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篇1

【關(guān)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(xué)中，物理是讓大多數(shù)教師較為頭疼的科目，學(xué)生中也普遍存在著物理學(xué)習(xí)較為困難的現(xiàn)象，導(dǎo)致高中生物理水平普遍較低，難以達到教學(xué)要求，不僅影響了教學(xué)質(zhì)量，還使學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性降低，自信心下降。教育學(xué)者經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致物理學(xué)習(xí)困難的因素主要是學(xué)生對于物理學(xué)習(xí)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(xué)的問題。

一、影響學(xué)生學(xué)習(xí)物理的心理因素

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，高中生的物理學(xué)習(xí)不僅受身體、社會等因素的影響，心理因素也是影響其學(xué)習(xí)效果的主要原因。筆者通過對所教班級學(xué)生學(xué)習(xí)物理的過程觀察，發(fā)現(xiàn)影響學(xué)生學(xué)習(xí)物理的心理因素主要包含以下幾個方面的內(nèi)容：

1. 學(xué)習(xí)動機

簡單地說，學(xué)習(xí)動機就是指學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望，它是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的內(nèi)在動力，只有保持充足的學(xué)習(xí)動機，才能使學(xué)生對未知的知識充滿好奇心，才能提高學(xué)習(xí)效率。其中，學(xué)習(xí)動機主要受3個方面因素的影響：第一，情緒狀態(tài)。情緒是人對客觀事物的主觀表現(xiàn)，對于學(xué)生的物理學(xué)習(xí)而言，飽滿的情緒是學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和保障。當學(xué)生情緒處于低迷和消極狀態(tài)時，就很難激發(fā)他們學(xué)習(xí)的熱情，更談不上學(xué)習(xí)效率的提升；第二，意志狀態(tài)。物理學(xué)相較于其它學(xué)科的學(xué)習(xí)困難程度更高，它不僅要求學(xué)生具備較強的學(xué)習(xí)能力，還要求學(xué)生的邏輯思維及推理能力較為縝密，同時對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)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(tài)。由于物理學(xué)系統(tǒng)性較強，在學(xué)習(xí)的過程中要求學(xué)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(zhì)，所以學(xué)習(xí)的注意狀態(tài)也會影響學(xué)生學(xué)習(xí)物理的效果。

2. 學(xué)習(xí)中的焦慮與疲勞

高中時期是學(xué)生為未來打基礎(chǔ)最為關(guān)鍵的時期，所以相較于其它階段的學(xué)習(xí)來說，這一時期學(xué)生所擔(dān)負的壓力更大，再加上高中課程安排較為緊張，所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容較多，這就加大了學(xué)生學(xué)習(xí)的心理障礙。學(xué)生在較為繁重的學(xué)習(xí)任務(wù)面前不可避免地會出現(xiàn)焦慮的現(xiàn)象，進而導(dǎo)致其出現(xiàn)思維紊亂等現(xiàn)象，不僅影響了正常水平的發(fā)揮，還會對其產(chǎn)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(xué)生喪失對學(xué)習(xí)的興趣，課堂上無法集中注意力，課下也難以按時完成作業(yè)；中級焦慮是屬于正常的焦慮，處于這一狀態(tài)的學(xué)生自尊心較強，對客觀事物較為敏感，并對可能出現(xiàn)的問題過分擔(dān)憂；最高級的焦慮則是一種病態(tài)，如果學(xué)生處于該狀態(tài)則需要尋求心理醫(yī)生的幫助。另外，由于高中學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，學(xué)生還容易疲憊，這主要是由于學(xué)習(xí)過度導(dǎo)致的，會使學(xué)習(xí)效率較低，注意力也無法集中。

3. 學(xué)生的自我意識與社會心理問題

每個學(xué)生所具備的能力各不相同，所擅長的學(xué)習(xí)科目也有所區(qū)別，當遇到自己擅長的內(nèi)容時，學(xué)生一般自信心較強，而且學(xué)習(xí)的積極性也較高，而當某科較為薄弱時，則會本能地產(chǎn)生膽怯的心理，這就是學(xué)生的自我意識。自我意識是學(xué)生對自我學(xué)習(xí)能力的一種評估，它是自身與外部環(huán)境共同作用的結(jié)果，它的建立會使學(xué)生更好地認識自己，但是也會帶來消極的影響――如果學(xué)生自信心較差，則會使自我意識出現(xiàn)偏差，影響其正常的學(xué)習(xí)和生活。另外，社會因素也會干擾學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，尤其是家庭與班級情況，如果學(xué)生所處的外界環(huán)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(xué)習(xí)保持樂觀的心態(tài)，學(xué)習(xí)效率也會有所提升。

二、高中生學(xué)習(xí)物理的心理障礙

1. 學(xué)生學(xué)習(xí)物理的意志力不夠堅定

高中生在物理學(xué)習(xí)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(yǎng)持久學(xué)習(xí)的習(xí)慣，才能克服物理學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)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(xué)習(xí)的積極性越來越低。筆者認為，導(dǎo)致學(xué)生意志力不堅定的因素主要有3點：首先，物理學(xué)習(xí)本身具有一定的困難，對學(xué)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(xué)生容易出現(xiàn)錯誤，會打擊其學(xué)習(xí)的積極性；第二，教師對作業(yè)的難度把握不夠。作業(yè)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(xué)生體會物理學(xué)習(xí)的樂趣，從而導(dǎo)致學(xué)生自信心喪失；第三，學(xué)生自身學(xué)習(xí)積極性不高。與其它科目的學(xué)習(xí)相比，物理學(xué)習(xí)的內(nèi)容較為枯燥，很難引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，而且學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性不強，大部分學(xué)生都只是在應(yīng)付高考，所以在學(xué)習(xí)過程中自覺性較差，在困難面前容易退縮。

2. 學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中容易產(chǎn)生焦慮情緒

由于物理學(xué)習(xí)的過程較為枯燥，而且要求學(xué)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(xué)習(xí)時靜下心來。另外，物理所包含的知識點多且雜，學(xué)生掌握起來存在一定的難度，而且物理試題所涉及的內(nèi)容較多，學(xué)生在學(xué)習(xí)時容易產(chǎn)生挫敗感，進而影響正常的學(xué)習(xí)。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)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(diào)整，從而導(dǎo)致考試時情緒不穩(wěn)定，影響其正常發(fā)揮。除此之外，來自家長和老師的期望會在無形中增加學(xué)生的壓力，導(dǎo)致他們在學(xué)習(xí)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(huán)。

3. 學(xué)生自信心較低

據(jù)了解，很多學(xué)生對于物理的學(xué)習(xí)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(xué)生對自己的物理學(xué)習(xí)能力產(chǎn)生懷疑，認為自己永遠學(xué)不好物理，從而在心理上產(chǎn)生暗示，影響以后的正常學(xué)習(xí)。另外，對于教師來說，由于面向的是全部學(xué)生，所以在授課過程中不可能考慮到每一位同學(xué)的情況，這就可能出現(xiàn)授課內(nèi)容對于一部分學(xué)生來說較為簡單，而對于另一部分學(xué)生來說則很難接受的現(xiàn)象，由此，導(dǎo)致學(xué)困生產(chǎn)生自卑心理，喪失對物理學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

4. 學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力不集中

高中時期是學(xué)生各方面發(fā)展與進步的關(guān)鍵時期，處于該時期的學(xué)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(xué)習(xí)則需要學(xué)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(diào)查發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致學(xué)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(xué)生本身對物理學(xué)習(xí)的興趣不高，那就很難集中注意力，而且目前大部分學(xué)生在物理課上的學(xué)習(xí)習(xí)慣較差，經(jīng)常出現(xiàn)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(nèi)容較為枯燥，很難引起學(xué)生的聽課興趣，這就容易導(dǎo)致學(xué)生上課開小差，注意力不集中的現(xiàn)象。

三、消除高中生物理學(xué)習(xí)心理障礙的對策

學(xué)生對于物理學(xué)習(xí)的心理障礙不僅會影響學(xué)習(xí)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(yǎng)和激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的動機與興趣

實踐證明，只有充足的學(xué)習(xí)動機才能使學(xué)生在學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)方法，改正不良習(xí)慣。因此，對于教師來說，要想克服學(xué)生學(xué)習(xí)物理的心理障礙就必須幫助他們培養(yǎng)積極的學(xué)習(xí)動機。首先，要為學(xué)生樹立明確的學(xué)習(xí)目標，目標的設(shè)立要符合學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀且要易于實現(xiàn)，并引導(dǎo)他們將日常學(xué)習(xí)與人生的理想、目標相結(jié)合，從而激發(fā)其長遠的學(xué)習(xí)動力；其次，要激發(fā)學(xué)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(guān)實驗，通過觀察實驗現(xiàn)象來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，從而提高學(xué)習(xí)效率；再次，可以通過正、負強化相結(jié)合的方式來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的動機。成功的經(jīng)驗會增強學(xué)生的自信心，失敗的經(jīng)驗則會使學(xué)生不斷積累經(jīng)驗，所以可以采取將兩者相結(jié)合的方式來使學(xué)生保持充足的學(xué)習(xí)動力。

2. 組織和培養(yǎng)學(xué)生的注意力

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

3. 幫助學(xué)生調(diào)控焦慮的情緒

由于課業(yè)壓力等各方面因素的干擾，學(xué)生在學(xué)習(xí)期間不可避免地會出現(xiàn)焦慮等情況，如果不能對其進行有效控制，就會影響學(xué)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(yīng)幫助學(xué)生進行有效調(diào)控。首先，健康的身體是一切生命活動的保障，所以教師應(yīng)加強對學(xué)生身體健康的監(jiān)督，保證學(xué)生充足的睡眠。有研究證明，人在缺覺的情況下更容易產(chǎn)生焦慮等不良情緒；其次，采取放松療法來緩解學(xué)生的焦慮情緒。相關(guān)專家指出，適當?shù)纳眢w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(chǎn)生的，教師可以通過示范來引導(dǎo)學(xué)生掌握動作的要領(lǐng)，加強日常練習(xí)，緩解身體各部分的肌肉壓力，進而改善學(xué)生焦慮的情況；再次，應(yīng)豐富學(xué)生的課余文化生活。雖然高中生的主要任務(wù)是學(xué)習(xí)，但是適當放松是學(xué)習(xí)效率的保障，學(xué)校應(yīng)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(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，從而使學(xué)生克服焦慮，積極地應(yīng)對物理學(xué)習(xí)。

心理障礙的存在不僅影響學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，還會危害學(xué)生的身體和心理健康，作為老師，我們應(yīng)幫助學(xué)生克服心理障礙，緩解他們的學(xué)習(xí)壓力，組織培養(yǎng)學(xué)生的注意力，幫助他們樹立自信心，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣，從而不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。

