摘要：在生物信息學系統(tǒng)設(shè)計中引進推薦系統(tǒng)，提出具有個性化服務(wù)的生物信息學網(wǎng)站模型，完成生物信息學推薦系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)，體現(xiàn)出推薦系統(tǒng)在生物信息學中使用的必要性和優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：推薦系統(tǒng)；生物信息學

推薦系統(tǒng)(RecommenderSystem)[1]是個性化信息服務(wù)的主要技術(shù)之一，它實現(xiàn)的是“信息找人，按需服務(wù)”；通過對用戶信息需要、興趣愛好和訪問歷史等的收集分析，建立用戶模型，并將用戶模型應(yīng)用于網(wǎng)上信息的過濾和排序，從而為用戶提供感興趣的資源和信息。生物信息學(Bioinformatics)[2,3]是由生物學、應(yīng)用數(shù)學和計算機科學相互交叉所形成的一門新型學科；其實質(zhì)是利用信息科學的方法和技術(shù)來解決生物學問題。20世紀末生物信息學迅速發(fā)展，在信息的數(shù)量和質(zhì)量上都極大地豐富了生物科學的數(shù)據(jù)資源，而數(shù)據(jù)資源的急劇膨脹需要尋求一種科學而有力的工具來組織它們，基于生物信息學的二次數(shù)據(jù)庫[4]能比較好地規(guī)范生物數(shù)據(jù)的分類與組織，但是用戶無法從大量的生物數(shù)據(jù)中尋求自己感興趣的部分（著名的生物信息學網(wǎng)站NCBI(美國國立生物技術(shù)信息中心)，僅僅是小孢子蟲(Microsporidia)的DNA序列就達3399種），因此在生物二次數(shù)據(jù)庫上建立個性化推薦系統(tǒng)，能使用戶快速找到自己感興趣的生物信息。特別是在當前生物信息數(shù)據(jù)量急劇增長的情況下，生物信息學推薦系統(tǒng)將發(fā)揮強大的優(yōu)勢。

1推薦系統(tǒng)的工作流程

應(yīng)用在不同領(lǐng)域的推薦系統(tǒng)，其體系結(jié)構(gòu)也不完全相同。一般而言，推薦系統(tǒng)的工作流程[5]如圖1所示。

(1)信息獲取。推薦系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)是用戶信息。用戶信息包括用戶輸入的關(guān)鍵詞、項目的有關(guān)屬性、用戶對項目的文本評價或等級評價及用戶的行為特征等，所有這些信息均可以作為形成推薦的依據(jù)。信息獲取有兩種類型[6]，即顯式獲取(Explicit)和隱式獲取(Implicit)，由于用戶的很多行為都能暗示用戶的喜好，因此隱式獲取信息的準確性比顯式高一些。

［摘要］探討將哲學原理融入生物信息學課堂教學，不僅可以激發(fā)學生興趣和掌握知識，而且可以幫助學生樹立正確的世界觀和方法論。課題組在融入過程中始終貫穿以人為本、唯物辯證、知行合一的理念，運用馬克思主義哲學原理完善生物信息學教學理論，使晦澀抽象的理論轉(zhuǎn)化為學生可感知的、易于接受的、指導實踐的知識架構(gòu)體系。

［關(guān)鍵詞］哲學；生物信息學；融入生物信息學

作為新興學科，其理論的產(chǎn)生、發(fā)展和完善蘊含著豐富的馬克思主義哲學思想。哲學作為關(guān)于一切運動最普遍規(guī)律的學科，對高等教育和生命科學領(lǐng)域復(fù)雜問題的解決，顯示出了強大生命力[1-3]。哲學是人類思維的高度概括和總結(jié)，其原理可以滲透到生物信息學教學的各個章節(jié)和領(lǐng)域。就當前國內(nèi)而言，哲學與其他一級學科的融合發(fā)展尚未引起足夠重視[3]，生物信息學教材中也未出現(xiàn)哲學術(shù)語。筆者結(jié)合三年教學實踐，認為生物信息學課程雖為理科教育，但教學改革過程中穿插引入哲學思維至關(guān)重要，自覺滲透哲學原理，將有助于開拓學生視野和優(yōu)化學生思維。筆者提出，教師要重視哲學思維，善用哲學方法。在總結(jié)生物信息學課堂教學不足的基礎(chǔ)上，下面從三方面對哲學原理融入課堂教學展開論述。

