生物信息学作用

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生物信息学作用范文第1篇

1．注意观察生活，搜集物理教学相关的信息

教师平时应紧密联系学生的周围环境和生活信息，树立善于观察，善于发现生活观念，积极引导学生走进生活，把学生在生活中常见的场景和问题精心设计在教学过程中，提出问题，引导学生思考，因为问题是科学探究的基础，问题能引导和激发学生的求知欲，使他们对所学内容产生浓厚兴趣．例如在物理教学对浮力的概念一章的教学中，学生能够在生活中感受对浮力的初步认识，但对浮力的方向和任何物体浸入液体中受浮力的理论知识认识不深刻不全面．教师在教学中可以提出以下教学设想：1．人在水中游泳时受不受浮力？人在水中有什么感觉？引导学生讨论，教师在讨论中总结出浮力的方向是向上的．2．接下来教师用神秘的表情提出问题：刚才所举的例子是人浮在水面上，那么如果将石块沉入水中，沉入水中的石块受不受浮力？这样的提问，学生会提出不同的设想，教师就可以把实验的任务布置下去，让学生动手做实验来证明自己的设想，证明石块也受到浮力．随后，教师和学生共同概括出浮力的概念．在整个教学过程中，学生们受到生活常识的信息刺激，引发思维兴奋点，思维活跃，思路开阔，每个同学都争着说出对问题的看法，教学活动就在学生热烈的讨论、探讨中进行．采用这种教学方式能使学生兴趣盎然，切实感受到学习的个人意义和价值，并从教学过程中体验到科学探究的无穷乐趣，提高自己学习的积极性．

2．利用最新的科技信息，引导学生的探究活动

没有疑问就没有思考，没有思维，就没有解决问题的推动力．积极的思维往往是由有问题开始的，教师要循循善诱，教导学生发现问题，学生的问题教师可根据教材的内容，结合学生心理规律，在教学活动的关键处设置疑问情境．教师在教学中的情境设计十分重要．教师创设新颖，刺激性越强情境，就越能激发学生的学习兴趣、引起学生认知的冲突和探究的欲望．这些情境的设计，需要利用最新的科技信息，引导学生对科技信息的探求．目前，我国的科技和经济发展速度都很快，引领世界的高新技术如航天技术、通信技术、高铁等现代交通技术的发展都与物理学密切相关，随着信息量的日益增多，教师要教学生知道这些现代的新科技知识．因此教师在平时除了全身心备课、认真研习教材外，必须时时把握物理科学的新动向，经常给学生介绍最新的科学理论信息和事实材料．并利用一切手段，如网络技术、远程教育技术等，让学生及时了解国内及国际上的最新科技信息动态，从而来引导学生强烈的求知欲．

3.结语

生物信息学作用范文第2篇

【关键词】信息技术；生物表象；形成策略

【Abstract】The idea is the material that the thinking process， is a person the token form of information in brain， is more suitable for to carry on creating sex thinking of understanding composition.Make use of the information technique promote biology idea formation of the concrete strategy have:The dynamic state imitate;Make use of model;The diagram text with each other translate;Demonstration mimicry etc.

【Key words】Information technique; Living creature idea; Formation strategy

发展思维，是当前基础教育改革的主题之一，而思维是以语言和表象做为加工材料的。认知心理学认为，人的知识经验既包括概念系统，又包括表象系统。脑科学的研究也表明，人脑中存在与心理词典相对应的集合——储备表象的心理相册（mental imagery al-bum）。词语与表象分属于左右脑，作为两种互相平行的信息表征形式，两者在一定条件下可以彼此激活、互译。过去的生物学教育在逻辑实证主义的影响下，往往只重视概念在思维中的作用而忽视对表象的研究。有关视觉思维和图像记忆的研究多次表明，图形比文字更易识记，无论在记忆保持、概念的形成，还是在信息提取速度及信息量上，均比单纯语言记忆效果好，同时表象是更适合于进行创造性思维的认知成分。因此在教学中应该把生物学事实、现象等尽量地用感性材料来帮助学生建立表象，而当前信息技术的迅猛发展与网络环境丰富的资源为生物学课程提供了强有力的支持，也为表象的建立提供了广阔的应用平台。本文从教学实践的角度出发探索性地提出了利用信息技术促进生物学表象形成的具体教学策略。

