生物信息學論文大全11篇

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近年來，生物信息學在各醫藥院校越來越受到重視，多所院校相繼在研究生教學中開設了生物信息學課程[1]。而對于醫學本科層次是否需要開設生物信息學課程這一問題，雖然目前各方面的觀點不一，但是已經有一些院校開始進行嘗試。目前醫學檢驗專業（五年制，畢業時授予醫學學士學位）已調整為醫學檢驗技術專業（四年制，畢業時授予理學學士學位），而生物信息學作為一門新課程，在醫學檢驗（技術）專業學生培養中的作用正日益受到關注，逐步被某些院校選擇作為必修課或者選修課。

一、開設課程的必要性

空前繁榮的生物醫學大數據的產出，及其蘊含的重大生命奧秘的揭示，將決定現代生命科技和醫藥產業研發的高度，決定人們對疾病的認識和掌控能力，也將對主導生物醫學大數據存儲、管理、注釋、分析全過程，解決生命密碼的關鍵手段———現代生物信息學技術的發展帶來前所未有的機遇和挑戰[2]。對于醫學專業學生而言，通過學習生物信息學，從而掌握利用各種網絡信息資源來檢索和獲取生物信息數據，并選擇和使用各種生物信息學軟件來分析數據。在當今大數據時代，這方面的知識和技能的培養對于醫學生今后從事醫學科研工作是非常重要的。因此，在醫學專業學生中開設生物信息學課程非常必要。我校從2010年開始將生物信息學設置為研究生教學的必修課；從2013年開始在醫學檢驗專業中開設生物信息學選修課，自2015年開始轉為醫學檢驗技術專業。在醫學檢驗技術專業中開設生物信息學課程，能夠為該專業學生的臨床和科研方面的素質積累提供必要的支持，更重要的是增強了在醫學和信息科學交叉領域解決問題的技能，其意義幾乎等同于在研究生教學中的設課意義。

二、教學內容的安排

醫學檢驗技術專業的教學任務非常緊張，幾乎將原來醫學檢驗專業前八個學期（最后兩個學期為實習階段）課程壓縮到六個學期來完成，學生學習壓力可想而知。我校為了減輕學生負擔，各課程的課時數都比醫學檢驗專業有所減少。但生物信息學并未改變，仍然為16學時。為了在較短的學時內實現教學效果的最大化，我們結合該專業學生的特點和需求，將授課內容分為理論課和實踐課兩部分，實踐課不占學時。理論課主要介紹基本的生物信息學理論、資源和數據的獲取、分析方法和工具的使用；實踐課則通過布置作業，課后上機操作來解決問題。理論課主要內容包括：生物信息學導論、DNA測序技術、序列的獲取、雙序列比對、多序列比對、蛋白質結構分析和預測共計六個專題。實踐課主要內容包括：cDNA及基因組參考序列的獲取；常見序列格式的釋義與轉換；雙序列比對（局部比對）；多序列比對（全局比對）；蛋白質綜合信息查詢；蛋白質基本性質、疏水區、亞細胞定位、信號肽、跨膜區、模體及結構域分析與二級結構預測；蛋白質三級結構預測。在理論課實施過程中，注重將與生物信息學相關的生命科學和醫學前沿的一些最新進展和最新成果引入理論知識講授中，讓學生在有限學時內能夠進一步認識生物信息學的內涵和課程的價值，追蹤前沿學科的動態，開拓視野。

三、教學方法的設計

生物信息學涉及多個學科領域，交叉性強，在較短的學時內學好這門課程的難度很大。學生的學習興趣與教學內容和手段關系密切，除了精心選擇教學內容外，教學方法上也有很多需要革新乃至創新的地方。在教學過程中，我們形成了頗具特色的教學經驗，由授課教師獨創的授課———實踐———演示（Teaching-Practicing-Showing，TPS）教學模式已應用于教學。TPS教學模式著力于以實際問題為引線，將理論授課與上機實踐有機地融為一體，逐步介紹生物數據分析的各項技能，并指導學生將其融會貫通以真正掌握相關的基本方法與常用工具。首先，在教學內容上引入具體實例來進行教學，比如講解生物信息數據庫（Gene、Nucleotide、UniProt、PDB等）時，通過給出檢索某個人類疾病基因數據的例子來學習數據庫的使用方法。課堂上教學實例的設計需要任課教師在備課時投入大量精力來完成，還需要教師具備多學科交叉的知識。教學實踐表明，與醫學相關的生物信息學分析實例可以讓學生更好地認識該課程的作用，大幅度提高學生的學習興趣和學習的主動性。此外，課堂教學手段也應該豐富多彩，多媒體教學中可以充分使用圖片、動畫等元素。其次，舉例分析時可以進行一定的現場演示，比如講解檢索Unigene數據庫時可以一邊上網演示一邊解釋說明。

四、考核方式的變革

生物信息學作為選修課，既要遵循學校相關的考試制度，也要通過對考試方式的變革來提高考試效果。我們將理論考核與學生的實踐能力考核聯系起來，結合學生課外實踐任務的完成情況和開卷考試成績進行綜合評定。在課程中安排一次課外實踐任務，要求每位學生獨立完成相關分析并提交書面分析報告，該部分占考核成績的20%。具體內容為自行選擇一個人類細胞外功能蛋白：1.利用ClustalX對各物種參考蛋白序列進行多序列比對（輸出PS格式結果）；2.分析分子量、等電點、分子式、穩定性、親疏水性及亞細胞定位；3.預測二級結構并模擬三維結構。課程結束后進行開卷考試，內容包括基礎知識和綜合分析，盡量采取靈活的出題方式，并控制題量，該部分占考核成績的80%。近年來的教學實踐表明，這種綜合評定的方式能夠反映學生對該課程的掌握程度，體現學生利用生物信息學知識解決問題的能力。

五、展望

實踐表明，生物信息學課程教學能夠給學生提供所需要的生物信息學知識和技能，但是在教學內容安排、教學方法設計、教學手段使用和教學效果評價等諸多環節都需要進一步探討。在這個過程中，我們既需要吸收傳統教學模式中的優點和精髓，做到嚴謹和切合實際，又需要更新教學理念，突出醫學特色，大膽嘗試新的教學方法和手段，最終形成本課程別具一格的教學特色。

作者:倫永志 單位:大連大學

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⒈有利于充分發揮學生的主觀能動性

高等教育提倡“以人為本”的素質教育理念，而學生教學信息員隊伍的建立無疑是落實這一先進理念的有效途徑。高等院校建立學生信息員隊伍的根本目的就在于讓學生充分融入到學校教育教學管理工作中來，如此，既能使學校的各項教育管理措施切實符合學生的實際學習與發展需要，同時又能將“學生主體”的先進理念真正落實到實處，為最大限度上調動學生的主觀能動性、推動他們積極、主動的參與到學校教學管理活動奠定了良好的基礎。

