生物信息學(xué)的作用精選(九篇)
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第1篇：生物信息學(xué)的作用范文
1．注意觀察生活，搜集物理教學(xué)相關(guān)的信息
教師平時應(yīng)緊密聯(lián)系學(xué)生的周圍環(huán)境和生活信息，樹立善于觀察，善于發(fā)現(xiàn)生活觀念，積極引導(dǎo)學(xué)生走進生活，把學(xué)生在生活中常見的場景和問題精心設(shè)計在教學(xué)過程中，提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，因為問題是科學(xué)探究的基礎(chǔ)，問題能引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的求知欲，使他們對所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生濃厚興趣．例如在物理教學(xué)對浮力的概念一章的教學(xué)中，學(xué)生能夠在生活中感受對浮力的初步認識，但對浮力的方向和任何物體浸入液體中受浮力的理論知識認識不深刻不全面．教師在教學(xué)中可以提出以下教學(xué)設(shè)想：1．人在水中游泳時受不受浮力？人在水中有什么感覺？引導(dǎo)學(xué)生討論，教師在討論中總結(jié)出浮力的方向是向上的．2．接下來教師用神秘的表情提出問題：剛才所舉的例子是人浮在水面上，那么如果將石塊沉入水中，沉入水中的石塊受不受浮力？這樣的提問，學(xué)生會提出不同的設(shè)想，教師就可以把實驗的任務(wù)布置下去，讓學(xué)生動手做實驗來證明自己的設(shè)想，證明石塊也受到浮力．隨后，教師和學(xué)生共同概括出浮力的概念．在整個教學(xué)過程中，學(xué)生們受到生活常識的信息刺激，引發(fā)思維興奮點，思維活躍，思路開闊，每個同學(xué)都爭著說出對問題的看法，教學(xué)活動就在學(xué)生熱烈的討論、探討中進行．采用這種教學(xué)方式能使學(xué)生興趣盎然，切實感受到學(xué)習(xí)的個人意義和價值，并從教學(xué)過程中體驗到科學(xué)探究的無窮樂趣，提高自己學(xué)習(xí)的積極性．
2．利用最新的科技信息，引導(dǎo)學(xué)生的探究活動
沒有疑問就沒有思考，沒有思維，就沒有解決問題的推動力．積極的思維往往是由有問題開始的，教師要循循善誘，教導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，學(xué)生的問題教師可根據(jù)教材的內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生心理規(guī)律，在教學(xué)活動的關(guān)鍵處設(shè)置疑問情境．教師在教學(xué)中的情境設(shè)計十分重要．教師創(chuàng)設(shè)新穎，刺激性越強情境，就越能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、引起學(xué)生認知的沖突和探究的欲望．這些情境的設(shè)計，需要利用最新的科技信息，引導(dǎo)學(xué)生對科技信息的探求．目前，我國的科技和經(jīng)濟發(fā)展速度都很快，引領(lǐng)世界的高新技術(shù)如航天技術(shù)、通信技術(shù)、高鐵等現(xiàn)代交通技術(shù)的發(fā)展都與物理學(xué)密切相關(guān)，隨著信息量的日益增多，教師要教學(xué)生知道這些現(xiàn)代的新科技知識．因此教師在平時除了全身心備課、認真研習(xí)教材外，必須時時把握物理科學(xué)的新動向，經(jīng)常給學(xué)生介紹最新的科學(xué)理論信息和事實材料．并利用一切手段，如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遠程教育技術(shù)等，讓學(xué)生及時了解國內(nèi)及國際上的最新科技信息動態(tài)，從而來引導(dǎo)學(xué)生強烈的求知欲．
3.結(jié)語
第2篇：生物信息學(xué)的作用范文
1 課本知識演示，拉近生物知識距離
高中生物知識具有一定的難度，是對生命體內(nèi)部構(gòu)造以及化學(xué)作用等知識的介紹。高中生物教學(xué)目標是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思想觀，增加學(xué)生對生命的尊重。但是由于其本身具有的枯燥性以及需要學(xué)生掌握的知識點繁多，加大了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，使學(xué)生在生物學(xué)科的學(xué)習(xí)中產(chǎn)生了一定的阻礙。因此，教師在教學(xué)中應(yīng)以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動力為基礎(chǔ)，通過信息技術(shù)教學(xué)法，使學(xué)生通過全新的教學(xué)方式來提升自己對生物知識的興趣，可有效地拉近了學(xué)生與課本知識的距離，消除了學(xué)生的排斥感。
例如，人教版高中生物必修1教科書第四章的“物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健币还?jié)的知識是建立在前兩節(jié)的內(nèi)容基礎(chǔ)之上，學(xué)生對細胞膜的特性具有了一定的了解。本節(jié)課的主要重點是讓學(xué)生掌握雙層膜的物質(zhì)流動特點。由于此類知識抽象性較強，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對這部分知識的理解容易產(chǎn)生因惑。教師在生物課堂上融入信息技術(shù)教學(xué)法，將生物膜的流動特點進行動畫播放，在內(nèi)容的選擇上要多面性，不只要進行被動運輸和主動運輸?shù)难菔荆€要進行主動運輸?shù)囊饬x等內(nèi)容的創(chuàng)設(shè)。一方面通過直觀地展現(xiàn)知識內(nèi)容降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度來充分調(diào)動學(xué)生的積極性；另一方面可以使學(xué)生通過播放內(nèi)容的觀看，了解到細胞膜此特性的實際意義，拉近了學(xué)生與知識的距離，使學(xué)生真切了解到生命的神奇。信息技術(shù)搬到課堂上是新課改精神實施的直接體現(xiàn)，也是有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方法，教師在內(nèi)容上要進行甄選，以利于其達到最大的效果。
2 生活情境導(dǎo)入，扭轉(zhuǎn)生物學(xué)習(xí)意義
高中生物課程的開設(shè)培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維，但是由于知識的枯燥性，增加了教師課堂講解的難度，也降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。目前高中生物課堂上，普遍存在著學(xué)生學(xué)習(xí)成績低、學(xué)生盲目背誦知識點，缺乏對知識的理解等現(xiàn)象。究其原因，與學(xué)生的學(xué)習(xí)目的不正確具有一定的關(guān)系。學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識大多數(shù)只是為了應(yīng)付高考成績，對于生物教育的真正含義缺乏有效的認識。根據(jù)此現(xiàn)象，在課堂上導(dǎo)入信息技術(shù)教學(xué)法，聯(lián)系學(xué)生熟悉的生活情景進行教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)設(shè)，可以有效扭轉(zhuǎn)學(xué)生的認識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。
例如，人教版高中生物必修1教科書“細胞的生命歷程”一章的知識環(huán)環(huán)相扣，主要介紹了細胞的整個生命過程。教師在講解此章內(nèi)容時，面對的問題主要為：知識點較多，學(xué)生大多采取死記硬背方式來記憶；知識抽象性強，學(xué)生學(xué)習(xí)困難；學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，缺乏理解等。要從根本上糾正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，需要教師給予一定的引導(dǎo)。如可以導(dǎo)入細胞整體演變的視頻，然后再利用相片的PS技術(shù)，將班級里幾個學(xué)生的相片從青少年制作成老年的模樣，新奇有趣的情境可以吸引學(xué)生的目光。教師還要使用有效的引導(dǎo)語言：“同學(xué)們，我們的生命很短暫，學(xué)習(xí)生物知識并不是讓我們?nèi)ヌ岣叱煽?，它的真正意義是讓我們了解生命的本質(zhì)，用我們的思想和能力將來創(chuàng)造出更多有利于生活和健康的事情?！庇行У囊龑?dǎo)語言和直觀的情境導(dǎo)入，是提高學(xué)生對學(xué)習(xí)生物意義的有效方式。
3 實驗過程演示，提高生物實驗標準
高中生物和其他學(xué)科一樣，需要學(xué)生進行相應(yīng)的實驗操作來加深對生物知識的理解，并且同時提高了學(xué)生的動手能力。由于一些因素的限制，導(dǎo)致很多生物實驗在操作中，學(xué)生不能真正地去完成，或者失敗率較高。這與學(xué)生在實驗前對實驗操作的要領(lǐng)掌握程度不夠牢固具有一定的關(guān)系。信息技術(shù)教學(xué)法的導(dǎo)入有效彌補了這個缺憾，使學(xué)生通過視頻的觀看，詳細地掌握了生物實驗的每一步操作方法及實驗背后的生物學(xué)原理，提高了生物實驗操作的成功率，加強了生物知識的學(xué)習(xí)。
例如，人教版高中生物中“DNA的粗體取與鑒定”的實驗，本實驗主要目的是培養(yǎng)學(xué)生對DNA的認識，并通過實驗操作來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。由于本實驗操作過程繁瑣，要求較高，學(xué)生在進行實驗時失敗率較高。因此，使用信息技術(shù)教學(xué)法，通過實驗前對實驗過程中詳細步驟的學(xué)習(xí)，來減少學(xué)生實驗過程中不必要的錯誤操作。教師要在視頻中的每一步操作結(jié)束后暫停播放，指出其中需要注意的事項，并且在關(guān)鍵的知識點上提出相應(yīng)的問題，讓學(xué)生進行思考。學(xué)生帶著問題進行觀看，可以增強對實驗原理學(xué)習(xí)的效果。如“同學(xué)們，試驗中為什么會兩次加入了蒸餾水呢？原理是什么？”“為什么要用兩支不同的試管去鑒定DNA呢？大家通過其產(chǎn)生的現(xiàn)象明白了什么道理？”有效的引導(dǎo)可以使學(xué)生在分析的同時，更加仔細地進行實驗操作的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在真正的操作中，會產(chǎn)生不可替代的促進作用，使學(xué)生的實踐活動更有價值。
4 輔助課后復(fù)習(xí)，強化生物知識掌握
高中學(xué)生在生物知識的學(xué)習(xí)中，需要有課后復(fù)習(xí)的輔助才能熟練掌握每節(jié)課的重點知識。目前高中學(xué)生生物知識的課后復(fù)習(xí)普遍表現(xiàn)為效果差、知識理解程度低、學(xué)生對于課本上的知識點容易遺忘等。究其原因，這與學(xué)生的課后復(fù)習(xí)中缺乏及時地指導(dǎo)具有一定的關(guān)系。而信息技術(shù)教學(xué)法的應(yīng)用便有效地解決了這一難題，通過信息技術(shù)的處理將課本中的重點內(nèi)容進行類似于微課形式的總結(jié)，讓學(xué)生在課后復(fù)習(xí)產(chǎn)生疑問時能夠得到及時有效的解惑，提升課后復(fù)習(xí)效果。
例如，人教版高中生物必修2教科書“基因是有遺傳效應(yīng)的DN段”一節(jié)，要求學(xué)生理解透徹關(guān)于染色體、DNA以及基因的關(guān)系，對于基因的本質(zhì)問題也是本課中的重點和難點知識。本課知識具有一定的抽象性和邏輯性，使一部分學(xué)生需要在課后的復(fù)習(xí)中來加強對知識的理解以及記憶。教師可以通過信息技術(shù)的輔助，將基因的相關(guān)知識進行視頻的創(chuàng)設(shè)，教學(xué)的時間大約設(shè)定為5～8 min即可，將本課中的難點和重點重新進行講解，或者在教學(xué)的視頻中提出一些引導(dǎo)的問題，讓學(xué)生帶著問題進行課堂所學(xué)的復(fù)習(xí)，并以E-mail的形式發(fā)到學(xué)生郵箱中。這樣可以使每個學(xué)生在復(fù)習(xí)中產(chǎn)生疑惑時能夠得到及時有效地幫助，解決了學(xué)生的課后復(fù)習(xí)的困頓現(xiàn)象，同時強化了知識的記憶程度。
高中學(xué)生的生物課程學(xué)習(xí)不同于初中的生物學(xué)習(xí)，其要求學(xué)生真正地掌握相關(guān)知識，并熟練地應(yīng)用于生活中對一些現(xiàn)象問題的解決，主要傾向于學(xué)生能力的培養(yǎng)。因此，這就要求高中生物教師要具有一定的教學(xué)素養(yǎng)，在教學(xué)上遵循新課改的精神指導(dǎo)，積極學(xué)習(xí)全新的教學(xué)方式方法，讓自己的思想緊跟時代的發(fā)展，為學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和教學(xué)指導(dǎo)。
參考文獻：
[1] 李作為.淺談多媒體在生物課堂教學(xué)中的應(yīng)用[J].中學(xué)生物學(xué)，2009（05）.
