導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇生物信息學(xué)的認(rèn)識(shí)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；教學(xué)實(shí)踐；教學(xué)方法；生物信息學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）17-0208-03

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是在神經(jīng)生理學(xué)、生物學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)等學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)上提出的，模擬人類大腦的結(jié)構(gòu)和思維方式處理、記憶信息的一門學(xué)科。具體來說，早在20世紀(jì)40年代，隨著醫(yī)學(xué)、生物學(xué)家們對(duì)人腦神經(jīng)的結(jié)構(gòu)、組成以及信息處理的工作原理的認(rèn)識(shí)越來越充分，有學(xué)者提出以數(shù)學(xué)和物理方法對(duì)人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽象，并建立簡(jiǎn)化的模型，用以進(jìn)行信息處理，這種應(yīng)用類似于大腦神經(jīng)突觸聯(lián)接的結(jié)構(gòu)進(jìn)行信息處理的數(shù)學(xué)模型，稱之為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN（Artificial Neural Network）[1]。

在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，各種待處理的對(duì)象（數(shù)據(jù)、特征、字符、抽象的模式等等）都可用神經(jīng)元處理單元表示。這些神經(jīng)元主要可以分為輸入神經(jīng)元、隱含神經(jīng)元和輸出神經(jīng)元三大類。其作用各不相同，作為輸入神經(jīng)元的處理單元用來與外界產(chǎn)生連接，接收外界的信號(hào)輸入；隱含神經(jīng)元處于中間層，為信息處理的不可見層；輸出神經(jīng)元主要實(shí)現(xiàn)結(jié)果的輸出。神經(jīng)元之間相互連接，連接的權(quán)重反映了各神經(jīng)元之間的連接強(qiáng)度，神經(jīng)元之間的連接關(guān)系中蘊(yùn)含著信息的表示和處理。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要是在不同程度、不同層次上模擬大腦處理信息的風(fēng)格，具有非程序化、較強(qiáng)的適應(yīng)性、自組織性、并行分布式等特點(diǎn)，其實(shí)現(xiàn)主要是通過網(wǎng)絡(luò)的變換和動(dòng)力學(xué)行為，涉及數(shù)學(xué)、生物學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、非線性動(dòng)力學(xué)等多個(gè)學(xué)科[1]。作為一門活躍的邊緣叉學(xué)科，在處理信息方面，相比于傳統(tǒng)人工智能方法具有非線性適應(yīng)性，成功地應(yīng)用于神經(jīng)專家系統(tǒng)、模式識(shí)別、組合優(yōu)化、預(yù)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域，尤其在生物信息學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。生物信息學(xué)是20世紀(jì)末發(fā)展起來的一極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦蛯W(xué)科。人類的基因中蘊(yùn)含著大量有用信息，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)這些海量的信息進(jìn)行識(shí)別與分類，進(jìn)而進(jìn)行相關(guān)的生物信息學(xué)分析。如利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析疾病與基因序列的關(guān)系，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)，基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)的分析，蛋白質(zhì)互作位點(diǎn)的預(yù)測(cè)等等，都取得了很好的效果[2]。

因此，在生物信息相關(guān)專業(yè)的本科生中開設(shè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)課程尤為重要。經(jīng)過多年的研究發(fā)展，已經(jīng)提出上百種的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，這就需要教師針對(duì)不同的專業(yè)背景，不同層次的學(xué)生，講授不同模型的核心思想、推導(dǎo)過程、實(shí)際應(yīng)用等等。本文主要根據(jù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在生物信息學(xué)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探討。

一、引導(dǎo)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一門偏于理論分析的學(xué)科，傳統(tǒng)的教學(xué)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(shù)學(xué)公式推導(dǎo)，面對(duì)滿黑板的公式，學(xué)生很難提起興趣去認(rèn)真學(xué)習(xí)相應(yīng)的模型。所以，如何激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生重視這門課程，更好地掌握課程內(nèi)容，掌握相關(guān)的模型理論基礎(chǔ)、核心思想，更好地服務(wù)于本專業(yè)，是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)者亟待解決的問題。

首先，在導(dǎo)課的時(shí)候要生動(dòng)，以引起學(xué)生對(duì)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容的好奇心，讓學(xué)生有興趣投入到課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容中去。布盧姆說過：“最大的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)莫過于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有求知的興趣?！敝挥性谶@種動(dòng)機(jī)下的學(xué)習(xí)，才會(huì)提高自身的主動(dòng)性與自覺性，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的[3]。例如，在講解hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，通過舉例對(duì)蘋果、橘子的質(zhì)地、形狀、重量等特征的描述，運(yùn)用“0，1”進(jìn)行量化描述，然后應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就可以進(jìn)行有效地分類；對(duì)于旅行商TSP問題，也可以通過hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)尋找到最優(yōu)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)的神秘面紗。其次，由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)涉及大量的數(shù)學(xué)公式與數(shù)學(xué)方法，學(xué)生往往會(huì)有畏懼的心理，這就需要教師幫學(xué)生澄清思想誤區(qū)，現(xiàn)在很多用于數(shù)據(jù)分析與計(jì)算的軟件，如matlab工具箱、R軟件里面都有很成熟的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件包，所以，學(xué)生只需要理解其工作原理、核心思想，學(xué)會(huì)使用現(xiàn)成的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件包處理數(shù)據(jù)，在熟練應(yīng)用程序包的基礎(chǔ)上，對(duì)相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)，并且與其他的人工智能算法相結(jié)合，更好地為本專業(yè)服務(wù)。第三，在講授人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論內(nèi)容的時(shí)候，要摒棄傳統(tǒng)的呆板式的推導(dǎo)過程，以往的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法注重理論分析，通常是一連串的公式推導(dǎo)，公式中又涉及大量的符號(hào)，計(jì)算起來復(fù)雜又煩瑣，學(xué)生會(huì)覺得索然無趣，厭學(xué)情緒嚴(yán)重。在教學(xué)過程中，教師要精心設(shè)計(jì)，創(chuàng)設(shè)出特定的問題環(huán)境，將所學(xué)內(nèi)容與本專業(yè)相結(jié)合起來，多講應(yīng)用，啟發(fā)和誘導(dǎo)學(xué)生選取合適的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來解決本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與處理等問題。

二、理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合

除了在理論課堂上將基本的理論知識(shí)傳輸給學(xué)生，教師還應(yīng)該安排若干實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生以實(shí)驗(yàn)為主，將理論課上所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到解決實(shí)際問題中來，理論聯(lián)系實(shí)際，主動(dòng)操作思考，觀察，分析，討論，以培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。一旦學(xué)生自己動(dòng)手處理一些問題后，很自然地就會(huì)對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一種親切感，并能強(qiáng)烈激發(fā)起學(xué)生繼續(xù)探究下去的興趣。對(duì)于同一問題，可以讓學(xué)生選取不同的網(wǎng)絡(luò)模型，設(shè)置不同的參數(shù)，甚至可以讓學(xué)生自己動(dòng)手編寫相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)模型程序，并且給予改進(jìn)，根據(jù)得出的結(jié)果來評(píng)價(jià)模型在解決實(shí)際問題時(shí)的好壞，以及模型改進(jìn)的效果。作為授課教師，需要不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，在生物信息學(xué)專業(yè)開設(shè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是針對(duì)生物信息專業(yè)的海量生物數(shù)據(jù)處理與分析的實(shí)際需要，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和生物信息學(xué)知識(shí)，進(jìn)行信息的分析與處理。除了在實(shí)驗(yàn)課堂上給學(xué)生最大的自由發(fā)揮空間外，課后作業(yè)也盡量以開放式問題的形式給出，比如，可以讓學(xué)生選取相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)模型處理本專業(yè)的一些實(shí)際問題，例如，數(shù)據(jù)的分類、聚類等等，其中，數(shù)據(jù)來源可以不同，類型也可自由選取，最后給出相應(yīng)的模型參數(shù)設(shè)置、方法的改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也可以安排學(xué)生自己查詢文獻(xiàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，并安排學(xué)生作報(bào)告。這樣，學(xué)生可以在世界范圍內(nèi)了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的在本專業(yè)的應(yīng)用情況，又能提高英語(yǔ)的讀寫能力，還能鍛煉學(xué)生做科研報(bào)告的能力。

三、加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)以及其他基本條件的建設(shè)

由于生物信息學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科[4]，這就要求人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的授課教師要熟練掌握生物信息相關(guān)專業(yè)的知識(shí)，教師的業(yè)務(wù)水平必須得到充分保證，才能給學(xué)生以全面透徹的指導(dǎo)。學(xué)院應(yīng)該本著自主培養(yǎng)與重點(diǎn)引進(jìn)的原則，優(yōu)化教師隊(duì)伍的專業(yè)結(jié)構(gòu)和學(xué)歷結(jié)構(gòu)，提高教師的自身修養(yǎng)。授課教師要將課堂的理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際生物問題進(jìn)行講授，讓學(xué)生感受到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在本專業(yè)的應(yīng)用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，同時(shí)也需要閱讀大量的專業(yè)文獻(xiàn)，提高編程技巧和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用能力，讓自己成為一名合格的復(fù)合型教師。同時(shí)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)，高度依賴于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備，因此，相關(guān)的軟硬件設(shè)施的建設(shè)也必不可少，由于，基因組測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，目前生物信息學(xué)研究所用的數(shù)據(jù)都是海量的，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練起來所需時(shí)間太長(zhǎng)，不能用普通的電腦完成，需要專門的服務(wù)器來處理，學(xué)校有關(guān)部門應(yīng)在條件允許的情況下，配備機(jī)房，購(gòu)買服務(wù)器，以及相關(guān)的軟件，為學(xué)生創(chuàng)造良好的環(huán)境，讓學(xué)生完成課程內(nèi)容。

最后，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)涉及數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、人工智能和神經(jīng)學(xué)等專業(yè)知識(shí)，因此，需要授課教師加強(qiáng)與其他相關(guān)專業(yè)教師的交流與合作，并滲透到授課過程中去，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)時(shí)能將各專業(yè)聯(lián)系起來，更好地解決生物信息學(xué)中的問題，要想成為一名合格的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)課程教師，首先要成為一名復(fù)合型的教師，不僅要具備教學(xué)和科研能力，同時(shí)也要具備計(jì)算機(jī)、生物學(xué)、信息學(xué)等多學(xué)科的知識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱大奇，史慧.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

[2]朱偉，史定華，王翼飛.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].自然雜志，2003，（3）：167-171.

[3]趙俊，李曉紅.趣味教學(xué)法在預(yù)防醫(yī)學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2005，21（15）：2089-2090.

篇2

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；任務(wù)驅(qū)動(dòng)；演示教學(xué)；演示練習(xí)

在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，作為一名年輕的信息技術(shù)教師，我在教學(xué)實(shí)踐中，不斷的嘗試將“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、演示教學(xué)”及學(xué)生“演示練習(xí)”教學(xué)方法進(jìn)行探索，形成了一種新的模式。它克服了“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、演示教學(xué)”教學(xué)方法中教師“主導(dǎo)”作用體現(xiàn)不夠、學(xué)生學(xué)習(xí)不夠主動(dòng)、教學(xué)任務(wù)難以落實(shí)等問題，又克服了單一的“演示教學(xué)”教學(xué)方法不利于發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性的缺點(diǎn)。在任務(wù)驅(qū)動(dòng)中還給學(xué)生留下了學(xué)生演示練習(xí)這一環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在課堂中由被動(dòng)變主動(dòng)，教師演示教學(xué)結(jié)束后學(xué)生還要重復(fù)老師的操作勢(shì)必會(huì)增加學(xué)生的主動(dòng)性，在主觀能動(dòng)方面得到了鍛煉。本文從信息技術(shù)教學(xué)中事先的“任務(wù)”引發(fā)學(xué)生思考到教師的“演示教學(xué)”讓學(xué)生從中解決問題及最后的學(xué)生“演示練習(xí)”加固理解這三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嘗試探索，即要求“力求以任務(wù)驅(qū)動(dòng)，以某個(gè)實(shí)例為先導(dǎo)，進(jìn)而提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，通過學(xué)和做，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力”從而完成教學(xué)任務(wù)。

那么“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、演示教學(xué)”教學(xué)方法到底有哪些特點(diǎn)呢？我覺得只有充分認(rèn)識(shí)和明確該方法，才會(huì)在實(shí)踐中加以運(yùn)用。教師要充分理解教材內(nèi)容，掌握知識(shí)點(diǎn)及其各種操作技能，更應(yīng)該把握重難點(diǎn)，從簡(jiǎn)單的有趣的問題引入并明確提出本節(jié)課藥完成的任務(wù)，讓學(xué)生帶著問題去看完教師的演示教學(xué)、認(rèn)真聽完教師對(duì)各種知識(shí)的講解。要認(rèn)真的做好這個(gè)任務(wù)“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”我認(rèn)為必須做到以下幾方面：

首先在教學(xué)內(nèi)容安排上，不再用以前的“知識(shí)點(diǎn)”為線索，而是根據(jù)學(xué)生的接受能力及信息時(shí)代的需求，改用以簡(jiǎn)單的“任務(wù)”為線索、以各種有趣的“任務(wù)”為模塊，精心組織教學(xué)內(nèi)容，認(rèn)真演示各種教學(xué)技能，使其符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，特別是強(qiáng)調(diào)所學(xué)知識(shí)要與時(shí)代同步。其次在教學(xué)方法上，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主發(fā)展，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，在教學(xué)過程中不斷地用“任務(wù)”來引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，讓學(xué)生根據(jù)“任務(wù)”的需求來學(xué)習(xí)，變被動(dòng)地接受知識(shí)到主動(dòng)地尋求知識(shí)，改變學(xué)生傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)觀，由“學(xué)會(huì)”到“會(huì)學(xué)”。

再次在能力培養(yǎng)上，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和合作意識(shí)。學(xué)生在完成任務(wù)的過程中，會(huì)積極地去思考、探索，每個(gè)人的思路、想法不盡相同，教師可以引導(dǎo)他們進(jìn)行討論、交流，并適當(dāng)?shù)亟o以幫助、鼓勵(lì)和點(diǎn)評(píng)，使他們相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，既調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，又培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新精神和合作意識(shí)。

其中的“演示教學(xué)”在這一環(huán)節(jié)里的作用有如何呢？大家知道，由于學(xué)生接受信息技術(shù)教育的層次不一樣，甚至有部分學(xué)生在小學(xué)時(shí)根本沒有開設(shè)信息技術(shù)課，初中的學(xué)生也存在如此情況，即使他們都開設(shè)了信息技術(shù)課，但是個(gè)體的接受能力、興趣愛好、動(dòng)手實(shí)踐能力的差異等導(dǎo)致學(xué)生的信息技術(shù)水平不同。再者，部分家庭條件比較優(yōu)越的家長(zhǎng)也給他們配備了筆記本、臺(tái)式機(jī)等。為了讓信息技術(shù)水平落后的學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)也不感到困難，他們當(dāng)然離不開老師廣播演示教學(xué)了，具體的操作步驟可以從老師的演示講解中獲取，從實(shí)踐中理解。從而完成教師的“任務(wù)”。

