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
中圖分類號：G4 文獻標(biāo)識碼：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保枰獙W(xué)生們花費大量的時間去記憶相關(guān)的知識要點，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”，對生物的學(xué)習(xí)喪失信心，沒有學(xué)習(xí)熱情，導(dǎo)致理綜的分數(shù)總體偏低。由此可見，有一個合理有效、積極向上的生物學(xué)習(xí)方法是相當(dāng)?shù)谋匾纱耍疚奈抑饕透咧猩锏膶W(xué)習(xí)方法做一定程度的探究。
就我個人而言，生物是高中理科課程中相對而言比較簡單、容易理解也比較容易提高的科目，只要有一個合適自己的生物學(xué)習(xí)方法以及一個良好的科目學(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)綱基本沒有大的方面的變化，但是在考查學(xué)生動手能力的要求有了很大的改變，對學(xué)生的動手能力的要求有了明顯的提高，需要學(xué)生們走進實驗室自己動手解決相關(guān)的問題，并且會對學(xué)生的實驗?zāi)芰M行相應(yīng)的成績評估和考核。
因此，作為生物老師，我會帶領(lǐng)學(xué)生在新課改的背景下改進生物學(xué)習(xí)的方法，努力讓學(xué)生們能真正的愛上生物，從根本上提高學(xué)生們自己的生物素養(yǎng)。
一、改進方法，增強自主
傳統(tǒng)的高中生物的教學(xué)方法都是“老師講授，學(xué)生聽講”的模式，這種模式既存在其應(yīng)有的優(yōu)勢，又有他的不足之處。優(yōu)勢是：作為理科生學(xué)習(xí)理科類課程在自主學(xué)習(xí)階段有一定的難度，尤其是像生物這類看書本容易而理解時大部分學(xué)生的知識面太窄，分析問題不全面，導(dǎo)致學(xué)習(xí)過程效果不好或者完全沒有效果，經(jīng)過老師的講解后，學(xué)生們理解起來會更加的容易;但是也帶來了不小的壞處：這只會讓學(xué)生們更加的依賴老師，自主學(xué)習(xí)能力明顯不足，讓學(xué)生們的學(xué)習(xí)能力直線下降。因此，為了長遠考慮，學(xué)生們還應(yīng)該提高自身的學(xué)習(xí)能力，改進目前的學(xué)習(xí)方法，增強自己的自主學(xué)習(xí)能力。
學(xué)生們需要在老師的帶領(lǐng)下逐步擺脫對老師的依賴。而老師的首要任務(wù)就是制定一個適合學(xué)生們使用并且學(xué)生們樂于使用的生物學(xué)習(xí)方法。該種方法既不能過于偏離學(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)上加以老師的專業(yè)知識傳授與分析，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I(yè)知識刻進腦海。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的方式，看似對于學(xué)習(xí)沒有任何的幫助，實則并不是這樣。通過將班上的學(xué)生分成若干個小組，考慮到學(xué)生們本身的生物專業(yè)知識水平，進行綜合考慮，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)，共同促進整個小組的進步;同時，不同的學(xué)習(xí)小組之間相互競爭，相互督促，達到讓整個班級共同進步的目的。
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一步的大的行動。因此，單元總的預(yù)習(xí)提綱和復(fù)習(xí)提綱必不可少。
在一單元開始之前向?qū)W生下發(fā)單元預(yù)習(xí)提綱，讓學(xué)生們在預(yù)習(xí)過程中有明確的目標(biāo)，明白自己應(yīng)該達到某種預(yù)習(xí)水平;在一單元結(jié)束之后要及時下發(fā)單元復(fù)習(xí)提綱，讓學(xué)習(xí)小組及時督促小組成員進行相應(yīng)內(nèi)容的復(fù)習(xí)并且在內(nèi)容上需要及時過關(guān)。
要想徹底地擺脫“背誦生物”學(xué)習(xí)模式的束縛，就一定要做到“一周一個小復(fù)習(xí)，三周一個大復(fù)習(xí)，一個月一個總復(fù)習(xí)”。及時復(fù)習(xí)絕對是一個熟記相關(guān)理論知識的好方法，被稱為“零星記憶法”。利用平時時間將大部分的知識熟記于心，將知識的脈絡(luò)摸清楚，將知識的整體框架弄明白，在考試時，只需要記憶平時記得不牢或者沒有記到的細節(jié)內(nèi)容即可。
二、學(xué)會動手，鞏固知識
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，要“學(xué)以致用”――走進生物實驗室。俗話說;“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準”，只有親自實驗過，才能真正的了解自己是否真的已經(jīng)掌握書本理論知識。
同時，通過實驗可以鍛煉學(xué)生們的動手能力，以及基本的實驗儀器操作能力。融合課本上的理論知識，也讓學(xué)生們在實踐中回顧了課本知識，讓理論知識來解決實際問題。并且，若是實驗結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差，或者實驗結(jié)果完全錯誤，則是需要學(xué)生們自己進行相應(yīng)的實驗結(jié)果分析，找出問題的原因，經(jīng)過綜合考慮，得出答案后，再進行一次的修訂版的實驗，觀察能否得到相應(yīng)的實驗結(jié)果。
如果還是不能得出正確的實驗結(jié)果，則需要在求助于老師之后重復(fù)操作實驗。這不僅僅是實驗?zāi)芰Φ腻憻捀欠治鰧嶋H問題并且解決實際問題能力的鍛煉。
在此過程中，學(xué)生們通過大腦的回憶，進一步加深了課本理論知識的印象。并且，作為生物老師，我強烈建議學(xué)生們在進行生物實驗的過程中能夠清晰的記住實驗的步驟以及實驗過程，為以后的理論知識復(fù)習(xí)留下好的資料。
同時，在實驗操作過程中，學(xué)生們需要清楚的記得實驗的目的以及實驗原理，并且學(xué)生們可以在老師的指導(dǎo)之后，能夠?qū)懗鱿鄳?yīng)的實驗報告，實事求是的列出所有的實驗結(jié)果并對所有對相應(yīng)出錯的實驗結(jié)果進行分析;若是實驗結(jié)論沒有大的問題的同學(xué)則需要列出實驗操作過程中的注意事項，力爭將整個實驗過程刻進腦海，為理論知識提供標(biāo)準。
讓學(xué)生們放下手中的課本走進實驗室是一個激發(fā)學(xué)生們學(xué)習(xí)生物熱情的好方法，不僅是滿足了學(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，也不再知識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，不會再埋頭苦思、冥思苦想的想象實驗過程究竟是怎樣的。
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的傳授，并沒有注重讓學(xué)生參與更多的實踐課程，導(dǎo)致學(xué)生對理論知識的學(xué)習(xí)僅僅依靠死記硬背。
2.教學(xué)方法沒有得到改進。
就我國目前的高中教學(xué)環(huán)境來說，教師們?yōu)榱吮M快完成教學(xué)任務(wù)，對于教學(xué)方法方面注重得較少，導(dǎo)致很多教師在教學(xué)方法上沒有很大的改進。在筆者所進行的調(diào)查中，其中有73.1%的學(xué)生認為，如果教師所應(yīng)用的教學(xué)方法更加多樣化，他們會更加喜歡生物學(xué)習(xí)，對于生物學(xué)習(xí)的熱情度也會更高。教師這樣注重結(jié)果的教學(xué)方式只會讓學(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行應(yīng)用，對于高中生物來說，同樣如此。但是，當(dāng)前教師對于生物教學(xué)活動的開展，主要圍繞課堂教學(xué)展開，對于其與生活的聯(lián)系則較少涉及。在筆者的調(diào)查中，僅有50.1%的學(xué)生認為教師在生物教學(xué)的過程中，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)的改進方法
1.增加實驗教學(xué)內(nèi)容。
生物的學(xué)習(xí)離不開實驗，而實驗也成為生物學(xué)習(xí)過程中非常重要的一個方法。實驗教學(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，實驗教學(xué)能夠讓學(xué)生親自走進“生物”中，進行實驗操作，能夠培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力，讓學(xué)生通過認真的觀察和研究對生物知識進行總結(jié)和記憶。例如，在學(xué)習(xí)細胞膜的有關(guān)知識時，筆者讓學(xué)生在顯微鏡底下對細胞進行觀察，并讓學(xué)生對植物的細胞壁進行解剖，從而能夠切實看到真正的植物結(jié)構(gòu)，這樣再結(jié)合學(xué)生所觀察的圖像進行細胞膜的講解，就可避免學(xué)生因為其抽象的理論知識而感覺枯燥，學(xué)生對于生物學(xué)習(xí)的內(nèi)容也會更加有興趣。
2.改進教學(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)無法滿足學(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)動學(xué)生學(xué)習(xí)生物的主動性，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中形成創(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)生對生物有更加深刻的認識和了解，并促進其自覺地投入到生物的學(xué)習(xí)中。例如，在進行葉綠體知識點教學(xué)時，筆者首先讓學(xué)生們對植物進行觀察，而后提問：植物中哪部分的葉綠體較多？哪部分的葉綠體較少？為什么會發(fā)生這種情況？讓學(xué)生們帶著問題在顯微鏡下對植物的葉綠體形狀、狀態(tài)進行觀察，從而培養(yǎng)學(xué)生勤于思考的習(xí)慣，也讓學(xué)生們能夠積極主動地進行自主學(xué)習(xí)。
3.加強與生活的聯(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
