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篇1

【關鍵詞】高中生；物理；心理障礙；解決策略

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2016）30-0119-02

在高中的課程教學中，物理是讓大多數教師較為頭疼的科目，學生中也普遍存在著物理學習較為困難的現象，導致高中生物理水平普遍較低，難以達到教學要求，不僅影響了教學質量，還使學生學習物理的積極性降低，自信心下降。教育學者經研究發現，導致物理學習困難的因素主要是學生對于物理學習存在心理障礙，所以只有從心理角度入手，才能真正改變物理難學的問題。

一、影響學生學習物理的心理因素

調查發現，高中生的物理學習不僅受身體、社會等因素的影響，心理因素也是影響其學習效果的主要原因。筆者通過對所教班級學生學習物理的過程觀察，發現影響學生學習物理的心理因素主要包含以下幾個方面的內容：

1. 學習動機

簡單地說，學習動機就是指學生學習的欲望，它是激發學生學習興趣的內在動力，只有保持充足的學習動機，才能使學生對未知的知識充滿好奇心，才能提高學習效率。其中，學習動機主要受3個方面因素的影響：第一，情緒狀態。情緒是人對客觀事物的主觀表現，對于學生的物理學習而言，飽滿的情緒是學習的基礎和保障。當學生情緒處于低迷和消極狀態時，就很難激發他們學習的熱情，更談不上學習效率的提升；第二，意志狀態。物理學相較于其它學科的學習困難程度更高，它不僅要求學生具備較強的學習能力，還要求學生的邏輯思維及推理能力較為縝密，同時對數學基礎要求較高，所以學生在學習過程中會遇到特別多的困難，這就要求他們具備堅定的意志，在難題面前保持清醒的頭腦，具有克服困難的勇氣和決心；第三，注意狀態。由于物理學系統性較強，在學習的過程中要求學生具有較為專注的注意力，這樣才能對問題有更加深入的思考，才能更好地理解問題的本質，所以學習的注意狀態也會影響學生學習物理的效果。

2. 學習中的焦慮與疲勞

高中時期是學生為未來打基礎最為關鍵的時期，所以相較于其它階段的學習來說，這一時期學生所擔負的壓力更大，再加上高中課程安排較為緊張，所要學習的內容較多，這就加大了學生學習的心理障礙。學生在較為繁重的學習任務面前不可避免地會出現焦慮的現象，進而導致其出現思維紊亂等現象，不僅影響了正常水平的發揮，還會對其產生生理影響。其中，焦慮的程度主要分為三個等級：低級的焦慮會使學生喪失對學習的興趣，課堂上無法集中注意力，課下也難以按時完成作業；中級焦慮是屬于正常的焦慮，處于這一狀態的學生自尊心較強，對客觀事物較為敏感，并對可能出現的問題過分擔憂；最高級的焦慮則是一種病態，如果學生處于該狀態則需要尋求心理醫生的幫助。另外，由于高中學習任務繁重，學生還容易疲憊，這主要是由于學習過度導致的，會使學習效率較低，注意力也無法集中。

3. 學生的自我意識與社會心理問題

每個學生所具備的能力各不相同，所擅長的學習科目也有所區別，當遇到自己擅長的內容時，學生一般自信心較強，而且學習的積極性也較高，而當某科較為薄弱時，則會本能地產生膽怯的心理，這就是學生的自我意識。自我意識是學生對自我學習能力的一種評估，它是自身與外部環境共同作用的結果，它的建立會使學生更好地認識自己，但是也會帶來消極的影響――如果學生自信心較差，則會使自我意識出現偏差，影響其正常的學習和生活。另外，社會因素也會干擾學生的學習情況，尤其是家庭與班級情況，如果學生所處的外界環境較為積極，那他（她）所建立的價值觀也積極向上，從而對生活和學習保持樂觀的心態，學習效率也會有所提升。

二、高中生學習物理的心理障礙

1. 學生學習物理的意志力不夠堅定

高中生在物理學習的過程中要具備堅定的信念，能夠勇于直面困難，迎難而上，只有具有堅定的意志力才能培養持久學習的習慣，才能克服物理學習所帶來的心理障礙。但由于各方面因素的共同影響，目前高中生對于物理學習的意志力還不夠堅定，在困難面前難以保持足夠的自信心，從而對物理學習的積極性越來越低。筆者認為，導致學生意志力不堅定的因素主要有3點：首先，物理學習本身具有一定的困難，對學生的邏輯思維能力及動手能力要求較高，而且在實際解題時包含的知識點較多，學生容易出現錯誤，會打擊其學習的積極性；第二，教師對作業的難度把握不夠。作業作為鞏固課堂所教知識的重要手段，如果難度過大就無法使學生體會物理學習的樂趣，從而導致學生自信心喪失；第三，學生自身學習積極性不高。與其它科目的學習相比，物理學習的內容較為枯燥，很難引起學生學習的興趣，而且學生學習的主動性不強，大部分學生都只是在應付高考，所以在學習過程中自覺性較差，在困難面前容易退縮。

2. 學生在物理學習中容易產生焦慮情緒

由于物理學習的過程較為枯燥，而且要求學生花費大量時間，但高中生正處于好動的年齡，如果不是真正喜愛物理，他們往往很難在學習時靜下心來。另外，物理所包含的知識點多且雜，學生掌握起來存在一定的難度，而且物理試題所涉及的內容較多，學生在學習時容易產生挫敗感，進而影響正常的學習。通過調查發現，學生在物理考試之前普遍存在著緊張情緒而且不容易進行自我調整，從而導致考試時情緒不穩定，影響其正常發揮。除此之外，來自家長和老師的期望會在無形中增加學生的壓力，導致他們在學習和做題時無法專注，考慮的方面較多，從而使物理成績逐漸下降，久而久之就會形成惡性循環。

3. 學生自信心較低

據了解，很多學生對于物理的學習一直很用心，而且花費時間較多，但是最后取得的成績卻不是很理想，長此以往，則會使學生對自己的物理學習能力產生懷疑，認為自己永遠學不好物理，從而在心理上產生暗示，影響以后的正常學習。另外，對于教師來說，由于面向的是全部學生，所以在授課過程中不可能考慮到每一位同學的情況，這就可能出現授課內容對于一部分學生來說較為簡單，而對于另一部分學生來說則很難接受的現象，由此，導致學困生產生自卑心理，喪失對物理學習的興趣和積極性。

4. 學生學習的注意力不集中

高中時期是學生各方面發展與進步的關鍵時期，處于該時期的學生會受各方面因素的干擾，從而無法集中注意力，而對于物理學習則需要學生具有較強的專注力，只有精神集中才能深入地思考與理解。調查發現，導致學生注意力不集中的原因主要有自身原因與外部因素的干擾兩個方面，其中自身原因是主要因素。俗話說，“興趣是最好的老師”，如果學生本身對物理學習的興趣不高，那就很難集中注意力，而且目前大部分學生在物理課上的學習習慣較差，經常出現走神、做小動作等行為。另外，由于物理課授課方式單一，講課內容較為枯燥，很難引起學生的聽課興趣，這就容易導致學生上課開小差，注意力不集中的現象。

三、消除高中生物理學習心理障礙的對策

學生對于物理學習的心理障礙不僅會影響學習成績，還會對其身體和心理健康造成損害，所以需要教師采取措施加以改善。筆者認為，可以從以下幾個方面加以考慮：

1. 培養和激發學生物理學習的動機與興趣

實踐證明，只有充足的學習動機才能使學生在學習時保持旺盛的精力，才能在遇到困難時迎面直上，逐步改進學習方法，改正不良習慣。因此，對于教師來說，要想克服學生學習物理的心理障礙就必須幫助他們培養積極的學習動機。首先，要為學生樹立明確的學習目標，目標的設立要符合學生的學習現狀且要易于實現，并引導他們將日常學習與人生的理想、目標相結合，從而激發其長遠的學習動力；其次，要激發學生對于物理知識的好奇心。例如，在對知識點進行講解之前，可以先進行相關實驗，通過觀察實驗現象來激發學生學習的積極性，從而提高學習效率；再次，可以通過正、負強化相結合的方式來激發學生學習物理的動機。成功的經驗會增強學生的自信心，失敗的經驗則會使學生不斷積累經驗，所以可以采取將兩者相結合的方式來使學生保持充足的學習動力。

2. 組織和培養學生的注意力

高中生的學習是枯燥且繁重的，這就要求教師在教學時應把握次重點，對于重要的知識點進行著重講解，以提升學生的注意力，提高學習效率。首先，教師在授課時要引導學生明確具體的關注目標，只有這樣，學生才能集中思維，才能對要完成的任務產生強烈的責任感，并形成內在的學習動力；其次，培養學生的自制力。人的精力是有限的，一節課的時間不可能一直處于高度集中的狀態，而且高中生在上課時容易被其它事物所干擾，這就會導致學生的注意力較為發散，使課堂效率較低，所以教師應注重對學生自制力的培養。比如，可以通過上課討論、提問等方式增強學生的注意力；最后，教師應注意授課內容及授課方式的把握，在講課時要注意難易結合，盡量采取幽默的語言，將講課內容與實際相結合，從而增強學生的體驗。除此之外，教師還可以利用多媒體等先進的教學資源，多采用新穎的授課方式，以不斷提升學生學習的注意力。

3. 幫助學生調控焦慮的情緒

由于課業壓力等各方面因素的干擾，學生在學習期間不可避免地會出現焦慮等情況，如果不能對其進行有效控制，就會影響學生的心理健康，嚴重的還會造成抑郁等心理疾病，所以教師應幫助學生進行有效調控。首先，健康的身體是一切生命活動的保障，所以教師應加強對學生身體健康的監督，保證學生充足的睡眠。有研究證明，人在缺覺的情況下更容易產生焦慮等不良情緒；其次，采取放松療法來緩解學生的焦慮情緒。相關專家指出，適當的身體放松能夠緩解精神上的緊張感，放松療法就是基于這個原理而產生的，教師可以通過示范來引導學生掌握動作的要領，加強日常練習，緩解身體各部分的肌肉壓力，進而改善學生焦慮的情況；再次，應豐富學生的課余文化生活。雖然高中生的主要任務是學習，但是適當放松是學習效率的保障，學校應保證音體美等課的正常開展，還可以采取課前唱歌等方式來緩解學生的學習壓力，從而使學生克服焦慮，積極地應對物理學習。

心理障礙的存在不僅影響學生的學習成績，還會危害學生的身體和心理健康，作為老師，我們應幫助學生克服心理障礙，緩解他們的學習壓力，組織培養學生的注意力，幫助他們樹立自信心，激發他們學習的興趣，從而不斷提高學生學習物理的積極性。

參考文獻：

[1] 嚴春紅.高中生學習物理的心理因素研究――以廣西南寧市幾所高中為例[D].南寧：廣西師范大學，2015.

