趙小蕾 修良昌 覃繼恒 饒紹奇

摘 要：生物信息學(xué)是集生物學(xué)、信息科學(xué)及數(shù)學(xué)等多種學(xué)科于一體的新興前沿性交叉學(xué)科。生物信息學(xué)在生命科學(xué)研究領(lǐng)域的重要性日益顯現(xiàn)，但其教學(xué)體系還不盡完善，文章探討醫(yī)學(xué)院校生物信息學(xué)教學(xué)的改革和實踐問題。

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué) 醫(yī)學(xué)院校 教學(xué)改革

中圖分類號：G6 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）04（a）-0142-02

人類基因組計劃的實施為分子生物學(xué)家提供了大量的生物組學(xué)數(shù)據(jù)，分析和處理這些數(shù)據(jù)以探索其中隱藏的生物學(xué)奧秘需要綜合利用數(shù)學(xué)、信息科學(xué)與物理學(xué)等知識，生物信息學(xué)由此應(yīng)運而生[1]。它是分子生物學(xué)與上述學(xué)科交叉結(jié)合的產(chǎn)物，其研究已經(jīng)滲透到生命科學(xué)的各個領(lǐng)域并極大促進了生命科學(xué)及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，已成為生命科學(xué)研究者強有力的輔助工具之一。國內(nèi)很多醫(yī)學(xué)院校已開辦生物信息學(xué)課程，多種專業(yè)選擇其作為必修課或選修課。該課程旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運用生物信息學(xué)知識和方法進行生物信息提取、儲存、處理和分析的能力，但該課程的教學(xué)研究仍處于起步階段，缺乏完善的教學(xué)模式和有效的教學(xué)方法，如何在醫(yī)學(xué)院校開展生物信息學(xué)教學(xué)還有待進一步探索。

1 課程開設(shè)的重要性

生物信息學(xué)跨越了整個生命科學(xué)領(lǐng)域，是一門實用性很強的學(xué)科，也是未來生物醫(yī)學(xué)的重要研究工具。生物技術(shù)、計算機和互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展引領(lǐng)了一個生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)時代，生物信息學(xué)在生命科學(xué)領(lǐng)域的地位也愈發(fā)重要。利用生物信息學(xué)的知識和方法能夠深入挖掘和剖析海量生物學(xué)數(shù)據(jù)，進而探索隱藏在數(shù)據(jù)背后的生物學(xué)奧秘。無論是從分子生物學(xué)的角度闡述疾病病因，還是對疾病的預(yù)防、診斷、防治與藥物設(shè)計，生物信息學(xué)均發(fā)揮了十分重要的作用，掌握該課程的基本知識和理論無論對以后的科學(xué)研究還是從事一線醫(yī)務(wù)工作都具有比較深遠(yuǎn)的意義。因此，在醫(yī)學(xué)院校部分專業(yè)（如：生物統(tǒng)計、藥學(xué)等）開設(shè)生物信息學(xué)課程具有重要意義。

2 生物信息學(xué)教學(xué)存在的問題

2.1 課程內(nèi)容與教學(xué)課時不成比例

生物信息學(xué)是一門綜合性學(xué)科，理解和掌握該課程需要具有一定的計算機、數(shù)學(xué)和分子生物學(xué)等的背景知識。醫(yī)學(xué)院校學(xué)生普遍存在理科知識比較薄弱，因此，講解透徹該門課程需要教師在課堂上花費一定的時間普及相關(guān)背景知識。然而由于醫(yī)學(xué)院校學(xué)生課程門類眾多，客觀條件決定無法為生物信息學(xué)安排足夠多的課時。較之生物信息學(xué)繁多的內(nèi)容而言，課時分配明顯不足。在課時相對較少的情況下，無法深入講解將每個章節(jié)的內(nèi)容。

2.2 教學(xué)師資力量薄弱

生物信息學(xué)作為一門交叉學(xué)科，要求任課教師精通生物學(xué)、計算機和統(tǒng)計學(xué)等相關(guān)知識。由于國內(nèi)生物信息學(xué)興起時間較短，培養(yǎng)人才數(shù)量有限，且有限的人才都流向了一流的學(xué)校，普通高校無法招到專業(yè)對口的教師。因此，能夠勝任生物信息學(xué)教學(xué)任務(wù)的老師十分匱乏。以該校為例，生物信息學(xué)課程沒有固定的任課教師，基本由生物學(xué)、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)教師完成，這些老師中大多數(shù)無法完全勝任生物信息學(xué)的教學(xué)任務(wù)。最終致使生物信息學(xué)教學(xué)質(zhì)量不高。

2.3 教學(xué)模式落后

雖然多媒體已被廣泛應(yīng)用于生物信息學(xué)的教學(xué)中，但由于該課程涉及內(nèi)容多且有大量的數(shù)據(jù)庫和軟件知識，導(dǎo)致多媒體課件的容量非常大，教師在課堂上基本是照本宣科的讀完課件完成教學(xué)任務(wù)而已，忽略了學(xué)生的接受能力。這種教學(xué)模式雖然運用了先進的教學(xué)工具，但實質(zhì)上采用的還是傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)，學(xué)生仍然是被動地學(xué)習(xí)。