1．动态模拟，形成表象

生物学中许多概念和结构是微观不可见的，因此在教学中要将微观的过程通过模型、动画等进行具体化、形象化，促进学生的理解，激发学习的兴趣，从而让学生将抽象的、不可见的概念和结构以形象化的模型、动画等表象的形式进行储存，是学好生物学的重要方法。

案例1：“DNA结构和复制”一节，采取声像点睛的方式，首先让学生们看一段课外阅读，思考什么是遗传物质，DNA为什么控制性状的遗传，引导学生去探索DNA结构与功能的关系。然后打开显示器，就可出现DNA的基本组成单位及代表各种化学分子的图形……在复制过程中，首先出现一个旋转的DNA空间结构，有一个动态的自动解旋、碱基的配对和形成两条DNA分子的过程，这是在其他教学手段中所不能比拟的。在演示DNA分子复制的同时，还可进行强化训练，也可自学练习。如碱基配对有一定的规律：这就是A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧碇）配对，G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对。在计算机的显示器上如碱基配对不符，会发出“嘟嘟”的响声（谐音“不不”）。这就对学生出现了声刺激，如果对了回发出清脆悦耳的音乐声。学了这节课后，学生们记忆深刻，课后练习时正确率达到90%。

2．利用模型，形成表象

生物学中的各种现象、事实是千变万化的，所以在教学中模型就起到了很好的学习作用。模型能抓住原型的本只质特征，对原型进行抽象，把复杂的原形客体加以简化和纯化，实际上就是一个典型表象或可称为一般表象。“在生物学课程学习中，模型提供观念和印象，进而形成表象。”所以在课堂教学中经常利用模型来增强学生的感性认识，促进表象的形成

案例2：在遗传学部分的教学中，就经常采用模型来建立起表象。如在教学中利用多媒体向学生展示DNA分子双螺旋结构模型、蛋白质合成示意图等具象模型；杂交过程图解也是理想化的，用以反映和解释杂交实验结果。利用多媒体可以从不同角度多层次的逐步展示蛋白质合成、植物杂交等过程，来帮助学生建立分子水平的表象，使学生将复杂的文字知识，以简约化的图形信息进行储存，促进了学生对知识的记忆和理解。 转贴于

3．图文互译，形成表象

现代认知心理学认为，表象是双重编码的，既可以是图象编码，也可以语言编码，图象和语言在一定条件是可以互译的。因此在一些复杂抽象的内容教学中通常采用了图文互译的方法进行教学，以图形的形式形成更易记忆的表象。如在细胞免疫、体液免疫等概念中都启用了图形与文字相结合的方式，从而加深了概念的理解，也可以说是形象思维和抽象相结合来加深对概念的理解。

案例3：“细胞有丝分裂”这节课，内容多，难度大。虽然书本上有图解，有详细叙述，但都比较抽象，缺乏动态感，学生难以理解掌握。采用“细胞有丝分裂”的多媒体课件进行教学，先向学生分别展示每一分裂时期的动态变化（计算机动画模拟），然后要求学生填写各个时期染色体的形态、位置、数目及DNA的变化表，从中自己总结出各期的变化特点。接着将各时期的变化又连续地、完整地放一遍，同时配有解说词，充分利用学生的视觉、听觉来加深学生的记忆表象，最后要求学生用鼠标拖动染色体到适当的位置以完成有丝分裂中期、后期图。让学生在轻松愉快的教学氛围中敞开心扉，充分地进行想象分析、比较，实现知识的有效积累和储存。这样既能解决重点问题，又能突破难点问题，而且节省了授课时间，让学生有更充分的时间进行巩固练习，使课堂教学结构更为紧凑而完整，教学效率显著提高，而且培养了学生的观察、思维能力。

