題第一步遞等式時,要考慮三個方面:一是根據(jù)題目中的運算符號,確定運算順序;二是把乘法的結(jié)果計算出來;三是把沒有參加運算的數(shù)據(jù)和符號按照原來的順序照抄下來。學(xué)生既要考慮運算順序,又要口算16×5的積,尤其是計算16×5的積,占據(jù)了學(xué)生大腦優(yōu)勢興奮中心,造成學(xué)生注意分配不夠,暫時遺忘了“-28”,形成了不等式。

三、解決對策

以上種種造成計算錯誤的心理原因并非孤立存在的,它們是互相影響互相聯(lián)系的。

不管何種原因造成的計算錯誤,都要引起教師足夠的重視,注意找出錯誤的根本和關(guān)鍵,搞清錯誤的原因,為什么錯,然后針對錯誤性質(zhì)、原因和范圍,作具體分析,對癥下藥。

(一)、了解學(xué)生的思想動態(tài)和情感狀況。

對因不認真而出現(xiàn)的錯誤,讓學(xué)生從思想上重視,同時要提出改正方法,要求學(xué)生在限定時間內(nèi)逐漸消失,批改作業(yè)時用醒目的符號標(biāo)出等。教師首先要求學(xué)生做事嚴(yán)肅認真,一絲不茍,懂得“謙受益,滿招損”的道理,其次要選擇好作業(yè)典型范例讓學(xué)生效仿,逐步養(yǎng)成良好習(xí)慣。

(二)、進行對比教學(xué),安排對比性練習(xí)以及變式練

對于因為遷移問題引起的錯誤,教師要專門進行對待以區(qū)別容易混淆的概念和法則。對于概念不清,計算法則不理解的實質(zhì)性錯誤,教師僅指出錯誤是不夠的,需要詳細解釋和說明,進行查漏補缺,設(shè)計針對性練習(xí),直到理解和正確應(yīng)用為止,對錯誤進行分析和解釋,使學(xué)生明確錯誤是如何發(fā)生的,不僅對計算錯誤的學(xué)生有幫助,對計算正確的學(xué)生也有積極影響。如25×4÷25×4和25×4÷(25×4),49+05-(49+05)和49+05-49+05。例:根據(jù)5145÷49=105直接寫出下列算式的商。5145÷495145÷495145÷04905145÷049

(三)、要加強口算,重視筆算,提倡簡算,學(xué)好估算。

對生物信息學(xué)的理解范文第2篇

關(guān)鍵詞:生物信息學(xué);教學(xué)改革;師范院校

中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)36-0134-02

生物信息學(xué)(Bioinformatics)的發(fā)展與上世紀(jì)90年代人類基因組計劃的啟動密切相關(guān),它綜合運用生物學(xué)、計算機科學(xué)和數(shù)學(xué)等多方面知識與方法來闡明和理解大量生物數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義。生物信息學(xué)已成為當(dāng)今生命科學(xué)的重大前沿領(lǐng)域之一,是生命科學(xué)研究中重要的、不可或缺的研究工具。

我校生物信息學(xué)課程開設(shè)較晚,所以課程教學(xué)仍處于探索階段,尚未形成成熟的課程體系。本文針對本校學(xué)生的需求、課堂教學(xué)反饋等情況對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等多方面開展了改革與實踐,以期提高教學(xué)的質(zhì)量和效果,培養(yǎng)全面發(fā)展的人才。

一、生物信息學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀

(一)教材較多,因此難以選擇一本適合的教材

生物信息學(xué)教材很多,有些教材側(cè)重于生物信息學(xué)理論和算法,如許忠能主編的《生物信息學(xué)》對生物信息學(xué)的理論和算法講解詳細,但是對于師范院校生物科學(xué)專業(yè)的本科生而言較為深奧,不易理解;有些教材側(cè)重于生物信息學(xué)軟件使用,學(xué)生對于軟件分析所需要的背景知識掌握不夠,即使能夠運用軟件,卻不能正確分析和理解所得到的分析結(jié)果;由于生物信息學(xué)發(fā)展較快,教材更新速度相對較慢,一些新的生物信息學(xué)知識未能及時納入到已出版的教材中,而且有些書中所講的數(shù)據(jù)庫資源早已停用,有些軟件及其應(yīng)用也早已更新版本。

(二)學(xué)生理論基礎(chǔ)薄弱,學(xué)習(xí)主動性不夠

雖然這門課程在我校是專業(yè)選修課程,考核方式以考查為主,但是選修這門課程的學(xué)生都對生物信息學(xué)有濃厚的興趣。這門課程開設(shè)在大三下學(xué)期,很多同學(xué)尚未開展或即將畢業(yè)課題設(shè)計,希望通過本課程的學(xué)習(xí)對畢業(yè)論文或?qū)砜佳猩钤煊兴鶐椭H欢趯W(xué)習(xí)過程中,由于對分子生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)等理論知識掌握不扎實,并且對學(xué)科前沿進展關(guān)注不夠,很少閱讀實驗性論文,在學(xué)習(xí)生物信息學(xué)相關(guān)理論知識時理解困難,而且對于如何將生物信息學(xué)應(yīng)用于實際的課題研究也感到困惑。

(三)學(xué)生英語基礎(chǔ)不同,學(xué)習(xí)過程中容易產(chǎn)生消極情緒

要學(xué)好生物信息學(xué),離不開大量專業(yè)文獻的閱讀,尤其是外文文獻,追蹤學(xué)科前沿研究進展,這就需要具備一定的專業(yè)英語基礎(chǔ)。此外,很多生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫以及應(yīng)用軟件都是全英文的,涉及專業(yè)英語詞匯較多。由于學(xué)生的英語基礎(chǔ)不同,在學(xué)習(xí)過程中有些學(xué)生感覺專業(yè)英語閱讀和理解方面較吃力,容易產(chǎn)生畏難情緒。

