生物信息學作用

前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇生物信息學作用范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發現更多的寫作思路和靈感。

生物信息學作用范文第1篇

1．注意觀察生活，搜集物理教學相關的信息

教師平時應緊密聯系學生的周圍環境和生活信息，樹立善于觀察，善于發現生活觀念，積極引導學生走進生活，把學生在生活中常見的場景和問題精心設計在教學過程中，提出問題，引導學生思考，因為問題是科學探究的基礎，問題能引導和激發學生的求知欲，使他們對所學內容產生濃厚興趣．例如在物理教學對浮力的概念一章的教學中，學生能夠在生活中感受對浮力的初步認識，但對浮力的方向和任何物體浸入液體中受浮力的理論知識認識不深刻不全面．教師在教學中可以提出以下教學設想：1．人在水中游泳時受不受浮力？人在水中有什么感覺？引導學生討論，教師在討論中總結出浮力的方向是向上的．2．接下來教師用神秘的表情提出問題：剛才所舉的例子是人浮在水面上，那么如果將石塊沉入水中，沉入水中的石塊受不受浮力？這樣的提問，學生會提出不同的設想，教師就可以把實驗的任務布置下去，讓學生動手做實驗來證明自己的設想，證明石塊也受到浮力．隨后，教師和學生共同概括出浮力的概念．在整個教學過程中，學生們受到生活常識的信息刺激，引發思維興奮點，思維活躍，思路開闊，每個同學都爭著說出對問題的看法，教學活動就在學生熱烈的討論、探討中進行．采用這種教學方式能使學生興趣盎然，切實感受到學習的個人意義和價值，并從教學過程中體驗到科學探究的無窮樂趣，提高自己學習的積極性．

2．利用最新的科技信息，引導學生的探究活動

沒有疑問就沒有思考，沒有思維，就沒有解決問題的推動力．積極的思維往往是由有問題開始的，教師要循循善誘，教導學生發現問題，學生的問題教師可根據教材的內容，結合學生心理規律，在教學活動的關鍵處設置疑問情境．教師在教學中的情境設計十分重要．教師創設新穎，刺激性越強情境，就越能激發學生的學習興趣、引起學生認知的沖突和探究的欲望．這些情境的設計，需要利用最新的科技信息，引導學生對科技信息的探求．目前，我國的科技和經濟發展速度都很快，引領世界的高新技術如航天技術、通信技術、高鐵等現代交通技術的發展都與物理學密切相關，隨著信息量的日益增多，教師要教學生知道這些現代的新科技知識．因此教師在平時除了全身心備課、認真研習教材外，必須時時把握物理科學的新動向，經常給學生介紹最新的科學理論信息和事實材料．并利用一切手段，如網絡技術、遠程教育技術等，讓學生及時了解國內及國際上的最新科技信息動態，從而來引導學生強烈的求知欲．

3.結語

生物信息學作用范文第2篇

【關鍵詞】信息技術；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

發展思維，是當前基礎教育改革的主題之一，而思維是以語言和表象做為加工材料的。認知心理學認為，人的知識經驗既包括概念系統，又包括表象系統。腦科學的研究也表明，人腦中存在與心理詞典相對應的集合——儲備表象的心理相冊（mental imagery al-bum）。詞語與表象分屬于左右腦，作為兩種互相平行的信息表征形式，兩者在一定條件下可以彼此激活、互譯。過去的生物學教育在邏輯實證主義的影響下，往往只重視概念在思維中的作用而忽視對表象的研究。有關視覺思維和圖像記憶的研究多次表明，圖形比文字更易識記，無論在記憶保持、概念的形成，還是在信息提取速度及信息量上，均比單純語言記憶效果好，同時表象是更適合于進行創造性思維的認知成分。因此在教學中應該把生物學事實、現象等盡量地用感性材料來幫助學生建立表象，而當前信息技術的迅猛發展與網絡環境豐富的資源為生物學課程提供了強有力的支持，也為表象的建立提供了廣闊的應用平臺。本文從教學實踐的角度出發探索性地提出了利用信息技術促進生物學表象形成的具體教學策略。