一、生物信息學課堂教學現(xiàn)狀和難題

生物信息學是生物學和信息學的交叉科學，包含了對各種組學數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、非編碼RNA組、表觀遺傳組、代謝組、宏基因組等）的獲取、處理、存儲、分發(fā)、分析等以及生物系統(tǒng)層面的解讀，綜合運用數(shù)學、計算機科學、生物學和醫(yī)學的各種工具，來闡明和理解大量數(shù)據(jù)所包含的生物學意義[4]。課程理論教學內(nèi)容包括生物數(shù)據(jù)庫及其信息檢索、序列比對與分子進化、核酸序列分析、蛋白質(zhì)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)分析、基因組信息學、蛋白質(zhì)組信息學等；實踐教學引入了常用生物信息學數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用、核酸和蛋白質(zhì)序列的比對分析、DNA序列的信息學和功能分析、蛋白質(zhì)序列分析和結(jié)構(gòu)預(yù)測、常用生物軟件的應(yīng)用、綜合實驗等。學好本課程，準確找出與疾病有關(guān)的生物標志物，就是在實現(xiàn)和滿足人民對美好生活的向往。當前國內(nèi)外頂尖的自然科學研究，一定是定量科學（干實驗）與實驗科學（濕實驗）并駕齊驅(qū)、相輔相成的一種研究模式。伴隨著高通量生物技術(shù)的快速發(fā)展和后基因組時代的到來，生物信息學課程在國內(nèi)多所高校紛紛開設(shè)，成為生物學本科生必須掌握的基本知識和核心技能。借鑒各兄弟院校的課堂教學經(jīng)驗[5-8]，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)生物信息學課堂教學目前面臨的難題主要有三方面：（1）大多偏重于結(jié)論性知識的傳授，很少關(guān)注理論產(chǎn)生的哲學內(nèi)涵和思維。（2）課程對教師的授課水平和學生的學習能力要求較高，學生專業(yè)基礎(chǔ)差，遠不能適應(yīng)生物信息學教學的需要[9]。（3）課程大都處于摸索和起步階段，教材內(nèi)容不夠全面，實驗教學案例不足[10]。深入學習貫徹育人育才思想是新時代教育工作和教師工作的重中之重。從課程理論創(chuàng)新角度看，通過哲學原理從不同角度融入生物信息學課堂教學可以夯實高校育人育才思想根基和滿足學科發(fā)展需要[11]。

二、馬克思主義哲學原理融入課程教學改革的實現(xiàn)路徑

計算機技術(shù)和人類基因組計劃的發(fā)展，應(yīng)運而生了一門新興的學科——生物信息學，該學科包含了兩個交叉領(lǐng)域的工作：用于建立現(xiàn)代生物學所需信息系統(tǒng)框架（支持生物學的信息管理系統(tǒng)、分析工具和通訊網(wǎng)絡(luò)）的研究開發(fā)工作，即傳統(tǒng)意義上的生物信息學（bioinformatics）；旨在理解基本生物學問題的基于計算的研究工作，即計算生物學（computationalbiology）。生物信息學和基因組研究（BioinformaticsandGenomeResearch）系列會議于1990年開始舉辦，1997年6月11~12日在美國加州舊金山舉辦了第六屆國際生物信息學和基因組研究年會，年會的主要議題包括正在出現(xiàn)的新技術(shù)、基因的功能分析、新的數(shù)據(jù)工具和制藥先導的基因和蛋白質(zhì)發(fā)現(xiàn)[1]?，F(xiàn)將有關(guān)內(nèi)容簡介如下：

