彭曉劍 江海洋

摘要：生物信息學(xué)是一門利用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)信息科學(xué)以及統(tǒng)計(jì)學(xué)等知識(shí)來組織和理解生命活動(dòng)中核酸和蛋白質(zhì)中所包含的相關(guān)信息的一門交叉學(xué)科【1】。在《生物信息學(xué)》實(shí)際的教學(xué)過程中應(yīng)該將講授的理論課程與國(guó)內(nèi)外關(guān)于生物信息學(xué)技術(shù)和方法的進(jìn)展相結(jié)合，豐富教學(xué)內(nèi)容做到理論和實(shí)踐相結(jié)合提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：高校;生物信息學(xué);教學(xué);改革

基金項(xiàng)目：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目（XJDC2017228）

作者簡(jiǎn)介：彭曉劍（1987.6-），男，漢族，安徽合肥人，博士，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，講師，研究方向：遺傳學(xué)

引言

近年來隨著科技的進(jìn)步，科學(xué)家完成了包括人類基因組在內(nèi)的眾多生物的全基因組測(cè)序工作，由此產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)并且這些數(shù)據(jù)呈指數(shù)增長(zhǎng)，在海量數(shù)據(jù)產(chǎn)生的同時(shí)，計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的能力也在不斷的增長(zhǎng)。計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展為堆積如山的生物數(shù)據(jù)的收集、整理和檢索提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。此外，各種有針對(duì)性的軟件、計(jì)算方法以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及也為生物信息學(xué)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)林院校與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展之間有著緊密聯(lián)系，農(nóng)林院校的發(fā)展對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的綜合性和互動(dòng)性起著至關(guān)重要的作用。新中國(guó)成立70年，農(nóng)林院校的專業(yè)設(shè)置已經(jīng)由原先的農(nóng)業(yè)知識(shí)和種植技能為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐赞r(nóng)林為特色、多學(xué)科協(xié)同發(fā)展的特色綜合性大學(xué)。專業(yè)涵蓋范圍廣，研究對(duì)象涉及眾多物種。生物信息學(xué)這門新興的科學(xué)在農(nóng)林院校的基礎(chǔ)、應(yīng)用研究及交叉研究中起到了重要作用。因此開設(shè)《生物信息學(xué)》對(duì)于大數(shù)據(jù)時(shí)代下的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)研究提供了重要的分析工具。通過該門課程的學(xué)習(xí)可以豐富學(xué)生知識(shí)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，尤其提升綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決問題的思維能力，培養(yǎng)學(xué)生邏輯、整合和知識(shí)遷移等綜合能力，培養(yǎng)技術(shù)復(fù)合型“三農(nóng)”人才，以適應(yīng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的需求，真正做到新時(shí)代下科技興農(nóng)推動(dòng)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略從而服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)。

1.當(dāng)前課程教學(xué)存在的主要問題

1.1教學(xué)方式單一，過分注重理論教學(xué)

對(duì)于這樣一門新興科學(xué)，沒有做到講、練、做一體化的教學(xué)模式。理論教學(xué)雖然很重要，但是實(shí)踐教學(xué)對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的啟發(fā)性和直觀性有著至關(guān)重要的作用，但是在生物信息學(xué)的課程內(nèi)容設(shè)置中，實(shí)踐教學(xué)沒有涉及，這樣容易造成理論學(xué)習(xí)與上機(jī)實(shí)踐學(xué)習(xí)不能統(tǒng)一。

1.2授課對(duì)象專業(yè)差異大

生物信息學(xué)作為本科生和研究生的理論課時(shí)，選課的學(xué)生來自不同專業(yè)，尤其在研究生課程選擇過程中，涵蓋了生命科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、農(nóng)學(xué)、園藝和園林等專業(yè)，由于專業(yè)背景的不同，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)生物信息學(xué)的理解和認(rèn)識(shí)不盡相同，這給整個(gè)教學(xué)計(jì)劃和授課帶了困難【2】。

1.3考核方式單一

生物信息學(xué)是理論和實(shí)踐結(jié)合緊密的一門課程，然而在實(shí)際的考核過程中主要采用有紙化閉卷考試作為考核的主要方法，只注重理論概念和原理的一些考核，缺乏學(xué)生對(duì)生物信息學(xué)分析原理的認(rèn)識(shí)與理解，以及分析技能的考核。這種單一的考核方式并不能夠讓學(xué)生由此及彼，舉一反三。