所以，“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、演示教學(xué)”教學(xué)方法是一種以學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師加以引導(dǎo)的一種教學(xué)方法，它打破了傳統(tǒng)教學(xué)方法中注重學(xué)習(xí)的循序漸進(jìn)和積累的老套路，不再按照教學(xué)內(nèi)容的從易到難的順序，而是以完成一個(gè)“任務(wù)”作為驅(qū)動(dòng)來進(jìn)行教學(xué)，完成教學(xué)任務(wù)。在完成“任務(wù)”的過程中，又培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力、創(chuàng)新精神和合作意識(shí)。明確“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、演示教學(xué)”教學(xué)方法的特點(diǎn)后，我是這樣來具體實(shí)施的：

一、“任務(wù)”要有層次感

從教學(xué)內(nèi)容上來看，教師要做到精心設(shè)計(jì)好每一個(gè)“任務(wù)”。因?yàn)椤叭蝿?wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)方法是要讓學(xué)生在完成“任務(wù)”的同時(shí)，掌握知識(shí)，“任務(wù)”直接影響教學(xué)效果，因此，“任務(wù)”的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。在設(shè)計(jì)“任務(wù)”時(shí)，要注意學(xué)生的特點(diǎn)與知識(shí)接受能力的差異，充分考慮學(xué)生的現(xiàn)有文化知識(shí)、認(rèn)知能力和興趣等。在設(shè)計(jì)的過程中，要始終以學(xué)生的角度考慮，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平來設(shè)計(jì)每一個(gè)模塊，針對(duì)不同程度的學(xué)生來設(shè)計(jì)不同層次的練習(xí)，也就是說要“任務(wù)”要有層次感。

二、“任務(wù)”要在愉快的教學(xué)環(huán)境中完成

從教學(xué)方法上來看，教師主要是加強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)能力，在教學(xué)過程中要不斷地用“任務(wù)”來引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，要充分發(fā)揮多媒體計(jì)算機(jī)綜合處理圖形、圖像、聲音、文字等多種信息的功能，設(shè)置特定的情境，創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)氛圍。如果有了這樣一個(gè)良好的教學(xué)環(huán)境，那么學(xué)生在這種愉悅的環(huán)境中，便會(huì)自覺自愿地學(xué)習(xí)，主動(dòng)地完成學(xué)習(xí)“任務(wù)”。

例如：在教初中第五單元《網(wǎng)絡(luò)之家――網(wǎng)頁(yè)制作》時(shí)，要求學(xué)生掌握基本的制作網(wǎng)頁(yè)的方法。為了創(chuàng)設(shè)一個(gè)良好的教學(xué)環(huán)境，在講課之前，教師就要搜集一些好的網(wǎng)頁(yè)給學(xué)生看。在網(wǎng)頁(yè)中不僅要有好的文字內(nèi)容，還要有優(yōu)美的學(xué)生愛聽的背景音樂，以及一些好看的動(dòng)畫效果。這樣的網(wǎng)頁(yè)在教學(xué)過程中演示，學(xué)生會(huì)立即表現(xiàn)出興趣。學(xué)生有興趣學(xué)習(xí)后，教師就要安排好每一個(gè)“任務(wù)”。用一個(gè)個(gè)“任務(wù)”來引導(dǎo)學(xué)生一步一步地學(xué)習(xí)網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)。具體這一章的“任務(wù)”，可以分為讓學(xué)生完成制作一個(gè)簡(jiǎn)單網(wǎng)頁(yè)，制作一個(gè)框架網(wǎng)頁(yè)和制作一個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)。在學(xué)生制作網(wǎng)頁(yè)過程中，教師要不斷鼓勵(lì)學(xué)生自己看教材，多看一些別人設(shè)計(jì)好的優(yōu)秀網(wǎng)頁(yè)，從易到難地學(xué)習(xí)。特別是在學(xué)生自己動(dòng)手上機(jī)實(shí)踐時(shí)，教師要注重加強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)能力，在旁起一個(gè)“輔導(dǎo)員”的作用，給學(xué)生答疑，而不是手把手地教。在網(wǎng)頁(yè)制作的“任務(wù)”的完成過程中，由于創(chuàng)設(shè)了愉快的教學(xué)環(huán)境，增加了學(xué)生的興趣和感性認(rèn)識(shí)，并用一個(gè)個(gè)“任務(wù)”引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)和上機(jī)實(shí)踐，因此學(xué)生輕松地掌握了本章知識(shí)。

三、“任務(wù)”要讓學(xué)生積極參與

從能力培養(yǎng)的角度看，教師要注重調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和合作意識(shí)。在教學(xué)過程中，要引導(dǎo)學(xué)生積極參與，以此來提高學(xué)生上課時(shí)的注意力，從而提高學(xué)習(xí)的效率。

例如：高一年級(jí)的《程序設(shè)計(jì)初步》，這一章對(duì)學(xué)生來說是比較難學(xué)的。對(duì)于這一章的“任務(wù)”，就需要教師在講解演示時(shí)，一定要發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動(dòng)參與性，才能夠突破難點(diǎn)，掌握基本程序設(shè)計(jì)的方法。在設(shè)計(jì)本章的“任務(wù)”時(shí)，應(yīng)選取一個(gè)簡(jiǎn)單而有趣的程序作為“任務(wù)”。比如制作一個(gè)死循環(huán)程序稱為病毒的簡(jiǎn)單程序入手，可以排除學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的畏難情緒。選取的程序必須有趣，這樣能使得學(xué)生樂意參與學(xué)習(xí)。在講課過程中，要引導(dǎo)學(xué)生積極地去思考、探索，對(duì)于一些簡(jiǎn)單操作，就要讓一些學(xué)生進(jìn)行操作演示，并進(jìn)行講解，討論。通過學(xué)生的參與演示和講解，師生就可以共同合作和完成這個(gè)“任務(wù)”?！叭蝿?wù)”讓學(xué)生積極參與進(jìn)來后，學(xué)生就比較容易掌握難點(diǎn)，上課也不容易走神，就能取得比較好的教學(xué)效果。

我在幾年教學(xué)實(shí)踐中，不斷嘗試將“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、演示教學(xué)”教學(xué)方法和學(xué)生的“演示練習(xí)”教學(xué)方法進(jìn)行整合，形成了一種新的模式。它克服了“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)方法中教師“主導(dǎo)”作用體現(xiàn)不夠，教學(xué)任務(wù)難以落實(shí)等問題，又克服了單純的“演示練習(xí)”教學(xué)方法不利于發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性的缺點(diǎn)。教師必須很好地把握任務(wù)提出這一環(huán)節(jié)，這也是“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)方法實(shí)現(xiàn)成效的前提。教師提出的任務(wù)必須要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，要根據(jù)教學(xué)的目標(biāo)要求和學(xué)生的具體情況而提出任務(wù)。任務(wù)提出的方式一般有：教師直接提出任務(wù)；給出大的范圍，啟發(fā)學(xué)生自己提出具體任務(wù)；教師操作演示，讓學(xué)生對(duì)教師熟練的操作產(chǎn)生發(fā)自內(nèi)心的贊嘆從而激發(fā)自己動(dòng)手操作的想法。在任務(wù)提出時(shí)要注意與學(xué)生的交互，只有學(xué)生認(rèn)同的任務(wù)，學(xué)生才樂于去學(xué)習(xí)。

例如在學(xué)習(xí)Excel 的函數(shù)時(shí)，老師首先調(diào)出課前準(zhǔn)備好的一個(gè)求班級(jí)學(xué)生總成績(jī)的Excel表（當(dāng)然總分一欄是空的）進(jìn)行教學(xué)演示，接著快速地利用求和函數(shù)算出第一個(gè)學(xué)生的總分，然后利用Excel表格的功能快速用鼠標(biāo)“拖拉”出其他人的總分成績(jī)。學(xué)生很是佩服，我便及時(shí)提示“其實(shí)你們也可以做到哦！”最后提出問題明確任務(wù)，讓學(xué)習(xí)通過自己實(shí)踐操作掌握三個(gè)函數(shù)的學(xué)習(xí)任務(wù)。教師要重視所提任務(wù)的難度，保證留有充分的時(shí)間讓學(xué)生去自主地學(xué)習(xí)。在這階段，教師并不是無事可做，而應(yīng)該走到學(xué)生當(dāng)中去，觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。若學(xué)生在操作學(xué)習(xí)時(shí)遇到不能自行解決的困難，教師要誘導(dǎo)學(xué)生，給出相關(guān)提示，但不可直接告訴學(xué)生怎么做。教師要注意觀察學(xué)生操作時(shí)遇到的典型性問題，并記在心里，做到心中有數(shù)。特殊情況下，教師也可對(duì)全班學(xué)生做簡(jiǎn)單提示，保證學(xué)生能完成提出的任務(wù)。

另外我覺得通過應(yīng)用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、演示教學(xué)”教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)，從學(xué)生方面來說：首先會(huì)讓學(xué)生的學(xué)習(xí)面貌發(fā)生很大變化，學(xué)習(xí)的積極性大大提高了，主體意識(shí)明顯增強(qiáng)了，綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)造性得到了很好的發(fā)展，自我探究能力也在不斷提高。其次，學(xué)生在完成任務(wù)的過程中，有很多問題可以自由討論，互相幫助，加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)的合作意識(shí)，增進(jìn)了學(xué)生間的相互了解?！叭蝿?wù)驅(qū)動(dòng)、演示教學(xué)”教學(xué)方法給教師和學(xué)生的關(guān)系帶來了的可喜的變化，也帶來了良好的教學(xué)效果，但“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、演示教學(xué)” 教學(xué)方法還有待于我們每一個(gè)教學(xué)工作者作進(jìn)一步的研究。

最后我們?cè)賮砜纯磳W(xué)生的“演示練習(xí)”這一環(huán)節(jié)，通過自主學(xué)習(xí)，掌握了相關(guān)知識(shí)的學(xué)生都樂于去展示自己的學(xué)習(xí)成果，教師這時(shí)要讓學(xué)生走上講臺(tái)，在教師機(jī)上演示學(xué)習(xí)的成果。如果演示過操作程中出現(xiàn)問題、讓學(xué)生自己去解決，可以讓下面的學(xué)生幫助解決。演示完畢后，讓其他同學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)，指出成功和不足甚至是錯(cuò)誤的地方。若有錯(cuò)誤，可請(qǐng)其他同學(xué)幫忙糾正，教師要注意對(duì)學(xué)生給以積極的評(píng)價(jià)。當(dāng)然，也可以讓動(dòng)手能力差的害怕動(dòng)手、不愿動(dòng)手的學(xué)生上講臺(tái)進(jìn)行操作，老師給予鼓勵(lì)的同時(shí)要注意學(xué)生的操作過程，并隨時(shí)觀察學(xué)生的操作步驟，遇到學(xué)生不能幫助解決的困難要及時(shí)進(jìn)行輔導(dǎo)，克服學(xué)生了心理障礙，操作完成后給予鼓勵(lì)，在以后的學(xué)習(xí)過程中慢慢的主動(dòng)起來。當(dāng)然教師對(duì)于重難點(diǎn)問題要進(jìn)行操作演示，輔以講解說明，幫助學(xué)生理清思路，并小結(jié)本課內(nèi)容，提出鞏固練習(xí)的目標(biāo)和要求。留出一點(diǎn)時(shí)間，讓學(xué)生對(duì)自己在自主學(xué)習(xí)階段沒有解決的問題得以解決。對(duì)于那些在自主學(xué)習(xí)時(shí)已經(jīng)能較好的完成任務(wù)的同學(xué)，也可以利用這些時(shí)間進(jìn)一步熟練掌握所學(xué)內(nèi)容。最后，教師對(duì)整節(jié)課做出一個(gè)總結(jié)，讓學(xué)參與總結(jié)互評(píng)，總結(jié)這些任務(wù)的解決、落實(shí)情況，讓學(xué)生和老師共同體驗(yàn)學(xué)習(xí)的快樂。

篇3

【關(guān)鍵詞】師范院校 研究生 生物信息學(xué)教學(xué)

20世紀(jì)80年代末，人類基因組計(jì)劃（HGP）正式啟動(dòng)，隨著該計(jì)劃的實(shí)施，越來越多物種的基因組被破譯，隨之而來的還有海量的分子生物學(xué)數(shù)據(jù)。對(duì)物種基因組的研究并不是為了單純的積累數(shù)據(jù)，而是為了揭示大量數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)藏的信息。因此，生物信息學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。目前，幾乎所有生物醫(yī)學(xué)相關(guān)高等院校都開設(shè)了生物信息學(xué)課程，很多農(nóng)業(yè)院校也陸續(xù)開設(shè)此課程，但是在普通師范院校還存在著開設(shè)不足的狀況。目前在師范院校中，很多科研工作者也在從事分子生物學(xué)的研究，特別是最近幾年隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，越來越多的數(shù)據(jù)涌現(xiàn)出來，對(duì)數(shù)據(jù)的收集、整理和分析成為大多數(shù)研究人員不可回避的問題，因此，對(duì)生物信息學(xué)專業(yè)人才的需求也越來越大。但是目前大多數(shù)生物信息學(xué)專業(yè)的本科生在學(xué)習(xí)期間只接觸基本的生物學(xué)課程，在生物學(xué)專業(yè)知識(shí)的深度上把握不夠，而生物信息學(xué)專業(yè)的研究生一部分直接從來自于生物信息學(xué)專業(yè)，另外一部分則是從計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)或物理專業(yè)轉(zhuǎn)行而來，在生物學(xué)背景知識(shí)方面更是欠缺。因此，如果能夠讓非生物信息學(xué)專業(yè)的研究生能夠掌握基本的數(shù)據(jù)收集、整理和分析的方法，培養(yǎng)復(fù)合型的人才將符合未來人才培養(yǎng)的要求。因此，我們就目前普通師范院校非專業(yè)研究生生物信息學(xué)課程教學(xué)中存在的問題及對(duì)于改革存在的思考詳述如下：

一、師范院校研究生生物信息學(xué)課程教學(xué)中存在的問題

（一）教材選擇少

碩士研究生培養(yǎng)有其自身的特點(diǎn)，需要學(xué)生系統(tǒng)掌握某學(xué)科或?qū)I(yè)領(lǐng)域內(nèi)專門知識(shí)和基礎(chǔ)理論。這就要求研究生既要擁有廣泛深厚的專業(yè)知識(shí)，也應(yīng)具備一定研究與創(chuàng)造能力。對(duì)于非生物信息學(xué)專業(yè)的師范院校研究生，我們要求其既掌握基本的生物信息學(xué)知識(shí)，同時(shí)具備一定的數(shù)據(jù)分析處理能力。目前本科院校生物信息專業(yè)常用的教材講的比較深入，對(duì)于非專業(yè)的研究生來說，由于缺乏較好的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)起來稍顯吃力。但是普通生物信息學(xué)教程大多講的較寬泛，也不適合研究生教學(xué)。如果能夠編纂既能普及學(xué)生的生物信息學(xué)知識(shí)，同時(shí)又能讓其具備基本的數(shù)據(jù)收集、整理和分析能力的教材將非常有利，但是目前市面上該類教材還比較少。