中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：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)、計算科學(xué)交叉形成的前沿學(xué)科，主要通過研發(fā)并應(yīng)用計算機技術(shù)及數(shù)學(xué)與統(tǒng)計方法，對海量生物數(shù)據(jù)進行管理、整合、分析、建模，從而解決重要的生物學(xué)問題，闡明新的生物學(xué)規(guī)律，獲得傳統(tǒng)生物學(xué)手段無法獲得的創(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)工作對提高生物信息學(xué)研究水平具有重要的理論和實踐意義。
隨著高通量測序數(shù)據(jù)的大量出現(xiàn)，生命科學(xué)已經(jīng)進入到大數(shù)據(jù)時代，生物信息學(xué)研究的重點將轉(zhuǎn)移到組學(xué)的研究上。相應(yīng)地，生物信息學(xué)教學(xué)的重點也要從單個基因的分析轉(zhuǎn)向多個基因甚至在組學(xué)水平的分析。在生物大數(shù)據(jù)背景下，對生物信息學(xué)專業(yè)的人才需求也將越來越大。本文結(jié)合生物大數(shù)據(jù)的特點和教學(xué)經(jīng)驗，談?wù)勀壳吧镄畔W(xué)教學(xué)中存在的問題，并針對這些問題提出自己的建議和方法。
二、生物大數(shù)據(jù)的特點
“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、有價值等特點。生物大數(shù)據(jù)不僅帶有“大數(shù)據(jù)”的特點，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)達到EB量級，完整的人體基因組有約30億個堿基對，個體化基因組差異達6百萬堿基。同時由于高通量測序成本的下降，目前大量的生物物種得以全基因組范圍的基因組從頭測序、重測序以及轉(zhuǎn)錄組測序，積累了大量的生物數(shù)據(jù)。
2.數(shù)據(jù)種類多：由于測序儀器種類繁多，產(chǎn)生的測序數(shù)據(jù)格式也各不相同。除高通量測序產(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)錄組測序的信息。尤其是隨著新一代測序技術(shù)的發(fā)展，更大數(shù)量級的基因組數(shù)據(jù)產(chǎn)出日漸增加――每臺高通量的測序儀每天可產(chǎn)生約100GB的數(shù)據(jù)。
4.數(shù)據(jù)價值高：隨著生物信息學(xué)的發(fā)展，越來越多有價值的信息可從生物數(shù)據(jù)中挖掘出來，這些價值不僅體現(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)中存在的問題
經(jīng)過多年的發(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)、計算科學(xué)交叉形成的前沿學(xué)科，對生物背景的學(xué)生來說，需要掌握計算機和數(shù)學(xué)特別是統(tǒng)計學(xué)方面的知識和技能。但由于受課程設(shè)置的影響，很多學(xué)校只把C語言作為計算機的必修課，而沒有在大一或者大二年級開設(shè)概率論和數(shù)理統(tǒng)計，并且生物統(tǒng)計學(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開設(shè)的，造成部分開課專業(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代是非常快的，而國內(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，造成教師在授課時要綜合多本生物信息學(xué)教材的內(nèi)容，不利于學(xué)生對生物信息學(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)開設(shè)，但由于該學(xué)科對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)時代的到來，傳統(tǒng)的教學(xué)方式和方法遠不能滿足生物信息學(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，針對目前教學(xué)中存在的問題，作者結(jié)合自己的教學(xué)實踐，建議從以下5個方面改進和提高生物信息學(xué)教學(xué)。
（一）合理設(shè)置基礎(chǔ)課，強化基礎(chǔ)理論
生物信息學(xué)是一門交叉性很強的學(xué)科，以復(fù)雜而強大的理論體系作為支撐，所涉及的內(nèi)容包括計算機編程、信息檢索以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。為了讓學(xué)生學(xué)好生物信息學(xué)這門課程，各院校可以合理設(shè)置生物信息學(xué)的專業(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學(xué)生，在大一、大二年級做好高等數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)庫原理以及Perl語言等與之相關(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)理論知識后，其對生物信息學(xué)的學(xué)習(xí)能力和理解能力才會有較大的提高。此外，學(xué)校要鼓勵學(xué)生了解國內(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，并推薦有代表性且通俗易懂的文章和書籍，以強化學(xué)生的基礎(chǔ)理論體系，為生物信息學(xué)的學(xué)習(xí)提供必要的知識儲備
（二）培養(yǎng)大數(shù)據(jù)意識，加強對大數(shù)據(jù)分析的科學(xué)素養(yǎng)
生命科學(xué)研究已經(jīng)進入到大數(shù)據(jù)時代，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)生樹立大數(shù)據(jù)思維意識，全面認識生物大數(shù)據(jù)帶來的機遇和挑戰(zhàn)。生物信息學(xué)以生物數(shù)據(jù)為對象展開分析，它同時具備具體性和抽象性的特點。具體性是指以數(shù)據(jù)為對象挖掘出的生物學(xué)知識是客觀存在的，其對生物學(xué)規(guī)律的解釋性較強；抽象性是針對生物信息學(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)專業(yè)基礎(chǔ)。在進行生物信息學(xué)教學(xué)時，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，規(guī)范學(xué)生對大數(shù)據(jù)分析的基本方法。可以通過實例，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)余時間開展生物大數(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，并且在授課時整合各個教材的優(yōu)點。一般在生物信息學(xué)授課中整合以下三本書的內(nèi)容：David W. Mount編寫的《Bioinformatics Sequence and Genome Analysis》、李霞主編的《生物信息學(xué)》以及陳銘編寫的《生物信息學(xué)》。
在教學(xué)過程中，為了使學(xué)生在有限的課堂教學(xué)時間內(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：序列―結(jié)構(gòu)―功能―進化；基因組―轉(zhuǎn)錄組―蛋白組―相互作用組―代謝組，多組學(xué)貫穿。同時針對不同專業(yè)的特點與人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，合理分配各章節(jié)的教學(xué)課時，做到突出與專業(yè)密切相關(guān)的內(nèi)容重點精講。如在生物技術(shù)專業(yè)中，增加課時講授分子藥物設(shè)計章節(jié)，不僅要讓學(xué)生了解生物信息學(xué)與分子藥物設(shè)計的關(guān)系，而且要讓學(xué)生掌握計算機輔助藥物設(shè)計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)容的兩條主線為依托，緊密圍繞各專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，做到理論聯(lián)系實際，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)科的知識理論體系，又有利于培養(yǎng)學(xué)生理解、分析、運用學(xué)科知識解決實際問題的能力。
（四）合理選用教學(xué)方法，提高教學(xué)效果
實踐表明，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)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高課堂教學(xué)效果。可以從解決問題的角度出發(fā)進行理論教學(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，適時融入案例教學(xué)、問卷調(diào)查、多媒體展示、影片教學(xué)等方法，提高實際教學(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)是一門實踐性很強的課程，上機實習(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。
（五）理論和實踐相結(jié)合，注重考核的靈活化
生物信息學(xué)是一門融合了多個學(xué)科的實踐性很強的課程，對應(yīng)的考核方式應(yīng)該與其他專業(yè)課程有所區(qū)別，其最終的成績不應(yīng)該只以理論課考試的成績?yōu)闇省＠碚撝R的考核注重學(xué)生對生物信息學(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)一考核方式和評判標(biāo)準。對于上機技能的考核，主要強調(diào)的是學(xué)生對不同類型數(shù)據(jù)進行分析時應(yīng)掌握的相關(guān)軟件使用技能的考查，也應(yīng)納入到學(xué)生的成績考核中，我們認為理論考試占70分、實習(xí)成績占30分是一個好的評價方式。
五、結(jié)束語