1.4硬件設(shè)施不足

由于生物信息學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)合很重要然而教學(xué)過程中沒有專業(yè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，也沒有配備處理數(shù)據(jù)的高性能服務(wù)器，以及必要的互聯(lián)網(wǎng)交互平臺(tái)，其次缺乏教學(xué)過程中的模擬數(shù)據(jù)供學(xué)生模擬學(xué)習(xí)給生物信息學(xué)的教學(xué)帶來了困難。

1.5教材更新速度慢

作為一門新興的交叉科學(xué)，生物信息學(xué)的發(fā)展日新月異，教材內(nèi)容的更新速度與該門科學(xué)的前沿知識(shí)存在“時(shí)差”，常常出現(xiàn)教學(xué)理論內(nèi)容與實(shí)際發(fā)展脫節(jié)，學(xué)生達(dá)不到拓展知識(shí)面和缺乏創(chuàng)新意識(shí)【3，4】。

2 教學(xué)改革措施

2.1 明確教學(xué)目標(biāo)，采取理論和實(shí)踐相結(jié)合

生物信息學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，理論學(xué)習(xí)與上機(jī)實(shí)踐十分必要。課程學(xué)習(xí)過程中常常利用到計(jì)算機(jī)的相關(guān)知識(shí)，因此在教學(xué)過程中做到多做，多練的教學(xué)模式，靈活做到一邊理論一邊實(shí)踐的方法，提升學(xué)生上機(jī)動(dòng)手能力。

2.2? 小班教學(xué)，配備專業(yè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室

課程學(xué)習(xí)過程中選課的學(xué)生來自不同專業(yè)背景，因此教學(xué)過程中采用小班制教學(xué)，做到不同專業(yè)形成不同的教學(xué)班。此外配備專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，網(wǎng)絡(luò)交互設(shè)備的準(zhǔn)備，其次準(zhǔn)備相關(guān)的模擬數(shù)據(jù)供學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)踐，真正做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。

2.3 改變單一的考核方式，提高上機(jī)實(shí)踐考核比例

期末考試應(yīng)以上機(jī)實(shí)踐為主，注重分析綜合性問題，考查學(xué)生應(yīng)用能力及對(duì)分析流程和結(jié)果的熟練整理、分析和歸納的能力。同時(shí)采取閱讀匯報(bào)文獻(xiàn)作為輔助考查方式。充分發(fā)揮學(xué)生的積極性，提升學(xué)生的理論素質(zhì)和科學(xué)素質(zhì)，為以后的科學(xué)研究奠定重要的科學(xué)基礎(chǔ)。

2.4 教學(xué)與科研相結(jié)合，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

生物信息學(xué)教學(xué)課程中，要緊跟學(xué)科的發(fā)展，同時(shí)注意知識(shí)的更新，著重掌握科學(xué)前沿，努力將學(xué)科前沿知識(shí)融入到日常的理論和實(shí)踐教學(xué)過程中，并邀請(qǐng)工作在科研一線的科研工作者給學(xué)生講解學(xué)術(shù)報(bào)告從而拓展學(xué)生思維。教師作為教學(xué)活動(dòng)過程中的另一個(gè)主體，應(yīng)做到教學(xué)和科研相結(jié)合，積極參與對(duì)外交流提升教學(xué)和科研的綜合素質(zhì)。

結(jié)語(yǔ)

生物信息學(xué)整合了生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)的交叉前沿學(xué)科。它以計(jì)算機(jī)為工具，利用數(shù)學(xué)建立的模型結(jié)合相關(guān)專業(yè)軟件，對(duì)生物學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索、處理和分析，從而闡明生物數(shù)據(jù)信息所包含的生物學(xué)意義。作為迅速發(fā)展的學(xué)科，生物信息學(xué)滲透到了生命科學(xué)、農(nóng)、林、牧、漁等眾多學(xué)科領(lǐng)域。隨著后基因組時(shí)代及大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來生物信息學(xué)定能為基礎(chǔ)研究提供有力的支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫嘯， 陸祖宏， 謝建明. 生物信息學(xué)基礎(chǔ)[M]. 清華大學(xué)出版社， 2005.

[2]孟凡立， 張衛(wèi)國(guó)， 韓英鵬. 在農(nóng)學(xué)專業(yè)講授生物信息學(xué)技術(shù)的幾點(diǎn)思考[J]. 黑龍江教育學(xué)院學(xué)報(bào)， 2011（4）：85-86.

[3]劉博婷. 淺談生物信息學(xué)課程教學(xué)[J]. 韶關(guān)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2009（12）.

[4]湯麗華. 淺談大學(xué)本科生物信息學(xué)課程建設(shè)與教學(xué)[J]. 科技信息， 2010， 2（17）：646+686.