（二）師資缺乏

目前，國(guó)內(nèi)大部分師范院校將生物信息學(xué)作為選修課來開設(shè)，使得課程在專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)方案中的地位偏低，造成對(duì)該類教師的師資培養(yǎng)不夠重視。且大部分師范院校未配備專業(yè)的生物信息學(xué)教師，多為其他生物專業(yè)的教師兼職講授，該類教師部分通過自學(xué)，部分通過進(jìn)修，缺乏專業(yè)系統(tǒng)的生物信息學(xué)培訓(xùn)，因此在教學(xué)過程中不能很好滿足教學(xué)要求。

（三）學(xué)生基礎(chǔ)水平參差不齊

師范院校研究生來源途徑廣，除了本科師范院校外，還有一部分來自農(nóng)林院校或綜合院校，學(xué)生本科所學(xué)專業(yè)不同，生物學(xué)基礎(chǔ)和對(duì)生物信息學(xué)的認(rèn)知程度差異較大，這些問題都會(huì)成為教學(xué)中的影響因素，這就要求授課教師能夠在授課內(nèi)容上不僅做到完成教學(xué)要求，同時(shí)要兼顧學(xué)生基礎(chǔ)水平參差不齊的現(xiàn)象，使學(xué)生更好的對(duì)該門課程有很好的把握。

二、教學(xué)改革思考

（一）選擇合適的教材和教輔資料完善教學(xué)廣度和深度

不同院校不同的教師研究方向不同，但是大致都離不開動(dòng)物、植物、微生物、生態(tài)這些大類，生物信息學(xué)作為一門工具學(xué)科，要求研究生在學(xué)習(xí)該門課程后，能夠熟練的運(yùn)用生物信息學(xué)的知識(shí)為自己的科研服務(wù)。作為該門課程的任課教師，要求在上課之前先對(duì)學(xué)生的研究對(duì)象和研究?jī)?nèi)容進(jìn)行初步的調(diào)查，選擇能夠更好的服務(wù)于學(xué)生科研的教材和教輔資料，可以不局限于現(xiàn)有教材的內(nèi)容，必要時(shí)候可以以專題講座的形式對(duì)部分教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充。

（二）根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)層次不齊的現(xiàn)狀，授課教師可以在授課前幾章節(jié)補(bǔ)充學(xué)生的遺傳學(xué)和基礎(chǔ)分子生物學(xué)知識(shí)，通過兩到三次課的時(shí)間完善學(xué)生該方面的不足，部分學(xué)生可能是農(nóng)林院校的本科生，在大學(xué)期間學(xué)習(xí)的多為專業(yè)方向比較強(qiáng)的生物學(xué)知識(shí)，那么通過普及基礎(chǔ)生物學(xué)知識(shí)，可以讓其對(duì)整個(gè)生物學(xué)有一個(gè)整體的了解。同樣對(duì)于師范院校的本科生，通過該段授課，也可以將自己在大學(xué)學(xué)到的各門專業(yè)課有一個(gè)整體的脈絡(luò)和認(rèn)識(shí)，起到提綱挈領(lǐng)的作用。通過這個(gè)過程，學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)分子生物學(xué)及基本的遺傳學(xué)思想不再陌生，再學(xué)習(xí)后邊的生物信息學(xué)知識(shí)的時(shí)候就不會(huì)顯得很吃力。同時(shí)由于學(xué)生研究方向不同，對(duì)生物信息學(xué)技術(shù)的需求也不一樣。針對(duì)此，授課教師可以在講授過程中，穿插列舉一些學(xué)生科研終于到的一些問題，應(yīng)用所學(xué)的生物信息學(xué)知識(shí)進(jìn)行解決，而不是僅僅局限于教材所舉實(shí)例。同時(shí)對(duì)于前沿技術(shù)的內(nèi)容，也必須做及時(shí)補(bǔ)充和更新，使學(xué)生更好的把握生物信息的前沿和技術(shù)。

（三）利用現(xiàn)有的多媒體資源改進(jìn)教學(xué)方式

作為一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程，生物信息學(xué)教學(xué)有其自身的特點(diǎn)。它不僅要求學(xué)生有較強(qiáng)的理論知識(shí)，同時(shí)要求其必須有較強(qiáng)的上機(jī)操作能力。且大部分課程知識(shí)在講授過程中如果只是單純的教師操作演示不能起到好的教學(xué)效果，畢竟觀看和臨摹效果是截然不同的。因此在教學(xué)中，可以將生物信息學(xué)教學(xué)分成理論授課和上機(jī)實(shí)踐兩部分，有些操作性較強(qiáng)的章節(jié)可以直接選擇在機(jī)房講授，讓學(xué)生在聽課過程中通過自己操作增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，以利于更好的對(duì)知識(shí)進(jìn)行掌握。

生物信息學(xué)是一門快速發(fā)展的交叉學(xué)科，在今后的生物學(xué)科研中將占有不可估量的作用，重要的且處于快速更新中的學(xué)科， 其發(fā)展與生物醫(yī)學(xué)發(fā)展是協(xié)同的。授課教師的授課觀念、授課策略既要緊跟國(guó)內(nèi)外發(fā)展前沿又立足選課學(xué)生實(shí)際，切實(shí)做好生物信息學(xué)教學(xué)工作，滿足我國(guó)目前研究生教育需要，培養(yǎng)更多的復(fù)合型人才。

篇4

關(guān)鍵詞： 生物信息學(xué) 研究生教學(xué) 實(shí)踐

1.引言

生物信息學(xué)（bioinformatics）是一門新興的交叉學(xué)科，生物學(xué)與醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)是其中三個(gè)主要組成部分。生物信息學(xué)作為跨越生命科學(xué)和信息科學(xué)兩大熱點(diǎn)領(lǐng)域的學(xué)科，擁有蓬勃的生命力。面對(duì)人類基因組計(jì)劃所產(chǎn)生的龐大的分子生物學(xué)信息，生物信息學(xué)的重要性已越來越突出，它無疑將會(huì)為生命科學(xué)的研究帶來革命性的變革。［1］［2］國(guó)內(nèi)外對(duì)生物信息學(xué)的人才需求也在激增。

目前，生物信息學(xué)在我國(guó)尚處于起步階段，因?yàn)橐M(jìn)行生物信息學(xué)的研究，對(duì)人員要求很高，需要深厚的生物大分子結(jié)構(gòu)和功能方面的背景知識(shí)，需要扎實(shí)的應(yīng)用數(shù)學(xué)或統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)，還需要精通計(jì)算機(jī)，至少得具備三者之二。但實(shí)際情況是大部分從事生物學(xué)研究的人不熟悉計(jì)算機(jī)，而從事計(jì)算機(jī)科學(xué)的人員多數(shù)又缺乏對(duì)生物學(xué)的了解。盡管如此，生物信息學(xué)的教育在國(guó)內(nèi)外高等院校及科研機(jī)構(gòu)越來越普及。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)超過30個(gè)高校或科研機(jī)構(gòu)開設(shè)生物信息學(xué)專業(yè)課程。［3］這些研究與教育一般分散在多個(gè)系所屬的多個(gè)專業(yè)中，如生命科學(xué)院（北京大學(xué)等）、計(jì)算機(jī)學(xué)院（哈爾濱工業(yè)大學(xué)等）、理學(xué)院（天津大學(xué)等），我校是由計(jì)算機(jī)學(xué)院開設(shè)全校公共課。不同學(xué)校根據(jù)自身的情況，在開設(shè)生物信息學(xué)這門課時(shí)，側(cè)重點(diǎn)都不一樣。如果由醫(yī)學(xué)院的教師授課，則側(cè)重點(diǎn)可能在致病基因的研究方面，［4］計(jì)算機(jī)專業(yè)教師授課則可能側(cè)重于數(shù)據(jù)庫(kù)的管理、查詢等方面，［5］理學(xué)院的教師授課則可能側(cè)重于生物信息學(xué)中的數(shù)學(xué)問題。筆者是計(jì)算機(jī)專業(yè)出身的，研究方向?yàn)閳D像處理與模式識(shí)別，所以主要從計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)的角度去授課。另外，研究生教學(xué)又與本科生教學(xué)［6］不同，研究生教學(xué)更加應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)和綜合能力。筆者將教學(xué)實(shí)踐中的心得進(jìn)行了初步的總結(jié)，以供商榷。

2.注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

從培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣出發(fā)，在課堂教學(xué)過程中，充分利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，如圖像、視頻等。比如在介紹模式生物時(shí)，可以給出各種模式生物的圖像；在介紹各種各樣的生物數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，可以在課堂上現(xiàn)場(chǎng)上網(wǎng)登陸數(shù)據(jù)庫(kù)，演示和介紹各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)和使用方法等。研究生不同于本科生，本科生可能比較習(xí)慣于教師的灌輸性教學(xué)，而研究生教學(xué)更加鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)自覺地學(xué)習(xí)。這從“研究”一詞的英文解釋“re-search”――再（“re-”）探索（“search”）中也可以看出。教師在研究生學(xué)習(xí)過程中主要起引路的作用，而不可能手把手帶著學(xué)生研究。生物信息學(xué)更是如此，它是一門新興的交叉學(xué)科，很多理論和研究?jī)?nèi)容還不成熟，需要科學(xué)工作者不斷地探索。因此，通過生動(dòng)形象的啟發(fā)式課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)學(xué)生以后的進(jìn)一步研究有著重要的作用和意義。

3.注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)

在生物信息學(xué)的上課過程中安排幾次學(xué)生的課堂報(bào)告。具體做法是：由教師或?qū)W生在國(guó)外重要期刊（如Bioinformatics）或會(huì)議上找與學(xué)生自身的研究方向比較相近的生物信息學(xué)方面的最新文獻(xiàn)，然后幾個(gè)學(xué)生一組共同針對(duì)某幾篇文獻(xiàn)進(jìn)行閱讀、理解，最后以報(bào)告的形式跟大家一起交流和討論。在這個(gè)過程中，可以培養(yǎng)學(xué)生的如下幾個(gè)方面的能力：

（1）搜尋資料的能力?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)非常發(fā)達(dá)，網(wǎng)絡(luò)資源也非常豐富，如何從紛繁復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)資源中找到自己所需的資料不是一件容易的事。學(xué)生可以通過學(xué)校購(gòu)買的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查找適合自己的文獻(xiàn)資料，也可以通過搜索引擎進(jìn)行查找。通過這個(gè)過程，學(xué)生可以了解有哪些數(shù)據(jù)庫(kù)可以利用，哪些網(wǎng)站資源比較豐富，以及選擇什么關(guān)鍵詞進(jìn)行查找比較有效，等等。

（2）閱讀外文文獻(xiàn)的能力。學(xué)生在本科階段一般沒有讀外文文獻(xiàn)的習(xí)慣，而進(jìn)入研究生學(xué)習(xí)階段，為了了解和研究國(guó)際前沿領(lǐng)域，就必須閱讀大量外文文獻(xiàn)，畢竟國(guó)外的科技實(shí)力在很多方面還是處于領(lǐng)先位置的。給學(xué)生指定幾篇優(yōu)秀的外文文獻(xiàn)進(jìn)行閱讀和理解，可以一定程度上鍛煉學(xué)生閱讀外文文獻(xiàn)的能力。因?yàn)橐胝嬲斫馕墨I(xiàn)的內(nèi)容，就必須對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真的閱讀和研究。

（3）團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。每個(gè)課堂報(bào)告都是由幾個(gè)學(xué)生共同參與完成的，在這過程中有組織協(xié)調(diào)和分工的問題，這需要大家共同努力，團(tuán)結(jié)協(xié)作。團(tuán)結(jié)協(xié)作在當(dāng)今社會(huì)越來越被推崇，所以培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力對(duì)于他們以后進(jìn)入社會(huì)很有幫助。從實(shí)際執(zhí)行的情況看，效果還不錯(cuò)。比如有的學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好，他就負(fù)責(zé)理解文獻(xiàn)中的公式和算法部分；有的學(xué)生計(jì)算機(jī)能力比較強(qiáng)，他就負(fù)責(zé)編程實(shí)現(xiàn)、課件制作等。

（4）口頭表達(dá)的能力。課堂報(bào)告的最后陳述和討論可以鍛煉學(xué)生的口頭表達(dá)能力。有的學(xué)生平時(shí)很少有作報(bào)告的機(jī)會(huì)，所以口頭表達(dá)的能力得不到鍛煉。本課程提供給學(xué)生一次口頭表達(dá)能力鍛煉的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生體會(huì)到如何組織報(bào)告內(nèi)容、如何把自己理解的內(nèi)容介紹給聽眾是比較有效的，是容易被大家理解和接受的。

4.理論與實(shí)踐相結(jié)合，鼓勵(lì)交叉性研究

為了做到學(xué)有所用，筆者從每個(gè)學(xué)生自身的研究方向出發(fā)，為每個(gè)學(xué)生指定與其研究方向相關(guān)的生物信息學(xué)方面的最新文獻(xiàn)進(jìn)行閱讀和理解。鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科切交叉性研究，將所學(xué)的生物信息學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的研究中，或者利用已掌握的知識(shí)促進(jìn)生物信息學(xué)的研究。比如課堂上的計(jì)算機(jī)學(xué)院的學(xué)生有研究圖像處理與模式識(shí)別的，就給他們安排一些生物圖像處理、基因識(shí)別等方面的文獻(xiàn)。這種交叉性的學(xué)習(xí)和研究，有可能激發(fā)學(xué)生的靈感，獲得比較大的創(chuàng)新性成果。

5.結(jié)語(yǔ)

生物信息學(xué)課程教學(xué)的實(shí)踐表明，學(xué)生經(jīng)過這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)到了一定的內(nèi)容，如對(duì)生物信息學(xué)這門課有了比較清楚的了解和認(rèn)識(shí)、綜合素質(zhì)得到了一定的提高、找到了一些適合自己的研究切入點(diǎn)等?？偟膩碚f，教學(xué)效果不錯(cuò)，但還需要進(jìn)一步探索，進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)：

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［4］曹驥，黎丹戎.淺談醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)的教學(xué)模式［J］.廣西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，（24）：122-123.