參考文獻：

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篇2

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué)；生物技術(shù)；教學(xué)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(xué)課程的教學(xué)背景

生物信息學(xué)（Bioinformafics）是一門集數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)以及生物學(xué)等多學(xué)科交叉而形成的新興熱點學(xué)科，實質(zhì)就是利用信息科學(xué)與技術(shù)解決生物學(xué)問題。它的內(nèi)涵目前包含了分子生物大數(shù)據(jù)的獲取、加工、存儲、分配、分析、解釋等在內(nèi)的所有方面。依據(jù)分子生物大數(shù)據(jù)的類型不同，生物信息學(xué)的數(shù)據(jù)對象分布在基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組等不同水平層次的數(shù)據(jù)以及跨層次的轉(zhuǎn)錄調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控和表觀遺傳修飾等縱向連接。依據(jù)學(xué)科任務(wù)的不同，生物信息學(xué)一方面要組織好生物大數(shù)據(jù)的儲存和獲取，一方面要開發(fā)優(yōu)良的算法和工具軟件對生物大數(shù)據(jù)教學(xué)分析，同時還要利用這些生物大數(shù)據(jù)和工具來產(chǎn)生新的生物學(xué)認識，為下游的濕實驗生物學(xué)家提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。近年來，隨著高通量生物大數(shù)據(jù)檢測技術(shù)，如基因芯片技術(shù)、高通量測序技術(shù)等的發(fā)展，生物信息學(xué)已經(jīng)在生物、醫(yī)學(xué)、藥物開發(fā)、環(huán)境保護以及農(nóng)業(yè)應(yīng)用等眾多領(lǐng)域普及推廣了起來。大量的生物數(shù)據(jù)急迫地需要處理，相應(yīng)地產(chǎn)生了對生物信息專門人才的廣泛需求。

因此，《生物信息學(xué)》課程也快速地在各院校大學(xué)生教學(xué)中開展了起來，甚至在局部高校產(chǎn)生了生物信息學(xué)本科專業(yè)。然而在實際的教學(xué)中也伴隨著種種問題，影響了該課程的教學(xué)效果。本文現(xiàn)就近年來在生物背景的學(xué)生中所開展的生物信息學(xué)的教學(xué)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(xué)課程教學(xué)改革

（一）教學(xué)內(nèi)容特點

生物信息學(xué)屬于多學(xué)科交叉學(xué)科，需要在分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、高等數(shù)學(xué)以及計算機編程等的課程基礎(chǔ)上進行講授。不同學(xué)科基礎(chǔ)以及不同來源的生物數(shù)據(jù)反映在教學(xué)內(nèi)容上，生物信息學(xué)的一個特點就是信息量大。它囊括了概率統(tǒng)計、計算機語言、人工智能和機器學(xué)習(xí)、生物數(shù)據(jù)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(zhì)表達與結(jié)構(gòu)分析、生物分子網(wǎng)絡(luò)以及計算表觀遺傳學(xué)等眾多的內(nèi)容模塊。

從歷史發(fā)展角度看，這些內(nèi)容以基因組測序為主體，生物信息學(xué)的發(fā)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(jié)點標記，目前的生物信息學(xué)已經(jīng)進入到了功能基因組學(xué)時代。因此，體現(xiàn)在當前的生物信息學(xué)教學(xué)內(nèi)容上的另外一個特點就是“新”。

（二）教材的選擇

生物信息學(xué)教學(xué)內(nèi)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(xué)知識的大量需求，目前教材市場上的相關(guān)書籍也琳瑯滿目，選擇余地較大。我們推薦的教材是科學(xué)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(xué)內(nèi)容以基因組的生物信息學(xué)分析為主體，兼顧概率統(tǒng)計、機器學(xué)習(xí)、代謝組學(xué)等數(shù)理基礎(chǔ)知識和后續(xù)功能基因組分析。其中尤以序列比對、打分矩陣、系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建分析為核心內(nèi)容。這種課程設(shè)置把龐大的生物信息學(xué)體系縮小集中在了序列分析部分，這樣既便于學(xué)生系統(tǒng)充分地掌握生物信息學(xué)知識，又兼顧了學(xué)科的發(fā)展基礎(chǔ)和趨勢。

另外，本教材為英文教材，這適應(yīng)了生物信息學(xué)快速發(fā)展的要求，讓學(xué)生近距離地體驗到學(xué)科前沿氣息。為了擴大學(xué)生的知識渠道來源，我在教學(xué)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(xué)》，在教學(xué)內(nèi)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(xué)與功能基因組學(xué)》則更側(cè)重功能基因組學(xué)的內(nèi)容[4]。李霞主編的《生物信息學(xué)》在內(nèi)容全面、豐富的同時，也較為側(cè)重功能基因組學(xué)的內(nèi)容，同時還強調(diào)在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用和研究熱點[5]。

該書使用了彩印版，同時伴有光盤、習(xí)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(xué)背景的學(xué)生在計算機實際動手能力方面相對較為弱勢，我在教學(xué)中還特別推薦了幾本結(jié)合生物信息學(xué)與編程語言的書籍供同學(xué)們課后學(xué)習(xí)。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(xué)時和考核方式的設(shè)定

生物信息學(xué)課程盡管面臨學(xué)科發(fā)展的迫切需要，教學(xué)內(nèi)容廣泛而眾多，但由于大學(xué)本科生的學(xué)時學(xué)分限制，目前我們的相關(guān)教學(xué)僅包括32學(xué)時的理論學(xué)時以及兩周的生物信息學(xué)實習(xí)。為了彌補學(xué)時不足的限制，我們更突出強調(diào)了實際表現(xiàn)的考核方式?？己顺煽冎械钠綍r成績由30%上升到40%，包括平時表現(xiàn)、隨堂測驗以及課后作業(yè)等。

（四）存在的主要問題與解決辦法

1.激發(fā)興趣。由于所教授的學(xué)生為生物學(xué)背景，不少學(xué)生均對數(shù)學(xué)、計算機等數(shù)理課程較為恐懼，缺乏學(xué)習(xí)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(xué)辦法進行解決，取得了一定的效果。

（1）去除學(xué)生的恐懼心理。從心理學(xué)上講，恐懼的形成源于過去失敗經(jīng)歷的陰影以及對于未知事物的不確定性。因此，我在教學(xué)中注意突出生物學(xué)在生物信息學(xué)中的重要地位，以生物信息學(xué)領(lǐng)域的成功科學(xué)家為例，破除以往失敗經(jīng)歷的陰影。同時，適當?shù)貪饪s教學(xué)內(nèi)容，降低學(xué)生對未知事物不確定性的恐懼。

（2）激發(fā)學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的熱情。通過教學(xué)的互動，讓學(xué)生在互動中消除對生物信息學(xué)的陌生感，熟悉生物信息學(xué)，激起學(xué)習(xí)的欲望。

（3）在學(xué)習(xí)中感受生物信息學(xué)發(fā)展的脈搏。通過介紹生物信息學(xué)的發(fā)展史，對比歷史上類似的科學(xué)發(fā)展歷程，讓學(xué)生深刻地領(lǐng)悟到當前的生物信息學(xué)在學(xué)科史中的定位。

（4）在實踐中感受生物信息學(xué)的魅力。比如，在進行系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建的講授中，同學(xué)們可以看到由于數(shù)學(xué)算法的使用，原本枯燥無味的序列數(shù)據(jù)居然能夠反映物種和基因的進化歷程。通過教學(xué)中的改革實踐，同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣有了較大的提升。

2.夯實基礎(chǔ)。生物學(xué)背景的學(xué)生另外一個特點是數(shù)理基礎(chǔ)和計算機語言編程能力相對較為薄弱。在教學(xué)過程中，我首先注意引導(dǎo)學(xué)生揚長避短，充分發(fā)揮學(xué)生在生物學(xué)理解能力上的優(yōu)勢，避免進入基礎(chǔ)性的數(shù)學(xué)算法糾纏中。同時，讓學(xué)生認識到，作為一個交叉性的學(xué)科，生物信息學(xué)的上下游學(xué)科鏈較長，同學(xué)們可以根據(jù)自身條件選擇進入不同的環(huán)節(jié)。比如，擅長基礎(chǔ)性的算法工具軟件開發(fā)的同學(xué)可以進入上游的理論環(huán)節(jié)，擅長生物學(xué)理解的同學(xué)可以使用這些工具進入下游的生物信息應(yīng)用領(lǐng)域。第三，在課程設(shè)置上，著重加強生物信息學(xué)方向的數(shù)理基礎(chǔ)課程，比如生物統(tǒng)計、Linux以及Perl語言等，改善生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生在生物信息學(xué)方向的薄弱環(huán)節(jié)。最后，向同學(xué)們強調(diào)，注意在學(xué)習(xí)的過程中提高學(xué)習(xí)能力才是根本。讓同學(xué)們意識到，基礎(chǔ)不是問題，只要提高了學(xué)習(xí)能力，持之以恒地去實踐，均能學(xué)好本門課程。

3.緊跟前沿。生物信息學(xué)是一門前沿性很強的學(xué)科。為了既能提高學(xué)生的知識水平，又提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，這就要求在教學(xué)中既要恰當?shù)丶舨弥R結(jié)構(gòu)和體系，又要有提供充分的學(xué)習(xí)鍛煉空間。為此，我們將課程設(shè)置為雙語課程，這樣做的好處是既不耽誤知識的學(xué)習(xí)，又能適當?shù)靥岣邔W(xué)生的適應(yīng)能力，為學(xué)生在將來英文環(huán)境較普遍的生物信息學(xué)領(lǐng)域中的學(xué)習(xí)研究應(yīng)用打下扎實基礎(chǔ)。同時，為了更適應(yīng)將來學(xué)生對生物信息的使用環(huán)境，同時也為了降低難度，我們的雙語課程更側(cè)重閱讀、理解能力的提高，以避免簡化為英語學(xué)習(xí)課，和普通的英文課程內(nèi)容的重疊。另外，前沿性很強的生物信息學(xué)處處蘊藏著創(chuàng)新的機會，在教學(xué)過程中，我注意鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新意識。比如，學(xué)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(xué)在教學(xué)中既要注重對學(xué)生思維方式的轉(zhuǎn)變的教育，形成用生物信息學(xué)去看待生物大數(shù)據(jù)的思想，而不僅僅是解決某個具體生物學(xué)問題的“小工具”，又要求學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中具備一定的實踐能力。由于長久以來的教育體制和學(xué)習(xí)習(xí)慣的制約，同學(xué)們的學(xué)習(xí)重點仍然集中在知識的記憶、考試的應(yīng)付上面，缺乏對實際動手能力的正確認識。這給生物信息學(xué)這門課程的教學(xué)，特別是實踐教學(xué)帶來了較大的壓力。為此，我在教學(xué)中著重采用身邊的典型案例教學(xué)法進行教學(xué)。比如，以往屆學(xué)生由于其突出的實踐能力最后促成了他畢業(yè)就業(yè)的成功為例，說明動手能力的重要性。貫穿在課程教學(xué)中，我對學(xué)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(xué)習(xí)提高。經(jīng)過思想觀念的轉(zhuǎn)變、實踐中的反復(fù)雕琢提高，學(xué)生們的實踐動手能力都得到了較好的提升。