⒉有利于促進學校領導加強對于教學工作方面的管理力度

隨著高等教育的普及，高校學生在校人數較之以往有了大幅度的提升；除此之外，學分制的實施與推廣也使得以往傳統而落后的教育模式遠遠難以滿足當今高等教育的發展趨勢。從這層意義展開來講，高等院校的管理者理當深入教學一線對學校的教育教學現狀做一個細致的調查與研究，可是由于實際力量極為有效，高等院校的教學主管部門往往是心有余而力不足。學生教學信息員隊伍的建立就很好的解決了這一問題。讓學生參與到學校教學管理工作當中，一方面可以有效減輕管理者的壓力以及負擔，在一定程度上緩和管理工作與學生基數龐大、管理事項瑣碎之間的突出矛盾；另一方面通過學生教學信息員隊伍的深入調查與歸納，主管教學管理工作的領導者還可以有針對性的采取改進措施，真正做到有的放矢、對癥下藥，這對于學校領導加強教學管理工作的力度、不斷完善教學管理機制做好了充分的準備。

⒊有利于切實提高教師隊伍的教學效率以及質量

學生教學信息員隊伍負責向學校反映各科教師的真實教學水平以及質量；負責匯集與整理學生對學校教學管理制度、學風建設、師資配備力量等問題的意見與建議等。通過對相關反饋信息的分析，可以給廣大一線教師提供很多的信息和內容，有利于教師不斷更新自身的教育理念、轉變課堂教學模式或者組織形式。對教師自身教學水平以及學校整體教學質量的提高產生巨大的意義與影響。

二、學生教學信息員隊伍管理過程中應當注意的問題

⒈注重學生教學信息員的個人工作態度

學生教學信息員隊伍作為溝通學生、教師、學校管理者這三方的紐帶，是保證學校整體教學質量有效提高的重要因素。因此，學生教學信息員的個人素質以及工作態度不但影響所反饋信息的真實性，客觀性，也關系到信息員隊伍整體素質的提升，更重要的是還在一定程度上關系著學生信息員制度是否能順利實施從而充分發揮其重要作用，為學校管理者了解教學狀況、提高教學質量貢獻自己最大的力量。從這一層背景來講，注重學生教學信息員的個人綜合素質以及工作態度就分外重要了?？偟恼f來，學生信息員必須具備以下素質：⑴自身要有端正的學習態度學生教學信息員本身就是協調學校教學管理方面的工作，因此，他們首先自身必須具明確的學習目的及其端正的學習態度，如此的話，才能真正起到良好的榜樣示范作用，促使其他學生向自己看齊，整個學校范圍內自然會形成一個優良的學習環境與氛圍。⑵組織管理能力學生信息員需要深入到學生與教師群體之中，頻繁的開展教學信息的調查、搜集與整理工作，這就要求他們必須具備良好的溝通協調能力與組織管理能力，這樣才能確保活動的順利實施。⑶要有無私奉獻的精神與端正客觀的工作態度學生信息員隊伍需要迅速、及時的反映各科教師的最新工作狀態，以及學生對學校教學管理制度的種種意見與看法，因此，這就需要個體信息員具備無私奉獻的精神品質，甘愿放棄自己部分的休息時間從事相關信息收集和整理工作。除此之外，學生信息員還必須持有實事求是、公正客觀的工作態度，這樣才能保證信息的真實性與合理性，從而為進一步改善學校整體的教學質量提供充足的保障。

⒉制定完善的例會制度

制定完善的例會制度，是保證學生信息員工作順利開展的必要措施。在固定的例會上，不但可以通報每位學生信息員的考勤記錄，促使他們真正將自身融入到這項工作之中；而且還可以組織學生信息員成員之間就自己的工作經驗以及看法等充分進行溝通與交流，這對于提高工作效率有著非常大的幫助。

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同樣重要的信息，有的人善于抓住，有的人卻漠然視之，這正是由于各人的信息意識強弱不同所致。信息，指的是當人們與外界接觸時，有意無意所接受到的一些事物材料，有數字、圖形、文字、影像、動畫、數量關系等。如果能使學生對接受到的這些信息源加以分析、整理，主動獲取自己所需的信息，或找到對自己有利的信息而后加以利用，則將促使他們關注周圍的事物，溝通物理與生活的聯系，大大提高他們的信息意識。

1、感知信息。信息意識形式有兩種：一是被動接受狀態，二是自覺活躍狀態。前者指人們從社會的信息環境中被動地接受事先未料及的信息；后者指信息意識的覺醒狀態，它促使人們制訂信息活動計劃，主動關心和了解各種變化，并做出相應的選擇。物理教學時應力求促使學生從被動接受狀態轉化為自覺活躍狀態，當他們面對一些信息時，能快速做出對信息的判斷并引起思考。這樣久而久之的訓練，學生就能關注起周圍的事物、外界的信息，并對信息加以描述、思考，體會到物理與信息的聯系及價值。

2、評價信息。當信息出現在我們面前時，我們就應及時做出反映并思考，做出相應的判斷，哪些信息是我們是了解，哪些是陌生的，如何評價各類信息？在物理教學時，應多讓學生接觸各種信息，并評價它們，如互相矛盾的信息，相互一致的信息，系統性的信息等，讓學生在評價中提高自己的信息感悟能力。讓學生從中選擇條件再提出相應的問題。將大大提高學生評價各類信息的靈敏度及準確度。

二、感受信息

一個武俠小說迷，只要找到自己想看的武俠小說，便會津津有味地看下去，甚至于不吃不睡。物理教學時，就應盡可能增強學生的信息情感，培養他們類似于“武俠小說迷”的熱衷情感，當他們多次從多方面感受信息時，便能形成某種持久、穩定的、反映心底需求關系的內心體驗，這便是信息情感。當學生形成較穩定的信息情感時，便能產生巨大的信息熱情，這將大大提高他們對信息的敏感性與興趣性。1、對信息的敏感性。不同的人面對同樣信息會有不同的態度，敏感性強的人，面對信息，即便是與知識結構相矛盾或不能解釋的信息，他們會發出疑問：“這是為什么？”從而激發起好奇心和求知欲，進而去探索、實驗，去求知、去尋找原因，他們對信息是熱情的、歡迎的、敏感的，從而不斷地促使自己知識結構的變化，物理教學時就應采用多種形式提高學生對信息的敏感性，便能提高對信息的敏感度，以便周密考慮問題。

2、對信息的興趣性。興趣是最好的老師，興趣是一種持久的情感體驗，人們的信息搜集活動是受信息需求驅使的，影響需求力量的大小主要是需求被意識的清晰程度——意識越明確，行動目標越清楚，信息活動的動機越穩定、持久、強烈，努力程度也就越高。在物理教學時，應有意識地設置各種情境，讓學生在信息輸入時產生濃厚興趣，并能以較穩定、濃厚的興致保持下去，從而以積極、熱情的態度對待信息，這樣將激發他們發出超常的智慧和高漲的熱情，這樣不僅學生提高學生的求知欲，還大大開闊了他們的思維。

