生物信息學(xué)的方法精選(九篇)

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第1篇：生物信息學(xué)的方法范文

【關(guān)鍵詞】新課改 高中生物 學(xué)習(xí)方法 學(xué)習(xí)熱情

中圖分類(lèi)號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2015.11.060

在傳統(tǒng)的生物教學(xué)中，學(xué)生們往往被灌輸?shù)氖恰吧锸抢砜浦械奈目啤?，需要學(xué)生們花費(fèi)大量的時(shí)間去記憶相關(guān)的知識(shí)要點(diǎn)，而學(xué)生們往往是死記硬背。因此，學(xué)習(xí)效果并不理想，多數(shù)學(xué)生“叫苦連天”，對(duì)生物的學(xué)習(xí)喪失信心，沒(méi)有學(xué)習(xí)熱情，導(dǎo)致理綜的分?jǐn)?shù)總體偏低。由此可見(jiàn)，有一個(gè)合理有效、積極向上的生物學(xué)習(xí)方法是相當(dāng)?shù)谋匾纱?，本文我主要就高中生物的學(xué)習(xí)方法做一定程度的探究。

就我個(gè)人而言，生物是高中理科課程中相對(duì)而言比較簡(jiǎn)單、容易理解也比較容易提高的科目，只要有一個(gè)合適自己的生物學(xué)習(xí)方法以及一個(gè)良好的科目學(xué)習(xí)習(xí)慣，高中生物拿到高分絕非難事。眼下，正值新課改，高中生物的理論學(xué)綱基本沒(méi)有大的方面的變化，但是在考查學(xué)生動(dòng)手能力的要求有了很大的改變，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力的要求有了明顯的提高，需要學(xué)生們走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室自己動(dòng)手解決相關(guān)的問(wèn)題，并且會(huì)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行相應(yīng)的成績(jī)?cè)u(píng)估和考核。

因此，作為生物老師，我會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生在新課改的背景下改進(jìn)生物學(xué)習(xí)的方法，努力讓學(xué)生們能真正的愛(ài)上生物，從根本上提高學(xué)生們自己的生物素養(yǎng)。

一、改進(jìn)方法，增強(qiáng)自主

傳統(tǒng)的高中生物的教學(xué)方法都是“老師講授，學(xué)生聽(tīng)講”的模式，這種模式既存在其應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)，又有他的不足之處。優(yōu)勢(shì)是：作為理科生學(xué)習(xí)理科類(lèi)課程在自主學(xué)習(xí)階段有一定的難度，尤其是像生物這類(lèi)看書(shū)本容易而理解時(shí)大部分學(xué)生的知識(shí)面太窄，分析問(wèn)題不全面，導(dǎo)致學(xué)習(xí)過(guò)程效果不好或者完全沒(méi)有效果，經(jīng)過(guò)老師的講解后，學(xué)生們理解起來(lái)會(huì)更加的容易;但是也帶來(lái)了不小的壞處：這只會(huì)讓學(xué)生們更加的依賴(lài)?yán)蠋?，自主學(xué)習(xí)能力明顯不足，讓學(xué)生們的學(xué)習(xí)能力直線(xiàn)下降。因此，為了長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，學(xué)生們還應(yīng)該提高自身的學(xué)習(xí)能力，改進(jìn)目前的學(xué)習(xí)方法，增強(qiáng)自己的自主學(xué)習(xí)能力。

學(xué)生們需要在老師的帶領(lǐng)下逐步擺脫對(duì)老師的依賴(lài)。而老師的首要任務(wù)就是制定一個(gè)適合學(xué)生們使用并且學(xué)生們樂(lè)于使用的生物學(xué)習(xí)方法。該種方法既不能過(guò)于偏離學(xué)綱也不能完全交由學(xué)生們自主管理，要在學(xué)生們能夠在自主管理自己的基礎(chǔ)上加以老師的專(zhuān)業(yè)知識(shí)傳授與分析，這樣既能夠提高學(xué)生們自己的自主學(xué)習(xí)能力，又能夠?qū)⑸飳?zhuān)業(yè)知識(shí)刻進(jìn)腦海。將班上的學(xué)生分組是我先考慮的方法。

從表面上看，分組是一種及其常見(jiàn)的方式，看似對(duì)于學(xué)習(xí)沒(méi)有任何的幫助，實(shí)則并不是這樣。通過(guò)將班上的學(xué)生分成若干個(gè)小組，考慮到學(xué)生們本身的生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平，進(jìn)行綜合考慮，分成學(xué)習(xí)小組。

小組成員之間相互幫助，在課前預(yù)習(xí)以及課后復(fù)習(xí)等方面有一個(gè)整體的思路，全組成員之間相互監(jiān)督、相互學(xué)習(xí)，共同促進(jìn)整個(gè)小組的進(jìn)步;同時(shí)，不同的學(xué)習(xí)小組之間相互競(jìng)爭(zhēng)，相互督促，達(dá)到讓整個(gè)班級(jí)共同進(jìn)步的目的。

作為老師，我將在課前預(yù)習(xí)課課后復(fù)習(xí)這兩大板塊作一個(gè)系統(tǒng)正確的引導(dǎo)。讓學(xué)生們明確自主學(xué)習(xí)的目標(biāo)和方向。有了好的方向才能有進(jìn)一步的大的行動(dòng)。因此，單元總的預(yù)習(xí)提綱和復(fù)習(xí)提綱必不可少。

在一單元開(kāi)始之前向?qū)W生下發(fā)單元預(yù)習(xí)提綱，讓學(xué)生們?cè)陬A(yù)習(xí)過(guò)程中有明確的目標(biāo)，明白自己應(yīng)該達(dá)到某種預(yù)習(xí)水平;在一單元結(jié)束之后要及時(shí)下發(fā)單元復(fù)習(xí)提綱，讓學(xué)習(xí)小組及時(shí)督促小組成員進(jìn)行相應(yīng)內(nèi)容的復(fù)習(xí)并且在內(nèi)容上需要及時(shí)過(guò)關(guān)。

要想徹底地?cái)[脫“背誦生物”學(xué)習(xí)模式的束縛，就一定要做到“一周一個(gè)小復(fù)習(xí)，三周一個(gè)大復(fù)習(xí)，一個(gè)月一個(gè)總復(fù)習(xí)”。及時(shí)復(fù)習(xí)絕對(duì)是一個(gè)熟記相關(guān)理論知識(shí)的好方法，被稱(chēng)為“零星記憶法”。利用平時(shí)時(shí)間將大部分的知識(shí)熟記于心，將知識(shí)的脈絡(luò)摸清楚，將知識(shí)的整體框架弄明白，在考試時(shí)，只需要記憶平時(shí)記得不牢或者沒(méi)有記到的細(xì)節(jié)內(nèi)容即可。

二、學(xué)會(huì)動(dòng)手，鞏固知識(shí)

根據(jù)新課改的要求，現(xiàn)在的高中生物學(xué)習(xí)不僅僅局限于課堂的理論知識(shí)，要“學(xué)以致用”――走進(jìn)生物實(shí)驗(yàn)室。俗話(huà)說(shuō);“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，只有親自實(shí)驗(yàn)過(guò)，才能真正的了解自己是否真的已經(jīng)掌握書(shū)本理論知識(shí)。

同時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生們的動(dòng)手能力，以及基本的實(shí)驗(yàn)儀器操作能力。融合課本上的理論知識(shí)，也讓學(xué)生們?cè)趯?shí)踐中回顧了課本知識(shí)，讓理論知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。并且，若是實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差，或者實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全錯(cuò)誤，則是需要學(xué)生們自己進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，找出問(wèn)題的原因，經(jīng)過(guò)綜合考慮，得出答案后，再進(jìn)行一次的修訂版的實(shí)驗(yàn)，觀(guān)察能否得到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

如果還是不能得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，則需要在求助于老師之后重復(fù)操作實(shí)驗(yàn)。這不僅僅是實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ腻憻捀欠治鰧?shí)際問(wèn)題并且解決實(shí)際問(wèn)題能力的鍛煉。

在此過(guò)程中，學(xué)生們通過(guò)大腦的回憶，進(jìn)一步加深了課本理論知識(shí)的印象。并且，作為生物老師，我強(qiáng)烈建議學(xué)生們?cè)谶M(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中能夠清晰的記住實(shí)驗(yàn)的步驟以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程，為以后的理論知識(shí)復(fù)習(xí)留下好的資料。

同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，學(xué)生們需要清楚的記得實(shí)驗(yàn)的目的以及實(shí)驗(yàn)原理，并且學(xué)生們可以在老師的指導(dǎo)之后，能夠?qū)懗鱿鄳?yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)事求是的列出所有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并對(duì)所有對(duì)相應(yīng)出錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析;若是實(shí)驗(yàn)結(jié)論沒(méi)有大的問(wèn)題的同學(xué)則需要列出實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的注意事項(xiàng)，力爭(zhēng)將整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程刻進(jìn)腦海，為理論知識(shí)提供標(biāo)準(zhǔn)。

讓學(xué)生們放下手中的課本走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)激發(fā)學(xué)生們學(xué)習(xí)生物熱情的好方法，不僅是滿(mǎn)足了學(xué)生們的好奇心，也讓學(xué)生們不再只是坐在教室里背誦枯燥的理論知識(shí)，也不再知識(shí)一味的沉浸在如何理清物質(zhì)關(guān)系與結(jié)構(gòu)不能自拔，不會(huì)再埋頭苦思、冥思苦想的想象實(shí)驗(yàn)過(guò)程究竟是怎樣的。

第2篇：生物信息學(xué)的方法范文

一、高中生物新課程教學(xué)的現(xiàn)狀 

1.過(guò)于注重理論教學(xué)。 

當(dāng)前階段，高中生物教學(xué)中，教師依然注重理論知識(shí)的傳授，并沒(méi)有注重讓學(xué)生參與更多的實(shí)踐課程，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)僅僅依靠死記硬背。 

2.教學(xué)方法沒(méi)有得到改進(jìn)。 

就我國(guó)目前的高中教學(xué)環(huán)境來(lái)說(shuō)，教師們?yōu)榱吮M快完成教學(xué)任務(wù)，對(duì)于教學(xué)方法方面注重得較少，導(dǎo)致很多教師在教學(xué)方法上沒(méi)有很大的改進(jìn)。在筆者所進(jìn)行的調(diào)查中，其中有73.1%的學(xué)生認(rèn)為，如果教師所應(yīng)用的教學(xué)方法更加多樣化，他們會(huì)更加喜歡生物學(xué)習(xí)，對(duì)于生物學(xué)習(xí)的熱情度也會(huì)更高。教師這樣注重結(jié)果的教學(xué)方式只會(huì)讓學(xué)生的積極性受到打擊，非常不利于學(xué)生的發(fā)展。 

3.與生活聯(lián)系的緊密度不夠。 

任何學(xué)科的學(xué)習(xí)，其最終的目的都是能夠在生活中進(jìn)行應(yīng)用，對(duì)于高中生物來(lái)說(shuō)，同樣如此。但是，當(dāng)前教師對(duì)于生物教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展，主要圍繞課堂教學(xué)展開(kāi)，對(duì)于其與生活的聯(lián)系則較少涉及。在筆者的調(diào)查中，僅有50.1%的學(xué)生認(rèn)為教師在生物教學(xué)的過(guò)程中，將生物教學(xué)內(nèi)容與生活聯(lián)系較為密切，近一半的學(xué)生認(rèn)為其與生活聯(lián)系得不夠。 

二、高中生物新課程教學(xué)的改進(jìn)方法 

1.增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。 

生物的學(xué)習(xí)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)，而實(shí)驗(yàn)也成為生物學(xué)習(xí)過(guò)程中非常重要的一個(gè)方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠讓課堂教學(xué)的氛圍更加放松，能夠充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。更重要的是，實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠讓學(xué)生親自走進(jìn)“生物”中，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，讓學(xué)生通過(guò)認(rèn)真的觀(guān)察和研究對(duì)生物知識(shí)進(jìn)行總結(jié)和記憶。例如，在學(xué)習(xí)細(xì)胞膜的有關(guān)知識(shí)時(shí)，筆者讓學(xué)生在顯微鏡底下對(duì)細(xì)胞進(jìn)行觀(guān)察，并讓學(xué)生對(duì)植物的細(xì)胞壁進(jìn)行解剖，從而能夠切實(shí)看到真正的植物結(jié)構(gòu)，這樣再結(jié)合學(xué)生所觀(guān)察的圖像進(jìn)行細(xì)胞膜的講解，就可避免學(xué)生因?yàn)槠涑橄蟮睦碚撝R(shí)而感覺(jué)枯燥，學(xué)生對(duì)于生物學(xué)習(xí)的內(nèi)容也會(huì)更加有興趣。 