[2] 馬小軍.信息技術(shù)在生物學(xué)科教學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用[J].科技信息，2012（09）.
[3] 鞠強.淺談多媒體在初中生物教學(xué)中的合理運用[J].中國信息技術(shù)教育，2014年（08）.
第3篇：生物信息學(xué)的作用范文
2l世紀是生命科學(xué)的世紀，人類及模式生物基因組計劃的全面實施，使分子 生物 學(xué)數(shù)據(jù) 以爆炸性速度增長。面對基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、基因芯片、分子進化等大量的生物信息，在計算機科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及生物分析技術(shù)的相互作用和滲透下，誕生了一門嶄新的學(xué)科――生物信息學(xué) （Bioinforma-tics）。當前，生物信息學(xué)教學(xué)還處于起步階段，對于生物信息學(xué)實踐課還沒有完善的教學(xué)模式和有效的教學(xué)方法，如何在醫(yī)學(xué)院校進行生物信息學(xué)實踐課教學(xué)還有待進一步探索。
1醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)的主要研究內(nèi)容
1.1 疾病基因的發(fā)現(xiàn)與鑒定
據(jù)相關(guān)研究表明，約有6000種以上的人類疾患與特異基因的改變有關(guān)，這些關(guān)鍵性基因或其產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)功能異常，可以直接或間接地導(dǎo)致疾病的發(fā)生。目前，使用基因組信息學(xué)的方法通過超大規(guī)模計算是發(fā)現(xiàn)新基因的重要手段。例如：通過構(gòu)建腫瘤 cDNA文庫，我們可以揭示腫瘤發(fā)生的分子水平變化，尋找靶基因。
1.2藥物設(shè)計與新藥研發(fā)
生物信息技術(shù)為藥物研究、設(shè)計提供了嶄新的研究思路和手段。生物信息藥物設(shè)計常用的方法有：（1）三維結(jié)構(gòu)搜尋，尋找符合特定性質(zhì)和三維結(jié)構(gòu)的分子，從而發(fā)現(xiàn)合適的藥物分子。（2）分子對接，建立大量化合物的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，依次搜索小分子配體使其與受體 的活性位點結(jié)合，通過優(yōu)化使得配體與受體的形狀和相互作用最佳匹配。（3）全新藥物設(shè)計，利用計算機自動設(shè)計出與受體活性部位的幾何形狀和化學(xué)性質(zhì)相匹配的結(jié)構(gòu)新穎的藥物分子。
生物信息學(xué)方法為藥物研制提供了更多的、潛在的靶標，大大減少藥物研發(fā)的成本，提高研發(fā)的質(zhì)量和效率。
1.3流行病學(xué)研究中的應(yīng)用
將流行病學(xué)的遺傳和非遺傳性的研究與生物信息學(xué)結(jié)合起來，會對疾病的機理、個體對某種疾病的易感性和疾病在群體中的分布有更明確的認識，對疾病的預(yù)防和治療有極大的指導(dǎo)意義。
2 醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)教學(xué)存在的問題
2.1缺乏實踐課教材
目前，?沒有專門針對醫(yī)學(xué)院校學(xué)生的生物信息學(xué)實踐課教材。而國內(nèi)各大高校使用的生物信息學(xué)教材多為國外教材的影印版或者中文翻譯版本，這些教材一般內(nèi)容寬泛，需要學(xué)生具有較高的相關(guān)基礎(chǔ)知識，并且偏重介紹生物信息學(xué)的理論和方法，對實踐環(huán)節(jié)的指導(dǎo)較少。
2.2缺乏有效的教學(xué)方法。
很多院校開設(shè)生物信息學(xué)實踐課僅是以驗證理論課所講授的內(nèi)容為目的，缺乏針對學(xué)生特點的教學(xué)設(shè)計，講授內(nèi)容單調(diào)，忽視了對學(xué)生分析問題能力的培養(yǎng)。
2.3學(xué)生實踐課學(xué)習(xí)基礎(chǔ)存在差異
生物信息學(xué)實踐課的授課內(nèi)容需要學(xué)生使用計算機在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下完成，這需要學(xué)生具有較強的計算機操作技能和網(wǎng)絡(luò)運用能力。不同學(xué)生在計算機的操作技 能和網(wǎng)絡(luò)使用能力上存在較大的差異。另外，常用的數(shù)據(jù)庫和軟件基本上都是英文版本，這需要學(xué)生具有一定的英文素養(yǎng)，學(xué)生英文水平的差異也會影響他們對實踐課學(xué)習(xí)的效果。
3 醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)實施方法和對策
3.1建立具有模塊化的教學(xué)大綱
根據(jù)醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)課程的特點，對授課內(nèi)容進行調(diào)整，建立模塊化的教學(xué)大綱，例如：導(dǎo)論模塊、數(shù)據(jù)庫及使用模塊、基因組信息學(xué)及其分析方法模塊、蛋白質(zhì)組生物信息學(xué)模塊、代謝和藥物生物信息學(xué)及系統(tǒng)生物學(xué)模塊等，使學(xué)生清楚每個模塊的特點和作用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
3.2強化實驗教學(xué)
生物信息學(xué)的學(xué)習(xí)是運用生物、醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)、以及計算機科學(xué)等諸多學(xué)科知識進行分析、判斷推理、綜合的實踐過程，強化實驗教學(xué)顯得尤為重要。
3.3結(jié)合多媒體技術(shù)與雙語教學(xué)
教學(xué)過程中可以打開相關(guān)軟件和網(wǎng)站進行演示，使抽象的生物信息學(xué)知識以具體的、動態(tài)的形式展現(xiàn)出來， 從而加深學(xué)生對課程的掌握程度。此外，生物信息學(xué)涉及到的數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)站、應(yīng)用軟件多為英文界面，所以雙語授課顯得尤為重要，教師可借助多媒體，對課程進行中英整合講解。
3.4結(jié)合科研實例進行教學(xué)
教師可以結(jié)合現(xiàn)階段的科研背景和具體的研究方向，結(jié)合實例進行教學(xué)，可以讓學(xué)生真正掌握利用生物信息學(xué)方法解決生物學(xué)問題的思路，并培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。
第4篇：生物信息學(xué)的作用范文
關(guān)鍵詞：生物信息學(xué) 交叉學(xué)科 學(xué)生培養(yǎng)
一、生物信息學(xué)的產(chǎn)生
生物學(xué)是一門古老的學(xué)科，在人類歷史發(fā)展的長河中，人類從未停止過對生命奧秘的探索。人們逐漸認識到，雖然生物種類多種多樣，但是它們的最基本分子卻是相同的。DNA、RNA和蛋白質(zhì)等分子構(gòu)成了生命的基本單位，再由細胞到組織、器官，最后器官系統(tǒng)組成完整的生物體。
傳統(tǒng)的生物學(xué)研究中，由于受到技術(shù)水平的限制，生物學(xué)家多采用低通量的生物實驗方法，其研究對象通常是一個基因或者幾個基因組成的通路。在這種情況下，實驗后的簡單觀察就可以滿足研究需要。隨著生物研究的不斷深入，積累了大量實驗數(shù)據(jù)，人們不禁想到，如何把不同的實驗結(jié)果整合起來？另一方面，隨著生物技術(shù)的發(fā)展，大量新興技術(shù)出現(xiàn)，產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)。例如90年代興起的基因芯片技術(shù)，單張芯片就可以測定成千上萬個基因在某一狀態(tài)下的表達情況。1990年啟動的人類基因組計劃更為生命科學(xué)的研究提供了海量的序列數(shù)據(jù)。面對如此多的數(shù)據(jù)，以前依靠生物實驗研究單個或幾個基因的方法很難再適用，生命科學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、計算機科學(xué)和信息科學(xué)等若干學(xué)科的交叉學(xué)科――生物信息學(xué)應(yīng)運而生。生物信息學(xué)以計算機、統(tǒng)計、模式識別等方法為手段，以生物數(shù)據(jù)為研究對象，通過對大量生物數(shù)據(jù)的儲存、處理和分析，提取其中有意義的生物知識[1]，從而最終揭示蘊藏在核酸序列和蛋白質(zhì)序列中的信息，對了解生命活動的基本規(guī)律出貢獻。
二、生物信息學(xué)在生命科學(xué)研究中的作用
作為一門新興的學(xué)科，大家對生物信息的作用并不十分明確。很多人認為生物信息學(xué)只是為實驗科學(xué)服務(wù)。從廣義上講，這種說法也不無道理，但是生物信息學(xué)并不是實驗科學(xué)的附屬品，與生物實驗一樣，它也是解決生物問題的一種手段。為了解決生物問題，生物學(xué)家依靠的是實驗臺，生物信息學(xué)家依靠的是計算機。