三、利用信息

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2突出教學重點

在高中生物教學中，會涉及很多學生難以理解的生命現象和一些難以觀察的具體的生物反應，這些知識如果單純依靠教師的口頭講解，有時是很難被學生所理解的。在這樣的情況下，教師可以利用多媒體課件對生物教學中的重點和難點進行講解，使學生形成更加清晰和明確的生物知識網絡。例如，在講授《細胞的增殖》這一節內容時，教師可以利用多媒體課件，結合相應的知識內容，將重點、難點突出出來，教師可以將細胞增殖的整個過程進行分解，利用一系列的圖片對細胞增殖的過程進行一定的解析。形象化、直觀化的圖片會使得學生的思維更加快速地進入思考的環境之中，從而減小對增殖規律的理解難度，提升學生的學習效果。

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二、運用現代信息技術增大課堂容量

傳統教學中以語言描述、黑板板書為傳遞信息的主要方式，費時費力，教師教學負擔沉重，但整個課堂教學密度與課堂容量非常小，如何在有限的時間內盡可能多地實現知識的互動呢？現代信息技術實現了輸出方式的多元化，正是進行高密度的知識傳授，大信息量的優化處理的重要手段。首先，教師可以提前將所要講述的內容存儲于電腦，課上只要進行相應的操作，就可以將所要講解的內容圖文并茂地呈現出來，將教師從繁重的板書中解脫出來，教師就可以有更多的時間來與學生進行互動探究，從而能在有限的時間內盡可能多地來傳遞信息。其次，表現手段多元，擴大信息輸出量?，F代信息技術以圖片、文字、音頻、視頻等來傳遞信息，這使得信息的種類更為多元，內容更為豐富。1.圖片。眾所周知，圖形不是語言，但是卻比語言更加直觀、更加形象，更能吸引學生的注意力，同時還包含著更多更豐富的信息，甚至可以傳遞許多語言所不能表達與描述的信息。2.動畫。動畫將圖片與文字結合在一起，并能夠利用圖形的縮放、移動、顏色的漸變等一些特殊效果來集中展現，更加生動，富有動態感?，F代信息技術都可以充分利用圖形、動畫等來將學生帶入圖文并茂、聲像俱全、動靜結合的教學情境中，這正是增大知識密度、擴大課堂容量的重要手段。

三、運用現代信息技術豐富教學內容

生物學科是一門研究人類生產生活的生命學科，其內容廣泛，跨越度大，小到細胞大到生物全部都是生物學科的研究對象，可以說只要有生命存在的地方就有生命研究。這決定了我們的生物教學不能只是就教材講教材，而是要踐行新課改所倡導的大教學觀，將教學的觸角延伸到無限的生命空間。生物學科既然是研究生命運動的，其傳遞信息的方式就不僅是文字以及插圖，還有更為豐富的表現形式?，F代信息技術不僅有強大的互聯網為依托，同時還具有強大的綜合功能與表現效果，可以實現多種教學資源的優化與重組，開發出以教材為中心的多種資源的整合，極大地豐富教學內容，讓我們的生物教學與社會接軌，與世界同步。如我們可以將當今全世界人類所面對的人口、資源、環境、糧食等話題以圖文聲像地形式引入課題，讓學生真正學到有用的生物知識，能夠更深刻地認識到生物學科與人類息息相關。

四、運用現代信息技術更能全面實現因材施教

學生存在一定的差異，這是客觀事實。在傳統教學中這是教學的最大問題，但是在現代教學中這卻正是教學的重要資源。學生有著鮮明的個性，促進學生富有個性的成長，引導學生展開富有個性的學習，這正是新課程改革的重要理念?，F代信息技術具有很強的交互性，信息量大，處理速度快，可以為學生提供個別化的學習環境，讓學生根據自己的基礎知識、接受水平來選取適合自己的學習方法、學習進度與難易程度，更能真正實現因材施教。處于這樣的學習環境與學習模式之中，更能突出學生學習的主體性，展現學生不同的學習個性，讓每個學生都可以基于自身基礎選擇最為合適的方法展開自主學習，使得學習更加貼近學生的最近發展區，更能促進學生自身的全面發展。

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關鍵詞

信息技術；初中生物；整合

在新課改推動下，教育領域發生了很大變化，目標是為國家培養出具有高學歷、高素質、過硬的實踐能力的優秀人才，符合國家的發展要求。但是，要實現這一目標，就需要在教學實踐中運用現代化的技術指導教學，將兩者進行整合。隨著經濟與科技的不斷發展，新型科技也在不斷走進課程教學，而對于實踐性較強的生物教學來說，實現生物教學與信息技術的整合就顯得十分重要。

一、信息技術在生物教學中的作用

在信息技術中有一種教學方式叫做多媒體教學，將多媒體教學應用到生物教學中，不僅能夠讓學生在學習中進行視覺、聽覺的有機整合，還能讓學生從多方面進行感受，將成果通過更直觀的形式展現出來，可以調節課堂氛圍，提升學習效率。在教學方法上，還能將教師所要表達的思想更直接地表現出來，讓學生對教師的要求更加明確，并有針對性地回答問題，在這種教學模式下，可以讓學生了解到更多的教科書以外的內容，開拓學生的視野。在必要的教學內容中播放相關影片進行教學還能引發學生的思考，加深其對教學內容的掌握程度。同時，學生遇到問題可以隨時提出，教師立即進行解答，改變了傳統的教師只負責教而學生只負責學的教學模式，師生之間進行良好的互動，充分體現了學生的主體地位。

二、將信息技術與生物教學進行整合的益處

（一）提高了學生學習的積極性

傳統的生物教學方式基本都是教師在進行照本宣科的工作，提出的問題也很有局限性，學生只負責學習，對于教師提出的問題經常是處于朦朧狀態，似懂非懂，師生之間進行的互動也較少。新課改以后，教學方式得到了改善并引進了新的教學設備，增添了教學手段。將信息技術與生物教學相整合，教師不僅可以利用多媒體對教學所需的圖像、影視動畫進行綜合處理，還可以根據教學要求自主設置教學主題，將所講內容通過多媒體教學展現得更加直觀，帶動學生的學習積極性，引發學生思考，實現課本與信息技術相結合，增加學生的學習動力。

（二）使教學內容更加貼近學生的生活

現階段的學生在物質生活上已經有了很大的提高，對于網絡信息也不陌生，但網絡技術在發展中有利有弊，所以這就要引導學生正確利用網絡進行學習。網絡中的教學內容是豐富多彩的，具有新穎、更新速度快的特點，便于學生掌握新的知識。在生物教學中運用網絡進行教學，可以幫助學生及時找到要了解的內容，并出色地完成作業。

（三）提高學生的復習效率

在經過一階段或一學期的學習后，教師就要對學生的學習情況進行檢驗，如期中考試、期末考試，這就要求學生將學習內容進行很好的復習，但由于時間有限，不能對所學的各個章節進行重復講解，所以在進行期中考試、期末考試之前，教師可以通過多媒體對以往的教學重點、難點進行播放，對教學內容進行總結，以加深學生對教學內容的印象，從而起到鞏固知識的作用。

