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生物信息学培养方案范文1
关键词：生物信息学；形成性评价；教育教学改革
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）22-0147-02
生物信息学（Bioinformatics）是近二十年来迅速发展起来的一门新兴前沿学科，它综合利用计算机科学和信息技术，通过对海量生物学数据的处理和分析，揭示其中蕴藏的内在联系和生物学含义，进而提炼有用的生物学知识。随着人类基因组和多种模式生物测序的完成，有关核酸、蛋白序列和结构的数据呈指数增长，面对如此庞大而复杂的数据资源，运用计算机获取管理分析数据、控制分析误差、加速分析过程势在必行，生物信息学应运而生并迅速蓬勃发展起来，并逐步成为生命科学在信息时展的核心内容之一，对生命科学研究带来革命性变革。受到国际大环境的影响，国内各重点大学纷纷开展了生物信息学专业的设立，一般医学院校也开展了生物信息学必修及选修课课程，由于生物信息学是新兴学科，在教学现状上存在很多不足，如：教学手段落后；只注重理论教学，忽视理论应用于实践的重要性，导致学生所学的理论知识与实际工作脱节；教学内容简单，体系不完整，完成课程后学生不能将所学知识融会贯通；不注重培养学生的整体生物信息学思维。如何提高生物信息学课程的教学质量是教育教学改革的重要内容。
一、生物信息学的教学特点
1.是多学科、综合交叉的产物。生物信息学是一门由计算机技术、数学、生物医学多学科综合交叉的新兴学科，对本课程的学习，除了要求掌握获取和利用大量生物数据信息的基本知识和技术外，还要求掌握相关的数学、物理学、计算机程序设计、分子生物学等医学基础知识相关的知识和技术，培养的是复合型、交叉型人才。
2.数据、信息量庞杂，发展迅速。目前生物信息数据处于高速的实时更新中，数据类型和内容相当丰富，同时亦包含大量的冗余及错误数据，仅GenBank数据库就包含了来源于十多万个物种的数据，除了人类还包括小鼠、拟南芥、水稻、斑马鱼、果蝇等模式生物及原核生物、病毒等数据。近十年来，核酸碱基数目大约每14个月就翻一倍，2014年1月2日，在Nucleotide数据库中输入Human，就可以获取30 942 725条数据，而两年前这数字仅为14 617 064。面对这么庞杂的海量数据，教学内容必须围绕方式、方法来展开。
3.教学及课后学习应用必须在网络环境中进行。海量的数据均存储在网络环境下的数据库中，信息的获取、分析和处理都必须通过Internet网络来实现。因此教学活动亦必须围绕网络环境展开，利用网络，传授学生获取数据信息并开发和利用的技能，强化操作训练，增强学生分析解决问题的能力。综合来说，生物信息学的教学内容丰富，教学方法多样，考核评价及教学效果反馈复杂，因此，传统的学习评价不能适应生物信息学教学的发展。
二、形成性评价的内涵
形成性评价（Formative assecssment）是1967年由美国的评价学专家斯克里芬（M. Scriven）提出的，后被美国的教育学家布卢姆（B.S.Bloom）应用于教学领域。指在教育活动中，即学生知识、技能及态度的形成过程中检测学生的进步，监控学生知识与技能的获得，评价学生的学习进展情况，最终通过反馈来调整教学以提高教学质量。形成性评价是在教学过程中为了获得有关教学的反馈信息，改进教学，使学生知识达到的掌握程度所进行的系统性评价。
三、形成性评价应用于生物信息学的优势
形成性评价强调的是对教和学过程进行多层次、多元化的分析和判断，促进教和学过程的完善和发展，同时，形成性评价还强调对学生的学习过程进行评价，它不仅从评价者的需要出发，更注重从被评价者的需要出发，重视学生在学习中的体验，重视师生间的交流，使学生在评价中能正确了解自我、完善自我，利于培养学生的自主学习能力。
1.评价贯穿整个学习过程，符合生物信息学内容的复杂性。生物信息学内容丰富、庞杂，更新快，传统的终结性评价只考察学生掌握的部分内容，因此评价过于片面，而形成性评价贯穿在学生学习的整个过程，对学生日常学习过程的表现、所取得的成绩及所反映的情感、态度、学习策略等方面做出评价，更符合生物信息学的教学工作。
2.评价主体更加多元，激发学生学习主动性，有益于生物信息学技术的自主学习。传统的终结性评价主要是教师对学生的评价，学生往往处于被动状态，无法激发其学习兴趣。形成性评价则强调学生的主动参与，使学生成为积极评价的主体，加强评价者与被评价者之间的互动，鼓励学生自我评价与同学间互评，促使他们不断回顾和反思自己的学习过程及方法，从而进一步培养学生学习的主动性与积极性。这点与生物信息学课程的教学方法多样性不谋而合，激发学生的自主学习、多方法、多手段综合运用的能力。
3.评价结果更全面，更符合生物信息学教学目标。终结性评价常以一次或少数几次测试来批判，重知识轻能力，重片面的知识结果轻学习过程，而形成性评价的内容贯穿整个教与学的过程，不仅注重学生对知识的掌握情况，而且也重视评价学生的学习态度、策略及情感因素，因此更全面更科学。
4.评价结果的反馈作用更有针对性，有利于及时调整教学方法。形成性评价能及时准确地反映学生在一定阶段的学习情况，给学生及教师提供及时的反馈，更有针对性地帮助学生建立自信心，激发和培养学生的学习兴趣及良好的学习习惯，同时可以使教师及时了解学生的学习情况和需要，以便调整教学内容，改进教学方法，从而提高教学效果。
四、形成性评价在生物信息学教学中的应用策略