2.改進(jìn)教學(xué)方法。 

當(dāng)前生物教學(xué)中，僅僅使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)需要，教師應(yīng)當(dāng)探索更多的教學(xué)方法，并將之應(yīng)用到生物教學(xué)中，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的主動(dòng)性，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中形成創(chuàng)新能力。例如，當(dāng)前非常盛行的合作式教學(xué)法、研討式教學(xué)法，都能夠讓學(xué)生對(duì)生物有更加深刻的認(rèn)識(shí)和了解，并促進(jìn)其自覺(jué)地投入到生物的學(xué)習(xí)中。例如，在進(jìn)行葉綠體知識(shí)點(diǎn)教學(xué)時(shí)，筆者首先讓學(xué)生們對(duì)植物進(jìn)行觀(guān)察，而后提問(wèn)：植物中哪部分的葉綠體較多？哪部分的葉綠體較少？為什么會(huì)發(fā)生這種情況？讓學(xué)生們帶著問(wèn)題在顯微鏡下對(duì)植物的葉綠體形狀、狀態(tài)進(jìn)行觀(guān)察，從而培養(yǎng)學(xué)生勤于思考的習(xí)慣，也讓學(xué)生們能夠積極主動(dòng)地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。 

3.加強(qiáng)與生活的聯(lián)系。 

第3篇：生物信息學(xué)的方法范文

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；生物信息學(xué)；教學(xué)探索

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）29-0210-02

一、引言

生物信息學(xué)是由生物學(xué)與數(shù)學(xué)、計(jì)算科學(xué)交叉形成的前沿學(xué)科，主要通過(guò)研發(fā)并應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)及數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)海量生物數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、整合、分析、建模，從而解決重要的生物學(xué)問(wèn)題，闡明新的生物學(xué)規(guī)律，獲得傳統(tǒng)生物學(xué)手段無(wú)法獲得的創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)。生物信息學(xué)是當(dāng)今生命科學(xué)和自然科學(xué)的重大前沿領(lǐng)域之一，是多學(xué)科之間的交叉領(lǐng)域。因此，做好生物信息學(xué)教學(xué)工作對(duì)提高生物信息學(xué)研究水平具有重要的理論和實(shí)踐意義。

隨著高通量測(cè)序數(shù)據(jù)的大量出現(xiàn)，生命科學(xué)已經(jīng)進(jìn)入到大數(shù)據(jù)時(shí)代，生物信息學(xué)研究的重點(diǎn)將轉(zhuǎn)移到組學(xué)的研究上。相應(yīng)地，生物信息學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)也要從單個(gè)基因的分析轉(zhuǎn)向多個(gè)基因甚至在組學(xué)水平的分析。在生物大數(shù)據(jù)背景下，對(duì)生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)的人才需求也將越來(lái)越大。本文結(jié)合生物大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，談?wù)勀壳吧镄畔W(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題，并針對(duì)這些問(wèn)題提出自己的建議和方法。

二、生物大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

“大數(shù)據(jù)”一詞最初起源于互聯(lián)網(wǎng)和IT行業(yè)，它具有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)多樣化、高速、有價(jià)值等特點(diǎn)。生物大數(shù)據(jù)不僅帶有“大數(shù)據(jù)”的特點(diǎn)，而且具有生物數(shù)據(jù)自身的特性，具體表現(xiàn)在：

1.數(shù)據(jù)量大：全球每年生物數(shù)據(jù)總量已經(jīng)達(dá)到EB量級(jí)，完整的人體基因組有約30億個(gè)堿基對(duì)，個(gè)體化基因組差異達(dá)6百萬(wàn)堿基。同時(shí)由于高通量測(cè)序成本的下降，目前大量的生物物種得以全基因組范圍的基因組從頭測(cè)序、重測(cè)序以及轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，積累了大量的生物數(shù)據(jù)。

2.數(shù)據(jù)種類(lèi)多：由于測(cè)序儀器種類(lèi)繁多，產(chǎn)生的測(cè)序數(shù)據(jù)格式也各不相同。除高通量測(cè)序產(chǎn)生的基因組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)外，另外還有蛋白組、代謝組、表型組、相互作用組的序列數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。

3.數(shù)據(jù)增速快：這主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的急劇增長(zhǎng)速度上，幾乎每一周都有關(guān)于某一物種的全基因組或者轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的信息。尤其是隨著新一代測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，更大數(shù)量級(jí)的基因組數(shù)據(jù)產(chǎn)出日漸增加――每臺(tái)高通量的測(cè)序儀每天可產(chǎn)生約100GB的數(shù)據(jù)。

4.數(shù)據(jù)價(jià)值高：隨著生物信息學(xué)的發(fā)展，越來(lái)越多有價(jià)值的信息可從生物數(shù)據(jù)中挖掘出來(lái)，這些價(jià)值不僅體現(xiàn)在生物科研領(lǐng)域，而且已應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

三、大數(shù)據(jù)背景下生物信息學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，生物信息學(xué)教學(xué)雖然有了一定的提高和改善，但還存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：

（一）課程設(shè)置不合理

生物信息學(xué)是由生物學(xué)與數(shù)學(xué)、計(jì)算科學(xué)交叉形成的前沿學(xué)科，對(duì)生物背景的學(xué)生來(lái)說(shuō)，需要掌握計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)特別是統(tǒng)計(jì)學(xué)方面的知識(shí)和技能。但由于受課程設(shè)置的影響，很多學(xué)校只把C語(yǔ)言作為計(jì)算機(jī)的必修課，而沒(méi)有在大一或者大二年級(jí)開(kāi)設(shè)概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，并且生物統(tǒng)計(jì)學(xué)等課程也只是在大三或者大四才作為選修課或者限定選修課來(lái)開(kāi)設(shè)的，造成部分開(kāi)課專(zhuān)業(yè)學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)比較薄弱，因此在后續(xù)學(xué)習(xí)中存在一定的困難。

（二）教材內(nèi)容不夠全面

由于生物信息學(xué)發(fā)展日新月異，各種分析生物大數(shù)據(jù)的算法、方法和軟件層出不窮，并且其更新?lián)Q代是非?？斓模鴩?guó)內(nèi)外相關(guān)教材的內(nèi)容不夠全面，并且其更新速度較慢，不能緊跟生物信息學(xué)的最新發(fā)展，造成教師在授課時(shí)要綜合多本生物信息學(xué)教材的內(nèi)容，不利于學(xué)生對(duì)生物信息學(xué)內(nèi)容的全面掌握，從而制約了生物信息學(xué)教學(xué)的發(fā)展。

（三）教師的教學(xué)方法單一

生物信息學(xué)課程目前雖然在很多院校已經(jīng)開(kāi)設(shè)，但由于該學(xué)科對(duì)教師的授課水平和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力要求較高，目前多數(shù)學(xué)校對(duì)于生物信息學(xué)的授課方式還是以教師講授為主的填鴨式教學(xué)方式。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，傳統(tǒng)的教學(xué)方式和方法遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足生物信息學(xué)教學(xué)的需要。

四、生物大數(shù)據(jù)背景下生物信息學(xué)教學(xué)的建議和方法

為了適應(yīng)大數(shù)據(jù)背景下生物信息學(xué)的教學(xué)形勢(shì)，針對(duì)目前教學(xué)中存在的問(wèn)題，作者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，建議從以下5個(gè)方面改進(jìn)和提高生物信息學(xué)教學(xué)。

（一）合理設(shè)置基礎(chǔ)課，強(qiáng)化基礎(chǔ)理論

生物信息學(xué)是一門(mén)交叉性很強(qiáng)的學(xué)科，以復(fù)雜而強(qiáng)大的理論體系作為支撐，所涉及的內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)編程、信息檢索以及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等。為了讓學(xué)生學(xué)好生物信息學(xué)這門(mén)課程，各院?？梢院侠碓O(shè)置生物信息學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，將生物信息學(xué)課程定位在大三或者大四年級(jí)學(xué)生，在大一、大二年級(jí)做好高等數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理以及Perl語(yǔ)言等與之相關(guān)課程的教學(xué)工作，這些學(xué)生在掌握了一些與生物信息學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)后，其對(duì)生物信息學(xué)的學(xué)習(xí)能力和理解能力才會(huì)有較大的提高。此外，學(xué)校要鼓勵(lì)學(xué)生了解國(guó)內(nèi)外有關(guān)大數(shù)據(jù)和生物信息學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，并推薦有代表性且通俗易懂的文章和書(shū)籍，以強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)理論體系，為生物信息學(xué)的學(xué)習(xí)提供必要的知識(shí)儲(chǔ)備

（二）培養(yǎng)大數(shù)據(jù)意識(shí)，加強(qiáng)對(duì)大數(shù)據(jù)分析的科學(xué)素養(yǎng)

生命科學(xué)研究已經(jīng)進(jìn)入到大數(shù)據(jù)時(shí)代，生物大數(shù)據(jù)的挖掘已經(jīng)在農(nóng)林科學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的效益，所以我們要培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立大數(shù)據(jù)思維意識(shí)，全面認(rèn)識(shí)生物大數(shù)據(jù)帶來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。生物信息學(xué)以生物數(shù)據(jù)為對(duì)象展開(kāi)分析，它同時(shí)具備具體性和抽象性的特點(diǎn)。具體性是指以數(shù)據(jù)為對(duì)象挖掘出的生物學(xué)知識(shí)是客觀(guān)存在的，其對(duì)生物學(xué)規(guī)律的解釋性較強(qiáng)；抽象性是針對(duì)生物信息學(xué)中的理論和方法而言的，一般要求學(xué)生具有一定的生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)。在進(jìn)行生物信息學(xué)教學(xué)時(shí)，要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的大數(shù)據(jù)意識(shí)，規(guī)范學(xué)生對(duì)大數(shù)據(jù)分析的基本方法。可以通過(guò)實(shí)例，讓學(xué)生參與到具體的生物信息學(xué)分析中去，以便理解生物信息學(xué)數(shù)據(jù)分析的基本操作流程，并在業(yè)余時(shí)間開(kāi)展生物大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥行業(yè)成功應(yīng)用的案例調(diào)查，以便激發(fā)學(xué)生利用生物信息學(xué)手段分析大數(shù)據(jù)的熱情。

（三）優(yōu)化教材內(nèi)容，精心安排教學(xué)內(nèi)容

鑒于目前生物信息學(xué)發(fā)展速度快，而國(guó)內(nèi)外相關(guān)教材的更新速度較慢，所以要求在生物信息學(xué)教材的選取方面要下大力氣，并且在授課時(shí)整合各個(gè)教材的優(yōu)點(diǎn)。一般在生物信息學(xué)授課中整合以下三本書(shū)的內(nèi)容：David W. Mount編寫(xiě)的《Bioinformatics Sequence and Genome Analysis》、李霞主編的《生物信息學(xué)》以及陳銘編寫(xiě)的《生物信息學(xué)》。

在教學(xué)過(guò)程中，為了使學(xué)生在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)掌握生物信息學(xué)課程的主要內(nèi)容，首先要優(yōu)化課程教學(xué)體系，統(tǒng)籌安排教學(xué)內(nèi)容，在生物信息授課中要抓住以下兩條主線(xiàn)：序列―結(jié)構(gòu)―功能―進(jìn)化；基因組―轉(zhuǎn)錄組―蛋白組―相互作用組―代謝組，多組學(xué)貫穿。同時(shí)針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)與人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，合理分配各章節(jié)的教學(xué)課時(shí)，做到突出與專(zhuān)業(yè)密切相關(guān)的內(nèi)容重點(diǎn)精講。如在生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)中，增加課時(shí)講授分子藥物設(shè)計(jì)章節(jié)，不僅要讓學(xué)生了解生物信息學(xué)與分子藥物設(shè)計(jì)的關(guān)系，而且要讓學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)的理論方法以及軟件操作。因此，以生物信息學(xué)教學(xué)內(nèi)容的兩條主線(xiàn)為依托，緊密?chē)@各專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，做到理論聯(lián)系實(shí)際，構(gòu)建的教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容既能讓學(xué)生掌握學(xué)科的知識(shí)理論體系，又有利于培養(yǎng)學(xué)生理解、分析、運(yùn)用學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（四）合理選用教學(xué)方法，提高教學(xué)效果

實(shí)踐表明，不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法授課可以收到良好的教學(xué)效果。為實(shí)現(xiàn)生物信息學(xué)課堂教學(xué)目標(biāo)，完成相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)，教師要根據(jù)每堂課的教學(xué)內(nèi)容，采用合適的教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高課堂教學(xué)效果?？梢詮慕鉀Q問(wèn)題的角度出發(fā)進(jìn)行理論教學(xué)。在理論課教學(xué)中，如果仍沿用傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式，肯定達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。課堂教學(xué)還可以根據(jù)需要，適時(shí)融入案例教學(xué)、問(wèn)卷調(diào)查、多媒體展示、影片教學(xué)等方法，提高實(shí)際教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新思考能力。