三、將信息技術與蘇科版初中生物教學進行整合的具體方法

（一）多媒體教學方式走進課堂

在蘇科版初中生物教學中需要大量的道具，但不能將所需要的道具都拿到課堂上，即便有些道具方便帶到課堂，但由于季節或條件的限制還是在教學中無法充分應用。如在“觀察花的結構”這項實驗中就需要大量的花朵作為道具，這就增加了實驗的難度，沒有任何一種花朵是可以隨意采摘的，所以在實驗中利用多媒體進行教學就可以解決這個問題，不僅可以找到實驗中所需的內容，還能讓學生觀看得更清晰、生動，能很好地解決采摘等帶來的問題。

（二）將信息技術作為師生進行互動的工具

現代技術較為發達，因而要正確利用這一點。學生在學習時難免會遇到困難，可以利用網絡與教師進行互動，但這種教學方法需要教師進行引導，提出問題讓學生進行思考，如在進行“探究唾液淀粉酶對淀粉的消化作用”這項實驗時，自行操作存在一定的困難，這時教師就可以根據實際情況，在網絡上選取相關教學視頻進行教學，通過視頻中的試驗，提出“在這項實驗中淀粉經過唾液淀粉酶的分解后產生了什么變化？”學生會看到，在不同溫度下，加入碘液后淀粉的顏色會不同，在37攝氏度時加入碘液顏色不變，但在100攝氏度時，加入碘液后顏色會呈現藍色，這就增加了學生與教師之間的互動，學生觀察越仔細，收獲也就越多。

（三）運用信息技術生動講解教學內容

現代信息更新較快，教材更新永遠跟不上科學研究，這時就需要教師利用信息技術拓展學生的知識面，將最新的研究成果引入到教學中。如在關于“觀察小魚尾鰭血液的流動”的實驗中需要小魚作為實驗對象，但傳統的實驗方法已經不能適應現代的教學要求，教師就可以選擇最新的實驗方法進行教學，如用載玻片將小魚的尾鰭壓住，關注小魚尾鰭的擺動情況，利用多媒體進行展示，這樣不僅能達到實驗目的，還能讓學生了解到更多的實驗方法。

綜上所述，通過以上的研究發現，將信息技術應用到蘇科版初中生物教學中是必然的，將二者進行整合以后，不僅提升了學生的學習積極性，還讓學生對實驗理解得更深刻。

作者：周婧玉 單位：江蘇省昆山市陸家中學

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2建構主義理論

建構主義是出自于認知理論的分支，最早是由認知發展領域最有影響的瑞士著名心理學家皮亞杰在20世紀的60年代提出的，之后經過了杜威、維果斯基的不斷完善。建構主義學習者以自己原有的知識和經驗為基礎,對新信息重新認知與編碼,從而促進對知識的學習。在這個過程中，要在與周圍環境相互作用的過程中逐步建構起對外部世界的認識,從而使個體認知發生心理機制或途徑的同化和順應。構建主義在理論中的應用，可以將學生在學習中的內驅力激發出來，使得學生的學習活動協調增強。建構主義理論強調學生自覺，并且學生要主動去完成,教師適應外界環境的目的是幫助并且促進學生對知識實現建構。傳統“灌輸式”教學束縛了學生的認知，但是建構主義教學理論強調學生的主體地位,倡導以學生為中心,形成積極主動的建構過程。

3建構主義模式下的高中生物信息技術教學優越性

3.1拓展了知識建構方式

知識建構方式主要是通過網絡通信技術在多媒體技術中的運用實現的。生物學的主要研究目的是解決真實的生命現象，直接觀察動態過程可以使教學效果直接明顯。例如，在講自由組合定律的過程中，同源染色體上等位基因分離，非等位基因自由組合的規律學生很難理解，如果在課堂上采用多媒體和網絡技術，教師就可以通過播放、暫停、重播多媒體課件讓學生進行學習，遇到學生在課堂上提出的問題，也可以現場使用網絡通訊技術進行搜索學習。

3.2降低知識建構難度

創建教學情境是建構主義視域下降低知識建構難度的明顯效果。建構主義模式下利于建立真正以學生為主體的教學模式。學生在信息技術教學的條件下，可通過自己的親身感受學習到知識的精髓。例如，當講授“細胞”生理活動的時候，要使學生了解細胞的吸水與失水。整個細胞吸水與失水過程都可通過Flas來顯示，既快捷又簡單，而且因為大屏幕投影，所以學生可以看得明白、看得真切，后排的學生也可以準確觀察到。必要時，有教師的講解教學難點，教學過程就變得簡單了。

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關鍵詞：師范教育改革；生物學信息學；課程建設

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）21-0102-02

隨著教育的發展，教師體制也不斷發生改變，順應發展的趨勢，教師資格證的改革開始不斷推進與完善。2012年《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》精神和教育部部署啟動全國中小學和幼兒園教師資格證改革試點工作，2013年《中小學教師資格考試暫行辦法》出臺并規定：試點啟動后入學的師范專業學生申請中小學教師資格應參加教師資格考試。2015年我國正式實施教師資格證國考制度，并實行五年一個周期的注冊制度。教師資格證制度的變革是對高師院校實施教學改革的促進同時也是對師范生的挑戰。改革制度下更要求提高教師的綜合素質和學生能力的培養，而《生物信息學》所具備的專業性與前沿性正是師范教育對學生著重培養的方向與目標。

《生物信息學》是一門交叉學科，包含了對生物信息的獲取、加工、存儲、分配、分析、解釋等在內的所有方面，運用數學、計算機科學和生物學的各種工具闡明和理解大量數據所包含的生物學意義。隨著大規模的基因組測序工作的開展，生物學數據獲得了大量的積累，生物信息學悄然興起并得以蓬勃發展。生物信息學使學生了解學科前沿和新技術進展，同時培養學生綜合運用知識的能力。但目前多數院校只將其設為選修課程，重視程度很低，而且在教學內容、方法等方面存在一些問題。由于師范教育改革對師范生要求不斷提高，課程的學法和內容也要與時俱進，怎樣建構新的課程體系是高師院校需要解決的問題。

一、課程教學現狀

1.師資力量薄弱。生物信息學不僅對教師專業知識要求高，同時也需要有計算機理論基礎的教師來授課。但目前教授生物信息學課程的教師大多都為其他生物學課程的教師，這些教師往往缺乏專業的生物信息學分析軟件操作訓練和計算機基礎，不能將各學科更好融合。

2.教學方法滯后。生物信息學是一門交叉學科，但教師在教學過程依舊采用傳統教學方法，計算機輔助教學不常見，這種授課方式不僅效果欠佳也沒有發揮此學科的優勢。而且在教學過程中不注重培養學生對生物信息學的重要性的認識，所以學生認為該課程只是理論學科，認識不到其對實踐操作能力的重要和生物數據分析的意義。

3.實踐教學不足。受傳統的教學觀念影響，教師在教學過程中只注重理論教學忽視實踐教學，導致學生所學的理論知識與實踐脫節。因為生物信息學對于網絡高度依賴，但由于受學時限制，課堂教學的內容有限，實踐教學課時數較少，內容也比較簡單，缺乏完善的實踐教學過程，學生也缺乏實際動手操作的能力。