[2] 陳新啟.高中生物理學習障礙的心理因素分析與研究[D].武漢：華中師范大學，2008.

[3] 胡俊.高中生物理學習障礙成因及消除策略的研究[D].南昌：江西師范大學，2005.

[4] 邱俊英.高中物理教學中學生學習困難及對策研究[D].蘭州：蘭州大學，2009.

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關鍵詞：生物信息學；生物技術；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）36-0197-03

一、生物信息學課程的教學背景

生物信息學（Bioinformafics）是一門集數學、計算機科學以及生物學等多學科交叉而形成的新興熱點學科，實質就是利用信息科學與技術解決生物學問題。它的內涵目前包含了分子生物大數據的獲取、加工、存儲、分配、分析、解釋等在內的所有方面。依據分子生物大數據的類型不同，生物信息學的數據對象分布在基因組、轉錄組、蛋白質組等不同水平層次的數據以及跨層次的轉錄調控、轉錄后調控和表觀遺傳修飾等縱向連接。依據學科任務的不同，生物信息學一方面要組織好生物大數據的儲存和獲取，一方面要開發優良的算法和工具軟件對生物大數據教學分析，同時還要利用這些生物大數據和工具來產生新的生物學認識，為下游的濕實驗生物學家提供理論依據和指導。近年來，隨著高通量生物大數據檢測技術，如基因芯片技術、高通量測序技術等的發展，生物信息學已經在生物、醫學、藥物開發、環境保護以及農業應用等眾多領域普及推廣了起來。大量的生物數據急迫地需要處理，相應地產生了對生物信息專門人才的廣泛需求。

因此，《生物信息學》課程也快速地在各院校大學生教學中開展了起來，甚至在局部高校產生了生物信息學本科專業。然而在實際的教學中也伴隨著種種問題，影響了該課程的教學效果。本文現就近年來在生物背景的學生中所開展的生物信息學的教學實踐淺談一點體會，對其存在的問題和對策作一論述。

二、生物信息學課程教學改革

（一）教學內容特點

生物信息學屬于多學科交叉學科，需要在分子生物學、遺傳學、高等數學以及計算機編程等的課程基礎上進行講授。不同學科基礎以及不同來源的生物數據反映在教學內容上，生物信息學的一個特點就是信息量大。它囊括了概率統計、計算機語言、人工智能和機器學習、生物數據庫介紹、序列比對、分子進化分析、基因組序列分析、基因注釋與功能分類、基因表達譜分析、蛋白質表達與結構分析、生物分子網絡以及計算表觀遺傳學等眾多的內容模塊。

從歷史發展角度看，這些內容以基因組測序為主體，生物信息學的發展可以劃分為3個階段：前基因組時代、基因組時代以及后基因組時代（又稱為功能基因組時代）。以人類基因組計劃的完成為時間節點標記，目前的生物信息學已經進入到了功能基因組學時代。因此，體現在當前的生物信息學教學內容上的另外一個特點就是“新”。

（二）教材的選擇

生物信息學教學內容的以上特征要求在教材的選擇上更需要全面衡量考慮。由于對生物信息學知識的大量需求，目前教材市場上的相關書籍也琳瑯滿目，選擇余地較大。我們推薦的教材是科學出版社2010年第二版的Instant Notes Bioinformatics，由T. Charlie Hodgman等人編寫[1]。這本書的教學內容以基因組的生物信息學分析為主體，兼顧概率統計、機器學習、代謝組學等數理基礎知識和后續功能基因組分析。其中尤以序列比對、打分矩陣、系統發育樹的構建分析為核心內容。這種課程設置把龐大的生物信息學體系縮小集中在了序列分析部分，這樣既便于學生系統充分地掌握生物信息學知識，又兼顧了學科的發展基礎和趨勢。

另外，本教材為英文教材，這適應了生物信息學快速發展的要求，讓學生近距離地體驗到學科前沿氣息。為了擴大學生的知識渠道來源，我在教學中推薦了幾種不同類型的參考書籍。其中，David W. Mount編寫的《Bioinformatics Sequence and Genome Analysis》和本校陶士珩教授主編的《生物信息學》，在教學內容以及體系上均和本教材較為相近[2，3]。喬納森.佩夫斯納著，孫之榮主譯的《生物信息學與功能基因組學》則更側重功能基因組學的內容[4]。李霞主編的《生物信息學》在內容全面、豐富的同時，也較為側重功能基因組學的內容，同時還強調在醫藥衛生領域的應用和研究熱點[5]。

該書使用了彩印版，同時伴有光盤、習題集以及參考答案，目前在教材市場上較為受歡迎。最后，考慮到生物學背景的學生在計算機實際動手能力方面相對較為弱勢，我在教學中還特別推薦了幾本結合生物信息學與編程語言的書籍供同學們課后學習。這些教材包括：A.基于Perl語言的《Beginning Perl for Bioinformatics》、《Mastering Perl for Bioinformatics》；B.基于R語言的《R Programming for Bioinformatics》；C.基于Python語言的《Bioinformatics Programming Using Python》[6-9]。

（三）學時和考核方式的設定

生物信息學課程盡管面臨學科發展的迫切需要，教學內容廣泛而眾多，但由于大學本科生的學時學分限制，目前我們的相關教學僅包括32學時的理論學時以及兩周的生物信息學實習。為了彌補學時不足的限制，我們更突出強調了實際表現的考核方式。考核成績中的平時成績由30%上升到40%，包括平時表現、隨堂測驗以及課后作業等。

（四）存在的主要問題與解決辦法

1.激發興趣。由于所教授的學生為生物學背景，不少學生均對數學、計算機等數理課程較為恐懼，缺乏學習興趣和韌性。這是本課程講授過程中所面臨的第一大問題。為此，我嘗試了多種教學辦法進行解決，取得了一定的效果。

（1）去除學生的恐懼心理。從心理學上講，恐懼的形成源于過去失敗經歷的陰影以及對于未知事物的不確定性。因此，我在教學中注意突出生物學在生物信息學中的重要地位，以生物信息學領域的成功科學家為例，破除以往失敗經歷的陰影。同時，適當地濃縮教學內容，降低學生對未知事物不確定性的恐懼。

（2）激發學習生物信息學的熱情。通過教學的互動，讓學生在互動中消除對生物信息學的陌生感，熟悉生物信息學，激起學習的欲望。

（3）在學習中感受生物信息學發展的脈搏。通過介紹生物信息學的發展史，對比歷史上類似的科學發展歷程，讓學生深刻地領悟到當前的生物信息學在學科史中的定位。

（4）在實踐中感受生物信息學的魅力。比如，在進行系統發育樹構建的講授中，同學們可以看到由于數學算法的使用，原本枯燥無味的序列數據居然能夠反映物種和基因的進化歷程。通過教學中的改革實踐，同學們的學習興趣有了較大的提升。

2.夯實基礎。生物學背景的學生另外一個特點是數理基礎和計算機語言編程能力相對較為薄弱。在教學過程中，我首先注意引導學生揚長避短，充分發揮學生在生物學理解能力上的優勢，避免進入基礎性的數學算法糾纏中。同時，讓學生認識到，作為一個交叉性的學科，生物信息學的上下游學科鏈較長，同學們可以根據自身條件選擇進入不同的環節。比如，擅長基礎性的算法工具軟件開發的同學可以進入上游的理論環節，擅長生物學理解的同學可以使用這些工具進入下游的生物信息應用領域。第三，在課程設置上，著重加強生物信息學方向的數理基礎課程，比如生物統計、Linux以及Perl語言等，改善生物技術專業的學生在生物信息學方向的薄弱環節。最后，向同學們強調，注意在學習的過程中提高學習能力才是根本。讓同學們意識到，基礎不是問題，只要提高了學習能力，持之以恒地去實踐，均能學好本門課程。

3.緊跟前沿。生物信息學是一門前沿性很強的學科。為了既能提高學生的知識水平，又提高學生的學習能力，這就要求在教學中既要恰當地剪裁知識結構和體系，又要有提供充分的學習鍛煉空間。為此，我們將課程設置為雙語課程，這樣做的好處是既不耽誤知識的學習，又能適當地提高學生的適應能力，為學生在將來英文環境較普遍的生物信息學領域中的學習研究應用打下扎實基礎。同時，為了更適應將來學生對生物信息的使用環境，同時也為了降低難度，我們的雙語課程更側重閱讀、理解能力的提高，以避免簡化為英語學習課，和普通的英文課程內容的重疊。另外，前沿性很強的生物信息學處處蘊藏著創新的機會，在教學過程中，我注意鼓勵學生的創新意識。比如，學生在上課過程中的一些小想法，我鼓勵其大膽投入，形成研究性論文。

4.注重實踐性。生物信息學在教學中既要注重對學生思維方式的轉變的教育，形成用生物信息學去看待生物大數據的思想，而不僅僅是解決某個具體生物學問題的“小工具”，又要求學生在課程學習中具備一定的實踐能力。由于長久以來的教育體制和學習習慣的制約，同學們的學習重點仍然集中在知識的記憶、考試的應付上面，缺乏對實際動手能力的正確認識。這給生物信息學這門課程的教學，特別是實踐教學帶來了較大的壓力。為此，我在教學中著重采用身邊的典型案例教學法進行教學。比如，以往屆學生由于其突出的實踐能力最后促成了他畢業就業的成功為例，說明動手能力的重要性。貫穿在課程教學中，我對學生實驗課程的理念是鼓勵其獨立自主地完成實驗，盡量少干涉，允許其在實踐中犯錯誤，在犯錯中學習提高。經過思想觀念的轉變、實踐中的反復雕琢提高，學生們的實踐動手能力都得到了較好的提升。

三、結語

生物信息學是一門快速發展的新型熱門學科，其發展與生命科學發展是相輔相成的。本文針對《生物信息學》的教學進行了一些探討，特別是針對生物背景學生的教學進行了深入集中的研究。

本文認為，只有激發學生的學習興趣，夯實基礎，注重實踐動手能力，緊跟學科發展前沿趨勢，這樣才能切實做好生物信息學的課程教學工作，提高該課程的教學質量，以此滿足我國目前該領域對人才的教育需要，培養出具有一定的實踐操作能力和很強的創新能力的大學生。

參考文獻：

[1]T.Chalie Hodgman AF，David R. Westhead.生物信息學導讀版[M].北京：科學出版社，2010.