上機(jī)實(shí)習(xí)注重發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性。生物信息學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，上機(jī)實(shí)習(xí)是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，它不但能夠幫助學(xué)生更好地理解理論課所學(xué)知識(shí)，而且能夠提高學(xué)生運(yùn)用生物信息學(xué)的理論和方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力、觀(guān)察能力、動(dòng)手能力起著重要作用，更是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。

（五）理論和實(shí)踐相結(jié)合，注重考核的靈活化

生物信息學(xué)是一門(mén)融合了多個(gè)學(xué)科的實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，對(duì)應(yīng)的考核方式應(yīng)該與其他專(zhuān)業(yè)課程有所區(qū)別，其最終的成績(jī)不應(yīng)該只以理論課考試的成績(jī)?yōu)闇?zhǔn)。理論知識(shí)的考核注重學(xué)生對(duì)生物信息學(xué)基本概念、分析流程和主要分析算法的掌握情況，主要以試卷考核的方式為主，采用統(tǒng)一考核方式和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于上機(jī)技能的考核，主要強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生對(duì)不同類(lèi)型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)應(yīng)掌握的相關(guān)軟件使用技能的考查，也應(yīng)納入到學(xué)生的成績(jī)考核中，我們認(rèn)為理論考試占70分、實(shí)習(xí)成績(jī)占30分是一個(gè)好的評(píng)價(jià)方式。

五、結(jié)束語(yǔ)

大數(shù)據(jù)背景下對(duì)生物信息學(xué)的教學(xué)提出了新的更高的要求。本文針對(duì)《生物信息學(xué)》教學(xué)中存在的問(wèn)題，結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)歷對(duì)改進(jìn)生物信息學(xué)教學(xué)和方法進(jìn)行了一些探討。本文認(rèn)為要做好大數(shù)據(jù)時(shí)代的生物信息學(xué)教學(xué)，要從強(qiáng)化基礎(chǔ)理論、培養(yǎng)大數(shù)據(jù)意識(shí)、精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法和改革考核評(píng)價(jià)體系等五個(gè)方面來(lái)開(kāi)展和抓好生物信息學(xué)教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

第4篇：生物信息學(xué)的方法范文

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

中圖分類(lèi)號(hào)：Q811-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，人類(lèi)及模式生物基因組計(jì)劃的全面實(shí)施，使分子生物學(xué)數(shù)據(jù)以爆炸性速度增長(zhǎng)。面對(duì)基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、基因芯片、分子進(jìn)化等大量的生物信息，在計(jì)算機(jī)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(mén)嶄新的學(xué)科――生物信息學(xué)（Bioinformatics）。生物信息學(xué)利用計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)，以數(shù)據(jù)庫(kù)為載體，運(yùn)用數(shù)學(xué)算法和計(jì)算模型，研究生物信息數(shù)據(jù)的獲取、處理、存儲(chǔ)、分發(fā)、分析和解釋等方面，進(jìn)而闡明和解釋龐雜的生物數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的意義。生物信息學(xué)跨越了整個(gè)生命科學(xué)領(lǐng)域，近年來(lái)在醫(yī)藥學(xué)研究中發(fā)揮了不可替代的作用，無(wú)論是從分子生物學(xué)的角度闡述病因，還是對(duì)疾病的預(yù)防、診斷、治療與新藥研發(fā)都將產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用，醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)必然在未來(lái)的醫(yī)學(xué)研究中處于關(guān)鍵地位，但生物信息學(xué)的理工科特性決定了該課程在醫(yī)學(xué)教育中開(kāi)展的難度。本文結(jié)合醫(yī)學(xué)院校特色和生物信息學(xué)課程特點(diǎn)，探討開(kāi)設(shè)醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)課程的必要性，分析生物信息學(xué)課程在教學(xué)實(shí)踐中存在的問(wèn)題，提出本校開(kāi)展生物信息學(xué)教學(xué)的實(shí)施方法。

1 醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容

1.1 疾病基因的發(fā)現(xiàn)與鑒定

約有6000種以上的人類(lèi)疾患與特異基因的改變有關(guān)，某些關(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。使用基因組信息學(xué)的方法通過(guò)超大規(guī)模計(jì)算是發(fā)現(xiàn)新基因的重要手段。例如：通過(guò)構(gòu)建腫瘤cDNA文庫(kù)或表達(dá)序列標(biāo)簽（expression sequence tag，EST）分析差異表達(dá)基因，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(jì)與新藥研發(fā)

生物信息技術(shù)為藥物研究、設(shè)計(jì)提供了嶄新的研究思路和手段。利用數(shù)據(jù)資料、軟件工具篩選藥物作用的靶位和候選基因，闡明其結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系，指導(dǎo)設(shè)計(jì)能激活或阻斷生物大分子發(fā)揮其生物功能的治療性藥物。

生物信息藥物設(shè)計(jì)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(duì)接，建立大量化合物的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，依次搜索小分子配體使其與受體的活性位點(diǎn)結(jié)合，通過(guò)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(jì)，利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)設(shè)計(jì)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(biāo)，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(lái)，會(huì)對(duì)疾病的機(jī)理、個(gè)體對(duì)某種疾病的易感性和疾病在群體中的分布有更明確的認(rèn)識(shí)，對(duì)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)課程的特點(diǎn)及主要困難分析

2.1 課程內(nèi)容豐富，學(xué)科交叉，數(shù)據(jù)龐雜

生物信息學(xué)利用生物學(xué)，計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)揭示大量復(fù)雜的生物數(shù)據(jù)所賦有的生物學(xué)奧秘，是一門(mén)交叉性學(xué)科，并且理科特性很強(qiáng)，需要深入理解分析。目前生物信息學(xué)包含了基因組、蛋白質(zhì)組、代謝及藥物等多個(gè)部分，每個(gè)部分都具有各自的特色和相應(yīng)的分析技術(shù)。根據(jù)《Nucleic Acids Research》統(tǒng)計(jì)，全球共有約1000多個(gè)主要的生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，涵蓋了生物醫(yī)學(xué)研究的諸多領(lǐng)域。學(xué)生不僅要掌握獲取和利用海量生物信息的基本知識(shí)和技術(shù)，還應(yīng)掌握相關(guān)的數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)等知識(shí)和技術(shù)，又因?yàn)獒t(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的數(shù)理知識(shí)有限，學(xué)習(xí)起來(lái)有一定的困難。

2.2 操作性和實(shí)踐性強(qiáng)

生物信息學(xué)是一門(mén)操作性和實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，主要是在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，依靠計(jì)算機(jī)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)和各種信息處理軟件來(lái)進(jìn)行生物信息學(xué)方面的分析工作。針對(duì)醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)生物信息學(xué)課程，其教學(xué)內(nèi)容應(yīng)注重理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，著重學(xué)習(xí)利用計(jì)算機(jī)對(duì)各種生物信息資源和數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索，使用方法與技巧，真正做到學(xué)有所用。

2.3 現(xiàn)狀與困難分析

目前，國(guó)內(nèi)的生物信息學(xué)教學(xué)基本沿用以“教師講授為主”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，與生物信息學(xué)交叉前沿性特點(diǎn)不相適應(yīng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)單一，多為驗(yàn)證性試驗(yàn)，缺乏綜合性和設(shè)計(jì)性。此外，醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生計(jì)算機(jī)知識(shí)薄弱，對(duì)生物信息學(xué)的算法與數(shù)據(jù)庫(kù)的原理和特點(diǎn)等不甚了解，在高通量數(shù)據(jù)處理面前力不從心，影響對(duì)問(wèn)題的分析能力。

3 醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)課程開(kāi)設(shè)實(shí)施方法和對(duì)策

3.1 根據(jù)醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，建立具有模塊化的教學(xué)大綱

目前尚未形成系統(tǒng)、成熟的生物信息學(xué)教學(xué)模式。開(kāi)設(shè)課程之前，對(duì)醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，讓他們選擇醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)課程中感興趣的、需要學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容，并提出難點(diǎn)問(wèn)題。教師匯總問(wèn)卷結(jié)果，對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)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(kù)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(gè)模塊的特點(diǎn)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(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)

生物信息學(xué)的學(xué)習(xí)是運(yùn)用生物醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)、以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等諸多學(xué)科知識(shí)進(jìn)行分析、判斷、推理、綜合的實(shí)踐過(guò)程，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得尤為重要。另外，采用PBL（Problem Based Learning）教學(xué)法，可以有效地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)。

3.2.1 注重實(shí)驗(yàn)操作

生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)課程以計(jì)算機(jī)操作為主，需要學(xué)生靈活應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫(kù)和多種生物信息學(xué)軟件，所以實(shí)驗(yàn)操作顯得尤為重要，加大實(shí)驗(yàn)比例，為學(xué)生提供較多的實(shí)驗(yàn)操作機(jī)會(huì)，不僅提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，而且大大提高了學(xué)生在因特網(wǎng)環(huán)境下對(duì)生物大分子序列、生物大分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行生物信息學(xué)分析的能力，是提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物信息學(xué)效果的有力保障。

3.2.2 采用PBL教學(xué)模式，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

加大設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，采用PBL教學(xué)法，根據(jù)學(xué)生能力和興趣進(jìn)行分組，由教師提出問(wèn)題并布置真實(shí)性任務(wù)，使學(xué)生在已有的知識(shí)基礎(chǔ)上，通過(guò)查找文獻(xiàn)、小組討論、探索，最終完成任務(wù)，寫(xiě)出試驗(yàn)報(bào)告。由教師對(duì)任務(wù)完成過(guò)程及結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)的程度及學(xué)生的科研、應(yīng)用能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出進(jìn)一步的提高方向。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中，不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，有效地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)。

3.3 改革教學(xué)方法，革新考核方式

3.3.1 結(jié)合多媒體技術(shù)與雙語(yǔ)教學(xué)

多媒體技術(shù)教學(xué)靈活生動(dòng)，教師在講授難于理解的概念和生物信息學(xué)工具時(shí)，可以直接打開(kāi)相關(guān)軟件和網(wǎng)站進(jìn)行演示，使抽象的生物信息學(xué)知識(shí)以具體的、動(dòng)態(tài)的形式展現(xiàn)出來(lái)，從而加深學(xué)生對(duì)課程的掌握程度。此外，生物信息學(xué)涉及到的數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)站、應(yīng)用軟件多為英文界面，所以雙語(yǔ)授課顯得尤為重要，教師可借助多媒體，對(duì)課程進(jìn)行中英整合講解。

3.3.2 結(jié)合科研實(shí)例進(jìn)行教學(xué)

生物信息學(xué)是一門(mén)不斷完善和發(fā)展的學(xué)科，數(shù)據(jù)庫(kù)的更新、相關(guān)軟件的升級(jí)、算法的優(yōu)化等，通常會(huì)隨著科研中遇到的生物學(xué)問(wèn)題變化而變化，所以教師可以結(jié)合現(xiàn)階段的科研背景和具體的研究方向，結(jié)合實(shí)例進(jìn)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(wèn)題的思路，并培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)思維能力，使學(xué)生由知識(shí)的被動(dòng)接受者變?yōu)橹R(shí)的主動(dòng)發(fā)現(xiàn)者、探究者，教師則由知識(shí)的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)活動(dòng)的指導(dǎo)者、組織者。

3.3.3 采用無(wú)紙化考核方式

適當(dāng)降低課程理論難度，減少不必要的數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)，注重實(shí)際應(yīng)用、解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，通過(guò)上機(jī)實(shí)踐操作，考核學(xué)生對(duì)基本知識(shí)和原理的掌握情況，克服傳統(tǒng)的死記硬背現(xiàn)象。

4.結(jié)語(yǔ)

生物信息學(xué)作為一門(mén)交叉學(xué)科，發(fā)揮了其獨(dú)特的橋梁作用，已經(jīng)廣泛地滲透到醫(yī)學(xué)的各個(gè)研究領(lǐng)域。本文針對(duì)開(kāi)設(shè)醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)課程的必要性和教學(xué)模式進(jìn)行了探討，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、實(shí)際操作能力和解決問(wèn)題的應(yīng)用能力為目標(biāo)，不斷改進(jìn)教學(xué)手段、加強(qiáng)教學(xué)過(guò)程的趣味性，以期培養(yǎng)綜合型的、高素質(zhì)、現(xiàn)代化醫(yī)學(xué)人才。

參考文獻(xiàn)

[1] 伍欣星，趙.生物信息學(xué)基礎(chǔ)與臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用指南[M].北京：科學(xué)出版社，2005.

