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        醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)生物信息學(xué)課程教學(xué)探討

        2015-02-09 06:24:59郝峰許會(huì)靜姜勇王皓張磊劉磊李艷
        中國(guó)校外教育(下旬) 2014年12期
        關(guān)鍵詞:信息學(xué)醫(yī)學(xué)院校引物

        郝峰 許會(huì)靜 姜勇 王皓 張磊 劉磊 李艷

        生物信息學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要組成部分,在現(xiàn)代生命科學(xué)的研究和發(fā)展中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。根據(jù)學(xué)科發(fā)展并結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,對(duì)醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)生物信息學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排提出幾點(diǎn)思考,為提高生物信息學(xué)教學(xué)質(zhì)量提供參考。

        生物信息學(xué) 生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)重要性合理性生物信息學(xué)(Bioinformatics)是20世紀(jì)末期逐漸發(fā)展起來(lái)的新興學(xué)科,是生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息科學(xué)相結(jié)合的學(xué)科,是研究生物信息的采集、處理、存儲(chǔ)、傳播,分析和解釋等各方面的學(xué)科,它通過(guò)綜合利用生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)而揭示大量而復(fù)雜的生物數(shù)據(jù)所賦有的生物學(xué)奧秘,與蛋白質(zhì)組學(xué)共同組成現(xiàn)代生命科學(xué)的核心。

        目前,醫(yī)學(xué)院校陸續(xù)開(kāi)設(shè)了生物信息學(xué)課程,生物信息學(xué)作為一門(mén)新興學(xué)科,具有多學(xué)科交叉的特性和發(fā)展速度快的特點(diǎn),因此生物信息學(xué)課程教學(xué)目前仍處于初級(jí)階段。為進(jìn)一步提高生物信息學(xué)教學(xué)質(zhì)量,本文作者結(jié)合醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)生物信息學(xué)教學(xué)實(shí)踐,對(duì)醫(yī)學(xué)院校本科生生物信息學(xué)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析并提出相應(yīng)對(duì)策,為提高生物信息學(xué)教學(xué)質(zhì)量提供參考。

        一、學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的重要性

        21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì),生物信息學(xué)通過(guò)綜合利用生物學(xué),計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)來(lái)揭示大量而復(fù)雜的生物數(shù)據(jù)所賦有的生物學(xué)奧秘。目前,生物信息學(xué)也已成為生命科學(xué)的核心領(lǐng)域和最具活力的前沿領(lǐng)域,應(yīng)該說(shuō)不論是涉及到簡(jiǎn)單信息的目的基因查找、引物設(shè)計(jì)和載體構(gòu)建還是大數(shù)據(jù)復(fù)雜的基因疾病都或多或少的運(yùn)用到生物信息學(xué)的知識(shí),著名生物信息學(xué)家Alan Bleasby的經(jīng)典名句“Half day on the web, saves you half month in the lab”詮釋了生物信息學(xué)在生命科學(xué)中的作用。雖然部分醫(yī)學(xué)院校的的生物信息學(xué)僅僅是限定性選修課,但是生物信息學(xué)是今后從事生命科學(xué)研究人員肯定能夠應(yīng)用到,也是必須熟練掌握的知識(shí)。深刻地認(rèn)識(shí)生物信息學(xué)的重要性,可以激發(fā)醫(yī)學(xué)生的學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的興趣和熱情。

