对生物信息学的理解范文

导语：如何才能写好一篇对生物信息学的理解，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。

篇1

【关键词】高中生；物理；心理障碍；解决策略

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2016）30-0119-02

在高中的课程教学中，物理是让大多数教师较为头疼的科目，学生中也普遍存在着物理学习较为困难的现象，导致高中生物理水平普遍较低，难以达到教学要求，不仅影响了教学质量，还使学生学习物理的积极性降低，自信心下降。教育学者经研究发现，导致物理学习困难的因素主要是学生对于物理学习存在心理障碍，所以只有从心理角度入手，才能真正改变物理难学的问题。

一、影响学生学习物理的心理因素

调查发现，高中生的物理学习不仅受身体、社会等因素的影响，心理因素也是影响其学习效果的主要原因。笔者通过对所教班级学生学习物理的过程观察，发现影响学生学习物理的心理因素主要包含以下几个方面的内容：

1. 学习动机

简单地说，学习动机就是指学生学习的欲望，它是激发学生学习兴趣的内在动力，只有保持充足的学习动机，才能使学生对未知的知识充满好奇心，才能提高学习效率。其中，学习动机主要受3个方面因素的影响：第一，情绪状态。情绪是人对客观事物的主观表现，对于学生的物理学习而言，饱满的情绪是学习的基础和保障。当学生情绪处于低迷和消极状态时，就很难激发他们学习的热情，更谈不上学习效率的提升；第二，意志状态。物理学相较于其它学科的学习困难程度更高，它不仅要求学生具备较强的学习能力，还要求学生的逻辑思维及推理能力较为缜密，同时对数学基础要求较高，所以学生在学习过程中会遇到特别多的困难，这就要求他们具备坚定的意志，在难题面前保持清醒的头脑，具有克服困难的勇气和决心；第三，注意状态。由于物理学系统性较强，在学习的过程中要求学生具有较为专注的注意力，这样才能对问题有更加深入的思考，才能更好地理解问题的本质，所以学习的注意状态也会影响学生学习物理的效果。

2. 学习中的焦虑与疲劳

高中时期是学生为未来打基础最为关键的时期，所以相较于其它阶段的学习来说，这一时期学生所担负的压力更大，再加上高中课程安排较为紧张，所要学习的内容较多，这就加大了学生学习的心理障碍。学生在较为繁重的学习任务面前不可避免地会出现焦虑的现象，进而导致其出现思维紊乱等现象，不仅影响了正常水平的发挥，还会对其产生生理影响。其中，焦虑的程度主要分为三个等级：低级的焦虑会使学生丧失对学习的兴趣，课堂上无法集中注意力，课下也难以按时完成作业；中级焦虑是属于正常的焦虑，处于这一状态的学生自尊心较强，对客观事物较为敏感，并对可能出现的问题过分担忧；最高级的焦虑则是一种病态，如果学生处于该状态则需要寻求心理医生的帮助。另外，由于高中学习任务繁重，学生还容易疲惫，这主要是由于学习过度导致的，会使学习效率较低，注意力也无法集中。

3. 学生的自我意识与社会心理问题

每个学生所具备的能力各不相同，所擅长的学习科目也有所区别，当遇到自己擅长的内容时，学生一般自信心较强，而且学习的积极性也较高，而当某科较为薄弱时，则会本能地产生胆怯的心理，这就是学生的自我意识。自我意识是学生对自我学习能力的一种评估，它是自身与外部环境共同作用的结果，它的建立会使学生更好地认识自己，但是也会带来消极的影响――如果学生自信心较差，则会使自我意识出现偏差，影响其正常的学习和生活。另外，社会因素也会干扰学生的学习情况，尤其是家庭与班级情况，如果学生所处的外界环境较为积极，那他（她）所建立的价值观也积极向上，从而对生活和学习保持乐观的心态，学习效率也会有所提升。

二、高中生学习物理的心理障碍

1. 学生学习物理的意志力不够坚定

高中生在物理学习的过程中要具备坚定的信念，能够勇于直面困难，迎难而上，只有具有坚定的意志力才能培养持久学习的习惯，才能克服物理学习所带来的心理障碍。但由于各方面因素的共同影响，目前高中生对于物理学习的意志力还不够坚定，在困难面前难以保持足够的自信心，从而对物理学习的积极性越来越低。笔者认为，导致学生意志力不坚定的因素主要有3点：首先，物理学习本身具有一定的困难，对学生的逻辑思维能力及动手能力要求较高，而且在实际解题时包含的知识点较多，学生容易出现错误，会打击其学习的积极性；第二，教师对作业的难度把握不够。作业作为巩固课堂所教知识的重要手段，如果难度过大就无法使学生体会物理学习的乐趣，从而导致学生自信心丧失；第三，学生自身学习积极性不高。与其它科目的学习相比，物理学习的内容较为枯燥，很难引起学生学习的兴趣，而且学生学习的主动性不强，大部分学生都只是在应付高考，所以在学习过程中自觉性较差，在困难面前容易退缩。

2. 学生在物理学习中容易产生焦虑情绪

由于物理学习的过程较为枯燥，而且要求学生花费大量时间，但高中生正处于好动的年龄，如果不是真正喜爱物理，他们往往很难在学习时静下心来。另外，物理所包含的知识点多且杂，学生掌握起来存在一定的难度，而且物理试题所涉及的内容较多，学生在学习时容易产生挫败感，进而影响正常的学习。通过调查发现，学生在物理考试之前普遍存在着紧张情绪而且不容易进行自我调整，从而导致考试时情绪不稳定，影响其正常发挥。除此之外，来自家长和老师的期望会在无形中增加学生的压力，导致他们在学习和做题时无法专注，考虑的方面较多，从而使物理成绩逐渐下降，久而久之就会形成恶性循环。

3. 学生自信心较低

据了解，很多学生对于物理的学习一直很用心，而且花费时间较多，但是最后取得的成绩却不是很理想，长此以往，则会使学生对自己的物理学习能力产生怀疑，认为自己永远学不好物理，从而在心理上产生暗示，影响以后的正常学习。另外，对于教师来说，由于面向的是全部学生，所以在授课过程中不可能考虑到每一位同学的情况，这就可能出现授课内容对于一部分学生来说较为简单，而对于另一部分学生来说则很难接受的现象，由此，导致学困生产生自卑心理，丧失对物理学习的兴趣和积极性。

4. 学生学习的注意力不集中

高中时期是学生各方面发展与进步的关键时期，处于该时期的学生会受各方面因素的干扰，从而无法集中注意力，而对于物理学习则需要学生具有较强的专注力，只有精神集中才能深入地思考与理解。调查发现，导致学生注意力不集中的原因主要有自身原因与外部因素的干扰两个方面，其中自身原因是主要因素。俗话说，“兴趣是最好的老师”，如果学生本身对物理学习的兴趣不高，那就很难集中注意力，而且目前大部分学生在物理课上的学习习惯较差，经常出现走神、做小动作等行为。另外，由于物理课授课方式单一，讲课内容较为枯燥，很难引起学生的听课兴趣，这就容易导致学生上课开小差，注意力不集中的现象。

三、消除高中生物理学习心理障碍的对策

学生对于物理学习的心理障碍不仅会影响学习成绩，还会对其身体和心理健康造成损害，所以需要教师采取措施加以改善。笔者认为，可以从以下几个方面加以考虑：

1. 培养和激发学生物理学习的动机与兴趣

实践证明，只有充足的学习动机才能使学生在学习时保持旺盛的精力，才能在遇到困难时迎面直上，逐步改进学习方法，改正不良习惯。因此，对于教师来说，要想克服学生学习物理的心理障碍就必须帮助他们培养积极的学习动机。首先，要为学生树立明确的学习目标，目标的设立要符合学生的学习现状且要易于实现，并引导他们将日常学习与人生的理想、目标相结合，从而激发其长远的学习动力；其次，要激发学生对于物理知识的好奇心。例如，在对知识点进行讲解之前，可以先进行相关实验，通过观察实验现象来激发学生学习的积极性，从而提高学习效率；再次，可以通过正、负强化相结合的方式来激发学生学习物理的动机。成功的经验会增强学生的自信心，失败的经验则会使学生不断积累经验，所以可以采取将两者相结合的方式来使学生保持充足的学习动力。

2. 组织和培养学生的注意力

高中生的学习是枯燥且繁重的，这就要求教师在教学时应把握次重点，对于重要的知识点进行着重讲解，以提升学生的注意力，提高学习效率。首先，教师在授课时要引导学生明确具体的关注目标，只有这样，学生才能集中思维，才能对要完成的任务产生强烈的责任感，并形成内在的学习动力；其次，培养学生的自制力。人的精力是有限的，一节课的时间不可能一直处于高度集中的状态，而且高中生在上课时容易被其它事物所干扰，这就会导致学生的注意力较为发散，使课堂效率较低，所以教师应注重对学生自制力的培养。比如，可以通过上课讨论、提问等方式增强学生的注意力；最后，教师应注意授课内容及授课方式的把握，在讲课时要注意难易结合，尽量采取幽默的语言，将讲课内容与实际相结合，从而增强学生的体验。除此之外，教师还可以利用多媒体等先进的教学资源，多采用新颖的授课方式，以不断提升学生学习的注意力。

3. 帮助学生调控焦虑的情绪

由于课业压力等各方面因素的干扰，学生在学习期间不可避免地会出现焦虑等情况，如果不能对其进行有效控制，就会影响学生的心理健康，严重的还会造成抑郁等心理疾病，所以教师应帮助学生进行有效调控。首先，健康的身体是一切生命活动的保障，所以教师应加强对学生身体健康的监督，保证学生充足的睡眠。有研究证明，人在缺觉的情况下更容易产生焦虑等不良情绪；其次，采取放松疗法来缓解学生的焦虑情绪。相关专家指出，适当的身体放松能够缓解精神上的紧张感，放松疗法就是基于这个原理而产生的，教师可以通过示范来引导学生掌握动作的要领，加强日常练习，缓解身体各部分的肌肉压力，进而改善学生焦虑的情况；再次，应丰富学生的课余文化生活。虽然高中生的主要任务是学习，但是适当放松是学习效率的保障，学校应保证音体美等课的正常开展，还可以采取课前唱歌等方式来缓解学生的学习压力，从而使学生克服焦虑，积极地应对物理学习。

心理障碍的存在不仅影响学生的学习成绩，还会危害学生的身体和心理健康，作为老师，我们应帮助学生克服心理障碍，缓解他们的学习压力，组织培养学生的注意力，帮助他们树立自信心，激发他们学习的兴趣，从而不断提高学生学习物理的积极性。

参考文献：

[1] 严春红.高中生学习物理的心理因素研究――以广西南宁市几所高中为例[D].南宁：广西师范大学，2015.