篇5

一、前言

生物信息學(xué)（Bioinformatics）是隨著現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展而興起的交叉學(xué)科，旨在為生物學(xué)研究提供信息處理的支撐，從海量數(shù)據(jù)中挖掘生物信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)生命科學(xué)問題的研究。生物信息學(xué)包含了對(duì)核酸和蛋白質(zhì)的序列和結(jié)構(gòu)信息的獲取、處理、存儲(chǔ)、分布、分析和解釋等各個(gè)方面的分析研究，是通過綜合利用生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)等手段，來認(rèn)識(shí)生命的起源、進(jìn)化、遺傳和發(fā)育的本質(zhì)，揭示海量數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的生命奧秘或生物學(xué)內(nèi)在規(guī)律的一門科學(xué)[1]。隨著測(cè)序技術(shù)的不斷發(fā)展，人類與其他物種基因組計(jì)劃相繼實(shí)施和完成，產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)，尤其是近年來的各種組學(xué)數(shù)據(jù)，如蛋白質(zhì)組、代謝組、基因組、轉(zhuǎn)錄組等生物學(xué)數(shù)據(jù)，生物信息學(xué)將在解讀基因組序列中的功能信息等方面發(fā)揮巨大的作用[2]。

二、生物信息學(xué)課程開展的現(xiàn)狀

生命科學(xué)的迅猛發(fā)展、生物技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用越來越廣泛，例如產(chǎn)前診斷、遺傳并篩查、腫瘤靶向治療等生物信息學(xué)相關(guān)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用，生物信息學(xué)的作用和地位也越來越重要。研究機(jī)構(gòu)和高等院校，特別是息息相關(guān)的醫(yī)學(xué)院校，迫切需要通過各種形式的教學(xué)，系統(tǒng)地培養(yǎng)新的復(fù)合型研究力量的醫(yī)學(xué)工作者。因此，醫(yī)學(xué)院校針對(duì)醫(yī)學(xué)相關(guān)學(xué)生開展與其專業(yè)緊密結(jié)合的生物信息學(xué)課程已經(jīng)成為必然趨勢(shì)[3]。目前，國(guó)內(nèi)許多醫(yī)學(xué)院校相繼開設(shè)了生物信息學(xué)課程，將生物信息學(xué)作為必修或者選修課程。由于生物信息課程教學(xué)尚處于剛剛起步的探索階段，尚未形成一個(gè)完整的課程建設(shè)體系，再加上生物信息學(xué)研究的范圍廣、相關(guān)數(shù)據(jù)與分析工具資源繁多、涉及多學(xué)科知識(shí)尚缺乏系統(tǒng)成熟的理論方法，正處在迅速發(fā)展中等一系列特點(diǎn)，如何開展生物信息學(xué)教學(xué)尚有待探索。因此，生物信息學(xué)課程的教育理念、教學(xué)內(nèi)容、方式和方法等迫切需要根據(jù)自身專業(yè)特點(diǎn)，科學(xué)確立教學(xué)目標(biāo)，及時(shí)系統(tǒng)地總結(jié)規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，探索和改革教學(xué)方法，以適應(yīng)醫(yī)學(xué)專業(yè)背景學(xué)生的學(xué)習(xí)，對(duì)于促進(jìn)醫(yī)學(xué)生自身綜合素質(zhì)的提高有重要意義。本文結(jié)合南京醫(yī)科大學(xué)本科學(xué)生（主要為醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生，非生物信息學(xué)專業(yè)學(xué)生）開展的生物信息學(xué)課程進(jìn)行調(diào)研和改進(jìn)，對(duì)該課程的學(xué)生的反饋意見及各教研室教師的建議進(jìn)行了深入分析。本著以學(xué)生需要為原則，針對(duì)學(xué)生的專業(yè)背景，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法，理論教學(xué)與上機(jī)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，側(cè)重將生物信息學(xué)的思維融入解決生物醫(yī)學(xué)的問題，行成一套完整的、合理可行的醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)課程理論、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案。進(jìn)而達(dá)到專業(yè)與課程相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而達(dá)到較好的教學(xué)效果。

三、教學(xué)內(nèi)容及方法的具體實(shí)踐

（一）針對(duì)醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

生物信息學(xué)作為一門發(fā)展迅猛的多學(xué)科交叉的前沿學(xué)科，理論、研究方法、研究?jī)?nèi)容尚在不斷完善和更新中，其內(nèi)容繁多復(fù)雜，更需要進(jìn)行精心的選擇裁剪和編排組織，才能在有限的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)既定的教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生學(xué)習(xí)到有用的知識(shí)。教學(xué)中應(yīng)充分結(jié)合當(dāng)前研究前沿和進(jìn)展、時(shí)刻更新教學(xué)內(nèi)容，更應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的不同專業(yè)背景適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。在醫(yī)學(xué)院校中，更要針對(duì)不同專業(yè)及背景的學(xué)生，制訂具有專業(yè)特色的教學(xué)大綱。教學(xué)應(yīng)以學(xué)生的需求為前提，結(jié)合不同專業(yè)背景、就業(yè)選擇方向，調(diào)整培養(yǎng)方案和優(yōu)化授課內(nèi)容，以滿足他們的需求，使學(xué)生能夠?qū)W有所用。比如，針對(duì)臨床專業(yè)的學(xué)生，生物信息學(xué)教學(xué)應(yīng)該偏重醫(yī)學(xué)研究中的方法和成果，本科教學(xué)注重轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、生物技術(shù)應(yīng)用成果的普及，研究生教學(xué)注重利用生物信息手段和方法解決科研學(xué)習(xí)中遇到的實(shí)際問題；而針對(duì)法醫(yī)專業(yè)的學(xué)生，教學(xué)應(yīng)該偏重新一代高通量測(cè)序技術(shù)的原理、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果意義等方面。針對(duì)目前醫(yī)學(xué)院校中研究方向多元化的背景，強(qiáng)調(diào)教學(xué)與科研共促進(jìn)，通過科研時(shí)刻關(guān)注、追蹤學(xué)科前沿，將最新的研究成果和在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用展示給學(xué)生，豐富教育資源，使學(xué)生能在其他課程的學(xué)習(xí)時(shí)學(xué)以致用，從而高質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。生物信息學(xué)亦是眾多科學(xué)研究工作中強(qiáng)有力的必不可少的研究手段，教學(xué)反過來也可促進(jìn)科研的進(jìn)一步開展和深入。因此，教學(xué)和科研相結(jié)合，可以拓寬知識(shí)面，全面了解生物信息學(xué)和相關(guān)學(xué)科最新進(jìn)展，不斷為科研提供新的思路，不斷的完善生物信息學(xué)教學(xué)體系。只有堅(jiān)持教學(xué)與科研同時(shí)進(jìn)行、并緊跟科學(xué)前沿，并做到及時(shí)納入最新的研究成果，更新教學(xué)內(nèi)容，才能給予學(xué)生高質(zhì)量的前沿教學(xué)[4]。

（二）基于計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，鍛煉動(dòng)手能力

在生物信息學(xué)教學(xué)中，計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)是不可缺少的部分，理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合才能達(dá)到更好的教學(xué)效果。只有親自動(dòng)手進(jìn)行生物數(shù)據(jù)的分析，學(xué)生才能建立一個(gè)感官的、多方面的認(rèn)識(shí)。優(yōu)化上機(jī)內(nèi)容、改進(jìn)上機(jī)教學(xué)方法，使得理論知識(shí)在上機(jī)教學(xué)中可以得到實(shí)現(xiàn)，實(shí)際操作充分理解理論課內(nèi)容，由此激發(fā)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的激情和信心，更好地掌握知識(shí)。所以在生物信息的教學(xué)中，上機(jī)實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)該占據(jù)較大的比例，并通過生動(dòng)的課堂練習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的興趣。實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的背景，根據(jù)醫(yī)學(xué)問題作為出發(fā)點(diǎn)，以如何解決這些問題作為主線設(shè)計(jì)課程。所以，通過了解當(dāng)前醫(yī)生常用的科研手段或當(dāng)前醫(yī)院正在開展的臨床檢測(cè)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程、增加應(yīng)用性實(shí)踐教學(xué)，并結(jié)合最新研究成果和基礎(chǔ)到臨床應(yīng)用的實(shí)例、以及項(xiàng)目原理及優(yōu)缺點(diǎn)，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。例如，針對(duì)臨床專業(yè)開展常用的生存分析的原理和分析流程的實(shí)踐教學(xué)；針對(duì)法醫(yī)專業(yè)，開展常用的STR（短串聯(lián)重復(fù)序列）作為親權(quán)鑒定標(biāo)志物的序列特點(diǎn)和可視化的教學(xué)等。另外，生物信息學(xué)本身是多學(xué)科交叉融合，知識(shí)面廣而雜，其相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)資源，以及生物信息學(xué)工具、算法和軟件等均更新迅速。在理論教學(xué)中，授課教師時(shí)刻密切關(guān)注學(xué)科發(fā)展前沿、并將最新研究成果及學(xué)術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，而在實(shí)驗(yàn)課授課中，更應(yīng)該注重教會(huì)學(xué)生，充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，獨(dú)立開展課題、綜合分析、解決問題。例如，?榱聳寡?生了解當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享的環(huán)境下，如何從網(wǎng)上搜索網(wǎng)絡(luò)資源、下載數(shù)據(jù)，我們下載了多種不同類型的數(shù)據(jù)，包括測(cè)序數(shù)據(jù)、芯片數(shù)據(jù)、注釋數(shù)據(jù)等，然后再?gòu)膶?shí)際數(shù)據(jù)出發(fā)上機(jī)操作，介紹分析的方法和工具。

四、生物信息在醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)的應(yīng)用

基礎(chǔ)科研成果的積累逐漸帶來了臨床應(yīng)用的突破，而生物信息學(xué)的技術(shù)和數(shù)據(jù)在臨床應(yīng)用的重要性也愈加重要。目前，醫(yī)療上的應(yīng)用主要有生育健康、遺傳病檢測(cè)、傳染病藥物研發(fā)、腫瘤診斷及治療等幾大方面[5]。2014年7月國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委承認(rèn)基因測(cè)序技術(shù)在產(chǎn)前診斷的應(yīng)用，批準(zhǔn)了基因測(cè)序診斷產(chǎn)品的上市，2015年3月27日，國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委醫(yī)政醫(yī)管局又通過了第一批腫瘤診斷與治療項(xiàng)目高通量基因測(cè)序技?g臨床試點(diǎn)單位。一些大型醫(yī)院已經(jīng)把基因診斷作為患者必需的診斷項(xiàng)目，特別是產(chǎn)前無創(chuàng)診斷，很多醫(yī)院也正在籌建基因檢測(cè)中心。目前國(guó)內(nèi)每年新增癌癥患者300萬(wàn)人左右，且發(fā)病率呈上漲趨勢(shì)，腫瘤的基因檢測(cè)和靶向治療已經(jīng)成為提高腫瘤治療效果的一條重要途徑。產(chǎn)前診斷和精準(zhǔn)醫(yī)療的飛速發(fā)展所帶來的巨大臨床應(yīng)用，亟需懂臨床一線的醫(yī)生了解前沿科技、懂生物信息、會(huì)臨床應(yīng)用。根據(jù)市場(chǎng)反饋的情況，未來基因檢測(cè)在臨床上應(yīng)用所占比例會(huì)越來越大，醫(yī)學(xué)工作者對(duì)生物信息知識(shí)的需求也越來越高。

篇6

生物信息學(xué)；網(wǎng)絡(luò)資源；計(jì)算機(jī)教學(xué)；改革；自主學(xué)習(xí)

【基金項(xiàng)目】國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(30860278，81160025)；

云南省中青年學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人后備人才資助項(xiàng)目(2011CI057)；

云南省教育廳重大專項(xiàng)(ZD2010007)；

昆明醫(yī)學(xué)院教研教改項(xiàng)目（2011JY38）。

【作者簡(jiǎn)介】謝月輝，女，漢族，昆明醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院計(jì)算機(jī)教研室講師。

【通訊作者】孟照輝，教授，昆明醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院分子心血管研究室主任。

1.生物信息學(xué)及教學(xué)現(xiàn)狀

生物信息學(xué)(Bioinformatics)是生命科學(xué)中一門新興的前沿學(xué)科，是生物學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科交叉所形成的一門新興學(xué)科。生物信息學(xué)綜合利用計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)，通過對(duì)海量生物學(xué)數(shù)據(jù)的處理和分析，揭示其中蘊(yùn)藏的內(nèi)在聯(lián)系和生物學(xué)含義，進(jìn)而提煉有用的生物學(xué)知識(shí)。生物信息學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容是收集和整理生物學(xué)數(shù)據(jù)，開發(fā)生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，并提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)查詢、處理和分析等服務(wù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，這些數(shù)據(jù)庫(kù)大多可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問并下載。

伴隨著上世紀(jì)九十年代計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，生物信息學(xué)已滲透到生物科學(xué)的每一個(gè)角落，成為生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究中的必然選擇；因此，生物信息學(xué)的教學(xué)也日益重要。生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以互聯(lián)網(wǎng)為媒介，以計(jì)算機(jī)為工具，全部在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房?jī)?nèi)完成。由于現(xiàn)階段不同專業(yè)學(xué)科的教師之間缺乏交流與合作，很難滿足生物信息學(xué)教學(xué)的需求，特別是在醫(yī)學(xué)院校，生物信息學(xué)教學(xué)仍處于欠缺狀態(tài)。

A.生物信息網(wǎng)絡(luò)資源在計(jì)算機(jī)教學(xué)中應(yīng)用的意義

是醫(yī)學(xué)院校計(jì)算機(jī)教學(xué)進(jìn)一步深化改革，適應(yīng)新型醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的需要，在多年來醫(yī)學(xué)院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育改革的探索與實(shí)踐的基礎(chǔ)上，我們對(duì)現(xiàn)今的醫(yī)學(xué)院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育體系提出了新的想法和思路。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展，能否培養(yǎng)出能夠進(jìn)行自我知識(shí)更新、具有強(qiáng)烈的現(xiàn)代信息意識(shí)并能夠利用信息技術(shù)解決實(shí)際問題的新型醫(yī)學(xué)人才，是擺在我們面前的一項(xiàng)重大研究課題。生物學(xué)數(shù)據(jù)量增長(zhǎng)極為迅速，但生物數(shù)據(jù)資源的利用率卻很不理想。在高校教學(xué)中，生物信息學(xué)尚未有完善的教學(xué)模式，在醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)中甚至處于欠缺的狀態(tài)。將生物信息網(wǎng)絡(luò)資源引入計(jì)算機(jī)教學(xué)當(dāng)中，可充實(shí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和文獻(xiàn)檢索能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究興趣及解決學(xué)習(xí)中碰到的實(shí)際問題，使學(xué)生在了解和掌握大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的同時(shí)認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)教學(xué)的目的性和實(shí)用性，以適應(yīng)當(dāng)前新型醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的需要。將生物信息網(wǎng)絡(luò)資源的應(yīng)用與計(jì)算機(jī)教學(xué)相結(jié)合是醫(yī)學(xué)院校計(jì)算機(jī)教學(xué)中的重要課題，也是對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)的一個(gè)挑戰(zhàn)。

B.適應(yīng)醫(yī)學(xué)教育現(xiàn)代化的要求，推動(dòng)醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展

近二十年來，生物學(xué)數(shù)據(jù)如潮水般涌現(xiàn)，并正以指數(shù)方式增長(zhǎng)，但我們對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的理解卻十分有限。生物信息學(xué)是生物學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)交叉結(jié)合形成的新學(xué)科，它綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)等手段，通過生物信息的獲取、處理、存儲(chǔ)、分發(fā)、分析等來理解和闡明大量數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義。生物信息學(xué)的發(fā)展已經(jīng)使生物學(xué)研究從傳統(tǒng)的試驗(yàn)分析和數(shù)據(jù)積累轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)分析及其指導(dǎo)下的試驗(yàn)驗(yàn)證上來，因此，生物信息學(xué)將對(duì)醫(yī)學(xué)教育、生命科學(xué)研究及醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的繁榮與發(fā)展產(chǎn)生重大影響。為趕上現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展步伐，將計(jì)算機(jī)技術(shù)有效地應(yīng)用到醫(yī)學(xué)教育及科研領(lǐng)域中去已成為我國(guó)醫(yī)學(xué)教育的一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)。