4．示范模仿，形成表象

在显微镜的操作学习中形成运动表象（视动综合表象），先通过多媒体示范操作要领，学生建立视觉表象，学生进行模仿学习初步体验动作的感觉，教师再次通过多媒体进行示范和讲解，最终使学生头脑中的视觉表象和动觉表象相结合，形成视动觉表象，形成了动作技能。

案例4：显微镜的操作学习，教师首先制作好显微镜操作具体步骤的FLASH软件，该软件包括显微镜的放置、对光、低倍镜观察、高倍镜观察、整理等五个步骤，可连续播放也可分步示范，还可随时进入其中的任何一步。具体教学如下：

（1）示范与学生视觉表象的建立 在大屏幕上将显微镜操作要领逐步播放，结合教师讲解。使学生建立初步的视觉表象。

（2）回忆表象 教师要求学生闭目，处于安静状态，并停止外部活动和谈话，调动学生的内注意表象功能，在脑中将显微镜的操作步骤进行回忆，加深表象记忆。

（3）模仿练习、初步体验动作感觉 学生进行初步练习，利用回忆表象进行练习来调整自身感受，由于此时的动作表象还具有一定的模糊性和不准确性，要求学生尽量找出一些与表象可能不吻合之处。

（4）师生共同总结 找出练习中的缺点。

（5）再次刺激，修复记忆表象 让学生在电脑上自己操作该课件，根据自身存在的一些模糊点和不准确之处，在课件上重复进行观察，不断修正记忆表象。

（6）视觉表象向动觉象过渡 再次组织学生练习，根据修正的记忆表象操作，使视觉表象向动觉表象过渡

生物信息学作用范文第3篇

关键词：医学检验；生物信息学；课程教学

近年来，生物信息学在各医药院校越来越受到重视，多所院校相继在研究生教学中开设了生物信息学课程[1]。而对于医学本科层次是否需要开设生物信息学课程这一问题，虽然目前各方面的观点不一，但是已经有一些院校开始进行尝试。目前医学检验专业（五年制，毕业时授予医学学士学位）已调整为医学检验技术专业（四年制，毕业时授予理学学士学位），而生物信息学作为一门新课程，在医学检验（技术）专业学生培养中的作用正日益受到关注，逐步被某些院校选择作为必修课或者选修课。

一、开设课程的必要性

空前繁荣的生物医学大数据的产出，及其蕴含的重大生命奥秘的揭示，将决定现代生命科技和医药产业研发的高度，决定人们对疾病的认识和掌控能力，也将对主导生物医学大数据存储、管理、注释、分析全过程，解决生命密码的关键手段———现代生物信息学技术的发展带来前所未有的机遇和挑战[2]。对于医学专业学生而言，通过学习生物信息学，从而掌握利用各种网络信息资源来检索和获取生物信息数据，并选择和使用各种生物信息学软件来分析数据。在当今大数据时代，这方面的知识和技能的培养对于医学生今后从事医学科研工作是非常重要的。因此，在医学专业学生中开设生物信息学课程非常必要。我校从2010年开始将生物信息学设置为研究生教学的必修课；从2013年开始在医学检验专业中开设生物信息学选修课，自2015年开始转为医学检验技术专业。在医学检验技术专业中开设生物信息学课程，能够为该专业学生的临床和科研方面的素质积累提供必要的支持，更重要的是增强了在医学和信息科学交叉领域解决问题的技能，其意义几乎等同于在研究生教学中的设课意义。