1．動態模擬，形成表象

生物學中許多概念和結構是微觀不可見的，因此在教學中要將微觀的過程通過模型、動畫等進行具體化、形象化，促進學生的理解，激發學習的興趣，從而讓學生將抽象的、不可見的概念和結構以形象化的模型、動畫等表象的形式進行儲存，是學好生物學的重要方法。

案例1：“DNA結構和復制”一節，采取聲像點睛的方式，首先讓學生們看一段課外閱讀，思考什么是遺傳物質，DNA為什么控制性狀的遺傳，引導學生去探索DNA結構與功能的關系。然后打開顯示器，就可出現DNA的基本組成單位及代表各種化學分子的圖形……在復制過程中，首先出現一個旋轉的DNA空間結構，有一個動態的自動解旋、堿基的配對和形成兩條DNA分子的過程，這是在其他教學手段中所不能比擬的。在演示DNA分子復制的同時，還可進行強化訓練，也可自學練習。如堿基配對有一定的規律：這就是A（腺嘌呤）一定與T（胸腺嘧碇）配對，G（鳥嘌呤）一定與C（胞嘧啶）配對。在計算機的顯示器上如堿基配對不符，會發出“嘟嘟”的響聲（諧音“不不”）。這就對學生出現了聲刺激，如果對了回發出清脆悅耳的音樂聲。學了這節課后，學生們記憶深刻，課后練習時正確率達到90%。

2．利用模型，形成表象

生物學中的各種現象、事實是千變萬化的，所以在教學中模型就起到了很好的學習作用。模型能抓住原型的本只質特征，對原型進行抽象，把復雜的原形客體加以簡化和純化，實際上就是一個典型表象或可稱為一般表象。“在生物學課程學習中，模型提供觀念和印象，進而形成表象。”所以在課堂教學中經常利用模型來增強學生的感性認識，促進表象的形成

案例2：在遺傳學部分的教學中，就經常采用模型來建立起表象。如在教學中利用多媒體向學生展示DNA分子雙螺旋結構模型、蛋白質合成示意圖等具象模型；雜交過程圖解也是理想化的，用以反映和解釋雜交實驗結果。利用多媒體可以從不同角度多層次的逐步展示蛋白質合成、植物雜交等過程，來幫助學生建立分子水平的表象，使學生將復雜的文字知識，以簡約化的圖形信息進行儲存，促進了學生對知識的記憶和理解。 轉貼于

3．圖文互譯，形成表象

現代認知心理學認為，表象是雙重編碼的，既可以是圖象編碼，也可以語言編碼，圖象和語言在一定條件是可以互譯的。因此在一些復雜抽象的內容教學中通常采用了圖文互譯的方法進行教學，以圖形的形式形成更易記憶的表象。如在細胞免疫、體液免疫等概念中都啟用了圖形與文字相結合的方式，從而加深了概念的理解，也可以說是形象思維和抽象相結合來加深對概念的理解。

案例3：“細胞有絲分裂”這節課，內容多，難度大。雖然書本上有圖解，有詳細敘述，但都比較抽象，缺乏動態感，學生難以理解掌握。采用“細胞有絲分裂”的多媒體課件進行教學，先向學生分別展示每一分裂時期的動態變化（計算機動畫模擬），然后要求學生填寫各個時期染色體的形態、位置、數目及DNA的變化表，從中自己總結出各期的變化特點。接著將各時期的變化又連續地、完整地放一遍，同時配有解說詞，充分利用學生的視覺、聽覺來加深學生的記憶表象，最后要求學生用鼠標拖動染色體到適當的位置以完成有絲分裂中期、后期圖。讓學生在輕松愉快的教學氛圍中敞開心扉，充分地進行想象分析、比較，實現知識的有效積累和儲存。這樣既能解決重點問題，又能突破難點問題，而且節省了授課時間，讓學生有更充分的時間進行鞏固練習，使課堂教學結構更為緊湊而完整，教學效率顯著提高，而且培養了學生的觀察、思維能力。