1.统一规划，制定综合评价方案。开课之初，制定详细的学习评价体系，将该学期的学习教学大纲及课程进度表发给每一位同学，由学生及教师共同参与制定学习计划及学习评价表，每一部分分别由教师评价、学生自评、和小组同学互评三项构成。教师需事先给出评价范例和评估标准，对标准进行合理的描述和解释，以便学生对照执行。在每次自评及互评后，教师应利用E-mail及QQ等在线工具及时的将结果反馈，指出评价过程中的问题及改进的意见。评价方案获得学生的认可方能使学生乐于参与，乐于反思和改进自我，并在评价中体验成功和快乐。
2.建立学习及评价小组。生物信息学的学习方法、获取数据信息的手段很多，学习小组的成立有利于在学习过程中及时交流、相互学习促进和共同解决问题，小组成员间相互更为了解，可以开展课堂学习及课外自主学习的监控和评估，并保证学生互评环节的顺利开展。每次互评将根据参与程度、合作行为、知识掌握程度等记录在册，教师亦应关注和指导小组评价工作的开展，并及时做好小组成员间的协调工作。
3.建立学生学习档案。生物信息学课程基本都依赖网络来完成，每次课堂学习后练习、学生间讨论及学生自评互评等都以电子档案的形式保存，可以包括文字、图片、声音、视频等。学习档案体现了学生的整个学习过程，展示学生努力学习后所取得的进步和成绩，也客观地反映学生的不足，有利于学生形成自我反思和自我评估，有助于培养独立的自我学习习惯，增强参与感和学习积极性。
4.综合成绩评定。在学期末，根据学生学习的全过程，将对学生学习状态的监控纳入最后的成绩评定，制定合理的比例方案，用综合成绩评定取代单一的终结行评定方法，更全面的评价学生。
综上所述，形成性评价体系更适应生物信息学教学特点，有传统评价无法比拟的优点，但同时增加了教师的工作量，无形中实施难度亦加大。为了更好地实施形成性评价，首先应明确的是，这不是教师个人的问题，学校、院系及各部门均应统一认识，建立从上而下的评价机制和比较完善的教学管理及学分管理制度。其次，健全教师参与形成性评价的激励制度，解决教师业绩考核等制约形成性评价实施的因素，建立具体的奖励制度使教师自觉纳入形成性评价，优化课题教学模式。最后，鼓励教师以团队形式参与形成性评价教学改革，分享教学经验，探讨教学问题，进一步提高教学效果。
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生物信息学培养方案范文2
摘要：师范教育改革下高师院校课程的重新建设已成为重中之重。如何在改革的新背景下建构合适的课程体系，成为高师院校要解决的问题。本文立足于师范教育改革背景下的需求，针对《生物信息学》课程的特点和教学中存在的问题进行初步探讨，就其在教学方法的更新、教学标准的编写、考核方法的改进等方面提出了一些思考，希望通过不断的完善从而提高《生物信息学》课程的教学质量。
关键词：师范教育改革；生物学信息学；课程建设
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）21-0102-02
随着教育的发展，教师体制也不断发生改变，顺应发展的趋势，教师资格证的改革开始不断推进与完善。2012年《国家中长期教育改革和发展规划纲要》精神和教育部部署启动全国中小学和幼儿园教师资格证改革试点工作，2013年《中小学教师资格考试暂行办法》出台并规定：试点启动后入学的师范专业学生申请中小学教师资格应参加教师资格考试。2015年我国正式实施教师资格证国考制度，并实行五年一个周期的注册制度。教师资格证制度的变革是对高师院校实施教学改革的促进同时也是对师范生的挑战。改革制度下更要求提高教师的综合素质和学生能力的培养，而《生物信息学》所具备的专业性与前沿性正是师范教育对学生着重培养的方向与目标。
《生物信息学》是一门交叉学科，包含了对生物信息的获取、加工、存储、分配、分析、解释等在内的所有方面，运用数学、计算机科学和生物学的各种工具阐明和理解大量数据所包含的生物学意义。随着大规模的基因组测序工作的开展，生物学数据获得了大量的积累，生物信息学悄然兴起并得以蓬勃发展。生物信息学使学生了解学科前沿和新技术进展，同时培养学生综合运用知识的能力。但目前多数院校只将其设为选修课程，重视程度很低，而且在教学内容、方法等方面存在一些问题。由于师范教育改革对师范生要求不断提高，课程的学法和内容也要与时俱进，怎样建构新的课程体系是高师院校需要解决的问题。
一、课程教学现状
1.师资力量薄弱。生物信息学不仅对教师专业知识要求高，同时也需要有计算机理论基础的教师来授课。但目前教授生物信息学课程的教师大多都为其他生物学课程的教师，这些教师往往缺乏专业的生物信息学分析软件操作训练和计算机基础，不能将各学科更好融合。
2.教学方法滞后。生物信息学是一门交叉学科，但教师在教学过程依旧采用传统教学方法，计算机辅助教学不常见，这种授课方式不仅效果欠佳也没有发挥此学科的优势。而且在教学过程中不注重培养学生对生物信息学的重要性的认识，所以学生认为该课程只是理论学科，认识不到其对实践操作能力的重要和生物数据分析的意义。
3.实践教学不足。受传统的教学观念影响，教师在教学过程中只注重理论教学忽视实践教学，导致学生所学的理论知识与实践脱节。因为生物信息学对于网络高度依赖，但由于受学时限制，课堂教学的内容有限，实践教学课时数较少，内容也比较简单，缺乏完善的实践教学过程，学生也缺乏实际动手操作的能力。
4.考评方案简单。生物信息学的考核重点是学生对生物信息基本概念的理解，软件操作的掌握程度及生物数据分析解释的能力。但一些学校的考试形式还全部是理论知识，缺少实际操作能力的检验，这种考评办法的评价效能差，而且不能体现学科的特点。
二、课程体系建设优化
1.提高教师素质。教师是教学的核心资源，其知识水平和操作技能都会影响教学的效果。提高教师素质首先要对任课教师开展《生物信息学课程教学改革和实践》专题讲座，其次鼓励教师通过查阅相关文献，了解课程的特点及发展，组织大家进行讨论，再次，也要积极组织教师参加科研活动，提高科研新能力，在科研过程中进一步了解本学科的前沿内容。