4.考評方案簡單。生物信息學的考核重點是學生對生物信息基本概念的理解，軟件操作的掌握程度及生物數據分析解釋的能力。但一些學校的考試形式還全部是理論知識，缺少實際操作能力的檢驗，這種考評辦法的評價效能差，而且不能體現學科的特點。

二、課程體系建設優化

1.提高教師素質。教師是教學的核心資源，其知識水平和操作技能都會影響教學的效果。提高教師素質首先要對任課教師開展《生物信息學課程教學改革和實踐》專題講座，其次鼓勵教師通過查閱相關文獻，了解課程的特點及發展，組織大家進行討論，再次，也要積極組織教師參加科研活動，提高科研新能力，在科研過程中進一步了解本學科的前沿內容。

2.編寫教學標準。如今的教師專業化不只是強調教師要有扎實的理論知識，更要有實踐能力。所以生物信息學的課程建設改革要組織新的教學內容，合理安排理論學時特別是實驗學時。課程標準對生物信息學的研究內容、現狀和發展前景做具體的介紹，主要對生物信息學的基本概念和基本方法進行講解，重點是分析軟件的操作方法和生物學數據庫的使用方法的講解。

3.改進教學方法。師范教育改革意味著對師范生各方面要求的逐漸提高，學生不能只被動接受知識，所以教師在教學中要利用多媒體輔助進行直觀教學，演示生物學數據庫的瀏覽與檢索，軟件的使用，基因序列的檢索、基因閱讀框架的找尋、序列比對、進化樹的構建等操作。教師也可以提供課件和DNASTAR、DNAMAN、MEGA、BIOEDIT等軟件安裝程序及使用手冊等擴大學生的自學空間，使學生的被動學習變為主動學習，也符合師范教育對學生創造能力、應用能力的培養。

4.教學科研結合。生物信息學教學強調能力的培養，且學科的交叉性也能使學生將所學知識與之結合。教師可以鼓勵學生參與相關課題研究，學校也可以提供機會讓學生參與到創新創業性研究的科研項目中，這樣的學習方式可以激發學生對科研的興趣，鞏固課程中所學到的知識，使學生掌握生物信息學課程的實踐技能，也更好的體現對師范生創新能力培養。

5.優化理論課結構。師范教育提倡以學生為主體的授課方式，所以課堂可以采取不同的學習方式如小組合作或學生講述等以此豐富理論課的教學模式。教師可以提出問題由小組成員討論研究學習，課堂也可以以自講的方式進行學習，學生通過查閱資料了解學科在臨床醫學、藥物產業等方面的應用以及在后基因組時代的主要研究內容等，不僅掌握了前沿知識同時也鍛煉教師技能，對于師范教育培養有很好的促進作用。

6.加強實驗課建設。師范教育在強調師范生理論知識的同時更注重實際的操作能力，所以實驗教學起著越來越重要的作用，在學習中通過生物數據庫的使用，可以提高學生處理生物信息的能力。生物學數據庫均可以通過網絡提供數據檢索服務，學生可以根據理論知識進行相應的實際操作。學院可以進一步開放實驗室，為學生創造動手操作的自學實驗環境。

7.改革考核方法?？荚囀菣z測教學效果的方法，也是促進學生學習的有力手段。如何考核需要制定詳細的評價指標體系。生物信息學的考核改革是在基礎考核之上增加了小組答辯和論文成績。小組答辯以生物信息學在疾病研究中的應用為擬設計命題，培養學生協作收集整理相關文獻并展示其整合分析結果的能力。論文以蛋白質生物信息學分析在藥物靶點挖掘和藥物設計中的應用為題。最后根據論文結構完整性和內容獨創性、條理邏輯性和學術水平進行評分。

三、課程體系構建的進一步設想

進一步利用網絡學習平臺慕課擴展生物信息學的理論深度與新技術發展，學生可以進一步接觸并利用云計算等技術對大數據進行處理，或基于手機客戶端讓學生隨時可以查詢及學習，這樣的構建既是生物信息學課程建設的發展，也是培養學生能力的體現。生物信息學課程建設改革對學生綜合運用知識的能力起到了促進作用，也加強了理論聯系實踐的操作能力。生物信息學能夠培養學生全面掌握生物學知識，對今后選擇生物學科領域的工作有推動作用，也是師范生成為合格人民教師的理論基礎。

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篇（9）

關鍵詞：應用驅動；生物信息學；專業英語

中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）21-0232-02

一、前言

生物信息學是近年新興的一門交叉學科，其研究內容包含了生物信息的獲取、處理、儲存、分發、分析和解釋等在內的所有方面，它綜合運用數學、計算機科學和生物學的各種工具，來闡明和理解大量數據所包含的生物學意義（張春霆，2000）。與其他的生物學專業一樣，該專業要求學生掌握基本的專業英語閱讀和寫作能力；同時，由于是新興專業，其大部分專業資料，包括專業網絡資源、常用軟件和文獻資料等大都是英文，并且對生物學、計算機及數學領域的專業英語詞匯都有一定要求，因此，生物信息學專業對于專業英語的要求比其他專業更高一些。近年，人們陸續提出將任務或項目驅動教學法（周冬菊等，2011）、CBI（Content-based Instruction）專業英語教學法（智慧，2011）等應用于生物類專業英語教學，并強調網絡資源和應用（劉進平等，2011，2013）以及科研文獻（方強&趙威，2014）等在生物類專業英語教學中的作用。重慶郵電大學生物信息學院生物信息學本科專業通過總結不同的教學方法，結合生物信息學專業自身的特點，系統地提出了應用驅動的生物信息學專業英語教學體系，并收到了良好的教學效果。

二、體系構成

應用驅動的生物信息學專業英語教學體系由兩部分組成：①基礎部分，包括大學英語和生物信息學專業英語；②應用部分，包括雙語教學課程、生物信息學網絡資源、生物學軟件及專業文獻資料閱讀及寫作。內容由淺到深，從基礎教學逐步過渡到專業應用。整個體系以應用為驅動和向導，其核心內容是網絡資源查詢、專業軟件使用及專業文獻資料的閱讀及寫作，其形式主要為課程設計、綜合實驗及學生課外科研。

1.大學英語。大學英語教學分為基礎階段和應用提高階段（田志環，2008），大學英語是基礎階段的主要英語教學形式，在高中階段語法學習的基礎上，鞏固提高學生的英語聽、說、讀、寫能力，為后面的應用階段英語教學奠定基礎。

2.專業英語課程。生物信息學專業英語課程是基礎階段到應用提高階段的過渡，其教材根據本專業的特點采用自編教材，內容除生物信息相關內容外，還兼顧生物、計算機和數學（主要是概率統計）等領域。生物信息學專業英語課程內容分三個層次：專業英語，主要是理科專業英語的特點，常用句型；生物類專業英語，主要是了解生物學專業名詞的構詞特點及熟悉常見生物學專業名詞；生物信息學專業英語，了解生物信息學常見的研究領域，熟悉生物信息學專業詞匯。內容從一般到特殊，學生通過該課程的學習初步了解生物信息學專業英語的特點，掌握基本的專業詞匯。