在生命科學(xué)的發(fā)展過程中，以分子生物學(xué)的產(chǎn)生為界，可以分為傳統(tǒng)生物學(xué)和現(xiàn)代生物學(xué)。傳統(tǒng)生物學(xué)和現(xiàn)代生物學(xué)取得的成就為生命科學(xué)的發(fā)展做出了巨大貢獻。人類基因組計劃啟動以來，人們一度認為只要把各種生物基因組的全部堿基排列順序測定清楚，生命的遺傳奧秘就會顯露無余，但是真實的情況遠不像想象的那樣簡單。人類的個體發(fā)育開始于一個單細胞受精卵，受精卵經(jīng)過一系列的細胞分裂和分化，產(chǎn)生具有不同形態(tài)和功能的細胞，不同細胞之間相互作用構(gòu)成各種組織和器官。雖然人類基因組中有兩萬多個基因，但是在單個細胞當中，同時起作用的基因往往是很少的。有些基因只在特定階段起作用，有些基因只在特定組織起作用。只關(guān)心某個基因或蛋白的功能是不夠的，因為在不同時空條件下，同一個基因或蛋白的功能可能不同。生物是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，其表型和功能不僅體現(xiàn)于基因數(shù)量和序列的不同，更體現(xiàn)在基因、蛋白以及其他生物分子之間的相互作用之中。因此，把研究對象當成一個整體，系統(tǒng)地分析內(nèi)部的相互關(guān)系尤其重要。但是無論是傳統(tǒng)生物學(xué)還是現(xiàn)代生物學(xué)，都是一門實驗學(xué)科，生物學(xué)的發(fā)展中缺乏一種系統(tǒng)思想。生物信息學(xué)可以從大量生物數(shù)據(jù)中提取有意義的生物知識，通過對已有數(shù)據(jù)的總結(jié)，進一步推測生物體的某些性質(zhì)和變化趨勢，生物信息學(xué)為大量生物數(shù)據(jù)的整合提供了可能，與生物實驗一樣，是生物研究中的一種重要途徑。
三、生物信息學(xué)學(xué)生的培養(yǎng)
生物信息學(xué)是一門交叉學(xué)科，要求學(xué)生具有較好的分子生物學(xué)、計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)素養(yǎng)，目前國內(nèi)只有少數(shù)幾個學(xué)校設(shè)立了生物信息學(xué)本科專業(yè)，大部分的學(xué)生都是進入研究生階段才開始生物信息學(xué)的培養(yǎng)。在進入生物信息學(xué)專業(yè)前，本科階段可能接受過計算機、統(tǒng)計學(xué)、信息學(xué)、生物學(xué)等某一方面的教育，但要進行生物信息學(xué)的研究，大多需要補充其他方面的知識。
生物信息學(xué)研究可以分為兩類：第一，在深刻理解生物問題的基礎(chǔ)上，利用計算技術(shù)解決生物問題，第二，為生物學(xué)家提供性能更好的方法（算法）。理工科背景學(xué)生的生物知識較少，但是對于各種計算方法的原理和使用非常熟悉，對于這類學(xué)生的培養(yǎng)，第二類問題比較適合他們?nèi)腴T。在生物信息領(lǐng)域，有很多經(jīng)典的分類問題。這些問題已經(jīng)明確了分類目標，并且大都有通用的數(shù)據(jù)集。但是這類工作也受到了生物學(xué)家的質(zhì)疑，因為大部分工作都是把已有的經(jīng)典算法用在生物數(shù)據(jù)上，由于對生物問題不夠了解，最后成為只有做生物信息的人才看的方法。這也在一定程度上導(dǎo)致了部分生物學(xué)家對生物信息存在偏見，認為生物信息就是提出新算法，做一些數(shù)據(jù)庫。要想真正讓生物學(xué)家認識到生物信息學(xué)的重要性，就要以解決生物問題為根本出發(fā)點，即使是做預(yù)測方法，也要建立在解決生物問題的基礎(chǔ)上。做出更好預(yù)測方法的關(guān)鍵是深入理解生物問題并抓住關(guān)鍵特征。舉個例子，要把男生和女生分開，我們可以根據(jù)很多特征，比如身高、體重、頭發(fā)長短，雖然大多數(shù)情況下來說，男生比女生高、比女生重、比女生頭發(fā)短。但是只基于這些特征還是會造成很多的分類錯誤，因為這些特征不是男生女生差別的最根本因素。如果我們是根據(jù)性染色體來分，那正確率的提高就非常顯著了。在預(yù)測問題中，利用五花八門的方法并不是關(guān)鍵，如何能夠?qū)ι飭栴}深入了解并找到關(guān)鍵特征，才是最主要的。
作為一門新興的學(xué)科，大家對生物信息的了解還很少，很多人對它的定位也不同。但既然是生物信息，就是先生物后信息，可見生物的重要性。所以，在生物信息的研究過程中，對生物問題只限于表面地理解，勢必不能做出好的工作。只有對生物問題有了深入了解，才能發(fā)現(xiàn)其中的問題。能夠找到值得做的問題，可以說工作已經(jīng)成功了一大半。當然，解決問題過程中也會有很多困難，比如發(fā)現(xiàn)了值得研究的課題，但在解決的過程當中發(fā)現(xiàn)某些數(shù)據(jù)無法獲得，或者某些技術(shù)超出了自己的能力范圍。在這種情況下，可以首先想想有沒有其它變通的辦法可以解決問題，如果經(jīng)過慎重的考慮都無法找到，就要果斷的放棄。這里要強調(diào)一定要慎重考慮，不能遇到一點困難就放棄。
相比理工科背景的學(xué)生，生物背景的學(xué)生有著扎實的生物學(xué)知識基礎(chǔ)。但是如果是從本科階段直接進入生物信息學(xué)，由于還沒有進行過實驗操作，他們對生物問題的理解也很難非常深入。不管是理工科背景還是生物背景的學(xué)生，豐富的生物學(xué)知識都是進行好的生物信息學(xué)研究的前提。在培養(yǎng)學(xué)生時不可忽視對其基礎(chǔ)生物學(xué)知識的傳授和教育，并適當引導(dǎo)其對生物學(xué)問題的思考。生物學(xué)問題可以很大也可以很小。大的生物學(xué)問題任何一個懂得基礎(chǔ)生物學(xué)知識的人都可以提出，但也是最難解決的，比如到底是什么改變使細胞惡變，自身免疫病是如何形成的，心血管病糖尿病等復(fù)雜疾病是如何發(fā)生的，為何有人容易生某種病而其他人不易感。小的生物學(xué)問題就是各自領(lǐng)域的具體研究課題，比如表觀遺傳學(xué)領(lǐng)域的DNA去甲基化酶是否存在，基因表達調(diào)控領(lǐng)域的轉(zhuǎn)錄起始頻率是如何決定的，RNA領(lǐng)域的大量非編碼RNA的作用，蛋白修飾領(lǐng)域新發(fā)現(xiàn)的修飾如何調(diào)控蛋白的功能等等。在腦中提出并試圖思考一系列大大小小的生物學(xué)問題是對學(xué)生培養(yǎng)目標的第一步。這些問題的產(chǎn)生的前提是對生物學(xué)知識的熟悉掌握。然而在對學(xué)生培養(yǎng)的過程中沒必要也不可能告訴他們所有的知識，生物學(xué)知識教育的原則是為他們打開門，當他們思考問題的時候知道去哪里找到相關(guān)的知識。
另一方面，只有生物學(xué)基礎(chǔ)知識和問題是不夠的。很多問題在生物信息學(xué)產(chǎn)生之前就存在了，傳統(tǒng)的方法無法帶給人們問題的答案。人們一直期待新的方法去理解和解決這些問題。生物信息學(xué)的產(chǎn)生無疑提供給人們另一種思考生物問題的方式，為一些經(jīng)典問題的解決提供了可能。例如最近的大規(guī)模的腫瘤基因組測序和分析使我們發(fā)現(xiàn)了很多新的腫瘤相關(guān)基因[2]。對于生物背景的學(xué)生，在教學(xué)中要把這樣的例子介紹給學(xué)生，生物背景的學(xué)生在理解信息學(xué)理論方面會存在困難。最初很難要求他們理解所有具體過程。但是至少要讓他們知道這些方法的基本原理，還有在什么情況下使用。這樣在以后的研究中遇到類似問題才能想到應(yīng)該選擇什么樣的信息學(xué)工具去解決，在具體應(yīng)用過程中加深對整個過程的理解。生物背景的學(xué)生如果想成為生物信息學(xué)專家，只會應(yīng)用是不夠的，補充一些計算機、統(tǒng)計、信息方面的基礎(chǔ)知識是必不可少的。
生物信息學(xué)是一門仍處在快速發(fā)展之中的學(xué)科。還沒有一本教材能夠滿足生物信息學(xué)教學(xué)的需要，生物信息學(xué)立足于分子生物學(xué)、模式識別、計算機科學(xué)與技術(shù)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)等學(xué)科，所以學(xué)生要先對這些學(xué)科的基本概念和系統(tǒng)有一個較為全面和直觀的認識，為日后的科研打下堅實的基礎(chǔ)。另外，培養(yǎng)過程中要包括大量的實例介紹，對一些重要的應(yīng)用還加以詳細解剖，使得同學(xué)們不再僅掌握理論，而是能夠?qū)W會如何在實際工作中靈活應(yīng)用這些理論。在此基礎(chǔ)之上，向同學(xué)們推薦一些最新的論文、期刊、參考讀物和相關(guān)的學(xué)術(shù)報告，讓同學(xué)們能夠切身感受到學(xué)科發(fā)展的前沿，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。21世紀是生命科學(xué)的時代，也是信息科學(xué)的時代。生物信息學(xué)在這樣的歷史條件下產(chǎn)生并壯大，它作為多個領(lǐng)域的交叉新興學(xué)科，對生命科學(xué)研究有著巨大的推動力。生物信息學(xué)是一門應(yīng)用性非常強的學(xué)科，也是一門非?；钴S的前沿學(xué)科，良好的教學(xué)效果必須以先進的內(nèi)容體系為基礎(chǔ)，我們應(yīng)時刻注意以科研促進教學(xué)，教學(xué)科研相長，使教學(xué)研究達到更高的水平。
[參考文獻]
[1]蔣彥等.基礎(chǔ)生物信息學(xué)及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社,2003
第5篇：生物信息學(xué)的作用范文