2.编写教学标准。如今的教师专业化不只是强调教师要有扎实的理论知识，更要有实践能力。所以生物信息学的课程建设改革要组织新的教学内容，合理安排理论学时特别是实验学时。课程标准对生物信息学的研究内容、现状和发展前景做具体的介绍，主要对生物信息学的基本概念和基本方法进行讲解，重点是分析软件的操作方法和生物学数据库的使用方法的讲解。
3.改进教学方法。师范教育改革意味着对师范生各方面要求的逐渐提高，学生不能只被动接受知识，所以教师在教学中要利用多媒体辅助进行直观教学，演示生物学数据库的浏览与检索，软件的使用，基因序列的检索、基因阅读框架的找寻、序列比对、进化树的构建等操作。教师也可以提供课件和DNASTAR、DNAMAN、MEGA、BIOEDIT等软件安装程序及使用手册等扩大学生的自学空间，使学生的被动学习变为主动学习，也符合师范教育对学生创造能力、应用能力的培养。
4.教学科研结合。生物信息学教学强调能力的培养，且学科的交叉性也能使学生将所学知识与之结合。教师可以鼓励学生参与相关课题研究，学校也可以提供机会让学生参与到创新创业性研究的科研项目中，这样的学习方式可以激发学生对科研的兴趣，巩固课程中所学到的知识，使学生掌握生物信息学课程的实践技能，也更好的体现对师范生创新能力培养。
5.优化理论课结构。师范教育提倡以学生为主体的授课方式，所以课堂可以采取不同的学习方式如小组合作或学生讲述等以此丰富理论课的教学模式。教师可以提出问题由小组成员讨论研究学习，课堂也可以以自讲的方式进行学习，学生通过查阅资料了解学科在临床医学、药物产业等方面的应用以及在后基因组时代的主要研究内容等，不仅掌握了前沿知识同时也锻炼教师技能，对于师范教育培养有很好的促进作用。
6.加强实验课建设。师范教育在强调师范生理论知识的同时更注重实际的操作能力，所以实验教学起着越来越重要的作用，在学习中通过生物数据库的使用，可以提高学生处理生物信息的能力。生物学数据库均可以通过网络提供数据检索服务，学生可以根据理论知识进行相应的实际操作。学院可以进一步开放实验室，为学生创造动手操作的自学实验环境。
7.改革考核方法。考试是检测教学效果的方法，也是促进学生学习的有力手段。如何考核需要制定详细的评价指标体系。生物信息学的考核改革是在基础考核之上增加了小组答辩和论文成绩。小组答辩以生物信息学在疾病研究中的应用为拟设计命题，培养学生协作收集整理相关文献并展示其整合分析结果的能力。论文以蛋白质生物信息学分析在药物靶点挖掘和药物设计中的应用为题。最后根据论文结构完整性和内容独创性、条理逻辑性和学术水平进行评分。
三、课程体系构建的进一步设想
进一步利用网络学习平台慕课扩展生物信息学的理论深度与新技术发展，学生可以进一步接触并利用云计算等技术对大数据进行处理，或基于手机客户端让学生随时可以查询及学习，这样的构建既是生物信息学课程建设的发展，也是培养学生能力的体现。生物信息学课程建设改革对学生综合运用知识的能力起到了促进作用，也加强了理论联系实践的操作能力。生物信息学能够培养学生全面掌握生物学知识，对今后选择生物学科领域的工作有推动作用，也是师范生成为合格人民教师的理论基础。
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收稿日期：2016-11-21
生物信息学培养方案范文3
论文摘要：研讨式教学模式将研究与讨论贯穿于教学的全过程，有助于调动学生的积极性、加深对知识的理解、增进学习效果。通过确立授课目标、精心设计和组织授课内容、在实践中不断总结经验，在“生物信息学”的授课过程中对研讨式教学模式进行了探索和实践。
论文关键词：生物信息学；课堂研讨；案例分析
21世纪是生命科学的世纪，生物技术飞速发展，生物学数据大量积累。而生物信息学正是在这种大背景下蓬勃兴起的交叉型学科，旨在用信息学方法解决生物学问题。为了培养复合型人才，大力发展交叉学科，国防科技大学（以下简称“我校”）近年来面向全校理工科研究生开设了“生物信息学”选修课程。
“生物信息学”作为新兴的交叉学科，具有融合性、发展性和开放性的特点。融合性是指生物信息学涉及的生物、计算机、数学等多个学科的交叉与融合。从20世纪90年代到现在，该学科发展非常迅速，研究热点发生了数次改变。开放性是指该学科存在大量有待探索和研究的新问题。这些特点一方面为课堂教学提供了大量的主题和素材，一方面也对授课方式提出了较高的要求。经过认真分析，选定研讨式教学作为该课程的主要授课方式。研讨式教学即研究讨论式教学，是将研究与讨论贯穿于教学的全过程。在教师的具体指导下，充分发挥学生的主体作用，通过自我学习、自我教育、自我提高来获取知识和强化能力培养。通过确立教学目标，精心设计和组织教学内容，在实践中贯彻研讨式教学理念和方法，在生物信息学课程中对研讨式教学模式进行了理论探索和实践创新。
一、教学目标的确立
合理的课程目标与定位是决定课程建设成败和教学效果的基础，其主要依据是人才培养需求和授课对象的实际情况。首先，教学对象是研究生，已具备一定的自主学习和创新思维的能力。教师不仅要传授知识，而且要讲解基本的研究方法，让学生具备独立思考问题、分析问题和解决问题的能力。其次，作为军校学生，以后从事的工作可能涉及很多学科方向，展现如何针对一门新的学科方向进行研究的整体思路显得很有意义。最后，考虑到学生不同的知识背景，对于各部分内容的理解程度不同，必须兼顾不同的专业方向，让每个学生都能有所收获。因此，确立教学目标为：介绍生物信息学的基本概念和方法，通过案例分析展现科学研究的基本方法和实践过程。
二、教学内容的设计和组织
1.教学内容的总体设计