三、結(jié)語

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

本文認為，只有激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，夯實基礎(chǔ)，注重實踐動手能力，緊跟學(xué)科發(fā)展前沿趨勢，這樣才能切實做好生物信息學(xué)的課程教學(xué)工作，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，以此滿足我國目前該領(lǐng)域?qū)θ瞬诺慕逃枰?，培養(yǎng)出具有一定的實踐操作能力和很強的創(chuàng)新能力的大學(xué)生。

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篇3

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué) 創(chuàng)新實踐能力 教學(xué)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(xué)家以“為復(fù)雜化學(xué)體系設(shè)計了多尺度模型”而獲得了諾貝爾化學(xué)獎，從此生物信息學(xué)（Bioinformatics）真正走到了自然科學(xué)的前臺，成為未來發(fā)展的重要方向和熱點。生物信息學(xué)是以生物學(xué)為核心和靈魂，以數(shù)學(xué)和計算機為基本工具的一門交叉學(xué)科，綜合運用數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)和生物學(xué)的各種工具，獲取、處理、存儲、分發(fā)、分析和解釋生物信息，進而揭示大量數(shù)據(jù)所蘊含的生物學(xué)意義。生物信息學(xué)已經(jīng)成為生物醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、遺傳學(xué)、細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)等學(xué)科發(fā)展的強大推動力量，目前已經(jīng)成為高等院校生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生必須掌握的主要專業(yè)課程。要實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢，離不開科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新驅(qū)動，創(chuàng)新人才的培養(yǎng)自然成為高等院校的主要責(zé)任，高等院校教師需要根據(jù)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的要求不斷的開展教學(xué)改革。鑒于生物信息學(xué)的重要作用，最近幾年各高等院校都相繼開設(shè)了生物信息學(xué)課程，但是由于生物信息學(xué)是一門廣泛的交叉學(xué)科，需要學(xué)生具有較扎實的多學(xué)科基礎(chǔ)知識，且生物信息學(xué)自身發(fā)展迅速，新概念、新算法、新數(shù)據(jù)庫等層出不窮，需要教師不斷跟進，因此生物信息學(xué)的教學(xué)與其他學(xué)科顯示出明顯的不同，舊的教學(xué)方法不能適應(yīng)生物信息學(xué)課程的發(fā)展。生物信息學(xué)教學(xué)改革的內(nèi)容應(yīng)該著重于提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。該文將生物信息學(xué)教學(xué)改革中總結(jié)的經(jīng)驗，從教學(xué)理念、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和考試改革等方面，對在生物信息學(xué)課程的教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力進行了討論。

1 教學(xué)理念上強調(diào)學(xué)生的實踐能力和自主創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

生物信息學(xué)是一門實踐性非常強的學(xué)科，同時具有多學(xué)科交叉的特點。對于非生物信息學(xué)專業(yè)的生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生，主要課堂目標是熟練應(yīng)用各種軟件、數(shù)據(jù)庫解決實際的生物學(xué)問題，而不是研究新算法、開發(fā)新程序。非生物信息學(xué)專業(yè)的學(xué)生一般具有較好的生物學(xué)基礎(chǔ)，對于核酸、蛋白質(zhì)等相關(guān)知識已經(jīng)較為熟悉，在教學(xué)中不必過多重復(fù)，而對于生物信息學(xué)中的數(shù)學(xué)模型，程序原理等內(nèi)容具有較大的學(xué)習(xí)障礙，經(jīng)過我們的教學(xué)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對于這些內(nèi)容的不理解并不會顯著影響其應(yīng)用軟件的實踐能力。因此，對于非生物信息學(xué)專業(yè)的生物信息學(xué)本科課程，應(yīng)當簡化復(fù)雜難懂的理論知識，注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，使學(xué)生可以應(yīng)用生物信息學(xué)工具對生物數(shù)據(jù)進行分析，解決實際問題，在使用生物信息學(xué)工具解決實際問題的時候?qū)ι镄畔W(xué)產(chǎn)生興趣，增強創(chuàng)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(xué)方法

為了強調(diào)學(xué)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(xué)方法。（1）將授課地點定在計算機網(wǎng)絡(luò)教室，接駁互聯(lián)網(wǎng)的計算機安裝有課堂管理系統(tǒng)，實時演示教師的操作。教師在授課過程中結(jié)合具體實例邊講解邊示范操作，學(xué)生邊聽課邊練習(xí)。（2）對課件增加圖片、視頻、音頻等多媒體素材，使抽象的、靜態(tài)的生物信息學(xué)知識以具體的、動態(tài)的形式演示，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對知識的掌握程度。例如在講解蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)相關(guān)知識時，教師需準備好各種蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)素材，并使用（同時教會學(xué)生使用）專業(yè)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)看圖軟件進行演示操作，這樣可以顯著提高學(xué)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(xiàn)場和計算機操作屏幕的錄像，將視頻放到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上，供學(xué)生課后觀看，降低生物信息學(xué)學(xué)習(xí)難度。（4）進行隨堂在線操作練習(xí)，以教師和學(xué)生分別自設(shè)題目的方式開展創(chuàng)新實踐練習(xí)，促進學(xué)生創(chuàng)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(xué)生計算機應(yīng)用能力。（5）采用雙語授課，提高學(xué)生專業(yè)英語能力。生物信息學(xué)的實際操作離不開數(shù)據(jù)庫和軟件，而目前國際上通用的生物信息學(xué)在線數(shù)據(jù)庫和常用軟件的界面都是英文，因此學(xué)生必須能看懂生物信息學(xué)相關(guān)概念的英文說法。我們采用雙語授課，對課程中的關(guān)鍵信息再使用中文重點講解一遍。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)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(fù)的方式幫助學(xué)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(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)送給學(xué)生，并列出來關(guān)鍵名詞，供學(xué)生提前預(yù)習(xí)，減少課堂上直接聽英文的難度，在數(shù)據(jù)庫和軟件中，安排學(xué)生多次使用同一個軟件，同一個數(shù)據(jù)庫，對常用的詞語進行重點說明，從而減小學(xué)習(xí)壓力，增強學(xué)習(xí)信心。本方法增強了學(xué)生主動學(xué)習(xí)生物信息學(xué)自主能力，同時提高了學(xué)生英文聽、說、讀、寫等能力。（6）發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢，教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容從網(wǎng)上下載教學(xué)輔助資料，充分利用網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有資源，并通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺為學(xué)生提供教學(xué)資源，將制作的教學(xué)課件、教學(xué)大綱、教學(xué)錄像、參考文獻、思考題、自測題等上傳到教學(xué)平臺上，使學(xué)生隨時隨地在教學(xué)平臺里面進行下載教學(xué)課件、回答問題、提出問題，老師或者同學(xué)可以對所提問題進行網(wǎng)上解答、探討。教師還可以通過網(wǎng)上論壇、聊天室、QQ、E-mail等對學(xué)生學(xué)習(xí)和生活進行指導(dǎo)和關(guān)心，可以及時了解掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有利于教師不斷調(diào)整教學(xué)方案，達到更好的教學(xué)效果。

3 教學(xué)內(nèi)容上增強課程應(yīng)用性

生物信息學(xué)的課程內(nèi)容很多，具有很強的跨專業(yè)性，由于課時和學(xué)生專業(yè)的限制，我們應(yīng)選擇性地進行授課，教學(xué)內(nèi)容主要強調(diào)課程實踐應(yīng)用性。（1）要在課程的第一節(jié)課明確生物信息學(xué)在生物學(xué)中的作用，講解幾個有趣而又簡單的生物信息學(xué)應(yīng)用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。（2）對于理論知識只講解其中最為基礎(chǔ)而不可缺少的，并結(jié)合實際操作使學(xué)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(xué)應(yīng)用實例，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。（3）增加實驗課學(xué)時，增強學(xué)生動手操作實踐能力。生物信息學(xué)主要是通過計算機軟件完成對生物數(shù)據(jù)的分析，分析過程中易出現(xiàn)各種錯誤，需要在多次操作實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗才能熟悉。因此增加實驗課學(xué)時會明顯增加學(xué)生的實踐能力。我們每一節(jié)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(xué)生理解軟件中應(yīng)用的原理，不會出現(xiàn)在實驗課時理論與實驗脫節(jié)的現(xiàn)象。（4）生物信息學(xué)發(fā)展迅速，需不斷把握國際最新進展，更新知識庫，使學(xué)生學(xué)到最新的技術(shù)，更好的應(yīng)用到實踐中。因此我們密切關(guān)注學(xué)科發(fā)展動態(tài)，掌握最新研究成果，每學(xué)期的教學(xué)隨時進行知識更新，及時將國內(nèi)外及教師的新知識、新成果作為教學(xué)內(nèi)容的一部分傳遞給學(xué)生。同時我們使用雙語授課，并保證授課內(nèi)容緊跟生物信息學(xué)的前沿，保證學(xué)生學(xué)到的都是最新的知識，刺激學(xué)生探索與實踐的欲望。

4 考試改革上促進學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新思維

考試改革的目的是強化實踐教學(xué)，注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng);發(fā)揮教學(xué)中的積極性、主動性、創(chuàng)新性;在加強素質(zhì)教育的基礎(chǔ)上擴寬專業(yè)教育;培養(yǎng)“寬厚型、復(fù)合型、創(chuàng)新型、外向型”人才。考試可分為期末考試、平時練習(xí)和上機考試等三部分。期末考試使用傳統(tǒng)的考試方式。平時練習(xí)為教學(xué)中的課堂練習(xí)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(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的隨堂在線操作，隨堂在線測試的內(nèi)容主要是使用各種軟件和數(shù)據(jù)庫分析生物數(shù)據(jù)的操作實踐，增強學(xué)生理論應(yīng)用實踐的綜合能力。例如給出一個蛋白質(zhì)的名稱，讓學(xué)生查詢此蛋白質(zhì)的序列、理化性質(zhì)、翻譯后修飾等信息，預(yù)測蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)，三維結(jié)構(gòu)等操作。學(xué)生使用計算機在線完成指定的生物信息學(xué)分析內(nèi)容，考查學(xué)生掌握實踐操作的程度，促進學(xué)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(xué)生計算機應(yīng)用能力。這種考試模式可以顯著的提高學(xué)生實踐的積極性。