二、教學(xué)改革與實踐

(一)修改教學(xué)大綱,理論與實踐結(jié)合

生物信息學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科,僅僅靠教師單一的講解理論和軟件的使用方法學(xué)生是很難理解和掌握的,因此在教學(xué)過程中要理論和上機實踐結(jié)合。教學(xué)大綱中原36學(xué)時為理論24學(xué)時、上機實踐12學(xué)時??紤]到我校學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的實際需求,強化實踐運用,將理論和上機實踐課時均調(diào)整為18學(xué)時,學(xué)生在實踐的過程中帶著問題主動去思考,發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,更好地去理解生物信息學(xué)的理論知識。原教學(xué)大綱中理論課學(xué)習(xí)結(jié)束后再進行上機實踐,但是教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)理論課信息量大,有些知識學(xué)生初次接觸沒有較好地理解,或者當(dāng)時能夠理解,但過了一段時間后再進行上機實踐時又要重新學(xué)習(xí)。在課程安排方面,調(diào)整為一個章節(jié)的理論課學(xué)習(xí)結(jié)束后開設(shè)相應(yīng)的上機實踐,通過實際操作練習(xí)有利于鞏固所學(xué)理論知識,學(xué)生也比較喜歡這樣的教學(xué)方式。

(二)調(diào)整教學(xué)目標(biāo),優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

生物信息學(xué)內(nèi)涵廣泛,應(yīng)用領(lǐng)域廣,但是生物信息學(xué)在不同研究領(lǐng)域中的研究內(nèi)容和應(yīng)用程度有所不同。選修本課程的學(xué)生都是生物學(xué)背景,主要希望運用生物信息學(xué)知識去解釋課題研究中的生物學(xué)問題。考慮到本科生理論知識基礎(chǔ)相對較弱,很多學(xué)生尚未開展課題研究,因此應(yīng)該在有限的學(xué)時里讓學(xué)生掌握與專業(yè)需求相關(guān)的生物信息學(xué)知識和實用技術(shù),教學(xué)的重點和難點要根據(jù)本校學(xué)生特點進行調(diào)整,對教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化、精簡。例如多序列比對算法、馬爾科夫模型等涉及數(shù)學(xué)、計算機知識,可以簡要介紹,但不做深入的講解。理論和上機實踐部分主要介紹生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫資源、序列比對、核酸序列分析、系統(tǒng)進化分析、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與預(yù)測,同時理論部分還包括生物芯片、高通量測序技術(shù)、介紹生物信息學(xué)的前沿進展。此外,還結(jié)合學(xué)生的需求在上機實踐課中增加了引物設(shè)計內(nèi)容。

課堂教學(xué)內(nèi)容并不拘泥于一套教材,而是根據(jù)講授的章節(jié)選擇該章節(jié)適合的2~3套教材綜合講解,最終形成適合我校學(xué)生學(xué)習(xí)的講義。例如在講系統(tǒng)進化發(fā)育時,理論講解選擇由Masatoshi Nei和Sudhir Kumar編寫的高等教育出版社出版的《分子進化與系統(tǒng)發(fā)育》和蔡祿編寫的《生物信息學(xué)教程》,上機實踐選擇吳祖建等編寫的《生物信息學(xué)分析實踐》。

(三)教學(xué)與科研相結(jié)合,學(xué)以致用

生物信息學(xué)有很多分析軟件,應(yīng)用很廣,即使是分章節(jié)按照序列比對、核酸序列分析、系統(tǒng)進化樹構(gòu)建等給學(xué)生逐一講解相關(guān)的算法和實際的應(yīng)用,學(xué)生仍然感覺知識零散,信息量太大難以掌握,容易產(chǎn)生畏難情緒而導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性不高。有些應(yīng)用軟件學(xué)生即使有所了解,卻又不知道在科研中如何運用。所以在教學(xué)過程中,我們以課題研究為例,再結(jié)合相關(guān)的文獻來進行講解。例如選擇DNA條形碼開展物種鑒定為例,讓學(xué)生去查閱相關(guān)文獻,如DNA條形碼在中藥材混偽品鑒定中的應(yīng)用、DNA條形碼在肉制品摻假中的鑒定等。這個課題應(yīng)用性強,對本科生而言閱讀專業(yè)文獻的難度相對較小,僅涉及DNA提取、PCR擴增等實驗內(nèi)容,容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在學(xué)生理解課題背景知識的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生重點看文獻中涉及的生物信息學(xué)相關(guān)知識,要求學(xué)生下載文獻中涉及的基因序列,根據(jù)下載的序列用MEGA軟件進行序列比對,計算遺傳距離,同時利用MEGA軟件構(gòu)建NJ樹。這個過程就把生物信息數(shù)據(jù)庫、序列比對、系統(tǒng)發(fā)育分析等幾個章節(jié)的教學(xué)知識串聯(lián)起來,學(xué)生就知道為什么要下載序列、做序列比對,更好地理解系統(tǒng)進化樹構(gòu)建的原理及意義。同時,也促進了學(xué)生閱讀專業(yè)文獻,尤其是外文文獻,增加專業(yè)英語詞匯量,主動關(guān)注學(xué)科前沿發(fā)展動態(tài),更好的利用生物信息開展課題研究,做到學(xué)以致用。