        二、生物信息學(xué)課程授課內(nèi)容的選擇

        生物信息學(xué)包括開(kāi)發(fā)生物信息學(xué)工具的計(jì)算生物信息學(xué)和利用生物信息學(xué)工具解決問(wèn)題的應(yīng)用生物信息學(xué)。醫(yī)學(xué)背景的生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生應(yīng)該立足于應(yīng)用生物信息學(xué)的學(xué)習(xí),特別擅長(zhǎng)計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)并且對(duì)生物信息學(xué)感興趣的同學(xué)也可以涉獵部分計(jì)算生物信息學(xué)的知識(shí),本人在讀博士期間遇到過(guò)一個(gè)本科生就利用自己計(jì)算機(jī)方面的特長(zhǎng),進(jìn)行雄激素受體和雄激素受體調(diào)節(jié)劑構(gòu)效關(guān)系的研究,在指導(dǎo)教師的幫助下發(fā)表了一篇生物信息學(xué)領(lǐng)域的SCI文章,在感嘆難能可貴的同時(shí),必須承認(rèn)指導(dǎo)教師敏銳的洞察到學(xué)生的特長(zhǎng),并發(fā)揮其特長(zhǎng)會(huì)起到意想不到的效果。

        此外,國(guó)內(nèi)有關(guān)生物信息學(xué)方面的教材因編者學(xué)科背景相差很遠(yuǎn),各教材的特色和側(cè)重點(diǎn)有所不同,相對(duì)來(lái)講,偏理論輕實(shí)踐。醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)應(yīng)校根據(jù)本學(xué)科特點(diǎn)選擇實(shí)驗(yàn)性較強(qiáng)的教材,制定具有生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)特色的教學(xué)計(jì)劃及教學(xué)大綱,有條件有時(shí)間的教師可以嘗試自己編寫(xiě)適合本院校學(xué)習(xí)的教材,那樣針對(duì)性更強(qiáng),學(xué)習(xí)效果會(huì)更佳。針對(duì)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn),因此我們將引物設(shè)計(jì)、基因查找、基因序列分析、同源基因和不同物種基因查找、判斷起始密碼子和終止密碼子位置、啟動(dòng)子預(yù)測(cè)以及簡(jiǎn)單的蛋白功能分析和常用數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用作為本專(zhuān)業(yè)生物信息學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的主體框架。

        另外,生物信息學(xué)的軟件本人傾向于選取在線工具,如引物設(shè)計(jì)軟件可選取NCBI網(wǎng)站上的primer blast,酶切位點(diǎn)分析也可在NEB公司的網(wǎng)站上在線分析,應(yīng)該說(shuō)生物信息學(xué)的發(fā)展,歐美國(guó)家一些公立網(wǎng)站,如NCBI,或者某些相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)站都提供多種現(xiàn)在分析的工具,極大地方便了使用者。一來(lái)及其方便解決了問(wèn)題,避免了盜版問(wèn)題;二來(lái)可以通過(guò)網(wǎng)站學(xué)習(xí)生物信息學(xué)相關(guān)知識(shí),對(duì)某些軟件的歷史淵源有所了解。

        三、生物信息學(xué)授課時(shí)間安排的合理性

        生物信息學(xué)是一門(mén)實(shí)踐課程,實(shí)驗(yàn)課應(yīng)該占40%以上比例,理論課也應(yīng)該利用多媒體教室講授,在實(shí)驗(yàn)課之前應(yīng)該提前讓把本次課內(nèi)容通過(guò)多種即時(shí)通訊工具如QQ等發(fā)送給學(xué)生,在將核心知識(shí)在實(shí)驗(yàn)課演練結(jié)束后,進(jìn)一步布置相關(guān)作業(yè)強(qiáng)化記憶,在實(shí)踐中掌握相關(guān)知識(shí),如引物設(shè)計(jì)中,常用的是ncbi網(wǎng)站中在線引物設(shè)計(jì)工具primer blast和電腦安裝軟件primer5,在引物設(shè)計(jì)完成后,可以讓學(xué)生思考融合蛋白表達(dá)時(shí)移碼問(wèn)題,即融合蛋白引物設(shè)計(jì)需要注意哪些問(wèn)題,如涉及到移碼問(wèn)題時(shí)如何設(shè)計(jì)引物?生物信息學(xué)是有力的應(yīng)用工具,但是還不能完全依賴生物信息學(xué),我們應(yīng)該成為生物信息學(xué)的高級(jí)應(yīng)用者。