确定了教学目标之后，需要对课程的教学内容进行总体设计。参考国内外多所高校的相关课程设置，如北京大学的“生物信息学导论”、中科大的“生物信息学”、中科院的“生物信息学与系统生物学”和MIT的“Bioinformatics and Proteomics”等，发现这些课程主要是针对生物专业的学生开设，侧重于方法学介绍。而我校学生大部分是工科背景，对于统计和机器学习方法有一定基础，重点是了解相关的生物学问题，并应用已有的工科知识去分析和解决这些问题。同时，随着生物信息学的快速发展，研究领域不断扩大，有必要展现该学科的最新进展。
因此，课程内容总体设计上以生物学问题为主线，结合最新的研究成果，对各种计算方法的应用过程进行深入和细致的讲解。在介绍生物信息学的研究现状和生物学基础知识之后，分多个专题详述生物信息学最新的研究进展，各专题在内容上相互衔接，由浅入深，以便学生理解和接受。以问题为导向的课程设计对于启发学生思考，积极参与课堂研讨具有重要作用。
进一步，为了突出部分重点专题及其分析方法，采用案例分析课的形式，针对一些重要问题进行深入探讨。鼓励学生应用所学知识，结合自身的专业背景，通过积极地思考和讨论提出相应的解决方案。案例选择为教师有一定研究基础的开放性问题，一方面介绍已有的研究成果，一方面结合教师的研究体会，通过积极讨论拓展新的研究思路。案例分析课有助于学生更多地参与课堂研讨，对于知识的综合应用和科学研究过程产生切身体会。
2.教学内容的组织
研讨式教学的关键是调动学生的积极性，鼓励学生踊跃地参与课堂讨论，提出自己的观点。通过集中备课，学习和吸取老教师的成功经验，总结调动学生积极性的基本要素，对授课内容进行了认真的组织和编排。
（1）重点突出，详略得当。由于生物信息学涵盖内容非常丰富，有必要对课程内容进行取舍，在保证知识面的基础上，突出授课的重点。减少或删除重要性较低的部分，采用图片和动画等形式对重要的知识点加以强调，以深化学生的理解。只有学生对重点内容理解透彻，才能激发出浓厚的学习兴趣，积极参与课堂研讨，碰撞出智慧的火花。
（2）新颖有趣，实例丰富。在课程内容上应充分体现知识性和趣味性，以丰富的实例展现生物信息学中基本的概念和方法。学生往往关注与日常生活休戚相关的内容，期望能用所学知识解释常见现象，因此实例选择应贴近生活体验。课件中准备了大量的实例，例如，在讲完构建进化树之后，举例说明为什么人类的祖先是从非洲走出来的；在生物代谢一章，通过卖火柴的小女孩的故事阐释生物代谢过程的高效性；在蛋白质结构部分，讨论为什么湿着头发睡觉，头发容易变翘。通过实例分析，增加学生对于所学知识的理解和参与课堂研讨的积极性。
（3）设置思考题，留出想象空间。针对重要的知识点，预先设置思考题，以启发和扩展学生思路。生物信息学作为一门新兴学科，存在大量没有确定结论的开放性问题，有待深入探究。例如“人类与小鼠的基因组差别很小，为什么形态上有那么大的差别”，“生物系统模拟中，是否越复杂的模型越好”。针对这些问题适时地开展课堂研讨，有助于激发学生的学习兴趣，开阔其视野。
三、研讨式教学的开展
在授课过程中，教师应努力营造活跃的课堂气氛，密切观察学生的动向，及时沟通存在的问题，选择合适的时机开展课堂研讨。不断地积累经验，使课堂讨论达到更好的效果。在开展课堂研讨时，尤其应注意以下几点：
1.因材施教
在“生物信息学”课程中，学生的专业背景不尽相同，少部分学生来自生物专业，其他大部分是工科背景，如自动化、计算机仿真和认知科学等。因此，在主题的选择和研讨环节的设计上，应充分考虑到学生的需求和背景知识，发掘大家共同的兴趣点。实践证明，不同的学科背景可以有效地促进交流，提供对于同一问题的不同视角。例如，生物专业的学生可以解释有关生物技术的问题，而仿真专业的学生对于系统的建模方法有深入的理解。有效的课堂讨论，能够促进各种思路的融合，碰撞出灵感的火花。
2.及时沟通
研讨式教学需要教师对授课整体情况有较好的把握。例如，有一章的内容是生物学基础，教师针对这部分内容进行了充分准备，包括大量的图片和动画，并穿插了很多科学家的故事。但授课效果不尽理想，到了预设问题的环节，只有一两个学生参与讨论，大部分学生都一脸茫然。通过及时沟通，发现了两个问题。一是背景知识不够，学生对于预设问题了解不多；二是重要性认识不足，学生认为生物学的基础知识与本课程的学习关系不大。考虑到学生的疑问，对授课内容进行及时调整，进一步强调所学知识对于生物信息学的意义，并通过具体实例激发学生的学习兴趣。在实例的启发下，学生开展了积极的讨论，加深了对于所学知识的认识。开展研讨式教学，应以学生为主体，及时地沟通发现课堂中存在的问题，并相应地调整授课内容。即使教师讲得天花乱坠，如果学生知其然，不知其所以然，也不可能达到好的授课效果。
3.审时度势
课堂研讨开展的时机很重要。例如，当讲到生物信息学概况时，学生反应不是很强烈。而当教师结合自身经验谈研究体会时，学生很有兴趣，表情变得活跃，适合开展课堂讨论。此时，可以组织学生交流学习目的、预期和存在的疑问，以便教师进行有针对性地授课。研讨式教学一方面强调学生的主体地位，一方面要求教师发挥主导作用，密切注意学生动向，发现学生的兴趣点，引导讨论的逐步展开和深入。
4.自主提问
如果教师能够营造出一种轻松愉悦的课堂氛围，学生往往能够主动发问，提出不同观点，而不拘泥于预先设置的问题。实践证明，通过学生自主提问展开的课堂研讨，往往效果更好。在前期铺垫时，启发学生自主思考并积极讨论，分析该领域可能存在的问题和发展方向。当讲到后续内容时，学生有了一定的心理预期，很想了解该领域的研究现状和发展趋势，以验证与预期是否一致。同时，自主提问对于生物信息学研究有很好的推动作用，学生经常能够独辟蹊径，提出全新的思路，拓展研究内容的广度和深度。
5.课堂报告
在授课过程中，鼓励学生结合所学知识选择感兴趣的专题，阅读相关文献并进行课堂报告。由于学生的选题更接近彼此的思维方式，能够反映一些共性的问题，对于扩展思路很有帮助。在报告过程中，教师可适时点评，穿插课堂讨论，以深化学生对问题的理解。课堂报告可以全面地锻炼学生的表达能力、写作能力和创新思维能力，提高学生的综合素质。