大數(shù)據(jù)背景下對生物信息學(xué)的教學(xué)提出了新的更高的要求。本文針對《生物信息學(xué)》教學(xué)中存在的問題，結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)歷對改進生物信息學(xué)教學(xué)和方法進行了一些探討。本文認為要做好大數(shù)據(jù)時代的生物信息學(xué)教學(xué)，要從強化基礎(chǔ)理論、培養(yǎng)大數(shù)據(jù)意識、精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法和改革考核評價體系等五個方面來開展和抓好生物信息學(xué)教學(xué)。
參考文獻：
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
中圖分類號：Q811-4 文獻標(biāo)識碼：A
21世紀是生命科學(xué)的世紀，人類及模式生物基因組計劃的全面實施，使分子生物學(xué)數(shù)據(jù)以爆炸性速度增長。面對基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、基因芯片、分子進化等大量的生物信息，在計算機科學(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，誕生了一門嶄新的學(xué)科――生物信息學(xué)（Bioinformatics）。生物信息學(xué)利用計算機和互聯(lián)網(wǎng)，以數(shù)據(jù)庫為載體，運用數(shù)學(xué)算法和計算模型，研究生物信息數(shù)據(jù)的獲取、處理、存儲、分發(fā)、分析和解釋等方面，進而闡明和解釋龐雜的生物數(shù)據(jù)所蘊含的意義。生物信息學(xué)跨越了整個生命科學(xué)領(lǐng)域，近年來在醫(yī)藥學(xué)研究中發(fā)揮了不可替代的作用，無論是從分子生物學(xué)的角度闡述病因，還是對疾病的預(yù)防、診斷、治療與新藥研發(fā)都將產(chǎn)生巨大的推動作用，醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)必然在未來的醫(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，探討開設(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)實踐中存在的問題，提出本校開展生物信息學(xué)教學(xué)的實施方法。
1 醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)的主要研究內(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)的方法通過超大規(guī)模計算是發(fā)現(xiàn)新基因的重要手段。例如：通過構(gòu)建腫瘤cDNA文庫或表達序列標(biāo)簽（expression sequence tag，EST）分析差異表達基因，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)計與新藥研發(fā)
生物信息技術(shù)為藥物研究、設(shè)計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分子對接，建立大量化合物的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，依次搜索小分子配體使其與受體的活性位點結(jié)合，通過優(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，利用計算機自動設(shè)計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，會對疾病的機理、個體對某種疾病的易感性和疾病在群體中的分布有更明確的認識，對疾病的預(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)，計算機科學(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，是一門交叉性學(xué)科，并且理科特性很強，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、代謝及藥物等多個部分，每個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，全球共有約1000多個主要的生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫，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和技術(shù)，還應(yīng)掌握相關(guān)的數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計算機程序設(shè)計等知識和技術(shù)，又因為醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生的數(shù)理知識有限，學(xué)習(xí)起來有一定的困難。
2.2 操作性和實踐性強
生物信息學(xué)是一門操作性和實踐性很強的學(xué)科，主要是在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，依靠計算機，利用數(shù)據(jù)庫和各種信息處理軟件來進行生物信息學(xué)方面的分析工作。針對醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生開設(shè)生物信息學(xué)課程，其教學(xué)內(nèi)容應(yīng)注重理論與實踐緊密結(jié)合，著重學(xué)習(xí)利用計算機對各種生物信息資源和數(shù)據(jù)庫的檢索，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)交叉前沿性特點不相適應(yīng)，實驗教學(xué)單一，多為驗證性試驗，缺乏綜合性和設(shè)計性。此外，醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生計算機知識薄弱，對生物信息學(xué)的算法與數(shù)據(jù)庫的原理和特點等不甚了解，在高通量數(shù)據(jù)處理面前力不從心，影響對問題的分析能力。
3 醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)課程開設(shè)實施方法和對策
3.1 根據(jù)醫(yī)學(xué)專業(yè)特點設(shè)計教學(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。開設(shè)課程之前，對醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生進行問卷調(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)的知識內(nèi)容，并提出難點問題。教師匯總問卷結(jié)果，對授課內(nèi)容進行調(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)生清楚每個模塊的特點和作用，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 強化實驗教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識
生物信息學(xué)的學(xué)習(xí)是運用生物醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)、以及計算機科學(xué)等諸多學(xué)科知識進行分析、判斷、推理、綜合的實踐過程，強化實驗教學(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。
3.2.1 注重實驗操作
生物信息學(xué)實驗課程以計算機操作為主，需要學(xué)生靈活應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫和多種生物信息學(xué)軟件，所以實驗操作顯得尤為重要，加大實驗比例，為學(xué)生提供較多的實驗操作機會，不僅提高了學(xué)生的動手能力，而且大大提高了學(xué)生在因特網(wǎng)環(huán)境下對生物大分子序列、生物大分子結(jié)構(gòu)進行生物信息學(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)化實驗內(nèi)容
加大設(shè)計性實驗的比例，采用PBL教學(xué)法，根據(jù)學(xué)生能力和興趣進行分組，由教師提出問題并布置真實性任務(wù)，使學(xué)生在已有的知識基礎(chǔ)上，通過查找文獻、小組討論、探索，最終完成任務(wù)，寫出試驗報告。由教師對任務(wù)完成過程及結(jié)果進行點評，對學(xué)生掌握知識的程度及學(xué)生的科研、應(yīng)用能力進行評價，并提出進一步的提高方向。學(xué)生在實驗操作的過程中，不斷地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，有效地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識。
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)與雙語教學(xué)
多媒體技術(shù)教學(xué)靈活生動，教師在講授難于理解的概念和生物信息學(xué)工具時，可以直接打開相關(guān)軟件和網(wǎng)站進行演示，使抽象的生物信息學(xué)知識以具體的、動態(tài)的形式展現(xiàn)出來，從而加深學(xué)生對課程的掌握程度。此外，生物信息學(xué)涉及到的數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)站、應(yīng)用軟件多為英文界面，所以雙語授課顯得尤為重要，教師可借助多媒體，對課程進行中英整合講解。
3.3.2 結(jié)合科研實例進行教學(xué)
生物信息學(xué)是一門不斷完善和發(fā)展的學(xué)科，數(shù)據(jù)庫的更新、相關(guān)軟件的升級、算法的優(yōu)化等，通常會隨著科研中遇到的生物學(xué)問題變化而變化，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)合實例進行教學(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)生由知識的被動接受者變?yōu)橹R的主動發(fā)現(xiàn)者、探究者，教師則由知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)活動的指導(dǎo)者、組織者。
3.3.3 采用無紙化考核方式