4．示范模仿，形成表象

在顯微鏡的操作學習中形成運動表象（視動綜合表象），先通過多媒體示范操作要領，學生建立視覺表象，學生進行模仿學習初步體驗動作的感覺，教師再次通過多媒體進行示范和講解，最終使學生頭腦中的視覺表象和動覺表象相結合，形成視動覺表象，形成了動作技能。

案例4：顯微鏡的操作學習，教師首先制作好顯微鏡操作具體步驟的FLASH軟件，該軟件包括顯微鏡的放置、對光、低倍鏡觀察、高倍鏡觀察、整理等五個步驟，可連續播放也可分步示范，還可隨時進入其中的任何一步。具體教學如下：

（1）示范與學生視覺表象的建立 在大屏幕上將顯微鏡操作要領逐步播放，結合教師講解。使學生建立初步的視覺表象。

（2）回憶表象 教師要求學生閉目，處于安靜狀態，并停止外部活動和談話，調動學生的內注意表象功能，在腦中將顯微鏡的操作步驟進行回憶，加深表象記憶。

（3）模仿練習、初步體驗動作感覺 學生進行初步練習，利用回憶表象進行練習來調整自身感受，由于此時的動作表象還具有一定的模糊性和不準確性，要求學生盡量找出一些與表象可能不吻合之處。

（4）師生共同總結 找出練習中的缺點。

（5）再次刺激，修復記憶表象 讓學生在電腦上自己操作該課件，根據自身存在的一些模糊點和不準確之處，在課件上重復進行觀察，不斷修正記憶表象。

（6）視覺表象向動覺象過渡 再次組織學生練習，根據修正的記憶表象操作，使視覺表象向動覺表象過渡

生物信息學作用范文第3篇

關鍵詞：醫學檢驗；生物信息學；課程教學

近年來，生物信息學在各醫藥院校越來越受到重視，多所院校相繼在研究生教學中開設了生物信息學課程[1]。而對于醫學本科層次是否需要開設生物信息學課程這一問題，雖然目前各方面的觀點不一，但是已經有一些院校開始進行嘗試。目前醫學檢驗專業（五年制，畢業時授予醫學學士學位）已調整為醫學檢驗技術專業（四年制，畢業時授予理學學士學位），而生物信息學作為一門新課程，在醫學檢驗（技術）專業學生培養中的作用正日益受到關注，逐步被某些院校選擇作為必修課或者選修課。

一、開設課程的必要性

空前繁榮的生物醫學大數據的產出，及其蘊含的重大生命奧秘的揭示，將決定現代生命科技和醫藥產業研發的高度，決定人們對疾病的認識和掌控能力，也將對主導生物醫學大數據存儲、管理、注釋、分析全過程，解決生命密碼的關鍵手段———現代生物信息學技術的發展帶來前所未有的機遇和挑戰[2]。對于醫學專業學生而言，通過學習生物信息學，從而掌握利用各種網絡信息資源來檢索和獲取生物信息數據，并選擇和使用各種生物信息學軟件來分析數據。在當今大數據時代，這方面的知識和技能的培養對于醫學生今后從事醫學科研工作是非常重要的。因此，在醫學專業學生中開設生物信息學課程非常必要。我校從2010年開始將生物信息學設置為研究生教學的必修課；從2013年開始在醫學檢驗專業中開設生物信息學選修課，自2015年開始轉為醫學檢驗技術專業。在醫學檢驗技術專業中開設生物信息學課程，能夠為該專業學生的臨床和科研方面的素質積累提供必要的支持，更重要的是增強了在醫學和信息科學交叉領域解決問題的技能，其意義幾乎等同于在研究生教學中的設課意義。