3.雙語教學專業課。生物信息學專業的雙語課程是整個專業英語教學體系的核心，是學生掌握專業英語詞匯的主要途徑。雙語課程包括分子生物學、進化生物學、Perl程序設計等，其教材采用國外原版教材（影印版），教師上課幻燈片主要用英語，講解用英語+漢語，配合學生的課前預習和課后復習，在掌握專業知識的同時，熟悉生物信息學專業詞匯，提高專業英語閱讀能力。

4.網絡資源。隨著生物信息學的快速發展，網絡上英文的生物信息學資源也越來越多，主要包括生物學數據庫、多媒體生物信息學資料（如新一代測序儀介紹等）及公開課視頻資料。網絡生物數據庫如GenBank、UniProt、Ensembl、Pfam、PDB等包含了大量的生物學數據及分析工具，內容系統完整，更新速度快，是生物科研工作者的寶庫，同時也是生物信息學專業英語學習的寶貴資源。這些數據庫的幫助頁面有詳細的資源介紹及使用方法說明，若能仔細閱讀，在學習這些網絡資源的同時，專業英語能力也會有極大的提高。另外，網絡上的很多公開課，如亞利桑那大學的“生物多樣性”、可汗學院的“生物學”及“概率”、麻省理工學院的“生物學導論”等，都是很好的在線學習資源。

5.生物信息學軟件。生物信息學領域很多常用的軟件，如序列比對軟件BLAST、FAST、TeeCoffee、ClustalW/X系統發育分析軟件MEGA、PAUP、PHYLIP、PAML，新一代測序數據分析軟件Velvet、SOAP、Bowtie、BWA等及其他生物信息學領域的很多軟件的界面及幫助文檔都是英文，在掌握使用這些軟件的同時，也可以熟悉相關領域的英文專業詞匯。

6.專業文獻資料閱讀。在學生的生物信息學課程設計、生物信息學綜合實驗、畢業設計、科研班及創新實驗等課程及活動中，需要閱讀適量的英文文獻。在前面掌握了一定量的專業詞匯的基礎上，通過英文文獻資料的閱讀，進一步提高了學生的專業英語閱讀水平，并初步掌握生物信息學專業英語寫作的基本要求，對于學生以后的研究生階段的學習或專業相關工作奠定了專業英語基礎。

三、教學效果

專業英語學習的最終目的是應用，主要包括專業英語文獻資料的閱讀及論文寫作，因此，對于教學效果也主要從閱讀和寫作兩方面進行評價。

1.專業英語閱讀。經過幾年系統的專業英語學習，學生從入學時覺得專業英語神秘莫測，看到英文資料就跳過，到畢業時能比較順利地閱讀專業文獻資料，查詢GenBank等英文專業數據庫，也不再害怕使用英文界面的專業軟件。

2.專業英語寫作。在專業英語閱讀能力提高的基礎上，學生的專業英語寫作能力也有了較大提高。尤其是科研班的同學，基本上可以用英語將自己的科研工作總結成論文初稿，畢業論文中的英文摘要也較少出現語法和拼寫錯誤。

經過四年的學習，學生生物信息學專業英語的閱讀和寫作能力都有了較大提高，為進一步的學習和工作打下了良好的基礎。

四、結語

該體系以應用為導向，從基礎到應用，由易到難，主要培養學生的生物信息學專業英語閱讀能力，兼顧專業英語寫作訓練，取得了較好的效果。英語的學習是一個積累與逐步提高的過程，專業英語更是如此，尤其是專業詞匯的積累需要大量的閱讀與寫作實踐。因此，要使學生學好專業英語，僅靠開幾門課是遠遠不夠的。學生通過課程設計及生物信息學綜合實驗等應用性課程及課外科研活動，在掌握了專業知識的同時提高了專業英語閱讀和寫作能力，為進一步深造打下基礎。

參考文獻：

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篇（10）

2l世紀是高科技發展的世紀，隨著人類基因組計劃的完成、遺傳語言的破譯、生物大分子的功能與結構研究，一門嶄新的、擁有巨大發展潛力的新的學科生物信息學悄然興起并得以蓬勃發展。生物信息學已成為分子生物學家和從事生物學研究和學習的科研人員、教師和學生的必備工具。在生物信息學開設條件尚不成熟的情況下，目前還沒有完善的教學模式，如何在高校進行生物信息學教學則亟需探索。為此，筆者根據幾年的生物信息學教學實踐，提出幾點見解，期盼能“拋磚引玉”，引起同行專家學者的關注，由此推動生物信息學教學質量的提高。

1生物信息學概述

生物信息學(Bioinformatics)是生物學、數學和計算機科學交叉所形成的一門新興學科，它主要運用信息科學和計算機手段通過數據分析和處理．揭示海量數據間的內在聯系和生物學含義，進而提煉有用的生物學知識。諾貝爾獎獲得者W．Gilbert在1991年曾經指出：“傳統生物學解決問題的方式是實驗的?，F在，基于全部基因都將知曉，并以電子可操作的方式駐留在數據庫中，新的生物學研究模式的出發點應是理論的，一個科學家將從理論推測出發，然后再回到實驗中去追蹤或驗證這些理論假設”。該論點預示了生物信息學在生物科學中的重要地位。

生物信息學的最大特點；一是數據庫龐雜，僅人類基因組一項，就大約有3．0×l0個A、G、C、T構成：二是操作主要在網絡環境中運行，通過網絡強大的搜索功能實現數據儲存、檢索和分析；三是由于是一門由計算機技術、數學、生物學等多學科綜合交叉產物．它的理論及內容尚在不斷地完善與更新中。

2教學現狀

2．1缺乏合格的生物信息學師資，教師隊伍的整體數量和質量與我國生物信息學教育快速發展的規模極不相稱。

2．2對生物信息學專業人才培養的認識各異，造成課程設置不合理。我國高等教育的傳統模式在創新性人才和交叉學科人才的培養方面本身就存在不少薄弱環節，如何通過生物信息學專業課程教學與實踐加強學生的研究能力，從而加快培養不同專業背景的“復合型”人才是擺在我們面前的一項艱巨任務

2．3生物信息學教育與其他專業的合作還有待加強。盡管生物信息學是一門新興學科，但與其他專業之間存在不少聯系?，F階段的問題是不同專業學科的教師之間缺乏交流與合作，難以滿足生物信息學教學的需求。

2．4在教學方法上．重視系統知識的傳授和授課計劃的完成，而忽視學生能力和素質的培養。此外，缺乏理論教學與實驗教學的有機整合，實驗教學只是以驗證理論為目的，內容單一，無創新點，忽視了對學生實際操作能力的培養。

2．5教學中還缺乏適合的理論和實驗教材。授權影印國外原版教科書和翻譯書籍仍占主導地位，而國人自編的教材寥寥無幾。例如，我們在教學實踐中已深感到《基礎生物信息學及其應用》一書已不能滿足實際教學工作的需要，但由于種種原因．修訂版遲遲未能完成。此外，系統性也是目前生物信息學教材中普遍存在的一個問題。