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[3] WeiLi-ping，YuJun.BioinformaticsinChina：APersonalPerspective[J].PlosComputationalBiology，2008，4（4）：e1000020.

[4] 汪凡軍，張楚瑜.生物信息學(xué)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用[J].國(guó)際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志，2006，27（2）.

第5篇：生物信息學(xué)的方法范文

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué) 課堂教學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 現(xiàn)代教育技術(shù)

前言

生物信息學(xué)(Bioinformatics)是一門(mén)新興的交叉學(xué)科。廣義地說(shuō)，生物信息學(xué)從事對(duì)生物信息的獲取、加工、儲(chǔ)存、分配、分析和解釋?zhuān)⒕C合運(yùn)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)工具，以達(dá)到理解數(shù)據(jù)中的生物學(xué)含義的目標(biāo)［1］。其含義是雙重的:一是對(duì)海量數(shù)據(jù)的收集、整理與服務(wù)，即管理好這些數(shù)據(jù);二是從中發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律，也就是使用好這些數(shù)據(jù)。以1987年出現(xiàn)Bioinformatics這一詞匯為標(biāo)志，生物學(xué)已不再是僅僅基于試驗(yàn)觀(guān)察的科學(xué)。伴隨著21世紀(jì)的到來(lái)，生物學(xué)的重點(diǎn)和潛在的突破點(diǎn)已經(jīng)由20世紀(jì)的試驗(yàn)分析和數(shù)據(jù)積累，轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)分析及其指導(dǎo)下的試驗(yàn)驗(yàn)證上來(lái)。生物信息學(xué)作為一門(mén)學(xué)科被廣泛研究的根本原因，在于它所提供的研究工具對(duì)生物學(xué)發(fā)展至關(guān)重要，因此成為生命科學(xué)研究型人才必須掌握的現(xiàn)代知識(shí)。今天的實(shí)驗(yàn)生物學(xué)家，只有利用計(jì)算生物學(xué)的成果，才能跳出實(shí)驗(yàn)技師的框架，作出真正創(chuàng)新的研究?，F(xiàn)在基因組信息學(xué)和后基因組信息學(xué)資源已經(jīng)成了地球上全人類(lèi)的共同財(cái)富。如何獲取和利用基因組和后基因組學(xué)提供的大量信息，如何具有享用全人類(lèi)共有的資源的初步能力，成了當(dāng)今世紀(jì)生命科學(xué)學(xué)生必須掌握的基本技術(shù)和知識(shí)以及必須具有的初步能力［2］。

生物信息學(xué)以互聯(lián)網(wǎng)為媒介，數(shù)據(jù)庫(kù)為載體，利用數(shù)學(xué)知識(shí)、各種計(jì)算模型，并以計(jì)算機(jī)為工具，進(jìn)行各種生物信息分析，以理解海量分子數(shù)據(jù)中的生物學(xué)含義。區(qū)別于其他生命科學(xué)課程，其在教學(xué)過(guò)程中要求有發(fā)達(dá)的互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)作為必備條件。調(diào)查顯示國(guó)內(nèi)高校都已建立校園網(wǎng)，其中擁有1000M主干帶寬的高校已占調(diào)查總數(shù)的64.9%，2005年一些綜合類(lèi)大學(xué)和理工類(lèi)院校已率先升級(jí)到萬(wàn)兆校園網(wǎng)［3］，這些都為生物信息學(xué)課程在高校開(kāi)設(shè)提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。該門(mén)課程與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)密不可分，在教學(xué)工作中充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)較其他課程更具優(yōu)勢(shì)。另外，該門(mén)課程尚未完全形成成熟的課程體系，為教師學(xué)習(xí)借鑒先進(jìn)的教育思想與教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在各方面嘗試教學(xué)改革提供了廣闊的空間。

1 課堂教學(xué)

生物信息學(xué)主要以介紹原理、方法為主，深入淺出，注重知識(shí)更新。課堂講授以介紹生物信息學(xué)的相關(guān)算法、原理、方法為主，而這也是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在教學(xué)中對(duì)于這部分內(nèi)容應(yīng)遵循深入淺出、避繁就簡(jiǎn)的原則，結(jié)合具體實(shí)例分析算法，避免空洞復(fù)雜的算法講解，以免學(xué)生覺(jué)得枯燥乏味、晦澀難懂，產(chǎn)生畏懼心理，望而生畏;注重講解算法的思想和來(lái)龍去脈，讓學(xué)生真正掌握解決問(wèn)題的思路，培養(yǎng)其科學(xué)思維能力，并采用探討式教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生思考，通過(guò)討論與研究的方式循序漸進(jìn)地掌握復(fù)雜的內(nèi)容，介紹相關(guān)的教學(xué)和物理學(xué)知識(shí)，使學(xué)生充分體會(huì)到生物信息學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系及其他學(xué)科的思想方法對(duì)于生物科學(xué)的重要性，培養(yǎng)其自覺(jué)地將其他學(xué)科的方法和思想應(yīng)用于解決生物學(xué)問(wèn)題的科學(xué)素質(zhì)。在教學(xué)工作中教師必須能夠緊跟學(xué)科發(fā)展方向，隨時(shí)進(jìn)行知識(shí)更新，了解最新的前沿動(dòng)態(tài)，掌握新方法，將最新的知識(shí)和方法教給學(xué)生。同時(shí)，也要在教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)各種途徑自覺(jué)地關(guān)注學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，拓寬知識(shí)面，培養(yǎng)其自學(xué)能力和創(chuàng)新意識(shí)。

2 充分利用現(xiàn)代化教育技術(shù)，采用啟發(fā)式教學(xué)

目前，高等院校在教室內(nèi)配備的多媒體投影播放系統(tǒng)促進(jìn)了多媒體教學(xué)的廣泛應(yīng)用。生物信息學(xué)采用多媒體教學(xué)是適應(yīng)學(xué)科特點(diǎn)、提高教學(xué)效果和充分利用現(xiàn)代化教育技術(shù)的一項(xiàng)基本要求。作為生物信息學(xué)教學(xué)的基本模式，多媒體教學(xué)使講解的內(nèi)容更加直觀(guān)形象，尤其是對(duì)于具體數(shù)據(jù)庫(kù)的介紹以及數(shù)據(jù)庫(kù)檢索、數(shù)據(jù)庫(kù)相似性搜索、序列分析和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)等內(nèi)容涉及的具體方法和工具的講解，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，提高學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力。同時(shí)，由于生物信息學(xué)依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò)資源和互聯(lián)網(wǎng)上的分析工具和軟件，教室內(nèi)的多媒體計(jì)算機(jī)連接到互聯(lián)網(wǎng)，極大地提高了教學(xué)效果。但在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，多媒體教室也有局限性，學(xué)生主要以聽(tīng)講為主，不能及時(shí)實(shí)踐，教師講解與學(xué)生實(shí)踐相脫節(jié)，如果將生物信息學(xué)課程安排在計(jì)算機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行，并采用多媒體電子教室的教學(xué)方式，就可以解決上述問(wèn)題。在教學(xué)中采用啟發(fā)式教學(xué)，可為學(xué)生建立教學(xué)情景，學(xué)生通過(guò)與教師、同學(xué)的協(xié)商討論、參與操作，能夠發(fā)現(xiàn)知識(shí)、理解知識(shí)并掌握知識(shí)。

3 采用講、練做一體化的教學(xué)模式，注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)

生物信息學(xué)課堂教學(xué)應(yīng)積極學(xué)習(xí)借鑒職業(yè)培訓(xùn)和計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中講、練、做一體化的教學(xué)模式，在理論教學(xué)中增加實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，在實(shí)踐教學(xué)中結(jié)合理論講授，改變傳統(tǒng)的以教師為中心、以教材和講授為中心的教學(xué)方式。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，應(yīng)靈活地采用先理論后實(shí)踐或先實(shí)踐后理論或邊理論邊實(shí)踐的方法，融生物信息學(xué)理論教學(xué)與實(shí)踐操作為一體，使學(xué)生的知識(shí)和能力得到同步、協(xié)調(diào)、綜合的發(fā)展。

通?？刹捎孟戎v后練的方法，即首先介紹原理、方法，之后設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容讓學(xué)生上機(jī)實(shí)踐。對(duì)于操作性?xún)?nèi)容和生物信息分析的方法和工具的講解可采取進(jìn)行實(shí)際演示的方法，教師邊講解邊示范，學(xué)生在聽(tīng)課時(shí)邊聽(tīng)講、邊練習(xí)，或者教師講解結(jié)束后學(xué)生再進(jìn)行練習(xí)。理論與實(shí)踐高度結(jié)合，可充分發(fā)揮課堂教學(xué)的生動(dòng)性、直觀(guān)性，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

4 優(yōu)化生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢(shì)

生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是針對(duì)海量生物數(shù)據(jù)處理與分析的實(shí)際需要，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用生物信息學(xué)知識(shí)和方法進(jìn)行生物信息提取、儲(chǔ)存、處理、分析的能力，提高學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決問(wèn)題的能力和獨(dú)立思考、綜合分析的能力。

生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選擇與安排應(yīng)按照循序漸進(jìn)的原則，針對(duì)特定的典型性的生物信息學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)，以綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為主，明確目的要求，突出重點(diǎn)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性和探索精神，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性為出發(fā)點(diǎn)，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以互聯(lián)網(wǎng)為媒介、計(jì)算機(jī)為工具，全部在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。在教學(xué)中，充分利用網(wǎng)絡(luò)的交互特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與課程的結(jié)合。教師通過(guò)電子郵件將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)序列、工具等傳遞給學(xué)生，學(xué)生同樣通過(guò)電子郵件將實(shí)驗(yàn)報(bào)告、作業(yè)、問(wèn)題和意見(jiàn)等反饋給教師，教師在網(wǎng)上批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告后將成績(jī)和評(píng)語(yǔ)發(fā)送給學(xué)生，讓學(xué)生及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)情況。教師可以通過(guò)網(wǎng)上論壇、聊天室和及時(shí)通訊工具QQ、MSN等對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行指導(dǎo)，與其討論問(wèn)題等。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，給學(xué)生的學(xué)習(xí)和師生的互動(dòng)帶來(lái)極大的方便，提高教師的工作效率，而且可以及時(shí)了解掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有利于教師不斷調(diào)整教學(xué)方案，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

5 生物信息學(xué)采用無(wú)紙化考試，加強(qiáng)實(shí)踐能力考核

生物信息學(xué)主要是學(xué)習(xí)利用互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)和應(yīng)用軟件進(jìn)行生物信息分析的基本理論和基本方法。考試重點(diǎn)是考查學(xué)生對(duì)生物信息分析的基本方法和技能的掌握程度和對(duì)結(jié)果的分析解釋能力。因此，在生物信息學(xué)考試中可嘗試引入實(shí)踐技能考試，通過(guò)上機(jī)實(shí)踐操作重點(diǎn)考核學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力。實(shí)踐技能考試采用無(wú)紙化考試方式，學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，對(duì)序列進(jìn)行生物信息分析并對(duì)結(jié)果進(jìn)行解釋?zhuān)粌H可考查學(xué)生對(duì)基本知識(shí)和基本原理的掌握，而且可考查學(xué)生進(jìn)行生物信息分析的實(shí)際能力和分析思考能力。通過(guò)實(shí)踐技能考試，淡化理論考試，克服傳統(tǒng)的死記硬背，可促進(jìn)學(xué)生注重提高理論用于實(shí)踐的綜合能力，同時(shí)可更有效地提高學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定大部分是以學(xué)生的考試成績(jī)?yōu)橹?，難以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)過(guò)程作全面地評(píng)價(jià)。因此，除采用實(shí)踐技能考試并將其作為學(xué)生成績(jī)的主要部分外，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維等方面的考查。

總之，生物信息學(xué)教學(xué)是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下生物教學(xué)的全新內(nèi)容。上述教學(xué)措施提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、實(shí)踐操作能力、解決實(shí)際問(wèn)題的綜合應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力，收到了良好的教學(xué)效果，得到了學(xué)生的普遍歡迎，具有較強(qiáng)的可操作性和實(shí)踐性。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，教師自身素質(zhì)的提高和進(jìn)一步的教學(xué)改革，將會(huì)不斷完善生物信息學(xué)教學(xué)，培養(yǎng)具有跨越生命科學(xué)、信息科學(xué)、數(shù)理科學(xué)等不同領(lǐng)域的“大科學(xué)”素質(zhì)和意識(shí)的生物信息學(xué)人才。

參考文獻(xiàn):

[1]趙國(guó)屏等.生物信息學(xué)[M].科學(xué)出版社，2002.