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)，注重實際應(yīng)用、解決問題能力的培養(yǎng)，通過上機實踐操作，考核學(xué)生對基本知識和原理的掌握情況，克服傳統(tǒng)的死記硬背現(xiàn)象。
4.結(jié)語
生物信息學(xué)作為一門交叉學(xué)科，發(fā)揮了其獨特的橋梁作用，已經(jīng)廣泛地滲透到醫(yī)學(xué)的各個研究領(lǐng)域。本文針對開設(shè)醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)課程的必要性和教學(xué)模式進行了探討，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、實際操作能力和解決問題的應(yīng)用能力為目標(biāo)，不斷改進教學(xué)手段、加強教學(xué)過程的趣味性，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
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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) 實驗教學(xué) 現(xiàn)代教育技術(shù)
前言
生物信息學(xué)(Bioinformatics)是一門新興的交叉學(xué)科。廣義地說，生物信息學(xué)從事對生物信息的獲取、加工、儲存、分配、分析和解釋，并綜合運用數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)和生物學(xué)工具，以達到理解數(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觀察的科學(xué)。伴隨著21世紀的到來，生物學(xué)的重點和潛在的突破點已經(jīng)由20世紀的試驗分析和數(shù)據(jù)積累，轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)分析及其指導(dǎo)下的試驗驗證上來。生物信息學(xué)作為一門學(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。今天的實驗生物學(xué)家，只有利用計算生物學(xué)的成果，才能跳出實驗技師的框架，作出真正創(chuàng)新的研究。現(xiàn)在基因組信息學(xué)和后基因組信息學(xué)資源已經(jīng)成了地球上全人類的共同財富。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共有的資源的初步能力，成了當(dāng)今世紀生命科學(xué)學(xué)生必須掌握的基本技術(shù)和知識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)庫為載體，利用數(shù)學(xué)知識、各種計算模型，并以計算機為工具，進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)過程中要求有發(fā)達的互聯(lián)網(wǎng)和計算機作為必備條件。調(diào)查顯示國內(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年一些綜合類大學(xué)和理工類院校已率先升級到萬兆校園網(wǎng)［3］，這些都為生物信息學(xué)課程在高校開設(shè)提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。該門課程與現(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。另外，該門課程尚未完全形成成熟的課程體系，為教師學(xué)習(xí)借鑒先進的教育思想與教學(xué)實踐經(jīng)驗，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)的重點和難點。在教學(xué)中對于這部分內(nèi)容應(yīng)遵循深入淺出、避繁就簡的原則，結(jié)合具體實例分析算法，避免空洞復(fù)雜的算法講解，以免學(xué)生覺得枯燥乏味、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龍去脈，讓學(xué)生真正掌握解決問題的思路，培養(yǎng)其科學(xué)思維能力，并采用探討式教學(xué)鼓勵學(xué)生思考，通過討論與研究的方式循序漸進地掌握復(fù)雜的內(nèi)容，介紹相關(guān)的教學(xué)和物理學(xué)知識，使學(xué)生充分體會到生物信息學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系及其他學(xué)科的思想方法對于生物科學(xué)的重要性，培養(yǎng)其自覺地將其他學(xué)科的方法和思想應(yīng)用于解決生物學(xué)問題的科學(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，隨時進行知識更新，了解最新的前沿動態(tài)，掌握新方法，將最新的知識和方法教給學(xué)生。同時，也要在教學(xué)中鼓勵學(xué)生通過各種途徑自覺地關(guān)注學(xué)科發(fā)展動態(tài)，拓寬知識面，培養(yǎng)其自學(xué)能力和創(chuàng)新意識。
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、提高教學(xué)效果和充分利用現(xiàn)代化教育技術(shù)的一項基本要求。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)容更加直觀形象，尤其是對于具體數(shù)據(jù)庫的介紹以及數(shù)據(jù)庫檢索、數(shù)據(jù)庫相似性搜索、序列分析和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測等內(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)生對知識的理解和掌握，提高學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力。同時，由于生物信息學(xué)依賴于網(wǎng)絡(luò)資源和互聯(lián)網(wǎng)上的分析工具和軟件，教室內(nèi)的多媒體計算機連接到互聯(lián)網(wǎng)，極大地提高了教學(xué)效果。但在實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，多媒體教室也有局限性，學(xué)生主要以聽講為主，不能及時實踐，教師講解與學(xué)生實踐相脫節(jié)，如果將生物信息學(xué)課程安排在計算機房內(nèi)進行，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)生通過與教師、同學(xué)的協(xié)商討論、參與操作，能夠發(fā)現(xiàn)知識、理解知識并掌握知識。
3 采用講、練做一體化的教學(xué)模式，注重學(xué)生實踐能力的培養(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)和計算機課程教學(xué)中講、練、做一體化的教學(xué)模式，在理論教學(xué)中增加實訓(xùn)內(nèi)容，在實踐教學(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)生的認知規(guī)律，應(yīng)靈活地采用先理論后實踐或先實踐后理論或邊理論邊實踐的方法，融生物信息學(xué)理論教學(xué)與實踐操作為一體，使學(xué)生的知識和能力得到同步、協(xié)調(diào)、綜合的發(fā)展。
通常可采用先講后練的方法，即首先介紹原理、方法，之后設(shè)計相關(guān)的實訓(xùn)內(nèi)容讓學(xué)生上機實踐。對于操作性內(nèi)容和生物信息分析的方法和工具的講解可采取進行實際演示的方法，教師邊講解邊示范，學(xué)生在聽課時邊聽講、邊練習(xí)，或者教師講解結(jié)束后學(xué)生再進行練習(xí)。理論與實踐高度結(jié)合，可充分發(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，培養(yǎng)和提高學(xué)生的實踐操作能力。
4 優(yōu)化生物信息學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢
生物信息學(xué)實驗教學(xué)主要是針對海量生物數(shù)據(jù)處理與分析的實際需要，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用生物信息學(xué)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(xué)生應(yīng)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(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的選擇與安排應(yīng)按照循序漸進的原則，針對特定的典型性的生物信息學(xué)問題設(shè)計，以綜合性、設(shè)計性實驗內(nèi)容為主，明確目的要求，突出重點，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和探索精神，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性為出發(fā)點，加強學(xué)生創(chuàng)新精神和實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。生物信息學(xué)實驗教學(xué)以互聯(lián)網(wǎng)為媒介、計算機為工具，全部在計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室內(nèi)完成。在教學(xué)中，充分利用網(wǎng)絡(luò)的交互特點實現(xiàn)信息技術(shù)與課程的結(jié)合。教師通過電子郵件將實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗序列、工具等傳遞給學(xué)生，學(xué)生同樣通過電子郵件將實驗報告、作業(yè)、問題和意見等反饋給教師，教師在網(wǎng)上批改實驗報告后將成績和評語發(fā)送給學(xué)生，讓學(xué)生及時了解自己的學(xué)習(xí)情況。教師可以通過網(wǎng)上論壇、聊天室和及時通訊工具QQ、MSN等對學(xué)生的實驗進行指導(dǎo)，與其討論問題等。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的生物信息學(xué)實驗教學(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)和師生的互動帶來極大的方便，提高教師的工作效率，而且可以及時了解掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有利于教師不斷調(diào)整教學(xué)方案，達到更好的教學(xué)效果。