[2]Mount DW （2002） Bioinformatics Sequence and Genome Analysis：科學出版社.

[3]陶士珩.生物信息學[M].北京：科學出版社，2007.

[4]喬納森.佩夫斯納.生物信息學與功能基因組學[M].孫之榮，主譯.北京：化學工業出版社，2009.

[5]李霞.生物信息學[M].北京：人民衛生出版社，2010.

[6]Tisdall J （2001） Beginning Perl for Bioinformatics：O'Reilly.

[7]Tisdall J （2003） Mastering Perl for Bioinformatics：O'Reilly.

[8]Gentleman R （2008） R Programming for Bioinformatics：Chapman & Hall/CRC.

[9]Model ML （2009） Bioinformatics Programming Using Python：O'Reilly.

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關鍵詞：生物信息學 創新實踐能力 教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0143-02

2013年三位美國科學家以“為復雜化學體系設計了多尺度模型”而獲得了諾貝爾化學獎，從此生物信息學（Bioinformatics）真正走到了自然科學的前臺，成為未來發展的重要方向和熱點。生物信息學是以生物學為核心和靈魂，以數學和計算機為基本工具的一門交叉學科，綜合運用數學、計算機科學和生物學的各種工具，獲取、處理、存儲、分發、分析和解釋生物信息，進而揭示大量數據所蘊含的生物學意義。生物信息學已經成為生物醫學、農學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學等學科發展的強大推動力量，目前已經成為高等院校生命科學相關專業學生必須掌握的主要專業課程。要實現中華民族偉大復興的中國夢，離不開科學技術的創新驅動，創新人才的培養自然成為高等院校的主要責任，高等院校教師需要根據培養學生創新實踐能力的要求不斷的開展教學改革。鑒于生物信息學的重要作用，最近幾年各高等院校都相繼開設了生物信息學課程，但是由于生物信息學是一門廣泛的交叉學科，需要學生具有較扎實的多學科基礎知識，且生物信息學自身發展迅速，新概念、新算法、新數據庫等層出不窮，需要教師不斷跟進，因此生物信息學的教學與其他學科顯示出明顯的不同，舊的教學方法不能適應生物信息學課程的發展。生物信息學教學改革的內容應該著重于提高學生的創新實踐能力。該文將生物信息學教學改革中總結的經驗，從教學理念、教學方法、教學內容和考試改革等方面，對在生物信息學課程的教學中如何培養學生創新實踐能力進行了討論。

1 教學理念上強調學生的實踐能力和自主創新思維的培養

生物信息學是一門實踐性非常強的學科，同時具有多學科交叉的特點。對于非生物信息學專業的生命科學相關專業學生，主要課堂目標是熟練應用各種軟件、數據庫解決實際的生物學問題，而不是研究新算法、開發新程序。非生物信息學專業的學生一般具有較好的生物學基礎，對于核酸、蛋白質等相關知識已經較為熟悉，在教學中不必過多重復，而對于生物信息學中的數學模型，程序原理等內容具有較大的學習障礙，經過我們的教學發現，學生對于這些內容的不理解并不會顯著影響其應用軟件的實踐能力。因此，對于非生物信息學專業的生物信息學本科課程，應當簡化復雜難懂的理論知識，注重培養學生的實踐能力，使學生可以應用生物信息學工具對生物數據進行分析，解決實際問題，在使用生物信息學工具解決實際問題的時候對生物信息學產生興趣，增強創新實踐能力。

2 采用啟蒙式、研討式、運用式等生動形象的教學方法

為了強調學生的實踐動手能力，采用啟蒙式、研討式、運用式等生動形象的教學方法。（1）將授課地點定在計算機網絡教室，接駁互聯網的計算機安裝有課堂管理系統，實時演示教師的操作。教師在授課過程中結合具體實例邊講解邊示范操作，學生邊聽課邊練習。（2）對課件增加圖片、視頻、音頻等多媒體素材，使抽象的、靜態的生物信息學知識以具體的、動態的形式演示，提高學生的學習興趣，加深學生對知識的掌握程度。例如在講解蛋白質三維結構相關知識時，教師需準備好各種蛋白質的三維結構素材，并使用（同時教會學生使用）專業蛋白質三維結構看圖軟件進行演示操作，這樣可以顯著提高學生的實際操作興趣。（3）進行課程錄像，記錄課堂上老師的講課現場和計算機操作屏幕的錄像，將視頻放到網絡教學平臺上，供學生課后觀看，降低生物信息學學習難度。（4）進行隨堂在線操作練習，以教師和學生分別自設題目的方式開展創新實踐練習，促進學生創新性思維方式，注重提高理論用于實踐的綜合能力，同時更有效地提高學生計算機應用能力。（5）采用雙語授課，提高學生專業英語能力。生物信息學的實際操作離不開數據庫和軟件，而目前國際上通用的生物信息學在線數據庫和常用軟件的界面都是英文，因此學生必須能看懂生物信息學相關概念的英文說法。我們采用雙語授課，對課程中的關鍵信息再使用中文重點講解一遍。教學中發現大多數學生對英文授課及英文軟件有懼怕和惰性心理，對此我們采用循序漸進多次重復的方式幫助學生克服最初的懼怕建立信心，在英語授課前一周，教師將多媒體課件通過網絡教學平臺發送給學生，并列出來關鍵名詞，供學生提前預習，減少課堂上直接聽英文的難度，在數據庫和軟件中，安排學生多次使用同一個軟件，同一個數據庫，對常用的詞語進行重點說明，從而減小學習壓力，增強學習信心。本方法增強了學生主動學習生物信息學自主能力，同時提高了學生英文聽、說、讀、寫等能力。（6）發揮網絡教學的優勢，教師可根據教學內容從網上下載教學輔助資料，充分利用網絡的現有資源，并通過網絡教學平臺為學生提供教學資源，將制作的教學課件、教學大綱、教學錄像、參考文獻、思考題、自測題等上傳到教學平臺上，使學生隨時隨地在教學平臺里面進行下載教學課件、回答問題、提出問題，老師或者同學可以對所提問題進行網上解答、探討。教師還可以通過網上論壇、聊天室、QQ、E-mail等對學生學習和生活進行指導和關心，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。

3 教學內容上增強課程應用性

生物信息學的課程內容很多，具有很強的跨專業性，由于課時和學生專業的限制，我們應選擇性地進行授課，教學內容主要強調課程實踐應用性。（1）要在課程的第一節課明確生物信息學在生物學中的作用，講解幾個有趣而又簡單的生物信息學應用，提高學生的學習興趣。（2）對于理論知識只講解其中最為基礎而不可缺少的，并結合實際操作使學生形象化、具體化。授課中穿插講解有趣而簡單的生物信息學應用實例，提高學生的學習興趣。（3）增加實驗課學時，增強學生動手操作實踐能力。生物信息學主要是通過計算機軟件完成對生物數據的分析，分析過程中易出現各種錯誤，需要在多次操作實踐中不斷總結經驗才能熟悉。因此增加實驗課學時會明顯增加學生的實踐能力。我們每一節課分為兩部分，理論講解和實驗操作，在理論講解完成后，馬上開展實驗操作，這樣可以讓學生理解軟件中應用的原理，不會出現在實驗課時理論與實驗脫節的現象。（4）生物信息學發展迅速，需不斷把握國際最新進展，更新知識庫，使學生學到最新的技術，更好的應用到實踐中。因此我們密切關注學科發展動態，掌握最新研究成果，每學期的教學隨時進行知識更新，及時將國內外及教師的新知識、新成果作為教學內容的一部分傳遞給學生。同時我們使用雙語授課，并保證授課內容緊跟生物信息學的前沿，保證學生學到的都是最新的知識，刺激學生探索與實踐的欲望。

4 考試改革上促進學生實踐能力和創新思維

考試改革的目的是強化實踐教學，注重創新能力的培養;發揮教學中的積極性、主動性、創新性;在加強素質教育的基礎上擴寬專業教育;培養“寬厚型、復合型、創新型、外向型”人才。考試可分為期末考試、平時練習和上機考試等三部分。期末考試使用傳統的考試方式。平時練習為教學中的課堂練習題的評分。對于上機考試，我們引入無紙化考核，通過上機實踐操作，重點考核學生在互聯網環境下的隨堂在線操作，隨堂在線測試的內容主要是使用各種軟件和數據庫分析生物數據的操作實踐，增強學生理論應用實踐的綜合能力。例如給出一個蛋白質的名稱，讓學生查詢此蛋白質的序列、理化性質、翻譯后修飾等信息，預測蛋白質二級結構，三維結構等操作。學生使用計算機在線完成指定的生物信息學分析內容，考查學生掌握實踐操作的程度，促進學生注重提高理論用于實踐的綜合能力，同時更有效地提高學生計算機應用能力。這種考試模式可以顯著的提高學生實踐的積極性。

5 結語

總之，生物信息學教學需要培養學生自主創新學習的能力和在實踐中自主創新獲取知識的技能，使學生知識、能力、素質協調發展。為了提高學生創新性思維和實踐操作能力，生物信息學教學改革應從以下幾方面進行：在教學理念上，強調學生的實踐動手能力、創新思維的培養;在教學方法上，采用啟蒙式、研討式、運用式等生動形象的教學方法;在教學內容上，增加實驗學時，增強課程應用性，理論為實踐服務;在考試改革上，采用多種考查考核方式促進學生實踐能力、創新思維。在今后的教學工作中，我們將繼續探索行之有效的教學方法、教學手段和教學模式，啟發學生的創新實踐意識，培養學生的創新思維和實踐能力，以滿足現代社會對創新型人才的需求。

參考文獻

[1] 張紀陽，劉偉，謝紅衛.生物信息學課程研究性教學的實踐與思考[J].高等教育研究學報，2011（4）：51-53.