5 結(jié)語

總之，生物信息學(xué)教學(xué)需要培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)的能力和在實踐中自主創(chuàng)新獲取知識的技能，使學(xué)生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。為了提高學(xué)生創(chuàng)新性思維和實踐操作能力，生物信息學(xué)教學(xué)改革應(yīng)從以下幾方面進行：在教學(xué)理念上，強調(diào)學(xué)生的實踐動手能力、創(chuàng)新思維的培養(yǎng);在教學(xué)方法上，采用啟蒙式、研討式、運用式等生動形象的教學(xué)方法;在教學(xué)內(nèi)容上，增加實驗學(xué)時，增強課程應(yīng)用性，理論為實踐服務(wù);在考試改革上，采用多種考查考核方式促進學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新思維。在今后的教學(xué)工作中，我們將繼續(xù)探索行之有效的教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)模式，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新實踐意識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力，以滿足現(xiàn)代社會對創(chuàng)新型人才的需求。

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篇4

【關(guān)鍵詞】移動教學(xué)微課翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)生物信息學(xué)

【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(xué)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(xué)科。它以生物學(xué)研究中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為研究對象，綜合運用計算機科學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、數(shù)學(xué)和生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科中的知識與方法，對研究數(shù)據(jù)進行獲取、分析、加工與存儲，揭示這些數(shù)據(jù)中所蘊含的生物學(xué)規(guī)律[1，2]。近年來，隨著測序技術(shù)的革新，產(chǎn)生了海量的基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、代謝組、表觀組等組學(xué)數(shù)據(jù)，以及序列和結(jié)構(gòu)變異數(shù)據(jù)，生命科學(xué)研究者相應(yīng)配套開發(fā)了大量的數(shù)據(jù)分析軟件和數(shù)據(jù)庫，有力推動了生命科學(xué)的發(fā)展。因此，開展生物信息學(xué)課程對生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生至關(guān)重要。

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

一、傳統(tǒng)教學(xué)模式及其存在的問題

生物信息學(xué)是交叉學(xué)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(yǎng)學(xué)生解決相應(yīng)實際問題的能力，具有明顯的綜合性、前沿性和應(yīng)用性強等特點。在有限課時內(nèi)讓大部分學(xué)生理解當前生物信息學(xué)主要理論知識、熟悉各類數(shù)據(jù)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(xué)生的學(xué)習(xí)都是不小挑戰(zhàn)。在生物信息學(xué)教學(xué)實踐過程中我們發(fā)現(xiàn)以下四個方面的問題：

1.課程要求和課時數(shù)不匹配

生物信息學(xué)是近年來，應(yīng)分析基因組等海量數(shù)據(jù)的迫切需求，而興起的一門新興交叉學(xué)科，要求學(xué)生不僅具備生物學(xué)的相關(guān)知識，而且還需具備計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)等學(xué)科的相關(guān)知識。對于生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，其信息科學(xué)背景知識薄弱，而且不同專業(yè)所講述的生物學(xué)知識也不盡相同，這就要求更多的時間介紹相關(guān)基礎(chǔ)知識。另外，生物信息學(xué)研究內(nèi)容更新速度快，教學(xué)內(nèi)容也需要更多的課時進行擴展和更新。但是多數(shù)專業(yè)的教學(xué)大綱中生物信息學(xué)課程的課時數(shù)非常有限，教學(xué)內(nèi)容多與課時數(shù)少的矛盾非常突出。

2.學(xué)生實際數(shù)據(jù)分析能力訓(xùn)練不夠

生物信息學(xué)是一門高度強調(diào)實際數(shù)據(jù)分析能力的學(xué)科，大多數(shù)學(xué)生此前沒有接觸過相關(guān)分析內(nèi)容，盡管興趣強烈，但是實驗操作時間遠遠不能滿足學(xué)生的需求。另外，學(xué)生畢業(yè)后不管是選擇從事生物信息相關(guān)行業(yè)，還是選擇在生物信息學(xué)領(lǐng)域繼續(xù)深造，都需要具備足夠的數(shù)據(jù)分析能力。教學(xué)過程中很難在有限的課時內(nèi)提升實驗分析強度，個性化地解決學(xué)生在實驗分析中遇到的問題，幫助學(xué)生將強烈的學(xué)習(xí)興趣轉(zhuǎn)化為堅實的分析技能。

3.教材更新速度過慢

生物信息學(xué)研究內(nèi)容更新速度快，新領(lǐng)域、新問題、新數(shù)據(jù)、新方法和新結(jié)論層出不窮。但是目前大部分生物信息學(xué)教材的主要講述內(nèi)容仍是基本的數(shù)據(jù)庫搜索、核酸和蛋白質(zhì)序列分析和序列比對等內(nèi)容，而目前主要的研究內(nèi)容涉及較少，例如基于序列和結(jié)構(gòu)變異的群體遺傳研究和全基因組關(guān)聯(lián)分析研究。

4.學(xué)生專業(yè)英語掌握不夠

生物信息學(xué)研究中絕大多數(shù)重要的數(shù)據(jù)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(xué)過程中，一些數(shù)據(jù)庫的說明和返回結(jié)果學(xué)生都表示理解起來很困難，自己動手查閱的主動性不夠，導(dǎo)致教學(xué)效果大打折扣，也挫敗了很多學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動性。

二、現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)資源

1.微課

微課源于美國北愛荷華大學(xué)的LeRoyA.McGrew教授，其主題和重點突出，內(nèi)容短小精悍、交互性好，表現(xiàn)形式多樣，短時間內(nèi)有明確的教學(xué)目標，集中說明一個問題。微課允許學(xué)生利用碎片化的時間進行學(xué)習(xí)，提供了泛在學(xué)習(xí)的可行性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，是傳統(tǒng)教學(xué)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(wǎng)絡(luò)之上，可在教學(xué)過程中加以引進和應(yīng)用。

2.國家精品課程的網(wǎng)絡(luò)資源

國家精品課程是具有一流教師隊伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等特點的示范性課程。國家精品課程資源網(wǎng)（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(xué)課程。學(xué)生可以課下利用便利的因特網(wǎng)和4G無線網(wǎng)絡(luò)進行自主學(xué)習(xí)，不僅可以擴展知識面，還可以對課堂內(nèi)容進行有效的復(fù)習(xí)和鞏固。

3.網(wǎng)絡(luò)公開課

網(wǎng)絡(luò)公開課是指高校在網(wǎng)上提供課堂實錄的錄像，將優(yōu)勢教育資源呈現(xiàn)在全世界求知者前。目前網(wǎng)絡(luò)公開課的資源非常豐富，不僅包括高校網(wǎng)站上的公開資源，例如北京大學(xué)高歌老師等主講的生物信息學(xué)導(dǎo)論，還包括一些大型網(wǎng)站上的公開課資源，例如網(wǎng)易公開課、新浪公開課、MOOC網(wǎng)和央視網(wǎng)的中國公開課等等。另外，網(wǎng)絡(luò)上也有一些國外高校的公開課程。

4.移動教學(xué)資源

筆記本、手機和iPad等移動網(wǎng)絡(luò)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(xué)的教學(xué)改革提供了新的途徑。陳亮等將移動網(wǎng)絡(luò)工具引入生物信息學(xué)課堂教學(xué)，事件證明移動教學(xué)方法比傳統(tǒng)的教學(xué)模式更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和實踐興趣，提高學(xué)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(xué)效果[6]。

三、網(wǎng)絡(luò)資源在生物信息學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用模式探索

雖然目前關(guān)于生物信息學(xué)課程的網(wǎng)絡(luò)資源較多，但是在生物信息學(xué)相關(guān)教學(xué)工作中應(yīng)用的并不多，尤其是綜合翻轉(zhuǎn)課堂、微課和移動網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等的新型教學(xué)方法的應(yīng)用?？紤]到生物信息學(xué)這門新型交叉學(xué)科教學(xué)中存在的問題，充分利用公共網(wǎng)絡(luò)資源和新型教學(xué)手段，勢在必行。具體原因和方法如下：

1.建立基于“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂是通過提前介紹教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標，并且公布相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源的獲取地址和方法，讓學(xué)生在課前完成學(xué)習(xí)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(dǎo)等形式，完成學(xué)生“內(nèi)化知識”的過程。通過課堂教學(xué)過程的翻轉(zhuǎn)，將大量教學(xué)內(nèi)容和實踐分析翻轉(zhuǎn)到學(xué)生課前進行，利用有限的課堂教學(xué)時間，組織學(xué)生開展問題探討和項目分析，協(xié)助學(xué)生掌握和消化復(fù)雜的生物信息理論和分析技能更好地內(nèi)化于心，有效解決教學(xué)內(nèi)容多與課時數(shù)不足的矛盾。

2.教學(xué)資源的進一步完善

翻轉(zhuǎn)課堂需要將教學(xué)課件、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標、網(wǎng)絡(luò)資源地址、前期錄制的教學(xué)錄像和輔導(dǎo)資料等在學(xué)校教學(xué)平臺進行和實施，以便于學(xué)生隨時進行學(xué)習(xí)和查閱。

3.教學(xué)平臺的搭建

作為高度強調(diào)實驗分析能力的一門學(xué)科，強化學(xué)生分析能力是重要的教學(xué)目標。課程組需要搭建簡易的生物信息服務(wù)器，并提前放置教學(xué)內(nèi)容所涉及的生物信息學(xué)軟件和例子數(shù)據(jù)，然后在整個學(xué)期向?qū)W生開放，便于學(xué)生隨時隨地進行數(shù)據(jù)分析實驗，強化理論與實踐的結(jié)合。

4.課程評價方式的改進

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

綜上所述，充分考慮生物信息學(xué)的課程特點，探討傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題，通過教學(xué)模式和方法的改革，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，解決在教學(xué)過程中遇到的問題，為該課程教學(xué)目標的實現(xiàn)提供參考。

參考文獻： 

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

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

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

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

篇5

關(guān)鍵詞：個性化習(xí)題；生物信息學(xué)；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(xué)是生物學(xué)、計算機科學(xué)和信息技術(shù)等支持的，包括存儲、組織和生物數(shù)據(jù)檢索的一個現(xiàn)代交叉學(xué)科。隨著分子生物學(xué)和信息技術(shù)的不斷突破，各種生物數(shù)據(jù)的獲得變得非常容易，但是如何對這些數(shù)據(jù)進行組織、分析和處理，并從中發(fā)掘出能用于解決生物科學(xué)問題的信息，成為目前生命科學(xué)的難點和熱點。生物信息學(xué)因此應(yīng)運而生，其本身不僅是研究現(xiàn)代生物學(xué)，也是研究其對工業(yè)、醫(yī)療等重要領(lǐng)域影響的一門實踐性學(xué)科（Bloom，2001）。

