生物信息學培養方案精選(九篇)

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第1篇：生物信息學培養方案范文

關鍵詞：生物信息學；教學方法；醫學本科生

中圖分類號：G642.0文獻標志碼：A文章編號：1674-9324（2017）51-0146-03

生物信息學是20世紀80年代末隨著人類基因組計劃的啟動而興起的一門新的交叉學科[1-2]。它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；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。目前，生物信息學在醫學領域中已廣泛應用于基礎醫學、臨床醫學及藥學等多個學科。特別在科學研究工作中，生物信息學的作用逐步顯現，越來越受到重視。近期，精準醫療概念的提出與相應模式的推進，進一步強化了運用生物信息學工具的要求。精準醫療是將臨床信息、患者表型與基因蛋白譜進行整合，從而為患者量身制定精準診斷、預后及治療策略。因此在高通量測序產生數以萬計的龐大組學數據中，只有依托生物信息學技術，才能探尋基因突變、藥物靶向等隱含遺傳學奧秘的精確位點，進而提供可靠的個性化治療方案。可見，生物信息學是精準醫療的核心內容之一。當前，大多數醫學院校均已開設研究生生物信息學課程，但尚未將生物信息學正式列入本科生培養方案，以選修課形式開設生物信息學課程的院校也極為鮮見。醫學本科生是祖國醫學的未來，是臨床一線最直接的儲備軍，面對飛速發展的生物技術和以幾何級數增長的生物大數據，如果現階段的醫學本科生還不能學會如何利用和解讀這些資源，這將大大阻礙臨床醫學的發展。綜上，一方面醫學領域對生物信息學方面存在旺盛的需求，另一方面大多數院校均未正式開設本科生生物信息學課程，造成生物信息學人才極度緊缺。針對這一現狀，筆者近年來圍繞在研的各項科研課題，選拔學有余力的優秀學生，在學校開展的各項大學生科研能力訓練、創新創業項目支持下，吸收本科生進入實驗室，對醫學類本科生的生物信息學教學實踐方面做了一些嘗試，培養了一些初步掌握生物信息學知識與方法的本科學生。在此對教學過程中的感想和體會做一簡要總結，并對本科生生物信息學的教學模式進行了探討。

一、在醫學本科生中開展生物信息學的教學實踐

（一）尊重學生的教育主體地位，實施因材施教

由于生物信息學涵蓋了計算機科學、統計學、分子生物學和分子遺傳學等諸多學科相關知識，所以一般情況下生物信息學科研實踐的開展要遲于上述各門課程。在開展的過程中，要充分考慮學生的自身條件，進行分組施教。因為不同學生對相關背景知識的掌握不同，會導致他們接受相關教學內容的快慢程度不一樣，因此要針對不同層次的學生開設不同等級的實踐內容。此外，根據學生將來從事的工作類型導致的對生物信息學的需求不同，可有針對性地分成科研組和臨床組。如有些學生將來可能主要從事科研工作，因此希望掌握較多的生物信息學知識，包括各種計算機語言的使用、編程、復雜統計軟件的使用等等，這類學生學習熱情比較高漲。

（二）構建多學科教師組成的教學團隊，實現知識的互補與整合

由于生物信息學是一門新興的交叉學科，需要計算機學、統計學、醫學生物化學、醫學遺傳學等相關學科的共同發展來支撐。此外，生物信息學專業知識較為前沿，而且涉及的醫學研究領域較多。再加上目前生物信息學的專業教師缺少，這就限制了學科的發展。因此，在教學過程中應該合理組建教學團隊，授課教師需要來自不同的專業，了解本專業最新的知識，教師之間相互學習溝通，將不同學科的相關知識整合起來[3]，并需持續補充和學習生物信息學前沿知識，在授課內容上還要體現教師自身優勢。這樣不但可以在知識結構上互補，還可以滿足不同專業學生的需求。

（三）圍繞教師在研科研課題和學術會議，追蹤醫學研究前沿

生物信息學是一門快速發展的學科。近年來計算機技術、生物技術以及醫學技術及醫療模式都在快速更新。因此醫學生生物信息學實踐教學不能拘泥于原有教材。在進行基礎和共性的知識教學時要利用教材。而對于前沿的知識，教師一方面要結合在研的各項科研課題引入知識點，另一方面可帶學生參加一些與生物信息學相關的學術會議，讓他們開闊眼界，增長見識，激發科研靈感。

（四）調動學生主觀能動性，激發其學習潛能

由于學生專業背景知識掌握程度差異較大，以及學生自身興趣不同，傳統的大班教學較難達到一致性的教學效果。因此，在教學過程中可以采取不同的分組方式以滿足學生不同的需求。由于現階段生物信息人才非常缺乏，因此在教學過程中，對于個別基礎較強的學生，教師可以有針對性地對他們進行一些更深層次的培養，充分挖掘學生的潛力，利用課余時間，合理安排一些“實戰”性任務，通過實踐鍛煉，提升他們的專業科研素質，為當代生物信息學的發展培養特色人才。如我校2009級臨床專業熊同學、2010級藥學專業本科生熊同學，都對生物信息學興趣非常濃厚，在科研實踐中表現得十分出色，充分利用課余和寒暑假時間，在老師的精心指導下，用perl語言成功編寫出分析組學數據的一系列程序。在研究生面試時，他們扎實的生物信息學功底獲得導師的青睞，并成功讀取/保送了國內知名大學的研究生。

二、醫學本科生生物信息學教學方法、教學模式的探討

（一）PBL教學法在案例教學中的應用

PBL（Problem-BasedLearning）教學法[4]，也稱作問題式學習。生物信息學是一門操作性和實驗性很強的學科，要利用互聯網、計算機和各種生物信息學數據處理軟件來解決實際問題。目前，生物信息學已成為生命科學研究領域的重要工具。在實際訓練中應以問題為導向，針對每個知識點盡量從實際的應用案例出發，引導學生自主探究、合作學習、進行交流。注重培養學生的實際操作能力和解決問題的能力，使學生能在解決問題的過程中學會各種技能，如統計方法、計算機語言和軟件的基本使用、編程技巧及數據庫的運用等。隨著生物信息學技術的快速發展，整合不同生物技術產生的數據將有利于人們發現疾病致病相關位點和藥物作用靶點。在本實驗室開展的PBL教學實踐中，我們以代謝性疾病作為主要研究方向，對糖尿病、高膽固醇血癥及肝癌等展開了疾病相關基因/位點的全基因組篩查。

（二）在教學過程中發揮優秀學生的引領作用，以點帶面

由于生物信息學在醫學研究中的重要性逐漸凸現，因此要求參加科研實踐培訓的學生人數逐年增多。而目前生物信息學專業的老師相對缺乏，為了解決這一矛盾，我們在實踐教學和科研中摸索出一種新的方法，即以“導師-學生雙向選擇制”遴選學生進入老師課題組后，以優秀學生為中心，采用以點及面式訓練。與以往的老師帶學生做試驗的傳統模式不同，在培訓中教師除作為指導老師外，還要善于在眾多的學生中發現優秀的人才，并對這些有天分的學生進行精細培養，然后以這些人才為中心點，進行放大，即由一個優秀的學生指導幾個后參加培訓的學生，在這幾個學生中再選出優秀的學生作為下一輪的指導“老師”，這種以點帶面的特色實踐教學模式不但能節約大量教學資源，而且將最大限度地挖掘學生的科研潛力，有利于培養學生的科研創新素質。

（三）以大學生的各類科研訓練、創新創業項目為載體開展教學活動

目前，科技創新已成為發達國家保持持久競爭力的“法寶”。中國早在若干年前就確立了“科技興國”的戰略目標。大學生是祖國的未來，大學生科研創新能力的培養是21世紀高校人才培養的核心內容。國內外眾多高校都開展了多種形式的大學生創新訓練計劃。因此，將生物信息學科研訓練與學校開展的各類科研創新訓練計劃（如大學生“挑戰杯”、“創新學分”或“大學生創新性實驗計劃”等）相結合，將更加有效地利用各種資源，全面鍛煉學生的科研創新能力，例如，文獻的檢索與閱讀，各種組學數據的收集、處理和分析，程序的編寫，實驗設計和操作，科研項目書的撰寫，科研論文的書寫等。

（四）同步開展科技文書的寫作訓練，總結成果保持學生的熱情

疾病的發生發展與特異基因的改變密切相關，鑒定與疾病相關的基因是醫學科研工作的重要內容之一。在科研實踐訓練中，學生利用生物信息學方法，通過分析處理感興趣的數據（如基因組、轉錄組、單核苷酸多態性、全基因組關聯分析等），可挖掘出一些與疾病相關的內在信息，或再通過實驗對分析結果加以驗證。教師可鼓勵學生將這些階段性的成果進行發表，這對學生來說是一種能力上的認可，可以增加學生的科研信心，激發他們的科研熱情和動力。此外還要鼓勵學生積極申請學校乃至全國性的大學生“挑戰杯”等競賽。培養學生的創新和挑戰激情，以便激勵他們在科研之路上能再創新高。如我校2012級本科生王同學，從大學一年級開始就進入實驗室學習生物信息學分析數據，勤奮鉆研，已分別于2013和2014年發表了2篇核心文章，并已成功申請到我校大學生“挑戰杯”項目，在我校大學生作品“挑戰杯”競賽中獲得二等獎。這些成果極大地鼓舞了同學們的科研熱情。

三、本科生生物信息學科研實踐中存在的問題

隨著生物信息學在醫學領域的廣泛應用，越來越多的學生意識到這門學科的重要性，都積極參與實踐練習。而生物信息學實踐離不開計算機這一硬件設備，同時由于生物數據量龐大，這就要求較高的計算機的配置。此外，現階段生物信息學專業教師比較缺乏，在一定程度上也會影響教學實踐的開展。因此，對醫學本科生開展生物信息學實踐訓練尚需相關資源的配套和完善。

