楊 娥，徐紀(jì)茹，陳艷炯，杜憶華，尋 萌，韓 蕾

(西安交通大學(xué) 醫(yī)學(xué)部免疫學(xué)與病原生物學(xué)系，陜西 西安 710061)

生物信息學(xué)是在生物學(xué)和數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門交叉學(xué)科，研究生物信息的采集、處理、存儲、傳布、分析和解釋等各個方面，通過綜合數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)與工程和生物學(xué)的工具與技術(shù)而揭示大量而復(fù)雜的生物數(shù)據(jù)所賦有的生物學(xué)奧秘。作為一個交叉學(xué)科領(lǐng)域而薈萃了數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和分子生物學(xué)的科學(xué)家，目標(biāo)就是要發(fā)展和利用先進(jìn)的計算技術(shù)解決生物學(xué)難題[1]。目前，在分子水平，生物學(xué)和醫(yī)學(xué)相關(guān)研究的數(shù)據(jù)發(fā)展迅速，而研究手段的不同，深遠(yuǎn)的影響著研究中的思維方式、思維習(xí)慣和思維能力，生物信息學(xué)和生物學(xué)其它學(xué)科一樣，就是探索生命的奧秘，揭示各種生命活動的固有規(guī)律，但又不同于傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)及生物學(xué)研究手段，通過數(shù)據(jù)庫、計算軟件和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等的各方面的技術(shù)，可以幫助研究者從大量不連貫的醫(yī)學(xué)及生物學(xué)實驗數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)蘊(yùn)含的信息，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究的各個領(lǐng)域中。

目前，生物信息學(xué)已經(jīng)成為許多綜合性大學(xué)的核心課程，西安交通大學(xué)也不例外，對醫(yī)學(xué)本科生、醫(yī)學(xué)八年制及研究生都開設(shè)了這門課程[2]，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, 教學(xué)模式也在不斷探索之中。生物信息學(xué)不僅具有很強(qiáng)的理論性，而且具有很強(qiáng)的實踐性，需要學(xué)生從多視角、多學(xué)科、多領(lǐng)域思考問題，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在上課的過程中，筆者對這門課程的教學(xué)及學(xué)習(xí)也有了一些深層次的認(rèn)識。

對于醫(yī)學(xué)本科生，生物信息學(xué)課程的授課內(nèi)容分為理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)和上機(jī)實習(xí)操作兩部分，二者課時比例為1∶1，課程設(shè)置比較合理。但是在上課過程中，發(fā)現(xiàn)在教與學(xué)方面均存在一些問題。在教學(xué)內(nèi)容、師資力量、教學(xué)模式和方法、跨學(xué)科合作、教學(xué)實踐實施情況等方面都存在著諸多不足，仍需進(jìn)一步改進(jìn)。

1 教學(xué)過程中存在的問題

首先學(xué)生對理論課學(xué)習(xí)的興趣不足，表現(xiàn)在上理論課的時候在對教師提出問題反應(yīng)能力差，只能被動的接收知識，不能積極主動地參與到學(xué)習(xí)中，無論教師在課堂上講的無論多么精彩與辛苦，教學(xué)效果還是不太好，很多學(xué)生覺得作為醫(yī)科學(xué)生，將來成為程序員的可能性極小，學(xué)這些理論知識沒有什么必要。

其次，學(xué)生對實踐課的上機(jī)實習(xí)內(nèi)容認(rèn)識也不深刻，作者所在校本科生的該門課程在大二的下半學(xué)期開設(shè)，因為學(xué)生尚未進(jìn)入臨床學(xué)習(xí)，對于臨床疾病及相關(guān)疾病基因不甚了解，所以在上機(jī)實習(xí)過程中，雖然都能夠完成教師規(guī)定的實踐內(nèi)容，但是認(rèn)識不深刻，學(xué)習(xí)熱情不高，也體會不到學(xué)習(xí)這門課程的必要性和重要性。