5 生物信息學(xué)采用無紙化考試，加強實踐能力考核
生物信息學(xué)主要是學(xué)習(xí)利用互聯(lián)網(wǎng)、計算機和應(yīng)用軟件進行生物信息分析的基本理論和基本方法。考試重點是考查學(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。因此，在生物信息學(xué)考試中可嘗試引入實踐技能考試，通過上機實踐操作重點考核學(xué)生知識應(yīng)用能力。實踐技能考試采用無紙化考試方式，學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，對序列進行生物信息分析并對結(jié)果進行解釋，不僅可考查學(xué)生對基本知識和基本原理的掌握，而且可考查學(xué)生進行生物信息分析的實際能力和分析思考能力。通過實踐技能考試，淡化理論考試，克服傳統(tǒng)的死記硬背，可促進學(xué)生注重提高理論用于實踐的綜合能力，同時可更有效地提高學(xué)生計算機應(yīng)用能力。學(xué)生成績評定大部分是以學(xué)生的考試成績?yōu)橹鳎y以對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)過程作全面地評價。因此，除采用實踐技能考試并將其作為學(xué)生成績的主要部分外，還應(yīng)加強對學(xué)生平時學(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、實踐操作能力、解決實際問題的綜合應(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，具有較強的可操作性和實踐性。在今后的教學(xué)實踐中，教師自身素質(zhì)的提高和進一步的教學(xué)改革，將會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)和意識的生物信息學(xué)人才。
參考文獻:
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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 實踐教學(xué)
1.生物信息學(xué)學(xué)科特點
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，是一門交叉學(xué)科，包含生命過程中各種信息的獲取、加工、存儲、分配、分析、解釋等在內(nèi)的所有方面，綜合運用數(shù)學(xué)、計算機科學(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80年代人類基因組計劃的實施，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)工作對提高生物信息學(xué)研究水平具有重要的理論和實踐意義[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，通過呈現(xiàn)案例材料，組織學(xué)生以團體和小組討論、角色扮演等方式對案例進行調(diào)查、閱讀、思考、分析、討論和交流等活動；經(jīng)過分析討論，將課本中的理論與案例材料結(jié)合起來，并利用理論分析說明復(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，加深對理論的認識，訓(xùn)練學(xué)生運用所學(xué)知識分析和解決實際生物學(xué)問題[4]。
不同于傳統(tǒng)教學(xué)模式注重“知識的傳授”，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)生提供解決案例問題的標(biāo)準答案或者具體方法，而通過教師引導(dǎo)學(xué)生積極討論得出問題的解決方法，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型。（1）講解定義型，引入案例，對基本概念和原理進行講解；（2）綜合分析型，提出問題，學(xué)生通過討論給出解決案例問題的方案或者對已有方案進行評價；（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；教師評價與總結(jié)[4]，[6]，[7]。案例教學(xué)過程中，首先教師把握整體教學(xué)進度，選用與本專業(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)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性；其次，將案例分解，從子案例中提出問題，啟發(fā)學(xué)生思考，鼓勵學(xué)生對案例進行分析、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，分析點評整個案例教學(xué)過程及結(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)的重點和難點。傳統(tǒng)“知識傳授”型講課方式容易讓學(xué)生覺得枯燥乏味、晦澀難懂，產(chǎn)生畏懼心理[8]。運用案例教學(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)是一門實用性較強的學(xué)科，大學(xué)本科階段開設(shè)生物信息學(xué)課程主要目的不是開發(fā)新的數(shù)據(jù)庫和發(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)庫資源查找特定數(shù)據(jù)，并根據(jù)科研實踐需要分析整合數(shù)據(jù)資源，為后續(xù)科研奠定基礎(chǔ)，具有極強的實踐意義。要達到實踐目的，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)庫和軟件的原理外，更重要的是讓學(xué)生親身實踐，在實踐中對所學(xué)理論進行驗證、對數(shù)據(jù)和軟件的使用加以熟悉[9]。但生物信息學(xué)涉及專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)容廣泛，學(xué)生不可能做到完全親身實踐，因此，案例教學(xué)法能替代親身實踐，吸取前人經(jīng)驗，是理論聯(lián)系實踐的一個便捷通道，是培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題能力的好方法[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
筆者針對生物信息學(xué)本科的教學(xué)大綱和知識體系，以及多年從事昆蟲線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粒體基因組[10]數(shù)據(jù)分析為例說明。
4.2 教學(xué)過程
4.2.1學(xué)生分組。根據(jù)學(xué)生專業(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、操作過程及意義。學(xué)生查找相關(guān)文獻資料，歸納總結(jié)知識背景。
4.2.3案例分解。將整個案例分為若干個子案例：①序列數(shù)據(jù)來源；②序列比對分析③計算遺傳距離；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)三級結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)分類分析。對每一個子案例完成的關(guān)鍵步驟提出問題，啟發(fā)學(xué)生思考，鼓勵學(xué)生對案例進行分析、討論甚至辯論，提出解決方法，逐步完成案例。每個子案例的順利完成都需要特定的生物信息知識作為基礎(chǔ)，對應(yīng)于教學(xué)大綱中完整的知識體系。
4.2.4評價考核。引導(dǎo)學(xué)生完成案例，教師歸納學(xué)生在整個案例教學(xué)過程中出現(xiàn)的普遍性問題并進一步講解，對于個別小組在解決案例過程中展現(xiàn)出來的創(chuàng)造性解決方案進行分享學(xué)習(xí)。采用PPT成果展示、提交每一個子案例生物信息分析結(jié)果和解釋報告，考查學(xué)生對案例設(shè)計的相關(guān)生物信息學(xué)理論知識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)知識解決生物學(xué)問題的學(xué)習(xí)興趣和能力，增強教學(xué)效果。然而實踐過程中還存在一些問題，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教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)模式，豐富教學(xué)案例庫，在實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）是一門發(fā)展迅速的生物學(xué)分支學(xué)科，由生物學(xué)、計算機學(xué)、信息管理學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)及統(tǒng)計學(xué)等多門學(xué)科相互交叉而形成，本質(zhì)是利用計算機技術(shù)解決生物學(xué)問題，通過信息的處理和整合實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新。它主要包括以下3個方面的內(nèi)容：①生物數(shù)據(jù)的收集、整理、存儲、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)的計算機技術(shù)的應(yīng)用，這個范圍還在不斷的擴增中［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。近20年來，互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫和計算方法的發(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序的完成，功能基因組、蛋白質(zhì)組研究的開展，各種高通量生物實驗技術(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，也對海量的生物學(xué)數(shù)據(jù)進行有效地挖掘和整合提出了嚴峻的挑戰(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。