生物信息学培养方案范文4
关键词：国际联合培养 化学教育
最近几十年化学科学以惊人的速度飞速发展，新的化学物质不断发现，人们最关心的健康、环境、资源利用、能源、水源及食物等问题，都与化学息息相关。第八届国际化学教育会议上，东京大学大木教授说：“化学是人类生存的关键科学。”美国加州（伯克利）大学化学系毕门泰尔教授说：“化学是自然科学的中心。”而我国著名化学家唐有教院士说得更确切：“化学与物理是自然科学的轴心。”
一、化学教育面临严峻的挑战
当今人们对化学的印象很糟，化学常被指责为非自然灾害祸源，公民化学知识贫乏，青年人对化学缺乏兴趣，后继乏人。在我国，学生志愿学化学的势头在下降，高校化学专业录取标准比其他专业降低了，课程设置缺乏全面计划和深入调查，不能反映科学发展及当前社会的需要；学校缺乏学习空气，学生之间、教师之间及师生之间没有一种讨论争辩的风气。为此，化学教育界面临的迫切任务是必须认真考虑化学教学内容的改革和人才培养模式的更新，要培养高级化学科技人才，国内高校化学教育课程改革推行多年，虽然取得了可喜的成绩，但仍需不断完善各方面的条件，以便取得更深入、更有效的教学成果。
二、中外联合是推动化学教育发展的一次战略契机
欧美化学教育已取得的成就是巨大的，欧美地区几乎囊括了所有的诺贝尔化学奖，这就证明了欧美化学教育的发展方向是正确的。中国化学教育以学习欧美化学教育为主，尚未形成本国特色，无论在师资、教科书、器材方面，欧美都优于中国。
“它山之石，可以攻玉”，与发达国家联合培养，借鉴其先进教育理念，引进其教学资源可以降低办学成本，缩短人才培养的周期，不失为一种长远的战略措施。如今，美国的化学教育正在改革，课程内容的变化是更加注重多学科交叉和课程的综合性和应用性，教学方法的改变是从以教师为中心转到以学生为中心。因此，与发达国家的联合培养，是短时间内提高我国化学教育水平的有效手段。
三、中美“2+2”联合培养模式的探索
我校（重庆邮电大学）已经与美国尼古拉斯州立大学签署化学类专业“2+2”联合培养协议，通过课程接轨促进我校相关专业的学科建设，提高双语教学水平，培养具备良好英语能力的复合型人才，探索在更广阔领域的国际联合人才培养模式。
（一）相对低廉的学费
“2+2”联合培养项目宗旨是坚持公益性原则，即为学生提供更宽的学习渠道，提高教育质量，扩大学校影响，增进人民之间友谊，而不是以赢利为目的。因此，美方尽量考虑了我国学生家庭的承受能力，按照美国州内生源标准收费，使该项目受教育群体数大大增加，使其真正为国家培养更多的有用之才，真正为大学的国际化进程提供有效渠道。
（二）优化培养方案，实现课程对接
目前我校的化学类学科的教学方式与国际上其他大学相比还有很大的差距，因此，参考美方的教学方案、计划、内容和标准，对我校培养计划进行优化，实现与美方的课程对接是提高我校教学水平的必要条件。该项目有关教学的全部方案、计划、内容和标准，均采用美国的学术体系；所有课程的全部教材都选用近年出版的权威教材，从而保证了教学内容的先进性与新颖性。
我们针对专业教育的特点，结合联合培养的需要，对重点专业基础课实施双语教学。美国尼古拉斯州立大学每年派出一名教授来我校进行不少于三个月的授课，同时可通过网络远程教育的方式，由美国教授为我校参与“2+2”联合培养项目的学生授课，弥补我们在双语师资方面的不足。
（三）在化学类专业实践课程中体现信息化特色
目前我校与美国大学化学类专业的主要差距还表现在实践性教学环节，美国许多高校的实验课时与理论课时达到1：1。受限于场地等原因，我校的实验课学时远低于该比例。利用我校在信息技术领域的优势和特色，我们建立“虚拟实验室平台”，许多实验可以通过计算机模拟实现。
经过三年的时间，我校与美国尼古拉斯州立大学化学类专业“2+2”联合培养已经初步获得成功，先后有12名学生赴美学习，其中2013年4人毕业，获得双方学校的学士学位，并继续在美国攻读研究生。“2+2”联培项目为培养具有国际视野的专业型人才提供了有力的依托。
经济全球化给我国化学教育带来了极大的影响，固步自封终究会被时代淘汰。为了尽快追赶世界先进的化学工业和技术的步伐，我国高校与发达国家开展联合培养是培养高水平人才的可行之策。
基金项目：重庆市教改重点项目《大数据时代生物信息学创新型人才培养体系的研究与实践》，项目编号yjg132030；重庆邮电大学教改课题《中美“2+2”联合人才培养模式的研究与实践》课题号XJG12145。
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生物信息学培养方案范文5
关键词： 蛋白质组学 教学改革 多媒体教学
自1995年基因组计划的大规模开展以来，我们得到了前所未有的海量遗传信息。但是，对这些遗传信息如何进行解读，包括：基因的识别，基因时间、空间表达特异性的调控，多个基因产物之间的相互关系，等等，都需要通过研究具体的生物功能的体现者和执行者――蛋白质，才能最终揭示生命活动的真谛。正因为如此，蛋白质组学（Protemics）研究成为后基因组学（post-genomics）即功能基因组学（functional genomics）中的中流砥柱。Nature和Science杂志也在2001年2月公布人类基因组草图的同时，分别发表了“And now for the proteome”与“Protemics in genomeland”的综述，将蛋白质组学的研究提到了前所未有的高度。陕西师大生命科学学院积极设立蛋白质组学这门课程，并将它设置为生物技术专业的限选课及生物科学和理科基地专业的专业任选课。