[2] 張幸果，丁俊強，朱偉，等.關于如何提高生物信息學教學質量的探討[J].江西農業學報，2010（3）：194-195.

[3] 石生林，韓艷君，劉彥群，等.非專業研究生生物信息學課程教學中存在的問題及對策[J].生物信息學，2009（2）：125-127.

篇4

【關鍵詞】移動教學微課翻轉課堂混合式教學生物信息學

【中圖分類號】G642.3【文獻標識碼】A【文章編號】2095-3089（2017）52-0104-02

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。它以生物學研究中產生的數據為研究對象，綜合運用計算機科學、統計學、數學和生物學等相關學科中的知識與方法，對研究數據進行獲取、分析、加工與存儲，揭示這些數據中所蘊含的生物學規律[1，2]。近年來，隨著測序技術的革新，產生了海量的基因組、轉錄組、蛋白組、代謝組、表觀組等組學數據，以及序列和結構變異數據，生命科學研究者相應配套開發了大量的數據分析軟件和數據庫，有力推動了生命科學的發展。因此，開展生物信息學課程對生命科學相關專業的學生至關重要。

為了更好地培養學生的科學素養，拓寬學生的就業方向，我國一些高等院校相繼開設了生物信息學課程，有些高校還于近年設立了生物信息學專業，同時研究生的生物信息學訓練也在日益加強[3]。但是由于該學科的發展日新月異，以及其交叉學科的特性，在教學過程中存在著教學大綱和學時不匹配、教材選擇較困難、理論和實踐教學脫節和學生重視程度不夠等諸多問題[2]，而這些問題在傳統的教學模式中不能夠很好地解決。近年來，得益于信息化的快速發展，各種類型的網絡課程擴展了教學資源，增加了教師和學生間溝通的渠道，提高了有限課堂時間的教學效率，很好地彌補了傳統教學模式的不足[4]。筆者根據學習及教學過程中遇到的問題，基于生物信息學的課程特點，擬探討傳統教學方法與網絡平臺資源有機結合的教學模式，為該課程的教學改革提供思路，并為提高教學效果提高方法和參考。

一、傳統教學模式及其存在的問題

生物信息學是交叉學科，所涉及的基本概念廣，所要求具備的基本技能多，所包含的知識更新速度快，同時注重培養學生解決相應實際問題的能力，具有明顯的綜合性、前沿性和應用性強等特點。在有限課時內讓大部分學生理解當前生物信息學主要理論知識、熟悉各類數據庫和軟件的使用、掌握必要分析技能，這對于老師的講述和學生的學習都是不小挑戰。在生物信息學教學實踐過程中我們發現以下四個方面的問題：

1.課程要求和課時數不匹配

生物信息學是近年來，應分析基因組等海量數據的迫切需求，而興起的一門新興交叉學科，要求學生不僅具備生物學的相關知識，而且還需具備計算機科學、數學、統計學等學科的相關知識。對于生命科學相關專業的學生，其信息科學背景知識薄弱，而且不同專業所講述的生物學知識也不盡相同，這就要求更多的時間介紹相關基礎知識。另外，生物信息學研究內容更新速度快，教學內容也需要更多的課時進行擴展和更新。但是多數專業的教學大綱中生物信息學課程的課時數非常有限，教學內容多與課時數少的矛盾非常突出。

2.學生實際數據分析能力訓練不夠

生物信息學是一門高度強調實際數據分析能力的學科，大多數學生此前沒有接觸過相關分析內容，盡管興趣強烈，但是實驗操作時間遠遠不能滿足學生的需求。另外，學生畢業后不管是選擇從事生物信息相關行業，還是選擇在生物信息學領域繼續深造，都需要具備足夠的數據分析能力。教學過程中很難在有限的課時內提升實驗分析強度，個性化地解決學生在實驗分析中遇到的問題，幫助學生將強烈的學習興趣轉化為堅實的分析技能。

3.教材更新速度過慢

生物信息學研究內容更新速度快，新領域、新問題、新數據、新方法和新結論層出不窮。但是目前大部分生物信息學教材的主要講述內容仍是基本的數據庫搜索、核酸和蛋白質序列分析和序列比對等內容，而目前主要的研究內容涉及較少，例如基于序列和結構變異的群體遺傳研究和全基因組關聯分析研究。

4.學生專業英語掌握不夠

生物信息學研究中絕大多數重要的數據庫、軟件說明、軟件日志和報錯信息、科研文獻報道和教材等等都是英文表述。但是在教學過程中，一些數據庫的說明和返回結果學生都表示理解起來很困難，自己動手查閱的主動性不夠，導致教學效果大打折扣，也挫敗了很多學生自主學習的主動性。

二、現存的網絡資源

1.微課

微課源于美國北愛荷華大學的LeRoyA.McGrew教授，其主題和重點突出，內容短小精悍、交互性好，表現形式多樣，短時間內有明確的教學目標，集中說明一個問題。微課允許學生利用碎片化的時間進行學習，提供了泛在學習的可行性，有利于培養學生的自主學習能力，是傳統教學模式的有力補充[5]。目前各大高校都在提倡制作微課資源，并且公布與網絡之上，可在教學過程中加以引進和應用。

2.國家精品課程的網絡資源

國家精品課程是具有一流教師隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等特點的示范性課程。國家精品課程資源網（http：//jingpinke.com/）目前包括4000多門國家級精品課程，其中包括多個高校的生物信息學課程。學生可以課下利用便利的因特網和4G無線網絡進行自主學習，不僅可以擴展知識面，還可以對課堂內容進行有效的復習和鞏固。

3.網絡公開課

網絡公開課是指高校在網上提供課堂實錄的錄像，將優勢教育資源呈現在全世界求知者前。目前網絡公開課的資源非常豐富，不僅包括高校網站上的公開資源，例如北京大學高歌老師等主講的生物信息學導論，還包括一些大型網站上的公開課資源，例如網易公開課、新浪公開課、MOOC網和央視網的中國公開課等等。另外，網絡上也有一些國外高校的公開課程。

4.移動教學資源

筆記本、手機和iPad等移動網絡工具的普及，不僅大大方便了人們的日常生活，也為生物信息學的教學改革提供了新的途徑。陳亮等將移動網絡工具引入生物信息學課堂教學，事件證明移動教學方法比傳統的教學模式更能激發學生的學習和實踐興趣，提高學生的動手能力，同時加強了師生間的互動，并最終提升了教學效果[6]。

三、網絡資源在生物信息學教學中的應用模式探索

雖然目前關于生物信息學課程的網絡資源較多，但是在生物信息學相關教學工作中應用的并不多，尤其是綜合翻轉課堂、微課和移動網絡設備等的新型教學方法的應用。考慮到生物信息學這門新型交叉學科教學中存在的問題，充分利用公共網絡資源和新型教學手段，勢在必行。具體原因和方法如下：

1.建立基于“翻轉課堂”的教學模式

翻轉課堂是通過提前介紹教學內容和教學目標，并且公布相關網絡資源的獲取地址和方法，讓學生在課前完成學習過程。然后在課堂時間，教師通過問題收集、解答、探討和針對性輔導等形式，完成學生“內化知識”的過程。通過課堂教學過程的翻轉，將大量教學內容和實踐分析翻轉到學生課前進行，利用有限的課堂教學時間，組織學生開展問題探討和項目分析，協助學生掌握和消化復雜的生物信息理論和分析技能更好地內化于心，有效解決教學內容多與課時數不足的矛盾。

2.教學資源的進一步完善

翻轉課堂需要將教學課件、教學內容、教學目標、網絡資源地址、前期錄制的教學錄像和輔導資料等在學校教學平臺進行和實施，以便于學生隨時進行學習和查閱。

3.教學平臺的搭建

作為高度強調實驗分析能力的一門學科，強化學生分析能力是重要的教學目標。課程組需要搭建簡易的生物信息服務器，并提前放置教學內容所涉及的生物信息學軟件和例子數據，然后在整個學期向學生開放，便于學生隨時隨地進行數據分析實驗，強化理論與實踐的結合。

4.課程評價方式的改進

為了督促大家在課前進行學習，需要將最終的期末考試分散在整個學期分別進行，可以通過提問和課堂測驗的方法考核學生課前學習情況，并記入期末考試成績。另外在期末考試中，通過實驗能力測試，重點考察學生的實際數據分析能力，降低對記憶性知識點的考核，督促學生平時進行數據分析能力鍛煉，以達到生物信息學課程的教學目標。

綜上所述，充分考慮生物信息學的課程特點，探討傳統教學模式中存在的問題，通過教學模式和方法的改革，充分利用網絡資源，解決在教學過程中遇到的問題，為該課程教學目標的實現提供參考。

參考文獻： 

[1]管麗紅.對生物信息學教學的思考[J].河南教育：高教版（中），2016， 0（8）. 

[2]金萍.生物信息學課程教學改革初探[J].時代教育，2016， 0（21）. 

[3]戴凌燕.《生物信息學》課程教學方法探索與實踐[J].生物信息學，2009， 7（4）. 

[4]郭麗.新型混合式生物信息學教學模式研究[J].新課程研究：中旬，2016， 0（1）. 

[5]葉世旺.《大學物理》微課建設研究與探討[J].教育教學論壇，2017， 0（14）. 