四、結語

本文主要探討了對醫學本科生開展生物信息學科研實踐過程中的一些感想和體會，并在多年教學實踐基礎上，總結出一種以科研為核心、學生為主體、訓練項目為載體的科研實訓教學模式。當前雖然一些醫學院校已經開設了生物信息學課程，但是在教學內容、教學方法和教學模式上還有很多不足，尚有待進一步的摸索和改進[5-6]。此外，我們要加大硬件設施的投入，并不斷加強師資隊伍建設，積極參與教學改革，整合各種教學力量，從而提高生物信息學教學質量。

致謝：感謝南昌大學醫學實驗教學中心汪雁老師生前對本科生生物信息學教學方面的貢獻！

參考文獻： 

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第2篇：生物信息學培養方案范文

關鍵詞：生物信息學 課堂教學 實驗教學 現代教育技術

前言

生物信息學(Bioinformatics)是一門新興的交叉學科。廣義地說，生物信息學從事對生物信息的獲取、加工、儲存、分配、分析和解釋，并綜合運用數學、計算機科學和生物學工具，以達到理解數據中的生物學含義的目標［1］。其含義是雙重的:一是對海量數據的收集、整理與服務，即管理好這些數據;二是從中發現新的規律，也就是使用好這些數據。以1987年出現Bioinformatics這一詞匯為標志，生物學已不再是僅僅基于試驗觀察的科學。伴隨著21世紀的到來，生物學的重點和潛在的突破點已經由20世紀的試驗分析和數據積累，轉移到數據分析及其指導下的試驗驗證上來。生物信息學作為一門學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發展至關重要，因此成為生命科學研究型人才必須掌握的現代知識。今天的實驗生物學家，只有利用計算生物學的成果，才能跳出實驗技師的框架，作出真正創新的研究。現在基因組信息學和后基因組信息學資源已經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，成了當今世紀生命科學學生必須掌握的基本技術和知識以及必須具有的初步能力［2］。

生物信息學以互聯網為媒介，數據庫為載體，利用數學知識、各種計算模型，并以計算機為工具，進行各種生物信息分析，以理解海量分子數據中的生物學含義。區別于其他生命科學課程，其在教學過程中要求有發達的互聯網和計算機作為必備條件。調查顯示國內高校都已建立校園網，其中擁有1000M主干帶寬的高校已占調查總數的64.9%，2005年一些綜合類大學和理工類院校已率先升級到萬兆校園網［3］，這些都為生物信息學課程在高校開設提供了良好的物質基礎。該門課程與現代網絡和信息技術密不可分，在教學工作中充分利用現代教育技術較其他課程更具優勢。另外，該門課程尚未完全形成成熟的課程體系，為教師學習借鑒先進的教育思想與教學實踐經驗，在各方面嘗試教學改革提供了廣闊的空間。

1 課堂教學

生物信息學主要以介紹原理、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的相關算法、原理、方法為主，而這也是教學的重點和難點。在教學中對于這部分內容應遵循深入淺出、避繁就簡的原則，結合具體實例分析算法，避免空洞復雜的算法講解，以免學生覺得枯燥乏味、晦澀難懂，產生畏懼心理，望而生畏;注重講解算法的思想和來龍去脈，讓學生真正掌握解決問題的思路，培養其科學思維能力，并采用探討式教學鼓勵學生思考，通過討論與研究的方式循序漸進地掌握復雜的內容，介紹相關的教學和物理學知識，使學生充分體會到生物信息學與其他學科的關系及其他學科的思想方法對于生物科學的重要性，培養其自覺地將其他學科的方法和思想應用于解決生物學問題的科學素質。在教學工作中教師必須能夠緊跟學科發展方向，隨時進行知識更新，了解最新的前沿動態，掌握新方法，將最新的知識和方法教給學生。同時，也要在教學中鼓勵學生通過各種途徑自覺地關注學科發展動態，拓寬知識面，培養其自學能力和創新意識。

2 充分利用現代化教育技術，采用啟發式教學

目前，高等院校在教室內配備的多媒體投影播放系統促進了多媒體教學的廣泛應用。生物信息學采用多媒體教學是適應學科特點、提高教學效果和充分利用現代化教育技術的一項基本要求。作為生物信息學教學的基本模式，多媒體教學使講解的內容更加直觀形象，尤其是對于具體數據庫的介紹以及數據庫檢索、數據庫相似性搜索、序列分析和蛋白質結構預測等內容涉及的具體方法和工具的講解，可以激發學生的學習興趣，加深學生對知識的理解和掌握，提高學生理論與實踐相結合的能力。同時，由于生物信息學依賴于網絡資源和互聯網上的分析工具和軟件，教室內的多媒體計算機連接到互聯網，極大地提高了教學效果。但在實際教學中發現，多媒體教室也有局限性，學生主要以聽講為主，不能及時實踐，教師講解與學生實踐相脫節，如果將生物信息學課程安排在計算機房內進行，并采用多媒體電子教室的教學方式，就可以解決上述問題。在教學中采用啟發式教學，可為學生建立教學情景，學生通過與教師、同學的協商討論、參與操作，能夠發現知識、理解知識并掌握知識。

3 采用講、練做一體化的教學模式，注重學生實踐能力的培養

生物信息學課堂教學應積極學習借鑒職業培訓和計算機課程教學中講、練、做一體化的教學模式，在理論教學中增加實訓內容，在實踐教學中結合理論講授，改變傳統的以教師為中心、以教材和講授為中心的教學方式。根據教學內容和學生的認知規律，應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，融生物信息學理論教學與實踐操作為一體，使學生的知識和能力得到同步、協調、綜合的發展。

通常可采用先講后練的方法，即首先介紹原理、方法，之后設計相關的實訓內容讓學生上機實踐。對于操作性內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，學生在聽課時邊聽講、邊練習，或者教師講解結束后學生再進行練習。理論與實踐高度結合，可充分發揮課堂教學的生動性、直觀性，加深學生對知識的理解，培養和提高學生的實踐操作能力。

4 優化生物信息學實驗教學內容，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。生物信息學實驗教學以互聯網為媒介、計算機為工具，全部在計算機網絡實驗室內完成。在教學中，充分利用網絡的交互特點實現信息技術與課程的結合。教師通過電子郵件將實驗教學內容、實驗序列、工具等傳遞給學生，學生同樣通過電子郵件將實驗報告、作業、問題和意見等反饋給教師，教師在網上批改實驗報告后將成績和評語發送給學生，讓學生及時了解自己的學習情況。教師可以通過網上論壇、聊天室和及時通訊工具QQ、MSN等對學生的實驗進行指導，與其討論問題等。網絡環境下的生物信息學實驗教學不僅能提高學生的學習興趣，給學生的學習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生的學習情況，有利于教師不斷調整教學方案，達到更好的教學效果。

5 生物信息學采用無紙化考試，加強實踐能力考核

生物信息學主要是學習利用互聯網、計算機和應用軟件進行生物信息分析的基本理論和基本方法。考試重點是考查學生對生物信息分析的基本方法和技能的掌握程度和對結果的分析解釋能力。因此，在生物信息學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生知識應用能力。實踐技能考試采用無紙化考試方式，學生在互聯網環境下，對序列進行生物信息分析并對結果進行解釋，不僅可考查學生對基本知識和基本原理的掌握，而且可考查學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，克服傳統的死記硬背，可促進學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生計算機應用能力。學生成績評定大部分是以學生的考試成績為主，難以對學生的學習情況和學習過程作全面地評價。因此，除采用實踐技能考試并將其作為學生成績的主要部分外，還應加強對學生平時學習態度、學習能力、創新思維等方面的考查。

總之，生物信息學教學是網絡環境下生物教學的全新內容。上述教學措施提高了學生的學習積極性、實踐操作能力、解決實際問題的綜合應用能力及創新能力，收到了良好的教學效果，得到了學生的普遍歡迎，具有較強的可操作性和實踐性。在今后的教學實踐中，教師自身素質的提高和進一步的教學改革，將會不斷完善生物信息學教學，培養具有跨越生命科學、信息科學、數理科學等不同領域的“大科學”素質和意識的生物信息學人才。

參考文獻:

[1]趙國屏等.生物信息學[M].科學出版社，2002.

第3篇：生物信息學培養方案范文

關鍵詞:Java教學;案例驅動;生物信息學專業;醫科院校

中圖分類號:G642 文獻標識碼:B

1引言

隨著生物信息學研究的飛速發展,帶來了對開源、可重復利用和面向對象的程序包和軟件的迫切需求。Java作為面向對象編程語言工具,在生物信息學的研究中具有廣泛的應用。目前,學界已經針對生物信息學中的各種問題,開發了很多基于Java的軟件工具,比如BioJava、Cytoscape等等。BioJava是用于分析和表示生物序列(如DNA、RNA和蛋白質)的基礎庫;Cytoscape是用于繪制和分析各種生物學網絡,基于Cytoscape的插件已達數百種,針對各種類型的網絡給出更有針對性的分析。此外,美國國立生物技術信息中心NCBI[4]作為生物信息學領域最權威和廣泛使用的平臺也提供了相應的Java API。這些都說明Java是從事生物信息學研究的強有力的工具。

在醫科院校生物信息專業開設Java課程,特別是在完成生物信息相關專業基礎課程后,學生通過學習Java課程,會使學生掌握從事生物信息研究的平臺工具,從而更好的完成理論學習到實踐環節的跨越。為了講授好Java語言這門課程,我們對醫科院校生物信息專業本科生的特點進行了深入的分析,并在我們的教學實踐中注重與科研實踐相結合,注重課程之間相銜接,注重課內課外相促進,寓學于做,以練帶學,取得了較好的教學效果。

2由淺入深,注重課程聯系,增強學生學習興趣

作為一名醫科院校生物信息專業的學生,要求既要有良好的數理基礎與計算機應用知識,又要有較為系統扎實的生物信息學理論基礎,學習廣泛的課程,涉及數學、物理、計算機、生物等多個學科。計算機只是作為生物信息學學習和研究的應用工具,醫科生不可能進行計算機專業的系統學習。因此,醫科生普遍對自己的編程能力缺乏信心。針對這樣的情況,我們在教學實踐時會用一些生動有趣,并且幾句簡單的代碼就能實現的功能,先把復雜的問題簡單化,隨著課程的不斷推進,學生慢慢入門,再把簡單的問題逐漸復雜化,讓學生認識到編程語言不僅精妙深刻,而且博大精深,程序也可以編寫的很美妙,這的確是可以終其一生去不斷研究和探索的深刻學問。這樣就使學生產生自己繼續鉆研下去的興趣。