關(guān)鍵詞：個性化習(xí)題；生物信息學(xué)；QQ群
中圖分類號：G811.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）48-0171-02
生物信息學(xué)是生物學(xué)、計算機科學(xué)和信息技術(shù)等支持的，包括存儲、組織和生物數(shù)據(jù)檢索的一個現(xiàn)代交叉學(xué)科。隨著分子生物學(xué)和信息技術(shù)的不斷突破，各種生物數(shù)據(jù)的獲得變得非常容易，但是如何對這些數(shù)據(jù)進行組織、分析和處理，并從中發(fā)掘出能用于解決生物科學(xué)問題的信息，成為目前生命科學(xué)的難點和熱點。生物信息學(xué)因此應(yīng)運而生，其本身不僅是研究現(xiàn)代生物學(xué)，也是研究其對工業(yè)、醫(yī)療等重要領(lǐng)域影響的一門實踐性學(xué)科（Bloom，2001）。
一般認為，生物信息學(xué)主要滲透到統(tǒng)計數(shù)學(xué)、計算機和生命科學(xué)，尤其是生命科學(xué)的組學(xué)領(lǐng)域（郭麗等，2014），因此在教學(xué)中，生物信息學(xué)的教學(xué)內(nèi)容往往因?qū)W生背景不同而會有不同的側(cè)重。這就需要教師根據(jù)學(xué)生的背景及知識結(jié)構(gòu)的需求來合理安排教學(xué)。本文根據(jù)近年來對生物信息學(xué)教學(xué)的經(jīng)驗，從教學(xué)方法、個性化練習(xí)題對學(xué)生上機的促進及QQ群投票功能在教學(xué)中的應(yīng)用等方面進行了總結(jié)，對如何能夠提高生命科學(xué)學(xué)院的學(xué)生學(xué)習(xí)此門課程的興趣進行了探討。
一、現(xiàn)代教學(xué)方法的利與弊
隨著計算機科技的不斷進步，教學(xué)已經(jīng)從傳統(tǒng)的板書模式進入到現(xiàn)代多媒體教學(xué)模式中。多媒體技術(shù)應(yīng)用的初衷是提高學(xué)生的參與度，滿足教學(xué)手段更民主、多元化及個性化的教學(xué)目標，其優(yōu)點為表現(xiàn)力豐富，可以通過動畫、視頻、圖像、音頻等效果將抽象難懂的問題直觀化。其次，節(jié)省了大量的板書時間，同時教師可將教學(xué)的重點、難點鏈接，以益于學(xué)生直觀地了解并進行思維拓展（張林，2011）。多媒體最明顯的一個特點就是教學(xué)容量加大，但正是這些優(yōu)勢也伴隨相應(yīng)的問題：（1）重形式而忽視教學(xué)內(nèi)容。很多學(xué)校在進行教學(xué)管理及評價時，過分關(guān)注多媒體課件的形式以及學(xué)生的感受，導(dǎo)致有些教師過分注重多媒體的表現(xiàn)形式而忽視了教學(xué)的主要內(nèi)容。（2）教學(xué)容量和學(xué)生的吸收量之間反差較大。由于教學(xué)內(nèi)容和容量的增大，教師并沒有根據(jù)授課對象的具體情況合理安排和講授學(xué)科內(nèi)容，而被動的成了多媒體的播放員和解說員?？傊?，多媒體教學(xué)利大于弊，因而成為教學(xué)改革和發(fā)展的必然產(chǎn)物，雖有缺點，但不能因噎廢食，需通過其他方法來克服弊端才能達到完美的教學(xué)效果。
二、個性化習(xí)題是學(xué)生實踐提高的強力推動器
生物信息學(xué)是一門實踐性非常強的學(xué)科，為了加強學(xué)生的實踐能力，教師要綜合應(yīng)用啟發(fā)式、運用式及討論式等多種教學(xué)方法來激發(fā)學(xué)生的興趣。筆者在課堂實踐中，充分發(fā)揮個性化習(xí)題的作用，將教師的科研滲入到課堂，注重理論與實踐相結(jié)合，努力提高學(xué)生解決實際問題的綜合能力。比如，在講授第五章內(nèi)容電子克隆部分，此章節(jié)目的是通過一段表達序列標簽（EST），綜合應(yīng)用Blast、序列比對、步查法等方法查找各種數(shù)據(jù)庫，通過軟件的應(yīng)用進行拼接、預(yù)測、去除內(nèi)含子等方法，最終獲得可能的全長cDNA序列并加以注釋。在以往的教學(xué)練習(xí)中，全班同學(xué)的任務(wù)一樣，難以知道學(xué)生是否真正掌握所教授的內(nèi)容，為此，筆者將學(xué)生分組，每組自行通過閱讀文獻獲得一條其感興趣的EST序列，或者利用他們的畢業(yè)論文中涉及的EST序列去進行電子克隆練習(xí)，通過這種個性化習(xí)題的隨堂練習(xí)，能顯著強化學(xué)生的計算機應(yīng)用能力和實踐能力，同時也能提高學(xué)生在教學(xué)中的積極性、主動性和創(chuàng)新性。
三、發(fā)揮QQ群的投票功能在教學(xué)練習(xí)中的作用
生物信息學(xué)是一門交叉學(xué)科，對于非生物信息學(xué)專業(yè)的生命學(xué)院的學(xué)生而言，雖然教學(xué)大綱只要求學(xué)生掌握一些基本軟件的原理及數(shù)據(jù)庫的熟練使用。但是，這需要學(xué)生具有扎實的生物化學(xué)、遺傳學(xué)、細胞學(xué)及分子生物學(xué)的基礎(chǔ)知識。比如，在講授第三章“核酸序列的分析”時，會要求學(xué)生利用已知的EST序列去Blast查找與之有同源性的基因組序列，進行序列比對，預(yù)測并利用Bioedit軟件找出此基因的啟動子、終止子和剪接點。這首先要求學(xué)生必須明確這些分子生物學(xué)的概念，否則在有限的生物信息學(xué)課堂上，會變成分子生物學(xué)或遺傳學(xué)的復(fù)習(xí)課。而課外QQ群就起到了非常重要的交流促進作用。筆者在將QQ群的功能應(yīng)用到課外教學(xué)輔助平臺的基礎(chǔ)上，充分發(fā)掘QQ群的投票及評論功能為教學(xué)所用，例如教授第三章前，將課件放到QQ群的文件中，讓學(xué)生去預(yù)習(xí)。為激發(fā)學(xué)生預(yù)習(xí)的主動性，要求學(xué)生在評論中列出對本章的主要知識點或難點，并對課件中涉及的名詞進行解釋。為進一步加強理解，對投票功能進行設(shè)置，相應(yīng)的對投票選項1、2、3、4分別設(shè)置成A、B、C、D，這樣教師可根據(jù)需要將知識點轉(zhuǎn)化成練習(xí)題，以加強學(xué)生的學(xué)習(xí)。同時，也可鼓勵學(xué)生將一些新的感興趣的話題或問題置于QQ群?？傊?，QQ群的投票功能可以成為教師與學(xué)生課下交流的一扇窗口，成為生物信息學(xué)的一種及時且重要的學(xué)習(xí)工具。
四、建議與展望
生物信息學(xué)是一門新興學(xué)科，但我國無論是在對學(xué)科的重視還是發(fā)展程度上，與國外都存在一定的差距。在美國，計算生物學(xué)國際協(xié)會教育委員會一直致力于將生物信息學(xué)整合到高中生物教材中，學(xué)生在高中即接觸生物信息學(xué)，而且高校對高中生物信息學(xué)的教學(xué)提供相應(yīng)的培訓(xùn)課程和網(wǎng)上資源，生物信息學(xué)和其他分子生物學(xué)、植物學(xué)等一樣較早的深入到學(xué)生的知識體系中。而我國由于該學(xué)科產(chǎn)生的歷史較短，課程的開設(shè)集中在“985”、“211”重點院校的生物信息學(xué)專業(yè)，盡管近十年來，各大高校也意識到此學(xué)科的重要性，且課程也在逐步在開設(shè)，但由于學(xué)時短，很多教學(xué)僅限于學(xué)生掌握基本的數(shù)據(jù)庫的查詢。為使生物信息學(xué)能在普通院校的生命科學(xué)學(xué)院能很好的開展，各個高校應(yīng)建立合適的課程教學(xué)內(nèi)容。雖然近年“生物信息學(xué)”課程在各高校紛紛開設(shè)，但由于生物信息學(xué)是一門發(fā)展中的學(xué)科，它的理論及內(nèi)容尚在不斷完善與更新中（郭麗等，2014）。因此，對于教材的選擇，不能只追逐信息量充足、內(nèi)容新穎、知識選材前瞻性好的教材（楊娥等，2014）。作為普通院校的非生物信息學(xué)專業(yè)的本科生，想在較短的時間內(nèi)（36課時）很好掌握如此大信息量的知識較為困難（劉宏生等，2010）。因此，需要依據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)及院校的人才培養(yǎng)目標和現(xiàn)今生物信息學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀建立合理的課程內(nèi)容體系。另外，由于缺乏合適的專業(yè)人才，生物專業(yè)的生物信息學(xué)的師資力量薄弱，無法建成高水平的教學(xué)隊伍。因此，加大生物信息學(xué)教師的培養(yǎng)力度，建成一支專業(yè)的、年齡和知識結(jié)構(gòu)合理的師資隊伍，是提高本科院校生物信息學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵問題之一。
參考文獻：
[1]Bloom，M. Biology in silico：The bioinformatics revolution[J]. The American Biology Teacher，2001，63（6）：397-403.
[2]郭麗，趙楊，婁冬華，等.生物信息學(xué)實踐課教學(xué)改革探索[J].南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2014，（2）：165-167.
[3]張林，柴惠.現(xiàn)代教學(xué)手段在生物信息學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].新課程研究，2011，（219）：156-157.