篇5

關鍵詞：個性化習題；生物信息學；QQ群

中圖分類號：G811.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）48-0171-02

生物信息學是生物學、計算機科學和信息技術等支持的，包括存儲、組織和生物數據檢索的一個現代交叉學科。隨著分子生物學和信息技術的不斷突破，各種生物數據的獲得變得非常容易，但是如何對這些數據進行組織、分析和處理，并從中發掘出能用于解決生物科學問題的信息，成為目前生命科學的難點和熱點。生物信息學因此應運而生，其本身不僅是研究現代生物學，也是研究其對工業、醫療等重要領域影響的一門實踐性學科（Bloom，2001）。

一般認為，生物信息學主要滲透到統計數學、計算機和生命科學，尤其是生命科學的組學領域（郭麗等，2014），因此在教學中，生物信息學的教學內容往往因學生背景不同而會有不同的側重。這就需要教師根據學生的背景及知識結構的需求來合理安排教學。本文根據近年來對生物信息學教學的經驗，從教學方法、個性化練習題對學生上機的促進及QQ群投票功能在教學中的應用等方面進行了總結，對如何能夠提高生命科學學院的學生學習此門課程的興趣進行了探討。

一、現代教學方法的利與弊

隨著計算機科技的不斷進步，教學已經從傳統的板書模式進入到現代多媒體教學模式中。多媒體技術應用的初衷是提高學生的參與度，滿足教學手段更民主、多元化及個性化的教學目標，其優點為表現力豐富，可以通過動畫、視頻、圖像、音頻等效果將抽象難懂的問題直觀化。其次，節省了大量的板書時間，同時教師可將教學的重點、難點鏈接，以益于學生直觀地了解并進行思維拓展（張林，2011）。多媒體最明顯的一個特點就是教學容量加大，但正是這些優勢也伴隨相應的問題：（1）重形式而忽視教學內容。很多學校在進行教學管理及評價時，過分關注多媒體課件的形式以及學生的感受，導致有些教師過分注重多媒體的表現形式而忽視了教學的主要內容。（2）教學容量和學生的吸收量之間反差較大。由于教學內容和容量的增大，教師并沒有根據授課對象的具體情況合理安排和講授學科內容，而被動的成了多媒體的播放員和解說員。總之，多媒體教學利大于弊，因而成為教學改革和發展的必然產物，雖有缺點，但不能因噎廢食，需通過其他方法來克服弊端才能達到完美的教學效果。

二、個性化習題是學生實踐提高的強力推動器

生物信息學是一門實踐性非常強的學科，為了加強學生的實踐能力，教師要綜合應用啟發式、運用式及討論式等多種教學方法來激發學生的興趣。筆者在課堂實踐中，充分發揮個性化習題的作用，將教師的科研滲入到課堂，注重理論與實踐相結合，努力提高學生解決實際問題的綜合能力。比如，在講授第五章內容電子克隆部分，此章節目的是通過一段表達序列標簽（EST），綜合應用Blast、序列比對、步查法等方法查找各種數據庫，通過軟件的應用進行拼接、預測、去除內含子等方法，最終獲得可能的全長cDNA序列并加以注釋。在以往的教學練習中，全班同學的任務一樣，難以知道學生是否真正掌握所教授的內容，為此，筆者將學生分組，每組自行通過閱讀文獻獲得一條其感興趣的EST序列，或者利用他們的畢業論文中涉及的EST序列去進行電子克隆練習，通過這種個性化習題的隨堂練習，能顯著強化學生的計算機應用能力和實踐能力，同時也能提高學生在教學中的積極性、主動性和創新性。

三、發揮QQ群的投票功能在教學練習中的作用

生物信息學是一門交叉學科，對于非生物信息學專業的生命學院的學生而言，雖然教學大綱只要求學生掌握一些基本軟件的原理及數據庫的熟練使用。但是，這需要學生具有扎實的生物化學、遺傳學、細胞學及分子生物學的基礎知識。比如，在講授第三章“核酸序列的分析”時，會要求學生利用已知的EST序列去Blast查找與之有同源性的基因組序列，進行序列比對，預測并利用Bioedit軟件找出此基因的啟動子、終止子和剪接點。這首先要求學生必須明確這些分子生物學的概念，否則在有限的生物信息學課堂上，會變成分子生物學或遺傳學的復習課。而課外QQ群就起到了非常重要的交流促進作用。筆者在將QQ群的功能應用到課外教學輔助平臺的基礎上，充分發掘QQ群的投票及評論功能為教學所用，例如教授第三章前，將課件放到QQ群的文件中，讓學生去預習。為激發學生預習的主動性，要求學生在評論中列出對本章的主要知識點或難點，并對課件中涉及的名詞進行解釋。為進一步加強理解，對投票功能進行設置，相應的對投票選項1、2、3、4分別設置成A、B、C、D，這樣教師可根據需要將知識點轉化成練習題，以加強學生的學習。同時，也可鼓勵學生將一些新的感興趣的話題或問題置于QQ群。總之，QQ群的投票功能可以成為教師與學生課下交流的一扇窗口，成為生物信息學的一種及時且重要的學習工具。

四、建議與展望

生物信息學是一門新興學科，但我國無論是在對學科的重視還是發展程度上，與國外都存在一定的差距。在美國，計算生物學國際協會教育委員會一直致力于將生物信息學整合到高中生物教材中，學生在高中即接觸生物信息學，而且高校對高中生物信息學的教學提供相應的培訓課程和網上資源，生物信息學和其他分子生物學、植物學等一樣較早的深入到學生的知識體系中。而我國由于該學科產生的歷史較短，課程的開設集中在“985”、“211”重點院校的生物信息學專業，盡管近十年來，各大高校也意識到此學科的重要性，且課程也在逐步在開設，但由于學時短，很多教學僅限于學生掌握基本的數據庫的查詢。為使生物信息學能在普通院校的生命科學學院能很好的開展，各個高校應建立合適的課程教學內容。雖然近年“生物信息學”課程在各高校紛紛開設，但由于生物信息學是一門發展中的學科，它的理論及內容尚在不斷完善與更新中（郭麗等，2014）。因此，對于教材的選擇，不能只追逐信息量充足、內容新穎、知識選材前瞻性好的教材（楊娥等，2014）。作為普通院校的非生物信息學專業的本科生，想在較短的時間內（36課時）很好掌握如此大信息量的知識較為困難（劉宏生等，2010）。因此，需要依據學生基礎及院校的人才培養目標和現今生物信息學發展的現狀建立合理的課程內容體系。另外，由于缺乏合適的專業人才，生物專業的生物信息學的師資力量薄弱，無法建成高水平的教學隊伍。因此，加大生物信息學教師的培養力度，建成一支專業的、年齡和知識結構合理的師資隊伍，是提高本科院校生物信息學教學的關鍵問題之一。

參考文獻：

[1]Bloom，M. Biology in silico：The bioinformatics revolution[J]. The American Biology Teacher，2001，63（6）：397-403.

[2]郭麗，趙楊，婁冬華，等.生物信息學實踐課教學改革探索[J].南京醫科大學學報（社會科學版），2014，（2）：165-167.

[3]張林，柴惠.現代教學手段在生物信息學教學中的應用[J].新課程研究，2011，（219）：156-157.

篇6

摘要：生物信息學是較新的交叉學科，大部分文獻資料都是英文的，對學生的專業英Z能力要求較高，僅靠開幾門課遠遠不夠。應用驅動的生物信息學專業英語教學體系在大學英語和專業英語課程的基礎上，以應用為驅動和引導，以網絡資源查詢、專業軟件使用及專業文獻資料的閱讀及寫作為核心內容，使學生在課程設計、綜合實驗及科研等實踐過程中提高專業英語水平，收到了良好的效果。

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：

[1]張春霆.生物信息學的現狀與展望[J].世界科技研究與發展，2000，26（2）.

[2]周冬菊，牛睿祺，張延萍，周惠云，梁菊.任務驅動法對制藥工程專業英語教學效果的提升作用[J].現代醫藥衛生，2011，27（15）.

[3]智慧.基于CBI教學理念的生物信息學專業英語教學模式設計[J].創新教育，2011，（28）.

[4]劉進平，莊南生，王英，唐燕瓊，許云，黃小龍.生物類專業英語利用互聯網資源輔助教學法[J].科技信息，2011，（14）.

[5]劉進平，莊南生，王英，唐燕瓊，許云，黃小龍.“以應用為中心”的生物類專業英語教學改革與實踐[J].大學教育，2013，（12）.

[6]方強，趙威.將科研文獻引入生物科學專業英語的教改實踐和探討[J].教育科學論壇，2014，（32）.

[7]田志環.生物學專業英語教學的探索與實踐[J].高教論壇，2008，（5）.