2.4 實踐教學(xué)流于形式

生物信息學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科，實踐課程非常重要。然而在教學(xué)過程中，由于各種原因?qū)嵺`課往往流于形式，原因主要包括：（1）教學(xué)設(shè)備及手段落后。雖然有些學(xué)校有計算機室，但計算機配置較低且未提供連網(wǎng)服務(wù)，生物信息學(xué)很多知識的學(xué)習(xí)需要借助互聯(lián)網(wǎng)，例如：各種數(shù)據(jù)庫、在線軟件等，導(dǎo)致學(xué)生無法親自操作而降低實踐課學(xué)習(xí)效果；（2）課時少、內(nèi)容多。生物信息學(xué)的章節(jié)往往涉及到很多軟件和平臺，甚至有些軟件需要編寫程序。在實踐課時少的情況下，無法在短時間內(nèi)讓學(xué)校親自操作每一種軟件。

3 教學(xué)改革

3.1 針對不同專業(yè)精選教學(xué)內(nèi)容

針對生物信息學(xué)內(nèi)容繁多的事實，應(yīng)針對不同專業(yè)特點精心挑選課授課內(nèi)容，在有限的課時中讓學(xué)生學(xué)到最基本且重要的生物信息學(xué)理論知識。另外，要善于挖掘課外時間，組建課外興趣小組，設(shè)置研究課題作為課外作業(yè)，鞏固和加深學(xué)生對生物信息學(xué)的理解。

3.2 培養(yǎng)和引進專業(yè)人才

教師知識的淵博程度和教學(xué)水平的高低對教學(xué)效果的影響十分明顯。因此，在教師隊伍建設(shè)上應(yīng)采取“走出去，引進來”的措施，一方面挖掘該校教師的潛能，支持和鼓勵該校年輕教師到國內(nèi)外知名高校訪學(xué)和進修，著力提高該校教師自身的知識素養(yǎng)與技能；另一方面提供豐厚條件引進國內(nèi)外生物信息學(xué)高層人才，為生物信息學(xué)教學(xué)隊伍增添新鮮血液。此外，還可通過定期或不定期舉辦講座等方式創(chuàng)造機會加強該校教師及與兄弟院校的交流合作，加強學(xué)科建設(shè)，提高生物信息學(xué)教師的綜合素養(yǎng)。

3.3 推進“教、學(xué)、研”一體化創(chuàng)新教學(xué)模式

針對生物信息學(xué)課程的特點，一方面根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)計小型科研課題激發(fā)學(xué)生的科研興趣；另一方面鼓勵并指導(dǎo)學(xué)生申報學(xué)校、省級或國家級大學(xué)生科研項目，并鼓勵學(xué)生參與教師的科研項目，積極開展“教、學(xué)、研”一體化的創(chuàng)新教學(xué)模式，即融教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”，以及教師和學(xué)生共同參與到“研”的過程于一體[2]。通過這種教學(xué)模式能夠極大激發(fā)學(xué)生對生物信息學(xué)課程的興趣和創(chuàng)造力，促使學(xué)生快速高效地掌握生物信息學(xué)理論和實踐知識，有利于學(xué)生變被動的學(xué)習(xí)為主動探究式學(xué)習(xí)。與此同時，也能夠讓學(xué)生盡早地融入到生物學(xué)科學(xué)研究的大環(huán)境中來，學(xué)會合作、學(xué)會創(chuàng)造，真正地做到學(xué)以致用。

3.4 加強實驗課教學(xué)

生物信息學(xué)實驗課教學(xué)離不開計算機和網(wǎng)絡(luò)，加強實驗課教學(xué)需要在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，升級計算機配置，并為每臺計算機提供上網(wǎng)功能，保障實驗課教學(xué)順利進行。積極鼓勵學(xué)生自帶計算機，方便課后繼續(xù)學(xué)習(xí)。此外，充分利用發(fā)達的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，創(chuàng)建網(wǎng)上教學(xué)平臺并將教學(xué)內(nèi)容，最新分析軟件等傳遞給學(xué)生，通過教學(xué)平臺加強與學(xué)生的交流互動，及時解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。在教學(xué)內(nèi)容上，要精簡實驗課內(nèi)容，選擇有代表性的軟件和數(shù)據(jù)庫進行深入講解，將其它的軟件、數(shù)據(jù)庫等相關(guān)知識設(shè)計成小型研究課題作為作業(yè)布置給學(xué)生，提高學(xué)生自主探索的學(xué)習(xí)能力。

4 結(jié)語

生物信息學(xué)是一門新興且充滿活力的學(xué)科，隨著實驗技術(shù)的進步和科研工作者的不斷探索，新方法新內(nèi)容源源不斷地加入進來，因而該課程在醫(yī)學(xué)院校教學(xué)中尚未形成成熟的課程體系，需要進行不斷地教學(xué)改革。生物信息學(xué)的教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐動手能力，為達到這一目標(biāo)，教學(xué)改革應(yīng)積極采用“教、學(xué)、研”一體式的教學(xué)模式。教學(xué)實踐證明，上述教學(xué)改革能較好地完成該課程的教學(xué)目的，顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、實踐操作能力、探索創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力，并受到學(xué)生的普遍歡迎。

參考文獻

[1]李霞.生物信息學(xué)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2010.

[2]錢葉雄，朱國萍，聶劉旺，等.生物信息學(xué)課程“教、學(xué)、研”一體化創(chuàng)新教學(xué)模式探討[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（6）：2812-2813.