第6篇：生物信息學(xué)的作用范文
關(guān)鍵詞：生物信息學(xué) 實踐能力 課程體系 培養(yǎng)模式
中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）07（a）-0047-02
1 生物信息學(xué)概述
伴隨現(xiàn)代高通量分子生物學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，生物信息學(xué)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用日益深入[1]。作為數(shù)學(xué)理論、計算機技術(shù)和生物醫(yī)藥研究的整合學(xué)科，生物信息學(xué)在生物進化、生理功能、疾病治療、藥物開發(fā)、農(nóng)林產(chǎn)業(yè)等眾多領(lǐng)域均具有重要的應(yīng)用價值，是研究生命科學(xué)、醫(yī)藥科學(xué)內(nèi)在定量規(guī)律的重大交叉前沿學(xué)科。鑒于生物信息學(xué)的重要研究價值和廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景，發(fā)展生物信息學(xué)專業(yè)教育，有計劃的建設(shè)生物信息學(xué)專業(yè)課程體系，開展面向?qū)嵺`能力的生物信息學(xué)人才培養(yǎng)對促進現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)發(fā)展有重要的意義[2]。
2 生物信息學(xué)教育發(fā)展現(xiàn)狀
生物信息學(xué)發(fā)展起步于20世紀末，在短短的十幾年中，生物信息學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為了橫跨多個研究領(lǐng)域的朝陽專業(yè)，國內(nèi)眾多高等學(xué)府、科研院所相繼開設(shè)了生物信息本科和研究生專業(yè)[3]。但是，在實際的教學(xué)和研究過程中，絕大數(shù)單位依托于單一的數(shù)學(xué)、計算機或生物學(xué)專業(yè)開展，人才培養(yǎng)模式尚處于探索階段，在培養(yǎng)過程存在生物信學(xué)理論基礎(chǔ)薄弱、課程體系不健全、課程內(nèi)容不完善、專業(yè)教材匱乏、專業(yè)師資隊伍缺乏等問題。
哈爾濱醫(yī)科大學(xué)生物信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院是全國領(lǐng)先創(chuàng)辦生物信息學(xué)專業(yè)的單位之一，多年來致力于生物信息學(xué)的科學(xué)研究和本、碩、博各類人才培養(yǎng)，堅持以學(xué)生為本，以培養(yǎng)高素質(zhì)生物信息學(xué)專門人才為目標，深化教學(xué)改革，以滿足日益發(fā)展的生物信息學(xué)高端人才需要[4]。為解決生物信息學(xué)的教育教學(xué)問題，培養(yǎng)高水平的現(xiàn)代生物信息學(xué)人才，我們提出立足國內(nèi)高等生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)教育，建立面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的生物信息學(xué)專業(yè)課程體系，以實現(xiàn)高質(zhì)量培養(yǎng)具有理工科創(chuàng)新思維能力的生物醫(yī)學(xué)人才，為我國生命科學(xué)―醫(yī)藥學(xué)科教育教學(xué)、科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)化輸送大批專門人才。
3 生物信息課程體系建設(shè)
3.1 課程建設(shè)目標和指導(dǎo)方針
結(jié)合生物信息學(xué)才培養(yǎng)目標，經(jīng)過數(shù)十名骨干教師十余年生物信息學(xué)教學(xué)實踐及人才培養(yǎng)成果經(jīng)驗反饋，我們適時調(diào)整本科生課程及教學(xué)內(nèi)容，逐步建立起面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的生物信息學(xué)專業(yè)課程體系。奠定了本科生的人文素養(yǎng)與科學(xué)素養(yǎng)并重，公共基礎(chǔ)理論及專業(yè)理論相輔相乘，重視學(xué)生理工生物醫(yī)學(xué)全方面素質(zhì)提高，重點突出學(xué)生實踐能力的人才培養(yǎng)方針，并在實踐中培養(yǎng)了大批具有創(chuàng)新思維能力的優(yōu)秀高端生物信息學(xué)專業(yè)人才。
3.2 生物信息學(xué)課程體系建設(shè)方案
考慮到生物信息學(xué)多學(xué)科交叉特點和國家大學(xué)生培養(yǎng)要求，及學(xué)生未來就業(yè)深造所必需的基礎(chǔ)和專業(yè)能力，我們在國內(nèi)率先開創(chuàng)了生物信息學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系，并在醫(yī)學(xué)院校獨立開展近40余門數(shù)理基礎(chǔ)課程和生物信息學(xué)專業(yè)課程。主要的課程建設(shè)情況如下：
（1）公共基礎(chǔ)課程（國家限修課）：政治理論課程、公共外語、體育。
（2）生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程：解剖生理學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、生物化學(xué)、細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物技術(shù)實驗、分子藥理學(xué)等。
（3）計算機基礎(chǔ)課程：計算機基礎(chǔ)、高級語言程序設(shè)計（C++&JAVA）、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、Perl語言程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、Linux操作系統(tǒng)與程序設(shè)計等（上述課程均含上機實踐）。
（4）數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程：數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)理邏輯、組合數(shù)學(xué)與圖論、微分動力學(xué)方程、運籌學(xué)等（上述課程均含上機實踐）。
（5）專業(yè)基礎(chǔ)課程：信息論基礎(chǔ)、生物統(tǒng)計學(xué)、生物醫(yī)學(xué)圖像處理、模式識別、優(yōu)化算法、隨機過程、生物信息學(xué)概論、生物信息數(shù)據(jù)挖掘、生物信息軟件設(shè)計與開發(fā)、分子生物軟件工程、生物信息學(xué)數(shù)據(jù)可視化、專業(yè)外語等（上述課程均含實驗）。
（6）專業(yè)課程：生物芯片技術(shù)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、分子進化、分子生物網(wǎng)絡(luò)、基因組信息學(xué)、蛋白質(zhì)組信息學(xué)、藥物基因組信息學(xué)、統(tǒng)計遺傳學(xué)、計算表觀遺傳學(xué)、計算機輔助藥物設(shè)計等（上述課程均含實驗）。
（7）綜合實踐課程：課題標書設(shè)計、科研論文寫作、生物信息學(xué)進展等。
我們在實踐基礎(chǔ)上開創(chuàng)的面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的生物信息學(xué)專業(yè)課程體系不同于其他院校，具有明顯的跨專業(yè)交叉性教學(xué)計劃特色。該課程體系著眼于基礎(chǔ)理論與實踐應(yīng)用相結(jié)合、素質(zhì)培養(yǎng)與專業(yè)培養(yǎng)相結(jié)合、扎實穩(wěn)妥與創(chuàng)新思維相結(jié)合。注重學(xué)生在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)方面的基礎(chǔ)性教育，同時，強調(diào)了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)、高精尖人才培養(yǎng)、特色化人才培養(yǎng)。厚基礎(chǔ)、寬口徑，使學(xué)生在本科階段不但打好將來從事生物信息學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、生物醫(yī)藥等相關(guān)領(lǐng)域創(chuàng)新性研究工作基礎(chǔ)，更重要的是該專業(yè)課程體系與實踐密切聯(lián)系，切合相關(guān)研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)實際，能夠培養(yǎng)學(xué)生從事原始創(chuàng)新研究與產(chǎn)業(yè)開發(fā)的能力。
4 生物信息學(xué)本科生培養(yǎng)模式建設(shè)
4.1 五年制分段培養(yǎng)與多學(xué)科教育體系
目前，我們根據(jù)生物信息學(xué)交叉學(xué)科人才培養(yǎng)特點，考慮到基礎(chǔ)課程多，實踐能力要求高等因素，采取“2+2+1”的五年制本科人才培養(yǎng)模式，包括兩年理論基礎(chǔ)課程、兩年專業(yè)課程與一年實踐應(yīng)用課程培養(yǎng)（含科研訓(xùn)練+畢業(yè)設(shè)計）。此模式在學(xué)生就業(yè)和用人單位反饋中證實具有顯著的人才培養(yǎng)效果。
課程體系建設(shè)依托于生物醫(yī)學(xué)綜合優(yōu)勢及深厚的數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)功底，通過理論教學(xué)與實踐訓(xùn)練中的知識技能交叉、滲透，培養(yǎng)適應(yīng)21世紀生命學(xué)科與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)領(lǐng)域急需的生物信息學(xué)復(fù)合型人才。在此基礎(chǔ)上，從學(xué)科的交叉性出發(fā)，進一步加強不同類別課程之間的有機融合，加大相關(guān)領(lǐng)域知識的整合力度，建立更為緊密、完善，符合生物信息學(xué)學(xué)科特點的課程體系，將進一步推動學(xué)科的發(fā)展和系統(tǒng)性教育理論體系的建立。
4.2 面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的本科生教育模式
在本科學(xué)生的培養(yǎng)過程中，我們特別重視學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，通過教研一體化、學(xué)業(yè)導(dǎo)師制、報告研討制等先進的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生早期接觸生物信息學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域和科學(xué)研究，在鞏固學(xué)習(xí)知識的同時，加強對學(xué)科的認識和對未來的把握。
“教研一體化”的實踐教學(xué)模式：面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的課程體系建設(shè)，要求教學(xué)模式上的改革，使得人才培養(yǎng)模式由注重多數(shù)學(xué)生基礎(chǔ)理論知識培養(yǎng)的大眾教育，向注重少數(shù)高精尖創(chuàng)新能力培養(yǎng)的精英式教育轉(zhuǎn)變。充分利用骨干教師在生物信息學(xué)領(lǐng)域的研究經(jīng)驗，將科學(xué)研究成果快速轉(zhuǎn)化成優(yōu)秀的教學(xué)素材，培養(yǎng)學(xué)生動手、實踐、創(chuàng)新能力，注重培養(yǎng)學(xué)生實際產(chǎn)業(yè)化的認知水平和實踐能力。
本科生學(xué)業(yè)導(dǎo)師制：本科生進入專業(yè)課教學(xué)階段，實行學(xué)業(yè)導(dǎo)師制。采取學(xué)生與一線骨干教師雙向選擇方式，使每名學(xué)生擁有自己的學(xué)業(yè)指導(dǎo)教師。導(dǎo)師為學(xué)生提供思想教育和專業(yè)輔導(dǎo)，并通過指導(dǎo)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科研訓(xùn)練、早期科學(xué)研究等方法促進學(xué)生的學(xué)習(xí)盡頭和對專業(yè)的深入認識。
專題報告與研討制度：本科生畢業(yè)設(shè)計階段，強調(diào)學(xué)生的“主體”學(xué)習(xí)地位，使學(xué)生選擇感興趣的學(xué)科方向，在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行科研訓(xùn)練與實踐。要求學(xué)生自主利用網(wǎng)絡(luò)等各方面資源，獲取學(xué)科前沿信息，并以專題報告形式展示學(xué)習(xí)成果，通過提問、研討、總結(jié)，提升自身專業(yè)素養(yǎng)及專業(yè)技能，獨立完成達到核心期刊發(fā)表水平的生物信息這科研課題。
5 生物信息學(xué)課程體系建設(shè)的意義
在全體師生的努力下，經(jīng)過多年的實踐探索，我們對生物信息學(xué)課程體系從基礎(chǔ)到實踐的不同階段進行分段式、推進式的改革與建設(shè)。在政策措施、人員配備、經(jīng)費匹配等各方面給予鼎力支持。優(yōu)先保證面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的生物信息學(xué)課程體系快速、有效的建設(shè)，已經(jīng)形成國內(nèi)頂尖的生物信息學(xué)本科教育理論和實踐團隊，并為國家輸送著大批高水平生物信息學(xué)人才。
面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的生物信息學(xué)課程體系建設(shè)，一方面能夠完善生物醫(yī)學(xué)本科生、研究生的知識結(jié)構(gòu)，提高運用理工科思維和技能解決復(fù)雜生命科學(xué)問題的綜合科研能力，更為有效的實現(xiàn)生命科學(xué)攻關(guān)和創(chuàng)新研究理論形成；另一方面，生物醫(yī)藥是我國科技研發(fā)的薄弱環(huán)節(jié)，在課程體系建設(shè)基礎(chǔ)上，培養(yǎng)適用于現(xiàn)代高通量分子生物學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新型生物信息學(xué)人才，將為我國的醫(yī)藥物研發(fā)提供強有力的推動作用，并有利于創(chuàng)新臨床診斷技術(shù)開發(fā)和個性化醫(yī)療的實現(xiàn)，促進科技轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生潛在的、不可估量的經(jīng)濟價值。
6 致謝
本文研究內(nèi)容是在黑龍江省高等教育教學(xué)改革專項項目，黑龍江省高教學(xué)會重點課題創(chuàng)新型生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)人才培養(yǎng)模式研究，黑龍省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)項目面向生物信息產(chǎn)業(yè)開發(fā)的創(chuàng)新型專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實踐，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)教育研究課題面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的生物信息學(xué)專業(yè)課程整合設(shè)計研究資助下完成的，課程體系的建設(shè)得到哈爾濱醫(yī)科大學(xué)學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的支持，并得到兄弟院校相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?、學(xué)者的幫助，在此一并感謝。
參考文獻
[1] Ned Wingreen and David Botstein. Back to the Future：Education for Systems-level Biologists[J].Nature Review Molecular Cell Biology，2006，7（11）：829-832.