一、正在出現(xiàn)的技術(shù)

Klingler(Lncytepharmaceuticals,PaloAlto,CA,USA)強調(diào)基因組學正推動制藥業(yè)進入信息時代。隨著不斷增加的序列、表達和作圖數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，描述和開發(fā)這些數(shù)據(jù)的信息工具變得對實現(xiàn)基因組研究的任務(wù)至關(guān)重要。他談到了Incytepharmaceuticals對大規(guī)模基因組數(shù)據(jù)和生物信息學的貢獻。

Lipshutz(Affymetrix,Santaclara,CA,USA)描述了一種利用DNA探針陣列進行基因組研究的方法，其原理是通過更有效有作圖、表達檢測和多態(tài)性篩選方法，可以實現(xiàn)對人類基因組的測序。光介導的化學合成法被應(yīng)用于制造小型化的高密度寡核苷酸探針的陣列，這種通過軟件包件設(shè)計的寡核苷酸探針陣列可用于多態(tài)性篩查、基因分型和表達檢測。然后這些陣列就可以直接用于并行DNA雜交分析，以獲得序列、表達和基因分型信息。Milosavljevic(CuraGen,Branford,CT,USA)介紹了一種新的基于專用定量表達分析方法的基因表達檢測系統(tǒng)，以及一種發(fā)現(xiàn)基因的系統(tǒng)GeneScape。為了有效地抽樣表達，特意制作片段模式以了解特定基因的子序列的發(fā)生和冗余程度。他在酵母差異基因表達的大規(guī)模研究中對該技術(shù)的性能進行了驗證，并論述了技術(shù)在基因的表達、生物學功能以及疾病的基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用。

二、基因的功能分析

Overton(UniversityofPennsylvaniaSchoolofMedicine,Philadelphia,PA,USA)論述了人類基因組計劃的下一階段的任務(wù)——基因組水平的基因功能分析。這一階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的分析、管理和可視性將毫無疑問地比第一階段更為復(fù)雜。他介紹了一種用于脊椎動物造血系統(tǒng)紅系發(fā)生的功能分析的原型系統(tǒng)E-poDB，它包括了用于集成數(shù)據(jù)資源的Kleisli系統(tǒng)和建立internet或intranet上視覺化工具的bioWidget圖形用戶界面。EpoDB有可能指導實驗人員發(fā)現(xiàn)不可能用傳統(tǒng)實驗方法得到的紅系發(fā)育的新的藥物靶，制藥業(yè)所感興趣的是全新的藥物靶，EpoDB提供了這樣一個機會，這可能是它最令人激動的地方。

[論文關(guān)鍵詞]生物信息學生命科學

[論文摘要]生物信息學是80年代以來新興的一門邊緣學科，信息在其中具有廣闊的前景。伴隨著人類基因組計劃的勝利完成與生物信息學的發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系，生物信息學的發(fā)展為生命科學的發(fā)展為生命科學的研究帶來了諸多的便利，對此作了簡單的分析。

一、生物信息學的產(chǎn)生

21世紀是生命科學的世紀，伴隨著人類基因組計劃的勝利完成，與此同時，諸如大腸桿菌、結(jié)核桿菌、啤酒酵母、線蟲、果蠅、小鼠、擬南芥、水稻、玉米等等其它一些模式生物的基因組計劃也都相繼完成或正在順利進行。人類基因組以及其它模式生物基因組計劃的全面實施，使分子生物數(shù)據(jù)以爆炸性速度增長。在計算機科學領(lǐng)域，按照摩爾定律飛速前進的計算機硬件，以及逐步受到各國政府重視的信息高速公路計劃的實施，為生物信息資源的研究和應(yīng)用帶來了福音。及時、充分、有效地利用網(wǎng)絡(luò)上不斷增長的生物信息數(shù)據(jù)庫資源，已經(jīng)成為生命科學和生物技術(shù)研究開發(fā)的必要手段，從而誕生了生物信息學。