篇7

關鍵詞：人工神經網絡；教學實踐；教學方法；生物信息學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）17-0208-03

人工神經網絡是在神經生理學、生物學、數學、計算機學等學科發展的基礎上提出的，模擬人類大腦的結構和思維方式處理、記憶信息的一門學科。具體來說，早在20世紀40年代，隨著醫學、生物學家們對人腦神經的結構、組成以及信息處理的工作原理的認識越來越充分，有學者提出以數學和物理方法對人腦神經網絡進行抽象，并建立簡化的模型，用以進行信息處理，這種應用類似于大腦神經突觸聯接的結構進行信息處理的數學模型，稱之為人工神經網絡ANN（Artificial Neural Network）[1]。

在人工神經網絡中，各種待處理的對象（數據、特征、字符、抽象的模式等等）都可用神經元處理單元表示。這些神經元主要可以分為輸入神經元、隱含神經元和輸出神經元三大類。其作用各不相同，作為輸入神經元的處理單元用來與外界產生連接，接收外界的信號輸入；隱含神經元處于中間層，為信息處理的不可見層；輸出神經元主要實現結果的輸出。神經元之間相互連接，連接的權重反映了各神經元之間的連接強度，神經元之間的連接關系中蘊含著信息的表示和處理。人工神經網絡主要是在不同程度、不同層次上模擬大腦處理信息的風格，具有非程序化、較強的適應性、自組織性、并行分布式等特點，其實現主要是通過網絡的變換和動力學行為，涉及數學、生物學、人工智能、計算機科學、非線性動力學等多個學科[1]。作為一門活躍的邊緣叉學科，在處理信息方面，相比于傳統人工智能方法具有非線性適應性，成功地應用于神經專家系統、模式識別、組合優化、預測等多個領域，尤其在生物信息學領域得到了廣泛的應用。生物信息學是20世紀末發展起來的一極具發展潛力的新型學科。人類的基因中蘊含著大量有用信息，利用神經網絡可以對這些海量的信息進行識別與分類，進而進行相關的生物信息學分析。如利用神經網絡分析疾病與基因序列的關系，基于神經網絡對蛋白質結構的預測，基因表達譜數據的分析，蛋白質互作位點的預測等等，都取得了很好的效果[2]。

因此，在生物信息相關專業的本科生中開設人工神經網絡課程尤為重要。經過多年的研究發展，已經提出上百種的人工神經網絡模型，這就需要教師針對不同的專業背景，不同層次的學生，講授不同模型的核心思想、推導過程、實際應用等等。本文主要根據人工神經網絡在生物信息學相關專業的教學實踐，從以下幾個方面進行探討。

一、引導式教學，激發學生的學習積極性

神經網絡作為一門偏于理論分析的學科，傳統的教學模式，即首先講解模型的起源，接下來介紹模型的核心思想，然后就是一連串的數學公式推導，面對滿黑板的公式，學生很難提起興趣去認真學習相應的模型。所以，如何激發起學生的學習積極性，讓學生重視這門課程，更好地掌握課程內容，掌握相關的模型理論基礎、核心思想，更好地服務于本專業，是人工神經網絡教學者亟待解決的問題。

首先，在導課的時候要生動，以引起學生對將要學習的內容的好奇心，讓學生有興趣投入到課堂學習內容中去。布盧姆說過：“最大的學習動機莫過于學生對所學知識有求知的興趣。”只有在這種動機下的學習，才會提高自身的主動性與自覺性，達到提高教學質量的目的[3]。例如，在講解hopfield神經網絡的時候，通過舉例對蘋果、橘子的質地、形狀、重量等特征的描述，運用“0，1”進行量化描述，然后應用神經網絡就可以進行有效地分類；對于旅行商TSP問題，也可以通過hopfield神經網絡尋找到最優路徑。那么，這些問題是如何解決的呢？就需要大家來一起揭開hopfield神經網絡的神秘面紗。其次，由于神經網絡涉及大量的數學公式與數學方法，學生往往會有畏懼的心理，這就需要教師幫學生澄清思想誤區，現在很多用于數據分析與計算的軟件，如matlab工具箱、R軟件里面都有很成熟的人工神經網絡軟件包，所以，學生只需要理解其工作原理、核心思想，學會使用現成的人工神經網絡軟件包處理數據，在熟練應用程序包的基礎上，對相應的神經網絡模型進行優化，改進，并且與其他的人工智能算法相結合，更好地為本專業服務。第三，在講授人工神經網絡理論內容的時候，要摒棄傳統的呆板式的推導過程，以往的神經網絡教學方法注重理論分析，通常是一連串的公式推導，公式中又涉及大量的符號，計算起來復雜又煩瑣，學生會覺得索然無趣，厭學情緒嚴重。在教學過程中，教師要精心設計，創設出特定的問題環境，將所學內容與本專業相結合起來，多講應用，啟發和誘導學生選取合適的神經網絡模型來解決本專業的實驗數據分析與處理等問題。

二、理論教學與實驗教學相結合

除了在理論課堂上將基本的理論知識傳輸給學生，教師還應該安排若干實驗教學內容，讓學生以實驗為主，將理論課上所學的知識運用到解決實際問題中來，理論聯系實際，主動操作思考，觀察，分析，討論，以培養學生解決問題的能力。一旦學生自己動手處理一些問題后，很自然地就會對人工神經網絡產生一種親切感，并能強烈激發起學生繼續探究下去的興趣。對于同一問題，可以讓學生選取不同的網絡模型，設置不同的參數，甚至可以讓學生自己動手編寫相應的網絡模型程序，并且給予改進，根據得出的結果來評價模型在解決實際問題時的好壞，以及模型改進的效果。作為授課教師，需要不斷優化實驗教學內容，在生物信息學專業開設人工神經網絡課程，實驗教學主要是針對生物信息專業的海量生物數據處理與分析的實際需要，培養學生綜合運用人工神經網絡方法和生物信息學知識，進行信息的分析與處理。除了在實驗課堂上給學生最大的自由發揮空間外，課后作業也盡量以開放式問題的形式給出，比如，可以讓學生選取相應的網絡模型處理本專業的一些實際問題，例如，數據的分類、聚類等等，其中，數據來源可以不同，類型也可自由選取，最后給出相應的模型參數設置、方法的改進、實驗結果，也可以安排學生自己查詢文獻進行學習，并安排學生作報告。這樣，學生可以在世界范圍內了解神經網絡的在本專業的應用情況，又能提高英語的讀寫能力，還能鍛煉學生做科研報告的能力。

三、加強師資隊伍建設以及其他基本條件的建設

由于生物信息學是一門新興的交叉學科[4]，這就要求人工神經網絡的授課教師要熟練掌握生物信息相關專業的知識，教師的業務水平必須得到充分保證，才能給學生以全面透徹的指導。學院應該本著自主培養與重點引進的原則，優化教師隊伍的專業結構和學歷結構，提高教師的自身修養。授課教師要將課堂的理論知識聯系實際生物問題進行講授，讓學生感受到人工神經網絡在本專業的應用，提高學生的學習效率，同時也需要閱讀大量的專業文獻，提高編程技巧和數據庫應用能力，讓自己成為一名合格的復合型教師。同時，人工神經網絡課程的實驗，高度依賴于計算機網絡等設備，因此，相關的軟硬件設施的建設也必不可少，由于，基因組測序技術的發展，目前生物信息學研究所用的數據都是海量的，神經網絡訓練起來所需時間太長，不能用普通的電腦完成，需要專門的服務器來處理，學校有關部門應在條件允許的情況下，配備機房，購買服務器，以及相關的軟件，為學生創造良好的環境，讓學生完成課程內容。

最后，人工神經網絡涉及數學、計算機、人工智能和神經學等專業知識，因此，需要授課教師加強與其他相關專業教師的交流與合作，并滲透到授課過程中去，讓學生在學習人工神經網絡網絡時能將各專業聯系起來，更好地解決生物信息學中的問題，要想成為一名合格的人工神經網絡課程教師，首先要成為一名復合型的教師，不僅要具備教學和科研能力，同時也要具備計算機、生物學、信息學等多學科的知識。

參考文獻：

[1]朱大奇，史慧.人工神經網絡及其應用[M].北京：科學出版社，2006.

[2]朱偉，史定華，王翼飛.人工神經網絡在蛋白質二級結構預測中的應用[J].自然雜志，2003，（3）：167-171.

[3]趙俊，李曉紅.趣味教學法在預防醫學教學中的運用[J].現代醫藥衛生，2005，21（15）：2089-2090.

篇8

一案例教學法在當代高等教育中的意義

（一）案例教學法與傳統教學法的區別

案例教學法由美國哈佛大學首創，該方法是在教師的指導下，根據知識體系的掌握要求，利用案例引導教學活動，組織學生進行學習、研討和探究的一種教學方法[2]。

第一，從教學目的來說，傳統教學重在理論知識的傳授，其缺點是缺乏理論聯系實際的結合點，容易造成理論脫離實際的弊病。而案例教學重在實際問題的解決，其教學案例主要來自科研和生活實踐，具有真實性、完整性、典型性、代表性。通過案例的學習，能掌握隱藏在案例后的完整的知識體系，并在此過程中，訓練學生獨立分析問題和解決問題的能力。

第二，從教學材料和授課方式來說，傳統教學所使用的教學材料一般都是具有一定穩定性的教科書，其典型授課方式是以“教師講，學生聽”為主。而案例教學使用的教學材料是獨特的教學案例，并且這些教學案例一般都是隨時代的發展不斷更新。

第三，在傳統的教學中，教師只要教材熟悉、思路清晰、表達清楚，使學生掌握了教師的“真理”，責任就算盡到了。而在案例教學中，教師雖然可能比學生懂得多，但教師的角色并不是權威，應定位為案例教學的設計者、引導者、組織者和案例討論的參與者。

第四，從學生的角色和責任來說，在傳統教學中，學生處于消極、被動和受支配地位。其角色是認真的聽講者和知識的接受者。而在案例教學中，不僅強調教師的“教”（引導），更強調學生的“學”（自主學習和研討），以學生為中心，學生在整個教學活動中處于主導地位。

（二）案例教學法的重要意義

案例教學法有如下作用和意義：通過真實性的案例，能很好地解決理論與實際脫節的矛盾，便于理論聯系實際；通過師生角色的轉變，有助于調動師生教與學的積極性；在解決現實案例的過程中，首先需要學生根據案例的需要，不斷地收集、分析、學習和處理各種知識和信息，從而有助于培養學生的信息收集、學習和處理能力；在解決現實案例的過程中，還需要學生運用所學的知識體系解決現實問題，從而有助于提高學生分析問題和解決問題的能力；解決問題的途徑并非唯一，學生在案例分析過程中，可以站在不同的立場、多角度地分析和解決問題，從而有助于培養學生的創新能力。

二PBL教學法與案例教學法的高度互補性

PBL（Problem-Based Learning）即“基于問題的學習”，由加拿大的McMaster大學首創[3]。該方法以問題為核心，其核心思想有兩個：一是將問題作為學習和整合新知識的起點，以問題為載體，使學生在解決問題的過程中學到必要的知識；二是不單純只為獲得知識，在獲得知識的同時，強調問題的解決。其教學的主要形式是：以學生為中心，在教師的引導下，以小組為單位圍繞著一個個的問題進行討論和學習。