[2] 徐良德，馬曄，孫紅梅，等.八年制醫(yī)學(xué)教育中開展《生物信息學(xué)》教學(xué)的實踐探討[J].素質(zhì)教育，2011，11：33-34.
第7篇：生物信息學(xué)的作用范文
關(guān)鍵詞：微課；探究式教學(xué)；生物信息學(xué)
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）28-0127-02
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)和移動終端的快速發(fā)展，我們已進入“微信”、“微博”、“微電影”和“微課”的“微時代”?！拔⒄n”是指在5～10分鐘的時間內(nèi)，以視頻為主要載體，記錄教師在教學(xué)過程中圍繞某個知識點而開展的可視化、數(shù)字化的教學(xué)活動。由于微課可以通過智能手機、平板電腦等多種移動終端來制作、展現(xiàn)和學(xué)習(xí)交流，它已經(jīng)被越來越多的學(xué)生和教師接受。探究式教學(xué)是適應(yīng)高等教育改革和發(fā)展的必然趨勢，如何在教學(xué)中更好地實施探究式教學(xué)，是目前生物信息學(xué)探究式教學(xué)模式在實踐環(huán)節(jié)面臨的重要問題。本文就如何在生物信息學(xué)探究性教學(xué)實踐中應(yīng)用“微課”教學(xué)手段提高探究性教學(xué)效果進行了探討。
一、探究性教學(xué)是生物信息學(xué)教學(xué)的發(fā)展方向
探究式教學(xué)模式是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)自身先前認知結(jié)構(gòu)中的相關(guān)經(jīng)驗，通過體驗、發(fā)現(xiàn)、探索、協(xié)作等方式主動獲取知識、解決問題的一種教學(xué)模式。區(qū)別于以教師為中心、以知識掌握為本、以知識結(jié)構(gòu)為驅(qū)動的傳統(tǒng)教學(xué)，探究性教學(xué)以學(xué)生為中心，以能力發(fā)展為本，以問題或任務(wù)為驅(qū)動開展教學(xué)活動。
1.探究性教學(xué)是生物信息學(xué)教學(xué)改革的必然趨勢。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020年）》指出，要“遵循教育規(guī)律和人才成長規(guī)律，深化教育教學(xué)改革，創(chuàng)新教育教學(xué)方法，探索多種培養(yǎng)方式，形成各類人才輩出、拔尖創(chuàng)新人才不斷涌現(xiàn)的局面”。同時，《國家中長期生物技術(shù)人才發(fā)展規(guī)劃（2010―2020年）》指出，我國生物技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用總體水平與世界先進水平還有較大差距，在支撐我國生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中缺乏高層次創(chuàng)新型人才和優(yōu)秀創(chuàng)業(yè)型人才，需要增加人才資源開發(fā)投入，完善人才發(fā)展體制。綜合上述兩個綱要可以看出，未來迫切需要具有創(chuàng)新能力和素質(zhì)的生物專業(yè)人才，而創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關(guān)鍵在教育。所以，以“自主、探究、合作”為主要特點的探究式教學(xué)，符合國家教育教學(xué)改革和生物人才的發(fā)展規(guī)劃，是生物信息學(xué)教學(xué)改革的必然趨勢。
2.探究性教學(xué)模式適于生物信息學(xué)交叉學(xué)科的教學(xué)。生物信息學(xué)是由生物學(xué)與數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)等學(xué)科交叉形成的前沿學(xué)科，主要通過研發(fā)并應(yīng)用計算機技術(shù)及數(shù)學(xué)與統(tǒng)計方法，對生物數(shù)據(jù)進行管理、整合、分析、建模，從而解決重要的生物學(xué)問題，闡明新的生物學(xué)規(guī)律，獲得傳統(tǒng)生物學(xué)手段無法獲得的創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)。生物信息學(xué)人才培養(yǎng)的主要目標是具有創(chuàng)新能力和素質(zhì)的生物信息學(xué)專業(yè)人才，這就要求在生物信息學(xué)實踐中，當提出某一生物學(xué)問題時，可以借鑒和利用不同學(xué)科的思路和方法去探究。只要有利于揭示生物學(xué)規(guī)律的結(jié)果都可以保留，而不必拘泥于不同探究結(jié)果的同一性。這與探究性教學(xué)中以培養(yǎng)學(xué)生的能力發(fā)展為目標是一致的。
二、生物信息學(xué)探究性教學(xué)中存在的主要問題
目前生物信息學(xué)探究性教學(xué)應(yīng)用于教學(xué)實踐的時間不長，雖然取得了一定的成果，但在實踐環(huán)節(jié)還存在以下主要問題。
1.學(xué)生的基礎(chǔ)知識不扎實，導(dǎo)致探究性教學(xué)效果不好。生物信息學(xué)是生物、數(shù)學(xué)與計算機等學(xué)科形成的交叉學(xué)科，在進行探究性的教學(xué)過程中，涉及到數(shù)學(xué)與計算機方面的知識和技術(shù)比較多，而生物背景的學(xué)生在這方面的知識比較欠缺或者不強，所以在探究性問題的自主探究時，表現(xiàn)出參與的興趣不高、設(shè)計的方案較為單一、小組協(xié)作的效率較低等實際問題，從而導(dǎo)致探究性教學(xué)效果不好。
2.學(xué)生的動手實踐和創(chuàng)新能力不強，導(dǎo)致探究性教學(xué)沒有落到實處。在按照自主設(shè)計的探究方案進行上機實踐時，大部分學(xué)生的自主設(shè)計方案不能在上機時間內(nèi)完成。除過設(shè)計較為復(fù)雜的情況外，大部分原因是由于學(xué)生自身對計算機的linux操作系統(tǒng)、perl編程語言以及相關(guān)的操作技術(shù)不熟造成的，有些細節(jié)在他們的自主設(shè)計中沒有考慮到，所以總會碰到很多超乎其想象的問題。本來這些問題在課外時間學(xué)生可以繼續(xù)解決，但由于學(xué)生的學(xué)習(xí)科目很多，上機沒有完成的內(nèi)容很少有學(xué)生在課外繼續(xù)探究，導(dǎo)致探究性的上機實踐活動沒有落到實處。
3.教師的授課時間和水平限制，導(dǎo)致探究性教學(xué)的教師導(dǎo)向作用不明顯。教師能否提出啟發(fā)性的，適于進行探究性的問題是探究性教學(xué)能否取得成功的關(guān)鍵所在。但是由于課時和教學(xué)內(nèi)容的限制，很多提出的問題還是以教師為中心，學(xué)生沿著教師的思路向統(tǒng)一的結(jié)果或者答案靠攏，學(xué)生并沒有根據(jù)自身的知識結(jié)構(gòu)從多種途徑進行探索。
三、微課為生物信息學(xué)探究性教學(xué)的有效實施提供了新的思路和方法
微課是指以視頻為主要載體，記錄教師圍繞某個知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)開展的簡短、完整的教學(xué)活動。其核心組成內(nèi)容包括微教學(xué)視頻以及與該教學(xué)主題相關(guān)的微教案、微課件、微練習(xí)、微反思、微點評、微反饋等輔教學(xué)資源。
微課的特點有三點：首先微課短小精悍，通過多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行教學(xué)內(nèi)容傳播，有利于學(xué)生利用碎片化時間進行學(xué)習(xí)；其次，微課的教學(xué)容量小，主題突出，內(nèi)容獨立精練，有利于學(xué)生查缺補漏，各取所需，能夠?qū)崿F(xiàn)教與學(xué)的個性化選擇。最后，微課的時間一般很短，通常限制在5～10分鐘之間。
為在短時間內(nèi)達到良好的學(xué)習(xí)效果，微課常采用問題式的、案例化的教學(xué)方法，微課有助于激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，啟迪學(xué)習(xí)者進行思考，這與探究式教學(xué)模式所主張的體驗式學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的思想是一致的。所以在探究性教學(xué)中可以使用微課。另外，微課有很大的靈活性，可以針對生物信息學(xué)探究性教學(xué)中的某一具體問題進行微課授課，微課為生物信息學(xué)探究性教學(xué)的有效實施提供了新的思路和方法。
四、微課在生物信息學(xué)探究性教學(xué)實踐中的應(yīng)用
按照生物信息學(xué)探究性教學(xué)的主要環(huán)節(jié)，微課可以分為課前預(yù)習(xí)類、課堂教學(xué)類、課后復(fù)習(xí)和拓展類。下面結(jié)合案例談?wù)勎⒄n在生物信息學(xué)探究性教學(xué)實踐中的應(yīng)用。
1.微課在課前預(yù)習(xí)中的應(yīng)用。生物信息學(xué)探究性教學(xué)授課內(nèi)容大多涉及一些數(shù)理統(tǒng)計和計算機知識，然而對于生物背景的大學(xué)生在這方面基礎(chǔ)較弱。所以，教師可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識所需的數(shù)理知識設(shè)計制作具有針對性的微課，讓學(xué)生在預(yù)習(xí)新課時根據(jù)自己的實際情況選擇性地觀看微課，為后續(xù)新課的探究性學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。例如在講到序列對數(shù)據(jù)庫的檢索（Blast）一節(jié)內(nèi)容時，可以將Blast一節(jié)授課內(nèi)容中用到的正態(tài)分布、極值分布、統(tǒng)計學(xué)p值的顯著性檢驗等知識做成微課，供學(xué)生在課前預(yù)習(xí)。
2.微課在課堂教學(xué)中的應(yīng)用。在生物信息學(xué)探究性教學(xué)的課堂教學(xué)實踐中，教師應(yīng)該積極去引導(dǎo)和促進學(xué)生進行探究，過多使用微課的形式可能會讓學(xué)生失去探究的動力，形成對微課的依賴，所以在利用微課進行教學(xué)時，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該有所選擇，應(yīng)該主要針對教學(xué)中的重點和難點內(nèi)容制作微課，并上傳到相應(yīng)的課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站上，以便學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)外，還可以利用課外時間進行觀看和探究。例如在講到“序列對數(shù)據(jù)庫的檢索（Blast）”一節(jié)內(nèi)容時，在課堂教學(xué)中可以利用微課探究不同核酸或者蛋白打分矩陣的選擇對blast結(jié)果的影響，或者探究不同的E值對blast結(jié)果的影響。
3.微課在課后拓展中的應(yīng)用。由于學(xué)生自身的知識結(jié)構(gòu)和理解能力的差異，他們對同一知識和操作的理解和掌握程度會有所不同，而課堂教學(xué)不可能針對每一個學(xué)生進行探究式教學(xué)，因此，教師可以根據(jù)課堂教學(xué)的實施狀況和學(xué)生的實際能力，將具有拓展性的學(xué)習(xí)輔助材料（教學(xué)視頻、輔文檔等）設(shè)計制作成微課程，以滿足學(xué)有余力的學(xué)生利用課外時間繼續(xù)進行探究性學(xué)習(xí)。例如“序列對數(shù)據(jù)庫的檢索（Blast）”一節(jié)課的教學(xué)結(jié)束后，可以在課后拓展內(nèi)容中利用微課引入近年發(fā)生的“中東呼吸綜合征（MERS）”，然后引導(dǎo)學(xué)生利用blast工具探究引起“中東呼吸綜合征”的冠狀病毒（MERS-CoV）序列特征，并分析其進化趨勢。
五、結(jié)語
在生物信息學(xué)探究性教學(xué)實踐過程中運用微課，有助于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不僅提高了探究性教學(xué)在課堂中的教學(xué)效果，而且可以使學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)延伸到課外。微課作為一種新型的教學(xué)技術(shù)，隨著其在生物信息學(xué)探究性教學(xué)實踐中的廣泛應(yīng)用，必將促進生物信息學(xué)教學(xué)的改革和學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。
參考文獻：
[1]胡鐵生，黃明燕，李民.我國微課發(fā)展的三個階段極其啟示[J].遠程教育雜志，2013，（4）：36-42.