[2] 陈新启.高中生物理学习障碍的心理因素分析与研究[D].武汉：华中师范大学，2008.

[3] 胡俊.高中生物理学习障碍成因及消除策略的研究[D].南昌：江西师范大学，2005.

[4] 邱俊英.高中物理教学中学生学习困难及对策研究[D].兰州：兰州大学，2009.

篇2

关键词：生物信息学；生物技术；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）36-0197-03

一、生物信息学课程的教学背景

生物信息学（Bioinformafics）是一门集数学、计算机科学以及生物学等多学科交叉而形成的新兴热点学科，实质就是利用信息科学与技术解决生物学问题。它的内涵目前包含了分子生物大数据的获取、加工、存储、分配、分析、解释等在内的所有方面。依据分子生物大数据的类型不同，生物信息学的数据对象分布在基因组、转录组、蛋白质组等不同水平层次的数据以及跨层次的转录调控、转录后调控和表观遗传修饰等纵向连接。依据学科任务的不同，生物信息学一方面要组织好生物大数据的储存和获取，一方面要开发优良的算法和工具软件对生物大数据教学分析，同时还要利用这些生物大数据和工具来产生新的生物学认识，为下游的湿实验生物学家提供理论依据和指导。近年来，随着高通量生物大数据检测技术，如基因芯片技术、高通量测序技术等的发展，生物信息学已经在生物、医学、药物开发、环境保护以及农业应用等众多领域普及推广了起来。大量的生物数据急迫地需要处理，相应地产生了对生物信息专门人才的广泛需求。

因此，《生物信息学》课程也快速地在各院校大学生教学中开展了起来，甚至在局部高校产生了生物信息学本科专业。然而在实际的教学中也伴随着种种问题，影响了该课程的教学效果。本文现就近年来在生物背景的学生中所开展的生物信息学的教学实践浅谈一点体会，对其存在的问题和对策作一论述。

二、生物信息学课程教学改革

（一）教学内容特点

生物信息学属于多学科交叉学科，需要在分子生物学、遗传学、高等数学以及计算机编程等的课程基础上进行讲授。不同学科基础以及不同来源的生物数据反映在教学内容上，生物信息学的一个特点就是信息量大。它囊括了概率统计、计算机语言、人工智能和机器学习、生物数据库介绍、序列比对、分子进化分析、基因组序列分析、基因注释与功能分类、基因表达谱分析、蛋白质表达与结构分析、生物分子网络以及计算表观遗传学等众多的内容模块。

从历史发展角度看，这些内容以基因组测序为主体，生物信息学的发展可以划分为3个阶段：前基因组时代、基因组时代以及后基因组时代（又称为功能基因组时代）。以人类基因组计划的完成为时间节点标记，目前的生物信息学已经进入到了功能基因组学时代。因此，体现在当前的生物信息学教学内容上的另外一个特点就是“新”。

（二）教材的选择

生物信息学教学内容的以上特征要求在教材的选择上更需要全面衡量考虑。由于对生物信息学知识的大量需求，目前教材市场上的相关书籍也琳琅满目，选择余地较大。我们推荐的教材是科学出版社2010年第二版的Instant Notes Bioinformatics，由T. Charlie Hodgman等人编写[1]。这本书的教学内容以基因组的生物信息学分析为主体，兼顾概率统计、机器学习、代谢组学等数理基础知识和后续功能基因组分析。其中尤以序列比对、打分矩阵、系统发育树的构建分析为核心内容。这种课程设置把庞大的生物信息学体系缩小集中在了序列分析部分，这样既便于学生系统充分地掌握生物信息学知识，又兼顾了学科的发展基础和趋势。

另外，本教材为英文教材，这适应了生物信息学快速发展的要求，让学生近距离地体验到学科前沿气息。为了扩大学生的知识渠道来源，我在教学中推荐了几种不同类型的参考书籍。其中，David W. Mount编写的《Bioinformatics Sequence and Genome Analysis》和本校陶士珩教授主编的《生物信息学》，在教学内容以及体系上均和本教材较为相近[2，3]。乔纳森.佩夫斯纳著，孙之荣主译的《生物信息学与功能基因组学》则更侧重功能基因组学的内容[4]。李霞主编的《生物信息学》在内容全面、丰富的同时，也较为侧重功能基因组学的内容，同时还强调在医药卫生领域的应用和研究热点[5]。

该书使用了彩印版，同时伴有光盘、习题集以及参考答案，目前在教材市场上较为受欢迎。最后，考虑到生物学背景的学生在计算机实际动手能力方面相对较为弱势，我在教学中还特别推荐了几本结合生物信息学与编程语言的书籍供同学们课后学习。这些教材包括：A.基于Perl语言的《Beginning Perl for Bioinformatics》、《Mastering Perl for Bioinformatics》；B.基于R语言的《R Programming for Bioinformatics》；C.基于Python语言的《Bioinformatics Programming Using Python》[6-9]。

（三）学时和考核方式的设定

生物信息学课程尽管面临学科发展的迫切需要，教学内容广泛而众多，但由于大学本科生的学时学分限制，目前我们的相关教学仅包括32学时的理论学时以及两周的生物信息学实习。为了弥补学时不足的限制，我们更突出强调了实际表现的考核方式。考核成绩中的平时成绩由30%上升到40%，包括平时表现、随堂测验以及课后作业等。

（四）存在的主要问题与解决办法

1.激发兴趣。由于所教授的学生为生物学背景，不少学生均对数学、计算机等数理课程较为恐惧，缺乏学习兴趣和韧性。这是本课程讲授过程中所面临的第一大问题。为此，我尝试了多种教学办法进行解决，取得了一定的效果。

（1）去除学生的恐惧心理。从心理学上讲，恐惧的形成源于过去失败经历的阴影以及对于未知事物的不确定性。因此，我在教学中注意突出生物学在生物信息学中的重要地位，以生物信息学领域的成功科学家为例，破除以往失败经历的阴影。同时，适当地浓缩教学内容，降低学生对未知事物不确定性的恐惧。

（2）激发学习生物信息学的热情。通过教学的互动，让学生在互动中消除对生物信息学的陌生感，熟悉生物信息学，激起学习的欲望。

（3）在学习中感受生物信息学发展的脉搏。通过介绍生物信息学的发展史，对比历史上类似的科学发展历程，让学生深刻地领悟到当前的生物信息学在学科史中的定位。

（4）在实践中感受生物信息学的魅力。比如，在进行系统发育树构建的讲授中，同学们可以看到由于数学算法的使用，原本枯燥无味的序列数据居然能够反映物种和基因的进化历程。通过教学中的改革实践，同学们的学习兴趣有了较大的提升。

2.夯实基础。生物学背景的学生另外一个特点是数理基础和计算机语言编程能力相对较为薄弱。在教学过程中，我首先注意引导学生扬长避短，充分发挥学生在生物学理解能力上的优势，避免进入基础性的数学算法纠缠中。同时，让学生认识到，作为一个交叉性的学科，生物信息学的上下游学科链较长，同学们可以根据自身条件选择进入不同的环节。比如，擅长基础性的算法工具软件开发的同学可以进入上游的理论环节，擅长生物学理解的同学可以使用这些工具进入下游的生物信息应用领域。第三，在课程设置上，着重加强生物信息学方向的数理基础课程，比如生物统计、Linux以及Perl语言等，改善生物技术专业的学生在生物信息学方向的薄弱环节。最后，向同学们强调，注意在学习的过程中提高学习能力才是根本。让同学们意识到，基础不是问题，只要提高了学习能力，持之以恒地去实践，均能学好本门课程。

3.紧跟前沿。生物信息学是一门前沿性很强的学科。为了既能提高学生的知识水平，又提高学生的学习能力，这就要求在教学中既要恰当地剪裁知识结构和体系，又要有提供充分的学习锻炼空间。为此，我们将课程设置为双语课程，这样做的好处是既不耽误知识的学习，又能适当地提高学生的适应能力，为学生在将来英文环境较普遍的生物信息学领域中的学习研究应用打下扎实基础。同时，为了更适应将来学生对生物信息的使用环境，同时也为了降低难度，我们的双语课程更侧重阅读、理解能力的提高，以避免简化为英语学习课，和普通的英文课程内容的重叠。另外，前沿性很强的生物信息学处处蕴藏着创新的机会，在教学过程中，我注意鼓励学生的创新意识。比如，学生在上课过程中的一些小想法，我鼓励其大胆投入，形成研究性论文。

4.注重实践性。生物信息学在教学中既要注重对学生思维方式的转变的教育，形成用生物信息学去看待生物大数据的思想，而不仅仅是解决某个具体生物学问题的“小工具”，又要求学生在课程学习中具备一定的实践能力。由于长久以来的教育体制和学习习惯的制约，同学们的学习重点仍然集中在知识的记忆、考试的应付上面，缺乏对实际动手能力的正确认识。这给生物信息学这门课程的教学，特别是实践教学带来了较大的压力。为此，我在教学中着重采用身边的典型案例教学法进行教学。比如，以往届学生由于其突出的实践能力最后促成了他毕业就业的成功为例，说明动手能力的重要性。贯穿在课程教学中，我对学生实验课程的理念是鼓励其独立自主地完成实验，尽量少干涉，允许其在实践中犯错误，在犯错中学习提高。经过思想观念的转变、实践中的反复雕琢提高，学生们的实践动手能力都得到了较好的提升。

三、结语

生物信息学是一门快速发展的新型热门学科，其发展与生命科学发展是相辅相成的。本文针对《生物信息学》的教学进行了一些探讨，特别是针对生物背景学生的教学进行了深入集中的研究。

本文认为，只有激发学生的学习兴趣，夯实基础，注重实践动手能力，紧跟学科发展前沿趋势，这样才能切实做好生物信息学的课程教学工作，提高该课程的教学质量，以此满足我国目前该领域对人才的教育需要，培养出具有一定的实践操作能力和很强的创新能力的大学生。

参考文献：

[1]T.Chalie Hodgman AF，David R. Westhead.生物信息学导读版[M].北京：科学出版社，2010.

[2]Mount DW （2002） Bioinformatics Sequence and Genome Analysis：科学出版社.

[3]陶士珩.生物信息学[M].北京：科学出版社，2007.

[4]乔纳森.佩夫斯纳.生物信息学与功能基因组学[M].孙之荣，主译.北京：化学工业出版社，2009.

[5]李霞.生物信息学[M].北京：人民卫生出版社，2010.

