生物信息学基本概念范文

导语：如何才能写好一篇生物信息学基本概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：生物信息学；课堂研讨；案例分析

作者简介：刘伟（1979-），女，辽宁铁岭人，国防科技大学机电工程与自动化学院，讲师；张纪阳（1979-），男，湖南泌阳人，国防科技大学机电工程与自动化学院，讲师。（湖南?长沙?410073）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）23-0060-02

21世纪是生命科学的世纪，生物技术飞速发展，生物学数据大量积累。而生物信息学正是在这种大背景下蓬勃兴起的交叉型学科，旨在用信息学方法解决生物学问题。为了培养复合型人才，大力发展交叉学科，国防科技大学（以下简称“我校”）近年来面向全校理工科研究生开设了“生物信息学”选修课程。

“生物信息学”作为新兴的交叉学科，具有融合性、发展性和开放性的特点。[1]融合性是指生物信息学涉及的生物、计算机、数学等多个学科的交叉与融合。从20世纪90年代到现在，该学科发展非常迅速，研究热点发生了数次改变。开放性是指该学科存在大量有待探索和研究的新问题。这些特点一方面为课堂教学提供了大量的主题和素材，一方面也对授课方式提出了较高的要求。经过认真分析，选定研讨式教学作为该课程的主要授课方式。研讨式教学即研究讨论式教学，是将研究与讨论贯穿于教学的全过程。[2]在教师的具体指导下，充分发挥学生的主体作用，通过自我学习、自我教育、自我提高来获取知识和强化能力培养。[3]通过确立教学目标，精心设计和组织教学内容，在实践中贯彻研讨式教学理念和方法，在生物信息学课程中对研讨式教学模式进行了理论探索和实践创新。

一、教学目标的确立

合理的课程目标与定位是决定课程建设成败和教学效果的基础，其主要依据是人才培养需求和授课对象的实际情况。首先，教学对象是研究生，已具备一定的自主学习和创新思维的能力。教师不仅要传授知识，而且要讲解基本的研究方法，让学生具备独立思考问题、分析问题和解决问题的能力。其次，作为军校学生，以后从事的工作可能涉及很多学科方向，展现如何针对一门新的学科方向进行研究的整体思路显得很有意义。最后，考虑到学生不同的知识背景，对于各部分内容的理解程度不同，必须兼顾不同的专业方向，让每个学生都能有所收获。因此，确立教学目标为：介绍生物信息学的基本概念和方法，通过案例分析展现科学研究的基本方法和实践过程。

二、教学内容的设计和组织

1.教学内容的总体设计

确定了教学目标之后，需要对课程的教学内容进行总体设计。参考国内外多所高校的相关课程设置，如北京大学的“生物信息学导论”、中科大的“生物信息学”、中科院的“生物信息学与系统生物学”和MIT的“Bioinformatics and Proteomics”等，发现这些课程主要是针对生物专业的学生开设，侧重于方法学介绍。而我校学生大部分是工科背景，对于统计和机器学习方法有一定基础，重点是了解相关的生物学问题，并应用已有的工科知识去分析和解决这些问题。同时，随着生物信息学的快速发展，研究领域不断扩大，有必要展现该学科的最新进展。

因此，课程内容总体设计上以生物学问题为主线，结合最新的研究成果，对各种计算方法的应用过程进行深入和细致的讲解。在介绍生物信息学的研究现状和生物学基础知识之后，分多个专题详述生物信息学最新的研究进展，各专题在内容上相互衔接，由浅入深，以便学生理解和接受。以问题为导向的课程设计对于启发学生思考，积极参与课堂研讨具有重要作用。

进一步，为了突出部分重点专题及其分析方法，采用案例分析课的形式，针对一些重要问题进行深入探讨。鼓励学生应用所学知识，结合自身的专业背景，通过积极地思考和讨论提出相应的解决方案。案例选择为教师有一定研究基础的开放性问题，一方面介绍已有的研究成果，一方面结合教师的研究体会，通过积极讨论拓展新的研究思路。案例分析课有助于学生更多地参与课堂研讨，对于知识的综合应用和科学研究过程产生切身体会。

2.教学内容的组织

研讨式教学的关键是调动学生的积极性，鼓励学生踊跃地参与课堂讨论，提出自己的观点。通过集中备课，学习和吸取老教师的成功经验，总结调动学生积极性的基本要素，对授课内容进行了认真的组织和编排。

（1）重点突出，详略得当。由于生物信息学涵盖内容非常丰富，有必要对课程内容进行取舍，在保证知识面的基础上，突出授课的重点。减少或删除重要性较低的部分，采用图片和动画等形式对重要的知识点加以强调，以深化学生的理解。只有学生对重点内容理解透彻，才能激发出浓厚的学习兴趣，积极参与课堂研讨，碰撞出智慧的火花。

（2）新颖有趣，实例丰富。在课程内容上应充分体现知识性和趣味性，以丰富的实例展现生物信息学中基本的概念和方法。学生往往关注与日常生活休戚相关的内容，期望能用所学知识解释常见现象，因此实例选择应贴近生活体验。课件中准备了大量的实例，例如，在讲完构建进化树之后，举例说明为什么人类的祖先是从非洲走出来的；在生物代谢一章，通过卖火柴的小女孩的故事阐释生物代谢过程的高效性；在蛋白质结构部分，讨论为什么湿着头发睡觉，头发容易变翘。通过实例分析，增加学生对于所学知识的理解和参与课堂研讨的积极性。

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关键词：生物信息学 交叉学科 学生培养

一、生物信息学的产生

生物学是一门古老的学科，在人类历史发展的长河中，人类从未停止过对生命奥秘的探索。人们逐渐认识到，虽然生物种类多种多样，但是它们的最基本分子却是相同的。DNA、RNA和蛋白质等分子构成了生命的基本单位，再由细胞到组织、器官，最后器官系统组成完整的生物体。

传统的生物学研究中，由于受到技术水平的限制，生物学家多采用低通量的生物实验方法，其研究对象通常是一个基因或者几个基因组成的通路。在这种情况下，实验后的简单观察就可以满足研究需要。随着生物研究的不断深入，积累了大量实验数据，人们不禁想到，如何把不同的实验结果整合起来？另一方面，随着生物技术的发展，大量新兴技术出现，产生了海量的数据。例如90年代兴起的基因芯片技术，单张芯片就可以测定成千上万个基因在某一状态下的表达情况。1990年启动的人类基因组计划更为生命科学的研究提供了海量的序列数据。面对如此多的数据，以前依靠生物实验研究单个或几个基因的方法很难再适用，生命科学、统计学、计算机科学和信息科学等若干学科的交叉学科――生物信息学应运而生。生物信息学以计算机、统计、模式识别等方法为手段，以生物数据为研究对象，通过对大量生物数据的储存、处理和分析，提取其中有意义的生物知识[1]，从而最终揭示蕴藏在核酸序列和蛋白质序列中的信息，对了解生命活动的基本规律出贡献。