要增強學生學習的興趣和動力,提升本課程在整個課程體系中的地位和作用也是十分重要的,因此在授課過程中我們非常注重與其他課程的銜接和聯系,結合其他課程,設計案例。比如,此門Java課程與計算機圖形學在同一學期開課,用applet實現分形幾何中的繪圖算法,即增強了Java的教學效果,又加深學生對圖形學理論的理解。此外,之前開設過的數據庫原理,如果在Java的教學中引入數據庫的連接和數據庫操作,豈不知新而溫故。

3案例驅動,結合科研實際,提升課堂教學效果

在教學中,我們采用案例驅動的教學方法,每一部分的理論知識,都要配以相應的案例講解來幫助學生消化和理解理論知識。教師講解的案例都是代碼級別的,定義規范,流程清楚,可讀性強,具備參考價值,這樣可以促使學生養成良好的編程習慣。另外,教師以多媒體手段演示代碼的編制調試過程,使學生對編程環境更加熟悉,能夠靈活運用跟蹤、斷點等調試手段,使學生能夠置身于程序開發的氛圍中,而不是被動的接受。

為了讓學生更深刻的了解Java在生物信息領域研究中的實際應用,我們在教學中所使用的實例大部分來源于生物信息學科研實踐中遇到的具體問題,把對這些實際的生物信息學問題的解決方案轉化為課堂教學的生動案例,讓學生看得到這些編程技術的實際作用,在學習中慢慢滲透和培養學生的科研能力。生物信息學是現代的前沿學科,很多畢業生將來可能會繼續從事相關的科研工作,因此這方面的培養是非常必要的。如表1所示,我們列舉了部分具體的教學內容及相應采用的實例。

表1教學內容與教學案例

教學內容 典型案例

Java基礎知識 基因類和蛋白類的定義;實現基因DNA序列向蛋白氨基酸序列的轉化算法。

Java與文件操作 實現多種分析軟件的輸入、輸出數據格式的轉換,主要用到BufferedReader、BufferedWriter、FileReader、FileWriter等類。

Java Applet 根據用戶提供的轉錄因子集合,動態繪制這些轉錄因子所參與的基因轉錄調控網絡圖;用applet實現分形集合中的繪圖算法。

Java與Servlet 簡單實現多物種的轉錄因子和靶基因注釋系統,即根據用戶輸入的轉錄因子或靶基因列表和選擇的物種信息,以表單形式返回相對應的靶基因或轉錄因子信息。

Java與數據庫 通過連接數據庫,查詢得到轉錄因子與靶基因間的對應關系,以及添加、修改和刪除數據庫中的轉錄因子與靶基因間的對應關系數據。

Java與網絡 現有的基于Web的轉錄因子結合位點預測工具Match只支持單個序列的輸入,不支持批量預測,通過網絡編程利用Match工具實現轉錄因子結合位點的批量預測。

4以練帶學,鼓勵自主學習,培養實踐創新能力

師傅領進門,修行靠個人。授課的目的是為了讓學生牢牢掌握Java這門工具,要熟練掌握語言工具,動手聯系往往比單純的理論學習來得更重要。在課堂上教師通過對典型案例的講授,教給了學生解決某些具體問題的方法,激發了學生渴望親自動手實踐的熱情,他們愿意通過自己的努力來制作一份豐富的“大餐”。通過布置課程大作業,使其作為課程考試的一部分,這樣就可以培養學生學以致用的能力。

課外大作業涉及了較為完整的軟件開發過程,包括前期的系統設計,到后期的程序歸檔,以及幫助文檔的編寫和制作,通過這個流程讓學生了解Java軟件開發的全過程,積累了一定的軟件開發經驗。為激發大家的積極性,我們不限制題目內容,大家可以根據自己的興趣,自己選題,以下列舉學生的一些課程大作業的題目:分形樹,Koch雪花,Flamboyent皇冠等計算圖形學中分形幾何圖形的實現;讀心術、拼寫練習、圍棋對弈等游戲的制作;計算器、日常事務管理器等工具軟件的實現;還有分析基因序列特征、繪制蛋白互作網絡圖、批量預測轉錄調控關系等等的生物信息學軟件。其中基本涵蓋了上課時所講授的大部分相關技術,我們對用到每種技術的使用頻率進行了統計。如圖1所示。

教為不教是我們教學的一個重要目的,培養學生自主學習的能力是學生培養創新實踐能力的基本要求。在進行課程大作業的實踐中,我們鼓勵學生運用各種信息資源(如網絡、書籍)來解決問題,利用搜索工具求解,通過專業論壇向其他編程愛好者請教,共同探討來解決困難等等;我們提倡學生使用JDK幫助文檔來查閱各種Java類的用法,而不是死記硬背,允許學習和利用他人已經編好的程序,

就像搭積木一樣,逐漸累積起自己的知識體系,通過消化吸收他人的解題思想,通過查閱資料來解決自己的課程設計問題,培養學生舉一反三的能力。

圖1學生在課程實踐中應用到的Java技術

5小結

為了提升Java課程的教學效果,在授課過程中我們對教學方法做了很多的探索和實踐,緊緊圍繞學生學習興趣、課堂教學效果、創新實踐能力培養這幾個環節開展教學研究與教學實踐,同時也很好的把握住了Java這門工具性語言實踐性強以及在醫科院校生物信息學專業應用目標明確的特點,從科研實踐中提取大量案例融入課堂教學,并通過課外大作業進一步鞏固學生所學理論,培養學生學以致用能力,取得了較好的教學效果,可以為同行提供一些借鑒。

參考文獻:

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第4篇：生物信息學培養方案范文

專題策劃人：彭遠紅

文章編號：1672-5913(2015)15-0001-01

中圖分類號：G642

主持人簡介：王亞東，男，哈爾濱工業大學計算機科學與技術學院院長、軟件學院院長，教授，博導，中國計算機學會理事，《生物信息學》期刊編委，研究方向為生物信息學、知識工程、機器學習，ydwang@hit．edu.cn。

哈爾濱工業大學（以下簡稱“哈工大”）軟件學院成立于2000年12月，被教育部批準為首批國家示范性軟件學院，是全國最早建立軟件學院、最早招生的高校之一。

根據教育部的要求，我們在建院伊始，就提出了“國際化、工業化、高質量、高速度”的辦學理念，并提出學院建設目標：面向軟件產業的發展與需求辦學，加強國際化聯合辦學，全面與軟件企業合作，高起點、高層次、高標準、高質量建設一流國家示范性軟件學院，建立一套具有自身特色的工業化人才教育體系，培養具有國際競爭力的一流軟件產業高層次人才，創哈工大品牌。

學院的工業化人才培養方案包括課程體系、教學計劃、教學大綱、教材、教學方式和教學手段、工業實踐、學生創新實踐活動等；形成五大系列不斷線、專業方向有特色的基本架構。其中主要課程體系包括基礎科學理論、計算機軟硬件系統、軟件工具、軟件工程、經濟管理類等系列；主要專業方向包括網絡通信工程與信息安全、服務科學與企業信息化、數字化媒體與語言信息處理、嵌入式軟件及應用等。同時，為了培養具有國際競爭力的軟件人才，學院始終堅持國際化辦學方向，積極開辟國際合作渠道，與IT產業發達國家的大學或公司合作。目前，軟件學院已經與美國、愛爾蘭、法國、德國、英國、意大利、瑞典、日本等多個國家的知名大學和公司建立了密切的合作與聯合辦學關系，積極邀請國外專家來華講學，并與多個國家的大學建立本科與碩士聯合培養項目，為同學們建立了一個較豐富的國際化教學環境。

2008年，學院從教育部獲準三項特色專業建設項目：軟件工程、服務科學及企業信息化、嵌入式軟件及應用；2009年，被批準成為“國家級軟件人才培養模式創新實驗區”；2010年，實施了“卓越工程師”培養計劃；2011年獲批“軟件工程一級學科博士學位授予點”；2012年軟件工程參加全國高校學科評估，排名第7。

第5篇：生物信息學培養方案范文

關鍵詞 農業院校；大學生創新計劃；農業信息學創新實踐；過程控制

中圖分類號 G420 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）22-0279-02

農業院校是培養高等農業人才的機構，是培育綠色生態農業理念的搖籃。互聯網時代的到來，沖擊了傳統的農業生產方式，農業院校培養方式也要適應時代要求，培育更多適應時代要求的農業信息化人才。教育理念和方式變革的時代，農業信息化人才培養過程和效果也暴露出一些問題。例如很多農業院校信息類專業來源于信息基礎教學部門，教學深度與廣度均顯地比較薄弱，這會導致學生創新層次比較低；大學生缺少自主創新意識，缺乏堅持不懈創新耐力，自我學習自我更新知識能力比較弱[1]。為了提升本科教學質量，國家在“十二五”期間實施大學生創新創業訓練計劃，在國家教育層面加強創新意識培養，提升學生專業綜合技能，培育創業精神，為經濟發展注入創新的活力[2]。大學生創新計劃也受到地方財政和各個高校的大力支持，以安徽農業大學為例，學校從2005年開始就支持大學生創新活動，并配套相關經費支持國家級和省級大學生創新活動，每年大學生創新項目已經接近1 000項以上，其中信息類相關大學生創新項目達到300項，基本每一個信息類學生都可以參加大學生創新計劃。隨著各種層面大學生創新創業計劃的實施，在培養學生創新意識上起到了顯著的作用。但是，從實踐效果上，農業院校大學生創新計劃從立項到結題仍然存在問題，需要在很多地方思考和改善。

1 農業院校信息類專業大學生創新計劃現狀

安徽農業大學每年提供專項經費用于大學生創新計劃，實行校、院兩級管理，以學院為主，并將大學生創新計劃納入學院日常教學管理之中。學校由教務處負責，制定相關政策，組織評審創新計劃的立項和結題，實施對資助經費的管理[3]。學院征集創新計劃項目，進行初步篩選，在項目獲得學校立項以后提供一定場所供學生使用，并提供校外實施項目途徑，對項目實施進行日常管理，項目結題給予初步意見供學校驗收參考。安徽農業大學大學生創新計劃實施流程如圖1所示。