一般認為，生物信息學(xué)主要滲透到統(tǒng)計數(shù)學(xué)、計算機和生命科學(xué)，尤其是生命科學(xué)的組學(xué)領(lǐng)域（郭麗等，2014），因此在教學(xué)中，生物信息學(xué)的教學(xué)內(nèi)容往往因?qū)W生背景不同而會有不同的側(cè)重。這就需要教師根據(jù)學(xué)生的背景及知識結(jié)構(gòu)的需求來合理安排教學(xué)。本文根據(jù)近年來對生物信息學(xué)教學(xué)的經(jīng)驗，從教學(xué)方法、個性化練習(xí)題對學(xué)生上機的促進及QQ群投票功能在教學(xué)中的應(yīng)用等方面進行了總結(jié)，對如何能夠提高生命科學(xué)學(xué)院的學(xué)生學(xué)習(xí)此門課程的興趣進行了探討。

一、現(xiàn)代教學(xué)方法的利與弊

隨著計算機科技的不斷進步，教學(xué)已經(jīng)從傳統(tǒng)的板書模式進入到現(xiàn)代多媒體教學(xué)模式中。多媒體技術(shù)應(yīng)用的初衷是提高學(xué)生的參與度，滿足教學(xué)手段更民主、多元化及個性化的教學(xué)目標，其優(yōu)點為表現(xiàn)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(jié)省了大量的板書時間，同時教師可將教學(xué)的重點、難點鏈接，以益于學(xué)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(xué)容量加大，但正是這些優(yōu)勢也伴隨相應(yīng)的問題：（1）重形式而忽視教學(xué)內(nèi)容。很多學(xué)校在進行教學(xué)管理及評價時，過分關(guān)注多媒體課件的形式以及學(xué)生的感受，導(dǎo)致有些教師過分注重多媒體的表現(xiàn)形式而忽視了教學(xué)的主要內(nèi)容。（2）教學(xué)容量和學(xué)生的吸收量之間反差較大。由于教學(xué)內(nèi)容和容量的增大，教師并沒有根據(jù)授課對象的具體情況合理安排和講授學(xué)科內(nèi)容，而被動的成了多媒體的播放員和解說員?？傊?，多媒體教學(xué)利大于弊，因而成為教學(xué)改革和發(fā)展的必然產(chǎn)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(xué)效果。

二、個性化習(xí)題是學(xué)生實踐提高的強力推動器

生物信息學(xué)是一門實踐性非常強的學(xué)科，為了加強學(xué)生的實踐能力，教師要綜合應(yīng)用啟發(fā)式、運用式及討論式等多種教學(xué)方法來激發(fā)學(xué)生的興趣。筆者在課堂實踐中，充分發(fā)揮個性化習(xí)題的作用，將教師的科研滲入到課堂，注重理論與實踐相結(jié)合，努力提高學(xué)生解決實際問題的綜合能力。比如，在講授第五章內(nèi)容電子克隆部分，此章節(jié)目的是通過一段表達序列標簽（EST），綜合應(yīng)用Blast、序列比對、步查法等方法查找各種數(shù)據(jù)庫，通過軟件的應(yīng)用進行拼接、預(yù)測、去除內(nèi)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(xué)練習(xí)中，全班同學(xué)的任務(wù)一樣，難以知道學(xué)生是否真正掌握所教授的內(nèi)容，為此，筆者將學(xué)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(yè)論文中涉及的EST序列去進行電子克隆練習(xí)，通過這種個性化習(xí)題的隨堂練習(xí)，能顯著強化學(xué)生的計算機應(yīng)用能力和實踐能力，同時也能提高學(xué)生在教學(xué)中的積極性、主動性和創(chuàng)新性。

三、發(fā)揮QQ群的投票功能在教學(xué)練習(xí)中的作用

生物信息學(xué)是一門交叉學(xué)科，對于非生物信息學(xué)專業(yè)的生命學(xué)院的學(xué)生而言，雖然教學(xué)大綱只要求學(xué)生掌握一些基本軟件的原理及數(shù)據(jù)庫的熟練使用。但是，這需要學(xué)生具有扎實的生物化學(xué)、遺傳學(xué)、細胞學(xué)及分子生物學(xué)的基礎(chǔ)知識。比如，在講授第三章“核酸序列的分析”時，會要求學(xué)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(yù)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(xué)生必須明確這些分子生物學(xué)的概念，否則在有限的生物信息學(xué)課堂上，會變成分子生物學(xué)或遺傳學(xué)的復(fù)習(xí)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(yīng)用到課外教學(xué)輔助平臺的基礎(chǔ)上，充分發(fā)掘QQ群的投票及評論功能為教學(xué)所用，例如教授第三章前，將課件放到QQ群的文件中，讓學(xué)生去預(yù)習(xí)。為激發(fā)學(xué)生預(yù)習(xí)的主動性，要求學(xué)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(shè)置，相應(yīng)的對投票選項1、2、3、4分別設(shè)置成A、B、C、D，這樣教師可根據(jù)需要將知識點轉(zhuǎn)化成練習(xí)題，以加強學(xué)生的學(xué)習(xí)。同時，也可鼓勵學(xué)生將一些新的感興趣的話題或問題置于QQ群?？傊?，QQ群的投票功能可以成為教師與學(xué)生課下交流的一扇窗口，成為生物信息學(xué)的一種及時且重要的學(xué)習(xí)工具。

四、建議與展望

生物信息學(xué)是一門新興學(xué)科，但我國無論是在對學(xué)科的重視還是發(fā)展程度上，與國外都存在一定的差距。在美國，計算生物學(xué)國際協(xié)會教育委員會一直致力于將生物信息學(xué)整合到高中生物教材中，學(xué)生在高中即接觸生物信息學(xué)，而且高校對高中生物信息學(xué)的教學(xué)提供相應(yīng)的培訓(xùn)課程和網(wǎng)上資源，生物信息學(xué)和其他分子生物學(xué)、植物學(xué)等一樣較早的深入到學(xué)生的知識體系中。而我國由于該學(xué)科產(chǎn)生的歷史較短，課程的開設(shè)集中在“985”、“211”重點院校的生物信息學(xué)專業(yè)，盡管近十年來，各大高校也意識到此學(xué)科的重要性，且課程也在逐步在開設(shè)，但由于學(xué)時短，很多教學(xué)僅限于學(xué)生掌握基本的數(shù)據(jù)庫的查詢。為使生物信息學(xué)能在普通院校的生命科學(xué)學(xué)院能很好的開展，各個高校應(yīng)建立合適的課程教學(xué)內(nèi)容。雖然近年“生物信息學(xué)”課程在各高校紛紛開設(shè)，但由于生物信息學(xué)是一門發(fā)展中的學(xué)科，它的理論及內(nèi)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(nèi)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(xué)專業(yè)的本科生，想在較短的時間內(nèi)（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(jù)學(xué)生基礎(chǔ)及院校的人才培養(yǎng)目標和現(xiàn)今生物信息學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀建立合理的課程內(nèi)容體系。另外，由于缺乏合適的專業(yè)人才，生物專業(yè)的生物信息學(xué)的師資力量薄弱，無法建成高水平的教學(xué)隊伍。因此，加大生物信息學(xué)教師的培養(yǎng)力度，建成一支專業(yè)的、年齡和知識結(jié)構(gòu)合理的師資隊伍，是提高本科院校生物信息學(xué)教學(xué)的關(guān)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(xué)實踐課教學(xué)改革探索[J].南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2014，（2）：165-167.

[3]張林，柴惠.現(xiàn)代教學(xué)手段在生物信息學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].新課程研究，2011，（219）：156-157.

篇6

摘要：生物信息學(xué)是較新的交叉學(xué)科，大部分文獻資料都是英文的，對學(xué)生的專業(yè)英Z能力要求較高，僅靠開幾門課遠遠不夠。應(yīng)用驅(qū)動的生物信息學(xué)專業(yè)英語教學(xué)體系在大學(xué)英語和專業(yè)英語課程的基礎(chǔ)上，以應(yīng)用為驅(qū)動和引導(dǎo)，以網(wǎng)絡(luò)資源查詢、專業(yè)軟件使用及專業(yè)文獻資料的閱讀及寫作為核心內(nèi)容，使學(xué)生在課程設(shè)計、綜合實驗及科研等實踐過程中提高專業(yè)英語水平，收到了良好的效果。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用驅(qū)動；生物信息學(xué)；專業(yè)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(xué)是近年新興的一門交叉學(xué)科，其研究內(nèi)容包含了生物信息的獲取、處理、儲存、分發(fā)、分析和解釋等在內(nèi)的所有方面，它綜合運用數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)和生物學(xué)的各種工具，來闡明和理解大量數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義（張春霆，2000）。與其他的生物學(xué)專業(yè)一樣，該專業(yè)要求學(xué)生掌握基本的專業(yè)英語閱讀和寫作能力；同時，由于是新興專業(yè)，其大部分專業(yè)資料，包括專業(yè)網(wǎng)絡(luò)資源、常用軟件和文獻資料等大都是英文，并且對生物學(xué)、計算機及數(shù)學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)英語詞匯都有一定要求，因此，生物信息學(xué)專業(yè)對于專業(yè)英語的要求比其他專業(yè)更高一些。近年，人們陸續(xù)提出將任務(wù)或項目驅(qū)動教學(xué)法（周冬菊等，2011）、CBI（Content-based Instruction）專業(yè)英語教學(xué)法（智慧，2011）等應(yīng)用于生物類專業(yè)英語教學(xué)，并強調(diào)網(wǎng)絡(luò)資源和應(yīng)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(yè)英語教學(xué)中的作用。重慶郵電大學(xué)生物信息學(xué)院生物信息學(xué)本科專業(yè)通過總結(jié)不同的教學(xué)方法，結(jié)合生物信息學(xué)專業(yè)自身的特點，系統(tǒng)地提出了應(yīng)用驅(qū)動的生物信息學(xué)專業(yè)英語教學(xué)體系，并收到了良好的教學(xué)效果。

二、體系構(gòu)成

應(yīng)用驅(qū)動的生物信息學(xué)專業(yè)英語教學(xué)體系由兩部分組成：①基礎(chǔ)部分，包括大學(xué)英語和生物信息學(xué)專業(yè)英語；②應(yīng)用部分，包括雙語教學(xué)課程、生物信息學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源、生物學(xué)軟件及專業(yè)文獻資料閱讀及寫作。內(nèi)容由淺到深，從基礎(chǔ)教學(xué)逐步過渡到專業(yè)應(yīng)用。整個體系以應(yīng)用為驅(qū)動和向?qū)В浜诵膬?nèi)容是網(wǎng)絡(luò)資源查詢、專業(yè)軟件使用及專業(yè)文獻資料的閱讀及寫作，其形式主要為課程設(shè)計、綜合實驗及學(xué)生課外科研。