二、生物信息学在生命科学研究中的作用

作为一门新兴的学科，大家对生物信息的作用并不十分明确。很多人认为生物信息学只是为实验科学服务。从广义上讲，这种说法也不无道理，但是生物信息学并不是实验科学的附属品，与生物实验一样，它也是解决生物问题的一种手段。为了解决生物问题，生物学家依靠的是实验台，生物信息学家依靠的是计算机。

在生命科学的发展过程中，以分子生物学的产生为界，可以分为传统生物学和现代生物学。传统生物学和现代生物学取得的成就为生命科学的发展做出了巨大贡献。人类基因组计划启动以来，人们一度认为只要把各种生物基因组的全部碱基排列顺序测定清楚，生命的遗传奥秘就会显露无余，但是真实的情况远不像想象的那样简单。人类的个体发育开始于一个单细胞受精卵，受精卵经过一系列的细胞分裂和分化，产生具有不同形态和功能的细胞，不同细胞之间相互作用构成各种组织和器官。虽然人类基因组中有两万多个基因，但是在单个细胞当中，同时起作用的基因往往是很少的。有些基因只在特定阶段起作用，有些基因只在特定组织起作用。只关心某个基因或蛋白的功能是不够的，因为在不同时空条件下，同一个基因或蛋白的功能可能不同。生物是一个复杂的系统，其表型和功能不仅体现于基因数量和序列的不同，更体现在基因、蛋白以及其他生物分子之间的相互作用之中。因此，把研究对象当成一个整体，系统地分析内部的相互关系尤其重要。但是无论是传统生物学还是现代生物学，都是一门实验学科，生物学的发展中缺乏一种系统思想。生物信息学可以从大量生物数据中提取有意义的生物知识，通过对已有数据的总结，进一步推测生物体的某些性质和变化趋势，生物信息学为大量生物数据的整合提供了可能，与生物实验一样，是生物研究中的一种重要途径。

三、生物信息学学生的培养

生物信息学是一门交叉学科，要求学生具有较好的分子生物学、计算机科学、数学和统计学素养，目前国内只有少数几个学校设立了生物信息学本科专业，大部分的学生都是进入研究生阶段才开始生物信息学的培养。在进入生物信息学专业前，本科阶段可能接受过计算机、统计学、信息学、生物学等某一方面的教育，但要进行生物信息学的研究，大多需要补充其他方面的知识。

生物信息学研究可以分为两类：第一，在深刻理解生物问题的基础上，利用计算技术解决生物问题，第二，为生物学家提供性能更好的方法（算法）。理工科背景学生的生物知识较少，但是对于各种计算方法的原理和使用非常熟悉，对于这类学生的培养，第二类问题比较适合他们入门。在生物信息领域，有很多经典的分类问题。这些问题已经明确了分类目标，并且大都有通用的数据集。但是这类工作也受到了生物学家的质疑，因为大部分工作都是把已有的经典算法用在生物数据上，由于对生物问题不够了解，最后成为只有做生物信息的人才看的方法。这也在一定程度上导致了部分生物学家对生物信息存在偏见，认为生物信息就是提出新算法，做一些数据库。要想真正让生物学家认识到生物信息学的重要性，就要以解决生物问题为根本出发点，即使是做预测方法，也要建立在解决生物问题的基础上。做出更好预测方法的关键是深入理解生物问题并抓住关键特征。举个例子，要把男生和女生分开，我们可以根据很多特征，比如身高、体重、头发长短，虽然大多数情况下来说，男生比女生高、比女生重、比女生头发短。但是只基于这些特征还是会造成很多的分类错误，因为这些特征不是男生女生差别的最根本因素。如果我们是根据性染色体来分，那正确率的提高就非常显著了。在预测问题中，利用五花八门的方法并不是关键，如何能够对生物问题深入了解并找到关键特征，才是最主要的。

作为一门新兴的学科，大家对生物信息的了解还很少，很多人对它的定位也不同。但既然是生物信息，就是先生物后信息，可见生物的重要性。所以，在生物信息的研究过程中，对生物问题只限于表面地理解，势必不能做出好的工作。只有对生物问题有了深入了解，才能发现其中的问题。能够找到值得做的问题，可以说工作已经成功了一大半。当然，解决问题过程中也会有很多困难，比如发现了值得研究的课题，但在解决的过程当中发现某些数据无法获得，或者某些技术超出了自己的能力范围。在这种情况下，可以首先想想有没有其它变通的办法可以解决问题，如果经过慎重的考虑都无法找到，就要果断的放弃。这里要强调一定要慎重考虑，不能遇到一点困难就放弃。

相比理工科背景的学生，生物背景的学生有着扎实的生物学知识基础。但是如果是从本科阶段直接进入生物信息学，由于还没有进行过实验操作，他们对生物问题的理解也很难非常深入。不管是理工科背景还是生物背景的学生，丰富的生物学知识都是进行好的生物信息学研究的前提。在培养学生时不可忽视对其基础生物学知识的传授和教育，并适当引导其对生物学问题的思考。生物学问题可以很大也可以很小。大的生物学问题任何一个懂得基础生物学知识的人都可以提出，但也是最难解决的，比如到底是什么改变使细胞恶变，自身免疫病是如何形成的，心血管病糖尿病等复杂疾病是如何发生的，为何有人容易生某种病而其他人不易感。小的生物学问题就是各自领域的具体研究课题，比如表观遗传学领域的DNA去甲基化酶是否存在，基因表达调控领域的转录起始频率是如何决定的，RNA领域的大量非编码RNA的作用，蛋白修饰领域新发现的修饰如何调控蛋白的功能等等。在脑中提出并试图思考一系列大大小小的生物学问题是对学生培养目标的第一步。这些问题的产生的前提是对生物学知识的熟悉掌握。然而在对学生培养的过程中没必要也不可能告诉他们所有的知识，生物学知识教育的原则是为他们打开门，当他们思考问题的时候知道去哪里找到相关的知识。

