張振旺　李夢茜

摘要 在生物技術(shù)的飛速發(fā)展，生物信息學(xué)在生物技術(shù)等生命科學(xué)研究領(lǐng)域的重要性日益顯現(xiàn)的背景下，探討了生物技術(shù)專業(yè)生物信息學(xué)課程的改革與實(shí)踐問題。

關(guān)鍵詞 生物技術(shù)；生物信息學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號 S-01 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）11-03453-02

Abstract Bioinformatics has been increasingly importance in the field of life science research with the rapid development of the biotechnology， the reform and practice of bioinformatics in biotechnology major was discussed.

Key words Biotechnology； Bioinformatics； Educational reform

生物信息學(xué)是生物學(xué)、信息科學(xué)及數(shù)學(xué)的交叉學(xué)科，是從事對基因組研究相關(guān)的生物信息的獲取、加工、儲存、分析和解釋，是當(dāng)今科學(xué)學(xué)科領(lǐng)域中最具發(fā)展前景的學(xué)科之一[1-2]。生物信息學(xué)分析實(shí)踐是生物技術(shù)專業(yè)的一門選修課程。這門課程十分注重學(xué)科交叉和融匯，運(yùn)用各類生物學(xué)軟件和數(shù)據(jù)庫等信息工具對核酸序列、蛋白質(zhì)序列進(jìn)行分析，啟發(fā)學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、生物科學(xué)和計(jì)算機(jī)工程知識的能力，拓寬其基本技能，使其了解學(xué)科最新進(jìn)展，培養(yǎng)生命科學(xué)、計(jì)算科學(xué)、數(shù)理科學(xué)等跨越不同領(lǐng)域人才的素質(zhì)和意識，為生物科學(xué)及其他領(lǐng)域的深造奠定基礎(chǔ)[3]。

河池學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院2005年開設(shè)了生物技術(shù)專業(yè)，以基因工程及其在生物技術(shù)中的應(yīng)用為基礎(chǔ)，應(yīng)用生物信息和生物技術(shù)等，培養(yǎng)具有國內(nèi)區(qū)域競爭能力和創(chuàng)新能力的高層次技術(shù)性專業(yè)人才。雖然生物信息學(xué)分析實(shí)踐是生物技術(shù)專業(yè)的選修課程，但其在學(xué)科建設(shè)中的地位和影響是十分突出的。另外，化學(xué)與生物工程學(xué)院為擴(kuò)大學(xué)科交叉，拓展學(xué)生知識，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性研究的興趣，提高學(xué)生利用信息技術(shù)解決交叉學(xué)科領(lǐng)域問題的能力，擬面向全校本科生開設(shè)生物信息學(xué)選修課程。生物教育學(xué)界生物信息學(xué)人才緊缺的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，為進(jìn)一步完善教學(xué)體制和提高教育水平，河池學(xué)院利用現(xiàn)有條件，不斷努力對生物信息學(xué)課程的教學(xué)方法與方式進(jìn)行創(chuàng)新和改革。筆者以分析目前生物信息學(xué)課程中存在的關(guān)鍵問題進(jìn)行課程教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新，以達(dá)到提高教學(xué)效果和質(zhì)量的目的。

1 課程教學(xué)中的問題

1.1 教學(xué)設(shè)備和手段落后 生物信息學(xué)教學(xué)普遍采用普通教室多媒體講授，而生物信息學(xué)課程是一個(gè)實(shí)踐操作課，學(xué)生經(jīng)常要?jiǎng)邮植僮?。普通多媒體教學(xué)與實(shí)踐操作教學(xué)相脫節(jié)。傳統(tǒng)的講授很難與實(shí)踐教學(xué)效果相比，如學(xué)生雖然接受過生物信息學(xué)知識教育，但其在親自操作時(shí)會遇到很多預(yù)想不到的問題，使學(xué)生不能學(xué)以致用。

1.2 教學(xué)方式落后 國內(nèi)外知名高校的生物信息學(xué)教學(xué)方式普遍采用英文教學(xué)，因英文教學(xué)生物信息學(xué)可以更加貼切地表達(dá)各種名詞的含義。但國內(nèi)普通高校的生物信息學(xué)教學(xué)很少使用英語。英語教學(xué)與專業(yè)教學(xué)得不到銜接。

1.3 教學(xué)內(nèi)容滯后 由于生物信息學(xué)發(fā)展日新月異，各種數(shù)據(jù)庫和軟件的更新?lián)Q代非常頻繁，而國內(nèi)相關(guān)教材更新較慢，課堂內(nèi)容涵蓋的知識面和知識點(diǎn)相對減縮，而且一些前沿的數(shù)據(jù)和先進(jìn)軟件沒有講授，這些對學(xué)生的發(fā)展和生物信息知識的合理運(yùn)用極為不利，同時(shí)制約了生物信息學(xué)教學(xué)的發(fā)展。

1.4 人才匱乏 生物信息學(xué)是一門嶄新的交叉學(xué)科，綜合利用計(jì)算機(jī)學(xué)、生物學(xué)和數(shù)學(xué)等諸多學(xué)科。而目前能勝任生物信息學(xué)教學(xué)任務(wù)的老師十分匱乏，教授該學(xué)科的教師多為生物學(xué)老師，而大多數(shù)生物學(xué)老師對計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)的研究相對較少，不能夠完全勝任生物信息學(xué)的教學(xué)任務(wù)?？梢?，該學(xué)科的師資力量很薄弱。