二、教学内容的安排

医学检验技术专业的教学任务非常紧张，几乎将原来医学检验专业前八个学期（最后两个学期为实习阶段）课程压缩到六个学期来完成，学生学习压力可想而知。我校为了减轻学生负担，各课程的课时数都比医学检验专业有所减少。但生物信息学并未改变，仍然为16学时。为了在较短的学时内实现教学效果的最大化，我们结合该专业学生的特点和需求，将授课内容分为理论课和实践课两部分，实践课不占学时。理论课主要介绍基本的生物信息学理论、资源和数据的获取、分析方法和工具的使用；实践课则通过布置作业，课后上机操作来解决问题。理论课主要内容包括：生物信息学导论、DNA测序技术、序列的获取、双序列比对、多序列比对、蛋白质结构分析和预测共计六个专题。实践课主要内容包括：cDNA及基因组参考序列的获取；常见序列格式的释义与转换；双序列比对（局部比对）；多序列比对（全局比对）；蛋白质综合信息查询；蛋白质基本性质、疏水区、亚细胞定位、信号肽、跨膜区、模体及结构域分析与二级结构预测；蛋白质三级结构预测。在理论课实施过程中，注重将与生物信息学相关的生命科学和医学前沿的一些最新进展和最新成果引入理论知识讲授中，让学生在有限学时内能够进一步认识生物信息学的内涵和课程的价值，追踪前沿学科的动态，开拓视野。

三、教学方法的设计

生物信息学涉及多个学科领域，交叉性强，在较短的学时内学好这门课程的难度很大。学生的学习兴趣与教学内容和手段关系密切，除了精心选择教学内容外，教学方法上也有很多需要革新乃至创新的地方。在教学过程中，我们形成了颇具特色的教学经验，由授课教师独创的授课———实践———演示（Teaching-Practicing-Showing，TPS）教学模式已应用于教学。TPS教学模式着力于以实际问题为引线，将理论授课与上机实践有机地融为一体，逐步介绍生物数据分析的各项技能，并指导学生将其融会贯通以真正掌握相关的基本方法与常用工具。首先，在教学内容上引入具体实例来进行教学，比如讲解生物信息数据库（Gene、Nucleotide、UniProt、PDB等）时，通过给出检索某个人类疾病基因数据的例子来学习数据库的使用方法。课堂上教学实例的设计需要任课教师在备课时投入大量精力来完成，还需要教师具备多学科交叉的知识。教学实践表明，与医学相关的生物信息学分析实例可以让学生更好地认识该课程的作用，大幅度提高学生的学习兴趣和学习的主动性。此外，课堂教学手段也应该丰富多彩，多媒体教学中可以充分使用图片、动画等元素。其次，举例分析时可以进行一定的现场演示，比如讲解检索Unigene数据库时可以一边上网演示一边解释说明。

四、考核方式的变革

生物信息学作为选修课，既要遵循学校相关的考试制度，也要通过对考试方式的变革来提高考试效果。我们将理论考核与学生的实践能力考核联系起来，结合学生课外实践任务的完成情况和开卷考试成绩进行综合评定。在课程中安排一次课外实践任务，要求每位学生独立完成相关分析并提交书面分析报告，该部分占考核成绩的20%。具体内容为自行选择一个人类细胞外功能蛋白：1.利用ClustalX对各物种参考蛋白序列进行多序列比对（输出PS格式结果）；2.分析分子量、等电点、分子式、稳定性、亲疏水性及亚细胞定位；3.预测二级结构并模拟三维结构。课程结束后进行开卷考试，内容包括基础知识和综合分析，尽量采取灵活的出题方式，并控制题量，该部分占考核成绩的80%。近年来的教学实践表明，这种综合评定的方式能够反映学生对该课程的掌握程度，体现学生利用生物信息学知识解决问题的能力。

五、展望

实践表明，生物信息学课程教学能够给学生提供所需要的生物信息学知识和技能，但是在教学内容安排、教学方法设计、教学手段使用和教学效果评价等诸多环节都需要进一步探讨。在这个过程中，我们既需要吸收传统教学模式中的优点和精髓，做到严谨和切合实际，又需要更新教学理念，突出医学特色，大胆尝试新的教学方法和手段，最终形成本课程别具一格的教学特色。