(四)改革教學(xué)手段和教學(xué)方法

生物信息學(xué)理論教學(xué)中往往是教師主講、學(xué)生聽,學(xué)生被動接受,這種“灌輸式”的學(xué)習(xí)讓學(xué)生感覺枯燥乏味,教學(xué)效果較差。教學(xué)時應(yīng)突出學(xué)生的主體地位,教師起主導(dǎo)作用,引導(dǎo)學(xué)生積極思考,參與課堂教學(xué),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。例如講解生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫資源時,可以布置課后作業(yè),要求學(xué)生搜索國外生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫資源,并將查閱的資料制作成PPT,下一次上課時讓學(xué)生利用PPT講解搜索情況,分享經(jīng)驗。教師在學(xué)生講完后點評,鼓勵學(xué)生關(guān)注生物信息學(xué)的前沿進展,在學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的同時提高專業(yè)英語的水平。在講解生物芯片與高通量測序技術(shù)時,布置課前預(yù)習(xí)作業(yè),針對高通量測序技術(shù)原理、應(yīng)用、數(shù)據(jù)分析等教學(xué)內(nèi)容設(shè)置幾個選題,讓學(xué)生分小組,每個小組選擇一個選題,通過查閱文獻資料,以PPT形式在課堂上講解。學(xué)生根據(jù)講解內(nèi)容提問,交流討論。教師根據(jù)學(xué)生的匯報內(nèi)容進行點評,進行有針對性的講解、補充。這樣的形式使學(xué)生主動去探究問題,而不是被動地接受教師傳遞的信息,對知識的理解更加深入,學(xué)生也反饋這種教學(xué)活動提高了學(xué)習(xí)的積極性,并留下深刻的印象。

三、結(jié)語

生物信息學(xué)作為一門新興學(xué)科,仍然在不斷的發(fā)展中,知識更新速度快,因此生物信息學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式應(yīng)緊跟學(xué)科前沿發(fā)展,立足學(xué)校專業(yè)特點及培養(yǎng)特色,不斷摸索教學(xué)經(jīng)驗,在教學(xué)模式上深入研究,提高教學(xué)質(zhì)量,實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生理論與實踐運用綜合能力的教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻:

[1]許忠能.生物信息學(xué)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2008.

[2]Masatoshi Nei,Sudhir Kumar.分子進化與系統(tǒng)發(fā)育[M].北京:高等教育出版社,2002.

[3]蔡祿.生物信息學(xué)教程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.

[4]吳祖建,高芳鑾,沈建國.生物信息學(xué)分析實踐[M].北京:科學(xué)出版社,2010.

對生物信息學(xué)的理解范文第3篇

關(guān)鍵詞:生物信息學(xué);高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng);不足

中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)03-0156-02

21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì),應(yīng)人類基因組計劃(human genome project,HGP)和生物科學(xué)迅猛發(fā)展的要求,迅速興起的生物信息學(xué)(Bioinformatics)成為生命科學(xué)浪潮中的弄潮兒。生物信息學(xué)是由林華安博士于1987年提出的,而它的起源可以追溯到20世紀(jì)50年代末計算機在生物研究中的應(yīng)用。到20世紀(jì)末期,伴隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的革命性發(fā)展,生物信息也突飛猛進地發(fā)展起來。它的誕生和發(fā)展是應(yīng)時所需,是歷史的必然,已經(jīng)悄然滲透到生物科學(xué)的每一個角落。生物信息學(xué)是一門交叉科學(xué),它包含了生物信息的獲取、加工、存儲、分配、分析、解釋等在內(nèi)的所有方面,它綜合運用數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)和生物學(xué)的各種工具,來闡明和理解大量生物數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義。生物信息學(xué)現(xiàn)已迅速發(fā)展成為當(dāng)今生命科學(xué)最具吸引力和重大的前沿領(lǐng)域,為生物學(xué)、計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)、信息科學(xué)等專業(yè)的高素質(zhì)人才提供了更廣闊的發(fā)展天地。生物信息學(xué)不僅是一門新學(xué)科,更是一種重要的研究開發(fā)工具。從科學(xué)的角度來講,生物信息學(xué)是一門研究生物和生物相關(guān)系統(tǒng)中信息內(nèi)容與信息流向的綜合系統(tǒng)科學(xué)。只有通過生物信息學(xué)的計算處理,人們才能從眾多分散的生物學(xué)觀測數(shù)據(jù)中獲得對生命運行機制的系統(tǒng)理解。生物信息學(xué)專業(yè)是教育部1998年頒布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》中新增的一個目錄外專業(yè),專業(yè)代碼070403W,在今年教育部新頒的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄(2012年)》中專業(yè)代碼調(diào)整為071003,設(shè)在生物科學(xué)類。從2002年起,我國一些高等院校開始向教育部申請設(shè)立生物信息學(xué)本科專業(yè),目前有武漢大學(xué)、西南交通大學(xué)、河北大學(xué)、同濟大學(xué)、浙江大學(xué)、蘇州大學(xué)、華中科技大學(xué)、太原理工大學(xué)、重慶郵電大學(xué)、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、哈爾濱醫(yī)科大學(xué)、福建農(nóng)林大學(xué)、南方醫(yī)科大學(xué)等14所高校學(xué)校先后獲得批準(zhǔn)。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)是湖南省目前唯一經(jīng)教育部批準(zhǔn)設(shè)立生物信息學(xué)本科專業(yè)的學(xué)校。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物信息學(xué)專業(yè)2004年獲教育部批準(zhǔn)成立,2005年正式開始招生。2005年招收65人,2006年招收46人,2007年招收55人,2008年招收45人,2009年招收47人,2010年招收45人,2011年招收51人,2012年招收48人,經(jīng)過八年的建設(shè),已經(jīng)畢業(yè)四屆學(xué)生,積累了一定的辦學(xué)經(jīng)驗,對生物信息學(xué)的專業(yè)內(nèi)涵、人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、課程設(shè)置等有了較深刻的認識。具體地說,我們積極開展專業(yè)調(diào)研工作,學(xué)習(xí)和借鑒國內(nèi)外高校專業(yè)建設(shè)的經(jīng)驗,根據(jù)本專業(yè)教學(xué)規(guī)范,制定和修訂了較科學(xué)的教學(xué)計劃、教學(xué)大綱和考試大綱。根據(jù)專業(yè)建設(shè)的需要,積極引進專業(yè)教師,師資隊伍的規(guī)模逐步擴大、知識結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)基本明晰,教育管理水平得到提高。雖然通過大家的努力,我們在生物信息學(xué)的專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)方面取得了一定成績,但在高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面存在一些不足,主要表現(xiàn)在:

1.缺乏標(biāo)準(zhǔn)的生物信息學(xué)高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。由于設(shè)立生物信息學(xué)專業(yè)的高校有綜合性大學(xué)、農(nóng)業(yè)院校、醫(yī)科大學(xué)、電子信息院校等,對生物信息學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)的認識各異,造成課程設(shè)置的側(cè)重點存在較大差異。事實上,國外在生物信息學(xué)專業(yè)的課程設(shè)置方面也缺乏成功的經(jīng)驗,圍繞“哪些是生物信息學(xué)專業(yè)的必修課程”和“生物信息學(xué)專業(yè)的本科生需要哪些基本背景”之類的問題爭議頗多。我國高等教育的傳統(tǒng)模式在創(chuàng)新性人才和交叉學(xué)科人才的培養(yǎng)方面本身就存在不少薄弱環(huán)節(jié),如何通過生物信息學(xué)專業(yè)課程教學(xué)與實踐加強學(xué)生的研究能力,從而加快培養(yǎng)不同專業(yè)背景的“復(fù)合型”人才是擺在我們面前的一項艱巨任務(wù)。

2.生物信息學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)平臺建設(shè)有待進一步完善和加強。高等學(xué)校的教育目標(biāo)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才。實踐教學(xué)與理論教學(xué)共同擔(dān)負著培養(yǎng)高素質(zhì)人才的任務(wù),在提高學(xué)生實踐能力、培養(yǎng)應(yīng)用型人才方面具有更重要的作用。隨著知識經(jīng)濟的發(fā)展,素質(zhì)教育的深入,高教質(zhì)量工程的實施,實踐教學(xué)改革的開展,打造、建設(shè)和優(yōu)化生物信息學(xué)專業(yè)實踐平臺以培養(yǎng)高素質(zhì)生物信息學(xué)專業(yè)人才顯得極其迫切和極為重要。目前,我校關(guān)于生物信息學(xué)專業(yè)學(xué)生實踐能力培養(yǎng)的專業(yè)實踐平臺還存在許多不足,主要表現(xiàn)為以下四個方面:(1)專業(yè)實驗室建設(shè)明顯滯后。目前與生物內(nèi)容相關(guān)專業(yè)實驗在植物科學(xué)國家級實驗教學(xué)中心的實驗室開展;生物數(shù)據(jù)挖掘、生物軟件開發(fā)和生物信息分析等相關(guān)專業(yè)實驗在生物安全省級實踐教學(xué)中心的計算機房開展;至今為止還沒有一個真正意義上的生物信息學(xué)專業(yè)實驗室,這對實驗教學(xué)開展、學(xué)生科技活動進行與輔導(dǎo)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計教學(xué)開展與輔導(dǎo)、教學(xué)科研工作的深入造成極為不利影響,并隨著研究生的招生,實驗室建設(shè)嚴(yán)重不足問題將更顯突出。(2)課程教學(xué)體系系統(tǒng)性差。由于生物信息學(xué)是一個新興學(xué)科,生物信息學(xué)專業(yè)在我國的創(chuàng)辦時間不長,在生物信息學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)方面沒有多少成功的經(jīng)驗值得借鑒,加上專業(yè)建設(shè)時間不長,這方面自身經(jīng)驗積累不足,許多想法和思路有待驗證、改善和落實,實踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、內(nèi)容銜接和效果評估建設(shè)等方面還欠缺,傳統(tǒng)性實驗開展較多,開放性實驗開展過少,最新技術(shù)方法(如:云計算)和社會對專業(yè)技術(shù)新要求在專業(yè)實驗教學(xué)中融入還不夠,內(nèi)容還不成體系,系統(tǒng)性還存在許多不足。(3)開放型實踐教學(xué)體系建設(shè)還是空白。目前高校對開放實驗改革中進行的實踐和探討基本上停留在把少部分實驗項目改革成了開放實驗,開放實驗內(nèi)容單調(diào)簡單、面窄浮淺、不成體系,系統(tǒng)性和創(chuàng)新性非常欠缺,效果往往達不到預(yù)期要求,也遠不能滿足不斷學(xué)科發(fā)展和社會發(fā)展需要。我校生物信息學(xué)專業(yè)開放性實踐教學(xué)體系建設(shè)也同樣處于空白,關(guān)于生物信息學(xué)專業(yè)開放性實踐教學(xué)體系建設(shè)需要緊急推動和落實。(4)實習(xí)基地建設(shè)還存在不足。目前,我校生物信息學(xué)專業(yè)還沒有專門的校外實習(xí)基地,影響了學(xué)生實踐動手能力的提高。

3.師資隊伍需要進一步優(yōu)化。教師隊伍的素質(zhì)、水平?jīng)Q定了專業(yè)建設(shè)的質(zhì)量。生物信息學(xué)是一個交叉學(xué)科,生物信息學(xué)專業(yè)需要既熟悉生物學(xué)背景,又要熟悉信息類知識的專業(yè)課教師和學(xué)術(shù)帶頭人。目前,我校生物信息學(xué)系現(xiàn)有專職教師10人,其中教授5人,副教授2人,有博士學(xué)位的9人。聽起來實力蠻雄厚,但真正科班出身、從事生物信息研究的老師并不多,很多是從原植物保護專業(yè)的師資調(diào)整過來的,有些是近年引進的,還沒有形成穩(wěn)定的學(xué)術(shù)梯隊。還沒有科研及教學(xué)成果獎,也沒有主編規(guī)劃教材出版,師資隊伍的學(xué)術(shù)水平尚待進一步提高,師資隊伍需要進一步優(yōu)化。