二、教學內容的安排

醫學檢驗技術專業的教學任務非常緊張，幾乎將原來醫學檢驗專業前八個學期（最后兩個學期為實習階段）課程壓縮到六個學期來完成，學生學習壓力可想而知。我校為了減輕學生負擔，各課程的課時數都比醫學檢驗專業有所減少。但生物信息學并未改變，仍然為16學時。為了在較短的學時內實現教學效果的最大化，我們結合該專業學生的特點和需求，將授課內容分為理論課和實踐課兩部分，實踐課不占學時。理論課主要介紹基本的生物信息學理論、資源和數據的獲取、分析方法和工具的使用；實踐課則通過布置作業，課后上機操作來解決問題。理論課主要內容包括：生物信息學導論、DNA測序技術、序列的獲取、雙序列比對、多序列比對、蛋白質結構分析和預測共計六個專題。實踐課主要內容包括：cDNA及基因組參考序列的獲取；常見序列格式的釋義與轉換；雙序列比對（局部比對）；多序列比對（全局比對）；蛋白質綜合信息查詢；蛋白質基本性質、疏水區、亞細胞定位、信號肽、跨膜區、模體及結構域分析與二級結構預測；蛋白質三級結構預測。在理論課實施過程中，注重將與生物信息學相關的生命科學和醫學前沿的一些最新進展和最新成果引入理論知識講授中，讓學生在有限學時內能夠進一步認識生物信息學的內涵和課程的價值，追蹤前沿學科的動態，開拓視野。

三、教學方法的設計

生物信息學涉及多個學科領域，交叉性強，在較短的學時內學好這門課程的難度很大。學生的學習興趣與教學內容和手段關系密切，除了精心選擇教學內容外，教學方法上也有很多需要革新乃至創新的地方。在教學過程中，我們形成了頗具特色的教學經驗，由授課教師獨創的授課———實踐———演示（Teaching-Practicing-Showing，TPS）教學模式已應用于教學。TPS教學模式著力于以實際問題為引線，將理論授課與上機實踐有機地融為一體，逐步介紹生物數據分析的各項技能，并指導學生將其融會貫通以真正掌握相關的基本方法與常用工具。首先，在教學內容上引入具體實例來進行教學，比如講解生物信息數據庫（Gene、Nucleotide、UniProt、PDB等）時，通過給出檢索某個人類疾病基因數據的例子來學習數據庫的使用方法。課堂上教學實例的設計需要任課教師在備課時投入大量精力來完成，還需要教師具備多學科交叉的知識。教學實踐表明，與醫學相關的生物信息學分析實例可以讓學生更好地認識該課程的作用，大幅度提高學生的學習興趣和學習的主動性。此外，課堂教學手段也應該豐富多彩，多媒體教學中可以充分使用圖片、動畫等元素。其次，舉例分析時可以進行一定的現場演示，比如講解檢索Unigene數據庫時可以一邊上網演示一邊解釋說明。

四、考核方式的變革

生物信息學作為選修課，既要遵循學校相關的考試制度，也要通過對考試方式的變革來提高考試效果。我們將理論考核與學生的實踐能力考核聯系起來，結合學生課外實踐任務的完成情況和開卷考試成績進行綜合評定。在課程中安排一次課外實踐任務，要求每位學生獨立完成相關分析并提交書面分析報告，該部分占考核成績的20%。具體內容為自行選擇一個人類細胞外功能蛋白：1.利用ClustalX對各物種參考蛋白序列進行多序列比對（輸出PS格式結果）；2.分析分子量、等電點、分子式、穩定性、親疏水性及亞細胞定位；3.預測二級結構并模擬三維結構。課程結束后進行開卷考試，內容包括基礎知識和綜合分析，盡量采取靈活的出題方式，并控制題量，該部分占考核成績的80%。近年來的教學實踐表明，這種綜合評定的方式能夠反映學生對該課程的掌握程度，體現學生利用生物信息學知識解決問題的能力。

五、展望

實踐表明，生物信息學課程教學能夠給學生提供所需要的生物信息學知識和技能，但是在教學內容安排、教學方法設計、教學手段使用和教學效果評價等諸多環節都需要進一步探討。在這個過程中，我們既需要吸收傳統教學模式中的優點和精髓，做到嚴謹和切合實際，又需要更新教學理念，突出醫學特色，大膽嘗試新的教學方法和手段，最終形成本課程別具一格的教學特色。