蛋白质组学（Protemics）是一门交叉型的新型学科，涉及生物化学、分子生物学、基因学、细胞学及生物信息学等多种学科的知识点。同时它又是一门理论与实践紧密结合的课程，涉及较多的新型实验原理与方法，比较抽象，相对较难理解。综合考虑之后，学院将该课程的授课时间设置为大三学年的第二学期，一方面学生已经学习了各种基础专业课程，具备了一定的知识储备，另一方面经过多种学科配备的实验课程学习，学生具备了一定的实验操作技能及科学思考方法。
师大设置该课程已经有近6年的历史了，通过这几年的课程教学，我在该课程的教改方面也进行了思索，有了一些心得体会。我在此抛砖引玉，与广大同仁共同探讨。
一、蛋白质组学的教学目标
蛋白质组学一词由澳大利亚科学家Marc Wilkins于1994年在意大利Siena的一次二维电泳会议上首次提出。1997年之后，各国科学家慢慢重视并开展了广泛研究。虽然蛋白质组学的发展历史非常短暂，但其研究内容非常前沿。
目前，国家提出高校教改应注重学生的素质教育。有学者提出，素质教育与教学过程的融合是大学教学改革的关键，而构建科学合理的培养方案是“融合”的基础；其中重要的一项措施就是“注重学科交叉”。教师要做到给学生传授整体性的知识，同时注重其他学科知识对本学科的影响，以及在本学科领域中的应用；更要在知识的精选和交叉融合上下工夫，搞好知识的整体优化。在授课过程中，切忌简单地照搬、机械地设置相关专业的课程［1］。
目前，蛋白质组学研究在医学、生物学各学科领域均有广泛的应用，以及不同的偏重。针对师范类院校学生的专业特点，并结合高校教改的素质教育要求，我们将本课程的教学目标定位让学生从总体上掌握这门课程，从整体上了解这门课程的地位、前沿技术与发展动向、面临的困难与挑战，等等，拓宽学生的视野，从而提高学生的教育教学水平，促进自身和职业的发展。
二、蛋白质组学的教学内容
根据以上的教学目标，我们选择了科学出版社出版的钱小红与贺福初院士主编的《蛋白质组学：理论与方法》。并使用多种参考书，如S.R.Pennington，M.J.Dunn编著，钱小红与贺福初翻译的《蛋白质组学：从序列到功能》；Hubert Rehm编著的《Protein Biochemistry and Proteomics》；J.E.Coligan编著，李慎涛翻译的《精编蛋白质科学实验指南》。教材及各参考书内容新颖、丰富，如何使用，以及如何充分利用36个学时达到既定教学目标，该课程的内容设置显得尤为重要。
该课程绪论课的内容设置，我认为最好涵盖其发展历史、研究背景、研究内容，并结合大量的新兴研究实例（如细胞发育的蛋白质组研究、各种疾病癌变的蛋白质组研究等），以期使学生建立对这门课程的总的认识，务必使学生了解这门课程的研究内容、研究方向等，充分激发学生的学习热情和兴趣［2］。
在随后的教学中，将蛋白质组学研究中应用最广泛的技术原理与方法分章节详细介绍。
第一部分是样品的制备。结合学生学习过的植物学、微生物学、细胞学等知识，重点阐述样品制备的通用原则及注意事项。另外，简单介绍一些针对特殊蛋白质的样品制备技术，如蛋白质的分步分离提取法、亚细胞分离与蛋白质提取等。让学生掌握通用原则，并根据具体的研究内容进行方案的调整。
第二部分介绍蛋白质组的分离技术，包括二维色谱（2D-HPLC）、毛细管电泳（CE）、等电聚焦（IEF）和二维电泳（2-DE）。其中二维电泳是目前应用最为广泛也是分辨率最高的蛋白质组分离技术，是三大支撑技术之一，也是本章的重点。其中一维等点聚焦电泳（1D-IEF-PAGE），二维SDS电泳；实验原理是难点，需详细阐述；最后让学生结合生化知识，根据原理进行讨论，得出该项技术的优势及局限性，让学生掌握该技术的具体应用范围，并熟悉相关的操作步骤。
第三部分学习蛋白质组学实验数据的分析，介绍相关的双向电泳凝胶的染色技术、数据采集和统计分析的软件，对二维凝胶上的蛋白质进行定量分析，最终建立细胞蛋白质谱；介绍一些批量凝胶上蛋白质点的比对技术。让学生掌握各染色技术的优缺点及应用范围，并对相关技术软件有所熟悉，掌握一些参数的设置方法。
第四部分对凝胶上特殊的蛋白质斑点进行定性分析，尤其是当前应用最为广泛的质谱鉴定技术，这是本章也是本课程的重点和难点，还是蛋白质组研究三大支撑技术之一。内容包括质谱的原理、发展历程，其中原理是重点也是难点。在质谱知识的基础上，介绍目前使用最为广泛的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）、电喷雾质谱（ESI-MS），二者的工作原理是重点难点，需要详细阐述说明，以及基于这两种质谱而发展起来的蛋白质组鉴定技术―肽质量指纹图谱（PMF）、肽序列标签（PST）和从头测序技术，教师应结合具体的研究实例说明其使用方法，用提问的方式来启发学生，循序渐进、由易到难，根据实验结果让学生自己总结其各自的优缺点，最终掌握其工作原理与应用范围。
第五部分介绍一些基于质谱技术的蛋白质翻译后修饰的鉴定方法，主要包括蛋白质的磷酸化修饰和糖基化修饰，重点是其原理与技术方法，同时也是对上一章内容的深化与应用。
第六部分学习蛋白质组研究中的生物信息学。介绍生物信息学的定义、发展历史及其应用，根据上一章节介绍的质谱鉴定得到的信息，具体实例说明如何利用生物信息学进行蛋白质组学的研究，让学生掌握其在蛋白质组学研究中的应用。
第七部分是蛋白质的功能研究，重点强调蛋白质相互作用的研究，包括酵母双杂交、噬菌体展示、蛋白质芯片技术等，最终建立蛋白质间的连锁图。学生需要掌握其原理与应用范围，学会基本的操作方法。
最后介绍蛋白质组学研究中一些非凝胶的技术，包括定量蛋白质组学研究技术，例如荧光染料标记、同位素标记及蛋白质芯片技术等。
总之，该课程的内容要紧紧围绕选课学生的专业特点展开，务必让学生从整体上把握该课程，熟悉其研究内容与研究前言。
三、教学方法和教学手段的改革