[2]徐丹丹，偶志紅，畢小平.在藥學(xué)類專業(yè)教學(xué)中開展微課教學(xué)的嘗試[J].藥學(xué)教育，2014，30（2）：27-29.
[3]張林，柴惠，趙虹.生物信息學(xué)教學(xué)模式探討[J].新課程研究（中旬刊），2010，（06）.
[4]談松華.戰(zhàn)略機遇期中國高等教育改革走向[J].國家教育行政學(xué)院學(xué)報，2010，（02）.
[5]胡娜，常軍，徐玲.生物信息學(xué)教學(xué)改革與探索[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，（03）.
[6]夏錦文，程曉樵.研究性教學(xué)的理論內(nèi)涵與實踐要求[J].中國大學(xué)教學(xué)，2009，（12）.
[7]虢毅，胡德華，鄧昊.生物信息學(xué)課程“開放式、研究性”教學(xué)模式的探討[J].生物信息學(xué)，2009，（03）.
[8]吳曉茜.利用微課促進信息技術(shù)教學(xué)的有效途徑[J].課程教學(xué)研究，2013，（07）.
第8篇：生物信息學(xué)的作用范文
關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法；生物信息學(xué)；教學(xué)任務(wù)；實踐與思考
中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）28-0209-02
任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法（TBL，Task-based Learning）是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上，由教師根據(jù)教學(xué)要求提出“任務(wù)”，把教學(xué)內(nèi)容隱含在每一個任務(wù)中，由教師引導(dǎo)學(xué)生自己提出問題、思考問題、解決問題，通過讓學(xué)生完成一個個具體的任務(wù)來調(diào)動其學(xué)習(xí)主動性的教學(xué)方法[1，2]。它分為如下四個基本過程：一是確定教學(xué)任務(wù)，即教師分析教學(xué)目標，確定適當?shù)慕虒W(xué)任務(wù)；二是分析教學(xué)任務(wù)，即教師在課堂上向?qū)W生講解教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生明確教學(xué)任務(wù)的內(nèi)容和要求，也包括講解所需要的新知識；三是完成教學(xué)任務(wù)，是實施教學(xué)任務(wù)的過程，也是學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、獲取知識的過程；四是評價教學(xué)任務(wù)，包括展示學(xué)生的作品、總結(jié)評比，達到鞏固知識、激勵學(xué)生的目的[3，4]。
生物信息學(xué)是當今生命科學(xué)的前沿學(xué)科之一，它是隨上世紀末人類基因組計劃的實施而由多學(xué)科交叉發(fā)展起來的一門學(xué)科，目前已經(jīng)滲透到生命科學(xué)的各個學(xué)科。但是由于生物信息學(xué)本身的綜合性和快速發(fā)展的趨勢，高校生物信息學(xué)的課程教學(xué)目前仍然處于探索階段[5]。鑒于此，我們在我院2014級、2015級生物技術(shù)本科專業(yè)生物信息學(xué)課程教學(xué)中實施了任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，取得了良好的教學(xué)效果。
一、生物信息學(xué)課程教學(xué)中任務(wù)的設(shè)計
教學(xué)任務(wù)的設(shè)計是任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法實施的關(guān)鍵。比如在生物信息數(shù)據(jù)庫的教學(xué)時，我們設(shè)計了“在NCBI/EBI/DDBJ三大數(shù)據(jù)庫中如何查找核酸蛋白序列”、“在NCBI/EBI/DDBJ三大數(shù)據(jù)庫中查找某一核酸序列的直系同源序列”等任務(wù)。在核酸序列分析的教W時，我們設(shè)計了“如何確定測序獲得的某一序列是表達的基因序列”、“如何確定測序獲得的序列是新的基因序列”等教學(xué)任務(wù)。在進化分析的教學(xué)時，我們給出某一基因的序列，設(shè)計了“依據(jù)該基因的序列做出不同方法的進化樹及分析其意義”、“依據(jù)某一基因的序列做出蛋白序列的進化樹及分析其意義”等教學(xué)任務(wù)。在蛋白質(zhì)序列分析教學(xué)時，我們設(shè)計了“根據(jù)BLAST分析來推測某一新的蛋白質(zhì)序列的可能功能”、“依據(jù)結(jié)構(gòu)域（Domain）/基元（Motif）分析某一新蛋白序列的可能功能”、“依據(jù)某一新的蛋白序列預(yù)測其二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)”等教學(xué)任務(wù)。在綜合分析的教學(xué)時，我們設(shè)計了“如何尋找某一基因的啟動子序列及可能的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點”、“依據(jù)3種以上不同的生物信息學(xué)軟件作出某一蛋白序列及其直系同源蛋白的序列比對圖”、“如何計算幾種不同蛋白序列的相似性（Similarity）及一致性（Identity）值”等教學(xué)任務(wù)。
二、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在生物信息學(xué)課程教學(xué)中的實施
我們在我院2014級、2015級生物技術(shù)本科專業(yè)的生物信息學(xué)課程教學(xué)中實施了任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的實施全程在機房進行，機房內(nèi)配置了高速上網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)和常用的生物信息學(xué)分析軟件。在教學(xué)前的準備階段，需要根據(jù)上課的班級組建好不同的小組，同學(xué)們也先行修習(xí)過相關(guān)的理論課程，然后將設(shè)計好的一系列教學(xué)任務(wù)分發(fā)到不同小組的同學(xué)中，同時建議同學(xué)們查找一些相關(guān)的分析方法和資料；在課堂教學(xué)階段，上課后教師會分析教學(xué)任務(wù)，任課教師也根據(jù)以前的教學(xué)內(nèi)容給出一些線索，然后在不同的小組內(nèi)進行討論，最后根據(jù)不同的討論結(jié)果讓不同小組的同學(xué)在給出的時間內(nèi)完成設(shè)計的教學(xué)任務(wù)。對于不同小組在完成教學(xué)任務(wù)過程中遇到的問題，教師需要適度地解釋和引導(dǎo)，而不是完全地幫助解決和完成教學(xué)任務(wù)。在整個的教學(xué)過程中，要循序漸進，爭取達到最好的教學(xué)效果。在教學(xué)任務(wù)初步完成后，教師要根據(jù)不同小組教學(xué)任務(wù)的完成情況，給予分析、點評和總結(jié)。上課的同學(xué)都希望自己完成任務(wù)的思路和線索得到肯定，對于完成教學(xué)任務(wù)較好的同學(xué)要給予正面的表揚，對于完成教學(xué)任務(wù)不太好的同學(xué)也要給予鼓勵和關(guān)注，直到這部分同學(xué)也能獨立、完整地完成全部的教學(xué)任務(wù)。
三、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在生物信息學(xué)課程教學(xué)中的效果
為評價教學(xué)效果，我們對于實施任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法和對照組的同學(xué)對于教學(xué)的滿意度、學(xué)生的考試成績等問題進行了問卷調(diào)查，并對調(diào)查結(jié)果進行了數(shù)據(jù)分析。同時，我們也對承擔(dān)生物信息學(xué)課程教學(xué)任務(wù)的任課教師對于該課程的學(xué)習(xí)情況等進行了問卷調(diào)查和數(shù)據(jù)分析。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，95%以上的同學(xué)認可任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在生物信息學(xué)課程教學(xué)中的實施，普遍認為任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在該課程中的實施能夠顯著提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、團隊協(xié)作精神的培養(yǎng)和對于理論知識的掌握。從考試的成績來看，實施任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的同學(xué)考試綜合成績優(yōu)良率（80分以上）達到50%以上，顯著高于傳統(tǒng)教學(xué)法同學(xué)成績的優(yōu)良率（30%左右）。從教師評學(xué)的情況看，任課教師普遍認為任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在生物信息學(xué)課程教學(xué)中的實施對于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增強學(xué)生的創(chuàng)新能力和掌握教學(xué)知識點等方面均顯著高于實施傳統(tǒng)教學(xué)法的對照組同學(xué)。這一結(jié)果表明，在實踐性很強的生物信息學(xué)課程中實施任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法相對于傳統(tǒng)的教學(xué)模式具有明顯的優(yōu)勢。
四、完善任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在生物信息學(xué)課程教學(xué)中應(yīng)用的思考
生物信息學(xué)是一門以研究生物序列為主的實踐性非常強的課程，具有教學(xué)知識點非常多、熟練掌握課程知識點相對較難等特點。我們在我院本科生物信息學(xué)課程中實施了任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，總體教學(xué)效果較好，同時我們也發(fā)現(xiàn)了任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在該課程教學(xué)中一些值得注意的問題。一是針對不同學(xué)生的特點，任務(wù)的設(shè)計要難度適宜，要有不同層次、不同難度任務(wù)的設(shè)計。在教學(xué)過程中，要適當精簡教學(xué)內(nèi)容，加強常用軟件和程序的使用和練習(xí)；二是課程教學(xué)需要在電腦機房實施，需要較好的計算機配置和較高的網(wǎng)絡(luò)連接速度，對學(xué)時的要求要更連貫，同時要鼓勵學(xué)生在課后使用自己的計算機進一步練習(xí)和實踐；三是在教學(xué)過程中要有更多的引導(dǎo)和示范，進行實例教學(xué)；四是在教學(xué)過程中需要小組內(nèi)同學(xué)間更多的討論和協(xié)商；五是對授課教師的專業(yè)知識和能力有更高的要求。生物信息學(xué)的課程教學(xué)實踐性非常強，知識的更新也非常快，實施任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法對于任課教師的專業(yè)知識和能力提出了更高的要求。為達到較好的教學(xué)效果，需要引進高水平的師資隊伍，同時對已有的青年教師也要派出到高水平大學(xué)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)。同時，在生物信息學(xué)課程中實施任務(wù)驅(qū)動法的教學(xué)，最好由兩名以上專業(yè)教師同時實施教學(xué)?？傊?，任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在生物信息學(xué)課程中的應(yīng)用既顯示了較明顯的成效，也還需要進一步的研究和實踐。
⒖嘉南祝
[1]李佳楠，周世力，周理紅.任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在生物技術(shù)大實驗課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].科教導(dǎo)刊，2015，（11）：100-101.