對生物信息學(xué)人才的熱切需求，以及上述機遇和挑戰(zhàn)導(dǎo)致了生物信息學(xué)專業(yè)在全世界的蓬勃發(fā)展。以美國為例，在1999年之前，全美只有6所大學(xué)設(shè)置有計算生物學(xué)與生物信息學(xué)專業(yè)，而到2002年，則有31所大學(xué)設(shè)置了計算生物學(xué)與生物信息學(xué)專業(yè)博士學(xué)位，其中有12所大學(xué)是在2001年～2002年之間設(shè)置的這門專業(yè)［1］。這些大學(xué)通常以生物學(xué)、生物統(tǒng)計學(xué)、計算機科學(xué)或者生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)為依托設(shè)置這門專業(yè)，不同大學(xué)對該專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)模式也有所不同。在我國，很多高等院校將生物信息學(xué)作為專業(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，沒有成熟完善的教育模式可以借鑒［2］。在這種情況下，來自前期已畢業(yè)學(xué)生和用人單位的反饋意見對生物信息學(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，筆者深刻體會到在實際工作中，無論是自身合理應(yīng)用生物信息學(xué)知識進行思考和設(shè)計，還是找到能夠迅速融入并滿足實驗室研究和臨床工作需求的生物信息學(xué)專業(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，結(jié)合文獻和思考，對我國醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)人才培養(yǎng)列舉了一些意見和建議，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)該是這三類人的集合：①計算機專家，掌握計算機算法、計算機語言、軟件、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和相關(guān)知識框架，以及硬件知識；②生物信息學(xué)專家，具有熟練應(yīng)用計算機儲存、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，提出生物學(xué)或臨床醫(yī)學(xué)問題，合理使用上述生物信息學(xué)來思考、設(shè)計和解決問題的能力，并能收集和正確提供用于研究的初始數(shù)據(jù)。結(jié)合我國實際情況，想讓臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生或醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)專業(yè)學(xué)生同時完成以上3個方面的培訓(xùn)顯然不切實際。理想的培訓(xùn)模式，是通過對臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)和醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)專業(yè)學(xué)生不同側(cè)重的培訓(xùn)，再通過二者的合理分工和配合，來滿足以上3個方面的需求。對醫(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)重于對其計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)，針對該假設(shè)設(shè)計合理的研究方案，并為后續(xù)研究提供正確的初始數(shù)據(jù)；對以生物醫(yī)學(xué)為中心的信息學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)，內(nèi)容應(yīng)側(cè)重于對其計算機技術(shù)和生物信息學(xué)在醫(yī)學(xué)實踐應(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，對前者提供的初始數(shù)據(jù)進行管理、存儲、檢索、分析和整合，以及完成更高要求的計算機技術(shù)方面的應(yīng)用，例如應(yīng)用軟件的設(shè)計，生物系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的建模，等等。
1 醫(yī)學(xué)生的計算生物學(xué)與生物信息學(xué)思維培養(yǎng)
本部分特指醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生的生物信息學(xué)教學(xué)，部分醫(yī)學(xué)院校開設(shè)的醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)專業(yè)教學(xué)將在下一部分中提及。無論是醫(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)研究的一般過程，都遵循發(fā)現(xiàn)問題資料查詢預(yù)實驗提出科學(xué)假設(shè)設(shè)計實驗驗證假說資料查詢和結(jié)果分析科學(xué)理論總結(jié)的基本思路［3］。在這個過程中，計算生物學(xué)與生物信息學(xué)不僅是進行資料查詢和結(jié)果分析的重要工具，更應(yīng)是在提出科學(xué)假設(shè)和實驗設(shè)計階段就需要貫徹執(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)實驗一樣都是驗證生物醫(yī)學(xué)假說的實驗方法，是將一個生命科學(xué)假設(shè)用計算和信息學(xué)思維方式表達和實現(xiàn)的過程。在我國，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)計和申請的。由于臨床醫(yī)師大都承擔(dān)了繁重的臨床工作，申請者親自完成課題的機會很少，獲批課題的具體實施及數(shù)據(jù)管理、存儲、檢索、分析和整合多由研究生或?qū)嶒炇夜ぷ魅藛T負責(zé)。因此結(jié)合我國的實際情況，將生物信息學(xué)與具體課題耦合，即將一個科學(xué)假設(shè)用計算和信息學(xué)表示并有效實施的思維和實踐培訓(xùn)，才是醫(yī)學(xué)生生物信息學(xué)培訓(xùn)的中心內(nèi)容。由于我國臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)采用長學(xué)制（5年、7年或8年）教學(xué)，對實踐性和針對性都很強的生物信息學(xué)而言，過早或過于籠統(tǒng)的培訓(xùn)都顯得意義不大，所以筆者認為針對醫(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)，強調(diào)信息學(xué)思維培訓(xùn)和實踐操作。具體提出的建議有兩點，一是根據(jù)學(xué)生專業(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)、計算機基礎(chǔ)及統(tǒng)計學(xué)理論基礎(chǔ)不能和工科院校的學(xué)生相比，醫(yī)學(xué)專業(yè)包括基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、口腔、預(yù)防等專業(yè)，涉及廣泛，各個專業(yè)背景的學(xué)生對這門課程的需求不盡相同。因此在理論課程上，要根據(jù)不同的專業(yè)背景和研究內(nèi)容形成“個性化”的培養(yǎng)方案，目的是讓學(xué)生有選擇有針對性地掌握相關(guān)生物信息學(xué)內(nèi)容，例如數(shù)據(jù)庫的類型和選擇，常用軟件的種類和應(yīng)用等，同時又不會對過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，開展研究內(nèi)容模擬和實踐操作練習(xí)。為了更好的配合研究生階段的課題，可將《生物信息學(xué)》開課時間調(diào)整到研究生階段的第三學(xué)期，即在學(xué)生進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，有針對性地學(xué)習(xí)在完成課題過程中要使用到的知識、工具和解決問題的思路，包括文獻查閱、保存、編輯，核酸序列查找和同源性比對及進化分析，PCR引物設(shè)計，基因功能、結(jié)構(gòu)預(yù)測，調(diào)控元件及轉(zhuǎn)錄因子預(yù)測，蛋白質(zhì)基本理化性質(zhì)分析，跨膜區(qū)及信號肽預(yù)測，二級結(jié)構(gòu)和空間三維結(jié)構(gòu)的預(yù)測等。這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率會大大提高。為了解決上課時間與課題時間沖突的問題，可以采用生物信息學(xué)授課老師加入導(dǎo)師組成員，通過網(wǎng)上教學(xué)和答疑、夜間授課、集中授課與個別指導(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)專業(yè)人才培養(yǎng)