作者:伦永志 单位:大连大学

参考文献

生物信息学作用范文第4篇

一、前言

生物信息学（Bioinformatics）是随着现代生命科学的发展而兴起的交叉学科，旨在为生物学研究提供信息处理的支撑，从海量数据中挖掘生物信息，实现对生命科学问题的研究。生物信息学包含了对核酸和蛋白质的序列和结构信息的获取、处理、存储、分布、分析和解释等各个方面的分析研究，是通过综合利用生物学、计算机科学和信息技术等手段，来认识生命的起源、进化、遗传和发育的本质，揭示海量数据中蕴含的生命奥秘或生物学内在规律的一门科学[1]。随着测序技术的不断发展，人类与其他物种基因组计划相继实施和完成，产生了海量的数据，尤其是近年来的各种组学数据，如蛋白质组、代谢组、基因组、转录组等生物学数据，生物信息学将在解读基因组序列中的功能信息等方面发挥巨大的作用[2]。

二、生物信息学课程开展的现状

生命科学的迅猛发展、生物技术在社会发展中的应用越来越广泛，例如产前诊断、遗传并筛查、肿瘤靶向治疗等生物信息学相关的医学应用，生物信息学的作用和地位也越来越重要。研究机构和高等院校，特别是息息相关的医学院校，迫切需要通过各种形式的教学，系统地培养新的复合型研究力量的医学工作者。因此，医学院校针对医学相关学生开展与其专业紧密结合的生物信息学课程已经成为必然趋势[3]。目前，国内许多医学院校相继开设了生物信息学课程，将生物信息学作为必修或者选修课程。由于生物信息课程教学尚处于刚刚起步的探索阶段，尚未形成一个完整的课程建设体系，再加上生物信息学研究的范围广、相关数据与分析工具资源繁多、涉及多学科知识尚缺乏系统成熟的理论方法，正处在迅速发展中等一系列特点，如何开展生物信息学教学尚有待探索。因此，生物信息学课程的教育理念、教学内容、方式和方法等迫切需要根据自身专业特点，科学确立教学目标，及时系统地总结规划教学内容，探索和改革教学方法，以适应医学专业背景学生的学习，对于促进医学生自身综合素质的提高有重要意义。本文结合南京医科大学本科学生（主要为医学相关专业学生，非生物信息学专业学生）开展的生物信息学课程进行调研和改进，对该课程的学生的反馈意见及各教研室教师的建议进行了深入分析。本着以学生需要为原则，针对学生的专业背景，适当调整教学内容和方法，理论教学与上机实践有机结合，侧重将生物信息学的思维融入解决生物医学的问题，行成一套完整的、合理可行的医学生物信息学课程理论、实验教学方案。进而达到专业与课程相结合，激发学生的学习兴趣，从而达到较好的教学效果。

三、教学内容及方法的具体实践

（一）针对医学专业学生，优化教学内容

生物信息学作为一门发展迅猛的多学科交叉的前沿学科，理论、研究方法、研究内容尚在不断完善和更新中，其内容繁多复杂，更需要进行精心的选择裁剪和编排组织，才能在有限的时间内实现既定的教学目标，使学生学习到有用的知识。教学中应充分结合当前研究前沿和进展、时刻更新教学内容，更应该根据学生的不同专业背景适当调整教学内容和教学方法。在医学院校中，更要针对不同专业及背景的学生，制订具有专业特色的教学大纲。教学应以学生的需求为前提，结合不同专业背景、就业选择方向，调整培养方案和优化授课内容，以满足他们的需求，使学生能够学有所用。比如，针对临床专业的学生，生物信息学教学应该偏重医学研究中的方法和成果，本科教学注重转化医学、生物技术应用成果的普及，研究生教学注重利用生物信息手段和方法解决科研学习中遇到的实际问题；而针对法医专业的学生，教学应该偏重新一代高通量测序技术的原理、数据分析、结果意义等方面。针对目前医学院校中研究方向多元化的背景，强调教学与科研共促进，通过科研时刻关注、追踪学科前沿，将最新的研究成果和在医学上的应用展示给学生，丰富教育资源，使学生能在其他课程的学习时学以致用，从而高质量的完成教学任务。生物信息学亦是众多科学研究工作中强有力的必不可少的研究手段，教学反过来也可促进科研的进一步开展和深入。因此，教学和科研相结合，可以拓宽知识面，全面了解生物信息学和相关学科最新进展，不断为科研提供新的思路，不断的完善生物信息学教学体系。只有坚持教学与科研同时进行、并紧跟科学前沿，并做到及时纳入最新的研究成果，更新教学内容，才能给予学生高质量的前沿教学[4]。