4.教育教學(xué)改革需要進一步深化。生物信息學(xué)專業(yè)開辦了八年,我們在教學(xué)改革建設(shè)方面也做了一些工作,但需要進一步深化;在人才培養(yǎng)模式、實驗室建設(shè)、課程建設(shè)等方面做了一點探索,獲得湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教改項目4項,如2006年的《生物信息學(xué)專業(yè)建設(shè)及人才培養(yǎng)模式的探索》、《生物信息數(shù)據(jù)處理中心開放式實驗室建設(shè)與服務(wù)模式研究》,修改了培養(yǎng)方案,發(fā)表了幾篇教學(xué)教改論文。在教學(xué)手段上,本專業(yè)教師能夠結(jié)合生物信息學(xué)學(xué)科特點,開展利用現(xiàn)代化手段進行輔助教學(xué)的教學(xué)改革探索,我們鼓勵教師積極使用一些優(yōu)秀的教學(xué)軟件,也鼓勵教師結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗,努力開發(fā)電子課件,對于學(xué)生的深入學(xué)習(xí)起到了重要的作用。我們在教學(xué)改革方面雖然做了一些工作,但遠不能適應(yīng)本專業(yè)的發(fā)展要求。

5.就業(yè)渠道拓展不夠。由于生物信息學(xué)專業(yè)是新興的專業(yè),專門的產(chǎn)業(yè)尚沒有完全成熟,目前主要分布在醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)之中,因此,就業(yè)渠道有待擴展。

當(dāng)前,生物信息學(xué)在國內(nèi)外的發(fā)展基本上都處于起步階段,各國所擁有的條件也大體相同。因此,這是我國生物信息學(xué)研究趕超國際先進水平的極好機會。生物信息學(xué)研究投資少,見效快,可充分發(fā)揮我國基因信息資源豐富的優(yōu)勢,以及湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)在生物學(xué)領(lǐng)域,尤其是微生物基因組研究方面的特長,經(jīng)過十幾年或更長時間的努力,湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)的生物信息學(xué)專業(yè)有可能會成為湖南省的優(yōu)勢特色專業(yè)。

參考文獻:

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[3]陳鋒,吳明暉.符合時展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的探索與實踐[J].中國高教研究雜志,2011,(8):32-35.

[4]舒坤賢,袁帥.生物信息學(xué)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建與實踐[J].湖南人文科技學(xué)院學(xué)報,2012,(2):118-120.

基金項目:湖南省普通高等學(xué)校教改項目“生物信息學(xué)專業(yè)理論教學(xué)與教學(xué)方法改革”(2013-160)和湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)校級教改項目(A2013057)。

對生物信息學(xué)的理解范文第4篇

【關(guān)鍵詞】離散數(shù)學(xué) 生物信息專業(yè) 本科教育

【中圖分類號】O158 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)10-0243-01

1.引言

21世紀(jì)是“生命科學(xué)的世紀(jì)”,隨著實驗技術(shù)的突飛猛進,人類對生命現(xiàn)象的理解也越來越深入,國內(nèi)各大實驗室和科研機構(gòu)正在進行大規(guī)模的濕實驗,產(chǎn)生的實驗數(shù)據(jù)量驚人,已經(jīng)突破傳統(tǒng)的實驗科學(xué)研究的范圍。從20世紀(jì)末,伴隨著人類基因組計劃的開展,許多計算機科學(xué)家,應(yīng)用數(shù)學(xué)家,物理學(xué)家都參與系統(tǒng)處理和分析涌現(xiàn)的大量實驗數(shù)據(jù)的研究中,并形成了一個新的交叉學(xué)科“生物信息學(xué)”。生物信息學(xué)在近二十年來得到快速的發(fā)展,在國內(nèi)外知名院校的研究生教育中已經(jīng)開展了生物信息學(xué)課程。近些年,國內(nèi)各知名院校相繼開設(shè)了生物信息學(xué)本科專業(yè),專門培養(yǎng)生物信息學(xué)人才。然而在本科生物信息學(xué)課程規(guī)劃和設(shè)計方面,各個學(xué)校都處在探索階段,本文淺談將離散數(shù)學(xué)作為生物信息專業(yè)基礎(chǔ)課設(shè)立的必要性,課程設(shè)計和規(guī)劃,及在教學(xué)中遇到的問題和體會等幾個方面。

