生物技术专业生物信息学课程教学的改革与实践研究

张振旺　李梦茜

摘要 在生物技术的飞速发展，生物信息学在生物技术等生命科学研究领域的重要性日益显现的背景下，探讨了生物技术专业生物信息学课程的改革与实践问题。

关键词 生物技术；生物信息学；教学改革

中图分类号 S-01 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）11-03453-02

Abstract Bioinformatics has been increasingly importance in the field of life science research with the rapid development of the biotechnology， the reform and practice of bioinformatics in biotechnology major was discussed.

Key words Biotechnology； Bioinformatics； Educational reform

生物信息学是生物学、信息科学及数学的交叉学科，是从事对基因组研究相关的生物信息的获取、加工、储存、分析和解释，是当今科学学科领域中最具发展前景的学科之一[1-2]。生物信息学分析实践是生物技术专业的一门选修课程。这门课程十分注重学科交叉和融汇，运用各类生物学软件和数据库等信息工具对核酸序列、蛋白质序列进行分析，启发学生综合运用数学、物理、生物科学和计算机工程知识的能力，拓宽其基本技能，使其了解学科最新进展，培养生命科学、计算科学、数理科学等跨越不同领域人才的素质和意识，为生物科学及其他领域的深造奠定基础[3]。

河池学院化学与生物工程学院2005年开设了生物技术专业，以基因工程及其在生物技术中的应用为基础，应用生物信息和生物技术等，培养具有国内区域竞争能力和创新能力的高层次技术性专业人才。虽然生物信息学分析实践是生物技术专业的选修课程，但其在学科建设中的地位和影响是十分突出的。另外，化学与生物工程学院为扩大学科交叉，拓展学生知识，培养学生创造性研究的兴趣，提高学生利用信息技术解决交叉学科领域问题的能力，拟面向全校本科生开设生物信息学选修课程。生物教育学界生物信息学人才紧缺的现象非常严重，为进一步完善教学体制和提高教育水平，河池学院利用现有条件，不断努力对生物信息学课程的教学方法与方式进行创新和改革。笔者以分析目前生物信息学课程中存在的关键问题进行课程教学方法的改革与创新，以达到提高教学效果和质量的目的。

1 课程教学中的问题

1.1 教学设备和手段落后 生物信息学教学普遍采用普通教室多媒体讲授，而生物信息学课程是一个实践操作课，学生经常要动手操作。普通多媒体教学与实践操作教学相脱节。传统的讲授很难与实践教学效果相比，如学生虽然接受过生物信息学知识教育，但其在亲自操作时会遇到很多预想不到的问题，使学生不能学以致用。

1.2 教学方式落后 国内外知名高校的生物信息学教学方式普遍采用英文教学，因英文教学生物信息学可以更加贴切地表达各种名词的含义。但国内普通高校的生物信息学教学很少使用英语。英语教学与专业教学得不到衔接。

1.3 教学内容滞后 由于生物信息学发展日新月异，各种数据库和软件的更新换代非常频繁，而国内相关教材更新较慢，课堂内容涵盖的知识面和知识点相对减缩，而且一些前沿的数据和先进软件没有讲授，这些对学生的发展和生物信息知识的合理运用极为不利，同时制约了生物信息学教学的发展。

1.4 人才匮乏 生物信息学是一门崭新的交叉学科，综合利用计算机学、生物学和数学等诸多学科。而目前能胜任生物信息学教学任务的老师十分匮乏，教授该学科的教师多为生物学老师，而大多数生物学老师对计算机和数学的研究相对较少，不能够完全胜任生物信息学的教学任务。可见，该学科的师资力量很薄弱。

1.5 教学和科研成果少 传统教学方法没能丰富学生的生物信息学知识，没能进行实践教学，并且没有深入分析教学不足，也没有进一步研究教学改革方案，致使生物信息学的教学成果很不理想；另外，生物信息学的基本技术没有充分运用到生物技术试验当中，生物信息学技术对于科研的作用没有得到体现，导致生物信息学的教学成果不理想。

2 生物信息学教学改革与实践

2.1 教学设备和方式改革

2.1.1 更新和完善多媒体教学。在现有设备的基础上，充分发动学生自带计算机，同时向学校申请采购计算机用于教学，在教学区域安装网络信号发射器，不断进行改进和完善，这样学生可以在教学过程中进行实践。在生物信息学实践教学中，能够充分利用网络交互的特点，实现理论和实践的相互转化。自行开发制作一套丰富的多媒体课件，使抽象的生物信息学知识可以更加形象地展现出来，进一步提高学生的学习兴趣和对知识的理解程度。此外，还可以利用网上教学平台将教学内容、最新分析软件等传递给学生，学生也可以通过网络将实践报告、意见和建议等反馈给教师，教师和学生利用计算机共同完成生物信息学理论知识和实践的操作。

2.1.2 实行英文教学。在国内大学生物信息学教育中运用英文教学是十分必要的。生物信息学英文教学能够与国内外知名大学接轨，使课程教学进一步规范化。部分课程教学的规范化能够引导其他课程教学。目前，生物信息学英语教学的学科知识目标、语言目标和思维目标都已确定。教材和教学课件全部选用英文，并采用全英文授课方式。生物信息学已经是一个全球化的学科，运用英文教学的宗旨是使学生能够更恰当地接受最新的生物信息学知识。

2.2 培养和引进人才 教师教学水平的高低对于教学效果的影响十分明显。因此，应支持和鼓励年轻教师到国内外知名高校学习和进修，提高自身的知识素质与技能；同时提供丰厚条件引进生物信息学高层次人才，这样不但丰富了师资力量，而且还能够指导年轻老师进一步学习。另外，应加强学科建设及与兄弟学科的相互合作交流，使该课程组教师的教学和科研成果得到进一步深化。

2.3 教学内容改革 普通教学内容包括数据库检索、引物设计、测序及结果分析、基因识别及基因组分析，核酸序列分析，蛋白质序列分析和分子进化与系统发育分析。生物信息学日新月异，这些基础内容和数据库时刻发生着变化，因此运用信息检索技术已成为教学改革的重要内容之一。改革后的生物信息学除了包含经典生物信息课程，还把现代生物信息检索技术列入教学内容，并作为生物信息学教学的重中之重。运用最新检索工具和软件，并配有大量检索实例，指导学生搜索相关信息，这种方法增强了学生对综合知识的运用能力。

3 结语

生物信息学是一门年轻且快速上升的学科，该课程在高校教学中尚未形成成熟的课程体系，因此教师教学改革尚存很大空间。在生物信息学教学中，重点强调学生的创新思维、实践动手能力的培养，采用启蒙式、研讨式、运用式等生动形象的教学方法。教学实践证明，上述教学改革能较好地完成该课程的教学目的，有效提高学生的学习积极性、实践操作能力、解决实际问题的综合应用能力及创新能力，并受到学生的普遍欢迎。

参考文献

[1]

高亚梅，韩毅强.《生物信息学》本科教学初探[J].生物信息学，2007，5（1）：46-48.

[2] 牛永东.医学生物信息学教学模式的初步探讨[J].医学理论与实践，2006，19（1）：112-113.

[3] 胡娜，常军，徐玲.生物信息学教学改革与探索[J].安徽农业科学，2010，38（3）：1588-1589.