另外，上機(jī)學(xué)習(xí)過程過度依賴網(wǎng)絡(luò)，在上課的過程中，一旦發(fā)生網(wǎng)絡(luò)中斷或者網(wǎng)速異常，往往會影響到實習(xí)效果，甚至累及隨后的教學(xué)進(jìn)度。并且由于生物信息學(xué)本身始終處于學(xué)術(shù)前沿，研究方法和工具軟件的知識發(fā)展迅猛，日新月異，導(dǎo)致教材內(nèi)容、任課教師的知識體系的更新與相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀不同步，不能及時的將新知識、新成果作為教學(xué)內(nèi)容的一部分傳遞給學(xué)生。

鑒于存在以上的問題，有必要針對性的進(jìn)行一些教學(xué)改革，提高生物信息學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

2 教學(xué)改革措施

從解決問題的角度出發(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，對于生物信息學(xué)課程本身涉及到的一些數(shù)學(xué)模型和編程算法,應(yīng)簡略講授,因為這些牽涉到深奧的計算機(jī)和數(shù)理功底,而這也是大多醫(yī)學(xué)本科生所不具備的。同時簡要學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的原理，著重掌握利用計算機(jī)對各種資源(如數(shù)據(jù)庫)的檢索，使用方法與技巧，從而真正做到學(xué)有所用。從能解決問題的角度出發(fā)進(jìn)行理論教學(xué)工作，對于醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，更傾向于借助于生物信息學(xué)手段來解決生命科學(xué)和臨床工作中發(fā)現(xiàn)的問題，教師可以通過將授課內(nèi)容與教學(xué)與臨床及科研相聯(lián)系，讓學(xué)生更清楚地了解如何運(yùn)用生物信息學(xué)解決臨床及科研中存在的實際問題，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)的主動性、激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣，從被動的知識接受者轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極的信息探索者，改善教學(xué)效果。同時應(yīng)改變以往傳統(tǒng)教學(xué)模式, 豐富教學(xué)手段,對于一些操作性強(qiáng)的內(nèi)容(如數(shù)據(jù)庫) 或生物信息分析工具的講解時,教師邊講解邊操作, 充分發(fā)揮課堂教學(xué)的生動性、直觀性,加深學(xué)生對知識的理解, 使教學(xué)形式變的多樣化，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

上機(jī)實習(xí)注重發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。生物信息學(xué)是一門實踐性很強(qiáng)的課程，實習(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，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際問題的能力，對培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力、觀察能力、動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。在上機(jī)實習(xí)中，教師不要一步一步的教學(xué)生如何使用數(shù)據(jù)庫、工具軟件及進(jìn)行結(jié)果分析等，強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)地位這種教學(xué)方式使學(xué)生不能深入的獨(dú)立思考，造成勤奮教師造就了懶學(xué)生的現(xiàn)象，這種單向性的知識傳遞，扼殺了學(xué)生的學(xué)習(xí)探索欲望和創(chuàng)造性思維。建議教師在上機(jī)實習(xí)前，提前向?qū)W生發(fā)布上機(jī)實習(xí)所需要數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)站、軟件及如何使用這些資源的PPT、視頻等，并以具有代表性的生物信息學(xué)和醫(yī)學(xué)研究結(jié)合的文章為案例，提出學(xué)生上機(jī)時需要解決的實際問題，使得上機(jī)實習(xí)既具有一定的趣味性，又具有一定的難度，使學(xué)生有解決問題的興趣，積極發(fā)揮他們的主觀能動性來學(xué)習(xí)。目前作者所在單位的實習(xí)課共安排了中英文文獻(xiàn)查詢、核酸及蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫查詢、序列比對、引物設(shè)計、蛋白質(zhì)序列分析及結(jié)構(gòu)預(yù)測等方面的內(nèi)容，要求學(xué)生從查詢文獻(xiàn)開始，確定自己的研究對象，找一個感興趣的疾病相關(guān)基因，從而在每節(jié)課中完成相應(yīng)的實習(xí)內(nèi)容，最終形成一個完整的實驗報告，作為考試的一部分內(nèi)容。在教學(xué)實踐中，對部分班級進(jìn)行了一定的改革，上實習(xí)課前就將教學(xué)內(nèi)容及要求以郵件形式發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生獨(dú)立完成教學(xué)內(nèi)容，將結(jié)果及遇到的問題以郵件方式反饋給教師，教師對學(xué)生遇到的共性問題在上課過程中針對性的講解，正如“授之以魚，不如授之以漁”，避免了實習(xí)教學(xué)理論化，使得教學(xué)課堂氣氛活躍，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，有必要近一步進(jìn)行探索完善這樣的教學(xué)方式。