1.1 項目立項中存在不足

農業院校信息類專業的學生為了獲得大學生創新計劃項目資助，經常把信息類課程實踐題目包裝用來申請，這些課程實踐題目很多是驗證性綜合實驗，創新價值小，將直接影響學生的自主性和創造性的發揮；由于課程設置不足，信息類學生在信息學與農業結合上認識膚淺，自身很難在農業大數據、農產品電子商務和生物信息學上發現創新實踐需求。由于上述原因，很多學生實踐項目全部來源于指導教師自己研究方向或者是研究課題，大學生創新計劃中學生的主導作用很難體現，學生在立項過程中調研能力得不到充分的鍛煉，甚至由于項目編寫過于深奧，讓學生望而止步，失去參與創新活動的熱情。

1.2 目運行中存在不足

項目從立項申請到項目最終審批，需要一定的時間，信息類項目實施需要一定專業技能，一般多是高年級學生申請，在等待過程中受就業和升學等很多不確定因素的影響，項目獲批以后執行效率很低，經常延誤項目時間，存在前緊后松的情況[4]。項目申請時對預算不重視，造成項目在運行中經費使用不合理，例如農業物聯網項目經常會因為經費不夠支持項目購買電子元器件所需要經費，項目面臨夭折的可能。

1.3 項目結題中存在不足

項目結題時候存在評價標準不統一、評價指標不合理的現象，存在單純追求學生論文的現象，而信息學在農學上創新具有以應用創新為主，以實體或者軟件形式作為成果展現，論文科研創新成果作為大學生創新計劃的結題占很大比重，結題評審指標有失偏頗。大學生創新計劃會讓學生創新意識、團隊合作精神和創業意識都得到提升，同時學生也在專業技能熟練度、專業認識深度方面獲益匪淺。這些收獲遠遠超出拼湊出的所謂科研論文。

2 提升信息類大學生創新計劃實施效果的建議

2.1 與大農學融合，加強項目可行性論證

大學生創新計劃實施貫穿整個高等學校教學活動，除了在高年級選拔人員參與創新計劃外，在低年級學生中就要接受農業信息化創新意識教育，例如在操作系統教學加入生物信息學平臺教學，在數據庫教學加入農業電子商務教學，讓理論和專業實際需求有機結合起來[3]。通過把信息學理論教學與大農學相融合，讓低年級學生圍繞自己感興趣的內容，查閱相關資料，教師在課堂上盡可能結合實踐背景，為未來創新計劃實施構建良好的氛圍，喚醒創新意識。為了提升項目可行性，可以考慮通行做法，由院系組織教師項目指南作為導向，學生可以和相關教師協商項目實施方案，不再是由教師選擇學生，而是實現師生之間的雙向選擇。雙向選擇有利于調動學生作為創新計劃主體的積極性，讓學生自己了解項目，從而在立項階段就加強項目實施的可行性。

2.2 因地制宜調整，保證項目順利運行

大學生創新實踐是一個動態過程，對其效果評價不應該只在結題時候，還要考慮其運行管理期間[1]。考慮高年級學生容易受外界干擾，項目不能只設1位主持人，可以在選擇觀察力好、會協調的低年級學生作為第二主持人在項目受干擾時作為項目實際主持人參與項目運行[5]，因地制宜地實時調整項目成員；在項目經費緊張、項目執行困難的時候，作為日常管理主體的院系可以適當給予資助，保證項目的順利完成。對項目全程予以監控，及時調整項目相關要素，可以提高項目執行效果，使項目執行比較流暢，最終能取得比較滿意的教科研和社會成果。

2.3 建立合理評價機制，配套有效的激勵機制

結題考核評價不是終極目標，激發學生使用信息與計算機專業知識參與農業信息化和生物信息學大學生創新計劃的熱情，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力才是關鍵[6]，相比較而言出成果是優秀設計項目，在實施創新計劃中創新和創業意識的養成，收獲創業希望，享受創新計劃帶來樂趣才是創新計劃的目標。在這一點上看，創新計劃比論文之類的硬性成果對未來創新型社會更加重要，效果更佳。在淡化硬性成果的同時，激勵更多學生加入創新計劃中，可以考慮把參加創新計劃和學生素質拓展活動、學生年度考核在某種程度上聯系起來，讓學生看到參加創新計劃帶來的顯性成績。

3 參考文獻

[1] 楊勝利.關于大學生創新計劃實施效果的思考[J].教育教學論壇，2016（16）：242-243.

[2] 于斯洋.大學生創新創業能力提升路徑探索[J].長沙鐵道學院學報（社會科學版），2014，15（3）：308-309.

[3] 蘇軼坤，湯皎寧.以挑戰杯為契機，培養大學生創新能力[J].科技資訊，2012（3）：197.

[4] 付俊輝.計算機教學中如何加強學生創新能力[J].科技資訊，2012（4）：224.

第6篇：生物信息學培養方案范文

2013年8月，國務院學位委員會審議批準我校為碩士學位授予單位，我校迎來了新的發展機遇。與此同時，挑戰和問題也迎面而來。作為科研與教學并重的大學，教師在開展高水平科研工作、取得高水平研究成果的同時，也應當注重及時將自己的研究成果、國內外研究動向及科學方法融入教學，引進課堂和實驗室，不斷豐富、挖掘教學資源，為培養高水平、創新型人才奠定堅實基礎。筆者探討的主要問題是在我校當前形勢下，如何將科學研究的優秀成果轉化為有效的教育教學資源。

針對“科研成果如何轉化為教育資源”這個問題，國內一些著名的高等學府已經認識到該課題的重要性，并組織專家開始相關研究。“清華大學高等教育學會”編著的《清華大學科研成果轉化為教學資源典型案例匯編》對于清華大學教師如何將豐富的科研資源轉化為教學資源的方方面面進行了梳理和論述。與清華大學等國內著名學府相比，我校現有的科研教學條件、規模層次差異巨大，如何在我校當前形勢下，實現科學研究的優秀成果向教育教學資源轉化呢？切實做到科學研究反哺教育教學，對我校未來的發展將會產生巨大影響。

依托筆者所在學院（海洋學院）承擔的“國家自然科學基金”和“江蘇省自然科學基金”等國內外前沿的科學研究，指導我院本科生和碩士生完成科研訓練、撰寫畢業論文，將學生的畢業論文與教師的科學研究相結合。這樣可以使學生了解當前海洋科學領域的一些前沿研究，對學生拓寬思路、開闊視野大有裨益。以科研項目指導學生畢業論文，目的是使學生將學過的專業知識和實驗操作相結合，通過動手實踐，加深對書本知識的理解。

同時不定期舉辦專家講壇，介紹海洋科學領域的研究現狀、前沿和熱點問題及未來的發展趨勢，使得本院學生對海洋科學研究領域的發展歷史和研究背景有較全面的認識。隨后，系統講解實驗內容及研究思路，要求學生查閱相關文獻資料，了解與本研究相關的專業知識和實驗技術。然后分配實驗任務，設計實驗方案，組織知名專家，指導學生參與研究論文和課題申請書的撰寫。

近年來，我院多名教師積極吸納各年級在校生參加教師的科研活動，根據學生基礎給予不同的研究內容；從設計實驗方案、實驗的準備及開展、實驗中問題的應急處理，實驗結果的整理分析、論文的撰寫等方面進行全面、系統的訓練。以“國家自然科學基金”等項目為背景，指導學生完成畢業論文，通過文獻的檢索和查閱、實驗方法的設計、動手能力的培養及科技論文的寫作等方面，引導學生在實踐中提出和解決科學問題，顯著提高學生的科研素質與創新實踐能力。

除此之外，將我院的優秀科研成果開設為新課或作為現有課程的新增內容，編寫成教材，開設成新的實驗或實踐課程；將教師們科研工作的新進展、國際上研究領域的最新內容及時補充到課堂上、教材中和實驗室，使教學內容得到補充和更新；把教學內容直接和正在開展的科研工作掛鉤，開設研究、創新型實驗，培養學生的創新思維，自然也完善實驗教學平臺。

第7篇：生物信息學培養方案范文

關鍵詞：中醫藥信息學;教學;創新創業;互聯網+

1研究背景

我國中醫藥院校醫學信息學教學與研究，大多還是為主對電子病歷、醫院信息系統、影像信息技術等方面的教學與研究。互聯網與醫療健康的跨界融合，使得互聯網醫療的春天正在來臨。即將迎來高速發展期。特別是利用云+大數據技術不斷成熟和發展打通整個醫療健康的產業鏈并帶來眾多發展創新機會。經過40多年的發展，中醫藥信息學在資源建設、文獻檢索、情報研究、網絡建設、數據庫建設、信息標準研究、醫院信息系統、電子病歷、信息診斷、信息工程建設等研究領域都取得了較快的發展[1]，但是，中醫藥信息學教學及實踐通常是局限于信息查詢、搜索與共享，以及簡單的統計分析和數據挖掘，而隱藏在海量中醫藥資源

信息背后的中醫藥知識、原理和規律還未被充分挖掘出來，中醫藥行業內部信息孤島依然存在，中醫藥的信息標準體系尚需完善。雖然醫學信息學課程在歐美國家開設幾十年，但該學科與中醫中藥相結合的中醫藥信息學的理論研究較為薄弱，缺乏一個統一的學科體系和學科規范，難以滿足指導互聯網醫療與大數據發展的需要。2009年10月，國家中醫藥管理局將中醫藥信息學確定為中醫藥重點學科，將中醫藥信息化建設列入了中醫藥現代化發展戰略，其宗旨就是充分利用信息技術，促進中醫藥信息資源的開發、利用和共享，加快中醫藥信息化建設，提高中醫藥科學管理水平和創新能力，已經成為我們這個時代，這個行業，這門學科急需重點解決主要問題。