作者:倫永志 單位:大連大學

參考文獻

生物信息學作用范文第4篇

一、前言

生物信息學（Bioinformatics）是隨著現代生命科學的發展而興起的交叉學科，旨在為生物學研究提供信息處理的支撐，從海量數據中挖掘生物信息，實現對生命科學問題的研究。生物信息學包含了對核酸和蛋白質的序列和結構信息的獲取、處理、存儲、分布、分析和解釋等各個方面的分析研究，是通過綜合利用生物學、計算機科學和信息技術等手段，來認識生命的起源、進化、遺傳和發育的本質，揭示海量數據中蘊含的生命奧秘或生物學內在規律的一門科學[1]。隨著測序技術的不斷發展，人類與其他物種基因組計劃相繼實施和完成，產生了海量的數據，尤其是近年來的各種組學數據，如蛋白質組、代謝組、基因組、轉錄組等生物學數據，生物信息學將在解讀基因組序列中的功能信息等方面發揮巨大的作用[2]。

二、生物信息學課程開展的現狀

生命科學的迅猛發展、生物技術在社會發展中的應用越來越廣泛，例如產前診斷、遺傳并篩查、腫瘤靶向治療等生物信息學相關的醫學應用，生物信息學的作用和地位也越來越重要。研究機構和高等院校，特別是息息相關的醫學院校，迫切需要通過各種形式的教學，系統地培養新的復合型研究力量的醫學工作者。因此，醫學院校針對醫學相關學生開展與其專業緊密結合的生物信息學課程已經成為必然趨勢[3]。目前，國內許多醫學院校相繼開設了生物信息學課程，將生物信息學作為必修或者選修課程。由于生物信息課程教學尚處于剛剛起步的探索階段，尚未形成一個完整的課程建設體系，再加上生物信息學研究的范圍廣、相關數據與分析工具資源繁多、涉及多學科知識尚缺乏系統成熟的理論方法，正處在迅速發展中等一系列特點，如何開展生物信息學教學尚有待探索。因此，生物信息學課程的教育理念、教學內容、方式和方法等迫切需要根據自身專業特點，科學確立教學目標，及時系統地總結規劃教學內容，探索和改革教學方法，以適應醫學專業背景學生的學習，對于促進醫學生自身綜合素質的提高有重要意義。本文結合南京醫科大學本科學生（主要為醫學相關專業學生，非生物信息學專業學生）開展的生物信息學課程進行調研和改進，對該課程的學生的反饋意見及各教研室教師的建議進行了深入分析。本著以學生需要為原則，針對學生的專業背景，適當調整教學內容和方法，理論教學與上機實踐有機結合，側重將生物信息學的思維融入解決生物醫學的問題，行成一套完整的、合理可行的醫學生物信息學課程理論、實驗教學方案。進而達到專業與課程相結合，激發學生的學習興趣，從而達到較好的教學效果。

三、教學內容及方法的具體實踐

（一）針對醫學專業學生，優化教學內容

生物信息學作為一門發展迅猛的多學科交叉的前沿學科，理論、研究方法、研究內容尚在不斷完善和更新中，其內容繁多復雜，更需要進行精心的選擇裁剪和編排組織，才能在有限的時間內實現既定的教學目標，使學生學習到有用的知識。教學中應充分結合當前研究前沿和進展、時刻更新教學內容，更應該根據學生的不同專業背景適當調整教學內容和教學方法。在醫學院校中，更要針對不同專業及背景的學生，制訂具有專業特色的教學大綱。教學應以學生的需求為前提，結合不同專業背景、就業選擇方向，調整培養方案和優化授課內容，以滿足他們的需求，使學生能夠學有所用。比如，針對臨床專業的學生，生物信息學教學應該偏重醫學研究中的方法和成果，本科教學注重轉化醫學、生物技術應用成果的普及，研究生教學注重利用生物信息手段和方法解決科研學習中遇到的實際問題；而針對法醫專業的學生，教學應該偏重新一代高通量測序技術的原理、數據分析、結果意義等方面。針對目前醫學院校中研究方向多元化的背景，強調教學與科研共促進，通過科研時刻關注、追蹤學科前沿，將最新的研究成果和在醫學上的應用展示給學生，豐富教育資源，使學生能在其他課程的學習時學以致用，從而高質量的完成教學任務。生物信息學亦是眾多科學研究工作中強有力的必不可少的研究手段，教學反過來也可促進科研的進一步開展和深入。因此，教學和科研相結合，可以拓寬知識面，全面了解生物信息學和相關學科最新進展，不斷為科研提供新的思路，不斷的完善生物信息學教學體系。只有堅持教學與科研同時進行、并緊跟科學前沿，并做到及時納入最新的研究成果，更新教學內容，才能給予學生高質量的前沿教學[4]。