（二）基于计算机的实验教学，锻炼动手能力

在生物信息学教学中，计算机实践教学是不可缺少的部分，理论和实践的有机结合才能达到更好的教学效果。只有亲自动手进行生物数据的分析，学生才能建立一个感官的、多方面的认识。优化上机内容、改进上机教学方法，使得理论知识在上机教学中可以得到实现，实际操作充分理解理论课内容，由此激发学生动手实践的激情和信心，更好地掌握知识。所以在生物信息的教学中，上机实验课程应该占据较大的比例，并通过生动的课堂练习培养学生的兴趣。实验课内容的设计应该考虑医学相关专业学生的背景，根据医学问题作为出发点，以如何解决这些问题作为主线设计课程。所以，通过了解当前医生常用的科研手段或当前医院正在开展的临床检测项目，设计相关实验课程、增加应用性实践教学，并结合最新研究成果和基础到临床应用的实例、以及项目原理及优缺点，可以调动学生学习的主动性。例如，针对临床专业开展常用的生存分析的原理和分析流程的实践教学；针对法医专业，开展常用的STR（短串联重复序列）作为亲权鉴定标志物的序列特点和可视化的教学等。另外，生物信息学本身是多学科交叉融合，知识面广而杂，其相关数据库资源，以及生物信息学工具、算法和软件等均更新迅速。在理论教学中，授课教师时刻密切关注学科发展前沿、并将最新研究成果及学术发展动态，而在实验课授课中，更应该注重教会学生，充分利用互联网资源，独立开展课题、综合分析、解决问题。例如，?榱耸寡?生了解当前网络数据共享的环境下，如何从网上搜索网络资源、下载数据，我们下载了多种不同类型的数据，包括测序数据、芯片数据、注释数据等，然后再从实际数据出发上机操作，介绍分析的方法和工具。

四、生物信息在医学相关专业的应用

基础科研成果的积累逐渐带来了临床应用的突破，而生物信息学的技术和数据在临床应用的重要性也愈加重要。目前，医疗上的应用主要有生育健康、遗传病检测、传染病药物研发、肿瘤诊断及治疗等几大方面[5]。2014年7月国家卫生计生委承认基因测序技术在产前诊断的应用，批准了基因测序诊断产品的上市，2015年3月27日，国家卫生计生委医政医管局又通过了第一批肿瘤诊断与治疗项目高通量基因测序技?g临床试点单位。一些大型医院已经把基因诊断作为患者必需的诊断项目，特别是产前无创诊断，很多医院也正在筹建基因检测中心。目前国内每年新增癌症患者300万人左右，且发病率呈上涨趋势，肿瘤的基因检测和靶向治疗已经成为提高肿瘤治疗效果的一条重要途径。产前诊断和精准医疗的飞速发展所带来的巨大临床应用，亟需懂临床一线的医生了解前沿科技、懂生物信息、会临床应用。根据市场反馈的情况，未来基因检测在临床上应用所占比例会越来越大，医学工作者对生物信息知识的需求也越来越高。

生物信息学作用范文第5篇

关键词：生物信息学;教学改革;师范院校

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）36-0134-02

生物信息学（Bioinformatics）的发展与上世纪90年代人类基因组计划的启动密切相关，它综合运用生物学、计算机科学和数学等多方面知识与方法来阐明和理解大量生物数据所包含的生物学意义。生物信息学已成为当今生命科学的重大前沿领域之一，是生命科学研究中重要的、不可或缺的研究工具。