另一方面，只有生物学基础知识和问题是不够的。很多问题在生物信息学产生之前就存在了，传统的方法无法带给人们问题的答案。人们一直期待新的方法去理解和解决这些问题。生物信息学的产生无疑提供给人们另一种思考生物问题的方式，为一些经典问题的解决提供了可能。例如最近的大规模的肿瘤基因组测序和分析使我们发现了很多新的肿瘤相关基因[2]。对于生物背景的学生，在教学中要把这样的例子介绍给学生，生物背景的学生在理解信息学理论方面会存在困难。最初很难要求他们理解所有具体过程。但是至少要让他们知道这些方法的基本原理，还有在什么情况下使用。这样在以后的研究中遇到类似问题才能想到应该选择什么样的信息学工具去解决，在具体应用过程中加深对整个过程的理解。生物背景的学生如果想成为生物信息学专家，只会应用是不够的，补充一些计算机、统计、信息方面的基础知识是必不可少的。

生物信息学是一门仍处在快速发展之中的学科。还没有一本教材能够满足生物信息学教学的需要，生物信息学立足于分子生物学、模式识别、计算机科学与技术、数学和统计学等学科，所以学生要先对这些学科的基本概念和系统有一个较为全面和直观的认识，为日后的科研打下坚实的基础。另外，培养过程中要包括大量的实例介绍，对一些重要的应用还加以详细解剖，使得同学们不再仅掌握理论，而是能够学会如何在实际工作中灵活应用这些理论。在此基础之上，向同学们推荐一些最新的论文、期刊、参考读物和相关的学术报告，让同学们能够切身感受到学科发展的前沿，培养学生的创新能力。21世纪是生命科学的时代，也是信息科学的时代。生物信息学在这样的历史条件下产生并壮大，它作为多个领域的交叉新兴学科，对生命科学研究有着巨大的推动力。生物信息学是一门应用性非常强的学科，也是一门非常活跃的前沿学科，良好的教学效果必须以先进的内容体系为基础，我们应时刻注意以科研促进教学，教学科研相长，使教学研究达到更高的水平。

[参考文献]

[1]蒋彦等.基础生物信息学及应用[M].北京：清华大学出版社,2003

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《离散数学》是以一切离散量为研究对象的一门学科，包括数理逻辑、关系代数、罔论、集合论等多方面内容。这门学科在计算机科学的发展和研究中起着重大的作用，比如在编译原理、数据结构、数据库系统、人工智能、计算机网络等专业课中都大量涉及了离散数学中各个分支的基本概念、基本理论和基本方法。所以它还有一个专业的名字――组合数学。离散数学是掌握和研究计算机学科的必要理论基础。

有时人们也把离散数学和图论加在一起算成是离散数学。离散数学是计算机出现以后迅速发展起来的一门数学分支。计算机科学就是算法的科学，而计算机所处理的对象是离散的数据，所以离散对象的处理就成了计算机科学的核心，而研究离散对象的科学恰恰就是离散数学。离散数学的发展改变了传统数学中分析和代数占统治地位的局面。现代数学可以分为两大类：一类是研究连续对象的，如分析、方程等，另一类就是研究离散对象的离散数学。离散数学不仅在基础数学研究中具有极其重要的地位，在其它的学科中也有重要的应用，如计算机科学、编码和密码学、物理、化学、生物等学科中均有重要应用。微积分和近代数学的发展为近代的工业革命奠定了基础。而离散数学的发展则奠定了本世纪的计算机革命的基础。计算机之所以被称为电脑，就是因为计算机被人编写了程序，而程序就是算法，在绝大多数情况下，计算机的算法是针对离散的对象，而不是在作数值计算。正是因为有了离散算法才使人感到计算机好像是有思维的。

离散数学不仅在软件技术中有重要的应用价值，在企业管理、交通规划、战争指挥、金融分析等领域都有重要的应用。在美国有一家用离散数学命名的公司，他们用离散数学的方法来提高企业管理的效益，这家公司办得非常成功。此外，试验设计也是具有很大应用价值的学科，它的数学原理就是组合设计。用组合设计的方法解决工业界中的试验设计问题，在美国已有专门的公司开发这方面的软件。最近，德国一位著名离散数学家利用离散数学方法研究药物结构，为制药公司节省了大量的费用，引起了制药业的关注。

在1997年11月的南开大学离散数学研究中心成立大会上，吴文俊院士指出，每个时代都有它特殊的要求，使得数学出现一个新的面貌，产生一些新的数学分支，离散数学这个新的分支也是在时代的要求下产生的。最近，吴文俊院士又指出，信息技术很可能会给数学本身带来一场根本性的变革，而离散数学则将显示出它的重要作用。杨乐院士也指出离散数学无论在应用上和理论上都具有越来越重要的位置，它今后的发展是很有生命力、很有前途的，中国应该倡导这个方面的研究工作。万哲先院士举例说明了华罗庚、许宝禄、吴文俊等中国老一辈的数学家不仅重视离散数学，同时还对离散数学中的一些基本问题作了重大贡献。迫于中国离散数学发展自身的需要，以及中国信息产业发展的需要，在中国发展离散数学已经迫在眉睫，刻不容缓。

2.《离散数学》与计算机软件

随着计算机网络的发展，计算机的使用已经影响到了人们的工作、生活、学习、社会活动以及商业活动，而计算机的应用根本上是通过软件来实现的。我在美国听到过一种说法，将来一个国家的经济实力可以直接从软件产业反映出来。我国在软件上的落后，要说出根本的原因可能并不是很简单的事，除了技术和科学上的原因外，可能还跟我们的文化、管理水平、教育水平、思想素质等诸多因素有关。除去这些人文因素以外，一个最根本的原因就是我国的信息技术的数学基础十分薄弱，这个问题不解决，我们就难成为软件强国。然而解决这一问题决不是这么简单，信息技术的发展已经涉及了很深的数学知识，而数学本身也已经发展到了很深、很广的程度，并不是单凭几个聪明的头脑去想想就行了，更重要的是需要集体的合作和力量，就像软件的开发需要多方面的人员的合作。美国的软件之所以能领先，其关键就在于在数学基础上他们有很强的实力，有很多杰出的人才。一般人可能会认为数学是一门纯粹的基础科学，1+1的解决可能不会有任何实际的意义。如果真是这样，一门纯粹学科的发展落后几年，甚至十年，关系也不大。然而中国的软件产业的发展已向数学基础提出了急切的需求：网络算法和分析、信息压缩、网络安全、编码技术、系统软件、并行算法、数学机械化和计算机推理，等等。此外，与实际应用有关的还有许多许多需要数学基础的算法，如运筹规划、金融工程、计算机辅助设计等。如果我们的软件产业还是把眼光一直盯在应用软件和第二次开发，那么我们在应用软件这个领域也会让国外的企业抢去很大的市场。如果我们现在在信息技术的数学基础上大力支持和投入，那将是亡羊补牢，犹未为晚；只要我们能抢回信息技术的数学基地，那么我们还有可能在软件产业的竞争中扭转局面，甚至反败为胜。吴文俊院士开创和领导的数学机械化研究，为中国在信息技术领域占领了一个重要的阵地，有了雄厚的数学基础，自然就有了软件开发的竞争力。这样的阵地多几个，我们的软件产业就会产生新的局面。值得注意的是，印度有很好的统计和离散数学基础，这可能也是印度的软件产业近几年有很大发展的原因。