[6]Tisdall J （2001） Beginning Perl for Bioinformatics：O'Reilly.

[7]Tisdall J （2003） Mastering Perl for Bioinformatics：O'Reilly.

[8]Gentleman R （2008） R Programming for Bioinformatics：Chapman & Hall/CRC.

[9]Model ML （2009） Bioinformatics Programming Using Python：O'Reilly.

篇3

关键词：生物信息学 创新实践能力 教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（c）-0143-02

2013年三位美国科学家以“为复杂化学体系设计了多尺度模型”而获得了诺贝尔化学奖，从此生物信息学（Bioinformatics）真正走到了自然科学的前台，成为未来发展的重要方向和热点。生物信息学是以生物学为核心和灵魂，以数学和计算机为基本工具的一门交叉学科，综合运用数学、计算机科学和生物学的各种工具，获取、处理、存储、分发、分析和解释生物信息，进而揭示大量数据所蕴含的生物学意义。生物信息学已经成为生物医学、农学、遗传学、细胞生物学、分子生物学等学科发展的强大推动力量，目前已经成为高等院校生命科学相关专业学生必须掌握的主要专业课程。要实现中华民族伟大复兴的中国梦，离不开科学技术的创新驱动，创新人才的培养自然成为高等院校的主要责任，高等院校教师需要根据培养学生创新实践能力的要求不断的开展教学改革。鉴于生物信息学的重要作用，最近几年各高等院校都相继开设了生物信息学课程，但是由于生物信息学是一门广泛的交叉学科，需要学生具有较扎实的多学科基础知识，且生物信息学自身发展迅速，新概念、新算法、新数据库等层出不穷，需要教师不断跟进，因此生物信息学的教学与其他学科显示出明显的不同，旧的教学方法不能适应生物信息学课程的发展。生物信息学教学改革的内容应该着重于提高学生的创新实践能力。该文将生物信息学教学改革中总结的经验，从教学理念、教学方法、教学内容和考试改革等方面，对在生物信息学课程的教学中如何培养学生创新实践能力进行了讨论。

1 教学理念上强调学生的实践能力和自主创新思维的培养

生物信息学是一门实践性非常强的学科，同时具有多学科交叉的特点。对于非生物信息学专业的生命科学相关专业学生，主要课堂目标是熟练应用各种软件、数据库解决实际的生物学问题，而不是研究新算法、开发新程序。非生物信息学专业的学生一般具有较好的生物学基础，对于核酸、蛋白质等相关知识已经较为熟悉，在教学中不必过多重复，而对于生物信息学中的数学模型，程序原理等内容具有较大的学习障碍，经过我们的教学发现，学生对于这些内容的不理解并不会显著影响其应用软件的实践能力。因此，对于非生物信息学专业的生物信息学本科课程，应当简化复杂难懂的理论知识，注重培养学生的实践能力，使学生可以应用生物信息学工具对生物数据进行分析，解决实际问题，在使用生物信息学工具解决实际问题的时候对生物信息学产生兴趣，增强创新实践能力。

2 采用启蒙式、研讨式、运用式等生动形象的教学方法

为了强调学生的实践动手能力，采用启蒙式、研讨式、运用式等生动形象的教学方法。（1）将授课地点定在计算机网络教室，接驳互联网的计算机安装有课堂管理系统，实时演示教师的操作。教师在授课过程中结合具体实例边讲解边示范操作，学生边听课边练习。（2）对课件增加图片、视频、音频等多媒体素材，使抽象的、静态的生物信息学知识以具体的、动态的形式演示，提高学生的学习兴趣，加深学生对知识的掌握程度。例如在讲解蛋白质三维结构相关知识时，教师需准备好各种蛋白质的三维结构素材，并使用（同时教会学生使用）专业蛋白质三维结构看图软件进行演示操作，这样可以显著提高学生的实际操作兴趣。（3）进行课程录像，记录课堂上老师的讲课现场和计算机操作屏幕的录像，将视频放到网络教学平台上，供学生课后观看，降低生物信息学学习难度。（4）进行随堂在线操作练习，以教师和学生分别自设题目的方式开展创新实践练习，促进学生创新性思维方式，注重提高理论用于实践的综合能力，同时更有效地提高学生计算机应用能力。（5）采用双语授课，提高学生专业英语能力。生物信息学的实际操作离不开数据库和软件，而目前国际上通用的生物信息学在线数据库和常用软件的界面都是英文，因此学生必须能看懂生物信息学相关概念的英文说法。我们采用双语授课，对课程中的关键信息再使用中文重点讲解一遍。教学中发现大多数学生对英文授课及英文软件有惧怕和惰性心理，对此我们采用循序渐进多次重复的方式帮助学生克服最初的惧怕建立信心，在英语授课前一周，教师将多媒体课件通过网络教学平台发送给学生，并列出来关键名词，供学生提前预习，减少课堂上直接听英文的难度，在数据库和软件中，安排学生多次使用同一个软件，同一个数据库，对常用的词语进行重点说明，从而减小学习压力，增强学习信心。本方法增强了学生主动学习生物信息学自主能力，同时提高了学生英文听、说、读、写等能力。（6）发挥网络教学的优势，教师可根据教学内容从网上下载教学辅助资料，充分利用网络的现有资源，并通过网络教学平台为学生提供教学资源，将制作的教学课件、教学大纲、教学录像、参考文献、思考题、自测题等上传到教学平台上，使学生随时随地在教学平台里面进行下载教学课件、回答问题、提出问题，老师或者同学可以对所提问题进行网上解答、探讨。教师还可以通过网上论坛、聊天室、QQ、E-mail等对学生学习和生活进行指导和关心，可以及时了解掌握学生的学习情况，有利于教师不断调整教学方案，达到更好的教学效果。

3 教学内容上增强课程应用性

生物信息学的课程内容很多，具有很强的跨专业性，由于课时和学生专业的限制，我们应选择性地进行授课，教学内容主要强调课程实践应用性。（1）要在课程的第一节课明确生物信息学在生物学中的作用，讲解几个有趣而又简单的生物信息学应用，提高学生的学习兴趣。（2）对于理论知识只讲解其中最为基础而不可缺少的，并结合实际操作使学生形象化、具体化。授课中穿插讲解有趣而简单的生物信息学应用实例，提高学生的学习兴趣。（3）增加实验课学时，增强学生动手操作实践能力。生物信息学主要是通过计算机软件完成对生物数据的分析，分析过程中易出现各种错误，需要在多次操作实践中不断总结经验才能熟悉。因此增加实验课学时会明显增加学生的实践能力。我们每一节课分为两部分，理论讲解和实验操作，在理论讲解完成后，马上开展实验操作，这样可以让学生理解软件中应用的原理，不会出现在实验课时理论与实验脱节的现象。（4）生物信息学发展迅速，需不断把握国际最新进展，更新知识库，使学生学到最新的技术，更好的应用到实践中。因此我们密切关注学科发展动态，掌握最新研究成果，每学期的教学随时进行知识更新，及时将国内外及教师的新知识、新成果作为教学内容的一部分传递给学生。同时我们使用双语授课，并保证授课内容紧跟生物信息学的前沿，保证学生学到的都是最新的知识，刺激学生探索与实践的欲望。

4 考试改革上促进学生实践能力和创新思维

考试改革的目的是强化实践教学，注重创新能力的培养;发挥教学中的积极性、主动性、创新性;在加强素质教育的基础上扩宽专业教育;培养“宽厚型、复合型、创新型、外向型”人才。考试可分为期末考试、平时练习和上机考试等三部分。期末考试使用传统的考试方式。平时练习为教学中的课堂练习题的评分。对于上机考试，我们引入无纸化考核，通过上机实践操作，重点考核学生在互联网环境下的随堂在线操作，随堂在线测试的内容主要是使用各种软件和数据库分析生物数据的操作实践，增强学生理论应用实践的综合能力。例如给出一个蛋白质的名称，让学生查询此蛋白质的序列、理化性质、翻译后修饰等信息，预测蛋白质二级结构，三维结构等操作。学生使用计算机在线完成指定的生物信息学分析内容，考查学生掌握实践操作的程度，促进学生注重提高理论用于实践的综合能力，同时更有效地提高学生计算机应用能力。这种考试模式可以显著的提高学生实践的积极性。

5 结语

总之，生物信息学教学需要培养学生自主创新学习的能力和在实践中自主创新获取知识的技能，使学生知识、能力、素质协调发展。为了提高学生创新性思维和实践操作能力，生物信息学教学改革应从以下几方面进行：在教学理念上，强调学生的实践动手能力、创新思维的培养;在教学方法上，采用启蒙式、研讨式、运用式等生动形象的教学方法;在教学内容上，增加实验学时，增强课程应用性，理论为实践服务;在考试改革上，采用多种考查考核方式促进学生实践能力、创新思维。在今后的教学工作中，我们将继续探索行之有效的教学方法、教学手段和教学模式，启发学生的创新实践意识，培养学生的创新思维和实践能力，以满足现代社会对创新型人才的需求。

参考文献

[1] 张纪阳，刘伟，谢红卫.生物信息学课程研究性教学的实践与思考[J].高等教育研究学报，2011（4）：51-53.

[2] 张幸果，丁俊强，朱伟，等.关于如何提高生物信息学教学质量的探讨[J].江西农业学报，2010（3）：194-195.

[3] 石生林，韩艳君，刘彦群，等.非专业研究生生物信息学课程教学中存在的问题及对策[J].生物信息学，2009（2）：125-127.