        四、生物信息學(xué)授課教師的選擇

        生物信息學(xué)是一門(mén)交叉學(xué)科,但是筆者認(rèn)為長(zhǎng)期應(yīng)用生物信息學(xué)的醫(yī)學(xué)背景的教師更適合作為醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的授課教師。作為一門(mén)新興學(xué)科的一名教師保質(zhì)保量的完成全部授課任務(wù)還是有一定難度的,可以嘗試每位老師根據(jù)自己特長(zhǎng)講授自己熟悉的章節(jié),這樣一來(lái)減少壓力,二來(lái)可以較為圓滿地完成教學(xué)任務(wù),不同教師還可以給學(xué)生帶來(lái)不同風(fēng)格的教學(xué)模式,提高學(xué)生的新鮮感和教師授課熱情。此外,任課教師應(yīng)該積極學(xué)習(xí)相關(guān)領(lǐng)域知識(shí),目前很多國(guó)內(nèi)外著名高校通過(guò)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始有生物信息學(xué)相關(guān)的開(kāi)放課程或慕課,無(wú)論是學(xué)生還是任課教師都應(yīng)該積極參加其中,提高自己的理論知識(shí)和實(shí)踐技能,學(xué)習(xí)優(yōu)秀教師的授課技巧,領(lǐng)略該領(lǐng)域大家風(fēng)采,筆者就經(jīng)常參加北京大學(xué)等學(xué)校的開(kāi)放課程,獲益匪淺。同時(shí),在有條件情況下參加國(guó)內(nèi)外相關(guān)講座和學(xué)習(xí)班,和同領(lǐng)域的兄弟院校保持聯(lián)絡(luò),對(duì)生物信息學(xué)的教學(xué)和科研水平的促進(jìn)幫助大有裨益。

        五、扎實(shí)的理論是學(xué)好生物信息學(xué)的保障

        除了具有學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的熱情,學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的醫(yī)學(xué)生還應(yīng)該掌握與生物信息學(xué)緊密相關(guān)的知識(shí),如分子生物學(xué)、分子診斷學(xué)、計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)和統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)。有條件的學(xué)生應(yīng)該主動(dòng)參與科研課題,不論是本院校老師申請(qǐng)的,還是大學(xué)生課題,都會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)生物信息學(xué)有所幫助。本人讀博士期間,就遇到很多在讀本科生參與博士生導(dǎo)師的課題,在基因序列分析和蛋白功能研究方面都獲益匪淺。本人目前也作為指導(dǎo)教師指導(dǎo)本科生獨(dú)立申請(qǐng)的大學(xué)生課題,在給學(xué)生講授生物信息學(xué)時(shí),明顯感覺(jué)參與過(guò)科研項(xiàng)目的學(xué)生對(duì)生物信息學(xué)知識(shí)的掌握,明顯強(qiáng)于沒(méi)有參與過(guò)的本科生。

        總之,我們生物信息學(xué)課程教學(xué)中做出了一定的探索,也取得了一定的經(jīng)驗(yàn)和效果,但是這只是萬(wàn)里長(zhǎng)征的第一步,需要生物信息學(xué)課程的教師更加努力探索,為培養(yǎng)出更多適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的高素質(zhì)應(yīng)用型人才貢獻(xiàn)自己的微薄之力。

        參考文獻(xiàn):

        [1 ]郝峰,許會(huì)靜,馬睿澤.《生物化學(xué)檢驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革探討 [J ].中國(guó)科技信息,2012,(19):118.

        [2 ]趙臣,袁忠海,侯毅鞠.論信息反饋體系在培養(yǎng)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力中的作用 [J ].中國(guó)校外教育,2014,(6):106.

        [3 ]許會(huì)靜,郝峰,張磊.淺談“PBL教學(xué)模式”在臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用 [J ].中國(guó)校外教育,2013,(33):70.

        本文系2012吉林省高等教育教學(xué)研究課題;2012年度吉林省高等學(xué)校教學(xué)建設(shè)與改革創(chuàng)新立項(xiàng);2012年度吉林省教育科學(xué)十二五規(guī)劃立項(xiàng)。endprint

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