3.离散数学在国外的状况

纵观全世界软件产业的情况，易见一个奇特的现象：美国处于绝对的垄断地位。造成这种现象的一个根本的原因就是计算机科学在美国的飞速发展。当今计算机科学界的最权威人士很多都是研究离散数学出身的，美国最重要的计算机科学系（MIT，Princeton，Stanford，Harvard，Yale，...）都有第一流的离散数学家。计算机科学通过对软件产业的促进，带来了巨大的效益，这已是不争之事实。离散数学在国外早已成为十分重要的学科，甚至可以说是计算机科学的基础。一些大公司，如IBM、AT&T都有全世界最强的组合研究中心。Microsoft的Bill Gates近来也在提倡和支持计算机科学的基础研究。例如，Bell实验室的有关线性规划算法的实现，以及有关计算机网络的算法，由于有明显的商业价值，显然是不会对外公开的。美国已经有一种趋势，就是与新的算法有关的软件是可以申请专利的。如果照这种趋势发展，世界各国对离散数学和计算机算法的投入和竞争必然日趋激烈。美国政府也成立了离散数学及理论计算机科学中心DIMACS（与Princeton大学、Rutgers大学、AT&T联合创办的，设在Rutgers大学），该中心已是离散数学理论计算机科学的重要研究阵地。美国国家数学科学研究所（Mathematical Sciences Research Institute，由陈省身先生创立）在1997年选择了离散数学作为研究专题，组织了为期一年的研究活动。日本的NEC公司还在美国的设立了研究中心，理论计算机科学和离散数学已是他们重要的研究课题，该中心主任R.Tarjan即是离散数学的权威。美国重要的国家实际室（Los Alamos国家实验室，以造出第一颗原子弹著称于世）从曼哈顿计划以来一直重视应用数学的研究，包括离散数学的研究。有关离散数学的计算机模拟项目经费达三千万美元。不仅如此，该实验室最近还在积极充实离散数学方面的研究实力。美国另外一个重要的国家实验室Sandia国家实验室有一个专门研究离散数学和计算机科学的机构，主要从事组合编码理论和密码学的研究，在美国政府以及国际学术界都具有很高的地位。由于生物学中的DNA的结构和生物现象与离散数学有密切的联系，各国对生物信息学的研究都很重视，这也是离散数学可以发挥作用的一个重要领域。前不久召开的北京香山会议就体现了国家对生物信息学的高度重视。据说IBM也将成立一个生物信息学研究中心。由于DNA就是离散数学中的一个序列结构，美国科学院院士，近代离散数学的奠基人Rota教授预言，生物学中的组合问题将成为离散数学的一个前沿领域。

最近Thomson Science公司创刊的一份电子刊物《离散数学和理论计算机科学》即是一个很好的说明。它的内容涉及离散数学和计算机科学的众多方面。由于计算机软件的促进和需求，离散数学已成为一门既广博又深奥的学科，需要很深的数学基础，逐渐成为了数学的主流分支。本世纪公认的伟大数学家盖尔芳德预言离散数学和几何学将是下一世纪数学研究的前沿阵地。这一观点不仅得到国际数学界的赞同，也得到了中国数学界的赞同和响应。

加拿大在Montreal成立了试验数学研究中心，他们的思路可能和吴文俊院士的数学机械化研究中心的发展思路类似，使数学机械化、算法化，不仅使数学为计算机科学服务，同时也使计算机为数学研究服务。吴文俊院士指出，中国传统数学中本身就有浓厚的算法思想。

今后的计算机要向更加智能化的方向发展，其出路仍然是数学的算法和数学的机械化。另外的一个有说服力的现象是，离散数学家总是可以在大学的计算机系或者在计算机公司找到很好的工作，一个优秀的离散数学家自然就是一个优秀的计算机科学家。

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关键词 图像处理；图像分析；实践教学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）02-0090-02

Practical Teaching Reform of Medical Images Processing and Analysis//Tang Min， Zhang Shibing， Shen Xiaoyan

Abstract Medical images processing and analysis is one of the major foundational courses for biomedical engineering. According to the characteristics of this course， several practical teaching reform measures of medical images processing and analysis are carried out， including experiments and course design and the second classes. The author’s rich practical experiences demonstrate that these teaching reform measures can foster the students’ abilities， inspire their interests and therefore improve the teaching effect greatly.

Key words image processing； image analysis； practical teaching； teaching reform

1 引言

生物医学工程是一个由理、工、医交叉融合的新兴学科，是多门工程学科向生物医学领域渗透的产物，包括生物信息学、医学图像处理、生物力学及生物材料、医疗器械等多个分支。其中，医学图像处理与分析是利用数学原理和方法，在计算机上针对不同医学影像设备（如CT、MRI、B超、PET、SPECT、显微镜等）产生的图像，按照实际需要进行处理、加工和分析。随着医学成像技术的发展与进步，图像处理技术在医学研究与临床诊断中的应用越来越广泛，因此，医学图像处理与分析这门课程的地位和作用也日益重要。

该课程是以数字图像处理为基础，介绍图像处理中的基本概念、理论和算法，特别针对医学图像处理研究中的基本问题以及解决这些问题的原理和实现方法，使学生能够编程将图像处理算法应用于医学图像的处理和分析，是生物医学工程及相关专业的核心主干课程之一。