2中醫藥大學醫學信息學教學定位

2.1教學定位。中醫藥信息學教學定位應從根本上改變該學科教學依附于理論教學的傳統觀念，準確把握與互聯網醫療相結合的切入點、加強互聯網醫療與大數據知識應用的教學。充分認識并落實中醫藥信息學教學在人才培養和教學工作中的地位，形成其他學科理論教學與中醫藥信息學教學相互協調的理念，在教學中有計劃、有步驟地為學生創造一個教學與研究、創業與實踐的工作平臺，使學生長期在中醫藥信息學教學中受到科學熏陶，以達到專業培養目標。

2.2分層教學。教學安排應分層次推進，由淺到深、由簡單到復雜、到綜合。要符合認知規律，研究創新型教學的目的是實施個性化教育，建立以能力培養為主線，分層次、多模塊的教學模式。中醫藥信息學是一個多學科相互交叉融合的學科。要重點研究大數據如何驅動中醫藥信息學在相關領域的應用和服務[2]，并通過實際案例進行實證分析和教學相長。

2.3教學管理平臺。面對高校層出不窮的教學與科研成果，應當建立健全的數據匯交機制，將科技資源數據的匯交納入到科研與教學管理平臺，實現教學資源的共享平臺。如北京中醫藥大學、廣州中醫藥大學積極推進資源共享教學研究和實踐。北京中醫藥大學根據自身的特長，建成醫學信息庫有：“中國醫學書目數據庫”和“中醫方劑數據庫”以此作為醫學信息學教學的實踐課程[3]。廣州中醫藥信息學實驗教學中心以學科交叉、功能分類、突出中醫藥信息化特色的教學實驗平臺為目標，創建了以醫學信息工程學院面向全校，服務全校的中醫藥信息學教學實踐中心[4]。中心下轄“中醫藥數據庫與數據挖掘”、“中醫藥診療技術數字化”、“中醫藥信息管理” 整合形成了“中醫藥數字化教學資源平臺”，該平臺擁有精品課程，試聽教材，名醫名師，學科網絡課程，極大豐富了實驗教學資源。為教學提供基于海量數據的各類互聯網服務或各專業知識信息融合服務，提升師生的授課質量。

3中醫藥信息學創新教學改革思路

中醫藥信息學教學作為中醫藥大學院校教育的重要組成部分，教學改革是提高教學質量的重要途徑。改革該學科教學內容，根據這門學科的特點，調整中醫藥信息學教學的學時數，加大綜合性、設計性項目，加強學生實踐技能的訓練。增加開放實驗、綜合實驗、專業實驗內容，同時鼓勵和引導學生自行設計實驗、參與教師科研課題。全面開放計算機實驗室，給學生提供更多的動手機會，促進學生知識、能力、素質協調發展;完善管理體制，實現資源共享。中醫藥信息學教學內容改革要通過刪減部分陳舊過時的內容，引入新的中醫藥信息學內容，開設綜合性、設計性知識。國務院辦公廳已正式印發《全國醫療衛生服務體系規劃綱要（2015-2020年）》。規劃要求，開展健康中國云服務計劃，積極應用移動互聯網、物聯網、云計算、可穿戴設備等新技術，推動惠及全民的健康信息服務和智慧醫療服務，推動健康大數據的應用。鼓勵教師將自己的科研成果引入中醫藥信息學教學，讓學生通過中醫藥信息學能接觸到一些前沿的研究新成果、新技術而激發學習的熱情。要懂得市場是創新教學的源泉。要準確把握移動互聯網的特征為海量、高頻、低ARPU（Average Revenue Per User）值（每用戶平均收入）、低成本、可標準化復制。而臨床醫療的特征為相對低頻、屬地化、個性化、支付方與決策者不對等、易受政策影響，ARPU 值相對較高等特點。根據市場發展的不同需求，可以遴選部分專業點和班級開展創新創業教育改革試點，結合試點經驗，推進培養方案、課程體系、資源建設、管理模式等方面的綜合改革，使創新創業教育貫穿于專業教育的全過程，建成一批創新創業教育與專業教育全方位融合、全過程覆蓋的專業點，著力增強學生的創新精神、創業意識和創新創業能力。

3.1培養方案。培養方案要推動中醫藥信息學在相關專業教育與創新創業教育以及大學生自主創業密切結合，每年有一定數量的創新創業學分要求。

要建立科學的中醫藥信息學考核方法。中醫藥信息學考核方法采用平時成績和期末成績兩部分，平時成績按學生實踐能力、參加創新創業比賽、以及在實踐報告上的數據處理、結果討論分析、歸納總結、提出問題等逐項評分。期末考試采取筆試和實際操作相結合的方法進行。中醫藥信息學成績按平時成績占70%，期末成績占30%計算。平時考核（70%）：課堂提問、操作技能、實驗報告、合作能力、學習態度等。期末考試（30%）：筆試：考核中醫藥信息學原理、步驟及技術要求等;面試：考核實驗操作的規范性。

3.2課程體系。以學生創新精神、創業意識與創新創業能力培養為核心，改進專業課程教學，開設一批創新創業基礎必修課程、選修課程及實踐類課程，如中醫神經信息學，中醫藥信息學，中醫信息學，中醫藥生物信息學、中醫藥計算系統生物學、中醫癥候信息學等。建設創新創業基礎課程和實踐課程群。中醫藥信息學教學的基本任務是：傳授基本的技術和方法，訓練基本實踐技能，結合理論課的學習，培養學生的分析、推理、歸納、總結和探索規律的能力，使學生通過中醫藥信息學在實踐中學會“發現問題、提出問題和解決問題”，培養學生的創新能力，提高學生的綜合素質。

3.3 中醫藥信息學教學體系建設。要結合相關學科教學的情況，從有利信息學教學資源公用與管理、中醫藥信息學與理論有機結合的目的出發，將信息學課程重新組建成以學科群為主的教學實驗室，并配套建設多學科信息融合的信息應用系統和教學管理系統。有利于學科建設和相關課程的相互融合。運用現代化的教學手段和方法，提高中醫藥信息學教學質量。充分利用多媒體等現代化教學手段，使用虛擬云平臺和計算機輔助教學軟件，運用模擬、仿真等技術手段;實現多媒體演示、計算機虛擬、中醫藥信息學實驗室操作三者結合，提高中醫藥信息學教學效率，提升教學效果。不斷豐富教學手段，規范教學內容，便于學生更快、更好掌握實驗操作方法。充分利用網絡資源，是中心提高中醫藥信息學教學質量的又一重要措施。

3.4在創業教學方面，要通過產學研和教學科研的系統建設相互促進，據方正證券研究所認為[5]，互聯網醫療的商業模式核心是服務三個主體：患者、醫生、醫院，并且通過向醫院、醫生、藥企、商業保險公司、患者收費，從而形成產業鏈條閉環。互聯網醫療的創新模式將會從以醫院為中心的就診模式演變為以患者為中心、醫患實時問診互動的新型模式。從消費者角度出發，整個與醫療健康相關的流程可拆分為9個重要環節：健康管理、自診、自我用藥、導診、候診、診斷、治療、院內康復、院外康復慢性病管理。在互聯網醫療眾多的商業模式中，業界最關注，也是最有潛力的方向主要有醫藥電商、在線尋醫問診、遠程醫療、可穿戴設備等四個。課外中醫藥信息學技能和設計能力培養。2013年鼓勵學生跟隨有經驗的指導教師助研進行設計性參與項目研究，如福建省衛生廳項目“基于數據挖掘的腦血管疾病（CVD）中風病（腦梗死）恢復期中醫臨床路徑建模研究”提高科研興趣，培養科研素質，提高技能，該作品獲得福建省軟件大賽三等獎的好成績。2015年組織學生參加全國創新大賽，項目是“基于O2O模式下的福州“漢醫” 中醫康復社區連鎖經營店互聯網信息中心平臺建設”，該信息中心的服務平臺主要分為兩個部分，線上信息服務通過構建健康云管理平臺，提供個性化、規范化、生活化的家庭保健信息，用戶可以自由的在線上進行選擇所需要的服務，我們將從生活中的衣、食、住、行的細節方面為老年人和慢病患者提供貼心的關愛。線下服務依托和指導“社區中醫門診部”的專業醫師，提供中醫健康管理、中醫康復、醫療導診、雙向轉診等服務，實現醫療從醫院延生至社區，健康從治療直至康復的全過程服務，項目獲得專家的好評。

4結語

當前，我國的醫療衛生體制和制度正處于一個變革時期，發展中醫藥事業已經成為國家發展醫療衛生事業工作的一個重點.在“互聯網+醫療”大背景下，以研究中醫藥信息學創新教學為對象，探索醫學信息學教學定位、創新教學改革和運用現代化的教學手段和方法，提高中醫藥信息學教學質量，已經成為共識。我們相信“互聯網+醫療”和“大數據”應用于中醫藥臨床、科研與教學，必將會給這個領域帶來革命性的變化。

參考文獻：

[1]孟凡紅，萬芳.我國中醫藥信息化建設與發展[J].中國中醫藥信息雜志，2010.17（11）：3-6.

[2]王澤議，擁抱大數據時代-中醫藥臨床與科研或將進入新階段[N]，中國醫藥報，2013.4

[3]王治.北京中醫藥大學校園網和信息化建設初探[N].中國中醫藥信息雜志，2001.8（8）.