篇4

【关键词】移动教学微课翻转课堂混合式教学生物信息学

【中图分类号】G642.3【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2017）52-0104-02

生物信息学是20世纪80年代末随着人类基因组计划的启动而兴起的一门新的交叉学科。它以生物学研究中产生的数据为研究对象，综合运用计算机科学、统计学、数学和生物学等相关学科中的知识与方法，对研究数据进行获取、分析、加工与存储，揭示这些数据中所蕴含的生物学规律[1，2]。近年来，随着测序技术的革新，产生了海量的基因组、转录组、蛋白组、代谢组、表观组等组学数据，以及序列和结构变异数据，生命科学研究者相应配套开发了大量的数据分析软件和数据库，有力推动了生命科学的发展。因此，开展生物信息学课程对生命科学相关专业的学生至关重要。

为了更好地培养学生的科学素养，拓宽学生的就业方向，我国一些高等院校相继开设了生物信息学课程，有些高校还于近年设立了生物信息学专业，同时研究生的生物信息学训练也在日益加强[3]。但是由于该学科的发展日新月异，以及其交叉学科的特性，在教学过程中存在着教学大纲和学时不匹配、教材选择较困难、理论和实践教学脱节和学生重视程度不够等诸多问题[2]，而这些问题在传统的教學模式中不能够很好地解决。近年来，得益于信息化的快速发展，各种类型的网络课程扩展了教学资源，增加了教师和学生间沟通的渠道，提高了有限课堂时间的教学效率，很好地弥补了传统教学模式的不足[4]。笔者根据学习及教学过程中遇到的问题，基于生物信息学的课程特点，拟探讨传统教学方法与网络平台资源有机结合的教学模式，为该课程的教学改革提供思路，并为提高教学效果提高方法和参考。

一、传统教学模式及其存在的问题

生物信息学是交叉学科，所涉及的基本概念广，所要求具备的基本技能多，所包含的知识更新速度快，同时注重培养学生解决相应实际问题的能力，具有明显的综合性、前沿性和应用性强等特点。在有限课时内让大部分学生理解当前生物信息学主要理论知识、熟悉各类数据库和软件的使用、掌握必要分析技能，这对于老师的讲述和学生的学习都是不小挑战。在生物信息学教学实践过程中我们发现以下四个方面的问题：

1.课程要求和课时数不匹配

生物信息学是近年来，应分析基因组等海量数据的迫切需求，而兴起的一门新兴交叉学科，要求学生不仅具备生物学的相关知识，而且还需具备计算机科学、数学、统计学等学科的相关知识。对于生命科学相关专业的学生，其信息科学背景知识薄弱，而且不同专业所讲述的生物学知识也不尽相同，这就要求更多的时间介绍相关基础知识。另外，生物信息学研究内容更新速度快，教学内容也需要更多的课时进行扩展和更新。但是多数专业的教学大纲中生物信息学课程的课时数非常有限，教学内容多与课时数少的矛盾非常突出。

2.学生实际数据分析能力训练不够

生物信息学是一门高度强调实际数据分析能力的学科，大多数学生此前没有接触过相关分析内容，尽管兴趣强烈，但是实验操作时间远远不能满足学生的需求。另外，学生毕业后不管是选择从事生物信息相关行业，还是选择在生物信息学领域继续深造，都需要具备足够的数据分析能力。教学过程中很难在有限的课时内提升实验分析强度，个性化地解决学生在实验分析中遇到的问题，帮助学生将强烈的学习兴趣转化为坚实的分析技能。

3.教材更新速度过慢

生物信息学研究内容更新速度快，新领域、新问题、新数据、新方法和新结论层出不穷。但是目前大部分生物信息学教材的主要讲述内容仍是基本的数据库搜索、核酸和蛋白质序列分析和序列比对等内容，而目前主要的研究内容涉及较少，例如基于序列和结构变异的群体遗传研究和全基因组关联分析研究。

4.学生专业英语掌握不够

生物信息学研究中绝大多数重要的数据库、软件说明、软件日志和报错信息、科研文献报道和教材等等都是英文表述。但是在教学过程中，一些数据库的说明和返回结果学生都表示理解起来很困难，自己动手查阅的主动性不够，导致教学效果大打折扣，也挫败了很多学生自主学习的主动性。

二、现存的网络资源

1.微课

微课源于美国北爱荷华大学的LeRoyA.McGrew教授，其主题和重点突出，内容短小精悍、交互性好，表现形式多样，短时间内有明确的教学目标，集中说明一个问题。微课允许学生利用碎片化的时间进行学习，提供了泛在学习的可行性，有利于培养学生的自主学习能力，是传统教学模式的有力补充[5]。目前各大高校都在提倡制作微课资源，并且公布与网络之上，可在教学过程中加以引进和应用。

2.国家精品课程的网络资源

国家精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程。国家精品课程资源网（http：//jingpinke.com/）目前包括4000多门国家级精品课程，其中包括多个高校的生物信息学课程。学生可以课下利用便利的因特网和4G无线网络进行自主学习，不仅可以扩展知识面，还可以对课堂内容进行有效的复习和巩固。

3.网络公开课

网络公开课是指高校在网上提供课堂实录的录像，将优势教育资源呈现在全世界求知者前。目前网络公开课的资源非常丰富，不仅包括高校网站上的公开资源，例如北京大学高歌老师等主讲的生物信息学导论，还包括一些大型网站上的公开课资源，例如网易公开课、新浪公开课、MOOC网和央视网的中国公开课等等。另外，网络上也有一些国外高校的公开课程。

4.移动教学资源

笔记本、手机和iPad等移动网络工具的普及，不仅大大方便了人们的日常生活，也为生物信息学的教学改革提供了新的途径。陈亮等将移动网络工具引入生物信息学课堂教学，事件证明移动教学方法比传统的教学模式更能激发学生的学习和实践兴趣，提高学生的动手能力，同时加强了师生间的互动，并最终提升了教学效果[6]。

三、网络资源在生物信息学教学中的应用模式探索

虽然目前关于生物信息学课程的网络资源较多，但是在生物信息学相关教学工作中应用的并不多，尤其是综合翻转课堂、微课和移动网络设备等的新型教学方法的应用。考虑到生物信息学这门新型交叉学科教学中存在的问题，充分利用公共网络资源和新型教学手段，势在必行。具体原因和方法如下：

1.建立基于“翻转课堂”的教学模式

翻转课堂是通过提前介绍教学内容和教学目标，并且公布相关网络资源的獲取地址和方法，让学生在课前完成学习过程。然后在课堂时间，教师通过问题收集、解答、探讨和针对性辅导等形式，完成学生“内化知识”的过程。通过课堂教学过程的翻转，将大量教学内容和实践分析翻转到学生课前进行，利用有限的课堂教学时间，组织学生开展问题探讨和项目分析，协助学生掌握和消化复杂的生物信息理论和分析技能更好地内化于心，有效解决教学内容多与课时数不足的矛盾。

2.教学资源的进一步完善

翻转课堂需要将教学课件、教学内容、教学目标、网络资源地址、前期录制的教学录像和辅导资料等在学校教学平台进行和实施，以便于学生随时进行学习和查阅。

3.教学平台的搭建

作为高度强调实验分析能力的一门学科，强化学生分析能力是重要的教学目标。课程组需要搭建简易的生物信息服务器，并提前放置教学内容所涉及的生物信息学软件和例子数据，然后在整个学期向学生开放，便于学生随时随地进行数据分析实验，强化理论与实践的结合。

4.课程评价方式的改进

为了督促大家在课前进行学习，需要将最终的期末考试分散在整个学期分别进行，可以通过提问和课堂测验的方法考核学生课前学习情况，并记入期末考试成绩。另外在期末考试中，通过实验能力测试，重点考察学生的实际数据分析能力，降低对记忆性知识点的考核，督促学生平时进行数据分析能力锻炼，以达到生物信息学课程的教学目标。

综上所述，充分考虑生物信息学的课程特点，探讨传统教学模式中存在的问题，通过教学模式和方法的改革，充分利用网络资源，解决在教学过程中遇到的问题，为该课程教学目标的实现提供参考。

参考文献： 

[1]管丽红.对生物信息学教学的思考[J].河南教育：高教版（中），2016， 0（8）. 

[2]金萍.生物信息学课程教学改革初探[J].时代教育，2016， 0（21）. 

[3]戴凌燕.《生物信息学》课程教学方法探索与实践[J].生物信息学，2009， 7（4）. 

[4]郭丽.新型混合式生物信息学教学模式研究[J].新课程研究：中旬，2016， 0（1）. 

[5]叶世旺.《大学物理》微课建设研究与探讨[J].教育教学论坛，2017， 0（14）. 

篇5

关键词：个性化习题；生物信息学；QQ群

中图分类号：G811.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）48-0171-02

生物信息学是生物学、计算机科学和信息技术等支持的，包括存储、组织和生物数据检索的一个现代交叉学科。随着分子生物学和信息技术的不断突破，各种生物数据的获得变得非常容易，但是如何对这些数据进行组织、分析和处理，并从中发掘出能用于解决生物科学问题的信息，成为目前生命科学的难点和热点。生物信息学因此应运而生，其本身不仅是研究现代生物学，也是研究其对工业、医疗等重要领域影响的一门实践性学科（Bloom，2001）。

一般认为，生物信息学主要渗透到统计数学、计算机和生命科学，尤其是生命科学的组学领域（郭丽等，2014），因此在教学中，生物信息学的教学内容往往因学生背景不同而会有不同的侧重。这就需要教师根据学生的背景及知识结构的需求来合理安排教学。本文根据近年来对生物信息学教学的经验，从教学方法、个性化练习题对学生上机的促进及QQ群投票功能在教学中的应用等方面进行了总结，对如何能够提高生命科学学院的学生学习此门课程的兴趣进行了探讨。

一、现代教学方法的利与弊

随着计算机科技的不断进步，教学已经从传统的板书模式进入到现代多媒体教学模式中。多媒体技术应用的初衷是提高学生的参与度，满足教学手段更民主、多元化及个性化的教学目标，其优点为表现力丰富，可以通过动画、视频、图像、音频等效果将抽象难懂的问题直观化。其次，节省了大量的板书时间，同时教师可将教学的重点、难点链接，以益于学生直观地了解并进行思维拓展（张林，2011）。多媒体最明显的一个特点就是教学容量加大，但正是这些优势也伴随相应的问题：（1）重形式而忽视教学内容。很多学校在进行教学管理及评价时，过分关注多媒体课件的形式以及学生的感受，导致有些教师过分注重多媒体的表现形式而忽视了教学的主要内容。（2）教学容量和学生的吸收量之间反差较大。由于教学内容和容量的增大，教师并没有根据授课对象的具体情况合理安排和讲授学科内容，而被动的成了多媒体的播放员和解说员。总之，多媒体教学利大于弊，因而成为教学改革和发展的必然产物，虽有缺点，但不能因噎废食，需通过其他方法来克服弊端才能达到完美的教学效果。

二、个性化习题是学生实践提高的强力推动器

生物信息学是一门实践性非常强的学科，为了加强学生的实践能力，教师要综合应用启发式、运用式及讨论式等多种教学方法来激发学生的兴趣。笔者在课堂实践中，充分发挥个性化习题的作用，将教师的科研渗入到课堂，注重理论与实践相结合，努力提高学生解决实际问题的综合能力。比如，在讲授第五章内容电子克隆部分，此章节目的是通过一段表达序列标签（EST），综合应用Blast、序列比对、步查法等方法查找各种数据库，通过软件的应用进行拼接、预测、去除内含子等方法，最终获得可能的全长cDNA序列并加以注释。在以往的教学练习中，全班同学的任务一样，难以知道学生是否真正掌握所教授的内容，为此，笔者将学生分组，每组自行通过阅读文献获得一条其感兴趣的EST序列，或者利用他们的毕业论文中涉及的EST序列去进行电子克隆练习，通过这种个性化习题的随堂练习，能显著强化学生的计算机应用能力和实践能力，同时也能提高学生在教学中的积极性、主动性和创新性。