第6篇：生物信息學(xué)的方法范文

關(guān)鍵詞： 生物信息學(xué) 案例教學(xué)法 實(shí)踐教學(xué)

1.生物信息學(xué)學(xué)科特點(diǎn)

生物信息學(xué)是當(dāng)今生命科學(xué)的重大前沿領(lǐng)域之一，是一門(mén)交叉學(xué)科，包含生命過(guò)程中各種信息的獲取、加工、存儲(chǔ)、分配、分析、解釋等在內(nèi)的所有方面，綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)等方法與技術(shù)，闡明和理解大量數(shù)據(jù)包含的生物學(xué)意義[1]。隨著20世紀(jì)80年代人類(lèi)基因組計(jì)劃的實(shí)施，生物信息學(xué)蓬勃發(fā)展，并滲透到生物學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域。掌握生物信息學(xué)相關(guān)技術(shù)及分析能力已成為生物專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)生的必要要求[2]。因此，做好生物信息學(xué)教學(xué)工作對(duì)提高生物信息學(xué)研究水平具有重要的理論和實(shí)踐意義[3]。然而由于學(xué)科的綜合性和學(xué)科本身的迅猛發(fā)展，生物信息學(xué)課程教學(xué)仍然處于探索階段，目前還沒(méi)有成熟的生物信息學(xué)教學(xué)模式，各高校尚處于摸索探討階段。

2.案例教學(xué)法概述

案例教學(xué)法（Case-Based Learning），指在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)教學(xué)目的，通過(guò)呈現(xiàn)案例材料，組織學(xué)生以團(tuán)體和小組討論、角色扮演等方式對(duì)案例進(jìn)行調(diào)查、閱讀、思考、分析、討論和交流等活動(dòng)；經(jīng)過(guò)分析討論，將課本中的理論與案例材料結(jié)合起來(lái)，并利用理論分析說(shuō)明復(fù)雜的案例內(nèi)容。案例教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)新的知識(shí)，加深對(duì)理論的認(rèn)識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際生物學(xué)問(wèn)題[4]。

不同于傳統(tǒng)教學(xué)模式注重“知識(shí)的傳授”，案例教學(xué)法更注重“能力培養(yǎng)”。案例教學(xué)法不直接給學(xué)生提供解決案例問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)答案或者具體方法，而通過(guò)教師引導(dǎo)學(xué)生積極討論得出問(wèn)題的解決方法，側(cè)重于理論應(yīng)用，是一種“以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)方法”。

案例教學(xué)可劃分為講解定義型、綜合分析型和操作技能型三種類(lèi)型。（1）講解定義型，引入案例，對(duì)基本概念和原理進(jìn)行講解；（2）綜合分析型，提出問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)討論給出解決案例問(wèn)題的方案或者對(duì)已有方案進(jìn)行評(píng)價(jià)；（3）操作技能型，引入案例，使學(xué)生掌握相關(guān)理論課程的基本應(yīng)用技能。案例教學(xué)還可以綜合其他教學(xué)方法，如以問(wèn)題為基礎(chǔ)的教學(xué)法共同改善課堂教學(xué)效果[5]。

案例教學(xué)法基本環(huán)節(jié)包括：教師根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)提出案例；引導(dǎo)學(xué)生辯論交流、提出解決方案；完成與解決案例；教師評(píng)價(jià)與總結(jié)[4]，[6]，[7]。案例教學(xué)過(guò)程中，首先教師把握整體教學(xué)進(jìn)度，選用與本專(zhuān)業(yè)課程有關(guān)的案例，案例選擇要具體、易于學(xué)習(xí)和理解，能夠引起學(xué)生的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性；其次，將案例分解，從子案例中提出問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生思考，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行分析、討論甚至辯論，提出解決方法，逐步完成案例；最后，引導(dǎo)學(xué)生完成和解決案例，分析點(diǎn)評(píng)整個(gè)案例教學(xué)過(guò)程及結(jié)果[4]。

3.案例教學(xué)法應(yīng)用于生物信息學(xué)本科教學(xué)的意義

生物信息學(xué)課堂講授以介紹生物信息學(xué)的相關(guān)算法、原理、方法為主，這也是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。傳統(tǒng)“知識(shí)傳授”型講課方式容易讓學(xué)生覺(jué)得枯燥乏味、晦澀難懂，產(chǎn)生畏懼心理[8]。運(yùn)用案例教學(xué)法，能夠幫助學(xué)生更深入理解算法的思想，真正掌握解決問(wèn)題的思路，培養(yǎng)科學(xué)的思維能力。

另外，生物信息學(xué)是一門(mén)實(shí)用性較強(qiáng)的學(xué)科，大學(xué)本科階段開(kāi)設(shè)生物信息學(xué)課程主要目的不是開(kāi)發(fā)新的數(shù)據(jù)庫(kù)和發(fā)展新的生物數(shù)據(jù)分析方法，而是如何利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)資源查找特定數(shù)據(jù)，并根據(jù)科研實(shí)踐需要分析整合數(shù)據(jù)資源，為后續(xù)科研奠定基礎(chǔ)，具有極強(qiáng)的實(shí)踐意義。要達(dá)到實(shí)踐目的，除了讓學(xué)生掌握生物信息學(xué)的基本理論和方法、數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件的原理外，更重要的是讓學(xué)生親身實(shí)踐，在實(shí)踐中對(duì)所學(xué)理論進(jìn)行驗(yàn)證、對(duì)數(shù)據(jù)和軟件的使用加以熟悉[9]。但生物信息學(xué)涉及專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)容廣泛，學(xué)生不可能做到完全親身實(shí)踐，因此，案例教學(xué)法能替代親身實(shí)踐，吸取前人經(jīng)驗(yàn)，是理論聯(lián)系實(shí)踐的一個(gè)便捷通道，是培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力的好方法[7]。

4.案例教學(xué)法在生物信息學(xué)本科教學(xué)中的應(yīng)用

4.1 案例選擇

筆者針對(duì)生物信息學(xué)本科的教學(xué)大綱和知識(shí)體系，以及多年從事昆蟲(chóng)線(xiàn)粒體基因組分析的科研工作情況，精心選擇了一系列分析案例，其中以鱗翅目灰蝶科線(xiàn)粒體基因組[10]數(shù)據(jù)分析為例說(shuō)明。

4.2 教學(xué)過(guò)程

4.2.1學(xué)生分組。根據(jù)學(xué)生專(zhuān)業(yè)、興趣分組，每組6人，統(tǒng)一采用同一案例。

4.2.2案例背景介紹。讓學(xué)生了解該論文的目的、操作過(guò)程及意義。學(xué)生查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，歸納總結(jié)知識(shí)背景。

4.2.3案例分解。將整個(gè)案例分為若干個(gè)子案例：①序列數(shù)據(jù)來(lái)源；②序列比對(duì)分析③計(jì)算遺傳距離；④分子系統(tǒng)發(fā)育重建；⑤蛋白質(zhì)家族和基序與結(jié)構(gòu)域分析；⑥蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)分類(lèi)分析。對(duì)每一個(gè)子案例完成的關(guān)鍵步驟提出問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生思考，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行分析、討論甚至辯論，提出解決方法，逐步完成案例。每個(gè)子案例的順利完成都需要特定的生物信息知識(shí)作為基礎(chǔ)，對(duì)應(yīng)于教學(xué)大綱中完整的知識(shí)體系。

4.2.4評(píng)價(jià)考核。引導(dǎo)學(xué)生完成案例，教師歸納學(xué)生在整個(gè)案例教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的普遍性問(wèn)題并進(jìn)一步講解，對(duì)于個(gè)別小組在解決案例過(guò)程中展現(xiàn)出來(lái)的創(chuàng)造性解決方案進(jìn)行分享學(xué)習(xí)。采用PPT成果展示、提交每一個(gè)子案例生物信息分析結(jié)果和解釋報(bào)告，考查學(xué)生對(duì)案例設(shè)計(jì)的相關(guān)生物信息學(xué)理論知識(shí)和操作技能的掌握情況。

案例教學(xué)法作為一種具有啟發(fā)性和實(shí)踐性的教學(xué)方法，有效提高學(xué)生利用生物信息學(xué)工具獲取相關(guān)知識(shí)解決生物學(xué)問(wèn)題的學(xué)習(xí)興趣和能力，增強(qiáng)教學(xué)效果。然而實(shí)踐過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，例如：如何選擇合適的案例既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣又反映生物信息學(xué)教學(xué)大綱的知識(shí)體系內(nèi)容、如何有效把握課堂討論的節(jié)奏和方向及與其他教學(xué)方法的融合，在今后教學(xué)工作中還需要不斷改進(jìn)教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)模式，豐富教學(xué)案例庫(kù)，在實(shí)踐中不斷探索案例教學(xué)法在生物信息學(xué)本科教學(xué)中的適用性和有效性。

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第7篇：生物信息學(xué)的方法范文

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué)；醫(yī)學(xué)；教育；建議

生物信息學(xué)（Bioinformatics）是一門(mén)發(fā)展迅速的生物學(xué)分支學(xué)科，由生物學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)、信息管理學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)及統(tǒng)計(jì)學(xué)等多門(mén)學(xué)科相互交叉而形成，本質(zhì)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決生物學(xué)問(wèn)題，通過(guò)信息的處理和整合實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新。它主要包括以下3個(gè)方面的內(nèi)容：①生物數(shù)據(jù)的收集、整理、存儲(chǔ)、檢索、加工、分析和整合；②生物系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的建模；③與生物科學(xué)相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，這個(gè)范圍還在不斷的擴(kuò)增中［1］。醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)是指以醫(yī)學(xué)研究和臨床應(yīng)用為中心開(kāi)設(shè)的生物信息學(xué)，本文討論的內(nèi)容主要圍繞醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)展開(kāi)。近20年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫(kù)和計(jì)算方法的發(fā)展，為生物信息學(xué)的研究提供了更為廣泛和靈活的方法；多種模式生物基因組測(cè)序的完成，功能基因組、蛋白質(zhì)組研究的開(kāi)展，各種高通量生物實(shí)驗(yàn)技術(shù)快速發(fā)展為生物信息學(xué)，提供了更大研究空間的同時(shí)，也對(duì)海量的生物學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地挖掘和整合提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)；而以基礎(chǔ)研究與臨床醫(yī)療結(jié)合為宗旨的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的興起對(duì)銜接二者之間的橋梁———生物信息學(xué)，提供了廣闊的應(yīng)用空間。對(duì)生物信息學(xué)人才的熱切需求，以及上述機(jī)遇和挑戰(zhàn)導(dǎo)致了生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)在全世界的蓬勃發(fā)展。以美國(guó)為例，在1999年之前，全美只有6所大學(xué)設(shè)置有計(jì)算生物學(xué)與生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)，而到2002年，則有31所大學(xué)設(shè)置了計(jì)算生物學(xué)與生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)博士學(xué)位，其中有12所大學(xué)是在2001年～2002年之間設(shè)置的這門(mén)專(zhuān)業(yè)［1］。這些大學(xué)通常以生物學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)或者生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)為依托設(shè)置這門(mén)專(zhuān)業(yè)，不同大學(xué)對(duì)該專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)模式也有所不同。在我國(guó)，很多高等院校將生物信息學(xué)作為專(zhuān)業(yè)課程設(shè)立，醫(yī)學(xué)高等院校也逐步將其作為基礎(chǔ)課程或選修課設(shè)立。作為一門(mén)新生學(xué)科，生物信息學(xué)在大部分院校尚處于探索階段，沒(méi)有成熟完善的教育模式可以借鑒［2］。在這種情況下，來(lái)自前期已畢業(yè)學(xué)生和用人單位的反饋意見(jiàn)對(duì)生物信息學(xué)教育模式的總結(jié)提高具有重要意義。作為一名臨床醫(yī)師和醫(yī)學(xué)研究人員，筆者深刻體會(huì)到在實(shí)際工作中，無(wú)論是自身合理應(yīng)用生物信息學(xué)知識(shí)進(jìn)行思考和設(shè)計(jì)，還是找到能夠迅速融入并滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)室研究和臨床工作需求的生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)人才都不是一件容易的事情。因此，本文作者就自己的一些切身體會(huì)，結(jié)合文獻(xiàn)和思考，對(duì)我國(guó)醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)人才培養(yǎng)列舉了一些意見(jiàn)和建議，希望能夠在生物信息學(xué)教學(xué)模式的完善中起到微薄的助力作用。本文著重探討信息技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，側(cè)重于醫(yī)院信息管理和信息系統(tǒng)建設(shè)方面的醫(yī)學(xué)信息學(xué)（Medical　Informatics）不在本文討論范圍內(nèi)。理想的醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該是這三類(lèi)人的集合：①計(jì)算機(jī)專(zhuān)家，掌握計(jì)算機(jī)算法、計(jì)算機(jī)語(yǔ)言、軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)和相關(guān)知識(shí)框架，以及硬件知識(shí)；②生物信息學(xué)專(zhuān)家，具有熟練應(yīng)用計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存、處理、分析和整合相關(guān)生物信息的能力；③基礎(chǔ)研究或臨床工作者，具有查閱文獻(xiàn)，提出生物學(xué)或臨床醫(yī)學(xué)問(wèn)題，合理使用上述生物信息學(xué)來(lái)思考、設(shè)計(jì)和解決問(wèn)題的能力，并能收集和正確提供用于研究的初始數(shù)據(jù)。結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，想讓臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生或醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生同時(shí)完成以上3個(gè)方面的培訓(xùn)顯然不切實(shí)際。理想的培訓(xùn)模式，是通過(guò)對(duì)臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)和醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生不同側(cè)重的培訓(xùn)，再通過(guò)二者的合理分工和配合，來(lái)滿(mǎn)足以上3個(gè)方面的需求。對(duì)醫(yī)學(xué)院校學(xué)生，尤其是醫(yī)學(xué)研究生，生物信息學(xué)培訓(xùn)的內(nèi)容應(yīng)側(cè)重于對(duì)其計(jì)算思維能力和信息學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，目的是使其能熟練地從生物信息學(xué)角度發(fā)現(xiàn)和提出生物學(xué)或臨床醫(yī)學(xué)方面的科學(xué)假設(shè)，針對(duì)該假設(shè)設(shè)計(jì)合理的研究方案，并為后續(xù)研究提供正確的初始數(shù)據(jù)；對(duì)以生物醫(yī)學(xué)為中心的信息學(xué)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)，內(nèi)容應(yīng)側(cè)重于對(duì)其計(jì)算機(jī)技術(shù)和生物信息學(xué)在醫(yī)學(xué)實(shí)踐應(yīng)用方面能力的培養(yǎng)，目的是與前者配合，指導(dǎo)并幫助其完成科學(xué)假設(shè)的設(shè)計(jì)，對(duì)前者提供的初始數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、存儲(chǔ)、檢索、分析和整合，以及完成更高要求的計(jì)算機(jī)技術(shù)方面的應(yīng)用，例如應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)，生物系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的建模，等等。