目前，生物信息學(xué)教學(xué)條件尚不成熟，缺乏完善的教學(xué)模式；因此，如何在高校進(jìn)行生物信息學(xué)教學(xué)亟需探索。在此，我們希望探討在計(jì)算機(jī)教學(xué)中如何與生物信息學(xué)有機(jī)結(jié)合，更好地適應(yīng)醫(yī)學(xué)教育現(xiàn)代化的要求,推動(dòng)醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展。

2.醫(yī)學(xué)院校計(jì)算機(jī)教學(xué)中引入生物信息網(wǎng)絡(luò)資源的具體實(shí)施方法

目前，醫(yī)學(xué)院校計(jì)算機(jī)教學(xué)集中在大學(xué)一、二年級(jí)的一個(gè)學(xué)年，有些是在一個(gè)學(xué)期內(nèi)完成，其教學(xué)內(nèi)容主要由理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和自主學(xué)習(xí)三部分組成，這三部分交替進(jìn)行。值得注意的是，PBL(Problem-based Learming，也稱作問題式學(xué)習(xí))的教學(xué)方法在醫(yī)學(xué)院校受到了推崇；它采用“以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法”和設(shè)計(jì)真實(shí)性任務(wù)相結(jié)合的教學(xué)模式，把學(xué)習(xí)設(shè)置于復(fù)雜的、有意義的現(xiàn)實(shí)問題中，通過學(xué)習(xí)者的自主探究和合作來解決問題，從而學(xué)習(xí)隱含在問題背后的科學(xué)知識(shí)，形成解決問題的技能和自主學(xué)習(xí)的能力，真正達(dá)到醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)的目的。生物信息網(wǎng)絡(luò)資源的應(yīng)用教學(xué)正是基于這種方法完成，主要分為三步進(jìn)行：

A.在教學(xué)的初期，首先提出生物信息學(xué)的學(xué)習(xí)計(jì)劃

教師在計(jì)算機(jī)理論教學(xué)時(shí)向?qū)W生簡(jiǎn)要說明進(jìn)行生物信息網(wǎng)絡(luò)資源應(yīng)用的學(xué)習(xí)計(jì)劃：通過網(wǎng)絡(luò)，自主學(xué)習(xí)了解生物信息學(xué)（教學(xué)初期開始，中期前完成）；由教師在機(jī)房講解并做示范，然后由學(xué)生自行操作完成生物信息網(wǎng)絡(luò)資源的應(yīng)用（教學(xué)中期開始，可持續(xù)幾周時(shí)間，在本科目考試前兩周完成，提交報(bào)告）；教師評(píng)價(jià)學(xué)生的報(bào)告并給出成績(jī)，此成績(jī)占計(jì)算機(jī)學(xué)科成績(jī)的一定比例。

在教學(xué)初期，指導(dǎo)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)并初步了解生物信息學(xué)的概念、發(fā)展等基本知識(shí)。在此過程中，可讓學(xué)生以小班為單位通過電子郵件的形式把學(xué)習(xí)的進(jìn)展情況反饋給老師，以檢查和督促學(xué)生的學(xué)習(xí)。

B.在教學(xué)中后期進(jìn)行具體的指導(dǎo)學(xué)習(xí)

教學(xué)內(nèi)容包括問題設(shè)置以及具體操作流程；教學(xué)模式將結(jié)合分子生物學(xué)和基因工程等相關(guān)學(xué)科，建立以教學(xué)內(nèi)容為核心的科研實(shí)驗(yàn)和學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)。主要由以下步驟組成——設(shè)置主題：給出一個(gè)待查詢基因或蛋白質(zhì)的英文全名或者代碼；給出常用網(wǎng)址：包括常用數(shù)據(jù)庫(kù)、文獻(xiàn)和應(yīng)用軟件等；查詢結(jié)果：指導(dǎo)學(xué)生如何從中獲取所需信息數(shù)據(jù)；提交報(bào)告：內(nèi)容包括使用的網(wǎng)站名，數(shù)據(jù)庫(kù)版本及所獲得的基因序列、氨基酸序列及編碼等；教師作出評(píng)價(jià)。

C.讓學(xué)生熟悉相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)及能從中找到并分析特定的數(shù)據(jù)是生物信息學(xué)教學(xué)的核心內(nèi)容

隨著大量生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)積累，目前已有數(shù)以百計(jì)的生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)，如日本的DDBJ、歐洲的EMBL、SWISS-PROT和美國(guó)的GenBank、PDB均是國(guó)際上著名的一級(jí)核酸或蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，如何讓學(xué)生了解一級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)、掌握常用的二級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)使用方法，針對(duì)醫(yī)學(xué)生的特點(diǎn)一般而言，采用問題設(shè)置以及操作演示的教學(xué)方法讓學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)掌握最常用數(shù)據(jù)庫(kù)的使用方法。具體方法如下：

篇7

目前，醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的很多原理和方法已成功地應(yīng)用于這些新研究之中，并在此基礎(chǔ)之上有了新的發(fā)展和改進(jìn)。如概率分布的知識(shí)與序列相似性分析、蛋白質(zhì)分類等技術(shù)密切相關(guān)；方差分析、非參數(shù)檢驗(yàn)方法經(jīng)改進(jìn)和結(jié)合后在基因表達(dá)數(shù)據(jù)的前期分析中發(fā)揮了較好的作用；而聚類分析、判別分析、相關(guān)分析這些大家所熟知的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法更是在基因分類和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的建立中得到了廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)課堂教學(xué)時(shí)加入生物信息學(xué)方面的應(yīng)用實(shí)例，不僅可以使學(xué)員了解本學(xué)科研究的前沿和醫(yī)學(xué)、生物信息學(xué)研究的新發(fā)展，還可以提高學(xué)員對(duì)于醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)理論學(xué)習(xí)的興趣，掌握先進(jìn)的生物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法，提高今后從事醫(yī)學(xué)科研的能力。下面，本文在回顧醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)授課主要內(nèi)容的基礎(chǔ)上，就醫(yī)學(xué)和生物信息學(xué)中的可能應(yīng)用舉例如下：

一、概率分布

概率分布（probabilitydistribution）是醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)中多種統(tǒng)計(jì)分析方法的理論基礎(chǔ)。授課內(nèi)容一般包括：二項(xiàng)分布、Possion分布、正態(tài)分布、t分布、F分布等。

借助概率分布常?？梢詭椭覀兞私馍笜?biāo)的特征、醫(yī)學(xué)現(xiàn)象的發(fā)生規(guī)律等等。例如，臨床檢驗(yàn)中計(jì)量實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的參考值范圍就是依據(jù)正態(tài)分布和t分布的原理計(jì)算得到；許多醫(yī)學(xué)試驗(yàn)的“陽(yáng)性”結(jié)果服從二項(xiàng)分布，因此它被廣泛用于化學(xué)毒性的生物鑒定、樣本中某疾病陽(yáng)性率的區(qū)間估計(jì)等；而一定人群中諸如遺傳缺陷、癌癥等發(fā)病率很低的非傳染性疾病患病數(shù)或死亡數(shù)的分布，單位面積（或容積）內(nèi)細(xì)菌數(shù)的分布等都服從Poisson分布，我們就可以借助Poisson分布的原理定量地對(duì)上述現(xiàn)象進(jìn)行研究。

在生物信息學(xué)中概率分布也有一定應(yīng)用。例如，Poisson分布可以用于基因（蛋白質(zhì)）序列的相似性分析。被研究者廣泛使用的分析工具BLAST(BasicLocalAlignmentSearchTool)能迅速將研究者提交的蛋白質(zhì)（或DNA）數(shù)據(jù)與公開數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相似性序列比對(duì)。對(duì)于序列a和b，BLAST發(fā)現(xiàn)的高得分匹配區(qū)稱為HSPs。而HSP得分超過閾值t的概率P(H(a,b)>t)可以依據(jù)Poisson分布的性質(zhì)計(jì)算得到。

二、假設(shè)檢驗(yàn)

假設(shè)檢驗(yàn)（hypothesis）是醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)中統(tǒng)計(jì)推斷部分的重要內(nèi)容。假設(shè)檢驗(yàn)根據(jù)反證法和小概率原理，首先依據(jù)資料性質(zhì)和所需解決的問題，建立檢驗(yàn)假設(shè)；在假設(shè)該檢驗(yàn)假設(shè)成立的前提下，采用適當(dāng)?shù)臋z驗(yàn)方法，根據(jù)樣本算得相應(yīng)的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量；最后，依據(jù)概率分布的特點(diǎn)和算得的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的大小來判斷是否支持所建立的檢驗(yàn)假設(shè)，進(jìn)而推斷總體上該假設(shè)是否成立。其基本方法包括：u檢驗(yàn)、t檢驗(yàn)、方差分析（ANOVA）和非參數(shù)檢驗(yàn)方法。

假設(shè)檢驗(yàn)為醫(yī)學(xué)研究提供了一種很好的由樣本推斷總體的方法。例如，隨機(jī)抽取某市一定年齡段中100名兒童，將其平均身高（樣本均數(shù)）與該年齡段兒童應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)平均身高（總體均數(shù)）做u檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)結(jié)果可以幫助我們推斷出該市該年齡段兒童身高是否與標(biāo)準(zhǔn)身高一致，為了解該市該年齡段兒童的生長(zhǎng)發(fā)育水平提供參考。又如，醫(yī)學(xué)中常?？梢圆捎胻檢驗(yàn)、秩和檢驗(yàn)比較兩種藥物的療效有無差別；用2檢驗(yàn)比較不同治療方法的有效率是否相同等等。

這些假設(shè)檢驗(yàn)的方法在生物實(shí)驗(yàn)資料的分析前期應(yīng)用較多，但由于研究目的和資料性質(zhì)不同，一般會(huì)對(duì)某些方法進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和結(jié)合。

例如，基于基因芯片實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)尋找差異表達(dá)基因的問題?；蛐酒╣enechip）是近年來實(shí)驗(yàn)分子生物學(xué)的技術(shù)突破之一，它允許研究者在一次實(shí)驗(yàn)中獲得成千上萬(wàn)條基因在設(shè)定實(shí)驗(yàn)條件下的表達(dá)數(shù)據(jù)。為了從這海量的數(shù)據(jù)中尋找有意義的信息，在對(duì)基因表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的過程中，找到那些在若干實(shí)驗(yàn)組中表達(dá)水平有明顯差異的基因是比較基礎(chǔ)和前期的方法。這些基因常常被稱為“差異表達(dá)基因”，或者“顯著性基因”。如果將不同實(shí)驗(yàn)條件下某條基因表達(dá)水平的重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)看作一個(gè)樣本，尋找差異表達(dá)基因的問題其實(shí)就可以采用假設(shè)檢驗(yàn)方法加以解決。

如果表達(dá)數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，可以采用t-檢驗(yàn)（或者方差分析）比較兩樣本（或多樣本）平均表達(dá)水平的差異。

但是，由于表達(dá)數(shù)據(jù)很難滿足正態(tài)性假定，目前常用的方法基于非參數(shù)檢驗(yàn)的思想，并對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)。該方法分為兩步：首先，選擇一個(gè)統(tǒng)計(jì)量對(duì)基因排秩，用秩代替表達(dá)值本身；其次，為排秩統(tǒng)計(jì)量選擇一個(gè)判別值，在其之上的值判定為差異顯著。常用的排秩統(tǒng)計(jì)量有：任一特定基因在重復(fù)序列中表達(dá)水平M值的均值；考慮到基因在不同序列上變異程度的統(tǒng)計(jì)量，其中，s是M的標(biāo)準(zhǔn)差；以及用經(jīng)驗(yàn)Bayes方法修正后的t-統(tǒng)計(jì)量：，修正值a由M的方差s2的均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)得到。

三、一些高級(jí)統(tǒng)計(jì)方法在基因研究中的應(yīng)用

（一）聚類分析

聚類分析（clusteringanalysis）是按照“物以類聚”的原則，根據(jù)聚類對(duì)象的某些性質(zhì)與特征，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析的方法，將聚類對(duì)象比較相似或相近的歸并為同一類。使得各類內(nèi)的差異相對(duì)較小，類與類間的差異相對(duì)較大1。聚類分析作為一種探索性的統(tǒng)計(jì)分析方法，其基本內(nèi)容包括：相似性度量方法、系統(tǒng)聚類法（HierarchicalClustering）、K-means聚類法、SOM方法等。

聚類分析可以幫助我們解決醫(yī)學(xué)中諸如：人的體型分類，某種疾病從發(fā)生、發(fā)展到治愈不同階段的劃分，青少年生長(zhǎng)發(fā)育分期的確定等問題。

近年來隨著基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)的不斷積累，聚類分析已成為發(fā)掘基因信息的有效工具。在基因表達(dá)研究中，一項(xiàng)主要的任務(wù)是從基因表達(dá)數(shù)據(jù)中識(shí)別出基因的共同表達(dá)模式，由此將基因分成不同的種類，以便更為深入地了解其生物功能及關(guān)聯(lián)性。這種探索完全未知的數(shù)據(jù)特征的方法就是聚類分析，生物信息學(xué)中又稱為無監(jiān)督的分析（UnsupervisedAnalysis）。常用方法是利用基因表達(dá)數(shù)據(jù)對(duì)基因（樣本）進(jìn)行聚類，將具有相同表達(dá)模式的基因（樣本）聚為一類，根據(jù)聚類結(jié)果通過已知基因（樣本）的功能去認(rèn)識(shí)那些未知功能的基因。對(duì)于基因表達(dá)數(shù)據(jù)而言，系統(tǒng)聚類法易于使用、應(yīng)用廣泛，其結(jié)果——系統(tǒng)樹圖能提供一個(gè)可視化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，直觀具體，便于理解。而在幾種相似性的計(jì)算方法中，平均聯(lián)接法(AverageLinkageClustering)一般能給出較為合理的聚類結(jié)果2。

（二）判別分析

判別分析（discriminantanalysis）是根據(jù)觀測(cè)到的某些指標(biāo)的數(shù)據(jù)對(duì)所研究的對(duì)象建立判別函數(shù)，并進(jìn)行分類的一種多元統(tǒng)計(jì)分析方法。它與聚類分析都是研究分類問題，所不同的是判別分析是在已知分類的前提下，判定觀察對(duì)象的歸屬3。其基本方法包括：Fisher線性判別（FLD）、最鄰近分類法（k-NearestNeighborClassifiers）、分類樹算法（ClassificationTreeAlgorithm），人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANNs）和支持向量機(jī)（SVMs）。