二、生物信息學研究內(nèi)容

（一）序列比對

摘要：隨著自然科學、生命科學研究進入迅猛發(fā)展階段，開設(shè)生物技術(shù)專業(yè)的地方農(nóng)業(yè)高校逐步增多，而“生物信息學”是吉林農(nóng)業(yè)大學生物技術(shù)專業(yè)的核心課程，是生命科學與大數(shù)據(jù)信息發(fā)展過程中的重要課程。本文針對吉林農(nóng)業(yè)大學生物技術(shù)專業(yè)的生物信息學教學現(xiàn)狀，分析和總結(jié)了教學環(huán)節(jié)中存在的主要問題，嘗試從教材的選用、教學方法及教學改進三個方面對生物信息學教學體系的改革提出建議，希望對生命科學體系的教學改革提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)專業(yè)；生物信息學；教學方法；教學改革

生物信息學（Bioinformatics）是隨著人類基因組計劃完成，越來越多物種的全基因組測序計劃開啟。生物信息學又是一門集數(shù)學、計算機科學和生物學于一體的綜合性學科，是從海量生物學數(shù)據(jù)信息中獲取、處理、存儲、解析和闡述等，并利用數(shù)學和計算科學來解析生命科學奧秘的交叉學科。它是當今生命科學和自然科學的前沿領(lǐng)域之一，也是21世紀生物技術(shù)的核心領(lǐng)域，具有前沿性新、交叉性廣、實踐性強等特點[1]。因此，地方農(nóng)業(yè)研究型高校開設(shè)的生物技術(shù)專業(yè)會將生物信息學課程作為人才培養(yǎng)方案中的核心課程，以滿足生物技術(shù)行業(yè)對人才的迫切需要。在生物技術(shù)專業(yè)的課程中，生物信息學是生物技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)核心課，是基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的紐帶與橋梁課程，是成為生物技術(shù)專業(yè)教師開展科研工作的重要工具，也是生物專業(yè)本科生綜合運用所學專業(yè)知識提升專業(yè)技能途徑。生物信息學要學好，本科學生要有扎實的植物學、動物學、遺傳學、細胞生物學、生物化學和分子生物學等基礎(chǔ)生物學知識，但由于地方農(nóng)業(yè)院?；A(chǔ)課程教學相對薄弱，學生的基礎(chǔ)知識較為匱乏，同時教師多以傳統(tǒng)的“講解式”和“啟發(fā)式”教學方法為主，教學內(nèi)容緊湊且進度快，實驗操作較少，使得學生在學習“生物信息學”課程時聽不懂、記不住、學不好，直接影響并降低了學生的學習積極性。本文針對吉林農(nóng)業(yè)大學生物技術(shù)專業(yè)的生物信息學課程的教學現(xiàn)狀，分析和總結(jié)了教學環(huán)節(jié)中存在的主要問題，從教學方法、課程內(nèi)容和考核方式等幾個角度進行教學模式的探討，以期在今后的教學環(huán)節(jié)取得更好的教學效果，提升學生對該課程的學習興趣。