（二）基于計算機的實驗教學，鍛煉動手能力

在生物信息學教學中，計算機實踐教學是不可缺少的部分，理論和實踐的有機結合才能達到更好的教學效果。只有親自動手進行生物數據的分析，學生才能建立一個感官的、多方面的認識。優化上機內容、改進上機教學方法，使得理論知識在上機教學中可以得到實現，實際操作充分理解理論課內容，由此激發學生動手實踐的激情和信心，更好地掌握知識。所以在生物信息的教學中，上機實驗課程應該占據較大的比例，并通過生動的課堂練習培養學生的興趣。實驗課內容的設計應該考慮醫學相關專業學生的背景，根據醫學問題作為出發點，以如何解決這些問題作為主線設計課程。所以，通過了解當前醫生常用的科研手段或當前醫院正在開展的臨床檢測項目，設計相關實驗課程、增加應用性實踐教學，并結合最新研究成果和基礎到臨床應用的實例、以及項目原理及優缺點，可以調動學生學習的主動性。例如，針對臨床專業開展常用的生存分析的原理和分析流程的實踐教學；針對法醫專業，開展常用的STR（短串聯重復序列）作為親權鑒定標志物的序列特點和可視化的教學等。另外，生物信息學本身是多學科交叉融合，知識面廣而雜，其相關數據庫資源，以及生物信息學工具、算法和軟件等均更新迅速。在理論教學中，授課教師時刻密切關注學科發展前沿、并將最新研究成果及學術發展動態，而在實驗課授課中，更應該注重教會學生，充分利用互聯網資源，獨立開展課題、綜合分析、解決問題。例如，?榱聳寡?生了解當前網絡數據共享的環境下，如何從網上搜索網絡資源、下載數據，我們下載了多種不同類型的數據，包括測序數據、芯片數據、注釋數據等，然后再從實際數據出發上機操作，介紹分析的方法和工具。

四、生物信息在醫學相關專業的應用

基礎科研成果的積累逐漸帶來了臨床應用的突破，而生物信息學的技術和數據在臨床應用的重要性也愈加重要。目前，醫療上的應用主要有生育健康、遺傳病檢測、傳染病藥物研發、腫瘤診斷及治療等幾大方面[5]。2014年7月國家衛生計生委承認基因測序技術在產前診斷的應用，批準了基因測序診斷產品的上市，2015年3月27日，國家衛生計生委醫政醫管局又通過了第一批腫瘤診斷與治療項目高通量基因測序技?g臨床試點單位。一些大型醫院已經把基因診斷作為患者必需的診斷項目，特別是產前無創診斷，很多醫院也正在籌建基因檢測中心。目前國內每年新增癌癥患者300萬人左右，且發病率呈上漲趨勢，腫瘤的基因檢測和靶向治療已經成為提高腫瘤治療效果的一條重要途徑。產前診斷和精準醫療的飛速發展所帶來的巨大臨床應用，亟需懂臨床一線的醫生了解前沿科技、懂生物信息、會臨床應用。根據市場反饋的情況，未來基因檢測在臨床上應用所占比例會越來越大，醫學工作者對生物信息知識的需求也越來越高。

生物信息學作用范文第5篇

關鍵詞：生物信息學;教學改革;師范院校

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）36-0134-02

生物信息學（Bioinformatics）的發展與上世紀90年代人類基因組計劃的啟動密切相關，它綜合運用生物學、計算機科學和數學等多方面知識與方法來闡明和理解大量生物數據所包含的生物學意義。生物信息學已成為當今生命科學的重大前沿領域之一，是生命科學研究中重要的、不可或缺的研究工具。