PBL教學與案例教學有極強的互補性。在案例教學中，一個案例就是一個實際情境的描述，在這個情境中，往往包含著多個疑難問題。換句話說，要解決一個代表現實課題的真實性案例，需要將其分解成許多個問題，通過每個問題的解決，最終解決整個案例。同時，在解決問題的過程中掌握每個問題背后所包含的知識，所有知識的集合則構成了案例背后隱藏的知識體系。也就是說，在進行案例教學的過程中，需要用到“基于問題的教學”；而“基于問題的教學”中的“問題”，并不是隨意設置的，需要以案例解決的路線為指引進行設置。

三案例教學法和PBL教學法的實踐探索

（一）課程平臺

我們以生物信息學為課程平臺。生物信息學是用數理和信息科學的觀點、理論和方法去研究生命現象、組織和分析呈現指數增長的生物數據的一門學科[4]。它主要包括兩重含義：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，即利用好這些數據。它是生命科學領域里一門極為重要的工具課程，可整合和串聯各門主干課程。

（二）具體實施

1分組

對班級學生進行分組，分組的依據主要是每個學生能力的高低，將能力互補的學生分在一個學習小組中，每組控制在4-5人左右。

2提出教學目標，布置真實性任務（案例）

案例教學法中案例的選擇并非隨意拿來，而是要根據教學內容和教學對象的不同，精心選擇，精心設汁。其一，所選案例要貼切、恰當，能全面反映教學內容。其二，所選案例要生動，具有吸引力，這樣才能調動學生的積極性，吸引學生積極參與、積極思考。其三，所選案例要難易適度，充分考慮到學生的個體差異，盡量選擇和設計出所有學生都可理解接受的案例。基于上述三點，我們選擇了“某個新基因的發現與鑒定”這一真實性科研課題作為案例。

3以案例完成的步驟為主線，設置相應的問題集

教師在選擇好案例后要花一定時間仔細研讀思考，對下列問題一定要成竹在胸：選用此案例主要想解決什么問題？案例將可能涉及哪些方面的知識？通過研讀思考、翻閱教材和資料，將相關信息整理出來，歸納成問題集，作為學生解決案例的線索和依據。按照這個原則，我們設置了以下11個問題，構成問題集：（1）生物數據庫是如何架構的，對于互聯網上常見的生物數據庫，該如何識別與理解？（2）如何通過國際上的生物數據庫檢索系統，對數據庫內的生物分子數據進行使用？（3）如何通過各種常見的雙序列比對軟件完成對生物分子的兩兩比對？（4）如何通過各種常見的多序列比對軟件完成對生物分子的多重比對？（5）如何利用EST數據庫獲得基因重疊群？（6）如何完成新基因的拼接獲得？（7）如何完成所得基因的理化性質分析？（8）如何完成所得基因的啟動區域分析？（9）如何完成所得基因的CDS區域分析？（10）如何完成新基因的人工翻譯？（11）如何完成所得蛋白質的結構與功能分析？

4定期討論

定期安排學生集中討論。每次討論主要完成兩方面工作：一是對問題解決和案例完成進展情況進行報告，二是對所遇到的難點進行互相交流。教師全程參與，對疑難點做出提示和建議。

5成果匯報

案例完成后，進行集中匯報。讓學生對期間所做的工作、獲得的結果進行匯報。

6教師評價、反饋

由指導教師對案例完成過程及結果進行點評，對學生掌握知識的程度及學生的科研、應用能力進行評價，并提出可進一步提高的方向。

7延伸階段

鑒于生物信息學都是在臨近畢業時進行教學，對于有興趣的學生，可以將案例擴展成畢業設計，進行模塊化分流教學。

（三）案例教學法與PBL教學法的實施效果

1激發了學生的學習興趣，提高了教學質量

學習是一種滿足人類基本需要的方式，興趣則是最好的老師。案例教學法與PBL教學法的實施，大大轉變了師生的角色和觀念。使教師認識到學生作為主體參與教學的重要性，逐漸從知識論轉向主體論，從知識的傳授者、教學的組織領導者轉變成為學習過程中的咨詢者、引導者和伙伴；樹立了“以學生為中心”的教育理念，確立了學生全面發展、能力本位的價值取向。同時，真正落實了學生在教學活動中的主體地位，改變了他們以往個體式、接受式、知識學習導向的學習方式，形成了合作式、探究式、能力培養導向的學習方式，讓每一位學生積極主動地參與了學習過程。在此過程中，學生的學習興趣大大增強，教學效果十分良好，教學質量有了明顯的提升。

2促進了對學生能力的培養

古人云，“授之以魚不如授之以漁。”葉圣陶先生也認為，“教是為了不教。”究其根本，實際上都在強調學校應該教會學生自主學習，這樣才能在知識的不斷更新中挺立潮頭，永遠立于不敗之地。通過案例教學法和PBL教學法的實施，我們確立了以教師為引導、學生為主體的教學模式。通過真實性很強的案例與相匹配的問題集，把知識獲取方式由灌輸式變為探究式，大大提升了學習效果。并且在此過程中，極大地提高了學生分析問題、解決問題的能力，增強了學生的創新精神。

參考文獻

[1]趙姝淳.對高校創新性人才培養的思考[J].國家教育行政學院學報，2007（3）：64-67.

[2]王世民.淺議案例教學法[J].遼寧教育行政學院學報， 2006 （6）：91-92.

篇9

【關鍵詞】基因組學 教學 改革

【Abstract】Genomics is a young discipline which is born with the successful implementation of the human genome project， and its content is involved in the leading edge and hot spot of the life science research. Learning genomics has a profound impact on enriching and improving the students’ knowledge system and cultivating students’ innovative consciousness and ability. After several years of teaching practice， from the teaching content， teaching methods to make a reasonable improvement， in order to improve the quality of teaching， and strive to cultivate high？鄄quality professionals.

【Key words】Genomics； education； innovation

【基金項目】湖南農業大學課程質量標準建設遴選項目《基因組學》和湖南農業大學教改項目B2015021資助。

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）06-0233-02

伴隨人類基因組計劃，一門新興的生命科學前沿學科基因組學（ Genomics）應運而生。不同于以往的分子遺傳學以“單個”基因為研究對象的思路，基因組學從物種的整個基因組入手來研究基因的結構、功能和進化[1]。經過近20年的迅速發展，基礎基因組學研究已經形成了結構基因組學、功能基因組學和比較基因組學三個不同的領域[1-3]，還衍生出了轉錄物組、蛋白質組、代謝組、甲基化組等一系列組學研究的分支，引發了生物科學研究的系統觀熱潮[2]。

目前，基因組學已成為高校生物學課程體系中的重要組成部分，越來越多的高校都將其設為生物學相關專業的必修課或選修課。課程的開設不僅有利于學生了解生命科學發展的前沿，還能為學生研究生階段開展相關課題提供研究思路和背景知識。然而，基因組學發展迅速，如何使教學緊跟學科發展的步伐，讓學生在有限的課堂教學中既能掌握基因組學的基礎知識，又能及時了解最新的基因組學發展技術，成為教學中的難點。因此，教師需要不斷更新教學內容，緊跟學科發展的步伐，以增強學生的學習興趣，提高學習的主動性。此外，基因組學與其他學科具有很強的交叉性，教師授課過程中既要避免內容的重復，又要能深入淺出地把內容抽象、過程復雜的研究方法條理清晰、簡單明了地傳授給學生。針對基因組學課程的上述特點以及這幾年的教學實踐，筆者從基因組學教學內容和教學手段進行了調整和優化，探索了適合本門課程的教學方法和模式，以期提高基因組學的教學效果，以適應新形勢下素質教育的需要。

一、選擇合適的教材

我國許多高校的生物信息、生物技術等相關專業課程設置中都將基因組學設為專業課或選修課，如華中科技大學、暨南大學、揚州大學等。我校也在學生先修遺傳學、分子生物學和生物信息學的基礎上，開設基因組學課程作為生物信息學的一門專業課，共設置40課時。經過了解，國內廣泛使用的基因組學教材主要有兩本，即國內復旦大學楊金水教授編著的《基因組學》（2002年第一版，2007年第二版，2013年第三版）和英國曼徹斯特大學理工學院TA.Brown教授編著的《Genomes》（1999年版、2002年版、2006年版）。根據課程需要和課時數，我校自2005年生物信息學專業開設以來一直選擇結構體系比較完整、內容相對簡潔的楊金水編著的《基因組學》系列版本為主要教材。同時選用袁建剛等翻譯的、BrownTA編著的《基因組》及其英文版原著作為參考，補充楊金水編著的《基因組學》，部分內容敘述不夠詳盡的不足。該教材和參考書都更新及時，每隔數年就會補充基因組學研究領域的新成果和新技術然后再版，便于跟蹤學科前沿，掌握最新研究動態。參考書中英文對應，可方便學生對專業名詞的理解和把握，也有助于學生提高對英文文獻的閱讀能力。

二、構建系統的教學內容

基因組學教學內容與遺傳學、分組生物學和生物信息學課程的內容相互聯系、相互滲透。因此課程內容既要避免與現行課程中重復的部分，又突出本學科的特有內容，為此我們在與其他相關課程教師充分溝通的情況下進行了授課內容的安排。基因組學的知識結構可以分為結構基因組學、功能基因組學和比較基因組學三部分。結構基因組學是基因組研究的前提，是功能基因組學和比較基因組學內容理解和掌握的基礎，其主要目標是通過基因組測序獲得基因組序列。而基因組測序的前提是對基因組的基本結構和組成進行了解，然后在此基礎上進行基因組作圖，包括遺傳圖譜、物理圖譜的制作，最后進行基因組的測序與序列組裝。這部分屬于基因組學課程重點學習的內容，安排20個課時，主要涉及選用教材的前四章內容[4]。功能基因組學，被稱為后基因組學，它利用結構基因組學研究所提供的信息和產物，發展和應用新的實驗手段，通過在基因組或系統水平上全面分析基因的功能。這部分內容是目前發展最快的研究重點[5]，涉及很多關于研究基因功能的實驗方法，因此也是課程的難點。研究內容包括基因組序列中基因功能的發現、單個基因功能的確定、基因表達分析及突變檢測和基因與基因之間的相互作用。本門課程中安排12課時學習該部分內容，主要涉及教材的第五章、第六章、第十章。教材的第七章和第十一章關于基因組的復制與轉錄調控的內容，分子生物學中有過講述，在基因組學的課程中不再重復。第八章和第九章關于轉錄組和蛋白組的內容另開設有相關的課程，也不在基因組學課程的講述范圍內。比較基因組學是基于結構基因組的基礎上，對已知的基因和基因組結構進行比較，來了解基因的功能、表達機理和物種進化的學科。通過對不同親緣關系物種的基因組序列進行比較，能夠鑒定出編碼序列、非編碼調控序列及給定物種獨有的序列。而基因組范圍之內的序列比對，可以了解不同物種在核苷酸組成、同線性關系和基因順序方面的異同，進而得到基因分析預測與定位、生物系統發生進化關系等方面的信息。這部分內容安排6課時，主要涉及教材的第十二至十四章的內容。這樣合理安排授課內容，使學生在頭腦中建立起一個從結構基因組學研究到功能基因組學研究再到比較基因組學研究的完善的知識體系。