2.離散數(shù)學(xué)在生物信息學(xué)專業(yè)開展的必要性

生物信息學(xué)是生命科學(xué)、計算機科學(xué)和數(shù)學(xué)相交叉所形成的新學(xué)科,因而生物信息學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)的課的設(shè)置比較復(fù)雜。 雖然這三個傳統(tǒng)學(xué)科的基礎(chǔ)課的設(shè)置可以作為生物信息學(xué)課程設(shè)置的參考,然而他們每個學(xué)科的知識量非常大,如何在本科階段的基礎(chǔ)課階段精選出合理的課程體系,讓生物信息學(xué)專業(yè)的學(xué)生在兩年內(nèi)掌握三個學(xué)科的基礎(chǔ)知識,并能較好的與后續(xù)學(xué)習(xí)的專業(yè)課結(jié)合上是目前生物信息學(xué)本科教育的一個急需解決的問題。 生物信息學(xué)專業(yè)從無,到課程體系的基本構(gòu)建完成大概經(jīng)歷十年左右的時間,具有相關(guān)專業(yè)的院校都進行了有益的探索,特別是在本科教育前兩年基礎(chǔ)課授課的內(nèi)容已經(jīng)基本完成。 哈爾濱醫(yī)科大學(xué)生物信息科學(xué)和技術(shù)學(xué)院是國內(nèi)首個開設(shè)生物信息學(xué)本科專業(yè)的學(xué)院,在過去近十年的本科教育中積累豐富的經(jīng)驗,并進行了多次教學(xué)討論和改革。 隨著計算機科學(xué)的快速發(fā)展,離散數(shù)學(xué)這個古老的學(xué)科又重新煥發(fā)了青春,并在現(xiàn)代數(shù)學(xué)中得到了快速的發(fā)展,它已經(jīng)成為了計算機科學(xué)和數(shù)學(xué)兩個學(xué)科教學(xué)的核心課程, 并成為了我院生物信息學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)教學(xué)的一門重要課程。結(jié)合近些年,在生物信息專業(yè)教授離散數(shù)學(xué)的過程,深刻體會到離散數(shù)學(xué)在本科基礎(chǔ)教學(xué)中開設(shè)的必要性。離散數(shù)學(xué)是指研究離散量的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系的綜合學(xué)科。離散數(shù)學(xué)的重要性逐漸被人們認識,從理論計算機科學(xué)到計算機應(yīng)用,從計算機的硬件和軟件開發(fā)到人工智能和人工識別,無處不在體現(xiàn)著離散數(shù)學(xué)包含的思想和方法。而生物信息學(xué)研究中核心的工具是計算機,培養(yǎng)生物信息學(xué)專業(yè)學(xué)生利用計算機這個強大和有效的工具解決實際問題是基礎(chǔ)課設(shè)過程中需要考慮的重要方面。離散數(shù)學(xué)因為在計算機科學(xué)中獨特的地位,使得它已經(jīng)成為生物信息學(xué)專業(yè)必不可少的一門基礎(chǔ)課。

3.離散數(shù)學(xué)的課程規(guī)劃和設(shè)計

由于生物信息學(xué)是一個多學(xué)科的交叉的專業(yè),因而離散數(shù)學(xué)的課程規(guī)劃和設(shè)計是不可能如計算機專業(yè)和數(shù)學(xué)專業(yè)那樣分成幾門課程:組合數(shù)學(xué),圖論,數(shù)理邏輯和運籌學(xué)等分別授課,這樣會導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)業(yè)負擔(dān)過重,而且是難以實現(xiàn)的。因而需要根據(jù)學(xué)生認知規(guī)律,從數(shù)理邏輯,組合數(shù)學(xué),圖論和運籌學(xué)精簡一部分和生物學(xué)信息學(xué)及計算機程序設(shè)計密切相關(guān)的內(nèi)容進行講授。講授的時間一般應(yīng)在本科階段第三個學(xué)期。 此時,與數(shù)學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)課高等數(shù)學(xué),計算機科學(xué)相關(guān)的計算機理論基礎(chǔ)、C語言,及生命科學(xué)相關(guān)的分子生物學(xué)等課程已經(jīng)講授完畢,離散數(shù)學(xué)的授課將可以和這些基礎(chǔ)知識結(jié)合,促進對離散數(shù)組的分析研究的認識,并對后續(xù)的計算機程序設(shè)計課程的開展打下堅實的基礎(chǔ)。

離散數(shù)學(xué)的課程設(shè)計的總學(xué)時一般為72學(xué)時,分為理論課和實驗課兩部分。理論課一般為56學(xué)時,計算機實驗課為16學(xué)時。由于生物信息學(xué)是一門側(cè)重應(yīng)用型的專業(yè),因而理論課和實驗課,可以實現(xiàn)理論和實踐的有效結(jié)合,把數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化成解決問題的有效工具。由于離散數(shù)學(xué)中包含的內(nèi)容較多,因而需要數(shù)理邏輯,組合數(shù)學(xué),圖論和運籌學(xué)的基礎(chǔ)知識進行精簡?;A(chǔ)課中,數(shù)理邏輯一般授課為8學(xué)時,重點講授集合論知識;組合數(shù)學(xué)是授課的重點,課時數(shù)為24學(xué)時,重點講授組合計數(shù)和排列組合的生成算法等基礎(chǔ)知識;圖論是側(cè)重應(yīng)用部分,授課學(xué)時數(shù)為12學(xué)時,授課重點為無向圖和有向圖的基本概念及最短道路和最小生成樹的搜索算法的知識;運籌學(xué)方面的授課學(xué)時為12學(xué)時,授課重點為線性的最優(yōu)化的理論知識。實驗課是對學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的有效檢驗和升華,可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和熱情,實驗課共16學(xué)時,可分為4次,每次4學(xué)時。實驗課內(nèi)容可設(shè)為:排列組合生成算法,最短道路搜索算法,最小生成樹的搜索算法和二次線性規(guī)劃的搜索算法的實現(xiàn),實驗課順利開展便于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和學(xué)習(xí)的自信心。

4.教學(xué)實踐及體會

在講授離散數(shù)學(xué)的過程中,深刻體會離散數(shù)學(xué)具有知識點多及交互性強的特點,因而在授課過程中不可能把每一個知識點講細,面面俱到。教師授課應(yīng)力求“講思想,講重點,講方法,講體會”,應(yīng)該充分相信學(xué)生的自學(xué)能力和探索的潛力,著重培訓(xùn)學(xué)生的探索發(fā)現(xiàn)的能力,給學(xué)生一個足夠大的思想空間,培訓(xùn)學(xué)生獨立解決問題的能力。由于離散數(shù)學(xué)的發(fā)展目前處于活躍期,很多新的知識正不斷補充進來,而且這些知識和現(xiàn)實中存在的問題能夠結(jié)合,從而要求教師需要不斷學(xué)習(xí)和進修,提高自己的數(shù)學(xué)修養(yǎng),來引導(dǎo)學(xué)生更好的學(xué)習(xí)離散數(shù)學(xué),為生物信息學(xué)相關(guān)的其他課程打下一個良好的基礎(chǔ)。