我校生物信息學課程開設較晚，所以課程教學仍處于探索階段，尚未形成成熟的課程體系。本文針對本校學生的需求、課堂教學反饋等情況對教學內容、教學方法等多方面開展了改革與實踐，以期提高教學的質量和效果，培養全面發展的人才。

一、生物信息學課程教學現狀

（一）教材較多，因此難以選擇一本適合的教材

生物信息學教材很多，有些教材側重于生物信息學理論和算法，如許忠能主編的《生物信息學》對生物信息學的理論和算法講解詳細，但是對于師范院校生物科學專業的本科生而言較為深奧，不易理解;有些教材側重于生物信息學軟件使用，學生對于軟件分析所需要的背景知識掌握不夠，即使能夠運用軟件，卻不能正確分析和理解所得到的分析結果;由于生物信息學發展較快，教材更新速度相對較慢，一些新的生物信息學知識未能及時納入到已出版的教材中，而且有些書中所講的數據庫資源早已停用，有些軟件及其應用也早已更新版本。

（二）學生理論基礎薄弱，學習主動性不夠

雖然這門課程在我校是專業選修課程，考核方式以考查為主，但是選修這門課程的學生都對生物信息學有濃厚的興趣。這門課程開設在大三下學期，很多同學尚未開展或即將畢業課題設計，希望通過本課程的學習對畢業論文或將來考研深造有所幫助。然而在學習過程中，由于對分子生物學、生物化學、遺傳學等理論知識掌握不扎實，并且對學科前沿進展關注不夠，很少閱讀實驗性論文，在學習生物信息學相關理論知識時理解困難，而且對于如何將生物信息學應用于實際的課題研究也感到困惑。

（三）學生英語基礎不同，學習過程中容易產生消極情緒

要學好生物信息學，離不開大量專業文獻的閱讀，尤其是外文文獻，追蹤學科前沿研究進展，這就需要具備一定的專業英語基礎。此外，很多生物信息學數據庫以及應用軟件都是全英文的，涉及專業英語詞匯較多。由于學生的英語基礎不同，在學習過程中有些學生感覺專業英語閱讀和理解方面較吃力，容易產生畏難情緒。

二、教學改革與實踐

（一）修改教學大綱，理論與實踐結合

生物信息學是一門實踐性很強的學科，僅僅靠教師單一的講解理論和軟件的使用方法學生是很難理解和掌握的，因此在教學過程中要理論和上機實踐結合。教學大綱中原36學時為理論24學時、上機實踐12學時。考慮到我校學生學習該門課程的實際需求，強化實踐運用，將理論和上機實踐課時均調整為18學時，學生在實踐的過程中帶著問題主動去思考，發現問題、解決問題，更好地去理解生物信息學的理論知識。原教學大綱中理論課學習結束后再進行上機實踐，但是教學過程中發現理論課信息量大，有些知識學生初次接觸沒有較好地理解，或者當時能夠理解，但過了一段時間后再進行上機實踐時又要重新學習。在課程安排方面，調整為一個章節的理論課學習結束后開設相應的上機實踐，通過實際操作練習有利于鞏固所學理論知識，學生也比較喜歡這樣的教學方式。

（二）調整教學目標，優化教學內容

生物信息學內涵廣泛，應用領域廣，但是生物信息學在不同研究領域中的研究內容和應用程度有所不同。選修本課程的學生都是生物學背景，主要希望運用生物信息學知識去解釋課題研究中的生物學問題。考慮到本科生理論知識基礎相對較弱，很多學生尚未開展課題研究，因此應該在有限的學時里讓學生掌握與專業需求相關的生物信息學知識和實用技術，教學的重點和難點要根據本校學生特點進行調整，對教學內容進行優化、精簡。例如多序列比對算法、馬爾科夫模型等涉及數學、計算機知識，可以簡要介紹，但不做深入的講解。理論和上機實踐部分主要介紹生物信息學數據庫資源、序列比對、核酸序列分析、系統進化分析、蛋白質結構與預測，同時理論部分還包括生物芯片、高通量測序技術、介紹生物信息學的前沿進展。此外，還結合學生的需求在上機實踐課中增加了引物設計內容。