医学图像处理与分析这一课程起点高、难度大、理论和实践紧密结合，课程建设难度较大。虽然目前已有不少院校开展本课程的教学工作，但实际教学情况并不十分理想，主要表现在教材缺乏和实践环节较少。在中国期刊网上，以题名包含“医学图像处理”或“生物图像处理”以及题名中包含“教学”为检索条件，只获得文献18篇，其中涉及该课程实践教学的只有6篇，主要集中于虚拟实验室和实验教学系统的研发[1-6]上，可见在国内关于该课程的教学研究尚不多见。

笔者结合教学实践经验，在理论教学改革的基础上[7]，提出一些实践教学环节的改革措施，以全面培养学生的学习技能，激发学习兴趣，改善教学效果。

2 实验与课程设计的开展

以“科研为教学服务，教学促进科研”为宗旨，采用MATLAB编程语言为实验教学平台，以医学图像处理知识为主，同时综合医学成像系统、医学电子学等相关课程的知识，编写《医学图像处理与分析课程的实验与课程设计指导书》，设置验证型、综合型和设计型三大类实验（参见表1）。其中，实验1～9为验证型实验，学生通过调用MATLAB中已有的图像处理程序来完成实验，加深对理论教学重点和难点的理解；实验10～14是综合型实验，学生针对医学图像的具体特点，综合运用多种算法达到图像处理的目的；实验15～24是设计型实验，给定实验目的和要求，学生自行设计实验方案并编程实现，培养他们查阅资料、分析问题和解决问题的能力[6-8]。

3 第二课堂的实施

为培养学生的科研实践能力，教师有意识地在课堂中简要介绍自己科研项目的基本情况，鼓励和引导学生参加自己的科研项目研究。这不仅增强了他们对该课程的学习兴趣和重视度，而且使他们亲身经历并体验了医学图像处理和分析知识怎样应用于科研和临床。

由于南通大学附属医院拥有门类齐全的现代化医疗仪器设备，因此鼓励学生利用假期在医院实习，特别是到影像科和检验科实习，学习和掌握各种仪器的功能和图像处理的场合，从而有助于他们将理论知识与实际问题相结合，提高实际工作的能力。

在教学过程中，适当融入一些就业方向的指导，介绍医学图像处理在医院和医疗器械公司的应用状况，同时简要介绍课程中没有涉及但与工作密切相关的最新最热门的医学图像处理知识，供学生课后自学和深入研究。这样一方面增强了学生的自信，获得了更好的教学效果；另一方面也拓宽了学生的视野，引导他们寻找自己发展的方向和目标。

4 结论

本文结合笔者多年来的教学经验，针对医学图像处理与分析课程的实践教学环节提出一些改革措施，秉承“加强基础、重视应用、培养能力”的宗旨，以“内容的基础性、方法的先进性、学科的交叉性”为原则，编写《医学图像处理与分析课程的实验与课程设计指导书》，积极开展第二课堂，实现教学、实验、科研三管齐下，课内、课外、理论、实践同时并举的教学格局，有效提升学生的综合知识水平和实验技能，为后续课程学习、毕业设计开展及科学研究奠定坚实基础。

参考文献

[1]赵洁.“医学图像处理”实验教学探索与虚拟实验室开发[J].西北医学教育，2008（3）：489-490.

[2]巩萍，胡俊峰，隋美蓉.《医学图像处理》实验教学系统的设计与开发[J].中国医学教育技术，2011（1）：49-52.

[3]王春燕，曲典，吴瑞，等.医学图像处理教学实验系统的设计与开发[J].中国医疗设备，2009（11）：20-22.

[4]周苏娟，蒋世忠，黄展鹏，等.医学图像处理远程虚拟实验教学平台的设计与实现[J].中国医学教育技术，2011（5）：

526-528.

[5]郑旭媛，胡春红，肖振国.医学图像处理课程设计教学模式探索[J].科技创新导报，2011（31）：167.

[6]胡彦婷，陈建军，木拉提哈米提.生物医学工程专业医学图像处理课程教学探讨[J].西北医学教育，2012（3）：534-537.

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关键词：生物工程；微生物；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）40-0040-02

本文结合教学实践，从教学内容、教学方法和手段、考核方式等方面对《应用微生物学》课程教学改革的途径进行了探讨。

一、优化教学内容

1.教学内容要突出实用特色。《应用微生物学》的专用教材较少，目前我们选用的为洪坚平、来航线主编，中国林业出版社出版的《应用微生物学》[2]，该书不仅论述了微生物资源在工农业、食品加工业、环境保护等可持续发展中的重要作用，而且还通过许多微生物发酵实例介绍微生物应用的技术路线和具体方法，适应教学大纲要求并具有较好的实用性。由于受课时所限，无法对每章节内容进行精讲，所以需要对教材的内容进行合理的取舍。例如，“微生物的分离及纯培养”、“培养基及其制备”以及每个章节中微生物的基本概念，在微生物学基础课程中包含相同内容，在本课程教学中可作删减。密切联系生产实际是本课程的一大特点，因此在教学过程中需增加实用性强的内容。例如，在“动物益生菌剂”章节教学中，可增加介绍“有益菌菌株分离筛选”的方法及目前已经商业化的益生菌剂（如酸奶及用于辅助治疗婴幼儿肠炎的酪酸梭菌等），使学生把理论知识与实际应用紧密结合起来，真正学以致用。

2.及时更新教学内容，反映最新研究动态。教学内容要与时俱进，近些年《应用微生物学》的发展日新月异，知识更新速度显著加快。菌种快速鉴定、基因克隆表达、荧光-PCR、生物芯片技术、生物信息学等很多新技术、新方法在微生物学中的广泛应用，《应用微生物学》也由此得到快速发展。而书本知识往往在学科发展动态上有所欠缺，因此，在保证教学内容的基础性、系统性、完整性的前提下，应向学生讲授更多的有关科学前沿动态的知识。在讲授过程中，针对书上的有些知识点进一步查阅该领域的最新进展，做到源于书本又高于书本。例如，我们讲到“微生物与能源利用”时，我们补充了英国研究人员的最新研究成果，即利用经基因工程改造的大肠杆菌，能成功生产出一种生物柴油，而且得到的生物柴油与传统柴油几乎一样[4]。在讲到“微生物与制药”时，我们又补充了最新的研究成果：李氏杆菌（Listeria monocytogenes）在胰腺肿瘤靶向治疗中所扮演的民族英雄“”的角色[5]。这样，学生不仅获得了最新知识，而且在不知不觉中系统地掌握了书本中的知识要点，并对学生起到开阔视野、拓宽思路、激发学习兴趣的作用。