三、发挥QQ群的投票功能在教学练习中的作用

生物信息学是一门交叉学科，对于非生物信息学专业的生命学院的学生而言，虽然教学大纲只要求学生掌握一些基本软件的原理及数据库的熟练使用。但是，这需要学生具有扎实的生物化学、遗传学、细胞学及分子生物学的基础知识。比如，在讲授第三章“核酸序列的分析”时，会要求学生利用已知的EST序列去Blast查找与之有同源性的基因组序列，进行序列比对，预测并利用Bioedit软件找出此基因的启动子、终止子和剪接点。这首先要求学生必须明确这些分子生物学的概念，否则在有限的生物信息学课堂上，会变成分子生物学或遗传学的复习课。而课外QQ群就起到了非常重要的交流促进作用。笔者在将QQ群的功能应用到课外教学辅助平台的基础上，充分发掘QQ群的投票及评论功能为教学所用，例如教授第三章前，将课件放到QQ群的文件中，让学生去预习。为激发学生预习的主动性，要求学生在评论中列出对本章的主要知识点或难点，并对课件中涉及的名词进行解释。为进一步加强理解，对投票功能进行设置，相应的对投票选项1、2、3、4分别设置成A、B、C、D，这样教师可根据需要将知识点转化成练习题，以加强学生的学习。同时，也可鼓励学生将一些新的感兴趣的话题或问题置于QQ群。总之，QQ群的投票功能可以成为教师与学生课下交流的一扇窗口，成为生物信息学的一种及时且重要的学习工具。

四、建议与展望

生物信息学是一门新兴学科，但我国无论是在对学科的重视还是发展程度上，与国外都存在一定的差距。在美国，计算生物学国际协会教育委员会一直致力于将生物信息学整合到高中生物教材中，学生在高中即接触生物信息学，而且高校对高中生物信息学的教学提供相应的培训课程和网上资源，生物信息学和其他分子生物学、植物学等一样较早的深入到学生的知识体系中。而我国由于该学科产生的历史较短，课程的开设集中在“985”、“211”重点院校的生物信息学专业，尽管近十年来，各大高校也意识到此学科的重要性，且课程也在逐步在开设，但由于学时短，很多教学仅限于学生掌握基本的数据库的查询。为使生物信息学能在普通院校的生命科学学院能很好的开展，各个高校应建立合适的课程教学内容。虽然近年“生物信息学”课程在各高校纷纷开设，但由于生物信息学是一门发展中的学科，它的理论及内容尚在不断完善与更新中（郭丽等，2014）。因此，对于教材的选择，不能只追逐信息量充足、内容新颖、知识选材前瞻性好的教材（杨娥等，2014）。作为普通院校的非生物信息学专业的本科生，想在较短的时间内（36课时）很好掌握如此大信息量的知识较为困难（刘宏生等，2010）。因此，需要依据学生基础及院校的人才培养目标和现今生物信息学发展的现状建立合理的课程内容体系。另外，由于缺乏合适的专业人才，生物专业的生物信息学的师资力量薄弱，无法建成高水平的教学队伍。因此，加大生物信息学教师的培养力度，建成一支专业的、年龄和知识结构合理的师资队伍，是提高本科院校生物信息学教学的关键问题之一。

参考文献：

[1]Bloom，M. Biology in silico：The bioinformatics revolution[J]. The American Biology Teacher，2001，63（6）：397-403.

[2]郭丽，赵杨，娄冬华，等.生物信息学实践课教学改革探索[J].南京医科大学学报（社会科学版），2014，（2）：165-167.

[3]张林，柴惠.现代教学手段在生物信息学教学中的应用[J].新课程研究，2011，（219）：156-157.

篇6

摘要：生物信息学是较新的交叉学科，大部分文献资料都是英文的，对学生的专业英Z能力要求较高，仅靠开几门课远远不够。应用驱动的生物信息学专业英语教学体系在大学英语和专业英语课程的基础上，以应用为驱动和引导，以网络资源查询、专业软件使用及专业文献资料的阅读及写作为核心内容，使学生在课程设计、综合实验及科研等实践过程中提高专业英语水平，收到了良好的效果。

关键词：应用驱动；生物信息学；专业英语

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）21-0232-02

一、前言

生物信息学是近年新兴的一门交叉学科，其研究内容包含了生物信息的获取、处理、储存、分发、分析和解释等在内的所有方面，它综合运用数学、计算机科学和生物学的各种工具，来阐明和理解大量数据所包含的生物学意义（张春霆，2000）。与其他的生物学专业一样，该专业要求学生掌握基本的专业英语阅读和写作能力；同时，由于是新兴专业，其大部分专业资料，包括专业网络资源、常用软件和文献资料等大都是英文，并且对生物学、计算机及数学领域的专业英语词汇都有一定要求，因此，生物信息学专业对于专业英语的要求比其他专业更高一些。近年，人们陆续提出将任务或项目驱动教学法（周冬菊等，2011）、CBI（Content-based Instruction）专业英语教学法（智慧，2011）等应用于生物类专业英语教学，并强调网络资源和应用（刘进平等，2011，2013）以及科研文献（方强&赵威，2014）等在生物类专业英语教学中的作用。重庆邮电大学生物信息学院生物信息学本科专业通过总结不同的教学方法，结合生物信息学专业自身的特点，系统地提出了应用驱动的生物信息学专业英语教学体系，并收到了良好的教学效果。

二、体系构成

应用驱动的生物信息学专业英语教学体系由两部分组成：①基础部分，包括大学英语和生物信息学专业英语；②应用部分，包括双语教学课程、生物信息学网络资源、生物学软件及专业文献资料阅读及写作。内容由浅到深，从基础教学逐步过渡到专业应用。整个体系以应用为驱动和向导，其核心内容是网络资源查询、专业软件使用及专业文献资料的阅读及写作，其形式主要为课程设计、综合实验及学生课外科研。

1.大学英语。大学英语教学分为基础阶段和应用提高阶段（田志环，2008），大学英语是基础阶段的主要英语教学形式，在高中阶段语法学习的基础上，巩固提高学生的英语听、说、读、写能力，为后面的应用阶段英语教学奠定基础。

2.专业英语课程。生物信息学专业英语课程是基础阶段到应用提高阶段的过渡，其教材根据本专业的特点采用自编教材，内容除生物信息相关内容外，还兼顾生物、计算机和数学（主要是概率统计）等领域。生物信息学专业英语课程内容分三个层次：专业英语，主要是理科专业英语的特点，常用句型；生物类专业英语，主要是了解生物学专业名词的构词特点及熟悉常见生物学专业名词；生物信息学专业英语，了解生物信息学常见的研究领域，熟悉生物信息学专业词汇。内容从一般到特殊，学生通过该课程的学习初步了解生物信息学专业英语的特点，掌握基本的专业词汇。

3.双语教学专业课。生物信息学专业的双语课程是整个专业英语教学体系的核心，是学生掌握专业英语词汇的主要途径。双语课程包括分子生物学、进化生物学、Perl程序设计等，其教材采用国外原版教材（影印版），教师上课幻灯片主要用英语，讲解用英语+汉语，配合学生的课前预习和课后复习，在掌握专业知识的同时，熟悉生物信息学专业词汇，提高专业英语阅读能力。

4.网络资源。随着生物信息学的快速发展，网络上英文的生物信息学资源也越来越多，主要包括生物学数据库、多媒体生物信息学资料（如新一代测序仪介绍等）及公开课视频资料。网络生物数据库如GenBank、UniProt、Ensembl、Pfam、PDB等包含了大量的生物学数据及分析工具，内容系统完整，更新速度快，是生物科研工作者的宝库，同时也是生物信息学专业英语学习的宝贵资源。这些数据库的帮助页面有详细的资源介绍及使用方法说明，若能仔细阅读，在学习这些网络资源的同时，专业英语能力也会有极大的提高。另外，网络上的很多公开课，如亚利桑那大学的“生物多样性”、可汗学院的“生物学”及“概率”、麻省理工学院的“生物学导论”等，都是很好的在线学习资源。

5.生物信息学软件。生物信息学领域很多常用的软件，如序列比对软件BLAST、FAST、TeeCoffee、ClustalW/X系统发育分析软件MEGA、PAUP、PHYLIP、PAML，新一代测序数据分析软件Velvet、SOAP、Bowtie、BWA等及其他生物信息学领域的很多软件的界面及帮助文档都是英文，在掌握使用这些软件的同时，也可以熟悉相关领域的英文专业词汇。

6.专业文献资料阅读。在学生的生物信息学课程设计、生物信息学综合实验、毕业设计、科研班及创新实验等课程及活动中，需要阅读适量的英文文献。在前面掌握了一定量的专业词汇的基础上，通过英文文献资料的阅读，进一步提高了学生的专业英语阅读水平，并初步掌握生物信息学专业英语写作的基本要求，对于学生以后的研究生阶段的学习或专业相关工作奠定了专业英语基础。

三、教学效果

专业英语学习的最终目的是应用，主要包括专业英语文献资料的阅读及论文写作，因此，对于教学效果也主要从阅读和写作两方面进行评价。

1.专业英语阅读。经过几年系统的专业英语学习，学生从入学时觉得专业英语神秘莫测，看到英文资料就跳过，到毕业时能比较顺利地阅读专业文献资料，查询GenBank等英文专业数据库，也不再害怕使用英文界面的专业软件。

2.专业英语写作。在专业英语阅读能力提高的基础上，学生的专业英语写作能力也有了较大提高。尤其是科研班的同学，基本上可以用英语将自己的科研工作总结成论文初稿，毕业论文中的英文摘要也较少出现语法和拼写错误。

经过四年的学习，学生生物信息学专业英语的阅读和写作能力都有了较大提高，为进一步的学习和工作打下了良好的基础。

四、结语

该体系以应用为导向，从基础到应用，由易到难，主要培养学生的生物信息学专业英语阅读能力，兼顾专业英语写作训练，取得了较好的效果。英语的学习是一个积累与逐步提高的过程，专业英语更是如此，尤其是专业词汇的积累需要大量的阅读与写作实践。因此，要使学生学好专业英语，仅靠开几门课是远远不够的。学生通过课程设计及生物信息学综合实验等应用性课程及课外科研活动，在掌握了专业知识的同时提高了专业英语阅读和写作能力，为进一步深造打下基础。

参考文献：

[1]张春霆.生物信息学的现状与展望[J].世界科技研究与发展，2000，26（2）.