1.大學(xué)英語。大學(xué)英語教學(xué)分為基礎(chǔ)階段和應(yīng)用提高階段（田志環(huán)，2008），大學(xué)英語是基礎(chǔ)階段的主要英語教學(xué)形式，在高中階段語法學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，鞏固提高學(xué)生的英語聽、說、讀、寫能力，為后面的應(yīng)用階段英語教學(xué)奠定基礎(chǔ)。

2.專業(yè)英語課程。生物信息學(xué)專業(yè)英語課程是基礎(chǔ)階段到應(yīng)用提高階段的過渡，其教材根據(jù)本專業(yè)的特點采用自編教材，內(nèi)容除生物信息相關(guān)內(nèi)容外，還兼顧生物、計算機和數(shù)學(xué)（主要是概率統(tǒng)計）等領(lǐng)域。生物信息學(xué)專業(yè)英語課程內(nèi)容分三個層次：專業(yè)英語，主要是理科專業(yè)英語的特點，常用句型；生物類專業(yè)英語，主要是了解生物學(xué)專業(yè)名詞的構(gòu)詞特點及熟悉常見生物學(xué)專業(yè)名詞；生物信息學(xué)專業(yè)英語，了解生物信息學(xué)常見的研究領(lǐng)域，熟悉生物信息學(xué)專業(yè)詞匯。內(nèi)容從一般到特殊，學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)初步了解生物信息學(xué)專業(yè)英語的特點，掌握基本的專業(yè)詞匯。

3.雙語教學(xué)專業(yè)課。生物信息學(xué)專業(yè)的雙語課程是整個專業(yè)英語教學(xué)體系的核心，是學(xué)生掌握專業(yè)英語詞匯的主要途徑。雙語課程包括分子生物學(xué)、進化生物學(xué)、Perl程序設(shè)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(xué)生的課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，在掌握專業(yè)知識的同時，熟悉生物信息學(xué)專業(yè)詞匯，提高專業(yè)英語閱讀能力。

4.網(wǎng)絡(luò)資源。隨著生物信息學(xué)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)上英文的生物信息學(xué)資源也越來越多，主要包括生物學(xué)數(shù)據(jù)庫、多媒體生物信息學(xué)資料（如新一代測序儀介紹等）及公開課視頻資料。網(wǎng)絡(luò)生物數(shù)據(jù)庫如GenBank、UniProt、Ensembl、Pfam、PDB等包含了大量的生物學(xué)數(shù)據(jù)及分析工具，內(nèi)容系統(tǒng)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(xué)專業(yè)英語學(xué)習(xí)的寶貴資源。這些數(shù)據(jù)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(xué)習(xí)這些網(wǎng)絡(luò)資源的同時，專業(yè)英語能力也會有極大的提高。另外，網(wǎng)絡(luò)上的很多公開課，如亞利桑那大學(xué)的“生物多樣性”、可汗學(xué)院的“生物學(xué)”及“概率”、麻省理工學(xué)院的“生物學(xué)導(dǎo)論”等，都是很好的在線學(xué)習(xí)資源。

5.生物信息學(xué)軟件。生物信息學(xué)領(lǐng)域很多常用的軟件，如序列比對軟件BLAST、FAST、TeeCoffee、ClustalW/X系統(tǒng)發(fā)育分析軟件MEGA、PAUP、PHYLIP、PAML，新一代測序數(shù)據(jù)分析軟件Velvet、SOAP、Bowtie、BWA等及其他生物信息學(xué)領(lǐng)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(guān)領(lǐng)域的英文專業(yè)詞匯。

6.專業(yè)文獻資料閱讀。在學(xué)生的生物信息學(xué)課程設(shè)計、生物信息學(xué)綜合實驗、畢業(yè)設(shè)計、科研班及創(chuàng)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(yè)詞匯的基礎(chǔ)上，通過英文文獻資料的閱讀，進一步提高了學(xué)生的專業(yè)英語閱讀水平，并初步掌握生物信息學(xué)專業(yè)英語寫作的基本要求，對于學(xué)生以后的研究生階段的學(xué)習(xí)或?qū)I(yè)相關(guān)工作奠定了專業(yè)英語基礎(chǔ)。

三、教學(xué)效果

專業(yè)英語學(xué)習(xí)的最終目的是應(yīng)用，主要包括專業(yè)英語文獻資料的閱讀及論文寫作，因此，對于教學(xué)效果也主要從閱讀和寫作兩方面進行評價。

1.專業(yè)英語閱讀。經(jīng)過幾年系統(tǒng)的專業(yè)英語學(xué)習(xí)，學(xué)生從入學(xué)時覺得專業(yè)英語神秘莫測，看到英文資料就跳過，到畢業(yè)時能比較順利地閱讀專業(yè)文獻資料，查詢GenBank等英文專業(yè)數(shù)據(jù)庫，也不再害怕使用英文界面的專業(yè)軟件。

2.專業(yè)英語寫作。在專業(yè)英語閱讀能力提高的基礎(chǔ)上，學(xué)生的專業(yè)英語寫作能力也有了較大提高。尤其是科研班的同學(xué)，基本上可以用英語將自己的科研工作總結(jié)成論文初稿，畢業(yè)論文中的英文摘要也較少出現(xiàn)語法和拼寫錯誤。

經(jīng)過四年的學(xué)習(xí)，學(xué)生生物信息學(xué)專業(yè)英語的閱讀和寫作能力都有了較大提高，為進一步的學(xué)習(xí)和工作打下了良好的基礎(chǔ)。

四、結(jié)語

該體系以應(yīng)用為導(dǎo)向，從基礎(chǔ)到應(yīng)用，由易到難，主要培養(yǎng)學(xué)生的生物信息學(xué)專業(yè)英語閱讀能力，兼顧專業(yè)英語寫作訓(xùn)練，取得了較好的效果。英語的學(xué)習(xí)是一個積累與逐步提高的過程，專業(yè)英語更是如此，尤其是專業(yè)詞匯的積累需要大量的閱讀與寫作實踐。因此，要使學(xué)生學(xué)好專業(yè)英語，僅靠開幾門課是遠遠不夠的。學(xué)生通過課程設(shè)計及生物信息學(xué)綜合實驗等應(yīng)用性課程及課外科研活動，在掌握了專業(yè)知識的同時提高了專業(yè)英語閱讀和寫作能力，為進一步深造打下基礎(chǔ)。

參考文獻：

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[4]劉進平，莊南生，王英，唐燕瓊，許云，黃小龍.生物類專業(yè)英語利用互聯(lián)網(wǎng)資源輔助教學(xué)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(yīng)用為中心”的生物類專業(yè)英語教學(xué)改革與實踐[J].大學(xué)教育，2013，（12）.

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

篇7

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

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(jīng)網(wǎng)絡(luò)是在神經(jīng)生理學(xué)、生物學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機學(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40年代，隨著醫(yī)學(xué)、生物學(xué)家們對人腦神經(jīng)的結(jié)構(gòu)、組成以及信息處理的工作原理的認識越來越充分，有學(xué)者提出以數(shù)學(xué)和物理方法對人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行抽象，并建立簡化的模型，用以進行信息處理，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)元之間的連接強度，神經(jīng)元之間的連接關(guān)系中蘊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、較強的適應(yīng)性、自組織性、并行分布式等特點，其實現(xiàn)主要是通過網(wǎng)絡(luò)的變換和動力學(xué)行為，涉及數(shù)學(xué)、生物學(xué)、人工智能、計算機科學(xué)、非線性動力學(xué)等多個學(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)、模式識別、組合優(yōu)化、預(yù)測等多個領(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。人類的基因中蘊含著大量有用信息，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對這些海量的信息進行識別與分類，進而進行相關(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)對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測，基因表達譜數(shù)據(jù)的分析，蛋白質(zhì)互作位點的預(yù)測等等，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)實踐，從以下幾個方面進行探討。

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)，面對滿黑板的公式，學(xué)生很難提起興趣去認真學(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)課的時候要生動，以引起學(xué)生對將要學(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)動機莫過于學(xué)生對所學(xué)知識有求知的興趣?！敝挥性谶@種動機下的學(xué)習(xí)，才會提高自身的主動性與自覺性，達到提高教學(xué)質(zhì)量的目的[3]。例如，在講解hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時候，通過舉例對蘋果、橘子的質(zhì)地、形狀、重量等特征的描述，運用“0，1”進行量化描述，然后應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(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，對相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行優(yōu)化，改進，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，計算起來復(fù)雜又煩瑣，學(xué)生會覺得索然無趣，厭學(xué)情緒嚴重。在教學(xué)過程中，教師要精心設(shè)計，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)的實驗數(shù)據(jù)分析與處理等問題。

二、理論教學(xué)與實驗教學(xué)相結(jié)合

除了在理論課堂上將基本的理論知識傳輸給學(xué)生，教師還應(yīng)該安排若干實驗教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生以實驗為主，將理論課上所學(xué)的知識運用到解決實際問題中來，理論聯(lián)系實際，主動操作思考，觀察，分析，討論，以培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。一旦學(xué)生自己動手處理一些問題后，很自然地就會對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一種親切感，并能強烈激發(fā)起學(xué)生繼續(xù)探究下去的興趣。對于同一問題，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)生自己動手編寫相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)模型程序，并且給予改進，根據(jù)得出的結(jié)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(yōu)化實驗教學(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，實驗教學(xué)主要是針對生物信息專業(yè)的海量生物數(shù)據(jù)處理與分析的實際需要，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和生物信息學(xué)知識，進行信息的分析與處理。除了在實驗課堂上給學(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、實驗結(jié)果，也可以安排學(xué)生自己查詢文獻進行學(xué)習(xí)，并安排學(xué)生作報告。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，又能提高英語的讀寫能力，還能鍛煉學(xué)生做科研報告的能力。

三、加強師資隊伍建設(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，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)與重點引進的原則，優(yōu)化教師隊伍的專業(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聯(lián)系實際生物問題進行講授，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，同時也需要閱讀大量的專業(yè)文獻，提高編程技巧和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用能力，讓自己成為一名合格的復(fù)合型教師。同時，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)課程的實驗，高度依賴于計算機網(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)練起來所需時間太長，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，配備機房，購買服務(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)、計算機、人工智能和神經(jīng)學(xué)等專業(yè)知識，因此，需要授課教師加強與其他相關(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，同時也要具備計算機、生物學(xué)、信息學(xué)等多學(xué)科的知識。