我校生物信息学课程开设较晚，所以课程教学仍处于探索阶段，尚未形成成熟的课程体系。本文针对本校学生的需求、课堂教学反馈等情况对教学内容、教学方法等多方面开展了改革与实践，以期提高教学的质量和效果，培养全面发展的人才。

一、生物信息学课程教学现状

（一）教材较多，因此难以选择一本适合的教材

生物信息学教材很多，有些教材侧重于生物信息学理论和算法，如许忠能主编的《生物信息学》对生物信息学的理论和算法讲解详细，但是对于师范院校生物科学专业的本科生而言较为深奥，不易理解;有些教材侧重于生物信息学软件使用，学生对于软件分析所需要的背景知识掌握不够，即使能够运用软件，却不能正确分析和理解所得到的分析结果;由于生物信息学发展较快，教材更新速度相对较慢，一些新的生物信息学知识未能及时纳入到已出版的教材中，而且有些书中所讲的数据库资源早已停用，有些软件及其应用也早已更新版本。

（二）学生理论基础薄弱，学习主动性不够

虽然这门课程在我校是专业选修课程，考核方式以考查为主，但是选修这门课程的学生都对生物信息学有浓厚的兴趣。这门课程开设在大三下学期，很多同学尚未开展或即将毕业课题设计，希望通过本课程的学习对毕业论文或将来考研深造有所帮助。然而在学习过程中，由于对分子生物学、生物化学、遗传学等理论知识掌握不扎实，并且对学科前沿进展关注不够，很少阅读实验性论文，在学习生物信息学相关理论知识时理解困难，而且对于如何将生物信息学应用于实际的课题研究也感到困惑。

（三）学生英语基础不同，学习过程中容易产生消极情绪

要学好生物信息学，离不开大量专业文献的阅读，尤其是外文文献，追踪学科前沿研究进展，这就需要具备一定的专业英语基础。此外，很多生物信息学数据库以及应用软件都是全英文的，涉及专业英语词汇较多。由于学生的英语基础不同，在学习过程中有些学生感觉专业英语阅读和理解方面较吃力，容易产生畏难情绪。

二、教学改革与实践

（一）修改教学大纲，理论与实践结合

生物信息学是一门实践性很强的学科，仅仅靠教师单一的讲解理论和软件的使用方法学生是很难理解和掌握的，因此在教学过程中要理论和上机实践结合。教学大纲中原36学时为理论24学时、上机实践12学时。考虑到我校学生学习该门课程的实际需求，强化实践运用，将理论和上机实践课时均调整为18学时，学生在实践的过程中带着问题主动去思考，发现问题、解决问题，更好地去理解生物信息学的理论知识。原教学大纲中理论课学习结束后再进行上机实践，但是教学过程中发现理论课信息量大，有些知识学生初次接触没有较好地理解，或者当时能够理解，但过了一段时间后再进行上机实践时又要重新学习。在课程安排方面，调整为一个章节的理论课学习结束后开设相应的上机实践，通过实际操作练习有利于巩固所学理论知识，学生也比较喜欢这样的教学方式。

（二）调整教学目标，优化教学内容

生物信息学内涵广泛，应用领域广，但是生物信息学在不同研究领域中的研究内容和应用程度有所不同。选修本课程的学生都是生物学背景，主要希望运用生物信息学知识去解释课题研究中的生物学问题。考虑到本科生理论知识基础相对较弱，很多学生尚未开展课题研究，因此应该在有限的学时里让学生掌握与专业需求相关的生物信息学知识和实用技术，教学的重点和难点要根据本校学生特点进行调整，对教学内容进行优化、精简。例如多序列比对算法、马尔科夫模型等涉及数学、计算机知识，可以简要介绍，但不做深入的讲解。理论和上机实践部分主要介绍生物信息学数据库资源、序列比对、核酸序列分析、系统进化分析、蛋白质结构与预测，同时理论部分还包括生物芯片、高通量测序技术、介绍生物信息学的前沿进展。此外，还结合学生的需求在上机实践课中增加了引物设计内容。