[2]周冬菊，牛睿祺，张延萍，周惠云，梁菊.任务驱动法对制药工程专业英语教学效果的提升作用[J].现代医药卫生，2011，27（15）.

[3]智慧.基于CBI教学理念的生物信息学专业英语教学模式设计[J].创新教育，2011，（28）.

[4]刘进平，庄南生，王英，唐燕琼，许云，黄小龙.生物类专业英语利用互联网资源辅助教学法[J].科技信息，2011，（14）.

[5]刘进平，庄南生，王英，唐燕琼，许云，黄小龙.“以应用为中心”的生物类专业英语教学改革与实践[J].大学教育，2013，（12）.

[6]方强，赵威.将科研文献引入生物科学专业英语的教改实践和探讨[J].教育科学论坛，2014，（32）.

[7]田志环.生物学专业英语教学的探索与实践[J].高教论坛，2008，（5）.

篇7

关键词：人工神经网络；教学实践；教学方法；生物信息学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）17-0208-03

人工神经网络是在神经生理学、生物学、数学、计算机学等学科发展的基础上提出的，模拟人类大脑的结构和思维方式处理、记忆信息的一门学科。具体来说，早在20世纪40年代，随着医学、生物学家们对人脑神经的结构、组成以及信息处理的工作原理的认识越来越充分，有学者提出以数学和物理方法对人脑神经网络进行抽象，并建立简化的模型，用以进行信息处理，这种应用类似于大脑神经突触联接的结构进行信息处理的数学模型，称之为人工神经网络ANN（Artificial Neural Network）[1]。

在人工神经网络中，各种待处理的对象（数据、特征、字符、抽象的模式等等）都可用神经元处理单元表示。这些神经元主要可以分为输入神经元、隐含神经元和输出神经元三大类。其作用各不相同，作为输入神经元的处理单元用来与外界产生连接，接收外界的信号输入；隐含神经元处于中间层，为信息处理的不可见层；输出神经元主要实现结果的输出。神经元之间相互连接，连接的权重反映了各神经元之间的连接强度，神经元之间的连接关系中蕴含着信息的表示和处理。人工神经网络主要是在不同程度、不同层次上模拟大脑处理信息的风格，具有非程序化、较强的适应性、自组织性、并行分布式等特点，其实现主要是通过网络的变换和动力学行为，涉及数学、生物学、人工智能、计算机科学、非线性动力学等多个学科[1]。作为一门活跃的边缘叉学科，在处理信息方面，相比于传统人工智能方法具有非线性适应性，成功地应用于神经专家系统、模式识别、组合优化、预测等多个领域，尤其在生物信息学领域得到了广泛的应用。生物信息学是20世纪末发展起来的一极具发展潜力的新型学科。人类的基因中蕴含着大量有用信息，利用神经网络可以对这些海量的信息进行识别与分类，进而进行相关的生物信息学分析。如利用神经网络分析疾病与基因序列的关系，基于神经网络对蛋白质结构的预测，基因表达谱数据的分析，蛋白质互作位点的预测等等，都取得了很好的效果[2]。

因此，在生物信息相关专业的本科生中开设人工神经网络课程尤为重要。经过多年的研究发展，已经提出上百种的人工神经网络模型，这就需要教师针对不同的专业背景，不同层次的学生，讲授不同模型的核心思想、推导过程、实际应用等等。本文主要根据人工神经网络在生物信息学相关专业的教学实践，从以下几个方面进行探讨。

一、引导式教学，激发学生的学习积极性

神经网络作为一门偏于理论分析的学科，传统的教学模式，即首先讲解模型的起源，接下来介绍模型的核心思想，然后就是一连串的数学公式推导，面对满黑板的公式，学生很难提起兴趣去认真学习相应的模型。所以，如何激发起学生的学习积极性，让学生重视这门课程，更好地掌握课程内容，掌握相关的模型理论基础、核心思想，更好地服务于本专业，是人工神经网络教学者亟待解决的问题。

首先，在导课的时候要生动，以引起学生对将要学习的内容的好奇心，让学生有兴趣投入到课堂学习内容中去。布卢姆说过：“最大的学习动机莫过于学生对所学知识有求知的兴趣。”只有在这种动机下的学习，才会提高自身的主动性与自觉性，达到提高教学质量的目的[3]。例如，在讲解hopfield神经网络的时候，通过举例对苹果、橘子的质地、形状、重量等特征的描述，运用“0，1”进行量化描述，然后应用神经网络就可以进行有效地分类；对于旅行商TSP问题，也可以通过hopfield神经网络寻找到最优路径。那么，这些问题是如何解决的呢？就需要大家来一起揭开hopfield神经网络的神秘面纱。其次，由于神经网络涉及大量的数学公式与数学方法，学生往往会有畏惧的心理，这就需要教师帮学生澄清思想误区，现在很多用于数据分析与计算的软件，如matlab工具箱、R软件里面都有很成熟的人工神经网络软件包，所以，学生只需要理解其工作原理、核心思想，学会使用现成的人工神经网络软件包处理数据，在熟练应用程序包的基础上，对相应的神经网络模型进行优化，改进，并且与其他的人工智能算法相结合，更好地为本专业服务。第三，在讲授人工神经网络理论内容的时候，要摒弃传统的呆板式的推导过程，以往的神经网络教学方法注重理论分析，通常是一连串的公式推导，公式中又涉及大量的符号，计算起来复杂又烦琐，学生会觉得索然无趣，厌学情绪严重。在教学过程中，教师要精心设计，创设出特定的问题环境，将所学内容与本专业相结合起来，多讲应用，启发和诱导学生选取合适的神经网络模型来解决本专业的实验数据分析与处理等问题。

二、理论教学与实验教学相结合

除了在理论课堂上将基本的理论知识传输给学生，教师还应该安排若干实验教学内容，让学生以实验为主，将理论课上所学的知识运用到解决实际问题中来，理论联系实际，主动操作思考，观察，分析，讨论，以培养学生解决问题的能力。一旦学生自己动手处理一些问题后，很自然地就会对人工神经网络产生一种亲切感，并能强烈激发起学生继续探究下去的兴趣。对于同一问题，可以让学生选取不同的网络模型，设置不同的参数，甚至可以让学生自己动手编写相应的网络模型程序，并且给予改进，根据得出的结果来评价模型在解决实际问题时的好坏，以及模型改进的效果。作为授课教师，需要不断优化实验教学内容，在生物信息学专业开设人工神经网络课程，实验教学主要是针对生物信息专业的海量生物数据处理与分析的实际需要，培养学生综合运用人工神经网络方法和生物信息学知识，进行信息的分析与处理。除了在实验课堂上给学生最大的自由发挥空间外，课后作业也尽量以开放式问题的形式给出，比如，可以让学生选取相应的网络模型处理本专业的一些实际问题，例如，数据的分类、聚类等等，其中，数据来源可以不同，类型也可自由选取，最后给出相应的模型参数设置、方法的改进、实验结果，也可以安排学生自己查询文献进行学习，并安排学生作报告。这样，学生可以在世界范围内了解神经网络的在本专业的应用情况，又能提高英语的读写能力，还能锻炼学生做科研报告的能力。

三、加强师资队伍建设以及其他基本条件的建设

由于生物信息学是一门新兴的交叉学科[4]，这就要求人工神经网络的授课教师要熟练掌握生物信息相关专业的知识，教师的业务水平必须得到充分保证，才能给学生以全面透彻的指导。学院应该本着自主培养与重点引进的原则，优化教师队伍的专业结构和学历结构，提高教师的自身修养。授课教师要将课堂的理论知识联系实际生物问题进行讲授，让学生感受到人工神经网络在本专业的应用，提高学生的学习效率，同时也需要阅读大量的专业文献，提高编程技巧和数据库应用能力，让自己成为一名合格的复合型教师。同时，人工神经网络课程的实验，高度依赖于计算机网络等设备，因此，相关的软硬件设施的建设也必不可少，由于，基因组测序技术的发展，目前生物信息学研究所用的数据都是海量的，神经网络训练起来所需时间太长，不能用普通的电脑完成，需要专门的服务器来处理，学校有关部门应在条件允许的情况下，配备机房，购买服务器，以及相关的软件，为学生创造良好的环境，让学生完成课程内容。

最后，人工神经网络涉及数学、计算机、人工智能和神经学等专业知识，因此，需要授课教师加强与其他相关专业教师的交流与合作，并渗透到授课过程中去，让学生在学习人工神经网络网络时能将各专业联系起来，更好地解决生物信息学中的问题，要想成为一名合格的人工神经网络课程教师，首先要成为一名复合型的教师，不仅要具备教学和科研能力，同时也要具备计算机、生物学、信息学等多学科的知识。

参考文献：

[1]朱大奇，史慧.人工神经网络及其应用[M].北京：科学出版社，2006.

[2]朱伟，史定华，王翼飞.人工神经网络在蛋白质二级结构预测中的应用[J].自然杂志，2003，（3）：167-171.

[3]赵俊，李晓红.趣味教学法在预防医学教学中的运用[J].现代医药卫生，2005，21（15）：2089-2090.