二、改进教学方法，提高教学质量

1.利用现代化教学手段，提高教学效果。微生物是看不见、摸不着的，如果教学方法不好，常常会使学生造成很多错觉。心理学研究结果显示，人类通过五官吸取知识的比例分别是：视觉83%，听觉11%，嗅觉3.5%，触觉1.5%，味觉1.0%，所以通过视听获取的知识信息高达90%[3]。多媒体技术实现了文字、图像和声音的同步输出，解决了如何高效利用视听感官学习的问题，提高了教学效率，增强了教学效果。为此，我们充分利用网络资源制作了该课程的多媒体课件，资料充实，思路清晰，图文并茂。为了方便学生理解关于工艺流程的内容，通过插入视频的方式进行讲解，不但增强了教学效果，还使学生在教室中就了解到工厂产品的生产流程及设备，在教学中起了积极的作用。

2.以学生为主体，开展课堂讨论，培养学生自主学习能力。当今社会是知识“大爆炸”的时代，对于教学来说“授之以鱼，不如授之以渔”。培养学生自主学习能力，让学生自觉、主动地获取知识，是教学的首要任务，也是当今教育与时俱进的体现。在教学过程中，对于学生依靠自学基本能消化的内容，如“微生物肥料的种类”等，要提前将题目布置给学生，鼓励他们课下查资料、讨论，然后派代表在课堂上讲解，最后教师对所讲内容加以总结补充。这样一方面检验了学生对知识的理解掌握程度；另一方面调动了学生学习的积极性，锻炼了学生的逻辑思维、口语表达、自学能力和知识运用能力。

3.组织专题讲座，拓宽学生知识面。结合教学内容，有计划的邀请校内外从事应用性微生物研究的专家进行专题讲座。通过专题报告让学生掌握了学科的最新进展、动态和前景，也使学生了解到具体的科研工作，实现了课堂与课下的良好互动，丰富了教学内容，拓宽了学生的知识面，从而激发学生的学习兴趣。

三、采用多元考核方式，注重能力考核

考核作为评价学生的一种手段，必须有利于学生充分发挥自主学习和实际动手的能力，这才有利于学生的全面发展。为了激发学生积极思考和学习的热情，在课程考核中采用综合考评的方式，注重能力考核，学生的综合成绩由平时成绩（40%）和期末考试（60%）两部分组成。平时成绩根据出勤、作业、资料查阅和课堂讨论等情况评定。设置平时成绩的目的主要是：提高学生平时上课和学习的积极性；及时把握学生的学习状况；更灵活的进行能力考核。通过这种形式多样的考核方法，客观、科学地评价学生的知识、能力和专业素质，发挥考核的积极作用。

四、结语

笔者通过不懈努力，优化教学内容，改进教学方法，完善考核方式，克服了由于课时较少给《应用微生物学》带来的不利影响，调动了学生学习的积极性，课堂气氛活跃，教学效果良好，受到学生的欢迎。在今后的教学工作中，我们将会继续探索，结合本校专业的实际情况，不断改进和完善教学体系，使《应用微生物学》的教学工作真正跟进本学科的发展，真正适应生物工程专业课程学习的需要。

参考文献：

[1]王素英，陶永清，张明春.生物工程专业人才培养的目标定位与课程体系构建[J].安徽农业科学，2012，40（2）：1228-1229，1232.

[2]洪坚平，来航线.应用微生物学[M].北京：中国林业出版社，2005.

[3]孙序琼.浅谈网络环境下的教师角色转换与信息素养提高[J].教育发展研究，2004，10：87-88.

篇6

关键词：计算思维；文科计算机课程；教学目标；内容更新

大学计算机基础教学，是培养信息时代大学生综合素质和创新能力不可或缺的重要环节。2012年5月，教育部高教司主持召开了“大学计算机课程改革研讨会”，随后组织编制了《大学计算机课程改革项目指南》。由当时的教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会和高等学校文科计算机基础教学指导委员会（简称教指委）于2012年8月正式启动大学计算机课程改革项目的申报，教高司函〔2012〕188号文件正式公布批准“以计算思维为导向的大学计算机基础课程研究”等22个大学计算机课程改革项目，着力提升大学生信息素养和应用能力，推动以大学生计算思维能力培养为重点的大学计算机课程改革。

笔者作为项目领导小组成员参加《大学计算机课程改革项目指南》的编制工作。现结合主持大学文科计算机课程改革项目和精品资源共享课建设的改革实践，对以计算思维为导向的大学计算机基础课程建设问题，主要对文科计算机课程改革谈一些个人的理解与体会。

一、当代大学生文化素质教育的三要素

计算机基础教学是大学生文化素质教育的重要组成部分。当代大学生文化素质教育主要由三个要素构成。

（1）具备中华文化基础。中华文化是中华民族的血脉，建设中华民族共有精神家园，为人类文明进步做贡献是当代大学生肩负重任。中华文化是中华儿女的根，任何专业的学生，都应具备中华文化。

（2）掌握良好的专业文化。大学教育各专业都具有自身的专业特点、知识体系、研究方法、应用领域。大学生必须具备良好的本专业的文化知识，掌握本专业必备的基本技能。在信息时代，任何大学专业无一例外地都需要面对“信息核心技术与本专业的改革发展如何结合”这一现实问题。如何将信息技术应用于本专业已成为每个传统专业教育必须或迟或早需要解决的问题。

（3）理解计算文化内涵。随着社会的高度信息化和网络化，以计算机为核心的现代信息技术正在全方位地渗透到现代社会的各个领域，从而创造和形成了一系列的科学思想、科学方法、科学精神、价值标准等。人类社会的生存方式因计算机而发生变化，其产生的崭新文化形态极其深刻地影响着人们的思维、学习和工作方式。要求我们要适应社会变化需求，运用计算机技术、思想、方法去思考问题，解决问题，每个人都应该具备基本的计算文化素养。

中华文化、专业文化、计算文化，共同撑起了信息时代大学生的知识体系。

二、文科计算机教学改革提升动因

中国大学生人数位居世界第一，毛入学率达到30%以上。作为面向高校的大学计算机基础课程体系，面对97%以上非计算机专业的大学本科教育层次，是影响到培养德智体美全面发展、具有创新精神和实践能力的高级专门人才的信息素质培养教育。文科的学科门类占到所有学科门类一多半，文科大学生人数占到大学生人数的半数以上，作为文科大学生人才信息素质培养的计算机教学，其受众面宽、影响面广。文科文化底蕴深厚，思维活跃，更擅长形象思维，而现行的文科计算机基础课程内容侧重于具体工具的使用，教学内容由产品应用上升到技术思维方法，教学改革的任务非常艰巨。