[4]詹秀菊，劉秀峰.醫學信息學課程群建設實踐與研究[J].現代計算機：專業版，2010.11（11）.：35-37

第8篇：生物信息學培養方案范文

人類基因組計劃自20世紀90年代初開展以來，取得了許多重要的研究進展，獲得了包括人類、水稻、擬南芥等多種模式生物在內的基因組DNA的全序列［1－4］，這對生命科學的發展具有劃時代的意義，生命科學從此進入了后基因組時代。

然而，這些令人振奮的進展也隨之產生了新問題，由基因編碼的蛋白質與基因本身不同，其在生物體內的表達和功能具有復雜的動態性、時空性，以及1個基因對應多個蛋白質，即mRNA與蛋白質之間并非簡單的一一對應關系，蛋白質的結構也不可能依靠DNA序列來解析。大量的新基因及蛋白質數據不斷涌現，就需要重新認識這些基因與其所編碼的蛋白質的結構及它們所執行的功能等，從而將各個蛋白質之間的上、下游關系和相互作用解釋清楚。此外，蛋白質在生物體合成之后，對于蛋白質翻譯后加工、修飾、蛋白質之間的相互作用、功能以及其運輸、在生物體的組織和細胞定位、蛋白質結構的形成、代謝途徑等都無法從基因組水平的研究上進行解釋。所以，直接在蛋白質水平上的研究對于深入剖析生物體的運行機制具有重要的意義［5］。

在這個研究背景下，1994年MarcWilkins在意大利的二維凝膠電泳（Two－dimensionalgelelectrophoresis，2－DE）會議上首次提出了蛋白質組（Proteome）的概念［6］。它是指生物體的全部蛋白質組成及其表達方式。蛋白質組研究目前雖然尚處于起始階段，但已經獲得了很多重要的研究成果。當今蛋白質組學的主要任務是不斷完善和更新蛋白質組研究技術和手段，大量進行蛋白質分析。在植物病理學的應用研究中，可以通過比較正常組織和疾病組織的蛋白質表達情況，鑒定出特異的病程相關蛋白質，而這些特異蛋白質也可以作標記來輔助選育抗病品種，從而將其應用于農業生產實踐［7］。

1蛋白質組學研究手段

目前，蛋白質組的研究內容主要分2個方面。

一方面，通過雙向電泳技術獲得正常（健康）生理條件下的生物體、組織或某些特定細胞的蛋白質組電泳圖譜，并將這些圖譜數據作為待檢測生物體、組織或某些特定細胞的參考電泳圖譜。另一方面則是比較在非正常（疾病）生理條件下生物體蛋白質組所發生的變化。如蛋白質表達量的變化、組織表達特異性的變化、蛋白質翻譯后修飾的變化以及在細胞或亞細胞水平上的定位變化等。通過對雙向電泳圖譜上具有顯著差異表達的蛋白質的分析鑒定，可以對編碼該蛋白質的基因進行研究，延伸對該基因功能及結構的了解，也可以為功能蛋白質組學的研究提供參考，甚至發現新的基因和蛋白質，完善已有基因組和蛋白質組數據庫等［8］。目前，蛋白質組學的主要研究技術包括3個方面，即包括蛋白質的分離、鑒定技術和生物信息學技術。

1．1蛋白質分離技術

雙向電泳技術作為目前蛋白質組學中應用最為廣泛的實驗技術，它具有實驗流程成熟、分辨率高、重復性好的特點，是一種成熟的蛋白質組學研究技術［9］。雙向電泳的基本原理是，根據所有蛋白質的等電點和分子量大小，進行2次電泳將其分離。雙向電泳的第一向是等電聚焦（Isoelectricfocusing，IEF），即按照蛋白質的等電點進行分離，分為固相化pH梯度等電聚焦和載體兩性電解質pH梯度等電聚焦2種，目前廣泛采用預制膠條進行固相化pH梯度等電聚焦［10］。第二向是SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS－PAGE），即對蛋白質分子量的大小進行分離，一般采用垂直電泳或水平電泳。由于雙向電泳利用了蛋白質的兩個彼此不相關的而對蛋白質的性狀又極其重要性質對其進行有效分離，因此該方法具有較高的分辨率，一般能分辨出2000個左右蛋白質點，最高可以達到11000個蛋白質點的分辨率［11］。

近年來，隨著生命科學的不斷發展，越來越多的交叉學科和實驗技術也隨之出現，如一些新的蛋白質分離方法，親和色譜、多維色譜毛細管電泳等。這些新技術雖然不能完全代替雙向電泳技術，但可以在一定程度上彌補雙向電泳的一些不足。從目前的發展趨勢來看，液相色譜－質譜聯用已經成為發展較快的蛋白質組學分離技術之一，并越來越受到蛋白質組學研究者的關注。該技術最突出的優勢是對生物體蛋白質組進行分析時的歧視效應大大減小，該技術可以同時實現蛋白質的分離和鑒定的在線聯用，因此，液－質聯用技術的發展有利于蛋白質組研究向高通量化和自動化的方向發展［12］。

然而，雙向電泳技術作為最成熟的蛋白質組學研究方法，可以既快又全面地獲取生物體蛋白質組變化的宏觀信息，同時也可以較好地與后續的分析方法串聯，從而有效地進行微觀分析，并且該方法有很好的分離能力，分辨率較高，還具有一定的高通量優勢［13］，因此，目前雙向電泳技術仍然是蛋白質組學的核心技術之一。

1．2質譜技術

利用質譜技術對已通過雙向電泳等技術分離的蛋白質進行鑒定是蛋白質組學研究中的關鍵步驟。20世紀80年代末，日本科學家田中耕一和美國科學家JohnBFenn分別開發出基質輔助激光解吸電離技術（matrixassistedlaserdesorptionionization，MALDI）［14］和電噴霧電離（electrosprayionization，ESI）［15］2種軟電離技術，推動了生物質譜（Bio－MS）的發展，使傳統的主要應用于微觀物質研究的質譜技術的應用性發生了巨大的變革［13］。MALDI，ESI－MS等技術的出現促使雙向電泳向與質譜兼容的方向發展，也推動了質譜儀的核心裝置即質量分析器的改進，使生物質譜技術更有效地應用于蛋白質組的研究領域。用于蛋白質組研究的質譜分析儀有飛行時間、四極離子阱、傅立葉變換離子回旋共振、四極桿等幾種選擇［13］。生物質譜主要通過對蛋白質、多肽等的質量測定以及肽質量指紋圖譜測定和氨基酸序列測定，對雙向電泳技術分離的蛋白質點的定量蛋白質組進行分析、鑒定、蛋白質的翻譯后加工、修飾以及蛋白質相互作用等研究。

目前，生物質譜被認為是高通量、高效進行蛋白質鑒定的首選工具之一，它與很多分離方法進行了有機的結合，并得到了廣泛的應用，如與雙向電泳、CE、多維色譜的聯用或質譜本身的聯用等，是復雜蛋白質樣品分離分析時不可替代的方法。但在目前的應用中，該方法還存在一些技術上的瑕疵，如質譜的定量問題等。另外，近年來熒光雙向差異凝膠電泳技術、激光捕獲微切割技術（lasercapturemicrodissection，LCM）、表面增強激光解吸電離－飛行時間－質譜（surface－enhancedlaserdesorptionionizationtime－of－flightmassspectro－metry，SELDI－TOF－MS）和穩定同位素特征標簽生物質譜技術等也得到了較快的發展和廣泛的應用［16］。相信隨著生物質譜和相關技術的不斷完善和改進，這些方法必將會在蛋白質組學的研究中更好地發揮作用，不斷滿足高效、高通量和自動化鑒定、篩選蛋白質的需求。

1．3生物信息學

生物信息學是近幾年發展起來的一門新興的交叉學科，它由生物技術與計算機科學技術以及應用數學學科等有機組成。它通過對蛋白質組研究采用的試驗方法（如雙向電泳、質譜分析、色譜分析、酵母雙雜交、蛋白質微量測序等）所獲得的試驗圖譜、序列等數據進行統計、檢索、分析等，以揭示這些數據中所蘊含的生物學意義，從而解釋一些有規律的生命現象［17］。生物信息學在蛋白質組學中的的研究內容主要包括：大規模蛋白質組學試驗數據的獲得，將試驗數據經過軟件處理成具有生物學意義的試驗結果，以及對試驗結果分析、解釋，最后將獲得的信息進行以及對上述過程的管理等。

蛋白質數據庫不僅標志著蛋白質組學的研究水平，也是蛋白質組學研究的基礎。目前，蛋白質結構數據庫主要是美國國家實驗室的PDB（ProteinDataBank），蛋白質序列數據庫主要是瑞士日內瓦大學的SWISS－PROT［18］。生物信息學技術的快速發展已為蛋白質組學研究提供了許多高效、便利的分析軟件，尤其是蛋白質質譜鑒定軟件和算法發展迅速，最近發展了一種分析技術，可以直接搜尋基因組數據庫，對質譜數據進行基因注釋和判斷復雜的拼接方式，因此，生物信息學的進展為蛋白質組學、基因組學、生物芯片技術等生命科學的前沿領域的發展起了較大的推動作用［19］。可以預測，隨著生物質譜技術在蛋白質組學研究中的更大規模的應用，規模化質譜分析會產生海量的數據，這將會有效促使更多更完善的數據庫系統的建立［20］。

2蛋白質組學在植物病理學上的運用

植物蛋白質組學研究隨著擬南芥和水稻等模式植物的基因組序列公布后逐漸活躍起來。植物抗病機制及抗病性研究仍是當今植物病理學和植物抗病育種研究的重要領域之一［21］。自然界中生長的植物時刻處于各種微生物的包圍環境之中，其中絕大多數植物不被微生物所侵染，表現出抗病性，并在體內產生相應的病原物相關蛋白質（pathogenesis－relaedproteins，PR蛋白）來抵御微生物的入侵［22］。當病原菌侵染植物后，植物與病原物之間的相互作用是一個復雜動態過程，植物與病原物的識別、互作在特定的細胞、特定的時間、特定的組織或有機體中并非所有的蛋白質都表達，而是按照寄主植物防御反應的需要進行特異的表達和運轉。蛋白質是生物體最終功能的執行者，由于DNA序列信息與蛋白質序列之間不是一一對應的關系，也不能說明蛋白質的翻譯后加工、修飾。因此，植物與病原物之間互作的動態過程不能通過分析植物寄主或病原物的基因組信息來解釋。所以，只有將蛋白質組學研究與基因組學的研究結果有機結合，才能更好地從分子水平解析寄主與病原物互作的內在機制，同時為植物的抗病育種研究提供理論依據。

2．1蛋白質組學在植物與病原物互作系統中的應用

植物蛋白質組學的發展必將對植物學科及植物病理學科的研究與發展產生重要的推動作用。由于蛋白質組學研究技術在植物學科上取得了重要的研究進展，有許多成功的研究應用案例，再加上蛋白質組學研究技術具有高分辨率、高通量的優勢，很多學者已經將這門技術應用于植物病理學的研究，并已取得了較大的進展。