1.5 教學(xué)和科研成果少 傳統(tǒng)教學(xué)方法沒能豐富學(xué)生的生物信息學(xué)知識，沒能進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，并且沒有深入分析教學(xué)不足，也沒有進(jìn)一步研究教學(xué)改革方案，致使生物信息學(xué)的教學(xué)成果很不理想；另外，生物信息學(xué)的基本技術(shù)沒有充分運(yùn)用到生物技術(shù)試驗(yàn)當(dāng)中，生物信息學(xué)技術(shù)對于科研的作用沒有得到體現(xiàn)，導(dǎo)致生物信息學(xué)的教學(xué)成果不理想。

2 生物信息學(xué)教學(xué)改革與實(shí)踐

2.1 教學(xué)設(shè)備和方式改革

2.1.1 更新和完善多媒體教學(xué)。在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，充分發(fā)動(dòng)學(xué)生自帶計(jì)算機(jī)，同時(shí)向?qū)W校申請采購計(jì)算機(jī)用于教學(xué)，在教學(xué)區(qū)域安裝網(wǎng)絡(luò)信號發(fā)射器，不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善，這樣學(xué)生可以在教學(xué)過程中進(jìn)行實(shí)踐。在生物信息學(xué)實(shí)踐教學(xué)中，能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)交互的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的相互轉(zhuǎn)化。自行開發(fā)制作一套豐富的多媒體課件，使抽象的生物信息學(xué)知識可以更加形象地展現(xiàn)出來，進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對知識的理解程度。此外，還可以利用網(wǎng)上教學(xué)平臺將教學(xué)內(nèi)容、最新分析軟件等傳遞給學(xué)生，學(xué)生也可以通過網(wǎng)絡(luò)將實(shí)踐報(bào)告、意見和建議等反饋給教師，教師和學(xué)生利用計(jì)算機(jī)共同完成生物信息學(xué)理論知識和實(shí)踐的操作。

2.1.2 實(shí)行英文教學(xué)。在國內(nèi)大學(xué)生物信息學(xué)教育中運(yùn)用英文教學(xué)是十分必要的。生物信息學(xué)英文教學(xué)能夠與國內(nèi)外知名大學(xué)接軌，使課程教學(xué)進(jìn)一步規(guī)范化。部分課程教學(xué)的規(guī)范化能夠引導(dǎo)其他課程教學(xué)。目前，生物信息學(xué)英語教學(xué)的學(xué)科知識目標(biāo)、語言目標(biāo)和思維目標(biāo)都已確定。教材和教學(xué)課件全部選用英文，并采用全英文授課方式。生物信息學(xué)已經(jīng)是一個(gè)全球化的學(xué)科，運(yùn)用英文教學(xué)的宗旨是使學(xué)生能夠更恰當(dāng)?shù)亟邮茏钚碌纳镄畔W(xué)知識。

2.2 培養(yǎng)和引進(jìn)人才 教師教學(xué)水平的高低對于教學(xué)效果的影響十分明顯。因此，應(yīng)支持和鼓勵(lì)年輕教師到國內(nèi)外知名高校學(xué)習(xí)和進(jìn)修，提高自身的知識素質(zhì)與技能；同時(shí)提供豐厚條件引進(jìn)生物信息學(xué)高層次人才，這樣不但豐富了師資力量，而且還能夠指導(dǎo)年輕老師進(jìn)一步學(xué)習(xí)。另外，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)及與兄弟學(xué)科的相互合作交流，使該課程組教師的教學(xué)和科研成果得到進(jìn)一步深化。

2.3 教學(xué)內(nèi)容改革 普通教學(xué)內(nèi)容包括數(shù)據(jù)庫檢索、引物設(shè)計(jì)、測序及結(jié)果分析、基因識別及基因組分析，核酸序列分析，蛋白質(zhì)序列分析和分子進(jìn)化與系統(tǒng)發(fā)育分析。生物信息學(xué)日新月異，這些基礎(chǔ)內(nèi)容和數(shù)據(jù)庫時(shí)刻發(fā)生著變化，因此運(yùn)用信息檢索技術(shù)已成為教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一。改革后的生物信息學(xué)除了包含經(jīng)典生物信息課程，還把現(xiàn)代生物信息檢索技術(shù)列入教學(xué)內(nèi)容，并作為生物信息學(xué)教學(xué)的重中之重。運(yùn)用最新檢索工具和軟件，并配有大量檢索實(shí)例，指導(dǎo)學(xué)生搜索相關(guān)信息，這種方法增強(qiáng)了學(xué)生對綜合知識的運(yùn)用能力。

3 結(jié)語

生物信息學(xué)是一門年輕且快速上升的學(xué)科，該課程在高校教學(xué)中尚未形成成熟的課程體系，因此教師教學(xué)改革尚存很大空間。在生物信息學(xué)教學(xué)中，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的創(chuàng)新思維、實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，采用啟蒙式、研討式、運(yùn)用式等生動(dòng)形象的教學(xué)方法。教學(xué)實(shí)踐證明，上述教學(xué)改革能較好地完成該課程的教學(xué)目的，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、實(shí)踐操作能力、解決實(shí)際問題的綜合應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力，并受到學(xué)生的普遍歡迎。

參考文獻(xiàn)

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