判別分析常用于臨床輔助鑒別診斷，計(jì)量診斷學(xué)就是以判別分析為主要基礎(chǔ)迅速發(fā)展起來的一門科學(xué)。如臨床醫(yī)生根據(jù)患者的主訴、體征及檢查結(jié)果作出診斷；根據(jù)各種癥狀的嚴(yán)重程度預(yù)測(cè)病人的預(yù)后或進(jìn)行某些治療方法的療效評(píng)估；以及流行病學(xué)中某些疾病的早期預(yù)報(bào)，環(huán)境污染程度的堅(jiān)定及環(huán)保措施、勞保措施的效果評(píng)估等。

在生物信息學(xué)針對(duì)基因的研究工作中，由于借助了精確的生物實(shí)驗(yàn)，研究者通常能得到基因（樣本）的準(zhǔn)確分類，如，基因的功能類、樣本歸結(jié)于疾病（正常）狀態(tài)等等。當(dāng)利用了這些分類信息時(shí)，就可以采用判別分析的方法對(duì)基因進(jìn)行分類，生物信息學(xué)中又稱為有監(jiān)督的分析（SupervisedAnalysis）。例如，基因表達(dá)數(shù)據(jù)分析中，對(duì)于已經(jīng)過濾的基因，前三種方法的應(yīng)用較為簡(jiǎn)單。而支持向量機(jī)（SVMs）和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANNs）是兩種較新，但很有應(yīng)用前景的方法。

（三）相關(guān)分析

相關(guān)分析（correlationanalysis）是醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)中研究?jī)勺兞块g關(guān)系的重要方法。它借助相關(guān)系數(shù)來衡量?jī)勺兞恐g的關(guān)系是否存在、關(guān)系的強(qiáng)弱，以及相互影響的方向。其基本內(nèi)容包括：線性相關(guān)系數(shù)、秩相關(guān)系數(shù)、相關(guān)系數(shù)的檢驗(yàn)、典型相關(guān)分析等。

我們常常可以借助相關(guān)分析判斷研究者所感興趣的兩個(gè)醫(yī)學(xué)現(xiàn)象之間是否存在聯(lián)系。例如，采用秩相關(guān)分析我們發(fā)現(xiàn)某種食物中黃曲霉毒素相對(duì)含量與肝癌死亡率間存在正相關(guān)關(guān)系；采用線性相關(guān)方法發(fā)現(xiàn)中年女性體重與血壓之間具有非常密切的正相關(guān)關(guān)系等等。

生物信息學(xué)中可以利用相關(guān)分析建立基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。如果將兩個(gè)不同的基因在不同實(shí)驗(yàn)條件下的表達(dá)看作是兩個(gè)變量，相關(guān)分析所研究的正是兩者之間的調(diào)控關(guān)系。如采用線性相關(guān)系數(shù)進(jìn)行兩基因關(guān)系的分析時(shí)，其大小反應(yīng)了基因調(diào)控關(guān)系的強(qiáng)弱，符號(hào)則反應(yīng)了兩基因是協(xié)同關(guān)系（相關(guān)系數(shù)為正），還是抑制關(guān)系（相關(guān)系數(shù)為負(fù)）。

四、意義

生物信息學(xué)不僅是醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的研究前沿，更是醫(yī)學(xué)研究由宏觀向微觀拓展的重要領(lǐng)域，其研究?jī)?nèi)容已逐漸為多數(shù)醫(yī)學(xué)院校的學(xué)員了解和熟悉。而如何對(duì)新技術(shù)產(chǎn)生的生物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確合理的分析，卻成為生物信息學(xué)研究的主要瓶頸之一。

篇8

《生物醫(yī)學(xué)傳感器》是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,屬于各種專業(yè)技術(shù)交叉的邊緣學(xué)科,是生物醫(yī)學(xué)技術(shù)與微電子技術(shù)結(jié)合的紐帶。課程要求學(xué)生了解各類生物醫(yī)學(xué)測(cè)量技術(shù)中常用的物理、化學(xué)和生物傳感器的構(gòu)成原理、性能特點(diǎn)等各種基礎(chǔ)知識(shí),掌握各種傳感器在醫(yī)學(xué)上的各項(xiàng)應(yīng)用方法,為使學(xué)生將來在生物醫(yī)電領(lǐng)域設(shè)計(jì)、研究出更好的醫(yī)電產(chǎn)品打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是南京郵電大學(xué)近年新設(shè)立的專業(yè),專業(yè)課程的建設(shè)剛剛起步,而國(guó)內(nèi)外有些高校開設(shè)的《生物醫(yī)學(xué)傳感器》課程已經(jīng)建設(shè)成為精品課程,而且建立了課程的教學(xué)網(wǎng)站,因此,南京郵電大學(xué)本課程的建設(shè)與國(guó)內(nèi)外其他開設(shè)本專業(yè)的高校相比還存在一定的差距。現(xiàn)階段,保證專業(yè)課的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平、體現(xiàn)課程的特色是教學(xué)的首要任務(wù)。本文首先分析了南京郵電大學(xué)的特色和課程的特點(diǎn),結(jié)合南京郵電大學(xué)開拓信息學(xué)科的新領(lǐng)域的辦學(xué)思路,提出教學(xué)內(nèi)容的改革,在教學(xué)內(nèi)容上體現(xiàn)電子信息的特色;結(jié)合本專業(yè)在信息時(shí)代和信息環(huán)境下的發(fā)展背景,提出引導(dǎo)式教學(xué)方法。把上述方法應(yīng)用于2006級(jí)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)《生物醫(yī)學(xué)傳感器》課程的教學(xué),取得了較好的效果。

一、課程建設(shè)的背景和現(xiàn)狀

南京郵電大學(xué)是信息類高校,信號(hào)與信息處理是南京郵電大學(xué)的強(qiáng)勢(shì)學(xué)科。在這樣的背景下開設(shè)《生物醫(yī)學(xué)傳感器》課程結(jié)合了南京郵電大學(xué)在信息與電子技術(shù)的傳統(tǒng),開拓信息學(xué)科新領(lǐng)域的辦學(xué)思路。課程授課總學(xué)時(shí)數(shù)為48學(xué)時(shí),其中含6學(xué)時(shí)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。本課程具有以下幾個(gè)特點(diǎn):首先,課程涉及到的基礎(chǔ)知識(shí)面寬廣,包括物理、化學(xué)、生物、電子電路等多方面的知識(shí),需要在掌握電路基礎(chǔ)、模擬電子線路、數(shù)字電路、微機(jī)原理、數(shù)字信號(hào)處理、程序設(shè)計(jì)、工程生理學(xué)等課程知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行學(xué)習(xí)。其次,課程本身的內(nèi)容與南京郵電大學(xué)的強(qiáng)勢(shì)學(xué)科信號(hào)與信息處理的關(guān)系不是十分密切,而南郵是信息類的高校,專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)定位在“適應(yīng)生物醫(yī)學(xué)及信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要”,以及“開拓信息學(xué)科的新領(lǐng)域”的辦學(xué)思路上,需要使課程的教學(xué)內(nèi)容及信號(hào)與信息處理學(xué)科的研究?jī)?nèi)容緊密結(jié)合。再次,課程開設(shè)的時(shí)間在大四上學(xué)期,此時(shí)學(xué)生的目標(biāo)更加明確,就是尋求更好的就業(yè)機(jī)會(huì)或深造機(jī)會(huì),因此在教學(xué)中需要結(jié)合實(shí)際情況和學(xué)生的需求,適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。最后,本課程和工程應(yīng)用緊密結(jié)合,很多生物醫(yī)學(xué)傳感器產(chǎn)品已經(jīng)非常成熟,一批實(shí)力強(qiáng)勁的醫(yī)療儀器企業(yè)正在蓬勃發(fā)展,所以,教學(xué)內(nèi)容應(yīng)與工程實(shí)際相結(jié)合,突出應(yīng)用性。根據(jù)上述的課程特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革,在保證教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平的前提下,以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、提高學(xué)生綜合能力和就業(yè)能力為重點(diǎn),建立體現(xiàn)電子信息特色的《生物醫(yī)學(xué)傳感器》課程新的教學(xué)體系,力求課程質(zhì)量和教學(xué)質(zhì)量上一個(gè)新臺(tái)階。

二、信息類高校環(huán)境下本課程的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置

南京郵電大學(xué)是信息類高校,又處于信息時(shí)代,本專業(yè)大部分學(xué)生對(duì)通信和電子信息有著濃厚的興趣,在傳感器、電子信息、生物醫(yī)學(xué)工程之間建立聯(lián)系,既能夠拓寬學(xué)生的知識(shí)面,又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上,首先應(yīng)該保證教學(xué)大綱中制定的基本教學(xué)內(nèi)容,然后在此基礎(chǔ)上引入信號(hào)與信息處理學(xué)科相關(guān)的內(nèi)容作為知識(shí)講座,這部分內(nèi)容總的授課學(xué)時(shí)數(shù)不超過2學(xué)時(shí),主要集中在無線體域網(wǎng)、生物識(shí)別與信息安全、生物芯片與生物信息學(xué)等幾個(gè)方面。

(一)生物醫(yī)學(xué)傳感器與無線體域網(wǎng)[1](P1-16)[2](P33-34)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetwork,WSN)是當(dāng)今無線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),無線體域網(wǎng)(WirelessBodyAreaNetwork,WBAN)就是以人體為中心,由和人體相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)元素(包括個(gè)人終端,分布在人身體上、衣物上、人體周圍一定距離范圍如2米內(nèi)、甚至人身體內(nèi)部的傳感器、組網(wǎng)設(shè)備)等組成的通信網(wǎng)絡(luò),是一種特殊的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。無線體域網(wǎng)的一個(gè)重要應(yīng)用就是用于人體健康狀況的監(jiān)控,如監(jiān)測(cè)血壓、心律、體溫、運(yùn)動(dòng)速度等參數(shù),測(cè)量這些參數(shù)所涉及的壓力傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器等都是《生物醫(yī)學(xué)傳感器》課程的重要內(nèi)容,把這部分內(nèi)容作為知識(shí)講座可以拓寬學(xué)生的知識(shí)面,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,對(duì)鞏固課程的理論知識(shí)起到積極的作用。

(二)生物醫(yī)學(xué)傳感器與生物識(shí)別技術(shù)[3](B20)

生物識(shí)別技術(shù)(BiometricIdentificationTechnology)是指利用人體生物特征或行為特征進(jìn)行身份認(rèn)證的技術(shù)。生理特征有手形、指紋、臉形、虹膜、視網(wǎng)膜、脈搏、耳廓等,行為特征有簽字、聲音、按鍵力度、步態(tài)特征等。大部分的生物特征都是通過光學(xué)傳感器如CCD或CMOS形成圖像信號(hào),例如人臉、指紋、虹膜、掌紋、手形、靜脈等(也有用半導(dǎo)體電容式傳感器獲得指紋圖像),隨后進(jìn)行特征提取和分析比對(duì),因此生物識(shí)別技術(shù)也是傳感器、信息處理與生物醫(yī)學(xué)工程的結(jié)合點(diǎn)之一。

(三)生物醫(yī)學(xué)傳感器與生物芯片、生物信息學(xué)[4](P209-213)

人類基因組計(jì)劃(HumanGenomeProject,HGP)是人類為了認(rèn)識(shí)自己而進(jìn)行的一項(xiàng)偉大而影響深遠(yuǎn)的研究計(jì)劃。目前的問題是面對(duì)大量的基因或基因片斷序列如何研究其功能,只有知道其功能才能真正體現(xiàn)HGP計(jì)劃的價(jià)值--破譯人類基因這部天書。生物信息學(xué)將在其中扮演至關(guān)重要的角色。生物芯片技術(shù)就是為實(shí)現(xiàn)這一環(huán)節(jié)而建立的,生物芯片是生物傳感器的陣列和集成化,使對(duì)個(gè)體生物信息進(jìn)行高速、并行采集和分析成為可能,必將成為未來生物信息學(xué)研究中的一個(gè)重要信息采集和處理平臺(tái),成為基因組信息學(xué)研究的主要技術(shù)支撐。簡(jiǎn)言之,生物芯片是生物信息學(xué)的主要技術(shù)支撐和操作平臺(tái),而生物信息學(xué)的研究又與信息科學(xué)的研究領(lǐng)域息息相關(guān),因此,把生物芯片和生物信息學(xué)作為《生物醫(yī)學(xué)傳感器》課程與電子信息領(lǐng)域的第三個(gè)結(jié)合點(diǎn)。

上述三個(gè)內(nèi)容就是本課程為體現(xiàn)“適應(yīng)生物醫(yī)學(xué)及信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要”的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),以及“開拓信息學(xué)科的新領(lǐng)域”的辦學(xué)思路而設(shè)置的體現(xiàn)信息環(huán)境下本課程教學(xué)特色的教學(xué)內(nèi)容。

三、引導(dǎo)式教學(xué)方法的嘗試

授課對(duì)象是即將步入社會(huì)或繼續(xù)深造的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生,雖然同樣是信息類高校的學(xué)生,他們的就業(yè)機(jī)會(huì)和出路遠(yuǎn)不如南京郵電大學(xué)的熱門專業(yè),而且大學(xué)教育更強(qiáng)調(diào)的是素質(zhì)教育和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)[5](P43-45),因此尋求合適的教學(xué)方法顯得至關(guān)重要。在教學(xué)過程中,除了采用目前普遍使用的現(xiàn)代化教學(xué)手段,如多媒體動(dòng)畫和網(wǎng)絡(luò)課件以外[6](P98-99),在教學(xué)方法上嘗試采用引導(dǎo)式教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生注重學(xué)習(xí)能力、綜合能力和就業(yè)能力的提高,引導(dǎo)學(xué)生注重創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生物醫(yī)學(xué)傳感器發(fā)展的前沿動(dòng)態(tài)。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

(一)啟發(fā)學(xué)生注重學(xué)習(xí)能力的提高

授課對(duì)象是即將步入社會(huì)或繼續(xù)深造的學(xué)生,無論對(duì)于哪一類學(xué)生,學(xué)習(xí)能力都是至關(guān)重要的。在專業(yè)課的教學(xué)中普遍存在這樣一種現(xiàn)象,很多大學(xué)生認(rèn)為學(xué)校的課程設(shè)置有失水準(zhǔn),課堂上所學(xué)的知識(shí)沒有用武之地,進(jìn)入工作崗位以后幾乎一切都要重新學(xué)習(xí),教學(xué)與實(shí)際嚴(yán)重脫節(jié)。然而專業(yè)課的學(xué)習(xí)是一個(gè)打好理論基礎(chǔ)的階段,也是一個(gè)知識(shí)積累的階段,同時(shí),通過教與學(xué)的過程,使學(xué)生在潛移默化中提高了自己獲取知識(shí)的能力,培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)習(xí)慣。正是知識(shí)積累程度和學(xué)習(xí)方法兩方面的差異造成了每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力各不相同,這也正是為什么有的學(xué)生能事半功倍,而有些學(xué)生卻事倍功半。對(duì)于《生物醫(yī)學(xué)傳感器》課程,內(nèi)容龐雜,如各種物理傳感器的伏安特性、頻率響應(yīng)、溫度特性等,極易混淆,又如“壓電效應(yīng)”和“應(yīng)變效應(yīng)”,兩者既有區(qū)別,又有聯(lián)系,講授相關(guān)知識(shí)時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生注意前后知識(shí)的融會(huì)貫通和分析比較。因此,在教學(xué)過程中不能只是照本宣科、強(qiáng)調(diào)應(yīng)試教育,更要啟發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中找到合適的學(xué)習(xí)方法,提高學(xué)習(xí)效率,使自己在有限的時(shí)間內(nèi)獲取知識(shí)的精華。這個(gè)過程在大學(xué)教學(xué)中必不可少,有了扎實(shí)的理論知識(shí)和高效的學(xué)習(xí)方法,大學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)和工作中將會(huì)事半功倍,獲益非淺。