3創新教學模式探討

作為教學論三大流派之一的建構主義認為：學生在現實世界的真實環境中去感受和體驗該知識所反映事物的性質、規律以及該事物與其他事物之間聯系，通過學生的自主學習和協助學習，來完成對所學知識的意義建構。多媒體計算機和網絡通信技術的發展，為建構主義學習環境提供了理想認知工具．能更有效地促進學生的認知發展。基于其他學科的成功教學模式。結合生物信息學課程特點，筆者提出“一個中心，兩者結合”的教學模式。即“以知識為中心，理論教學與實驗教學有機結合”。突出學生的主體地位，強化了個性教育。

3。1知識定位為中心以教學活動的真正對象——知識定位為中心．在不同的具體教學活動中教師與學生的“主角”與“配角”地位相互轉換．即在某些教學環節中，教師是知識建構的主角，學生當配角，而在另一些教學環節中，則相反。同時，針對不同的教學內容和教學需要．采取不同的教學方法。生物信息學是一門多學科交叉的科學，涉及的知識面即深又廣，學生進行獨立自學的難度很大。尤其是生物信息學中的相關數學知識，諸如隱馬爾科夫鏈、動態規劃算法和幾何拓撲理論等，在教學中則需采用教師主導的傳統講授方法。

課堂教學受學時的限制，通過探究式方法，引導學生利用課余時間拓展知識，是不可或缺的教學方法，其教學過程大致分為3個步驟：首先確立教學目標，目標可以由教師設定，也可以是學生所感興趣的內容。如：玉米基因組SSR引物設計，這類問題一般無法找到現成答案．必須通過學生自己去查閱和檢索相關數據庫后綜合分析才可得到。其次進行分組．對一個嶄新事物的認識單靠個人智慧的力量往往難以全面兼顧，需要集體的智慧。分組就是將學生隨機分組．以組為單位去檢索相關基因和蛋白質數據庫。如何使用檢索工具、哪些數據庫需要檢索、哪些指標是可以限定、哪些地方不可以忽略等方面的問題，指導教師可給予一定的啟發提示和幫助，但不能替代完成。最后集中討論，由小組成員圍繞指定的問題，如SSR引物，則本著資源共享的原則，陳述檢索過程、分析結果，并就檢索過程中存在的問題及技巧進行共同討論，最后由指導教師就檢索結果進行取舍、總結，對學生的學習情況作出點評。并提出改進意見及進一步要求。

3．2理論教學與實驗教學的有機整合

3．2．1通過生物數據庫的使用，提高學生處理生物信息的能力由于大型服務器和計算機的參與，分子生物學對生物分子(主要是核酸和蛋白質)研究工作的效率大大提高。到目前為止，生物學數據庫總數已達500個以上，在DNA序列方面有GenBank、EMBL和DDBJ等；在蛋白質一級結構方面有SWISS—PROT、PIR和MIPS等：在蛋白質和其他生物大分子的結構方面有PDB等：在蛋白質結構分類方面有SCOP和CATH等．各數據庫均通過Intemet提供多種形式的數據檢索服務。例如：NCBI—Gen．Bank數據庫就提供Retrieve(Email)，Entrez(Web集成信息檢索)及Query(Email集成檢索)等多種方式的檢索服務。這類檢索服務是生物數據庫所能提供的多種服務中最基本的信息共享和應用服務．也是生物專業學生和科研工作者經常使用的。

3．2．2通過序列比對軟件的開發．增強學生使用生物信息處理軟件的能力將未知序列同整個數據庫中的已知序列進行比較分析是研究者手中的一個強有力的研究手段。對2個物種進行全基因組序列比較已不再是一個夢想．進行序列比較的目的之一是判斷2個序列之間是否具有足夠的相似性，從而判定二者之間是否具有同源性。在世界各地，科學家每天都要進行成千上萬次的序列比對和數據庫搜索。實驗操作中通過序列比對軟件開發的培訓，使學生熟練掌握生物信息處理軟件．并能編制解決相關問題的小軟件。

3．2．3運用生物信息學相關知識，提高學生獲取蛋白質信息的能力由于構成蛋白質的20種氨基酸化學構造上的差別遠遠大于構成核酸的4種堿基的差別。因而蛋白質在結構和功能上存在更大的多樣性。目前實驗方法獲取蛋白質結構信息仍然需要大量的時間，而且對技術和技巧都有很高的要求。越來越多的蛋白質在測定空間結構后尚不清楚其生物功能，因此蛋白質功能預測日益受到重視。預測的方法是目前提供蛋白質結構及功能信息的重要方法。蛋白質結構與功能的復雜性必須借助生物信息學的技術手段才能更好的闡明，通過對生物信息學的學習和掌握，可使學生更多更快地了解蛋白質的信息。

3．2．4優化實驗教學內容，發揮網絡教學優勢生物信息學實驗教學主要是針對海量生物數據處理與分析的實際需要，培養學生綜合運用生物信息學知識和方法進行生物信息提取、儲存、處理、分析的能力．提高學生應用理論知識解決問題的能力和獨立思考、綜合分析的能力。生物信息學實驗教學內容的選擇與安排應按照循序漸進的原則．針對特定的典型性的生物信息學問題設計，以綜合性、設計性實驗內容為主，明確目的要求，突出重點，充分發揮學生的主觀能動性和探索精神，以激發學生學習的主動性和創造性為出發點，加強學生創新精神和實驗能力的培養。

篇（11）

生物信息學是生物學、計算機科學、信息科學、數學等多學科交叉融合的新興學科，可培養學生綜合運用知識解決科學問題的思維水平和能力，學科內容具有極強的前沿性、開放性、實踐性和探索性，有助于培養寬口徑、厚基礎、創造性、應用型的專業人才[1-2]。但因生物信息學的知識龐博、原理抽象，使得該課程不能采用傳統的教學模式進行教學，現行的課程教學方法尚未完善，需根據不同學校、不同專業的發展定位和學生培養目標有針對性地設計和開展課程教學。浙江大學寧波理工學院生物工程和生物技術為工科專業，以培養高水平的應用型人才為目標。近幾年開設了生物信息學課程，通過不斷的課程教學改革和實踐，筆者發現影響教學效果的多方面因素，包括地方院校生物信息課程授課過程中的共性問題[3]。逐步對課程目標、教學內容、教學方法和考核方法等方面進行了有益探索，探索適合工科專業學生的生物信息學課堂教學模式。通過努力，初步解決了浙江大學工科大學生的生物信息學課堂教學的主要問題，有效提高課程教學效果，同時也獲得了一些經驗和認識。

1工科專業的生物信息學課程教學問題

1.1課程教學內容新穎繁多，與專業課程體系設計不匹配

生物信息學作為一門新興的交叉學科，要求學生了解、掌握的基礎知識非常多，但學校側重于工程人才培養，工科應用課程多，生物基礎知識薄弱，且將生物信息學作為專業選修課，僅安排24學時的授課時間，這就形成教學內容新穎繁多與專業課程體系安排設計不匹配，難以有效利用已學知識對這個綜合性新興學科課程進行全面學習，部分大學生還因學無所成或跟不上授課進程而產生厭學情緒。