1　醫(yī)學(xué)生的計(jì)算生物學(xué)與生物信息學(xué)思維培養(yǎng)

本部分特指醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的生物信息學(xué)教學(xué)，部分醫(yī)學(xué)院校開(kāi)設(shè)的醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)將在下一部分中提及。無(wú)論是醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究，還是以循證醫(yī)學(xué)為代表的臨床研究，生命科學(xué)研究的一般過(guò)程，都遵循發(fā)現(xiàn)問(wèn)題資料查詢(xún)預(yù)實(shí)驗(yàn)提出科學(xué)假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說(shuō)資料查詢(xún)和結(jié)果分析科學(xué)理論總結(jié)的基本思路［3］。在這個(gè)過(guò)程中，計(jì)算生物學(xué)與生物信息學(xué)不僅是進(jìn)行資料查詢(xún)和結(jié)果分析的重要工具，更應(yīng)是在提出科學(xué)假設(shè)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段就需要貫徹執(zhí)行的理念和思維方式。換言之，具體的生物信息學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)一樣都是驗(yàn)證生物醫(yī)學(xué)假說(shuō)的實(shí)驗(yàn)方法，是將一個(gè)生命科學(xué)假設(shè)用計(jì)算和信息學(xué)思維方式表達(dá)和實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。在我國(guó)，絕大部分醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究和臨床研究課題都是由醫(yī)學(xué)院校畢業(yè)的臨床工作者設(shè)計(jì)和申請(qǐng)的。由于臨床醫(yī)師大都承擔(dān)了繁重的臨床工作，申請(qǐng)者親自完成課題的機(jī)會(huì)很少，獲批課題的具體實(shí)施及數(shù)據(jù)管理、存儲(chǔ)、檢索、分析和整合多由研究生或?qū)嶒?yàn)室工作人員負(fù)責(zé)。因此結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，將生物信息學(xué)與具體課題耦合，即將一個(gè)科學(xué)假設(shè)用計(jì)算和信息學(xué)表示并有效實(shí)施的思維和實(shí)踐培訓(xùn)，才是醫(yī)學(xué)生生物信息學(xué)培訓(xùn)的中心內(nèi)容。由于我國(guó)臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)采用長(zhǎng)學(xué)制（5年、7年或8年）教學(xué)，對(duì)實(shí)踐性和針對(duì)性都很強(qiáng)的生物信息學(xué)而言，過(guò)早或過(guò)于籠統(tǒng)的培訓(xùn)都顯得意義不大，所以筆者認(rèn)為針對(duì)醫(yī)學(xué)生的生物信息學(xué)培訓(xùn)安排在研究生階段是比較合適的，教育中心是以醫(yī)學(xué)研究需求為指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)信息學(xué)思維培訓(xùn)和實(shí)踐操作。具體提出的建議有兩點(diǎn)，一是根據(jù)學(xué)生專(zhuān)業(yè)背景調(diào)整理論教學(xué)內(nèi)容。醫(yī)學(xué)院校學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)及統(tǒng)計(jì)學(xué)理論基礎(chǔ)不能和工科院校的學(xué)生相比，醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)包括基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、口腔、預(yù)防等專(zhuān)業(yè)，涉及廣泛，各個(gè)專(zhuān)業(yè)背景的學(xué)生對(duì)這門(mén)課程的需求不盡相同。因此在理論課程上，要根據(jù)不同的專(zhuān)業(yè)背景和研究?jī)?nèi)容形成“個(gè)性化”的培養(yǎng)方案，目的是讓學(xué)生有選擇有針對(duì)性地掌握相關(guān)生物信息學(xué)內(nèi)容，例如數(shù)據(jù)庫(kù)的類(lèi)型和選擇，常用軟件的種類(lèi)和應(yīng)用等，同時(shí)又不會(huì)對(duì)過(guò)于高深的生物信息學(xué)理論產(chǎn)生反感。二是結(jié)合研究生階段的課題，開(kāi)展研究?jī)?nèi)容模擬和實(shí)踐操作練習(xí)。為了更好的配合研究生階段的課題，可將《生物信息學(xué)》開(kāi)課時(shí)間調(diào)整到研究生階段的第三學(xué)期，即在學(xué)生進(jìn)入課題研究階段之后，讓學(xué)生在清楚面臨的課題內(nèi)容后，有針對(duì)性地學(xué)習(xí)在完成課題過(guò)程中要使用到的知識(shí)、工具和解決問(wèn)題的思路，包括文獻(xiàn)查閱、保存、編輯，核酸序列查找和同源性比對(duì)及進(jìn)化分析，PCR引物設(shè)計(jì)，基因功能、結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，調(diào)控元件及轉(zhuǎn)錄因子預(yù)測(cè)，蛋白質(zhì)基本理化性質(zhì)分析，跨膜區(qū)及信號(hào)肽預(yù)測(cè)，二級(jí)結(jié)構(gòu)和空間三維結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)等。這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率會(huì)大大提高。為了解決上課時(shí)間與課題時(shí)間沖突的問(wèn)題，可以采用生物信息學(xué)授課老師加入導(dǎo)師組成員，通過(guò)網(wǎng)上教學(xué)和答疑、夜間授課、集中授課與個(gè)別指導(dǎo)結(jié)合等多種方式靈活解決。

2　以醫(yī)學(xué)為中心的生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)

如果說(shuō)對(duì)醫(yī)學(xué)生進(jìn)行生物信息學(xué)教育的目的是使其學(xué)會(huì)將一個(gè)生命科學(xué)假設(shè)用計(jì)算和信息學(xué)表示，并正確提供初始數(shù)據(jù)，那么以醫(yī)學(xué)為中心的生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的目的，就是使其學(xué)會(huì)用計(jì)算機(jī)學(xué)和信息學(xué)處理并證實(shí)科學(xué)假設(shè)的過(guò)程。具體的內(nèi)容包括，與實(shí)驗(yàn)室工作人員和臨床醫(yī)生配合，從計(jì)算生物學(xué)與生物信息學(xué)角度指導(dǎo)并幫助其完成科學(xué)假設(shè)和課題內(nèi)容設(shè)計(jì)；在課題實(shí)施階段對(duì)后者提供的初始數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、存儲(chǔ)、檢索、分析和整合，以及滿(mǎn)足后者更高要求的計(jì)算機(jī)技術(shù)的需求，例如應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)，生物系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的建模，等等。目前，計(jì)算生物學(xué)與生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)研究生的培養(yǎng)模式主要有3種：①以生物學(xué)為中心的多學(xué)科培養(yǎng)模式。理論教育以生物學(xué)為中心，在6～9個(gè)學(xué)期內(nèi)陸續(xù)完成生物學(xué)部分課程（相當(dāng)于普通生物學(xué)系1／3～1／4課程）的選修，然后根據(jù)興趣和實(shí)際情況選擇一個(gè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室完成研究生課題。這種培養(yǎng)模式被大多數(shù)綜合大學(xué)采納。②以工程設(shè)計(jì)為中心的培養(yǎng)模式。③以醫(yī)學(xué)為中心的培養(yǎng)模式。指以醫(yī)學(xué)研究和臨床應(yīng)用為中心設(shè)置計(jì)算生物學(xué)和生物信息學(xué)，絕大多數(shù)由醫(yī)學(xué)院校設(shè)置，側(cè)重生物信息學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)的結(jié)合。在進(jìn)入課題階段之前會(huì)有1～2年臨床相關(guān)概念和信息的培訓(xùn)，主要開(kāi)設(shè)的課程包括生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)與基因組學(xué)、化學(xué)與物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)等，甚至包括部分醫(yī)學(xué)課程，后期實(shí)踐階段通常選擇一個(gè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室完成研究生課題?？偟目磥?lái)，醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)基礎(chǔ)課程設(shè)置與國(guó)際趨勢(shì)相符，也符合以醫(yī)學(xué)為中心計(jì)算生物學(xué)與生物信息學(xué)的培訓(xùn)要求。但從近年生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)研究生就業(yè)情況來(lái)看，確實(shí)存在素質(zhì)參差不齊，學(xué)不能致用，不能很快融入研究工作等問(wèn)題。筆者認(rèn)為，這種現(xiàn)象可以從三個(gè)方面加以改進(jìn)：①以職業(yè)發(fā)展和學(xué)位教育為導(dǎo)向，建立多層次、多形式的醫(yī)學(xué)信息學(xué)教育和繼續(xù)教育體系。各醫(yī)學(xué)院校可在統(tǒng)一專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和定位的基礎(chǔ)上，根據(jù)自身的學(xué)科基礎(chǔ)和特色，結(jié)合學(xué)生畢業(yè)后的工作領(lǐng)域和就業(yè)方向，形成“個(gè)性化”的專(zhuān)業(yè)方向和培養(yǎng)方案。②加強(qiáng)師資力量的建設(shè)，形成以課程為中心的教學(xué)團(tuán)隊(duì)?，F(xiàn)有醫(yī)學(xué)生物學(xué)教材內(nèi)容寬泛、偏重理論，對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的指導(dǎo)較少，需要授課老師有選擇的挑選合適的內(nèi)容并予以補(bǔ)充和完善。這對(duì)授課教師的素質(zhì)提出了更高要求，要求其能根據(jù)實(shí)際情況因材施教，有所取舍，強(qiáng)化重點(diǎn)。目前，各院校教學(xué)團(tuán)隊(duì)和師資力量配備受限，建議可以課程為中心，培養(yǎng)、引進(jìn)學(xué)術(shù)帶頭人，從其他專(zhuān)業(yè)挑選骨干教師兼任等多種形式，形成以課程為中心的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。③實(shí)踐教學(xué)與綜合能力的培養(yǎng)。生物信息學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，要將“學(xué)有所長(zhǎng)，學(xué)以致用”作為人才培養(yǎng)的最終目的。可以通過(guò)構(gòu)建開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，建設(shè)實(shí)踐教學(xué)基地等方式盡可能強(qiáng)化實(shí)踐操作訓(xùn)練［4］，后期部分學(xué)生可以結(jié)合個(gè)人興趣，本著雙向選擇的原則，將實(shí)踐階段訓(xùn)練固定到導(dǎo)師和實(shí)驗(yàn)室，并安排其參與完成某一項(xiàng)課題的設(shè)計(jì)、實(shí)施和總結(jié)，在整個(gè)過(guò)程中要特別注意培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自學(xué)能力，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的自我更新。