首先在教学手段上，以多媒体教学方法为主、传统教学方法为辅。多媒体PPT课件贯穿整个教学过程，其优势是图像清晰、形象逼真、表达直观、阐述清晰明了，可帮助学生有效地学习和掌握知识点，有助于解决教学重点、突破教学难点。同时多媒体课件穿插大量的图片、表格，有效地增加了教学信息量，对课本上的内容有很好的深化和拓展作用，能取得比较好的教学效果。但是正因为多媒体的信息量大，需要结合传统板书，一方面可以给学生思考、消化的时间，另一方面可以对该课时涉及的重点和难点进一步阐述说明，最终让学生对所学的内容有个整体认识。总之，将各种教学手段的优势发挥到最大，以期达到最好的教学效果。
其次在教学方法上，在传统的教师讲授、学生听课的讲授法的基础上，需要激发学生的热情，提高学生的参与度。教学过程是师生的双边活动，教师的“教”和学生的“学”相互适应才能取得预期的教学效果。在授课过程中要鼓励学生敢于提出问题，独立思考问题，教师与学生共同参与教学内容。同时可以在授课过程中，穿插学生小组讨论的环节，这样可以有效地活跃课堂气氛，吸引学生注意力，使学生通过自我思考，最终得到答案。
蛋白质组学不仅是一门理论性较强的学科，而且是一门实验性很强的学科。因此在教学过程中要注意理论与实验演示相结合［3］。对于实验室可满足实验条件的教学内容，可以采用探究式教学方法，给学生自己动脑动手的机会，自己设计实验、实施实验，并发现问题，最终解决问题、得出结论。但是目前蛋白质组学研究中一些实验周期较长，材料准备比较困难；许多大型仪器都非常昂贵，需要专业人员而不能任由学生自由操作；甚至普通的基础实验室并无配备。对于这部分的实验内容，教师可以自己实验并制作相应的教学实验操作录像，或者从网络上寻找；这样可以在教学过程中一边播放一边讲解，有利于学生学习［4］。例如2-DE的具体操作，生物质谱的蛋白质鉴定技术等，其原理抽象，难于理解，相应地采用视听觉媒体，使得整个教学过程变得更为形象具体、直观生动，具有较强的表现力；利用具体的场景和音响刺激学生，吸引学生的注意力，提高学生的具体感知认识。在教学过程中，要注意将科研的思路、科研的方法融入教学中，从而提高学生的科研能力。
在教学过程中，教师需注意听取学生的反馈意见，注重学生对教学效果的评价。教师可以通过建立学生公共信箱，将某些授课内容、习题、思考题等通过该信箱让学生下载；学生也可通过教师的邮箱，提出建议和意见，及时对课程进行反馈，从而使教师及时调整教学活动［5］。
在考试形式上，采取课下查文献、答题相结合的形式。在教学过程中针对重要章节中的知识点，给学生出思考题，让学生结合已有的知识，查找相关的文献，再提出自己的实验设计方案；安排一个课时让学生课堂讨论。这样可以有效地调动学生的积极性，加深对知识的理解和掌握；更重要的是，学生活学活用，理论联系实际，培养了严谨务实的科研态度。
总之，蛋白质组学是一门新兴的交叉型学科。如何把对学生而言是外在的知识和感受内化为学生个人内在的、稳定的个性心理品质，从而为学生一生的发展提供良好的基础，值得我们付出努力，不断探索。在教学过程中，教师要时刻注意，传授必要的知识是重要的，但更重要的是使学生养成正确的学习方法和自学能力，培养科学精神和健全人格［1］。
参考文献：
［1］金永红.高校教改应注重素质教育［J］.教育科学论坛，2005，8：166.
［2］甄艳，诸葛强，施季森.高校蛋白质组学课程教学初探［J］.生物学杂志，2010，27（5）：97-99.
［3］牟芝蓉，何渝军，黎万玲，吴玉章.蛋白质组学教学方法探讨［J］.现代医药卫生，2007，23（5）：784-785.
［4］常冰梅，王惠珍，张悦红.医学七年制生物化学教学方法探索［J］.山西医科大学学报（基础医学教育版），2005，6：37.
生物信息学培养方案范文6
【关键词】生物技术专业；医学院校；课程体系
近些年，随着科技的进步，生命科学飞速发展，生物技术在各领域展现出了无限潜力，社会关注度越来越高，被世界各国确定为21世纪科技发展的关键技术和新型产业。现代生物技术与其他学科相互交叉融合，逐步形成了农业生物技术、医药生物技术和工业生物技术三个应用领域，其中医药生物技术领域由于和人类的生命安全关系密切，成为现代生物技术中最实用、最具发展势头的领域之一。
一、生物技术专业人才需求及各院校招生情况
随着生物医药产业健康快速发展，以及新的理论技术不断涌现，具有扎实理论基础、较强探索精神和实践能力的医药生物技术人才的需求也与日俱增。生物技术相关专业人才的社会需求有增无减，尤其是医药行业生物技术人才需求快速增长。为了更好的适应社会对生物技术人才的需求，教育部于1998年正式将生物技术专业列入理学本科专业目录，主要培养应用型的专业技术人才。之后，很多院校都相继开设生物技术专业，中国前300名大学中，具有生物技术专业的大学占到了33.7%。通过对生物技术专业在这300所大学不同类别的分布分析可以发现，生物技术专业在综合类、理工类、农林类和师范类高校中设置的频率较高，分别占相应各类高校总数的70.6%、70.8%、82.6%、97.3%。而我们通过前期统计，全国90所医学本科院校，开设生物技术及相关专业的仅有28所，占31.1%，不及全国的平均水平。医药行业生物技术人才的供给远远小于社会需求。医学院校生物技术专业与普通院校该专业人才培养目标有所不同，其特点体现在医学知识和药学知识与生物技术的深度交叉融合，因此医学院校生物技术专业开设的课程也要反映相应的医药特色。但是，由于生物技术专业在国内相关院校的开设主要集中在综合类、理工类、农林类和师范类高校，在医学院校开设的相对较少，必然会导致教学模式和内容偏向于工业生物技术和农业生物技术的教学。体现在人力资源市场上就是医药生物技术人才的相对缺乏。面对大好形势，高等医学院校作为医药生物技术人才培养的主体，如何有针对性地进行专业人才培养方案和课程体系的建设，以培养与行业发展相适应的高素质专业人才，是关系到专业兴衰成败的关键课题。目前，医药生物技术的教学模式还存在一些缺陷，针对性的医药生物技术人才培养机制尚属于探索阶段。如果照搬其他院校的人才培养方案，就会导致学生能力的同质化严重，不能很好的与医药行业的职业岗位需求相吻合，学生的核心竞争力不足，从而造成就业困难。所以，迫切需要建设适合医药生物技术专业人才培养的针对性课程体系及人才培养方案。另外，生物技术是一门实践性很强的学科，实践教学是夯实理论知识和培养科研思维必备的手段。因此，在教学体系设计及教学过程中必须重视实践教学，这对学生创新思维能力和实践能力的形成具有重要的意义。