此外，基因組學發展迅速，除了三大部分基本內容外還在課堂上及時補充和完善一些最新的研究成果。比如可以通過查詢Science、Nature 和Cell等頂級期刊，了解基因組學的最新研究進展和方法，使學生及時把握學科發展脈絡和方向，把基因組學課程真正建設成為一門開闊學生視野的課程。另外，課堂上可以討論一些社會上的熱點話題或者普及一些與生活息息相關的知識，如精準醫療等。還可以講述一些相關的故事，如諾貝爾獎得主的一些鮮為人知的故事。一些相關知識的應用，比如如何利用分子標記進行親子鑒定及法醫鑒定等也可以再課堂上適時的插入。這些內容可以極大地激發學生的興趣，拓寬學生的視野，提高學生學習的積極性。

三、多媒體與板書相結合教學

多媒體教學具有圖文并茂的效果，可以把抽象、微觀、枯燥、復雜的內容形象的展示出來。但多媒體課件播放比板書講解速度快，如果學生的思維無法跟上，則會大大地降低教學效果。傳統的板書教學則可以將知識更加系統地呈現給學生，更利于師生間的交流[6]。但板書教學比較耗時，尤其對于高等教育中較多的授課內容，完全采用板書會影響教學進度。此外，對于圖像和圖形的呈現，板書教學也無法勝任。因此，可采用“多媒體+板書”相結合的授課方式。授課提綱板書在黑板上，使學生整堂課都可以看見，讓學生對學習內容有整體的印象。多媒體課件解釋不清的問題，及時用板書補充。重點難點內容，也要結合板書詳細講解，同時借助多媒體手段將所需要的圖片、動畫和視頻插入課件，按照課程的需要播放，提高課堂教學效果。

四、組織學生參與科學研究

基因組學課程內容涉及許多研究方法和技術，部分經典的實驗技術在分子生物學與遺傳學中有過介紹，但一些新發展起來的技術上述課程學習的過程中沒有涉及。有些技術原理深奧、抽象，難以理解，最好的方法是讓學生親自參與實驗[7-9]。教師可組建基因組學科研興趣小組，讓學生利用課外時間參與老師的科研課題。學生通過親自參與基因組學相關實驗，可以深刻理解這些技術的原理，并掌握具體操作技術，將理論知識與實踐相結合，在幫助教師完成科研工作的同時培養了學生對科研工作的熱情，為學生進一步考研深造打下基礎。

五、應用靈活多樣的考核方式

科學、合理的考核方式有助于提高教學質量、培養創新型和應用型人才。傳統的考核方式主要是閉卷考試，容易使學生把考試當成最終的學習目標，不利于培養學生利用所學知識解決實際問題的能力。因此，改革教學考核方式的非常重要。考核除了對學生進行基本理論知識考試外，在成績評定標準上適當加大對學生動手能力和綜合技能的考核比重，增加平時成績的考核，條件允許的話還可以設置一些小實驗在實驗課的課堂上讓學生進行計算機模擬分析，充分激發學生的學習興趣。此外，還可以把科研過程中的一些小項目交給學生，讓學生查閱資料后根據所學內容進行試驗設計，教師進行指導修改后再反饋給學生。學生的平時成績最終按30%的比例計入最終成績。科學合理地應用上述方法可以很大程度改變學生的學習目標和學習方式，培養學生的創新能力和實踐能力。

經過幾年的實踐，我們的教學改革獲得了大多數學生的好評與認可。在今后的教學中，隨著教師教學經驗的積累和教學水平的進一步提高，將會不斷完善基因組學教學工作。基因組學發展迅速，如今已經滲透到生命科學研究的各個領域，尤其是近幾年基因組學研究領域的重大成果層出不窮，對生命科學的發展產生了極大的推動作用。針對基因組學教學過程中存在的主要問題[10，11]，在構建系統課程內容體系的同時，還應根據農林院校的專業特點，不斷改革和探索課程的教學方法，加強教師隊伍建設，不斷完善理論與實踐相結合的教學模式，為推進和實現高素質的創新型和應用型人才培養目標奠定基礎。

參考文獻：

[1]段民孝.基因組學研究概述[J].北京農業科學，2001（2）：6-10.

[2]解濤，梁衛平，丁達夫.后基因組時代的基因組功能注釋[J].生物化學與生物物理進展，2000，27（2）：166-170.

[3]李偉，印莉萍.基因組學相關概念及其研究進展[J].生物學通報，2000，35（11）：1-3.

[4]楊金水.基因組學[M].第3版.北京：高等教育出版社，2013.

[5]冷方偉.中國基因組學研究進展與發展態勢[J].生物化學與生物物理進展，2010，37（12）：1261-1264.

[6]韓志仁，裴玉華，胡承波.試論多媒體技術與傳統板書教學[J].科技信息，2008（10）：32.

[7]歐陽立明，肖君華，張惠展.過程啟發式教學在基因組學課程中的實踐[J].微生物學通報，2006，33（4）：180-183.

[8]張勝利，李東方，張勝光.基因組學教學實踐與教學模式創新[J].考試周刊，2010（20）：198-199.

[9]柏文琴，郜剛.基因組學教學改革與實踐[J].微生物學通報，2012，39（6）：848-852.

篇10

高等教育的宗旨是“通識為本，專識為末”，現代社會的高等教育應該是以培養一個合格的公民，培養一個寬基礎、寬口徑、高情商、高素質的現代公民為目的。在這樣的前提下，筆者認為開設生命科學類通識教育課程的意義主要體現在以下3個方面：

1.1有利于提升大學生對人類自我的認識高度

隨著生命科學的飛速發展，特別是新世紀以來，人類基因組計劃的實施和完成，新一代測序技術的進一步應用和發展，人類第一次從分子水平上認識自我，對于由“A、T、C、G”4個字母組成的無字天書的海量信息的理解，對人類基因組中冗余序列的功能的判斷等等問題的思考和甄別，進一步提升了我們對人類自我的認識高度，進一步拓展了人類在認識自我上的思維空間。

1.2有利于提升對生命現象及生命活動的理解和尊重

作為醫藥類高校，提高學生對生命現象和生命活動的理解，對生命的尊重，有利于學生更好的鞏固專業思想，提升專業技能，養成良好的專業素養。

1.3有利于大學生對社會生活、生命現象的本質探索

應該清楚地看到，目前社會發展所帶來的一系列負面問題，如糧食短缺、疾病危害、環境污染、能源危機、資源匱乏、生態失衡和大量物種滅絕等問題，而解決這一系列重大問題，在很大程度上依賴于生命科學的發展，對這些問題的深度理解和對其本質的把握都需要大學生具備相應的生命科學知識和基礎［3］。開設生命科學通識教育課程，將一些最新的生命科學理論和進展引入課堂，使學生了解本世紀現代生命科學的發展趨勢和熱點問題，以便在專業學習中發現學科之間的交叉點，拓展學生的知識領面，既是完善自我知識結構，認識自然科學核心內容的需要，也是培養既了解生命科學又具備其他專業學科知識的復合型人才的需要。

2生命科學類通識教育課程的教學內容

這類通識教育課程的重點不在于具體傳授了多少專業知識觀點和內容，而是要傳授給學生研究問題和解決問題的方法、思維方式。因此，要想吸引學生選修此課程，就必須從講授內容和講授方法2個方面下功夫，力求內容新穎，方法得當，通俗易懂，在授課時盡可能貼近生活，貼近社會，深入淺出，從大學生關注的問題入手去介紹以上所述內容中的最新成果和進展，這樣學生才更易于接受和理解［4］。根據安徽中醫藥大學的學生情況和知識基礎，把學生分為醫藥類、文史類兩大類別，根據不同類別的學生選擇不同的教學內容。醫藥類學生教學內容選擇上注重培養學生的學科交叉意識，重點講述生命科學的一些新成就和新進展，以及生命科學發展對社會的影響，如基因編輯技術、干細胞技術、人類基因組計劃、生態系統的變化、生物多樣性保護、基因工程藥物和疫苗、基因治療、動物克隆、生物芯片、生物信息學、生物材料與仿生學、生物技術與人類未來等，通過學習，使學生理解并初步能運用生物學知識去認識生命、了解生命，同時爭取對學生跨學科創新思維起到一定的科學啟迪作用，對社會上的一些熱點生物學問題有個清晰的認識；對于文史類學生，教學內容選擇上注重安排生物學基礎知識的傳授，以及生物技術發展與人類社會進步的密切關系，如生命的化學組成、細胞的結構與功能、營養與健康、社會生物學與繁殖對策、人類遺傳學與優生、生命的起源與進化、生物多樣性及其保護、生命倫理及社會決策等，通過學習，使學生獲得必要的現代生命科學基礎知識，認識人類自身；了解現代生命科學的新發展及其與人文科學交叉的趨勢，引導學生樹立正確的自然觀、科學觀，增強社會公民責任感，提高綜合素質。

3生命科學類通識教育課程的教學及考核方法