綜上所述，醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)人才培養(yǎng)的最終目的是使生物信息學(xué)能滿(mǎn)足現(xiàn)代醫(yī)療和醫(yī)學(xué)研究發(fā)展的需要，使醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)人才成為有效連接基礎(chǔ)研究與臨床醫(yī)療的橋梁，為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供新途徑［5］。

參考文獻(xiàn)：

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［2］倪青山，胡福泉，饒賢才，等．醫(yī)學(xué)院校生物信息學(xué)實(shí)踐教學(xué)初探［J］．基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2011，13（6）：538－539．

［3］張樂(lè)平，馮紅玲，宋茂海，等．生物信息學(xué)教學(xué)與醫(yī)科學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)［J］．計(jì)算機(jī)教育，2012，19（4）：12－16．

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第8篇：生物信息學(xué)的方法范文

關(guān)鍵詞： 生物信息學(xué) 農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域 應(yīng)用

“生物信息學(xué)”是英文單詞“bioinformatics”的中文譯名，其概念是1956年在美國(guó)田納西州gatlinburg召開(kāi)的“生物學(xué)中的信息理論”討論會(huì)上首次被提出的［1］，由美國(guó)學(xué)者lim在1991年發(fā)表的文章中首次使用。生物信息學(xué)自產(chǎn)生以來(lái)，大致經(jīng)歷了前基因組時(shí)代、基因組時(shí)代和后基因組時(shí)代三個(gè)發(fā)展階段［2］。2003年4月14日，美國(guó)人類(lèi)基因組研究項(xiàng)目首席科學(xué)家collins f博士在華盛頓隆重宣布人類(lèi)基因組計(jì)劃（human genome project，hgp）的所有目標(biāo)全部實(shí)現(xiàn)［3］。這標(biāo)志著后基因組時(shí)代（post genome era，pge）的來(lái)臨，是生命科學(xué)史中又一個(gè)里程碑。生物信息學(xué)作為21世紀(jì)生物技術(shù)的核心，已經(jīng)成為現(xiàn)代生命科學(xué)研究中重要的組成部分。研究基因、蛋白質(zhì)和生命，其研究成果必將深刻地影響農(nóng)業(yè)。本文重點(diǎn)闡述生物信息學(xué)在農(nóng)業(yè)模式植物、種質(zhì)資源優(yōu)化、農(nóng)藥的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、作物遺傳育種、生態(tài)環(huán)境改善等方面的最新研究進(jìn)展。

1.生物信息學(xué)在農(nóng)業(yè)模式植物研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

1997年5月美國(guó)啟動(dòng)國(guó)家植物基因組計(jì)劃（npgi），旨在繪出包括玉米、大豆、小麥、大麥、高粱、水稻、棉花、西紅柿和松樹(shù)等十多種具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的關(guān)鍵植物的基因圖譜。國(guó)家植物基因組計(jì)劃是與人類(lèi)基因組工程（hgp）并行的龐大工程［4］。近年來(lái)，通過(guò)各國(guó)科學(xué)家的通力合作，植物基因組研究取得了重大進(jìn)展，擬南芥、水稻等模式植物已完成了全基因組測(cè)序。人們可以使用生物信息學(xué)的方法系統(tǒng)地研究這些重要農(nóng)作物的基因表達(dá)、蛋白質(zhì)互作、蛋白質(zhì)和核酸的定位、代謝物及其調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)等，從而從分子水平上了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能［5］。目前已經(jīng)建立的農(nóng)作物生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)研究平臺(tái)有植物轉(zhuǎn)錄本（ta）集合數(shù)據(jù)庫(kù)tigr、植物核酸序列數(shù)據(jù)庫(kù)plantgdb、研究玉米遺傳學(xué)和基因組學(xué)的mazegdb數(shù)據(jù)庫(kù)、研究草類(lèi)和水稻的gramene數(shù)據(jù)庫(kù)、研究馬鈴薯的pomamo數(shù)據(jù)庫(kù)，等等。

2.生物信息學(xué)在種質(zhì)資源保存研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源，它包括許多農(nóng)藝性狀（如抗病、產(chǎn)量、品質(zhì)、環(huán)境適應(yīng)性基因等）的等位基因。植物種質(zhì)資源庫(kù)是指以植物種質(zhì)資源為保護(hù)對(duì)象的保存設(shè)施。至1996年，全世界已建成了1300余座植物種質(zhì)資源庫(kù)，在我國(guó)也已建成30多座作物種質(zhì)資源庫(kù)。種質(zhì)入庫(kù)保存類(lèi)型也從單一的種子形式，發(fā)展到營(yíng)養(yǎng)器官、細(xì)胞和組織，甚至dna片段等多種形式。保護(hù)的物種也從有性繁殖植物擴(kuò)展到無(wú)性繁殖植物及頑拗型種子植物等［6］。近年來(lái)，人們?cè)絹?lái)越多地應(yīng)用各種分子標(biāo)記來(lái)鑒定種質(zhì)資源。例如微衛(wèi)星、aflp、ssap、rbip和snp等。由于對(duì)種質(zhì)資源進(jìn)行分子標(biāo)記產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，因此需要建立生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)和采用分析工具來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)這些數(shù)據(jù)的查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)和計(jì)算機(jī)分析等［7］。

3.生物信息學(xué)在農(nóng)藥設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的藥物研制主要是從大量的天然產(chǎn)物、合成化合物，以及礦物中進(jìn)行篩選，得到一個(gè)可供臨床使用的藥物要耗費(fèi)大量的時(shí)間與金錢(qián)。生物信息學(xué)在藥物研發(fā)中的意義在于找到病理過(guò)程中關(guān)鍵性的分子靶標(biāo)、闡明其結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系，從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)能激活或阻斷生物大分子發(fā)揮其生物功能的治療性藥物，使藥物研發(fā)之路從過(guò)去的偶然和盲目中找到正確的研發(fā)方向。生物信息學(xué)為藥物研發(fā)提供了新的手段［8，9］，導(dǎo)致了藥物研發(fā)模式的改變［10］。目前，生物信息學(xué)促進(jìn)農(nóng)藥研制已有許多成功的例子。itzstein等設(shè)計(jì)出兩種具有與唾液酸酶結(jié)合化合物：4-氨基-neu5ac2en和4-胍基-neu5ac2en。其中，后者是前者與唾液酸酶的結(jié)合活性的250倍［11］。目前，這兩種新藥已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。tang sy等學(xué)者研制出新一代抗aids藥物saquinavir［12］。pungpo等已經(jīng)設(shè)計(jì)出幾種新型高效的抗hiv-1型藥物［13］。楊華錚等人設(shè)計(jì)合成了十多類(lèi)數(shù)百個(gè)除草化合物，經(jīng)生物活性測(cè)定，部分化合物的活性已超過(guò)商品化光合作用抑制劑的水平［14］。

現(xiàn)代農(nóng)藥的研發(fā)已離不開(kāi)生物信息技術(shù)的參與，隨著生物信息學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步完善和發(fā)展，將會(huì)大大降低藥物研發(fā)的成本，提高研發(fā)的質(zhì)量和效率。

4.生物學(xué)信息學(xué)在作物遺傳育種研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著主要農(nóng)作物遺傳圖譜精確度的提高，以及特定性狀相關(guān)分子基礎(chǔ)的進(jìn)一步闡明，人們可以利用生物信息學(xué)的方法，先從模式生物

中尋找可能的相關(guān)基因，然后在作物中找到相應(yīng)的基因及其位點(diǎn)。農(nóng)作物的遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的研究積累了大量的基因序列、分子標(biāo)記、圖譜和功能方面的數(shù)據(jù)，可通過(guò)建立生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)整合這些數(shù)據(jù)，從而比較和分析來(lái)自不同基因組的基因序列、功能和遺傳圖譜位置［15］。在此基礎(chǔ)上，育種學(xué)家就可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)模型來(lái)提出預(yù)測(cè)假設(shè)，從多種復(fù)雜的等位基因組合中建立自己所需要的表型，然后從大量遺傳標(biāo)記中篩選到理想的組合，從而培育出新的優(yōu)良農(nóng)作物品種。

5.生物信息學(xué)在生態(tài)環(huán)境平衡研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

在生態(tài)系統(tǒng)中，基因流從根本上影響能量流和物質(zhì)流的循環(huán)和運(yùn)轉(zhuǎn)，是生態(tài)平衡穩(wěn)定的根本因素。生物信息學(xué)在環(huán)境領(lǐng)域主要應(yīng)用在控制環(huán)境污染方面，主要通過(guò)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)的運(yùn)用構(gòu)建遺傳工程特效菌株，以降解目標(biāo)基因及其目標(biāo)污染物為切入點(diǎn)，通過(guò)降解污染物的分子遺傳物質(zhì)核酸 dna，以及生物大分子蛋白質(zhì)酶，達(dá)到催化目標(biāo)污染物的降解，從而維護(hù)空氣［16］、水源、土地等生態(tài)環(huán)境的安全。

美國(guó)農(nóng)業(yè)研究中心（ars） 的農(nóng)藥特性信息數(shù)據(jù)庫(kù)（ppd） 提供 334 種正在廣泛使用的殺蟲(chóng)劑信息，涉及它們?cè)诃h(huán)境中轉(zhuǎn)運(yùn)和降解途徑的16種最重要的物化特性。日本豐橋技術(shù)大學(xué)（toyohashi university of technology） 多環(huán)芳烴危險(xiǎn)性有機(jī)污染物的物化特性、色譜、紫外光譜的譜線(xiàn)圖。美國(guó)環(huán)保局綜合風(fēng)險(xiǎn)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)（iris） 涉及 600種化學(xué)污染物，列出了污染物的毒性與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)參數(shù)，以及分子遺傳毒性參數(shù)［17］。除此之外，生物信息學(xué)在生物防治［18］中也起到了重要的作用。網(wǎng)絡(luò)的普及，情報(bào)、信息等學(xué)科的資源共享，勢(shì)必會(huì)創(chuàng)造出一個(gè)環(huán)境微生物技術(shù)信息的高速發(fā)展趨勢(shì)。

6.生物信息學(xué)在食品安全研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

食品在加工制作和存儲(chǔ)過(guò)程中各種細(xì)菌數(shù)量發(fā)生變化，傳統(tǒng)檢測(cè)方法是進(jìn)行生化鑒定，但所需時(shí)間較長(zhǎng)，不能滿(mǎn)足檢驗(yàn)檢疫部門(mén)的要求，運(yùn)用生物信息學(xué)方法獲得各種致病菌的核酸序列，并對(duì)這些序列進(jìn)行比對(duì)，篩選出用于檢測(cè)的引物和探針，進(jìn)而運(yùn)用pcr法［19］、rt-pcr法、熒光rt-pcr法、多重pcr［20］和多重?zé)晒舛縫cr等技術(shù)，可快速準(zhǔn)確地檢測(cè)出細(xì)菌及病毒。此外，對(duì)電阻抗、放射測(cè)量、elisa法、生物傳感器、基因芯片等［21-25］技術(shù)也是未來(lái)食品病毒檢測(cè)的發(fā)展方向。

轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)是通過(guò)設(shè)計(jì)特異性的引物對(duì)食品樣品的dna提取物進(jìn)行擴(kuò)增，從而判斷樣品中是否含有外源性基因片段［26］。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)信息的及時(shí)更新，可準(zhǔn)確了解各國(guó)新出現(xiàn)和新批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品，便于查找其插入的外源基因片段，以便及時(shí)對(duì)檢驗(yàn)方法進(jìn)行修改。目前由于某些通過(guò)食品傳播的病毒具有變異特性，以及檢測(cè)方法的不完善等因素影響，生物信息學(xué)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用還比較有限，但隨著食品安全檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)的不斷完善，相信相關(guān)的生物信息學(xué)技術(shù)將在食品領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

 　生物信息學(xué)廣泛用于農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域，但是僅有信息資源是不夠的，選出符合自己需求的生物信息就需要情報(bào)部門(mén)，以及信息中介服務(wù)機(jī)構(gòu)提供相關(guān)服務(wù)，通過(guò)出版物、信息共享平臺(tái)、數(shù)字圖書(shū)館、電子論壇等信息媒介的幫助，科研工作者可快速有效地找到符合需要的信息。目前我國(guó)生物信息學(xué)發(fā)展還很不均衡，與國(guó)際前沿有一定差距，這需要從事信息和科研的工作者們不斷交流，使得生物信息學(xué)能夠更好地為我國(guó)農(nóng)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展發(fā)揮作用。

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第9篇：生物信息學(xué)的方法范文

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué)；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)模式

中圖分類(lèi)號(hào) G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）06-0179-03

Innovative Teaching Pattern of Bioinformatics

Zhu Liucun et al.