1.目前现状

计算机应用能力培养是“一体两翼”人才培养理念中重要的一翼。学科专业与信息技术相互结合、交叉渗透，生物信息学、电子商务、物联网、数字媒体等交叉新专业已成为现代科学发展的重要方面和新学科的生长点之一。理工、文科的计算机基础教指委已形成多版本《大学计算机教学要求》，建立了大学计算机教学的知识体系和课程体系，有力地指导了全国计算机基础的教学改革。

教学基本要求给出了大学各学科门类计算机教学的理论依据和开设课程的具体建议，为不同类型学校制订计算机教学计划提供指导，但由于教学要求的具体实施落实过程滞后，现行的计算机基础教学模式和课程体系缺乏有效解决有关计算思维能力培养的方法，与培养学生计算思维能力的要求还存在差距。课程教学中还普遍存在着“三多一少”（内容多、工具多、操作多、学时少）的状况，内容设置与社会需求匹配不够。具体体现为：

（1）目前的大学计算机课程教学中，有相当课程内容停留于产品级使用居多，属于“狭义工具论”的课程。只关注现有计算机工具产品及其使用方法，对信息技术快速发展、深层渗透当前社会需求的匹配程度不够。

（2）“浓缩版”的教材。基本上是有关领域的浓缩版导论，引导解决问题内容偏少，学生对大学计算机课程兴趣减弱。

（3）专业认可度降低。由于教学内容更新慢，校方对该课程作用认识受限，且因为学时紧，在制订新一轮教学计划调整时，双重因素致使计算机基础课学时普遍面临被裁减的危机。

（4）计算机基础课程设置单一。未能形成所在学校规范的“计算机基础+专业类别需求”的课程体系，计算机基础和专业应用脱节的矛盾突出。

存在问题与社会需求正是迫切需要我们进行计算机基础课程教学改革的直接动力。

2.文科计算机教学目标

教指委《关于申报大学计算机课程改革项目的通知》中指出，大学计算机的教学总体目标要求是“普及计算机文化，培养专业应用能力，训练计算思维能力”。这既描绘了计算机基础的教学目标，又可看成计算文化、计算技术、计算思维三个递进层次。“普及计算机文化”使学生了解信息技术应用对人们生活、工作、学习方式所带来的变化和对学科专业与经济社会发展的巨大贡献与影响；“培养专业应用能力”使学生理解和掌握计算科学的基础知识、基本方法，掌握利用计算技术解决专业领域问题的思路和做法；“训练计算思维能力”要求培养学生掌握计算思维解决专业领域问题的能力。应用计算机改变了人们传统的思维方式和工作方式，培养学生掌握现代信息社会处理问题的科学方法，意义深远。

（1）理解目标。信息化社会是一个学习型社会，要培养学生成为掌握中华文化、专业文化、计算文化的高素质人才，计算机教育是其中的必备培养环节。大学生的信息素质教育需要强调数字化生存与数字化发展，使学生掌握获取信息、处理信息、信息的基础与能力。能够共享信息技术的新成果，并通过信息技术与专业结合应用，在信息化社会中求发展。对大学生实施计算机教学是素质教育的必需组成，现代计算机科学知识是大学生认识现代科学必需的基础，发展的计算机技术是大学生进入现代社会的必备手段与技能，良好的信息素质是大学生可持续发展的重要基础平台。

文科计算机教育应注重突出“四个一”：训练一种思维方式——计算思维（具备使用计算机技术去解决问题的能力）；存在一种环境——无处不在的计算（手机、电脑、课程、社会）；掌握一类工具——和自己专业相关的工具；培养一代新人——掌握计算机文化、中华文化、专业文化的时代新人。

（2）适应需求。针对文科学生的计算机教育，强调“三个适应”的定位，即：

①适应教育层次与素质文化培养需求。小学、初中计算机教育以普及认识为主，高中的计算机教育以基本使用为主，但在大学教学内容突出问题是存在设置重叠（如教学内容都涉及计算机常规操作、常用的办公自动化系列软件使用等），内容深度有等同。大学阶段应讲方法，贯穿计算思维，适应素质培养的需求。

②适应学生专业培养需求。与中小学基础教育相对应的信息技术教育属普及教育；大学教育有了专业，且各专业与信息技术学科相互交叉渗透，其计算机教育属信息素质型，重心在培养信息技术与专业发展中的应用能力。

③适应社会发展与创新需求。个人对信息的获取与处理应用能力已成为文化素质的重要内容。个人的信息文化素养是社会中发展与创新过程中的个体细胞，能帮助人们运用计算机科学的基本概念求解问题、设计系统。回顾新技术发明对社会发展的影响可以发现，书写的发明解决了信息的存储（个人书写、记忆再现）；印刷术的发明使信息大范围传播成为可能（个体书写、广泛传播）；信息数字化改变了人类的思考方式，信息时代互联网的出现使信息记忆全球化成为现实（在网络上书写和阅读联为一体，通过搜索引擎实现信息即时在现），说明信息社会学生不仅应当使用传统图书馆资源，更要应用网络的数字图书馆获取信息。

（3）能力培养。要努力达到“三个增强”的能力培养目标，即：

①增强学生使用计算机的基本能力的培养。计算无处不在，学生使用计算机的能力已成为个人能力素养的重要部分。大学计算机课程应该培养学生使用计算机的基本素养，而不仅仅是使用某几种软件的能力。

②增强学生理解计算机系统、熟练专业应用能力的培养。计算机教育让学生掌握一类和自己专业相关的现代化工具，为专业学习、专业研究提供服务，计算机作为“工具”应能被自如地服务于专业需求。“工具”的自如运用需要学生对计算机系统的充分理解。大学计算机课程需要根据各专业体系的内在需求进行教学内容设置，从而体现对学生熟练进行计算机专业应用的要求。

③增强学生训练有素的计算思维能力的培养。计算思维是将问题形式化并提供解决方案的一个思维过程。大学计算机教育目标是增强学生主动运用计算机科学的基本概念，使用计算机技术分析问题、设计系统和解决实际问题的能力。