[2]楊海秀.淺談任務(wù)驅(qū)動模式在生物信息學(xué)專業(yè)教學(xué)中的推動作用[J].黑龍江科學(xué)，2016，（15）：100-101.
[3]胡云琴.本科多媒體技術(shù)及應(yīng)用使用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法探討[J].信息通信，2014，（136）：271-272.
[4]付歡歡.任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法初探[J].西北成人教育學(xué)院學(xué)報，2015，（3）：60-62，73.
[5]劉念.案例教學(xué)法在《生物信息學(xué)》本科教學(xué)中的應(yīng)用[J].考試周刊，2016，（78）：152-152.
第9篇：生物信息學(xué)的作用范文
單鏈抗體除本身的治療作用外，還可作為載體與細胞因子等結(jié)合，構(gòu)建成雙功能抗體用于腫瘤的導(dǎo)像治療。據(jù)文獻報道［1~3］各衍生因子兩個完整基因融合成單一蛋白，經(jīng)抗腫瘤活性檢測發(fā)現(xiàn)，融合蛋白具有雙重活性，但融合蛋白的親和性及抗腫瘤活性分別較衍生因子的功能及活性有所變化，可能由于融合蛋白結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致功能及活性的變化。利用生物信息學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源分析融合蛋白的二級結(jié)構(gòu)及其理化性質(zhì)，為進一步探討單鏈雙功能抗體基因融合蛋白提供依據(jù)。
1雙功能抗體的研究進展
隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，腫瘤的藥敏基因治療成為各國學(xué)者研究的熱點［3~5］。將目的基因?qū)氚屑毎腔蛑委熯^程中的一個重要環(huán)節(jié)，因為目的基因?qū)氚屑毎实母叩蛯⒅苯佑绊懟蛑委煹男Ч踔脸蓴?。由逆轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移所面臨的最大問題是病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)效率較低，原因之一是由于包裝后難以得到穩(wěn)定產(chǎn)生較高滴度感染性逆轉(zhuǎn)錄病毒的包裝細胞系。單鏈抗體（ScFv）是由Fv抗體衍生而來，將抗體重鏈可變區(qū)和輕鏈可變區(qū)通過一段連接肽連接而成，ScFv具有天然抗體的親和力，而分子只有完整抗體的六分之一。具有分子小、穿透力強、容易進入實體瘤周圍的血液循環(huán)等特點，體內(nèi)應(yīng)用具有較大的分布容積和較高的組織分布比例，ScFv是構(gòu)建雙功能抗體，雙特異性抗體等多種新功能抗體分子的理想元件。一個蛋白或蛋白片段可以融合到ScFv片段上以配備附加的性質(zhì)，如免疫毒素的產(chǎn)生，是通過將一個腫瘤特異的ScFv或Fab融合到一個內(nèi)源化能殺死靶細胞的毒素上。許多細胞特異抗體可將試劑傳遞到腫瘤部位發(fā)揮其細胞毒元件的作用。腫瘤特異性抗體片段已經(jīng)與細胞因子融合［4~8］。在這種情況下，稱免疫細胞因子的分子注射到患者體內(nèi)，在腫瘤細胞表面積聚，可以激活腫瘤附近的T淋巴細胞。這些融合蛋白內(nèi)在的腫瘤結(jié)合活性允許使用低濃度，沒有通常與系統(tǒng)細胞因子注射相關(guān)的副作用。
細胞因子融合蛋白均具有衍生因子的雙重活性，其中有一些的活性較各自野生型低，或者與野生型因子的相加一致，或者其活性高于衍生因子的相加活性，人工構(gòu)建的新蛋白可能具有與衍生因子無關(guān)的新活性［9~11］。事實證明：具有不同功能域的復(fù)合蛋白質(zhì)以及連接肽的設(shè)計是今后尋找新的治療因子的有效途徑和研究方向。生物信息學(xué)可以促進藥物的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)過程，即充分利用生物信息學(xué)的生物學(xué)和遺傳學(xué)信息來尋找和開發(fā)以基因為基礎(chǔ)的藥物。
2雙功能抗體的表達及其生物學(xué)性質(zhì)的預(yù)測
對于cDNA序列包含一個完整的蛋白質(zhì)編碼區(qū)，重要的則是分析所編碼蛋白質(zhì)的功能。蛋白質(zhì)序列的生物信息學(xué)分析是從理論分析邁向?qū)嶒炑芯康淖顬橹匾牟糠?。如果擬對所感興趣的基因投入實驗研究，那么，基于生物信息學(xué)獲得盡可能多的關(guān)于該基因/蛋白質(zhì)的信息是十分重要和極其重要的，尤其是當采用生物信息學(xué)的分析得到其結(jié)構(gòu)功能域的信息后，將對研究思路的制定提供重要的指導(dǎo)信息［12，13］。
傳統(tǒng)生物學(xué)認為，蛋白質(zhì)的序列決定了它的結(jié)構(gòu)，也就決定了它的功能［14，15］。因此，隨著近10年來生物學(xué)分子序列信息的爆炸性增長，大大促進了各種序列分析和預(yù)測技術(shù)的發(fā)展，目前已經(jīng)可以用理論預(yù)測的方法獲得大量的結(jié)構(gòu)和功能信息，用生物信息學(xué)的方法，通過計算機模擬和計算來“預(yù)測”出未知蛋白質(zhì)信息或提供與之相關(guān)的輔助信息，可以用較低的成本和較快的時間就能獲得可靠的結(jié)果［16~18］。重組融合蛋白是通過DNA重組的方法，將功能上相關(guān)的兩種蛋白用連接肽連接，以達到優(yōu)化蛋白功能的目的，如免疫毒素和細胞因子融合蛋白，并已用于腫瘤治療。我們在構(gòu)建融合蛋白之后，運用生物信息學(xué)資源DNAssist核酸序列分析軟件分析ScFv-TNF-αDNA序列翻譯并獲得了氨基酸序列，蛋白質(zhì)分析軟件（ANTHEPROTV5）分析融合蛋白的二級結(jié)構(gòu)及其理化性質(zhì)。利用生物信息學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源進行分析預(yù)測融合蛋白的性質(zhì)，為進一步探討單鏈雙功能抗體基因融合蛋白提供依據(jù)。構(gòu)建重組導(dǎo)向的融合蛋白［19］，通過重組PCR方法在編碼ScFv與TNF-α的堿基之間引入酶切位點，并克隆到逆轉(zhuǎn)錄病毒表達載體PLxSN上表達，用脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法轉(zhuǎn)染PA317包裝細胞，G418篩選10天后共挑選50個細胞集落，擴大培養(yǎng)后測定29個細胞集落的病毒滴度，篩選出一株cfu>1×109/L的感染性重組病毒產(chǎn)生細胞系C26。
【參考文獻】
1StrubeRW，ChenSY.Characterizationofanti-cyclinEsingle-chainFvantibodiesandintrabodiesinbreastcancercells：enhancedintracellularstabilityofnovelsFv-F(c)intrabodies.JImmunolMethodsK，2002，263(1-2)：149-167.
2KimEJ，ChoD，HwangSY，etal.Interleukin-2fusionproteinwithanti-CD3single-chainFv(sFv)selectivelyprotectsTcellsfromdexamethasone-inducedapoptosis.Vaccine，2001，20(3-4)：608-615.
3PengLS，PenichetML，DelaCruzJS，etal.Mechanismofantitumoractivityofasingle-chaininterleukin-12IgG3antibodyfusionprotein(mscIL-12.her2.IgG3).JInterferonCytokineRes，2001，21(9)：709-720.
4ScherfU，BenharI，WebberKO，etal.Cytotoxicandantitumoractivityofarecombinanttumornecrosisfactor-B1(Fv)fusionproteinonLeYantigen-expressinghumancancercells.ClinCancerRes，1996，2(9)：1523-1531.
5ChenP，ChenCQ，YaoLB，etal.ReconstructionandanalysisofaHumansmallmolecularantibodytotumornecrosisfactoralpha.ShengwuHuaxueYuShengwuWuliXuebao，2001，33(1)：71-76.
6WuestT，GerlachE，BanerjeeD，etal.TNF-Selectokine：anovelprodruggeneratedfortumortargetingandsite-specificactivationoftumornecrosisfactor.Oncogene，2002，21(27)：4257-4265.
7MaJ，LiZ，LuoD.Singlechainantibodyvaccinationinmiceagainsthumanovariancancerenhancedbymicrospheresandcytokines.JDrugTarget，2003，11(3)：169-176.
8BremerE，KuijlenJ，SamploniusD，etal.Targetcell-restrictedand-enhancedapoptosisinductionbyascFv：sTRAILfusionproteinwithspecificityforthepancarcinoma-associatedantigenEGP2.IntJCancer，2004，109(2)：281-290.
9TrevorKT，HershEM，BraileyJ，etal.TransductionofhumandendriticcellswitharecombinantmodifiedvacciniaAnkaravirusencodingMUC1andIL-2.CancerImmunolImmunother，2001，50(8)：397-407.
10NiethammerAG，XiangR，RuehlmannJM，etal.Targetedinterleukin2therapyenhancesprotectiveimmunityinducedbyanautologousoralDNAvaccineagainstmurinemelanoma.CancerRes，2001，61(16)：6178-6184.
11LiuX，ZhangL，ZhangM，etal.Co-modificationofIL-2-TNFalphafusiongeneandB7.1genetomurinebreasttumorcellsleadstoimprovedtumorrejectionandvaccineeffect.ChinMedJ(Engl)，2000，113(2)：167-171.
12張成崗，賀福初.生物信息學(xué)方法與實踐.北京：科學(xué)出版社，2002，126-136.
13黃韌，薛成.生物信息學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源與應(yīng)用.廣州：中山大學(xué)出版社，2003，237-306.
14GuexN，PeitschMC.SWISS-MODELandtheSwiss-PdbViewer：Anenvironmentforcomparativeproteinmodelling.Electrophoresis，1997，18(15)：2714-2723.
15GuexN，DiemandA，PeitschMC.Proteinmodellingforall.TiBS，1999，24(9)：364-367.
16ClaverieJM.Effectivelarge-scalesequencesimilaritysearches.MethodsEnzymol，1996，266：212-227
putationalgeneidentification.JMolMed，1997，75(6)：389-393.