關(guān)注學(xué)科發(fā)展動態(tài)，及時更新并豐富教學(xué)內(nèi)容。在新知識學(xué)習(xí)方面，由于信息技術(shù)產(chǎn)生了海量的復(fù)雜數(shù)據(jù)，使生物信息學(xué)的研究方法和工具軟件的更新速度非?？?，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他學(xué)科，最終導(dǎo)致即使是最新版的教材內(nèi)容也與相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀不同步，應(yīng)當(dāng)從教師和學(xué)生兩個方面進(jìn)行改進(jìn)。作為授課教師要緊跟本學(xué)科發(fā)展前沿，密切關(guān)注學(xué)科發(fā)展動態(tài)，及時更新并豐富教學(xué)內(nèi)容，及時將新知識、新成果作為教學(xué)內(nèi)容的一部分傳遞給學(xué)生，從而可以更好的指導(dǎo)學(xué)生。需要引導(dǎo)學(xué)生通過各種途徑自覺的關(guān)注學(xué)科發(fā)展動態(tài), 拓寬知識面。

構(gòu)建合理的考察體系?？荚囀墙虒W(xué)過程中的一個重要的環(huán)節(jié)，是檢查學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度、應(yīng)用所學(xué)知識的綜合能力及衡量教師教學(xué)效果的主要形式，它可以督促學(xué)生全面系統(tǒng)地復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)的知識和技能，是評定學(xué)生成績的有效手段。合理的考核方式可以檢驗教學(xué)和學(xué)習(xí)效果，以及對如何改進(jìn)教學(xué)和學(xué)習(xí)方式起到反饋作用。通過檢驗學(xué)生對知識的掌握程度、運(yùn)用能力，也是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的動力源泉，在一定程度上指引著學(xué)生努力的方向。在考核中注重考察學(xué)生對生物信息分析的基本方法和技能的掌握程度和對結(jié)果的分析解釋能力，構(gòu)建了合理的考核評價體系, 理論考試占60分，實習(xí)成績占40分，其中上機(jī)實習(xí)課成績根據(jù)學(xué)生在上機(jī)實習(xí)上的表現(xiàn)以及所提交的實驗報告為依據(jù)，主要關(guān)注學(xué)生對問題的分析和解決能力，這種考核方式既突出了實驗考核的重點，又可以更客觀的評價學(xué)生的理論知識學(xué)習(xí)。

3 結(jié)語

作為一門重要的且處于快速發(fā)展中的學(xué)科，生物信息學(xué)課程雖然在各個高等院校都已經(jīng)開設(shè)，并根據(jù)所教授學(xué)生專業(yè)級層次不同，進(jìn)行了各種卓有成效的教學(xué)探索和改革[3-4]，但仍存在著諸多不足，有待進(jìn)一步完善。教學(xué)過程中必須要突出“學(xué)生是教學(xué)活動的主體”這一認(rèn)識，教學(xué)中，教師要緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，不斷充實自己，更新自身理論知識，提高教學(xué)水平。豐富教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)形式多樣化，更新授課策略，結(jié)合本課程特點，使理論教學(xué)和實踐教學(xué)完美融合,不斷尋找最合適醫(yī)學(xué)生的教學(xué)方法,完善課程體系, 提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。重在培養(yǎng)學(xué)生自主獲取知識的能力和在實踐中解決問題的能力，從而滿足我國目前該領(lǐng)域?qū)θ瞬诺慕逃枰?培養(yǎng)出具有一定的實踐操作能力和很強(qiáng)的創(chuàng)新能力的醫(yī)學(xué)本科生。

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