我國學者廖玉才等構建了大麥抗、感白粉病的近等基因系，并對1葉期的幼苗進行了白粉病的接種試驗，對接種48h后的幼苗葉片進行了蛋白質組學分析，研究結果表明，抗病系誘導表達了在未接種對照中未出現的蛋白質點；而感病品系在pH6．0附近誘導表達的蛋白質明顯增多，感病系在pH8．8處在蛋白質的表達量大幅提高，而且蛋白質種類也比抗病品系有所增加［23］，該研究也是蛋白質組學在植物病理學研究中早期的應用。陶全洲等在離體條件下，用雙向電泳技術研究稻瘟病菌Magnaportheoryzae與水稻在接觸反應初期階段的蛋白質表達變化情況，以尋找可能參與寄主與病原物相互識別的病程相關蛋白質，研究結果表明，病原菌與寄主發生接觸反應后，有2個組成型蛋白質被誘導表達，即該蛋白質在抗病品種和感病品種中都有表達，以此推測該蛋白可能參與寄主與病原物的接觸時的信號識別等，在該研究中，還有2個蛋白質與孢子或菌絲體混合后下調或消失［24］。鄭用璉等通過雙向電泳技術研究了小麥在受到褐斑病菌浸染后，其誘導表達了2個特異性病程相關蛋白質，進行其氨基酸序列分析后，合成簡并核酸探針，從蛋白質序列分析入手分析抗病相關基因，為從蛋白質水平到DNA水平的研究開創了新的研究思路，為該方向的研究提供了借鑒［25］。李躍建等用雙向電泳技術研究了條銹菌侵入后小麥體內蛋白質的表達情況，研究發現抗小麥條銹病品種川麥107和感條銹病品種80－8在小麥條銹菌侵入后，體內蛋白質表達變化差異非常顯著［7，26］。梁根云等運用雙向電泳技術分析了2個小麥品種（川麥107和80－8）的未接種對照和條銹菌侵染發病14d后的葉片差異表達蛋白質，從雙向電泳圖譜上找到9個顯著差異表達的蛋白質點，通過譜技術鑒定，獲得6個蛋白質點的肽質量指紋圖譜（PMF），通過網絡數據庫搜索、比對，有2個蛋白質點被鑒定，分別是與植物抗病性或代謝相關的蛋白質，即磷酸核酮糖激酶（Phosphoribulokinase，PRK）和脫氫抗壞血酸還原酶（Dehydroascorbatereductase，DHAR），表明這2個蛋白質在小麥與條銹病菌的互作過程中起到了重要的作用［27］。

國際上對于利用蛋白質組學研究植物病理相關問題的學者也較多。Marra利用蛋白質組學研究技術的高效率、高通量的優勢，研究植物、病原菌和拮抗型木霉菌三者之間相互作用前后的蛋白質表達變化情況，對植物的抗病機制和拮抗木霉菌的拮抗機理進行了系統的研究［28］。該研究結果也為從系統上解析植物與病原微生物相互作用的機制提供了很好的參考研究模式。

2004年，Kim等使用雙向電泳研究技術及其他的一些蛋白質組分離和鑒定手段，研究了水稻細胞和稻瘟病菌懸浮培養時，系統蛋白質的表達變化情況，并分別于懸浮培養后24、48h提取總蛋白質，通過雙向電泳分離，并對來自6個不同基因的12種蛋白質進行了質譜鑒定，其中由稻瘟病菌誘導產生了類黃酮還原酶類蛋白和水稻病原菌相關蛋白10（Ricepathogenrelatedproteinclass10，PR－10）［29］。此后，Kim等又對接種有毒力和無毒力稻瘟病菌的水稻葉片進行了蛋白質組學研究，結果表明，在接種后的水稻葉片中，有8個蛋白質因稻瘟病菌的侵染誘導表達或表達增強，隨后通過質譜技術分別鑒定了這8個誘導表達或表達量上升的蛋白質，分別是TLP、Glu1、PBZ1、PR－10、POX22．3、Glu3和2個RLK（receptor－likeproteinkinase）［30］。

與Kim等2004年的研究方法類似，Ndimba等和Chivasa等分別對擬南芥懸浮細胞在病原真菌（Fusarium）細胞壁分泌物誘導下的蛋白質表達變化情況，研究表明，在病原真菌細胞壁分泌物的誘導作用下，懸浮細胞外和細胞內的蛋白質表達變化差異顯著，該研究系統探討了擬南芥對病原菌侵染的抗病相關蛋白質的表達，以及與信號轉導途徑相關基因的表達變化［31－32］。Konishi等應用蛋白質組學研究方法，分別提取、分離和鑒定了受稻瘟病菌侵染后的水稻葉片中具有顯著差異表達的蛋白質，發現蛋白質PR－5在病原菌侵染12h后被誘導表達，分析表明該蛋白的表達可能與寄主非專化性抗性反應相關［33］。Oh等對擬南芥懸浮細胞病原真菌互作過程進行了系統研究，結果表明，脂肪酶類分泌蛋白GLIP1的誘導表達與擬南芥的抗病性密切相關，研究分析認為，GLIP1蛋白可能是通過抑制病原真菌的分生孢子的活力使得擬南芥獲得對病原真菌的抗病性［34］。Andrade等應用差異蛋白質組學方法，從花椰菜與黑腐病致病菌（Xanthomonascampestrispv．campestris）相互作用前后系統蛋白質表達模式的變化情況，對在拉丁美洲危害嚴重的黑腐病的發病機制進行了系統研究，結果表明分別有6個來自寄主植物和15個來自病原菌的差異表達蛋白質點被鑒定，這些與病程相關的蛋白質點的鑒定對于深入了解黑腐病發病分子機理及其在植物抗病育種上的應用奠定了基礎［35］。

Trudy等用TCA沉淀法提取了馬鈴薯晚疫病菌Phytophthorainfestans菌絲培養液中的總蛋白質，經雙向電泳分離后進行質譜鑒定，結果表明，有9個細胞外分泌蛋白的質譜鑒定結果與cDNAs所編碼蛋白質的推測質譜數據相吻合［36］。該研究將蛋白質組學與基因組學的研究有機結合、相互驗證，為后續相關的研究提供了新的思路。

很顯然，應用蛋白質組學從生物體與病原物互作的系統水平研究病原菌與寄主植物相互作用的蛋白質表達變化用于植物病理學的研究具有很強的優勢。這提供了一個直接研究植物病害系統的平臺，通過對抗病品種和感病品種在病原菌脅迫下的蛋白質組數據進行對比分析，就可以從這個研究平臺上直接的找出一些特異的病程相關蛋白質，并通過其他的分子生物學方法對其進行標記、鑒定和功能的預測分析，再將這些記與植物的抗病育種相結合，從而更好地為農業生產服務。

2．2蛋白質組學在植物病理學上應用的不足之處

隨著功能基因組學與現代分子生物學研究方法的不斷更新、完善和發展，蛋白質組研究技術的日益進步，以及大量的模式物種與病原物間相互作用研究體系的建立，許多與病原菌的致病性相關或與寄主的抗病反應相關的基因和蛋白質的功能和作用機理得到了很好的解釋，這些研究結果也為全面了解植物抗病的分子機制及其在生產實踐中的應用打下了基礎。然而，蛋白質組學作為后基因組時代新興交叉學科，當前還存在一些技術上的缺陷與不足尚待改進和完善。許多研究結果表明，在寄主植物－病原菌互作的過程中，一些小分子或者低豐度的蛋白質往往起到信號識別、傳導、傳遞以及激活下游信號發生級聯反應的關鍵作用。而在蛋白質組學分析過程中，受到蛋白質提取方法的限制，有較多低豐度蛋白質得不到相應的分離和鑒定。另一方面，有許多低豐度表達或低分子量蛋白點雖然具備顯著差異表達特征，但卻未得到成功鑒定，無法獲得該類蛋白質點的相關結構及功能信息，而這些蛋白質卻往往在互作過程中起到較為關鍵的作用。

除此之外，蛋白質的分離技術對于整個蛋白質組學的研究起到決定性的作用，在植物組織中，仍有許多的蛋白質如非水溶性蛋白質的提取成為是我們獲得整個系統的蛋白質組的制約因素。因此，由于生物質譜技術的高度靈敏性，在蛋白質的提取和分離過程中，蛋白質的純化與否嚴重影響了蛋白質組研究技術在植物病理學科尤其是植物與病原物互作的相關研究。此外，蛋白質的提取、分離技術還有待于進一步的提高和完善。蛋白質組學研究與功能基因組學密息息相關，目前，蛋白質組學的研究領域還相對狹窄，除人類醫學領域外，蛋白質組學分析技術僅在擬南芥、水稻等少數完成基因組序列分析的模式生物中得到了較為廣泛的應用，而對于其他生物尚處于起步階段。因此，基因組數據庫的不完整也成為限制蛋白質組學研究的瓶頸之一，迫切需要各類重要物種基因組數據庫的不斷補充和完善來擴充該學科的應用范圍。

對于蛋白質的分離技術而言，雖然雙向電泳具有不可替代的優勢，但是其規模化有待于進一步加強，二維凝膠電泳染色轉移等環節操作困難費時，又有操作中分離容量的先天限制，再加上極酸、極堿、低豐度、非水溶性等蛋白質均難以呈現，樣品中高鹽離子濃度、蛋白質的定量等以及高質量蛋白質的制備等方面都有待于進一步的提高和完善。蛋白質的生物信息學研究，雖然已有一定范圍的應用，也仍困難重重。因此，國際上開始重視研究以酵母雙雜交技術和色譜－電泳－質譜為主的技術平臺，用于研究蛋白質連鎖群和蛋白質功能網絡系統，但受限于其操作的復雜性，仍缺乏快速、高效、高通量的技術手段獲取復雜蛋白質相互作用的多維信息。