1地方農(nóng)業(yè)高校生物信息學課程的教學現(xiàn)狀與存在問題

生物信息學是一門集多學科知識體系綜合交叉性強的前沿學科，對該課程的專業(yè)教師要求儲備較強的生物科學知識和計算科學知識，還要將科學前沿知識與課程教育相融合，更要建立系統(tǒng)的完善的生物信息學知識板塊，這些都導致地方農(nóng)業(yè)高校缺乏生物信息學師資隊伍，并影響我國農(nóng)業(yè)生物信息學教育快速發(fā)展。1.1教學資源匱乏，教學內(nèi)容過于陳舊。近些年，生物信息學發(fā)展速度較快，但地方農(nóng)業(yè)高等院校開設(shè)時間相對較晚，課程設(shè)置內(nèi)容單一、課程的建設(shè)方面投入較少。生物信息學是一門新興學科，學科發(fā)展時間較短，缺少豐富的多媒體資源、教學視頻、精品課等重要的教學資源，使其教學資源稀缺匱乏。同時，使用的教材和教學內(nèi)容過于陳舊，不能滿足學科的快速發(fā)展，更不能及時進行教學內(nèi)容的更新。1.2學生專業(yè)知識基礎(chǔ)差，理論功底不扎實。地方農(nóng)業(yè)院校的學生在知識儲備和數(shù)據(jù)分析能力上與綜合性大學理工科學生存在差距。生物信息學課程理論性較強，地方農(nóng)業(yè)高校學生在數(shù)學、計算機和專業(yè)英語等基礎(chǔ)知識方面不夠扎實，對生物信息學涉及的核心原理、應(yīng)用算法等內(nèi)容難以理解和消化，這些因素導致地方農(nóng)業(yè)高校學生接受生物信息學課程的重要知識點存在較大困難，從而使部分學生的學習效果較差，不能靈活運用所學。1.3教學模式單一，學時少。目前，國內(nèi)的生物信息學依舊是講授式的傳統(tǒng)教學模式，以理論講授為主體，實驗操作為輔助，以課堂為中心進行“滿堂灌”式教育，從而導致缺乏突出生物信息學課程特點的新式教學模式。以一般地方農(nóng)業(yè)高校的生物信息學課程總學時32學時，理論教學為24學時，實驗學時僅為8學時，學時數(shù)較少，理論基礎(chǔ)講解不透徹，實驗操作內(nèi)容簡單，對學生感興趣和具有實際應(yīng)用價值的軟件無法進一步操作和實踐應(yīng)用。

2地方農(nóng)業(yè)高校生物信息學教學模式的改革建議

【摘要】在“雙一流”高校建設(shè)背景下，將思想政治教育融入到生物信息學不僅是實現(xiàn)高校立德樹人教育目標的重要舉措，也是推動生物信息學課程改革，構(gòu)建“雙向增效”課堂體系的重要手段。生物信息學“課程思政”建設(shè)必須要立足于新時代人才培養(yǎng)教學目標，遵循學生的學情，依托重慶郵電大學大數(shù)據(jù)優(yōu)勢，創(chuàng)新生物信息學“課程思政”的考核方法，以此提升高校人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】生物信息學;課程思政;工匠精神;課程教學

在2016年召開的全國思想政治工作會議中指出:要把思想政治工作貫穿于教育教學的全過程，堅持立德樹人，將各類課程與思想政治課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)［1］。生物信息學是利用應(yīng)用數(shù)學、信息學以及計算機科學的方法研究生物學的問題，生物信息學主要是分子生物學與信息技術(shù)的結(jié)合體，其屬于多學科相互滲透和高度交叉形成的學科，也是一門實踐性較強的基礎(chǔ)課程。隨著生物學技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是2020年爆發(fā)的病毒肺炎疫情暴露出當前生物信息學研究的重要性，同時也對高校學生提出了新的要求，要求其不僅要具有專業(yè)的知識體系，還要具備創(chuàng)新、鉆研的精神。因此在新時代環(huán)境下高校要構(gòu)建生物信息學思想課程體系，以此培養(yǎng)高質(zhì)量的生物信息學人才。