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篇8

一案例教學(xué)法在當代高等教育中的意義

（一）案例教學(xué)法與傳統(tǒng)教學(xué)法的區(qū)別

案例教學(xué)法由美國哈佛大學(xué)首創(chuàng)，該方法是在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)知識體系的掌握要求，利用案例引導(dǎo)教學(xué)活動，組織學(xué)生進行學(xué)習(xí)、研討和探究的一種教學(xué)方法[2]。

第一，從教學(xué)目的來說，傳統(tǒng)教學(xué)重在理論知識的傳授，其缺點是缺乏理論聯(lián)系實際的結(jié)合點，容易造成理論脫離實際的弊病。而案例教學(xué)重在實際問題的解決，其教學(xué)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(xué)習(xí)，能掌握隱藏在案例后的完整的知識體系，并在此過程中，訓(xùn)練學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力。

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

第三，在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師只要教材熟悉、思路清晰、表達清楚，使學(xué)生掌握了教師的“真理”，責(zé)任就算盡到了。而在案例教學(xué)中，教師雖然可能比學(xué)生懂得多，但教師的角色并不是權(quán)威，應(yīng)定位為案例教學(xué)的設(shè)計者、引導(dǎo)者、組織者和案例討論的參與者。

第四，從學(xué)生的角色和責(zé)任來說，在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)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(xué)中，不僅強調(diào)教師的“教”（引導(dǎo)），更強調(diào)學(xué)生的“學(xué)”（自主學(xué)習(xí)和研討），以學(xué)生為中心，學(xué)生在整個教學(xué)活動中處于主導(dǎo)地位。

（二）案例教學(xué)法的重要意義

案例教學(xué)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(jié)的矛盾，便于理論聯(lián)系實際；通過師生角色的轉(zhuǎn)變，有助于調(diào)動師生教與學(xué)的積極性；在解決現(xiàn)實案例的過程中，首先需要學(xué)生根據(jù)案例的需要，不斷地收集、分析、學(xué)習(xí)和處理各種知識和信息，從而有助于培養(yǎng)學(xué)生的信息收集、學(xué)習(xí)和處理能力；在解決現(xiàn)實案例的過程中，還需要學(xué)生運用所學(xué)的知識體系解決現(xiàn)實問題，從而有助于提高學(xué)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(xué)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(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

二PBL教學(xué)法與案例教學(xué)法的高度互補性

PBL（Problem-Based Learning）即“基于問題的學(xué)習(xí)”，由加拿大的McMaster大學(xué)首創(chuàng)[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(xué)習(xí)和整合新知識的起點，以問題為載體，使學(xué)生在解決問題的過程中學(xué)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(diào)問題的解決。其教學(xué)的主要形式是：以學(xué)生為中心，在教師的引導(dǎo)下，以小組為單位圍繞著一個個的問題進行討論和學(xué)習(xí)。

PBL教學(xué)與案例教學(xué)有極強的互補性。在案例教學(xué)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(xiàn)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(gòu)成了案例背后隱藏的知識體系。也就是說，在進行案例教學(xué)的過程中，需要用到“基于問題的教學(xué)”；而“基于問題的教學(xué)”中的“問題”，并不是隨意設(shè)置的，需要以案例解決的路線為指引進行設(shè)置。

三案例教學(xué)法和PBL教學(xué)法的實踐探索

（一）課程平臺

我們以生物信息學(xué)為課程平臺。生物信息學(xué)是用數(shù)理和信息科學(xué)的觀點、理論和方法去研究生命現(xiàn)象、組織和分析呈現(xiàn)指數(shù)增長的生物數(shù)據(jù)的一門學(xué)科[4]。它主要包括兩重含義：一是對海量數(shù)據(jù)的收集、整理與服務(wù)，即管理好這些數(shù)據(jù)；二是從中發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律，即利用好這些數(shù)據(jù)。它是生命科學(xué)領(lǐng)域里一門極為重要的工具課程，可整合和串聯(lián)各門主干課程。

（二）具體實施

1分組

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

2提出教學(xué)目標，布置真實性任務(wù)（案例）

案例教學(xué)法中案例的選擇并非隨意拿來，而是要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對象的不同，精心選擇，精心設(shè)汁。其一，所選案例要貼切、恰當，能全面反映教學(xué)內(nèi)容。其二，所選案例要生動，具有吸引力，這樣才能調(diào)動學(xué)生的積極性，吸引學(xué)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(xué)生的個體差異，盡量選擇和設(shè)計出所有學(xué)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(fā)現(xiàn)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(shè)置相應(yīng)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(guān)信息整理出來，歸納成問題集，作為學(xué)生解決案例的線索和依據(jù)。按照這個原則，我們設(shè)置了以下11個問題，構(gòu)成問題集：（1）生物數(shù)據(jù)庫是如何架構(gòu)的，對于互聯(lián)網(wǎng)上常見的生物數(shù)據(jù)庫，該如何識別與理解？（2）如何通過國際上的生物數(shù)據(jù)庫檢索系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)庫內(nèi)的生物分子數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(zhì)分析？（8）如何完成所得基因的啟動區(qū)域分析？（9）如何完成所得基因的CDS區(qū)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(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能分析？

4定期討論

定期安排學(xué)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(xué)生對期間所做的工作、獲得的結(jié)果進行匯報。

6教師評價、反饋

由指導(dǎo)教師對案例完成過程及結(jié)果進行點評，對學(xué)生掌握知識的程度及學(xué)生的科研、應(yīng)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(xué)都是在臨近畢業(yè)時進行教學(xué)，對于有興趣的學(xué)生，可以將案例擴展成畢業(yè)設(shè)計，進行模塊化分流教學(xué)。

（三）案例教學(xué)法與PBL教學(xué)法的實施效果

1激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)質(zhì)量

學(xué)習(xí)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(xué)法與PBL教學(xué)法的實施，大大轉(zhuǎn)變了師生的角色和觀念。使教師認識到學(xué)生作為主體參與教學(xué)的重要性，逐漸從知識論轉(zhuǎn)向主體論，從知識的傳授者、教學(xué)的組織領(lǐng)導(dǎo)者轉(zhuǎn)變成為學(xué)習(xí)過程中的咨詢者、引導(dǎo)者和伙伴；樹立了“以學(xué)生為中心”的教育理念，確立了學(xué)生全面發(fā)展、能力本位的價值取向。同時，真正落實了學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位，改變了他們以往個體式、接受式、知識學(xué)習(xí)導(dǎo)向的學(xué)習(xí)方式，形成了合作式、探究式、能力培養(yǎng)導(dǎo)向的學(xué)習(xí)方式，讓每一位學(xué)生積極主動地參與了學(xué)習(xí)過程。在此過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大大增強，教學(xué)效果十分良好，教學(xué)質(zhì)量有了明顯的提升。

2促進了對學(xué)生能力的培養(yǎng)

古人云，“授之以魚不如授之以漁?！比~圣陶先生也認為，“教是為了不教?！本科涓?，實際上都在強調(diào)學(xué)校應(yīng)該教會學(xué)生自主學(xué)習(xí)，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(xué)法和PBL教學(xué)法的實施，我們確立了以教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)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?yōu)樘骄渴?，大大提升了學(xué)習(xí)效果。并且在此過程中，極大地提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力，增強了學(xué)生的創(chuàng)新精神。

參考文獻

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篇9

【關(guān)鍵詞】基因組學(xué) 教學(xué) 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(nóng)業(yè)大學(xué)課程質(zhì)量標準建設(shè)遴選項目《基因組學(xué)》和湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)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(xué)前沿學(xué)科基因組學(xué)（ Genomics）應(yīng)運而生。不同于以往的分子遺傳學(xué)以“單個”基因為研究對象的思路，基因組學(xué)從物種的整個基因組入手來研究基因的結(jié)構(gòu)、功能和進化[1]。經(jīng)過近20年的迅速發(fā)展，基礎(chǔ)基因組學(xué)研究已經(jīng)形成了結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、功能基因組學(xué)和比較基因組學(xué)三個不同的領(lǐng)域[1-3]，還衍生出了轉(zhuǎn)錄物組、蛋白質(zhì)組、代謝組、甲基化組等一系列組學(xué)研究的分支，引發(fā)了生物科學(xué)研究的系統(tǒng)觀熱潮[2]。

目前，基因組學(xué)已成為高校生物學(xué)課程體系中的重要組成部分，越來越多的高校都將其設(shè)為生物學(xué)相關(guān)專業(yè)的必修課或選修課。課程的開設(shè)不僅有利于學(xué)生了解生命科學(xué)發(fā)展的前沿，還能為學(xué)生研究生階段開展相關(guān)課題提供研究思路和背景知識。然而，基因組學(xué)發(fā)展迅速，如何使教學(xué)緊跟學(xué)科發(fā)展的步伐，讓學(xué)生在有限的課堂教學(xué)中既能掌握基因組學(xué)的基礎(chǔ)知識，又能及時了解最新的基因組學(xué)發(fā)展技術(shù)，成為教學(xué)中的難點。因此，教師需要不斷更新教學(xué)內(nèi)容，緊跟學(xué)科發(fā)展的步伐，以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的主動性。此外，基因組學(xué)與其他學(xué)科具有很強的交叉性，教師授課過程中既要避免內(nèi)容的重復(fù)，又要能深入淺出地把內(nèi)容抽象、過程復(fù)雜的研究方法條理清晰、簡單明了地傳授給學(xué)生。針對基因組學(xué)課程的上述特點以及這幾年的教學(xué)實踐，筆者從基因組學(xué)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段進行了調(diào)整和優(yōu)化，探索了適合本門課程的教學(xué)方法和模式，以期提高基因組學(xué)的教學(xué)效果，以適應(yīng)新形勢下素質(zhì)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(shù)等相關(guān)專業(yè)課程設(shè)置中都將基因組學(xué)設(shè)為專業(yè)課或選修課，如華中科技大學(xué)、暨南大學(xué)、揚州大學(xué)等。我校也在學(xué)生先修遺傳學(xué)、分子生物學(xué)和生物信息學(xué)的基礎(chǔ)上，開設(shè)基因組學(xué)課程作為生物信息學(xué)的一門專業(yè)課，共設(shè)置40課時。經(jīng)過了解，國內(nèi)廣泛使用的基因組學(xué)教材主要有兩本，即國內(nèi)復(fù)旦大學(xué)楊金水教授編著的《基因組學(xué)》（2002年第一版，2007年第二版，2013年第三版）和英國曼徹斯特大學(xué)理工學(xué)院TA.Brown教授編著的《Genomes》（1999年版、2002年版、2006年版）。根據(jù)課程需要和課時數(shù)，我校自2005年生物信息學(xué)專業(yè)開設(shè)以來一直選擇結(jié)構(gòu)體系比較完整、內(nèi)容相對簡潔的楊金水編著的《基因組學(xué)》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(xué)》，部分內(nèi)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(shù)年就會補充基因組學(xué)研究領(lǐng)域的新成果和新技術(shù)然后再版，便于跟蹤學(xué)科前沿，掌握最新研究動態(tài)。參考書中英文對應(yīng)，可方便學(xué)生對專業(yè)名詞的理解和把握，也有助于學(xué)生提高對英文文獻的閱讀能力。