3結語與展望

越來越多的新技術、新方法將會隨著現代分子生物學實驗技術的不斷完善、發展而涌現，這些新技術應用于與植物病害相關的研究系統中將為植物病理學的發展提供更加優越的條件和研究渠道。目前借助于成熟的蛋白質組學分析方法和生物質譜鑒定技術，在寄主植物與病原菌包括病原真菌和病原細菌2類互作系統中，從植物寄主上獲得了大量的由病原物的誘導產生的差異表達蛋白質。在前人研究的各類互作系統中，已充分驗證了部分以病程相關蛋白家族為主的蛋白質的功能，也明確了這些蛋白在植物抗病機制中的具體功能，這些研究結果將為基因組學和轉錄組學的研究提供了理論依據，為更深入解析植物寄主響應病原菌侵染的復雜分子機制提供了有力證據。

第9篇：生物信息學培養方案范文

關鍵詞：生物工程導論；中醫藥院校；教學

生物工程導論是一門生物工程專業基礎理論課，屬于生命科學的前沿學科。開設對于讓學生認識專業、了解專業、重視專業、熱愛專業有重要的意義。中醫藥院校生物工程專業開設生物工程導論課程的宗旨不僅僅是引導學生全面而系統地了解專業全貌，進一步拓展學習的知識面，增強學生對所學專業的興趣；還引導學生在學習的過程中思考生物工程與中醫藥的聯系，如何使現代的生物工程技術與古老的傳統中醫藥結合起來，從而促進中醫藥的發展，培養中醫藥背景的生物工程復合型人才[1]。本文就中醫藥院校生物工程專業生物工程導論教學方法進行初步探討。

一根據中醫藥院校特點優化教學內容

生物工程導論的學習旨在使學生對生物工程的發展有一個總體認識，初步了解和掌握生物工程的知識體系。生物工程導論在我校生物工程專業屬于專業必修課，共有36學時，主要是介紹基因工程、蛋白質工程、細胞工程、酶工程、發酵工程等五大工程及其在各個領域中的應用。但由于學時有限，生物工程專業在高年級會開設基因工程、細胞工程等對應的專業課。因此，教師在授課過程中應針對專業特性進行教學內容的優化，減少具體深入的理論性知識的講授，增加生物技術在中醫藥開發、研究中的應用，授課內容應難易適宜、詳略得當，從而達到普及生物工程技術的基本知識，完善學生的知識體系的教學目的[2]。由于生物工程導論中涉及的內容非常豐富，涵蓋了生物相關的方方面面，因此，生物工程導論這門課的內容必將與其它課程的內容存在或多或少的重復。如基因工程中的核酸、蛋白質的基本結構與功能等內容可能在分子生物學中已經有過講述；細胞工程中動物細胞培養、植物細胞的全能性等內容與先導課程細胞生物學課程有所重復；發酵工程中菌種的選育和保藏等內容與同學期開設的工業微生物學重復較多。為了避免相同內容的重復授課，避免學生形成對相同課程內容的疲倦性，同時結合有限的授課學時，故針對相關內容進行有側重的講解。如基因工程摘除與分子生物學重復的內容，細胞工程摘除與細胞生物學所講授的，重點講述植物組織培養在中藥材生產中的應用、細胞融合、單克隆抗體、干細胞工程等與醫藥相關的部分內容。我們根據中醫藥院校生物工程專業特點和培養要求，選取“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材，即由科學出版社出版的，宋思揚、樓士林主編的《生物技術概論（第四版）》為教材。按在過去三年的教學中，我們在學時數不變的前提下，根據需要和教學實際，對教材內容有所取舍，進行適當調整，優化教學內容。具體調整方案為：第一章生物技術總論及第2-6章基因工程、蛋白質工程等五大工程各4學時，共計22學時，在有限的學時里讓學生對生物工程的五大工程有所了解，講述的過程中舍去在生物化學和分子生物學等相關課程中已經詳細講述的內容，避免基礎知識的重復介紹，把重點放在各個工程產生的由來及發展上，對具體的復雜的技術理論僅做一般了解。剩余14學時著重以實例的形式講述生物技術在中醫藥中的應用，如：細胞懸浮培養、毛狀根培養等技術在中藥材生產中的應用、單克隆抗體在現代腫瘤治療中的應用，傳統紅曲等發酵類中藥的現代制備工藝等，讓學生能接觸到生物工程，了解到生物工程的廣泛內涵，增加其專業的歸屬感，培養學生的中醫藥思維。

二充分利用豐富教學資源

在生物工程導論教學過程中，我們把學生需要掌握的重點、難點與學生自身興趣點結合起來，理論聯系實際，培養學生參與課堂的積極性。生物工程導論課程理論點多面廣，很多內容又相對深奧抽象，學生難于理解，加之該學科發展更新快,學生要想在有限的課堂教學中全面的、系統的掌握生物化學知識困難重重。適當運用多媒體教學,充分利用國內外的圖片、影像資料，借助色彩明快、富于變化的圖片資料和短小精干的動畫等，對大學生擴大、拓寬知識面,加強學科間的橫向聯系,調動學生學習的積極性和主動性具有重要現實意義。如在講述PCR反應原理時，我給同學們播放美國Bio-Rad公司的PCR之歌，歌曲內容包括了PCR技術發明的背景、發明人、PCR原理及過程、PCR技術的用途等，在短短的三分鐘內不僅吸引了學生的興趣，不僅活躍了教學氣氛，降低了學習的難度,而且可以啟迪思維,加深學生對重點、難點的理解和把握。在網絡資源日益發達的今天，網絡資源在教學工作中發揮著越來越重要的作用。學生學習的知識的途徑不再是單一的教材，網絡也成為向學生輸送知識的一條重要窗口。在生物工程導論的教學中，我們應充分利用網絡資源，充分發揮學生的主體地位，引導學生進行自主探究學習。我們在教學中，積極向學生推薦相關專業網站等，配合課堂教學，幫助學生全面了解生物工程相關知識的大體框架，擴展視野，充實自我，也為將來進一步學習其他專業課程打下基礎。

三增加背景知識，激發學生的求知欲

課堂教學是以教師為主導，以學生為主體的復雜過程，提高課堂教學效果是提高教學質量的關鍵。作為一名教師，要講好每一堂課，需要針對該學科的特點，在學生的接受能力的范圍內，靈活地采用不同的教學方法[3-4]。在生物工程導論教學過程中，我們除了強調將教學大綱要求掌握的知識點與學生興趣點結合，基礎知識與生產應用相結合，還著重增加一系列背景知識，如經典技術的發現和發明過程，有卓越貢獻的科學家的傳奇故事等，進一步激發起學生的學習興趣，避免整堂課進行填鴨式“枯燥”理論的學習。例如，在講述限制性內切酶時，我列出了一個由限制性內切酶的發明人—瑞士微生物遺傳學家阿爾伯的女兒西爾維婭講述的國王與仆人的故事，在故事中引導學生發現限制性內切酶的作用及其限制修飾的基本原理。在介紹到一些重要的實驗技術時，對該技術的發明者及該領域的一些著名專家給予一定的介紹，吸引學生學習該技術的興趣。例如，在講解蛋白質結構解析時，我會給學生介紹我國著名的結構生物學家施一公教授及其部分研究成果，以引起學生探究神秘的蛋白質結構的興趣。

四聯系生物工程應用實例，激發學生學習的興趣

21世紀以來，隨著生物技術的飛速發展，許多生物技術成果已在現實生活中得到了廣泛應用，將這些真實的事例向學生講解，說明生物工程技術改變我們現實生活的巨大潛力，從而進一步提高學生的求知欲和學習的興趣。如在講述單克隆抗體時，我會進一步講述單克隆抗體藥物在抗腫瘤和自身免疫系統缺陷治療領域的應用，并以貝伐珠單抗等常用單克隆抗體藥物為例介紹單抗藥物的分子機理及市場趨勢，讓學生真實了解到生物技術為人民健康和企業發展帶來的巨大利益。類似的實例還有很多，例如高通量測序技術在胎兒產前診斷中的應用、CRISPR/Cas9技術在基因治療中的應用潛力、人參、丹參毛狀根的大規模發酵生產等，通過這些案例的講解，學生既增強了理論知識的理解，也增強了理論與實踐相結合的觀念，對其建立專業的認知的樹立專業的歸屬感具有重大幫助。

五科研反哺教學，課堂融入科研成果

教學和科研是推動高校發展的兩翼，也是人才培養的兩大支柱。只有教學與科研有機結合，有效地實施科研反哺教學，才能使教學與科研共同提高，從而建立良好的教學環境，培養造就出創新能力強、適應社會發展需要的高素質科技人才[5]。生物工程領域的許多基本原理和理論均與實際生產聯系十分密切，在教學過程中就注意將書本上的理論知識與一些實際科研問題聯系起來，在部分相關章節的講述中結合目前教師所在的課題組已取得的部分科研成果，這樣有利于發現學生興趣，為進一步鼓勵引導學生及早進入教師研究室參與教師的科研活動，培養學生創新能力奠定基礎。例如，在講述高通量測序在藥用植物中研究的應用時，我以課題組前期發表的相關論文為例，為學習詳細闡述高通量測序在河南道地藥材地黃、山茱萸次生代謝生物合成中的作用。所選用的文章涉及了RNA提取、RNA質量控制、轉錄組測序、生物信息學分析等方面的內容，通過對文章的詳細講述，不僅回顧了之前章節核酸的性質的部分內容，又結合了正在講述的高通量測序，還進一步對后續章節中的生物信息學分析有了初步的印象，使學生對所學內容有一個整體的觀念，也啟發學生如何探索科研的思路。通過上述的探索在教學中的應用，培養了學生學習該課程的興趣、增強了其專業的認同感，學習效果也得到了普遍的提高。

參考文獻

[1]余勤,吳昊,萬海同,等.中醫藥院校生物工程專業的特色定位和人才培養[J].教書育人:高教論壇,2015(1):34-35.

[2]蘇秀紅,董誠明.《生物工程概論》教學中的問題及解決途徑[J].中國中醫藥現代遠程教育,2011,09(5):76-77.

[3]廖潤華,杜潔,蘇小麗,等.《近代生物工程導論》課程教學改革的初探[J].科技創新導報,2014(34):155-156.

[4]糾敏,汪倫記,邱智軍.生物工程概論課程教學方法改革初探[J].科教導刊,2013(10):116-116.