一、《生物信息學》思想政治課程教學目標

“課程思政”是專業(yè)課程與思想政治教育的有效結(jié)合，其主要是通過對專業(yè)課程所蘊含的思想政治資源進行充分挖掘整理，根據(jù)思想政治內(nèi)涵與專業(yè)知識之間的關(guān)聯(lián)度進行重新整合，以此將課程教學聚焦于全方位育人上面。《生物信息學》是一門工具課，采用數(shù)學、統(tǒng)計學以及計算機等方法分析生物學、生物物理學數(shù)據(jù)的一種綜合學科，生物信息學的主要任務(wù)就是處理生物學數(shù)據(jù)。生物信息學數(shù)據(jù)處理是一項非常嚴謹?shù)墓ぷ?，需要學生要嚴格按照生物信息數(shù)據(jù)進行計算處理，因此要求學生具有扎實的鉆研意識和吃苦耐勞的精神。隨著生物大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，該課程的重要性日益突出，但是在實踐教學中普遍存在中學生專業(yè)性和技術(shù)性的培養(yǎng)，而忽視探索精神、創(chuàng)新精神以及核心價值觀等思想教育的融入，導致學生的實踐應(yīng)用綜合素質(zhì)不高，因此在《生物信息學》課程教學中構(gòu)建思想政治教育資源，并建立與之對應(yīng)的課程標準與評價體系，實現(xiàn)專業(yè)課“知識傳授與價值引領(lǐng)相結(jié)合”的教學目標。(一)引導學生樹立正確的“三觀”意識，提高“四個認識”。多次強調(diào)高校是思想政治教育的主陣地，“四個認識”是高校思想政治教育的主要目的。在新時代高校人才培養(yǎng)中，構(gòu)建專業(yè)課思想政治體系是新時代高校教育的最終目標，在《生物信息學》課程建設(shè)中通過融入思想政治內(nèi)容是引導學生樹立正確“三觀”的重要舉措。《生物信息學》是一門工具性課程，需要學生在平時的實踐操作中鍛煉自己的實踐能力，同時生物信息學是一門嚴謹?shù)恼n程，需要學生處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)，這就要求學生必須要具有扎實的鉆研精神。因此構(gòu)建思政課程則可以在生物信息教學過程中有目的地引導學生樹立正確的學習觀念，樹立嚴謹?shù)目蒲芯瘢瑵M足為了研究和開發(fā)崗位的要求。(二)凝練大國工匠精神，培養(yǎng)專注型人才?！渡镄畔W》突出實踐研究創(chuàng)新，其與工匠精神具有內(nèi)在的密切聯(lián)系性:一方面在突出科技強國戰(zhàn)略的下，《生物信息學》是創(chuàng)新型生物科技人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)課程，諸多內(nèi)容知識是現(xiàn)代工匠人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。而思想政治教育的核心就是增強學生的愛國情懷，積極投入到新時代中國建設(shè)中。工匠精神是民族發(fā)展的動力，因此《生物信息學》是凝練大國工匠精神，培養(yǎng)專注型人才的基礎(chǔ)課程。(三)用辯證思維為專業(yè)創(chuàng)新提供內(nèi)驅(qū)力，提升學生的職業(yè)創(chuàng)新精神?！渡镄畔W》是生物專業(yè)的一門基礎(chǔ)性學科，其主要是讓學生掌握針對基因如何進行數(shù)據(jù)查詢、計算機軟件分析其序列、可能的結(jié)構(gòu)和功能。隨著生物信息技術(shù)的不斷發(fā)展，要求學生必須要樹立職業(yè)創(chuàng)新精神。例如2020年爆發(fā)的病毒肺炎就屬于一種新型的基因種類，人類在戰(zhàn)疫情中必須要主動作為，掌握其規(guī)律以及基因排序等，以此加快研究出疫苗的速度。而這就需要相關(guān)研究人員要具備創(chuàng)新精神和鉆研精神。生物學是相互矛盾的學科，是在不斷發(fā)展中發(fā)展的，因此在具體的教學中通過與辯證思維的結(jié)合能夠引領(lǐng)學生運用辯證的思維去學習生物學知識，去攻克生物難題［2］。