篇8

一案例教学法在当代高等教育中的意义

（一）案例教学法与传统教学法的区别

案例教学法由美国哈佛大学首创，该方法是在教师的指导下，根据知识体系的掌握要求，利用案例引导教学活动，组织学生进行学习、研讨和探究的一种教学方法[2]。

第一，从教学目的来说，传统教学重在理论知识的传授，其缺点是缺乏理论联系实际的结合点，容易造成理论脱离实际的弊病。而案例教学重在实际问题的解决，其教学案例主要来自科研和生活实践，具有真实性、完整性、典型性、代表性。通过案例的学习，能掌握隐藏在案例后的完整的知识体系，并在此过程中，训练学生独立分析问题和解决问题的能力。

第二，从教学材料和授课方式来说，传统教学所使用的教学材料一般都是具有一定稳定性的教科书，其典型授课方式是以“教师讲，学生听”为主。而案例教学使用的教学材料是独特的教学案例，并且这些教学案例一般都是随时代的发展不断更新。

第三，在传统的教学中，教师只要教材熟悉、思路清晰、表达清楚，使学生掌握了教师的“真理”，责任就算尽到了。而在案例教学中，教师虽然可能比学生懂得多，但教师的角色并不是权威，应定位为案例教学的设计者、引导者、组织者和案例讨论的参与者。

第四，从学生的角色和责任来说，在传统教学中，学生处于消极、被动和受支配地位。其角色是认真的听讲者和知识的接受者。而在案例教学中，不仅强调教师的“教”（引导），更强调学生的“学”（自主学习和研讨），以学生为中心，学生在整个教学活动中处于主导地位。

（二）案例教学法的重要意义

案例教学法有如下作用和意义：通过真实性的案例，能很好地解决理论与实际脱节的矛盾，便于理论联系实际；通过师生角色的转变，有助于调动师生教与学的积极性；在解决现实案例的过程中，首先需要学生根据案例的需要，不断地收集、分析、学习和处理各种知识和信息，从而有助于培养学生的信息收集、学习和处理能力；在解决现实案例的过程中，还需要学生运用所学的知识体系解决现实问题，从而有助于提高学生分析问题和解决问题的能力；解决问题的途径并非唯一，学生在案例分析过程中，可以站在不同的立场、多角度地分析和解决问题，从而有助于培养学生的创新能力。

二PBL教学法与案例教学法的高度互补性

PBL（Problem-Based Learning）即“基于问题的学习”，由加拿大的McMaster大学首创[3]。该方法以问题为核心，其核心思想有两个：一是将问题作为学习和整合新知识的起点，以问题为载体，使学生在解决问题的过程中学到必要的知识；二是不单纯只为获得知识，在获得知识的同时，强调问题的解决。其教学的主要形式是：以学生为中心，在教师的引导下，以小组为单位围绕着一个个的问题进行讨论和学习。

PBL教学与案例教学有极强的互补性。在案例教学中，一个案例就是一个实际情境的描述，在这个情境中，往往包含着多个疑难问题。换句话说，要解决一个代表现实课题的真实性案例，需要将其分解成许多个问题，通过每个问题的解决，最终解决整个案例。同时，在解决问题的过程中掌握每个问题背后所包含的知识，所有知识的集合则构成了案例背后隐藏的知识体系。也就是说，在进行案例教学的过程中，需要用到“基于问题的教学”；而“基于问题的教学”中的“问题”，并不是随意设置的，需要以案例解决的路线为指引进行设置。

三案例教学法和PBL教学法的实践探索

（一）课程平台

我们以生物信息学为课程平台。生物信息学是用数理和信息科学的观点、理论和方法去研究生命现象、组织和分析呈现指数增长的生物数据的一门学科[4]。它主要包括两重含义：一是对海量数据的收集、整理与服务，即管理好这些数据；二是从中发现新的规律，即利用好这些数据。它是生命科学领域里一门极为重要的工具课程，可整合和串联各门主干课程。

（二）具体实施

1分组

对班级学生进行分组，分组的依据主要是每个学生能力的高低，将能力互补的学生分在一个学习小组中，每组控制在4-5人左右。

2提出教学目标，布置真实性任务（案例）

案例教学法中案例的选择并非随意拿来，而是要根据教学内容和教学对象的不同，精心选择，精心设汁。其一，所选案例要贴切、恰当，能全面反映教学内容。其二，所选案例要生动，具有吸引力，这样才能调动学生的积极性，吸引学生积极参与、积极思考。其三，所选案例要难易适度，充分考虑到学生的个体差异，尽量选择和设计出所有学生都可理解接受的案例。基于上述三点，我们选择了“某个新基因的发现与鉴定”这一真实性科研课题作为案例。

3以案例完成的步骤为主线，设置相应的问题集

教师在选择好案例后要花一定时间仔细研读思考，对下列问题一定要成竹在胸：选用此案例主要想解决什么问题？案例将可能涉及哪些方面的知识？通过研读思考、翻阅教材和资料，将相关信息整理出来，归纳成问题集，作为学生解决案例的线索和依据。按照这个原则，我们设置了以下11个问题，构成问题集：（1）生物数据库是如何架构的，对于互联网上常见的生物数据库，该如何识别与理解？（2）如何通过国际上的生物数据库检索系统，对数据库内的生物分子数据进行使用？（3）如何通过各种常见的双序列比对软件完成对生物分子的两两比对？（4）如何通过各种常见的多序列比对软件完成对生物分子的多重比对？（5）如何利用EST数据库获得基因重叠群？（6）如何完成新基因的拼接获得？（7）如何完成所得基因的理化性质分析？（8）如何完成所得基因的启动区域分析？（9）如何完成所得基因的CDS区域分析？（10）如何完成新基因的人工翻译？（11）如何完成所得蛋白质的结构与功能分析？

4定期讨论

定期安排学生集中讨论。每次讨论主要完成两方面工作：一是对问题解决和案例完成进展情况进行报告，二是对所遇到的难点进行互相交流。教师全程参与，对疑难点做出提示和建议。

5成果汇报

案例完成后，进行集中汇报。让学生对期间所做的工作、获得的结果进行汇报。

6教师评价、反馈

由指导教师对案例完成过程及结果进行点评，对学生掌握知识的程度及学生的科研、应用能力进行评价，并提出可进一步提高的方向。

7延伸阶段

鉴于生物信息学都是在临近毕业时进行教学，对于有兴趣的学生，可以将案例扩展成毕业设计，进行模块化分流教学。

（三）案例教学法与PBL教学法的实施效果

1激发了学生的学习兴趣，提高了教学质量

学习是一种满足人类基本需要的方式，兴趣则是最好的老师。案例教学法与PBL教学法的实施，大大转变了师生的角色和观念。使教师认识到学生作为主体参与教学的重要性，逐渐从知识论转向主体论，从知识的传授者、教学的组织领导者转变成为学习过程中的咨询者、引导者和伙伴；树立了“以学生为中心”的教育理念，确立了学生全面发展、能力本位的价值取向。同时，真正落实了学生在教学活动中的主体地位，改变了他们以往个体式、接受式、知识学习导向的学习方式，形成了合作式、探究式、能力培养导向的学习方式，让每一位学生积极主动地参与了学习过程。在此过程中，学生的学习兴趣大大增强，教学效果十分良好，教学质量有了明显的提升。

2促进了对学生能力的培养

古人云，“授之以鱼不如授之以渔。”叶圣陶先生也认为，“教是为了不教。”究其根本，实际上都在强调学校应该教会学生自主学习，这样才能在知识的不断更新中挺立潮头，永远立于不败之地。通过案例教学法和PBL教学法的实施，我们确立了以教师为引导、学生为主体的教学模式。通过真实性很强的案例与相匹配的问题集，把知识获取方式由灌输式变为探究式，大大提升了学习效果。并且在此过程中，极大地提高了学生分析问题、解决问题的能力，增强了学生的创新精神。

参考文献

[1]赵姝淳.对高校创新性人才培养的思考[J].国家教育行政学院学报，2007（3）：64-67.

[2]王世民.浅议案例教学法[J].辽宁教育行政学院学报， 2006 （6）：91-92.

篇9

【关键词】基因组学 教学 改革

【Abstract】Genomics is a young discipline which is born with the successful implementation of the human genome project， and its content is involved in the leading edge and hot spot of the life science research. Learning genomics has a profound impact on enriching and improving the students’ knowledge system and cultivating students’ innovative consciousness and ability. After several years of teaching practice， from the teaching content， teaching methods to make a reasonable improvement， in order to improve the quality of teaching， and strive to cultivate high？鄄quality professionals.

【Key words】Genomics； education； innovation

【基金项目】湖南农业大学课程质量标准建设遴选项目《基因组学》和湖南农业大学教改项目B2015021资助。

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0233-02

伴随人类基因组计划，一门新兴的生命科学前沿学科基因组学（ Genomics）应运而生。不同于以往的分子遗传学以“单个”基因为研究对象的思路，基因组学从物种的整个基因组入手来研究基因的结构、功能和进化[1]。经过近20年的迅速发展，基础基因组学研究已经形成了结构基因组学、功能基因组学和比较基因组学三个不同的领域[1-3]，还衍生出了转录物组、蛋白质组、代谢组、甲基化组等一系列组学研究的分支，引发了生物科学研究的系统观热潮[2]。

目前，基因组学已成为高校生物学课程体系中的重要组成部分，越来越多的高校都将其设为生物学相关专业的必修课或选修课。课程的开设不仅有利于学生了解生命科学发展的前沿，还能为学生研究生阶段开展相关课题提供研究思路和背景知识。然而，基因组学发展迅速，如何使教学紧跟学科发展的步伐，让学生在有限的课堂教学中既能掌握基因组学的基础知识，又能及时了解最新的基因组学发展技术，成为教学中的难点。因此，教师需要不断更新教学内容，紧跟学科发展的步伐，以增强学生的学习兴趣，提高学习的主动性。此外，基因组学与其他学科具有很强的交叉性，教师授课过程中既要避免内容的重复，又要能深入浅出地把内容抽象、过程复杂的研究方法条理清晰、简单明了地传授给学生。针对基因组学课程的上述特点以及这几年的教学实践，笔者从基因组学教学内容和教学手段进行了调整和优化，探索了适合本门课程的教学方法和模式，以期提高基因组学的教学效果，以适应新形势下素质教育的需要。

一、选择合适的教材

我国许多高校的生物信息、生物技术等相关专业课程设置中都将基因组学设为专业课或选修课，如华中科技大学、暨南大学、扬州大学等。我校也在学生先修遗传学、分子生物学和生物信息学的基础上，开设基因组学课程作为生物信息学的一门专业课，共设置40课时。经过了解，国内广泛使用的基因组学教材主要有两本，即国内复旦大学杨金水教授编著的《基因组学》（2002年第一版，2007年第二版，2013年第三版）和英国曼彻斯特大学理工学院TA.Brown教授编著的《Genomes》（1999年版、2002年版、2006年版）。根据课程需要和课时数，我校自2005年生物信息学专业开设以来一直选择结构体系比较完整、内容相对简洁的杨金水编著的《基因组学》系列版本为主要教材。同时选用袁建刚等翻译的、BrownTA编著的《基因组》及其英文版原著作为参考，补充杨金水编著的《基因组学》，部分内容叙述不够详尽的不足。该教材和参考书都更新及时，每隔数年就会补充基因组学研究领域的新成果和新技术然后再版，便于跟踪学科前沿，掌握最新研究动态。参考书中英文对应，可方便学生对专业名词的理解和把握，也有助于学生提高对英文文献的阅读能力。