課堂教學內容并不拘泥于一套教材，而是根據講授的章節選擇該章節適合的2～3套教材綜合講解，最終形成適合我校學生學習的講義。例如在講系統進化發育時，理論講解選擇由Masatoshi Nei和Sudhir Kumar編寫的高等教育出版社出版的《分子進化與系統發育》和蔡祿編寫的《生物信息學教程》，上機實踐選擇吳祖建等編寫的《生物信息學分析實踐》。

（三）教學與科研相結合，學以致用

生物信息學有很多分析軟件，應用很廣，即使是分章節按照序列比對、核酸序列分析、系統進化樹構建等給學生逐一講解相關的算法和實際的應用，學生仍然感覺知識零散，信息量太大難以掌握，容易產生畏難情緒而導致學習積極性不高。有些應用軟件學生即使有所了解，卻又不知道在科研中如何運用。所以在教學過程中，我們以課題研究為例，再結合相關的文獻來進行講解。例如選擇DNA條形碼開展物種鑒定為例，讓學生去查閱相關文獻，如DNA條形碼在中藥材混偽品鑒定中的應用、DNA條形碼在肉制品摻假中的鑒定等。這個課題應用性強，對本科生而言閱讀專業文獻的難度相對較小，僅涉及DNA提取、PCR擴增等實驗內容，容易激發學生的學習興趣。在學生理解課題背景知識的基礎上，讓學生重點看文獻中涉及的生物信息學相關知識，要求學生下載文獻中涉及的基因序列，根據下載的序列用MEGA軟件進行序列比對，計算遺傳距離，同時利用MEGA軟件構建NJ樹。這個過程就把生物信息數據庫、序列比對、系統發育分析等幾個章節的教學知識串聯起來，學生就知道為什么要下載序列、做序列比對，更好地理解系統進化樹構建的原理及意義。同時，也促進了學生閱讀專業文獻，尤其是外文文獻，增加專業英語詞匯量，主動關注學科前沿發展動態，更好的利用生物信息開展課題研究，做到學以致用。

（四）改革教學手段和教學方法

生物信息學理論教學中往往是教師主講、學生聽，學生被動接受，這種“灌輸式”的學習讓學生感覺枯燥乏味，教學效果較差。教學時應突出學生的主體地位，教師起主導作用，引導學生積極思考，參與課堂教學，激發學生的學習熱情。例如講解生物信息學數據庫資源時，可以布置課后作業，要求學生搜索國外生物信息學數據庫資源，并將查閱的資料制作成PPT，下一次上課時讓學生利用PPT講解搜索情況，分享經驗。教師在學生講完后點評，鼓勵學生關注生物信息學的前沿進展，在學習生物信息學的同時提高專業英語的水平。在講解生物芯片與高通量測序技術時，布置課前預習作業，針對高通量測序技術原理、應用、數據分析等教學內容設置幾個選題，讓學生分小組，每個小組選擇一個選題，通過查閱文獻資料，以PPT形式在課堂上講解。學生根據講解內容提問，交流討論。教師根據學生的匯報內容進行點評，進行有針對性的講解、補充。這樣的形式使學生主動去探究問題，而不是被動地接受教師傳遞的信息，對知識的理解更加深入，學生也反饋這種教學活動提高了學習的積極性，并留下深刻的印象。

三、結語

生物信息學作為一門新興學科，仍然在不斷的發展中，知識更新速度快，因此生物信息學課程的教學內容、教學方式應緊跟學科前沿發展，立足學校專業特點及培養特色，不斷摸索教學經驗，在教學模式上深入研究，提高教學質量，實現培養學生理論與實踐運用綜合能力的教學目標。

參考文獻：

[1]許忠能.生物信息學[M].北京：清華大學出版社，2008.

[2]Masatoshi Nei，Sudhir Kumar.分子進化與系統發育[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]蔡祿.生物信息學教程[M].北京：化學工業出版社，2007.

[4]吳祖建，高芳鑾，沈建國.生物信息學分析實踐[M].北京：科學出版社，2010.