二、全国各高校生物技术专业开设课程分析
统计了全国21所高校生物技术专业所开设课程，其中包括4所医学院校生物技术专业，统计分析结果如下：
（一）各校生物技术专业课程开设情况
从总体来看，各学校课程开设率较高的课程有细胞生物学、生物化学、医学遗传学，所统计所有学校均开设有以上三门课程；其次，开出率较高的课程有微生物学、分子生物学、基因工程、医学统计学、生物信息学、免疫学等，下图为所统计各学校开出率前21位的课程。
（二）医学与非医学院校生物技术专业课程开设情况对比
与非医学院校相比，医科学校生物技术专业中，各学校课程开设率较高的课程同样有细胞生物学、生物化学、医学遗传学，统计的所有学校均开设有以上三门课程；除此之外，医学类学校基因工程、医学统计学、生物信息学、免疫学、生物技术综合性实验、生理学、人体解剖学、药理学、蛋白质工程等几门课程开出率高。下图为综合所统计各医科与非医科学校课程开出率前20位的对比图。从图上可以看出细胞生物学、生物化学、医学遗传学、基因工程、医学统计学等开出率两类学校均较高，但是临床医学概论、病理学、药理学、人体解剖学、生理学等医学相关课程，非医学院校均开设较少或未开设。
三、医学院校生物技术专业课程体系建设思路
医学院校生物技术专业在人才培养的过程中应注意医学基础知识与生物技术学科各课程间的交叉和渗透。所以在课程体系的建设上就应该与其他院校有所区别，具有自己的特色。除了生物技术专业必开的基础课程及专业技术课程之外，具有医学特色的相关课程也应该在课程体系的设计中，可以使学生将医药基础知识更好地应用于医学生物技术的实际工作中，更好地适应社会的需求，适应医药生物技术行业。因此，通过对其他医学院校生物技术专业课程体系的学习以及近几年的教学实践探索，总结了一些本校生物技术专业课程体系建设的思路。
（一）合理选择授课科目，突出医学院校优势
目标是培养出适合我国现阶段实际需求，具备扎实医药生物技术理论基础，熟练掌握各项实验技能，能在医药、检验、食品等行业的企事业单位和行政管理部门从事与生物技术有关的科学研究、技术开发与服务等工作，以及在科研、营销、第三方检验等领域从事研究助理、产品销售、检测试剂盒的设计开发与使用等工作的高级应用型专业人才。因此，我们的学生除了学习一般生物技术专业必须学习的理论知识，还要补充如临床医学概论、病理学、药理学、人体解剖学、生理学、医学遗传学、医学统计学等与医药生物技术相关的医学类专业课，从而进一步提升医学院校生物技术专业毕业生的就业竞争力。
（二）调整实践教学模式，开设专业综合实训
生物技术专业涉及到的五大工程技术之间彼此交叉渗透，互为基础。因此，生物技术实验课程的设置必须打破传统上每门课程单独设立实验的传统，将本专业主干课程实验根据内在联系进行整合，单独成课，设立一些综合性实验、实训，而非简单的课程实验。综合性实验要求学生具备一定基础知识和基本技能，因此一般在第三到第四学年开展。另外，综合性实验内容的设置还要能反映多门课程的综合知识，最终达到对学生实验技能和方案进行综合训练的目的。例如，我校开设了生物技术综合实训，该实训共安排8周时间，分两学期上完，每学期安排4周时间，中间不再穿插理论课学习，给予学生充分的实践机会。该综合实训涉及基因工程各个方面，以蛋白药物开发作为主线，包括蛋白药物的克隆、表达、检验、纯化、药物活性的检测等一系列医药生物技术操作环节。该实践环节与真正蛋白药物的研发生产相一致，使学生能将理论知识与实践充分结合，与社会、行业接轨。另外，根据专业生物技术专业医药特色，开设病理检验、实验动物学、抗体制备、临床分子诊断、动物细胞培养等实验，这些实验除了培养学生基础生物技术技能之外，加入医学相关内容，使学生掌握交叉学科知识及技能，更适应社会对医药生物技术专业人才培养的需要，培养出的学生更适于快速发展的医药生物技术行业。
（三）根据市场需求，合理整合教学内容
在生物技术专业课程的教学中发现许多知识点在不同课程中重复出现，造成教学资源的浪费。另外通过对学生实习企业的调查，我们发现企业最需要那些实践能力强、具有自主学习能力的毕业生，而我们的某些授课内容缺乏纵深性，对知识点的讲解并不系统，存在理论与实践脱节的现象。针对以上问题进行了教学内容的整合，减少理论教学时间，增加学生自主学习的比重，同时注重了某些理论知识与实践的结合，有利于学生快速系统地建立知识体系。例如在“分子诊断学”授课中，增加遗传病的介绍，如常见遗传病的临床特征、分子诊断手段以及基因治疗等。除此之外，还可以在授课内容中加入临床诊断试剂盒的研发、临床生物技术检测及基因诊断和基因治疗方法等内容，以培养具有良好医学基础的生物技术专业人才，适应社会并服务于社会。生物技术尤其是医药生物技术方向在医学领域的应用可以说改变了现代医学的发展，但是对于医学院校生物技术专业人才培养方案及课程体系的建设仍处于探索阶段，因此目前对该专业人才培养模式及课程体系通过思考后进行有目的、有计划的探索，能够培养出与社会及行业、企业需求相适应的高素质的专业人才。
【参考文献】
［1］郭弘艺，张旭光，邵露等.生物技术专业现状浅析［J］.中国校外教育，2014（12）
［2］刘瑞珍，张兰凤，邱启祥.医学院校生物技术专业解剖学教学探究［J］.四川解剖学杂志，2014，22（2）