二、构建系统的教学内容

基因组学教学内容与遗传学、分组生物学和生物信息学课程的内容相互联系、相互渗透。因此课程内容既要避免与现行课程中重复的部分，又突出本学科的特有内容，为此我们在与其他相关课程教师充分沟通的情况下进行了授课内容的安排。基因组学的知识结构可以分为结构基因组学、功能基因组学和比较基因组学三部分。结构基因组学是基因组研究的前提，是功能基因组学和比较基因组学内容理解和掌握的基础，其主要目标是通过基因组测序获得基因组序列。而基因组测序的前提是对基因组的基本结构和组成进行了解，然后在此基础上进行基因组作图，包括遗传图谱、物理图谱的制作，最后进行基因组的测序与序列组装。这部分属于基因组学课程重点学习的内容，安排20个课时，主要涉及选用教材的前四章内容[4]。功能基因组学，被称为后基因组学，它利用结构基因组学研究所提供的信息和产物，发展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能。这部分内容是目前发展最快的研究重点[5]，涉及很多关于研究基因功能的实验方法，因此也是课程的难点。研究内容包括基因组序列中基因功能的发现、单个基因功能的确定、基因表达分析及突变检测和基因与基因之间的相互作用。本门课程中安排12课时学习该部分内容，主要涉及教材的第五章、第六章、第十章。教材的第七章和第十一章关于基因组的复制与转录调控的内容，分子生物学中有过讲述，在基因组学的课程中不再重复。第八章和第九章关于转录组和蛋白组的内容另开设有相关的课程，也不在基因组学课程的讲述范围内。比较基因组学是基于结构基因组的基础上，对已知的基因和基因组结构进行比较，来了解基因的功能、表达机理和物种进化的学科。通过对不同亲缘关系物种的基因组序列进行比较，能够鉴定出编码序列、非编码调控序列及给定物种独有的序列。而基因组范围之内的序列比对，可以了解不同物种在核苷酸组成、同线性关系和基因顺序方面的异同，进而得到基因分析预测与定位、生物系统发生进化关系等方面的信息。这部分内容安排6课时，主要涉及教材的第十二至十四章的内容。这样合理安排授课内容，使学生在头脑中建立起一个从结构基因组学研究到功能基因组学研究再到比较基因组学研究的完善的知识体系。

此外，基因组学发展迅速，除了三大部分基本内容外还在课堂上及时补充和完善一些最新的研究成果。比如可以通过查询Science、Nature 和Cell等顶级期刊，了解基因组学的最新研究进展和方法，使学生及时把握学科发展脉络和方向，把基因组学课程真正建设成为一门开阔学生视野的课程。另外，课堂上可以讨论一些社会上的热点话题或者普及一些与生活息息相关的知识，如精准医疗等。还可以讲述一些相关的故事，如诺贝尔奖得主的一些鲜为人知的故事。一些相关知识的应用，比如如何利用分子标记进行亲子鉴定及法医鉴定等也可以再课堂上适时的插入。这些内容可以极大地激发学生的兴趣，拓宽学生的视野，提高学生学习的积极性。

三、多媒体与板书相结合教学

多媒体教学具有图文并茂的效果，可以把抽象、微观、枯燥、复杂的内容形象的展示出来。但多媒体课件播放比板书讲解速度快，如果学生的思维无法跟上，则会大大地降低教学效果。传统的板书教学则可以将知识更加系统地呈现给学生，更利于师生间的交流[6]。但板书教学比较耗时，尤其对于高等教育中较多的授课内容，完全采用板书会影响教学进度。此外，对于图像和图形的呈现，板书教学也无法胜任。因此，可采用“多媒体+板书”相结合的授课方式。授课提纲板书在黑板上，使学生整堂课都可以看见，让学生对学习内容有整体的印象。多媒体课件解释不清的问题，及时用板书补充。重点难点内容，也要结合板书详细讲解，同时借助多媒体手段将所需要的图片、动画和视频插入课件，按照课程的需要播放，提高课堂教学效果。

四、组织学生参与科学研究

基因组学课程内容涉及许多研究方法和技术，部分经典的实验技术在分子生物学与遗传学中有过介绍，但一些新发展起来的技术上述课程学习的过程中没有涉及。有些技术原理深奥、抽象，难以理解，最好的方法是让学生亲自参与实验[7-9]。教师可组建基因组学科研兴趣小组，让学生利用课外时间参与老师的科研课题。学生通过亲自参与基因组学相关实验，可以深刻理解这些技术的原理，并掌握具体操作技术，将理论知识与实践相结合，在帮助教师完成科研工作的同时培养了学生对科研工作的热情，为学生进一步考研深造打下基础。

五、应用灵活多样的考核方式

科学、合理的考核方式有助于提高教学质量、培养创新型和应用型人才。传统的考核方式主要是闭卷考试，容易使学生把考试当成最终的学习目标，不利于培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。因此，改革教学考核方式的非常重要。考核除了对学生进行基本理论知识考试外，在成绩评定标准上适当加大对学生动手能力和综合技能的考核比重，增加平时成绩的考核，条件允许的话还可以设置一些小实验在实验课的课堂上让学生进行计算机模拟分析，充分激发学生的学习兴趣。此外，还可以把科研过程中的一些小项目交给学生，让学生查阅资料后根据所学内容进行试验设计，教师进行指导修改后再反馈给学生。学生的平时成绩最终按30%的比例计入最终成绩。科学合理地应用上述方法可以很大程度改变学生的学习目标和学习方式，培养学生的创新能力和实践能力。

经过几年的实践，我们的教学改革获得了大多数学生的好评与认可。在今后的教学中，随着教师教学经验的积累和教学水平的进一步提高，将会不断完善基因组学教学工作。基因组学发展迅速，如今已经渗透到生命科学研究的各个领域，尤其是近几年基因组学研究领域的重大成果层出不穷，对生命科学的发展产生了极大的推动作用。针对基因组学教学过程中存在的主要问题[10，11]，在构建系统课程内容体系的同时，还应根据农林院校的专业特点，不断改革和探索课程的教学方法，加强教师队伍建设，不断完善理论与实践相结合的教学模式，为推进和实现高素质的创新型和应用型人才培养目标奠定基础。

参考文献：

[1]段民孝.基因组学研究概述[J].北京农业科学，2001（2）：6-10.

[2]解涛，梁卫平，丁达夫.后基因组时代的基因组功能注释[J].生物化学与生物物理进展，2000，27（2）：166-170.

[3]李伟，印莉萍.基因组学相关概念及其研究进展[J].生物学通报，2000，35（11）：1-3.

[4]杨金水.基因组学[M].第3版.北京：高等教育出版社，2013.

[5]冷方伟.中国基因组学研究进展与发展态势[J].生物化学与生物物理进展，2010，37（12）：1261-1264.

[6]韩志仁，裴玉华，胡承波.试论多媒体技术与传统板书教学[J].科技信息，2008（10）：32.

[7]欧阳立明，肖君华，张惠展.过程启发式教学在基因组学课程中的实践[J].微生物学通报，2006，33（4）：180-183.

[8]张胜利，李东方，张胜光.基因组学教学实践与教学模式创新[J].考试周刊，2010（20）：198-199.

[9]柏文琴，郜刚.基因组学教学改革与实践[J].微生物学通报，2012，39（6）：848-852.

篇10

高等教育的宗旨是“通识为本，专识为末”，现代社会的高等教育应该是以培养一个合格的公民，培养一个宽基础、宽口径、高情商、高素质的现代公民为目的。在这样的前提下，笔者认为开设生命科学类通识教育课程的意义主要体现在以下3个方面：

1.1有利于提升大学生对人类自我的认识高度

随着生命科学的飞速发展，特别是新世纪以来，人类基因组计划的实施和完成，新一代测序技术的进一步应用和发展，人类第一次从分子水平上认识自我，对于由“A、T、C、G”4个字母组成的无字天书的海量信息的理解，对人类基因组中冗余序列的功能的判断等等问题的思考和甄别，进一步提升了我们对人类自我的认识高度，进一步拓展了人类在认识自我上的思维空间。

1.2有利于提升对生命现象及生命活动的理解和尊重

作为医药类高校，提高学生对生命现象和生命活动的理解，对生命的尊重，有利于学生更好的巩固专业思想，提升专业技能，养成良好的专业素养。

1.3有利于大学生对社会生活、生命现象的本质探索

应该清楚地看到，目前社会发展所带来的一系列负面问题，如粮食短缺、疾病危害、环境污染、能源危机、资源匮乏、生态失衡和大量物种灭绝等问题，而解决这一系列重大问题，在很大程度上依赖于生命科学的发展，对这些问题的深度理解和对其本质的把握都需要大学生具备相应的生命科学知识和基础［3］。开设生命科学通识教育课程，将一些最新的生命科学理论和进展引入课堂，使学生了解本世纪现代生命科学的发展趋势和热点问题，以便在专业学习中发现学科之间的交叉点，拓展学生的知识领面，既是完善自我知识结构，认识自然科学核心内容的需要，也是培养既了解生命科学又具备其他专业学科知识的复合型人才的需要。

2生命科学类通识教育课程的教学内容

这类通识教育课程的重点不在于具体传授了多少专业知识观点和内容，而是要传授给学生研究问题和解决问题的方法、思维方式。因此，要想吸引学生选修此课程，就必须从讲授内容和讲授方法2个方面下功夫，力求内容新颖，方法得当，通俗易懂，在授课时尽可能贴近生活，贴近社会，深入浅出，从大学生关注的问题入手去介绍以上所述内容中的最新成果和进展，这样学生才更易于接受和理解［4］。根据安徽中医药大学的学生情况和知识基础，把学生分为医药类、文史类两大类别，根据不同类别的学生选择不同的教学内容。医药类学生教学内容选择上注重培养学生的学科交叉意识，重点讲述生命科学的一些新成就和新进展，以及生命科学发展对社会的影响，如基因编辑技术、干细胞技术、人类基因组计划、生态系统的变化、生物多样性保护、基因工程药物和疫苗、基因治疗、动物克隆、生物芯片、生物信息学、生物材料与仿生学、生物技术与人类未来等，通过学习，使学生理解并初步能运用生物学知识去认识生命、了解生命，同时争取对学生跨学科创新思维起到一定的科学启迪作用，对社会上的一些热点生物学问题有个清晰的认识；对于文史类学生，教学内容选择上注重安排生物学基础知识的传授，以及生物技术发展与人类社会进步的密切关系，如生命的化学组成、细胞的结构与功能、营养与健康、社会生物学与繁殖对策、人类遗传学与优生、生命的起源与进化、生物多样性及其保护、生命伦理及社会决策等，通过学习，使学生获得必要的现代生命科学基础知识，认识人类自身；了解现代生命科学的新发展及其与人文科学交叉的趋势，引导学生树立正确的自然观、科学观，增强社会公民责任感，提高综合素质。

3生命科学类通识教育课程的教学及考核方法