课堂教学内容并不拘泥于一套教材，而是根据讲授的章节选择该章节适合的2～3套教材综合讲解，最终形成适合我校学生学习的讲义。例如在讲系统进化发育时，理论讲解选择由Masatoshi Nei和Sudhir Kumar编写的高等教育出版社出版的《分子进化与系统发育》和蔡禄编写的《生物信息学教程》，上机实践选择吴祖建等编写的《生物信息学分析实践》。

（三）教学与科研相结合，学以致用

生物信息学有很多分析软件，应用很广，即使是分章节按照序列比对、核酸序列分析、系统进化树构建等给学生逐一讲解相关的算法和实际的应用，学生仍然感觉知识零散，信息量太大难以掌握，容易产生畏难情绪而导致学习积极性不高。有些应用软件学生即使有所了解，却又不知道在科研中如何运用。所以在教学过程中，我们以课题研究为例，再结合相关的文献来进行讲解。例如选择DNA条形码开展物种鉴定为例，让学生去查阅相关文献，如DNA条形码在中药材混伪品鉴定中的应用、DNA条形码在肉制品掺假中的鉴定等。这个课题应用性强，对本科生而言阅读专业文献的难度相对较小，仅涉及DNA提取、PCR扩增等实验内容，容易激发学生的学习兴趣。在学生理解课题背景知识的基础上，让学生重点看文献中涉及的生物信息学相关知识，要求学生下载文献中涉及的基因序列，根据下载的序列用MEGA软件进行序列比对，计算遗传距离，同时利用MEGA软件构建NJ树。这个过程就把生物信息数据库、序列比对、系统发育分析等几个章节的教学知识串联起来，学生就知道为什么要下载序列、做序列比对，更好地理解系统进化树构建的原理及意义。同时，也促进了学生阅读专业文献，尤其是外文文献，增加专业英语词汇量，主动关注学科前沿发展动态，更好的利用生物信息开展课题研究，做到学以致用。

（四）改革教学手段和教学方法

生物信息学理论教学中往往是教师主讲、学生听，学生被动接受，这种“灌输式”的学习让学生感觉枯燥乏味，教学效果较差。教学时应突出学生的主体地位，教师起主导作用，引导学生积极思考，参与课堂教学，激发学生的学习热情。例如讲解生物信息学数据库资源时，可以布置课后作业，要求学生搜索国外生物信息学数据库资源，并将查阅的资料制作成PPT，下一次上课时让学生利用PPT讲解搜索情况，分享经验。教师在学生讲完后点评，鼓励学生关注生物信息学的前沿进展，在学习生物信息学的同时提高专业英语的水平。在讲解生物芯片与高通量测序技术时，布置课前预习作业，针对高通量测序技术原理、应用、数据分析等教学内容设置几个选题，让学生分小组，每个小组选择一个选题，通过查阅文献资料，以PPT形式在课堂上讲解。学生根据讲解内容提问，交流讨论。教师根据学生的汇报内容进行点评，进行有针对性的讲解、补充。这样的形式使学生主动去探究问题，而不是被动地接受教师传递的信息，对知识的理解更加深入，学生也反馈这种教学活动提高了学习的积极性，并留下深刻的印象。

三、结语

生物信息学作为一门新兴学科，仍然在不断的发展中，知识更新速度快，因此生物信息学课程的教学内容、教学方式应紧跟学科前沿发展，立足学校专业特点及培养特色，不断摸索教学经验，在教学模式上深入研究，提高教学质量，实现培养学生理论与实践运用综合能力的教学目标。

参考文献：

[1]许忠能.生物信息学[M].北京：清华大学出版社，2008.

[2]Masatoshi Nei，Sudhir Kumar.分子进化与系统发育[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]蔡禄.生物信息学教程[M].北京：化学工业出版社，2007.

[4]吴祖建，高芳銮，沈建国.生物信息学分析实践[M].北京：科学出版社，2010.