二、構(gòu)建系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容

基因組學(xué)教學(xué)內(nèi)容與遺傳學(xué)、分組生物學(xué)和生物信息學(xué)課程的內(nèi)容相互聯(lián)系、相互滲透。因此課程內(nèi)容既要避免與現(xiàn)行課程中重復(fù)的部分，又突出本學(xué)科的特有內(nèi)容，為此我們在與其他相關(guān)課程教師充分溝通的情況下進行了授課內(nèi)容的安排?；蚪M學(xué)的知識結(jié)構(gòu)可以分為結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、功能基因組學(xué)和比較基因組學(xué)三部分。結(jié)構(gòu)基因組學(xué)是基因組研究的前提，是功能基因組學(xué)和比較基因組學(xué)內(nèi)容理解和掌握的基礎(chǔ)，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(jié)構(gòu)和組成進行了解，然后在此基礎(chǔ)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(xué)課程重點學(xué)習(xí)的內(nèi)容，安排20個課時，主要涉及選用教材的前四章內(nèi)容[4]。功能基因組學(xué)，被稱為后基因組學(xué)，它利用結(jié)構(gòu)基因組學(xué)研究所提供的信息和產(chǎn)物，發(fā)展和應(yīng)用新的實驗手段，通過在基因組或系統(tǒng)水平上全面分析基因的功能。這部分內(nèi)容是目前發(fā)展最快的研究重點[5]，涉及很多關(guān)于研究基因功能的實驗方法，因此也是課程的難點。研究內(nèi)容包括基因組序列中基因功能的發(fā)現(xiàn)、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(xué)習(xí)該部分內(nèi)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(guān)于基因組的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄調(diào)控的內(nèi)容，分子生物學(xué)中有過講述，在基因組學(xué)的課程中不再重復(fù)。第八章和第九章關(guān)于轉(zhuǎn)錄組和蛋白組的內(nèi)容另開設(shè)有相關(guān)的課程，也不在基因組學(xué)課程的講述范圍內(nèi)。比較基因組學(xué)是基于結(jié)構(gòu)基因組的基礎(chǔ)上，對已知的基因和基因組結(jié)構(gòu)進行比較，來了解基因的功能、表達機理和物種進化的學(xué)科。通過對不同親緣關(guān)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(diào)控序列及給定物種獨有的序列。而基因組范圍之內(nèi)的序列比對，可以了解不同物種在核苷酸組成、同線性關(guān)系和基因順序方面的異同，進而得到基因分析預(yù)測與定位、生物系統(tǒng)發(fā)生進化關(guān)系等方面的信息。這部分內(nèi)容安排6課時，主要涉及教材的第十二至十四章的內(nèi)容。這樣合理安排授課內(nèi)容，使學(xué)生在頭腦中建立起一個從結(jié)構(gòu)基因組學(xué)研究到功能基因組學(xué)研究再到比較基因組學(xué)研究的完善的知識體系。

此外，基因組學(xué)發(fā)展迅速，除了三大部分基本內(nèi)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(xué)的最新研究進展和方法，使學(xué)生及時把握學(xué)科發(fā)展脈絡(luò)和方向，把基因組學(xué)課程真正建設(shè)成為一門開闊學(xué)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(guān)的知識，如精準醫(yī)療等。還可以講述一些相關(guān)的故事，如諾貝爾獎得主的一些鮮為人知的故事。一些相關(guān)知識的應(yīng)用，比如如何利用分子標記進行親子鑒定及法醫(yī)鑒定等也可以再課堂上適時的插入。這些內(nèi)容可以極大地激發(fā)學(xué)生的興趣，拓寬學(xué)生的視野，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

三、多媒體與板書相結(jié)合教學(xué)

多媒體教學(xué)具有圖文并茂的效果，可以把抽象、微觀、枯燥、復(fù)雜的內(nèi)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(xué)生的思維無法跟上，則會大大地降低教學(xué)效果。傳統(tǒng)的板書教學(xué)則可以將知識更加系統(tǒng)地呈現(xiàn)給學(xué)生，更利于師生間的交流[6]。但板書教學(xué)比較耗時，尤其對于高等教育中較多的授課內(nèi)容，完全采用板書會影響教學(xué)進度。此外，對于圖像和圖形的呈現(xiàn)，板書教學(xué)也無法勝任。因此，可采用“多媒體+板書”相結(jié)合的授課方式。授課提綱板書在黑板上，使學(xué)生整堂課都可以看見，讓學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)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(nèi)容，也要結(jié)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(xué)效果。

四、組織學(xué)生參與科學(xué)研究

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

五、應(yīng)用靈活多樣的考核方式

科學(xué)、合理的考核方式有助于提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才。傳統(tǒng)的考核方式主要是閉卷考試，容易使學(xué)生把考試當成最終的學(xué)習(xí)目標，不利于培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決實際問題的能力。因此，改革教學(xué)考核方式的非常重要?？己顺藢W(xué)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(xué)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(shè)置一些小實驗在實驗課的課堂上讓學(xué)生進行計算機模擬分析，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，還可以把科研過程中的一些小項目交給學(xué)生，讓學(xué)生查閱資料后根據(jù)所學(xué)內(nèi)容進行試驗設(shè)計，教師進行指導(dǎo)修改后再反饋給學(xué)生。學(xué)生的平時成績最終按30%的比例計入最終成績。科學(xué)合理地應(yīng)用上述方法可以很大程度改變學(xué)生的學(xué)習(xí)目標和學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力。

經(jīng)過幾年的實踐，我們的教學(xué)改革獲得了大多數(shù)學(xué)生的好評與認可。在今后的教學(xué)中，隨著教師教學(xué)經(jīng)驗的積累和教學(xué)水平的進一步提高，將會不斷完善基因組學(xué)教學(xué)工作。基因組學(xué)發(fā)展迅速，如今已經(jīng)滲透到生命科學(xué)研究的各個領(lǐng)域，尤其是近幾年基因組學(xué)研究領(lǐng)域的重大成果層出不窮，對生命科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了極大的推動作用。針對基因組學(xué)教學(xué)過程中存在的主要問題[10，11]，在構(gòu)建系統(tǒng)課程內(nèi)容體系的同時，還應(yīng)根據(jù)農(nóng)林院校的專業(yè)特點，不斷改革和探索課程的教學(xué)方法，加強教師隊伍建設(shè)，不斷完善理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)模式，為推進和實現(xiàn)高素質(zhì)的創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標奠定基礎(chǔ)。

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篇10

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

1.1有利于提升大學(xué)生對人類自我的認識高度

隨著生命科學(xué)的飛速發(fā)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(shù)的進一步應(yīng)用和發(fā)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(xiàn)象及生命活動的理解和尊重

作為醫(yī)藥類高校，提高學(xué)生對生命現(xiàn)象和生命活動的理解，對生命的尊重，有利于學(xué)生更好的鞏固專業(yè)思想，提升專業(yè)技能，養(yǎng)成良好的專業(yè)素養(yǎng)。

1.3有利于大學(xué)生對社會生活、生命現(xiàn)象的本質(zhì)探索

應(yīng)該清楚地看到，目前社會發(fā)展所帶來的一系列負面問題，如糧食短缺、疾病危害、環(huán)境污染、能源危機、資源匱乏、生態(tài)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(xué)的發(fā)展，對這些問題的深度理解和對其本質(zhì)的把握都需要大學(xué)生具備相應(yīng)的生命科學(xué)知識和基礎(chǔ)［3］。開設(shè)生命科學(xué)通識教育課程，將一些最新的生命科學(xué)理論和進展引入課堂，使學(xué)生了解本世紀現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展趨勢和熱點問題，以便在專業(yè)學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)學(xué)科之間的交叉點，拓展學(xué)生的知識領(lǐng)面，既是完善自我知識結(jié)構(gòu)，認識自然科學(xué)核心內(nèi)容的需要，也是培養(yǎng)既了解生命科學(xué)又具備其他專業(yè)學(xué)科知識的復(fù)合型人才的需要。

2生命科學(xué)類通識教育課程的教學(xué)內(nèi)容

這類通識教育課程的重點不在于具體傳授了多少專業(yè)知識觀點和內(nèi)容，而是要傳授給學(xué)生研究問題和解決問題的方法、思維方式。因此，要想吸引學(xué)生選修此課程，就必須從講授內(nèi)容和講授方法2個方面下功夫，力求內(nèi)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(xué)生關(guān)注的問題入手去介紹以上所述內(nèi)容中的最新成果和進展，這樣學(xué)生才更易于接受和理解［4］。根據(jù)安徽中醫(yī)藥大學(xué)的學(xué)生情況和知識基礎(chǔ)，把學(xué)生分為醫(yī)藥類、文史類兩大類別，根據(jù)不同類別的學(xué)生選擇不同的教學(xué)內(nèi)容。醫(yī)藥類學(xué)生教學(xué)內(nèi)容選擇上注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科交叉意識，重點講述生命科學(xué)的一些新成就和新進展，以及生命科學(xué)發(fā)展對社會的影響，如基因編輯技術(shù)、干細胞技術(shù)、人類基因組計劃、生態(tài)系統(tǒng)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(xué)、生物材料與仿生學(xué)、生物技術(shù)與人類未來等，通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解并初步能運用生物學(xué)知識去認識生命、了解生命，同時爭取對學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新思維起到一定的科學(xué)啟迪作用，對社會上的一些熱點生物學(xué)問題有個清晰的認識；對于文史類學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容選擇上注重安排生物學(xué)基礎(chǔ)知識的傳授，以及生物技術(shù)發(fā)展與人類社會進步的密切關(guān)系，如生命的化學(xué)組成、細胞的結(jié)構(gòu)與功能、營養(yǎng)與健康、社會生物學(xué)與繁殖對策、人類遺傳學(xué)與優(yōu)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(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得必要的現(xiàn)代生命科學(xué)基礎(chǔ)知識，認識人類自身；了解現(xiàn)代生命科學(xué)的新發(fā)展及其與人文科學(xué)交叉的趨勢，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的自然觀、科學(xué)觀，增強社會公民責(zé)任感，提高綜合素質(zhì)。

3生命科學(xué)類通識教育課程的教學(xué)及考核方法