如果說對醫(yī)學(xué)生進行生物信息學(xué)教育的目的是使其學(xué)會將一個生命科學(xué)假設(shè)用計算和信息學(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)專業(yè)人才培養(yǎng)的目的，就是使其學(xué)會用計算機學(xué)和信息學(xué)處理并證實科學(xué)假設(shè)的過程。具體的內(nèi)容包括，與實驗室工作人員和臨床醫(yī)生配合，從計算生物學(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；在課題實施階段對后者提供的初始數(shù)據(jù)進行管理、存儲、檢索、分析和整合，以及滿足后者更高要求的計算機技術(shù)的需求，例如應(yīng)用軟件的設(shè)計，生物系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的建模，等等。目前，計算生物學(xué)與生物信息學(xué)專業(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)興趣和實際情況選擇一個相關(guān)實驗室完成研究生課題。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。在進入課題階段之前會有1～2年臨床相關(guān)概念和信息的培訓(xùn)，主要開設(shè)的課程包括生物學(xué)、細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)與基因組學(xué)、化學(xué)與物理學(xué)、計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)等，甚至包括部分醫(yī)學(xué)課程，后期實踐階段通常選擇一個相關(guān)實驗室完成研究生課題。總的看來，醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)基礎(chǔ)課程設(shè)置與國際趨勢相符，也符合以醫(yī)學(xué)為中心計算生物學(xué)與生物信息學(xué)的培訓(xùn)要求。但從近年生物信息學(xué)專業(yè)研究生就業(yè)情況來看，確實存在素質(zhì)參差不齊，學(xué)不能致用，不能很快融入研究工作等問題。筆者認為，這種現(xiàn)象可以從三個方面加以改進：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“個性化”的專業(yè)方向和培養(yǎng)方案。②加強師資力量的建設(shè)，形成以課程為中心的教學(xué)團隊。現(xiàn)有醫(yī)學(xué)生物學(xué)教材內(nèi)容寬泛、偏重理論，對實踐環(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)容并予以補充和完善。這對授課教師的素質(zhì)提出了更高要求，要求其能根據(jù)實際情況因材施教，有所取舍，強化重點。目前，各院校教學(xué)團隊和師資力量配備受限，建議可以課程為中心，培養(yǎng)、引進學(xué)術(shù)帶頭人，從其他專業(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)團隊。③實踐教學(xué)與綜合能力的培養(yǎng)。生物信息學(xué)是一門實踐性非常強的學(xué)科，要將“學(xué)有所長，學(xué)以致用”作為人才培養(yǎng)的最終目的。可以通過構(gòu)建開放式實踐教學(xué)平臺，建設(shè)實踐教學(xué)基地等方式盡可能強化實踐操作訓(xùn)練［4］，后期部分學(xué)生可以結(jié)合個人興趣，本著雙向選擇的原則，將實踐階段訓(xùn)練固定到導(dǎo)師和實驗室，并安排其參與完成某一項課題的設(shè)計、實施和總結(jié)，在整個過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，強調(diào)知識的自我更新。
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］。
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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年在美國田納西州gatlinburg召開的“生物學(xué)中的信息理論”討論會上首次被提出的［1］，由美國學(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，大致經(jīng)歷了前基因組時代、基因組時代和后基因組時代三個發(fā)展階段［2］。2003年4月14日，美國人類基因組研究項目首席科學(xué)家collins f博士在華盛頓隆重宣布人類基因組計劃（human genome project，hgp）的所有目標(biāo)全部實現(xiàn)［3］。這標(biāo)志著后基因組時代（post genome era，pge）的來臨，是生命科學(xué)史中又一個里程碑。生物信息學(xué)作為21世紀生物技術(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)計開發(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月美國啟動國家植物基因組計劃（npgi），旨在繪出包括玉米、大豆、小麥、大麥、高粱、水稻、棉花、西紅柿和松樹等十多種具有經(jīng)濟價值的關(guān)鍵植物的基因圖譜。國家植物基因組計劃是與人類基因組工程（hgp）并行的龐大工程［4］。近年來，通過各國科學(xué)家的通力合作，植物基因組研究取得了重大進展，擬南芥、水稻等模式植物已完成了全基因組測序。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、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)庫研究平臺有植物轉(zhuǎn)錄本（ta）集合數(shù)據(jù)庫tigr、植物核酸序列數(shù)據(jù)庫plantgdb、研究玉米遺傳學(xué)和基因組學(xué)的mazegdb數(shù)據(jù)庫、研究草類和水稻的gramene數(shù)據(jù)庫、研究馬鈴薯的pomamo數(shù)據(jù)庫，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)資源庫是指以植物種質(zhì)資源為保護對象的保存設(shè)施。至1996年，全世界已建成了1300余座植物種質(zhì)資源庫，在我國也已建成30多座作物種質(zhì)資源庫。種質(zhì)入庫保存類型也從單一的種子形式，發(fā)展到營養(yǎng)器官、細胞和組織，甚至dna片段等多種形式。保護的物種也從有性繁殖植物擴展到無性繁殖植物及頑拗型種子植物等［6］。近年來，人們越來越多地應(yīng)用各種分子標(biāo)記來鑒定種質(zhì)資源。例如微衛(wèi)星、aflp、ssap、rbip和snp等。由于對種質(zhì)資源進行分子標(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)庫和采用分析工具來實現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計和計算機分析等［7］。
3.生物信息學(xué)在農(nóng)藥設(shè)計開發(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，以及礦物中進行篩選，得到一個可供臨床使用的藥物要耗費大量的時間與金錢。生物信息學(xué)在藥物研發(fā)中的意義在于找到病理過程中關(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)促進農(nóng)藥研制已有許多成功的例子。itzstein等設(shè)計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)進入臨床試驗階段。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)計出幾種新型高效的抗hiv-1型藥物［13］。楊華錚等人設(shè)計合成了十多類數(shù)百個除草化合物，經(jīng)生物活性測定，部分化合物的活性已超過商品化光合作用抑制劑的水平［14］。
現(xiàn)代農(nóng)藥的研發(fā)已離不開生物信息技術(shù)的參與，隨著生物信息學(xué)技術(shù)的進一步完善和發(fā)展，將會大大降低藥物研發(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。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)，可通過建立生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫來整合這些數(shù)據(jù)，從而比較和分析來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)用計算機模型來提出預(yù)測假設(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，主要通過數(shù)學(xué)與計算機的運用構(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，通過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，達到催化目標(biāo)污染物的降解，從而維護空氣［16］、水源、土地等生態(tài)環(huán)境的安全。
美國農(nóng)業(yè)研究中心（ars） 的農(nóng)藥特性信息數(shù)據(jù)庫（ppd） 提供 334 種正在廣泛使用的殺蟲劑信息，涉及它們在環(huán)境中轉(zhuǎn)運和降解途徑的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)芳烴危險性有機污染物的物化特性、色譜、紫外光譜的譜線圖。美國環(huán)保局綜合風(fēng)險信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（iris） 涉及 600種化學(xué)污染物，列出了污染物的毒性與風(fēng)險評價參數(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、信息等學(xué)科的資源共享，勢必會創(chuàng)造出一個環(huán)境微生物技術(shù)信息的高速發(fā)展趨勢。
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過程中各種細菌數(shù)量發(fā)生變化，傳統(tǒng)檢測方法是進行生化鑒定，但所需時間較長，不能滿足檢驗檢疫部門的要求，運用生物信息學(xué)方法獲得各種致病菌的核酸序列，并對這些序列進行比對，篩選出用于檢測的引物和探針，進而運用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)，可快速準確地檢測出細菌及病毒。此外，對電阻抗、放射測量、elisa法、生物傳感器、基因芯片等［21-25］技術(shù)也是未來食品病毒檢測的發(fā)展方向。
轉(zhuǎn)基因食品檢測是通過設(shè)計特異性的引物對食品樣品的dna提取物進行擴增，從而判斷樣品中是否含有外源性基因片段［26］。通過對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫信息的及時更新，可準確了解各國新出現(xiàn)和新批準的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品，便于查找其插入的外源基因片段，以便及時對檢驗方法進行修改。目前由于某些通過食品傳播的病毒具有變異特性，以及檢測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數(shù)據(jù)庫的不斷完善，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部門，以及信息中介服務(wù)機構(gòu)提供相關(guān)服務(wù)，通過出版物、信息共享平臺、數(shù)字圖書館、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。目前我國生物信息學(xué)發(fā)展還很不均衡，與國際前沿有一定差距，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)；實踐教學(xué)；教學(xué)模式