（School of Life Sciences，Shanghai University，Shanghai 200444，China）

Abstract：As a newly-developing interdiscipline，bioinformatics has received incessant attention on the research of teaching models.Traditional teaching methods focus on the pattern of direct instruction and demonstration from the lecturer which students were used to learning in China.However，this straight teaching pattern usually lacks of capacity of arousing students' interest in learning，let alone achieves the aim of making them complete their work with the knowledge they learned in class.Recently，case-based learning，problem-based learning and program-based learning are known as successfully innovative teaching models.In this paper，by combining these three models and considering the background of students and characteristic of bioinformatics，we propose a new teaching pattern to be geared to the needs of the undergraduates learning bioinformatics.We look forward to the innovation and development this teaching pattern may achieve so as to enhance the students' capacity of independent study and thinking.

Key words：Bioinformatics；Practice teaching；Teaching pattern

1 前言

生物信息學(xué)是生命科學(xué)的重要前沿交叉學(xué)科之一，綜合計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科的技術(shù)和方法，以計(jì)算機(jī)為主要的工具，對(duì)生物原始數(shù)據(jù)進(jìn)行研究、存檔、分析和處理，以闡明其具有的生物學(xué)意義[1，2]。隨著人類(lèi)基因組計(jì)劃的成功完成，測(cè)序技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的生物基因序列數(shù)據(jù)被載入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。而大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)要求我們能大規(guī)模的分析處理這些數(shù)據(jù)，因此生物信息學(xué)進(jìn)入高速發(fā)展的黃金期。

目前生物信息學(xué)在許多高校本科生物專(zhuān)業(yè)中開(kāi)設(shè)，目的是讓學(xué)生掌握生物信息學(xué)的相關(guān)技術(shù)及分析數(shù)據(jù)能力，并具有查找、跟蹤生物信息學(xué)前沿性技術(shù)的能力。然而，在與學(xué)生的交流過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)幾個(gè)普遍存在的問(wèn)題：有的學(xué)生反映，聽(tīng)完課很快就忘了；有的學(xué)生感覺(jué)很多概念太難懂；而更為關(guān)鍵的是，很多學(xué)生學(xué)完這門(mén)課之后，仍然不知道遇到具體的問(wèn)題應(yīng)當(dāng)如何去做，甚至根本想不到用生物信息學(xué)課上學(xué)到的方法去解決他們的實(shí)際問(wèn)題。究其原因，主要是由于國(guó)內(nèi)的生物信息學(xué)教學(xué)基本以教師講授為主，缺少與學(xué)科本身交叉前沿性特點(diǎn)相結(jié)合的教學(xué)方法[3]，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，變成簡(jiǎn)單的重復(fù)老師的實(shí)驗(yàn)操作，失去獨(dú)立思考的能力，這就違背了開(kāi)設(shè)這門(mén)課的初衷。為此，本文就目前流行的3種創(chuàng)新教學(xué)模式的特點(diǎn)進(jìn)行分析，結(jié)合生物信息學(xué)特點(diǎn)，歸納出一套適合本科生物信息學(xué)教學(xué)的方法。

2 幾種創(chuàng)新教學(xué)模式介紹

2.1 案例式教學(xué)法 案例式教學(xué)法（Case-Based Learning）是指教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)案例，利用案例材料指導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)，充分發(fā)揮學(xué)生主導(dǎo)地位的方法[3，4]。不同于傳統(tǒng)教學(xué)灌輸?shù)姆绞?，案例式教學(xué)更加注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，不直接提供解決問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)答案，而是通過(guò)結(jié)合具體案例討論得到解決問(wèn)題的方法。

2.2 問(wèn)題式教學(xué)法 問(wèn)題式教學(xué)法（Problem-Based Learning）是以問(wèn)題為導(dǎo)向的開(kāi)放式教學(xué)模式[5]，主張讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)去解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用。其特點(diǎn)是將教材的知識(shí)點(diǎn)以問(wèn)題的形式呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，讓學(xué)生在探索解決問(wèn)題的過(guò)程中展開(kāi)探索，教師和學(xué)生一起協(xié)作尋找解決問(wèn)題的方法，從而掌握課本中的知識(shí)。在研究活動(dòng)中，學(xué)生可以充分利用身邊的資源，比如圖書(shū)館的文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)軟件以及多媒w等多種形式進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。問(wèn)題式教學(xué)模式營(yíng)造了一種輕松快樂(lè)的學(xué)習(xí)氛圍，提高了學(xué)生相互合作的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，為以后步入社會(huì)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。比如，在BLAST軟件使用教學(xué)中，可以先給學(xué)生提出如何對(duì)兩條DNA序列進(jìn)行比對(duì)的問(wèn)題，讓他們通過(guò)自學(xué)與相互討論的方式掌握BLAST的使用方法并將2條DNA序列利用BLAST進(jìn)行比對(duì)并對(duì)比對(duì)結(jié)果加以闡述。

2.3 項(xiàng)目式教學(xué)法 項(xiàng)目式教學(xué)法（Program-Based Learning）是以項(xiàng)目為主線(xiàn)，在老師的指導(dǎo)下，將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生處理，包括對(duì)信息的收集、方案的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目的實(shí)施及最終評(píng)價(jià)[6]。學(xué)生通過(guò)對(duì)該項(xiàng)目的進(jìn)行，了解并把握整個(gè)程及每一個(gè)環(huán)節(jié)中的基本要求，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析解決問(wèn)題的能力，讓學(xué)生提高自己的動(dòng)手能力、組織協(xié)作能力和綜合概括的能力，拓展學(xué)生思考問(wèn)題的深度和廣度。這種教學(xué)法應(yīng)用非常廣泛，尤其是在職業(yè)教育中。

3 應(yīng)用于生物信息W課程的創(chuàng)新教學(xué)模式

那么采取哪種教學(xué)方式才能夠讓學(xué)生順利掌握知識(shí)點(diǎn)，并且能應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去呢？一般的生物學(xué)課程，只要在理論課后加入實(shí)踐課的內(nèi)容，就可以解決這個(gè)問(wèn)題，例如細(xì)胞生物學(xué)，只要再加入細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，那么學(xué)生對(duì)這門(mén)課的理解就會(huì)加深很多，對(duì)這門(mén)課的應(yīng)用也會(huì)有一定的了解。然而筆者在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中卻發(fā)現(xiàn)，這樣的方式并不適合生物信息學(xué)這門(mén)課程，這是由于多數(shù)學(xué)生在上機(jī)實(shí)踐之后，仍然不是太理解課上講的一些概念，也不知道如何將這些方法運(yùn)用到實(shí)際中。造成這種情況的原因主要有兩點(diǎn)，一個(gè)是生物信息學(xué)這門(mén)課程所要求的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)方面基礎(chǔ)，絕大多數(shù)學(xué)生物的學(xué)生都比較薄弱，甚至有部分同學(xué)在計(jì)算機(jī)編程方面是零基礎(chǔ)。這使得他們?cè)诶碚撜n上，對(duì)一些概念只是強(qiáng)行記住，并沒(méi)有真正理解。而在上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)中，他們又只是走馬觀(guān)花地將整個(gè)流程給過(guò)了一遍，并不知道這些操作是用來(lái)做什么的。另一個(gè)原因則是生物信息學(xué)與其他生物學(xué)的課程之間有脫節(jié)，這使得生物信息學(xué)的知識(shí)點(diǎn)很難融入到學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)體系當(dāng)中去，這樣就導(dǎo)致了學(xué)生不知道這些知識(shí)點(diǎn)的用途。因此，必須在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上，深入剖析生物信息學(xué)的基本概念，并且結(jié)合生物學(xué)中的實(shí)際問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)其進(jìn)行解決，才能讓學(xué)生真正掌握這門(mén)課。而傳統(tǒng)的老師講、學(xué)生聽(tīng)的授課方式顯然是不能滿(mǎn)足這一要求的。

案例式教學(xué)法起源于美國(guó)哈佛商學(xué)院，最早應(yīng)用于商業(yè)管理課程。其重點(diǎn)在于對(duì)一些熱門(mén)且有爭(zhēng)議的問(wèn)題進(jìn)行反復(fù)討論，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。而生物信息學(xué)課程的內(nèi)容大多比較確定，比較前沿有爭(zhēng)議的話(huà)題又離日常生活較遠(yuǎn)，極少出現(xiàn)熱門(mén)話(huà)題。因此，筆者認(rèn)為案例式教學(xué)法目前可以偶爾用作課堂教學(xué)穿插，不適合全面應(yīng)用于本科生物信息學(xué)課程。

問(wèn)題式教學(xué)模式與項(xiàng)目式教學(xué)模式在本質(zhì)上是相同的，均是以學(xué)生為主體，讓學(xué)生帶著問(wèn)題或者有明確的目標(biāo)的去主動(dòng)利用身邊資源查找相關(guān)知識(shí)解決問(wèn)題完成目標(biāo)，使學(xué)生在探索過(guò)程不僅掌握了知識(shí)，同時(shí)萌生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和欲望，提高了自主學(xué)習(xí)能力。兩種教學(xué)模式的區(qū)別在于問(wèn)題式教學(xué)法是將書(shū)本中的知識(shí)點(diǎn)凝練為問(wèn)題再分析問(wèn)題并解決問(wèn)題，而項(xiàng)目式教學(xué)法則是根據(jù)老師提出的項(xiàng)目要求，以收集信息、設(shè)計(jì)方案、實(shí)施項(xiàng)目、最終評(píng)價(jià)為線(xiàn)索進(jìn)行教學(xué)。問(wèn)題式教學(xué)提出的問(wèn)題與書(shū)本知識(shí)更為接近且較為零散，學(xué)生在針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和解決的過(guò)程中，容易對(duì)教學(xué)內(nèi)容缺乏整體認(rèn)識(shí)，即難以將知識(shí)點(diǎn)連成線(xiàn)，也很難結(jié)合實(shí)際問(wèn)題。而項(xiàng)目式教學(xué)法是目前最適合提高學(xué)生能力的教學(xué)方法。然而在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目式教學(xué)并不適應(yīng)，很多學(xué)生在理解項(xiàng)目時(shí)就遇到了困難，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)感到無(wú)從下手。

因此，筆者在對(duì)兩種教學(xué)方法進(jìn)行研究歸納之后，將問(wèn)題式教學(xué)法與項(xiàng)目式教學(xué)法相結(jié)合，總結(jié)出一套適合本科生物信息學(xué)教學(xué)的方法。具體為：首先教師根據(jù)課程安排制定一個(gè)可擴(kuò)展的課題，明確課題要求，并根據(jù)課題內(nèi)容將知識(shí)點(diǎn)拆分，以問(wèn)題形式展現(xiàn)給學(xué)生，教師先就這些問(wèn)題講一些例子，學(xué)生查找資料。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生既對(duì)課題內(nèi)容有整體認(rèn)識(shí)，又在分析、解決一系列小問(wèn)題時(shí)學(xué)習(xí)到知識(shí)點(diǎn)、收集了項(xiàng)目信息。隨后通過(guò)參與定期分組討論，與老師進(jìn)行溝通的方式，學(xué)生最終可以擬定項(xiàng)目的方案并付諸實(shí)施。這種教學(xué)模式讓學(xué)生了解實(shí)際工作的流程，培養(yǎng)基本的工作能力。在與教師的交流討論中收獲更多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，與同學(xué)之間的合作交流中查漏補(bǔ)缺，完善自己的不足，達(dá)到相互提高的作用。例如，在教學(xué)中，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)題為“構(gòu)建一個(gè)可以預(yù)測(cè)乳腺癌患者生存時(shí)間的基因模型”的項(xiàng)目，并將項(xiàng)目拆解為：如何查找潛在包含乳腺癌患者信息的數(shù)據(jù)庫(kù)？如何篩選與生存時(shí)間相關(guān)的基因？如何構(gòu)建模型？如何評(píng)價(jià)模型的好壞四個(gè)問(wèn)題？同時(shí)，為了讓學(xué)生在實(shí)踐中更好下手，可以依次為各個(gè)問(wèn)題舉例加以說(shuō)明。如查找數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)節(jié)，可以列舉NCBI中的GEO數(shù)據(jù)庫(kù)與美國(guó)政府發(fā)起的癌癥和腫瘤基因圖譜計(jì)劃涉及的TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)兩個(gè)例子，讓學(xué)生先從這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)本身有所認(rèn)識(shí)，再利用校園網(wǎng)資源查找更多的數(shù)據(jù)庫(kù)。在此過(guò)程中，學(xué)生全程參與項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的各個(gè)流程，不僅學(xué)會(huì)了自主查找資料與學(xué)習(xí)，還提高了同學(xué)間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)與團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，獲得獨(dú)立思考的能力。

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