參考文獻:

對生物信息學(xué)的理解范文第5篇

一、前言

生物信息學(xué)(Bioinformatics)是隨著現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展而興起的交叉學(xué)科,旨在為生物學(xué)研究提供信息處理的支撐,從海量數(shù)據(jù)中挖掘生物信息,實現(xiàn)對生命科學(xué)問題的研究。生物信息學(xué)包含了對核酸和蛋白質(zhì)的序列和結(jié)構(gòu)信息的獲取、處理、存儲、分布、分析和解釋等各個方面的分析研究,是通過綜合利用生物學(xué)、計算機科學(xué)和信息技術(shù)等手段,來認識生命的起源、進化、遺傳和發(fā)育的本質(zhì),揭示海量數(shù)據(jù)中蘊含的生命奧秘或生物學(xué)內(nèi)在規(guī)律的一門科學(xué)[1]。隨著測序技術(shù)的不斷發(fā)展,人類與其他物種基因組計劃相繼實施和完成,產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù),尤其是近年來的各種組學(xué)數(shù)據(jù),如蛋白質(zhì)組、代謝組、基因組、轉(zhuǎn)錄組等生物學(xué)數(shù)據(jù),生物信息學(xué)將在解讀基因組序列中的功能信息等方面發(fā)揮巨大的作用[2]。

二、生物信息學(xué)課程開展的現(xiàn)狀

生命科學(xué)的迅猛發(fā)展、生物技術(shù)在社會發(fā)展中的應(yīng)用越來越廣泛,例如產(chǎn)前診斷、遺傳并篩查、腫瘤靶向治療等生物信息學(xué)相關(guān)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用,生物信息學(xué)的作用和地位也越來越重要。研究機構(gòu)和高等院校,特別是息息相關(guān)的醫(yī)學(xué)院校,迫切需要通過各種形式的教學(xué),系統(tǒng)地培養(yǎng)新的復(fù)合型研究力量的醫(yī)學(xué)工作者。因此,醫(yī)學(xué)院校針對醫(yī)學(xué)相關(guān)學(xué)生開展與其專業(yè)緊密結(jié)合的生物信息學(xué)課程已經(jīng)成為必然趨勢[3]。目前,國內(nèi)許多醫(yī)學(xué)院校相繼開設(shè)了生物信息學(xué)課程,將生物信息學(xué)作為必修或者選修課程。由于生物信息課程教學(xué)尚處于剛剛起步的探索階段,尚未形成一個完整的課程建設(shè)體系,再加上生物信息學(xué)研究的范圍廣、相關(guān)數(shù)據(jù)與分析工具資源繁多、涉及多學(xué)科知識尚缺乏系統(tǒng)成熟的理論方法,正處在迅速發(fā)展中等一系列特點,如何開展生物信息學(xué)教學(xué)尚有待探索。因此,生物信息學(xué)課程的教育理念、教學(xué)內(nèi)容、方式和方法等迫切需要根據(jù)自身專業(yè)特點,科學(xué)確立教學(xué)目標(biāo),及時系統(tǒng)地總結(jié)規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容,探索和改革教學(xué)方法,以適應(yīng)醫(yī)學(xué)專業(yè)背景學(xué)生的學(xué)習(xí),對于促進醫(yī)學(xué)生自身綜合素質(zhì)的提高有重要意義。本文結(jié)合南京醫(yī)科大學(xué)本科學(xué)生(主要為醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生,非生物信息學(xué)專業(yè)學(xué)生)開展的生物信息學(xué)課程進行調(diào)研和改進,對該課程的學(xué)生的反饋意見及各教研室教師的建議進行了深入分析。本著以學(xué)生需要為原則,針對學(xué)生的專業(yè)背景,適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法,理論教學(xué)與上機實踐有機結(jié)合,側(cè)重將生物信息學(xué)的思維融入解決生物醫(yī)學(xué)的問題,行成一套完整的、合理可行的醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)課程理論、實驗教學(xué)方案。進而達到專業(yè)與課程相結(jié)合,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而達到較好的教學(xué)效果。