中圖分類號 G642.0 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 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，綜合計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科的技術(shù)和方法，以計算機為主要的工具，對生物原始數(shù)據(jù)進行研究、存檔、分析和處理，以闡明其具有的生物學(xué)意義[1，2]。隨著人類基因組計劃的成功完成，測序技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的生物基因序列數(shù)據(jù)被載入到數(shù)據(jù)庫中。而大數(shù)據(jù)時代的到來要求我們能大規(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業(yè)中開設(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)生的交流過程中，筆者發(fā)現(xiàn)幾個普遍存在的問題：有的學(xué)生反映，聽完課很快就忘了；有的學(xué)生感覺很多概念太難懂；而更為關(guān)鍵的是，很多學(xué)生學(xué)完這門課之后，仍然不知道遇到具體的問題應(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際問題。究其原因，主要是由于國內(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，變成簡單的重復(fù)老師的實驗操作，失去獨立思考的能力，這就違背了開設(shè)這門課的初衷。為此，本文就目前流行的3種創(chuàng)新教學(xué)模式的特點進行分析，結(jié)合生物信息學(xué)特點，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)計案例，利用案例材料指導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)活動，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)姆绞剑咐浇虒W(xué)更加注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，不直接提供解決問題的標(biāo)準答案，而是通過結(jié)合具體案例討論得到解決問題的方法。
2.2 問題式教學(xué)法 問題式教學(xué)法（Problem-Based Learning）是以問題為導(dǎo)向的開放式教學(xué)模式[5]，主張讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)去解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，加深學(xué)生對理論知識的理解和應(yīng)用。其特點是將教材的知識點以問題的形式呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，讓學(xué)生在探索解決問題的過程中展開探索，教師和學(xué)生一起協(xié)作尋找解決問題的方法，從而掌握課本中的知識。在研究活動中，學(xué)生可以充分利用身邊的資源，比如圖書館的文獻檢索系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)軟件以及多媒w等多種形式進行自主學(xué)習(xí)。問題式教學(xué)模式營造了一種輕松快樂的學(xué)習(xí)氛圍，提高了學(xué)生相互合作的團隊意識，為以后步入社會工作打下堅實的基礎(chǔ)。比如，在BLAST軟件使用教學(xué)中，可以先給學(xué)生提出如何對兩條DNA序列進行比對的問題，讓他們通過自學(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進行比對并對比對結(jié)果加以闡述。
2.3 項目式教學(xué)法 項目式教學(xué)法（Program-Based Learning）是以項目為主線，在老師的指導(dǎo)下，將一個相對獨立的項目交由學(xué)生處理，包括對信息的收集、方案的設(shè)計、項目的實施及最終評價[6]。學(xué)生通過對該項目的進行，了解并把握整個程及每一個環(huán)節(jié)中的基本要求，以此來培養(yǎng)學(xué)生獨立分析解決問題的能力，讓學(xué)生提高自己的動手能力、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)生順利掌握知識點，并且能應(yīng)用到實際當(dāng)中去呢？一般的生物學(xué)課程，只要在理論課后加入實踐課的內(nèi)容，就可以解決這個問題，例如細胞生物學(xué)，只要再加入細胞生物學(xué)實驗，那么學(xué)生對這門課的理解就會加深很多，對這門課的應(yīng)用也會有一定的了解。然而筆者在實際的教學(xué)過程中卻發(fā)現(xiàn)，這樣的方式并不適合生物信息學(xué)這門課程，這是由于多數(shù)學(xué)生在上機實踐之后，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用到實際中。造成這種情況的原因主要有兩點，一個是生物信息學(xué)這門課程所要求的數(shù)學(xué)和計算機方面基礎(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)在計算機編程方面是零基礎(chǔ)。這使得他們在理論課上，對一些概念只是強行記住，并沒有真正理解。而在上機實踐環(huán)節(jié)中，他們又只是走馬觀花地將整個流程給過了一遍，并不知道這些操作是用來做什么的。另一個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)的知識點很難融入到學(xué)生的現(xiàn)有知識體系當(dāng)中去，這樣就導(dǎo)致了學(xué)生不知道這些知識點的用途。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)中的實際問題，引導(dǎo)學(xué)生對其進行解決，才能讓學(xué)生真正掌握這門課。而傳統(tǒng)的老師講、學(xué)生聽的授課方式顯然是不能滿足這一要求的。
案例式教學(xué)法起源于美國哈佛商學(xué)院，最早應(yīng)用于商業(yè)管理課程。其重點在于對一些熱門且有爭議的問題進行反復(fù)討論，加深學(xué)生對知識點的理解。而生物信息學(xué)課程的內(nèi)容大多比較確定，比較前沿有爭議的話題又離日常生活較遠，極少出現(xiàn)熱門話題。因此，筆者認為案例式教學(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。
問題式教學(xué)模式與項目式教學(xué)模式在本質(zhì)上是相同的，均是以學(xué)生為主體，讓學(xué)生帶著問題或者有明確的目標(biāo)的去主動利用身邊資源查找相關(guān)知識解決問題完成目標(biāo)，使學(xué)生在探索過程不僅掌握了知識，同時萌生自主學(xué)習(xí)的動機和欲望，提高了自主學(xué)習(xí)能力。兩種教學(xué)模式的區(qū)別在于問題式教學(xué)法是將書本中的知識點凝練為問題再分析問題并解決問題，而項目式教學(xué)法則是根據(jù)老師提出的項目要求，以收集信息、設(shè)計方案、實施項目、最終評價為線索進行教學(xué)。問題式教學(xué)提出的問題與書本知識更為接近且較為零散，學(xué)生在針對問題進行分析和解決的過程中，容易對教學(xué)內(nèi)容缺乏整體認識，即難以將知識點連成線，也很難結(jié)合實際問題。而項目式教學(xué)法是目前最適合提高學(xué)生能力的教學(xué)方法。然而在實際教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生對項目式教學(xué)并不適應(yīng)，很多學(xué)生在理解項目時就遇到了困難，在項目設(shè)計時感到無從下手。
因此，筆者在對兩種教學(xué)方法進行研究歸納之后，將問題式教學(xué)法與項目式教學(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)課程安排制定一個可擴展的課題，明確課題要求，并根據(jù)課題內(nèi)容將知識點拆分，以問題形式展現(xiàn)給學(xué)生，教師先就這些問題講一些例子，學(xué)生查找資料。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生既對課題內(nèi)容有整體認識，又在分析、解決一系列小問題時學(xué)習(xí)到知識點、收集了項目信息。隨后通過參與定期分組討論，與老師進行溝通的方式，學(xué)生最終可以擬定項目的方案并付諸實施。這種教學(xué)模式讓學(xué)生了解實際工作的流程，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業(yè)知識，與同學(xué)之間的合作交流中查漏補缺，完善自己的不足，達到相互提高的作用。例如，在教學(xué)中，教師可以設(shè)計一個題為“構(gòu)建一個可以預(yù)測乳腺癌患者生存時間的基因模型”的項目，并將項目拆解為：如何查找潛在包含乳腺癌患者信息的數(shù)據(jù)庫？如何篩選與生存時間相關(guān)的基因？如何構(gòu)建模型？如何評價模型的好壞四個問題？同時，為了讓學(xué)生在實踐中更好下手，可以依次為各個問題舉例加以說明。如查找數(shù)據(jù)庫環(huán)節(jié)，可以列舉NCBI中的GEO數(shù)據(jù)庫與美國政府發(fā)起的癌癥和腫瘤基因圖譜計劃涉及的TCGA數(shù)據(jù)庫兩個例子，讓學(xué)生先從這兩個數(shù)據(jù)庫獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)本身有所認識，再利用校園網(wǎng)資源查找更多的數(shù)據(jù)庫。在此過程中，學(xué)生全程參與項目實現(xiàn)的各個流程，不僅學(xué)會了自主查找資料與學(xué)習(xí)，還提高了同學(xué)間的優(yōu)勢互補與團隊協(xié)作的能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，獲得獨立思考的能力。
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