1.2授課學時短，教學和考核模式落后

生物信息學知識龐博、原理抽象、實踐性強，但因課程授課學時嚴重不足，課堂教學通常以理論教學為主，采用以教師講授為主體的傳授式教學方法，幻燈片課件展示容量很大，學生缺少足夠的時間思考和消化，常感到學習千頭萬緒，不得要領。傳統教學方式無法滿足該課程教學需求，在生物信息學教學中存在較大局限性。在傳統教學方法下，課程考核仍以卷面形式進行，忽視實踐技能，不能有效考查大學生的學習效果。因此，傳統教學和考核方法忽視了該課程前沿性、實踐性強的特點，使學生失去了主動思考和積極創新的動力和機會。

1.3教學資源不充足，教材選擇困難

生物信息學作為一門新興學科，教學資源不充足成為普遍現象。生物信息學教材在教學內容的新穎性、時效性和對各專業的適用性等方面有所欠缺，例如一些數據庫及軟件總在不停更新，教材內容有比較大的滯后性。由于高校開設該課程的時間通常較晚，適用于工科專業的生物信息學教學資源，如教學教案、多媒體課件、教學視頻等尤為欠缺。同時，由于生物信息學課程的前沿性，與生物信息學有關的網頁大部分都是英文，工科大學生的生物信息學專業詞匯極其匱乏，開展實踐教學時學生學習非常吃力，甚至造成學生學習困難，教學效果比較差。

2工科專業的生物信息學課程教學改革

2.1根據專業特點改革教學內容

結合工科專業特點及培養特色，選用相對簡潔，基礎知識與實踐應用相結合的教材，如陳銘編寫《生物信息學（第二版）》等。同時不拘泥于教材，針對具體講授情況進行有機取舍和補充，合理制訂教學方案。比如，對浙江大學生物工程專業的本科生來說，生物信息學更多的是一種輔助分析工具，不需要深入學習數據庫的構建方法、軟件算法等基礎知識，更多的是培養他們應用生物信息學技術和思維方法來服務本專業知識的能力。因此，大力引入實踐教學，大幅度壓縮理論教學，理論教學和實踐上機操作時間基本按等比例分配。改革后的理論教學內容包括生物數據庫及其信息檢索、序列比對與分子進化、核酸序列分析、蛋白質性質和結構分析、基因組信息學、蛋白質組信息學等；實踐教學引入了常用生物信息學數據庫的應用、核酸和蛋白質序列的進化分析、DNA序列的信息學和功能分析、蛋白質序列分析和結構預測、常用生物軟件的應用、綜合實驗等。該教學計劃不僅使學生有效學習生物信息學的理論和技術，還可使學生深刻體會和貫通一些生物化學、分子生物學、基因工程等生物課程的知識，夯實了工科大學生的生物學基礎理論知識，為學生開展專業相關的實踐創新項目和后續畢業論文設計提供技術支持。

2.2革新基于多媒體的互聯網教學方法

多媒體網絡教室借助于計算機網絡和多媒體技術，輕松實現生物信息學理論講授、數據庫搜索及軟件應用演示，便于師生課堂交流，增強學生的教學參與意識[4]。再加上大多生物信息學數據庫及軟件工具在因特網上免費提供，引導學生充分利用這些網絡資源尤為重要。因此，必須建立有效的基于多媒體的生物信息學互聯網教學方法，給大學生提供更多動手操作機會，改善學習效果，充分體現生物信息學的實踐性。基于此，將每個生物信息學教學主題的課堂講授內容分為2部分：一是用幻燈片進行理論知識講授和操作演示，二是指導學生利用豐富的網絡資源和軟件工具完成相關上機實習，引導學生進行探索式練習，培養主動學習的習慣。例如在GenBank數據庫教學活動中，首先用幻燈片講授該數據庫的簡要情況；接著演示GenBank數據庫的搜索方法和搜索結果的要點，結合搜索內容講解核酸及蛋白序列的格式、主要字段的含義、序列下載的方式；最后，布置相關上機操作內容，由學生上機操作該數據的搜索，并對搜索到的序列進行解讀，教師全程指導解疑。另外，為擺脫該課程學時短的限制，結合教學內容適量安排課后作業，鼓勵學生利用課余時間上機操作，鞏固和拓展生物信息學知識。這樣的教學方式簡明扼要，既節約了課堂時間，還教會了學生主動獲取信息的手段。

2.3開設創新型開放性實驗

生物信息學課程的開放性和前沿性可以開拓學生的視野，幫助開發新的思維方式。因此，在生物信息學實踐環節增設創新型開放性實驗[5]，綜合采取啟發式、研討式、運用式等教學方法[6]，強調大學生的創新思維、實踐動手能力的培養，有效調動學生的學習興趣。新型開放性實驗包括演示實驗實例模塊和綜合研究實驗模塊，讓學生自己提出問題、設計和探索解決方案，引導學生獨立思考、大膽動手，充分發揮學生的主動性和創造性，培養學生發現問題、綜合分析處理問題、信息的收集和整理、創造性思維等獨立動手能力以及團結協作能力。就綜合實驗模塊而言，例如，學生想研究自己感興趣的一個基因，要求學生獨立查找相關文獻和資料，收集和分析核酸、蛋白質序列及其同源性關系，預測該基因的結構、功能，最后總結這個實驗過程并分析實驗結果，撰寫一份實驗報告。通過創新型開放性實驗訓練，可以全方位、多角度、重能力地訓練學生的綜合素質。

2.4制訂理論與實踐并重的教學效果考核方法

根據新的教學內容和模式，積極改革生物信息學考核方式，制定理論和實踐并重的考核制度，增強考察大學生對生物信息分析的基本技能的掌握程度以及對結果的分析能力。例如，課程的學生總評成績由平時成績和期末成績組成，分別占25%和75%。期末成績評定由理論考核和上機考核組成，比例分別占40%和35%。上機考核包括2部分：一是針對課堂教學內容隨堂布置上機作業，讓學生深化理論教學和演示實驗教學的學習，評定學生作業成績；二是讓學生選定感興趣的研究課題或教師設定研究主題，學生結合所學生物信息學知識，獨立制訂完整的研究方案，通過上機操作完成方案中的生物信息學操作，并對結果進行解讀，形成一份實驗報告，教師評定學生的報告成績。通過這種考核可以全面評定學生的學習效果，促進學生主動學習，同時還可以準確發現教學過程中存在的問題，為課程教學的進一步優化提供指導。

3結語

根據生物信息學課程特點，針對工科專業培養特點，結合近年來筆者的課程教學實踐，精心選擇教學內容，突出并合理組織實踐教學，注重培養大學生的核心技能；充分采用基于多媒體的互聯網絡教學，增設創新型開放性實驗，構建多樣性教學方法，強調學生的創新思維、實踐動手能力的培養；注重教學效果評價，制訂突出實踐能力的考核方法，促進學生主動學習能力。通過這些教學改革和實踐，逐步探索適合工科大學生的生物信息學課堂教學模式，有效提高課堂教學效果，切實增強學生的專業知識和技能。

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