3.已具备改革条件

（1）以陈国良院士为代表的一批科学界和教育界的专家学者长期关注、思考、指导大学计算机教学，对知识普及、能力培养、计算思维渗透已具备较成熟的顶层设计理念与实践，跨越突破，提升理念，已形成核心引领与指导。

（2）计算机基础教指委（理工、文科）已形成多版本《大学计算机教学要求》，文科计算机教学要求已有4版，计算机基础教学的系统要求初步确立，已逐步进入贯彻“计算思维”思想的课程内容体系建设阶段。

（3）2010年开始国内一些院校（C9联盟）已率先开始相关改革，积累实践，已出版了一批贯穿计算思维的计算机基础教学的教材及资源，进一步在全国范围内进行计算机教学改革的时机已基本成熟。

（4）为着力提升大学生信息素养和应用能力，推动以大学生计算思维能力培养为重点的大学计算机课程改革，教育部就有关大学计算机课程改革专门立项22个项目，分别从课程系统性规划研究、系列课程及教材建设两个层面对提升大学计算机教学展开探讨，已在全国形成对以计算思维为导向的计算机教学改革的有力推动。

三、对文科计算机教学改革的思考与探索

自2002年以来，担任十余年教育部高等学校文科计算机基础教学指导委员会副主任委员，参与了文科计算机教指委组织的对多所综合类、行业型（艺术、体育）院校实地调研，我认为：

1.应澄清对文科计算机教学的认识误区

（1）误区一：文科计算机教学比较简单，等于理工计算机课程的简单版。

提到文科计算机教学，流行的看法是简单，比理工的要求低。调研结果表明，鉴于文科门类宽，与社会联系紧密，享用信息化技术的要求更广，要求培养计算机应用的复合人才，从后继课程设置角度上说比理工类更宽。如多媒体技术、数据管理技术、网络应用技术，也有程序设计开发类技术学习要求；如数据管理技术的学习深度未必低于理工类。

（2）误区二：文科计算机教学内容就是学办公软件。

目前对于文科计算机教学还存在与计算思维无关的认识误区。文科计算机教学不等同掌握办公软件，更重要的学习收集处理信息的方法技术，学习信息技术与专业结合的能力。当然会使用计算机是必需的。

需要理解计算机能为专业的发展做什么。计算机的本质是“程序的机器”，不论是文科生还是理科生，对计算机程序一点也不了解，很难说他有很好的“信息素质”。程序设计的教学在文科计算机教学的程度要求不一，更注重理解在计算机平台是如何建模解决问题的。

（3）误区三：文科计算机教学就是成熟技术传授，无信息前沿技术引入。

文科计算机教学以计算机技术应用为特色的教育，不仅是成熟技术和流行技术的传授，更是交叉应用研究的前导基础。学科的交叉引入新的课程，授课教师来自多学科，交叉派生出新的专业，电子商务、数字媒体专业就是例证。领域专家提出的从表现到交互、三维输入处理输出技术的计算机应用课程理念，正是信息领域与艺术领域结合交叉的很好说明。用计算机技术、方法来表现和理解客观世界和主观意图，成为艺术的一种时尚。运用计算机技术，是时代对艺术类教学的要求。正如李政道博士指出“科学与技术的共同基础是人类的创造力，他们追求的目标是真理的普遍性”。

2.内容更新是课程教学改革提升基础

课程内容体系需要从工具型内容为主更新为以计算思维导向为主。

（1）教学内容深度的把握。计算思维培养的内容顶层设计上，偏计算机科学导论的内容较多，需要考虑文科应用的需求和学科特点，分类指导。在内容定位上，应面向应用，提升体系，主辅分离。

（2）思维培养与应用能力培养的融合。针对文科学生的“三个增强”培养，计算思维并不应仅停留于理论层面，更应该是体现为“既能感受到、又能看得见、具体的计算思维”。与现在的计算机应用基础类的课程内容进行融合，从内容编排、体系结构方面渗透“计算思维”的本质特征，在了解基础理论、开阔视野领域、掌握应用能力的过程中培养文科学生“计算思维”能力。

（3）内容更新方式。课程内容体系贯穿理解计算机的基础理论、应用技术、开拓提高三个层面。

编排分基础篇、应用篇和提高篇，将“计算机导论”与“计算机基础”内容进行重组和融合。基础篇涵盖两大基础，一是计算理论基础（计算本质、计算工具、计算模型、计算复杂性、经典范例）；二是计算机系统基础（信息表示、硬件组成、软件系统）。应用篇围绕办公软件、网络应用、多媒体处理、数据库管理等计算机应用技术展开。提高篇着力于程序设计开发能力和将计算机前沿技术与应用结合的能力培养，以进一步激发学生将计算机新技术与专业需求应用结合的兴趣。

以主辅教材结构呈现相互联系，主教材用于课堂教学，辅教材用于机房教学，教授与实践相结合。

3.教学改革应追求体系提升与师生认同并重

课程的改革提升应以教师认可、学生接受为前提。课程内容既体现出计算思维方法的引领，又能落实于具体实际，而非空对空的理论概述。

（1）教师的认同。课程内容的实施最终取决于教师，课程内容的理念及教材具体内容需要得到教师认同。文科计算机第一门课的教学，从教工具到教方法，上升到贯穿计算思维培养需要一个过程。面向计算思维的课程改革对教师提出更高要求，教师本身也需要对计算思维进行再学习，需要加强教师培训。在进行课程改革提升过程中，迫切需要引领示范的资源，示范者本身也需要在认识、方法等方面进行提升。

（2）学生的认可。文科门类众多、专业需求发散，学科体系差别较大，对具有理科性质和特点的“计算思维”知识的接受能力区别较大，难于趋同，需要在教学内容设计方面考虑学生的专业特点实施分类教学。传统的文科专业具有重定性、轻定量的特点，而计算机课程本身源于理工科专业，是进行定量计算的工具，课程中有关方法理论的提升内容方面，文科学生的接受会存在一定难度，教学过程中应该在教学方法、案例选取等方面创新，以减小学生对课程内容的接受难度。以实验指导方式满足学生的具体操作技能学习与培养的需求，又能同时满足等级考试类的备考要求，以此增加学生的认同感。

参考文献：

[1] 陈国良. 计算思维与大学计算机基础教育[J]. 中国大学教学，2011（1）：7-11.

[2] 李廉. 计算思维——概念与挑战[J]. 中国大学教学，2012（1）：7-12.

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