三、教學(xué)內(nèi)容及方法的具體實踐

(一)針對醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

生物信息學(xué)作為一門發(fā)展迅猛的多學(xué)科交叉的前沿學(xué)科,理論、研究方法、研究內(nèi)容尚在不斷完善和更新中,其內(nèi)容繁多復(fù)雜,更需要進行精心的選擇裁剪和編排組織,才能在有限的時間內(nèi)實現(xiàn)既定的教學(xué)目標(biāo),使學(xué)生學(xué)習(xí)到有用的知識。教學(xué)中應(yīng)充分結(jié)合當(dāng)前研究前沿和進展、時刻更新教學(xué)內(nèi)容,更應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的不同專業(yè)背景適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。在醫(yī)學(xué)院校中,更要針對不同專業(yè)及背景的學(xué)生,制訂具有專業(yè)特色的教學(xué)大綱。教學(xué)應(yīng)以學(xué)生的需求為前提,結(jié)合不同專業(yè)背景、就業(yè)選擇方向,調(diào)整培養(yǎng)方案和優(yōu)化授課內(nèi)容,以滿足他們的需求,使學(xué)生能夠?qū)W有所用。比如,針對臨床專業(yè)的學(xué)生,生物信息學(xué)教學(xué)應(yīng)該偏重醫(yī)學(xué)研究中的方法和成果,本科教學(xué)注重轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、生物技術(shù)應(yīng)用成果的普及,研究生教學(xué)注重利用生物信息手段和方法解決科研學(xué)習(xí)中遇到的實際問題;而針對法醫(yī)專業(yè)的學(xué)生,教學(xué)應(yīng)該偏重新一代高通量測序技術(shù)的原理、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果意義等方面。針對目前醫(yī)學(xué)院校中研究方向多元化的背景,強調(diào)教學(xué)與科研共促進,通過科研時刻關(guān)注、追蹤學(xué)科前沿,將最新的研究成果和在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用展示給學(xué)生,豐富教育資源,使學(xué)生能在其他課程的學(xué)習(xí)時學(xué)以致用,從而高質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。生物信息學(xué)亦是眾多科學(xué)研究工作中強有力的必不可少的研究手段,教學(xué)反過來也可促進科研的進一步開展和深入。因此,教學(xué)和科研相結(jié)合,可以拓寬知識面,全面了解生物信息學(xué)和相關(guān)學(xué)科最新進展,不斷為科研提供新的思路,不斷的完善生物信息學(xué)教學(xué)體系。只有堅持教學(xué)與科研同時進行、并緊跟科學(xué)前沿,并做到及時納入最新的研究成果,更新教學(xué)內(nèi)容,才能給予學(xué)生高質(zhì)量的前沿教學(xué)[4]。

(二)基于計算機的實驗教學(xué),鍛煉動手能力

在生物信息學(xué)教學(xué)中,計算機實踐教學(xué)是不可缺少的部分,理論和實踐的有機結(jié)合才能達到更好的教學(xué)效果。只有親自動手進行生物數(shù)據(jù)的分析,學(xué)生才能建立一個感官的、多方面的認識。優(yōu)化上機內(nèi)容、改進上機教學(xué)方法,使得理論知識在上機教學(xué)中可以得到實現(xiàn),實際操作充分理解理論課內(nèi)容,由此激發(fā)學(xué)生動手實踐的激情和信心,更好地掌握知識。所以在生物信息的教學(xué)中,上機實驗課程應(yīng)該占據(jù)較大的比例,并通過生動的課堂練習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的興趣。實驗課內(nèi)容的設(shè)計應(yīng)該考慮醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的背景,根據(jù)醫(yī)學(xué)問題作為出發(fā)點,以如何解決這些問題作為主線設(shè)計課程。所以,通過了解當(dāng)前醫(yī)生常用的科研手段或當(dāng)前醫(yī)院正在開展的臨床檢測項目,設(shè)計相關(guān)實驗課程、增加應(yīng)用性實踐教學(xué),并結(jié)合最新研究成果和基礎(chǔ)到臨床應(yīng)用的實例、以及項目原理及優(yōu)缺點,可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。例如,針對臨床專業(yè)開展常用的生存分析的原理和分析流程的實踐教學(xué);針對法醫(yī)專業(yè),開展常用的STR(短串聯(lián)重復(fù)序列)作為親權(quán)鑒定標(biāo)志物的序列特點和可視化的教學(xué)等。另外,生物信息學(xué)本身是多學(xué)科交叉融合,知識面廣而雜,其相關(guān)數(shù)據(jù)庫資源,以及生物信息學(xué)工具、算法和軟件等均更新迅速。在理論教學(xué)中,授課教師時刻密切關(guān)注學(xué)科發(fā)展前沿、并將最新研究成果及學(xué)術(shù)發(fā)展動態(tài),而在實驗課授課中,更應(yīng)該注重教會學(xué)生,充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源,獨立開展課題、綜合分析、解決問題。例如,?榱聳寡?生了解當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享的環(huán)境下,如何從網(wǎng)上搜索網(wǎng)絡(luò)資源、下載數(shù)據(jù),我們下載了多種不同類型的數(shù)據(jù),包括測序數(shù)據(jù)、芯片數(shù)據(jù)、注釋數(shù)據(jù)等,然后再從實際數(shù)據(jù)出發(fā)上機操作,介紹分析的方法和工具。

四、生物信息在醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)的應(yīng)用

基礎(chǔ)科研成果的積累逐漸帶來了臨床應(yīng)用的突破,而生物信息學(xué)的技術(shù)和數(shù)據(jù)在臨床應(yīng)用的重要性也愈加重要。目前,醫(yī)療上的應(yīng)用主要有生育健康、遺傳病檢測、傳染病藥物研發(fā)、腫瘤診斷及治療等幾大方面[5]。2014年7月國家衛(wèi)生計生委承認基因測序技術(shù)在產(chǎn)前診斷的應(yīng)用,批準(zhǔn)了基因測序診斷產(chǎn)品的上市,2015年3月27日,國家衛(wèi)生計生委醫(yī)政醫(yī)管局又通過了第一批腫瘤診斷與治療項目高通量基因測序技?g臨床試點單位。一些大型醫(yī)院已經(jīng)把基因診斷作為患者必需的診斷項目,特別是產(chǎn)前無創(chuàng)診斷,很多醫(yī)院也正在籌建基因檢測中心。目前國內(nèi)每年新增癌癥患者300萬人左右,且發(fā)病率呈上漲趨勢,腫瘤的基因檢測和靶向治療已經(jīng)成為提高腫瘤治療效果的一條重要途徑。產(chǎn)前診斷和精準(zhǔn)醫(yī)療的飛速發(fā)展所帶來的巨大臨床應(yīng)用,亟需懂臨床一線的醫(yī)生了解前沿科技、懂生物信息、會臨床應(yīng)用。根據(jù)市場反饋的情況,未來基因檢測在臨床上應(yīng)用所占比例會越來越大,醫(yī)學(xué)工作者對生物信息知識的需求也越來越高。