(二)引導(dǎo)學(xué)生注重綜合能力、就業(yè)能力的提高

若干年前,大學(xué)生畢業(yè)后融入社會(huì)的時(shí)候,一紙文憑就能證明他的價(jià)值,學(xué)士學(xué)位、碩士學(xué)位、博士學(xué)位便把人分成了三六九等,那是一個(gè)憑著文憑就業(yè)的年代,那是一個(gè)以文憑的高低來衡量人能力高低的年代。而如今,大學(xué)生遍地都是,研究生也多如牛毛,文憑不再能一紙定乾坤,它只是塊“敲門磚”而已,有了它只是代表有了一個(gè)機(jī)會(huì),能否把握住這個(gè)機(jī)會(huì)全憑個(gè)人能力,不僅要有過硬的專業(yè)技能、學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力,同時(shí)要有良好的心理素質(zhì)、身體素質(zhì)和組織能力、協(xié)調(diào)能力、社會(huì)活動(dòng)能力等適應(yīng)社會(huì)、適于生存的能力,這也就是所謂的綜合能力、現(xiàn)代社會(huì)中的生存能力。筆者所接觸的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生中也存在這樣的問題,他們普遍反映所學(xué)的專業(yè)沒有用武之地,也不是自己感興趣的專業(yè),導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)就是掙夠?qū)W分、拿到文憑,他們還沒有意識(shí)到能力的重要性,這樣培養(yǎng)出的畢業(yè)生根本沒有競(jìng)爭(zhēng)性。如何讓自己的學(xué)生在這種形勢(shì)下脫穎而出,成了高等學(xué)校與教師面臨的嚴(yán)峻的問題。于是,在中國(guó)教育體制中占據(jù)多年的應(yīng)試教育逐漸退出歷史舞臺(tái),取而代之的是素質(zhì)教育。在專業(yè)課的教學(xué)中寬基礎(chǔ)、淡專業(yè),注意各個(gè)學(xué)科間的融會(huì)貫通,教師在其中充當(dāng)導(dǎo)學(xué)的角色,介紹課程的基本內(nèi)容、知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)、啟發(fā)性地提出問題。培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)的能力、分析問題和解決問題的能力,以及創(chuàng)造性的思維能力,同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生注重自身綜合能力、就業(yè)能力的提高。

(三)引導(dǎo)學(xué)生注重創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)

目前大學(xué)生就業(yè)已經(jīng)完全市場(chǎng)化,而就業(yè)市場(chǎng)卻是“僧多粥少”,競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。大學(xué)生轉(zhuǎn)變就業(yè)觀念是緩解就業(yè)緊張局勢(shì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。不要把觀念停留在“就業(yè)”上,尤其在南京郵電大學(xué)其他熱門專業(yè)行業(yè)收入不菲的情況下,不要只關(guān)注有限的高收入、高待遇的崗位,應(yīng)樹立艱苦“創(chuàng)業(yè)”的意識(shí),不僅為自己解決就業(yè)問題,也為更多的人提供就業(yè)機(jī)會(huì)。從教學(xué)環(huán)節(jié)上講,引入現(xiàn)代化的教學(xué)方法和手段,廣泛運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù),把多媒體課堂教學(xué)和現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育逐步滲透到傳統(tǒng)的教育模式之中,改變教與學(xué)的關(guān)系,突出學(xué)生的主體地位,開發(fā)學(xué)生的潛能,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)求知的欲望,給學(xué)生以充分自由發(fā)展的空間,使學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)問題,并積極獨(dú)立地尋找解決問題的途徑,從而形成良好的思維習(xí)慣。另外,增加實(shí)踐教學(xué)的類型和模式,在教學(xué)過程中設(shè)計(jì)一些一題多解、綜合練習(xí)、設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的電路等,促使學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐運(yùn)用的能力,以提高在校大學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力,有力地促進(jìn)了大學(xué)生綜合能力和綜合素質(zhì)的提高,從而提高了職業(yè)崗位的適應(yīng)能力。

篇9

生命科學(xué)是21世紀(jì)的前沿學(xué)科，隨著人類基因組研究計(jì)劃的完成，人類更壯觀的生命科學(xué)時(shí)代已向我們走來。針灸學(xué)是生命科學(xué)的分支學(xué)科之一，針灸學(xué)研究不僅是針灸學(xué)的，更是生命科學(xué)研究的一個(gè)重要組成部分[1]，所有適合生命科學(xué)研究的理論、技術(shù)與方法，都同樣適合針灸學(xué)研究。

1 生命科學(xué)與針灸學(xué)

針灸通過調(diào)整臟腑的陰陽(yáng)氣血、虛實(shí)正邪等達(dá)到治療作用。它將疾病的病理過程作為一個(gè)整體，根據(jù)機(jī)體不同狀況，選用不同穴位和不同針刺手法，影響多靶點(diǎn)和疾病過程的多個(gè)環(huán)節(jié)，激發(fā)機(jī)體自身內(nèi)在的調(diào)整能力達(dá)到治療目的[2]。其整合作用不僅表現(xiàn)在影響疾病的病理過程，對(duì)體質(zhì)改善也有作用，在解決疾病易感性方面優(yōu)勢(shì)明顯。當(dāng)前，人類的疾病已由以感染和營(yíng)養(yǎng)失調(diào)為主的單因素疾病轉(zhuǎn)向以機(jī)體自身代謝和調(diào)控失常為主的多因素疾病[3]，以多環(huán)節(jié)、多靶點(diǎn)的整合調(diào)節(jié)為特點(diǎn)的針灸學(xué)，具有發(fā)展的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)?！‖F(xiàn)代生命科學(xué)對(duì)生命層次的整體性認(rèn)識(shí)及各層次間的功能網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系理解，與中醫(yī)整體觀是不謀而合的，在思維模式上有許多相似之處，不同的是表述方式和研究層次的差異。引入生命科學(xué)技術(shù)研究針灸既不會(huì)脫離中醫(yī)整體觀念等基礎(chǔ)理論，而且還會(huì)使針灸研究更加客觀化、定量化，使針灸的抽象思維建立在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上。針灸學(xué)的任務(wù)是應(yīng)用針灸的方法探索生命科學(xué)并在臨床上應(yīng)用其成果。利用多學(xué)科交叉的理論與技術(shù)優(yōu)勢(shì)研究針灸學(xué)，必將為解決當(dāng)代生命科學(xué)重大問題做出突破性貢獻(xiàn)。

針灸作用涉及到神經(jīng)、內(nèi)分泌、免疫等多種調(diào)節(jié)系統(tǒng)的相互作用，不同針刺條件可能會(huì)產(chǎn)生不同療效，傳統(tǒng)方法無法同時(shí)了解不同系統(tǒng)間動(dòng)態(tài)作用，針灸的研究總是難以深入發(fā)展[4]。針灸刺激可以引起人體各系統(tǒng)生理、生化水平上的多項(xiàng)指標(biāo)的同步變化，失去了它治療某種疾病機(jī)制上的相對(duì)特異性，難以取得突破性進(jìn)展；針灸對(duì)某些基因表達(dá)具有一定調(diào)控作用，但針灸的調(diào)控?zé)o靶基因，且不清楚針灸對(duì)結(jié)構(gòu)基因的功能有無調(diào)控；某些研究結(jié)果不能很好的指導(dǎo)臨床。

人類基因組計(jì)劃的突破，成為分子水平上理解機(jī)體器官以及分析與操縱分子DNA的又一里程碑，與之相發(fā)展并衍生一系列現(xiàn)代生物技術(shù)前沿：基因組學(xué)技術(shù)、生物芯片技術(shù)、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)和生物信息技術(shù)[5]。生命科學(xué)的發(fā)展從形態(tài)分類到細(xì)胞生物、分子生物。從研究方法途徑來說，解剖學(xué)、細(xì)胞學(xué)、分子生物學(xué)互相滲透結(jié)合在一起，如果針灸不在細(xì)胞層次、分子層次、結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系層次、信號(hào)傳遞與效應(yīng)層次、基因型與表現(xiàn)型層次上進(jìn)行學(xué)科交叉，吸收最新觀念、方法、技術(shù)，就會(huì)被淘汰。

2 生命科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用與針灸學(xué)研究

針灸研究吸收、借鑒現(xiàn)代生命科學(xué)的新成果，可使針灸療法更加科學(xué)化，現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展為針灸現(xiàn)代化提供了千載難逢的良機(jī)。針灸臨床和基礎(chǔ)研究的成果已經(jīng)并將繼續(xù)為充實(shí)生命科學(xué)提供客觀資料，為進(jìn)一步探索生命科學(xué)開辟新的思路。經(jīng)絡(luò)現(xiàn)象、腧穴功能、經(jīng)穴-臟腑相關(guān)、針灸調(diào)節(jié)作用及機(jī)制、針刺麻醉和針刺鎮(zhèn)痛原理等研究結(jié)果，涉及到不少目前尚未能被生命科學(xué)解釋的問題。

基因組學(xué)從分子水平辯證地研究整體的功能和聯(lián)系，它從細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)及分子相互作用闡述了生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，再經(jīng)綜合分析，用現(xiàn)代系統(tǒng)論、控制論、信息論和協(xié)調(diào)論等學(xué)說，把“孤立”的物質(zhì)與組成整體的所有器官聯(lián)系在一起，把局部的作用和整體的健康狀況聯(lián)系在一起?；蚪M學(xué)研究充分認(rèn)識(shí)到基因之間相互聯(lián)系的復(fù)雜性，反映出基因組學(xué)與中醫(yī)(針灸)學(xué)在思維方法學(xué)上的趨近性，顯示出研究思路與方法相互滲透的可能性。許多學(xué)者著手于研究針刺對(duì)早期基因家族、神經(jīng)肽、神經(jīng)遞質(zhì)、激素及其相關(guān)受體的影響及基因技術(shù)在針灸基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)針灸可能對(duì)某些疾病或病理現(xiàn)象具有一些基因水平的調(diào)節(jié)作用。我們應(yīng)當(dāng)從調(diào)控基因的功能著手治療疾病，進(jìn)行針灸的多環(huán)節(jié)、多靶點(diǎn)的調(diào)節(jié)作用研究[6]。

生物芯片技術(shù)的發(fā)展不僅為生命科學(xué)的諸多領(lǐng)域研究帶來一場(chǎng)革命，而且給我國(guó)新藥的研究和開發(fā)以及中醫(yī)藥現(xiàn)代化帶來了一次新的契機(jī)?；蛐酒械腄NA微陣列可同時(shí)對(duì)大量基因的表達(dá)水平、突變和多態(tài)性進(jìn)行快速準(zhǔn)確的檢測(cè)，觀察針灸作用后大量基因表達(dá)改變的情況，不僅使我們能夠了解到各種基因表達(dá)的變化情況，而且能夠?qū)蜷g相互作用的關(guān)系和調(diào)控的渠道有初步的了解，有利于研究針灸這種全方位、多靶點(diǎn)作用的整體治療方法及治療過程中復(fù)雜的基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制。抑制削減雜交技術(shù)是通過自身前后所提取的cDNA雜交，抑制并扣除其表達(dá)相同的非目的基因，而顯示出兩者表達(dá)有差異的目的基因。對(duì)于研究針灸這類作用靶點(diǎn)廣泛，涉及大量未知基因表達(dá)的研究特別有用，對(duì)研究針灸的分子療效及基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制有重要意義。

蛋白質(zhì)組學(xué)是對(duì)機(jī)體或組織或細(xì)胞的全部蛋白質(zhì)的表達(dá)和功能模式進(jìn)行研究，能清楚地表述細(xì)胞或組織或機(jī)體在特定時(shí)間和空間上表達(dá)的所有蛋白質(zhì)。中醫(yī)認(rèn)為，疾病的發(fā)生主要是人體整體功能的失調(diào)，證候是疾病發(fā)展過程中某一階段的病機(jī)概括。證候既然是有規(guī)律的病理表現(xiàn)，就必然有其物質(zhì)基礎(chǔ)支配機(jī)制。中醫(yī)證的本質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)基因誘生性表達(dá)的細(xì)胞因子，證的基本發(fā)病機(jī)制是由于細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)功能紊亂的結(jié)果[7-8]。細(xì)胞因子的本質(zhì)是多肽，即蛋白質(zhì)組研究的主要內(nèi)容之一。從蛋白質(zhì)水平可以反映細(xì)胞或組織特異性表型和表達(dá)模式，與臨床癥狀和體征有必然內(nèi)在聯(lián)系。針灸作用突出的是多層次、多臟器、多水平調(diào)理過程，與整體和全局為出發(fā)點(diǎn)的蛋白質(zhì)組學(xué)有著天然的親和性。雙向電泳、色譜、蛋白質(zhì)芯片及質(zhì)譜分析等技術(shù)為蛋白質(zhì)組學(xué)研究針灸提供支持。生物體在生長(zhǎng)、發(fā)育和適應(yīng)環(huán)境的過程中蛋白質(zhì)始終處于動(dòng)態(tài)的變化過程，采用對(duì)基因組的表達(dá)產(chǎn)物-全套蛋白質(zhì)的研究對(duì)于針灸現(xiàn)代化具有重要的意義。針灸發(fā)揮作用的基本環(huán)節(jié)是效應(yīng)物質(zhì)與生命分子之間的直接或間接的相互作用。針灸效應(yīng)必然會(huì)引起從遺傳信息到整體功能實(shí)現(xiàn)中的分子、細(xì)胞、器官、整體多個(gè)層面的結(jié)構(gòu)與功能狀態(tài)的改變。雖然決定這些結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ)是基因，但其直接的決定因素主要是基因翻譯后的蛋白質(zhì)。以蛋白質(zhì)表達(dá)為指標(biāo)，采用蛋白質(zhì)組相關(guān)分析技術(shù)，以蛋白質(zhì)調(diào)控改變和功能修飾為研究方向，比較分析針灸前后組織、細(xì)胞的蛋白質(zhì)組，進(jìn)行針灸效應(yīng)的多環(huán)節(jié)、多靶點(diǎn)調(diào)整作用的研究，使我們能在分子水平了解針灸的作用靶點(diǎn)及方式、代謝途徑，有可能對(duì)針灸作用機(jī)理取得突破性進(jìn)展；研究針灸對(duì)蛋白質(zhì)表達(dá)譜的影響，依據(jù)針灸經(jīng)典處方中不同穴位對(duì)應(yīng)基因及蛋白表達(dá)點(diǎn)以及表達(dá)量，與穴位配伍及刺激參數(shù)相關(guān)聯(lián)，分析處方組成中各穴位間的密切關(guān)系，闡明針灸處方的組成原理；確定針灸不同經(jīng)脈對(duì)應(yīng)基因及蛋白表達(dá)靶點(diǎn)，并根據(jù)表達(dá)量的多少與對(duì)應(yīng)臟腑相關(guān)聯(lián)，同時(shí)分析不同經(jīng)脈對(duì)應(yīng)基因及蛋白靶點(diǎn)之間的相互作用，探討經(jīng)脈-臟腑相關(guān)。

生物信息學(xué)是在人類基因組計(jì)劃研究中面對(duì)巨大且具有高度復(fù)雜性的生物數(shù)據(jù)的管理和分析需要而產(chǎn)生和發(fā)展起來的一門新興學(xué)科[9]。以生物信息學(xué)的有關(guān)理論與方法作為橋梁，將生命科學(xué)中最前沿、最熱點(diǎn)的研究與中醫(yī)針灸聯(lián)系起來，以信息、系統(tǒng)的觀點(diǎn)切入針灸研究，有助于深入了解以整體觀、辨證論治、辨經(jīng)論治為核心的針灸療法。將診斷、辨證和治療的各種數(shù)據(jù)集中起來，借鑒當(dāng)代生物信息技術(shù)，充分利用國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的文獻(xiàn)信息資源，建立各專業(yè)及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，可逐步達(dá)到文獻(xiàn)和信息的數(shù)字化。通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、完善和提高，以及與國(guó)際相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)信息網(wǎng)的連接，高效地獲得大量有用的信息，從多層次信息中發(fā)掘中醫(yī)針灸的科學(xué)內(nèi)涵。

3 結(jié)語(yǔ)

21世紀(jì)是信息時(shí)代，以生物信息技術(shù)為橋梁的綜合研究很可能是針灸現(xiàn)代化研究的突破口?；蚪M和蛋白質(zhì)組研究與生物信息學(xué)技術(shù)互相推動(dòng)，并行發(fā)展。近年來，強(qiáng)調(diào)整體思維模式的中醫(yī)學(xué)正逐漸受到世界醫(yī)學(xué)界的重新認(rèn)識(shí)和再評(píng)價(jià)，高通量、大規(guī)模平行性研究方法如生物芯片、大規(guī)模篩查系統(tǒng)和生物信息學(xué)等，為研究中醫(yī)藥基本理論提供了新的思路和方法。而充分運(yùn)用基因組、蛋白質(zhì)組、生物信息學(xué)等現(xiàn)代先進(jìn)科技手段來分析針灸效應(yīng)，以“國(guó)際通用的醫(yī)學(xué)語(yǔ)言”闡明針灸效應(yīng)及作用原理對(duì)針灸現(xiàn)代化研究具有重要意義。盡管我國(guó)在針灸臨床研究上取得了許多重要的成果，但由于方法學(xué)上存在著某些不夠規(guī)范的地方，限制了世界醫(yī)學(xué)科學(xué)界對(duì)它的進(jìn)一步認(rèn)同，對(duì)生命科學(xué)技術(shù)在針灸學(xué)研究中的應(yīng)用進(jìn)行深入探討非常必要。

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篇10

現(xiàn)在全國(guó)都在提倡素質(zhì)教育，而素質(zhì)教育的重要目標(biāo)就是要培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力。自主學(xué)習(xí)，是指學(xué)生個(gè)體在學(xué)習(xí)過程中一種主動(dòng)而積極自覺的學(xué)習(xí)行為，是學(xué)生個(gè)體非智力因素作用于智力活動(dòng)的一種狀態(tài)顯示。它表現(xiàn)為學(xué)生在教育活動(dòng)過程中要有強(qiáng)烈的求知欲，并主動(dòng)參與的精神和積極思考的行為。除了具備將學(xué)習(xí)的需要內(nèi)化為自動(dòng)的行為或傾向外，還需要具備與之相應(yīng)的一定能力。在自主學(xué)習(xí)狀態(tài)下，學(xué)習(xí)的壓力一定要產(chǎn)生于內(nèi)在需求的沖動(dòng)，即自我價(jià)值實(shí)現(xiàn)和社會(huì)責(zé)任感的驅(qū)動(dòng)，而不是外在的壓迫或急功近利的行為。因此，自主學(xué)習(xí)的目的是為了獲取知識(shí)、技能和鍛煉培養(yǎng)能力。培養(yǎng)和提高自主學(xué)習(xí)能力，是大學(xué)生必須具備的本領(lǐng)之一。學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)是學(xué)習(xí)者在總體教學(xué)目標(biāo)的宏觀調(diào)控下，在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)自身?xiàng)l件和需要自由地選擇學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法并通過自我調(diào)控的學(xué)習(xí)活動(dòng)完成具體學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)習(xí)模式。自主性體現(xiàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)要盡可能地減少對(duì)教師的依賴性和對(duì)知識(shí)的盲從性。

在中國(guó)現(xiàn)代，隨著社會(huì)和科技的進(jìn)步，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的快速發(fā)展，電腦網(wǎng)絡(luò)正以日益迅猛的速度進(jìn)入人類社會(huì)的各個(gè)角落，包括大學(xué)校園內(nèi)。2004年全國(guó)學(xué)生聯(lián)合會(huì)、新生代市場(chǎng)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)和中國(guó)青年校園先鋒文化有限公司聯(lián)合公布了《2004年中國(guó)大學(xué)生消費(fèi)與生活形態(tài)研究報(bào)告》。其中，60%的人擁有手機(jī)，27%的人擁有電腦，20%的人擁有PDA，12%的人擁有MP3。2013年《大學(xué)生消費(fèi)心理和消費(fèi)行為的調(diào)查報(bào)告》統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在大學(xué)生幾乎每人一部手機(jī)，絕大部分都擁有了電腦。

大眾媒體在世界范圍內(nèi)經(jīng)歷了網(wǎng)絡(luò)化的歷程，網(wǎng)絡(luò)從過去的2G、3G到現(xiàn)代4G，從過去的有線上網(wǎng)到現(xiàn)代的無線上網(wǎng)，信息化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的高度一體化的信息交流方式使人們明顯感覺到這種新的方式帶給我們的快捷與自由，開放與互動(dòng);但網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶給我們的種種優(yōu)勢(shì)的同時(shí)也讓一些人違背了理性，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)牟取暴利，超越了法制的界限而給社會(huì)和個(gè)人帶來極大危害。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)健康發(fā)展需要采取經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、法律、倫理、文化等多種手段，比如改革不合理的國(guó)際政治經(jīng)濟(jì)秩序，建構(gòu)具有適應(yīng)性和靈活性的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)結(jié)構(gòu)，發(fā)展具有人性化的新技術(shù)，建構(gòu)和完善網(wǎng)絡(luò)法律法規(guī)，建構(gòu)具有現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)精神的網(wǎng)絡(luò)倫理，培養(yǎng)健康、全面的網(wǎng)絡(luò)人格，等等。技術(shù)的進(jìn)步給了人們以更大的信息支配能力，也要求人們更嚴(yán)格地控制自己的行為。要建立一個(gè)干凈的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，需要法律和技術(shù)上的不斷完善，也需要網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)人的自律和自重。因此，網(wǎng)絡(luò)的未來應(yīng)朝著個(gè)人與社會(huì)，個(gè)體與群體，個(gè)性與共性之間分散而有張力的互動(dòng)形態(tài)發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)人自由發(fā)展與社會(huì)共合體健康發(fā)展的雙重目標(biāo)。同樣，在大學(xué)校園內(nèi)，對(duì)學(xué)生而言網(wǎng)絡(luò)所起的作用也有兩面性。網(wǎng)絡(luò)的好處是它能夠促使大學(xué)成了一個(gè)開放的校外園，順利地聯(lián)系外面的世界及了解自己感興趣的事物。而網(wǎng)絡(luò)也會(huì)使某些學(xué)生認(rèn)為知識(shí)都能夠在網(wǎng)絡(luò)中尋找到，到使用時(shí)，只要上網(wǎng)查找就行了，讀書無用，浪費(fèi)時(shí)間，所以他們將美好光陰浪費(fèi)于網(wǎng)絡(luò)游戲世界，內(nèi)心變得無比空虛。

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是一個(gè)現(xiàn)實(shí)，我們無法拒絕它。但我們普通大學(xué)生應(yīng)該如何適應(yīng)它，利用它自主地學(xué)習(xí)，而不沉迷網(wǎng)絡(luò)游戲呢?作為教師，如何引領(lǐng)大學(xué)生走進(jìn)現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)世界，提高學(xué)習(xí)效率，是體現(xiàn)教學(xué)能力的不可回避的話題。結(jié)合教學(xué)改革，我們進(jìn)行了一次成功的嘗試，即在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，學(xué)生自主學(xué)習(xí)拓寬生物學(xué)知識(shí)的教學(xué)案例，現(xiàn)總結(jié)如下。

案例：

我們從英國(guó)生工網(wǎng)站(Http：//sanger.ac.uk)獲得了一款英文版的生物信息學(xué)軟件Artemis，該軟件主要是將細(xì)菌基因組序列進(jìn)行比對(duì)并進(jìn)行差異化圖示，為進(jìn)一步研究細(xì)菌基因組生物信息學(xué)奠定基礎(chǔ)。破譯并應(yīng)用此款軟件，需要具備一定的英語(yǔ)翻譯能力、電腦網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用能力，以及興趣及持之以恒的能力。由于本人對(duì)電腦網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的缺乏，此款軟件的作用沒有得到應(yīng)有的發(fā)揮。生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院生工1101班本科學(xué)生閆競(jìng)直同學(xué)，主動(dòng)聯(lián)系了我。他具有電腦相關(guān)知識(shí)、英語(yǔ)及對(duì)生物學(xué)軟件興趣的優(yōu)勢(shì)，承擔(dān)對(duì)該軟件的說明書的翻譯工作，并對(duì)該軟件的使用程序進(jìn)行破譯，還將該軟件的應(yīng)用傳授給其他學(xué)生，使其他學(xué)生，甚至研究生也能從中受益，幫助他們解決研究中遇到的實(shí)際問題。他的這一行為大受歡迎并得到廣泛贊許。

總結(jié)與體會(huì)：

1.生物信息學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)和拓展，進(jìn)一步提高了學(xué)生對(duì)生物學(xué)的興趣。興趣是最好的老師，興趣可以引導(dǎo)學(xué)生從要我學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)槲乙獙W(xué)。剛進(jìn)入學(xué)校接觸到生物學(xué)時(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)都是生物學(xué)籠統(tǒng)概念和一些相關(guān)技術(shù)，比較朦朧和模糊。通過該款軟件的翻譯和學(xué)習(xí)，在老師的指引下才知道，原來生物學(xué)并不單調(diào)和枯燥，其中的世界奧妙無窮，只是學(xué)生沒有親身感受到生物學(xué)帶給他們的樂趣。學(xué)生會(huì)舉一反三地認(rèn)識(shí)到，目前社會(huì)上正在應(yīng)用的學(xué)科都不是單一的物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)等，而是混和了多個(gè)學(xué)科的交叉學(xué)科在大放光彩。就生物信息學(xué)而言，就需要生物學(xué)知識(shí)、計(jì)算機(jī)知識(shí)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等各類知識(shí)。在對(duì)一個(gè)目標(biāo)求知的過程中可以學(xué)習(xí)到許多原有知識(shí)以外的知識(shí)，達(dá)到了拓展生物學(xué)知識(shí)的目的。

2.提高了學(xué)生英語(yǔ)學(xué)習(xí)的興趣，減少了其對(duì)英語(yǔ)的畏懼和厭煩。學(xué)生為了興趣和心中的理想，對(duì)Artemis軟件的英文說明進(jìn)行了翻譯。在此過程中，學(xué)生接觸了許多的生物學(xué)專業(yè)詞匯。在剛接觸到這些專業(yè)詞匯時(shí)，學(xué)生很不適應(yīng)。對(duì)一個(gè)本科生而言，他們?cè)谟⒄Z(yǔ)學(xué)習(xí)的時(shí)候，沒有學(xué)習(xí)過它們。因此，專業(yè)生物學(xué)詞匯即使查詢多遍也不一定能記住，還會(huì)經(jīng)常忘記這些陌生的單詞。但是通過翻譯的時(shí)候反復(fù)不斷地查閱，看了數(shù)遍，以及一些語(yǔ)境的聯(lián)想，他們反而對(duì)這些單詞記憶深刻。大量的專業(yè)詞匯的認(rèn)識(shí)使得學(xué)生對(duì)這個(gè)專業(yè)也有了新的認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)成功的經(jīng)歷拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)英語(yǔ)的興趣。

3.學(xué)生能夠勇敢地與國(guó)外專家交流。用英語(yǔ)與國(guó)外專家交流，剛開始學(xué)生有些自卑，認(rèn)為自己英語(yǔ)不嫻熟，不能清晰地表達(dá)自己的真實(shí)的想法。從第一封信后，學(xué)生改變了自己的態(tài)度。英語(yǔ)只是交流的一種工具，雖然我們有時(shí)候用詞不準(zhǔn)確，但外國(guó)人也能夠理解其中的含義。從外國(guó)專家回信后，學(xué)生增強(qiáng)了自信，勇敢地走出了語(yǔ)言交流的障礙。除了電子郵件交流外，學(xué)生還在各個(gè)學(xué)術(shù)網(wǎng)站上發(fā)帖子詢問相關(guān)問題，積累出了自己的一套獲得專業(yè)知識(shí)的方法。他們覺得與國(guó)外專家進(jìn)行交流，更加高效，是更加直觀有益地收集數(shù)據(jù)的方法。進(jìn)入生物信息學(xué)相關(guān)的英文網(wǎng)站，不論是sanger公司的網(wǎng)站教程、員工培訓(xùn)，還是在YAHOO上進(jìn)行提問，都是要全英文進(jìn)行，如何讓自己的英語(yǔ)書面表達(dá)更加專業(yè)，又成為提高了英語(yǔ)水平的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

4.充分利用時(shí)間去學(xué)習(xí)各種相關(guān)的知識(shí)。不同于以往需要查閱很多書本才能獲得某個(gè)知識(shí)，由于電腦技術(shù)的強(qiáng)大力量，現(xiàn)在如果遇到難題學(xué)生就會(huì)立刻通過電腦查詢?nèi)ソ鉀Q，只要把握好大方向，一直向著某個(gè)方向前進(jìn)即可，而且進(jìn)度明確，進(jìn)行到某一步，都可以記下。而電腦自帶檢索功能，可以幫助分門別類而不會(huì)出現(xiàn)多個(gè)筆記本之間的混亂且可以隨時(shí)調(diào)用。充分利用時(shí)間，真正地將學(xué)習(xí)融入整個(gè)生活，學(xué)生不再覺得學(xué)習(xí)和生活空虛和無聊。

5.促進(jìn)了學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造的動(dòng)力。在這個(gè)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到了我們和一些國(guó)家相關(guān)專業(yè)之間的差距，爆發(fā)出了內(nèi)心強(qiáng)大的求知欲。在項(xiàng)目完成后，學(xué)生就更加堅(jiān)定地要攻讀研究生，努力深造。