二、《生物學信息學》“課程思政”教學的方法途徑

摘要：在現(xiàn)代分子生物學與生物醫(yī)藥研究全面融合及借此產(chǎn)生的生物醫(yī)藥大數(shù)據(jù)背景下，對不同專業(yè)的醫(yī)藥類碩士研究生開展生物信息學通識教育很有必要。然而，廣東藥科大學生物信息學課程尚未形成固定的教學模式和課程內(nèi)容?；谠撜n程內(nèi)容更新快、實踐性強的特點，在碩士研究生培養(yǎng)過程中，對該課程教學內(nèi)容和方法進行探索與實踐，為高素質(zhì)醫(yī)藥類碩士研究生的培養(yǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)時代；醫(yī)藥類碩士研究生；生物信息學；通識教育

與現(xiàn)代分子生物學全面融合是當前生物醫(yī)藥發(fā)展的顯著特征。隨著各種高通量測序技術(shù)和儀器分析技術(shù)的不斷發(fā)展，生物醫(yī)藥研究數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸式增長。常見的大鼠、小鼠等模式動物和人類自身研究數(shù)據(jù)，包括基因組學、轉(zhuǎn)錄組學、蛋白組學、代謝組學、脂質(zhì)組學和糖組學等多組學數(shù)據(jù)以及小分子結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)、化合物活性與毒性、蛋白結(jié)構(gòu)與活性位點、藥物代謝等大規(guī)模實驗數(shù)據(jù)等已成為人類疾病和藥物研發(fā)的基礎(chǔ)資源，同樣也是醫(yī)藥類碩士研究生學習和開展課題研究必需的參考資料。面對海量的數(shù)據(jù)資源，以生物醫(yī)藥大數(shù)據(jù)研究為核心的生物信息學技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為現(xiàn)代生物醫(yī)藥研究不可或缺的支撐。生物信息學作為一門發(fā)展迅速的交叉學科，其概念對許多研究生而言并不陌生，但對其核心研究內(nèi)容和常用的研究方法、技術(shù)，大家卻知之甚少[1-2]。結(jié)合當下生物醫(yī)藥大數(shù)據(jù)時代特征，嘗試將生物信息學列為醫(yī)藥類碩士研究生的通識教育課程，并在研究生培養(yǎng)過程中進行教學實踐，現(xiàn)將一些體會整理如下，以期讓醫(yī)藥類碩士研究生得到更好的發(fā)展。

1生物信息學通識教育的教學內(nèi)容

生物信息學領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫種類繁多，功能各異，面向生物醫(yī)藥研究的各個領(lǐng)域，但最核心的依然是各種類型的生物大分子序列（DNA、RNA、蛋白質(zhì)）信息。在有限的學時內(nèi)，了解和認識當前主要的數(shù)據(jù)平臺和分析工具，掌握數(shù)據(jù)存儲、整理分析的常用方法，將會給生物醫(yī)藥研究提供豐富的知識借鑒，這也是醫(yī)藥類碩士研究生應(yīng)該具備的基本科研素養(yǎng)之一。在生物信息學通識教育課教學實踐中，我們將“網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺的認識”作為基礎(chǔ)教學內(nèi)容，其包括：（1）美國國立生物技術(shù)信息中心NCBI的GenBank國際核酸序列數(shù)據(jù)庫；（2）U－niprot蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫；（3）HMDB代謝物數(shù)據(jù)庫；（4）METLIN（ScrippsResearchInstitute）代謝物質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫等。上述數(shù)據(jù)平臺大多對全球科研工作者、教育工作者以及學生等提供免費服務(wù)，是醫(yī)藥類碩士研究生教育和科研極好的網(wǎng)絡(luò)資源。同時，網(wǎng)絡(luò)平臺工具的選擇與學習也是生物信息學通識教育的核心內(nèi)容之一。生物信息學領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)平臺工具種類繁多，對于基本生物信息學的分析，包括核酸序列中基因的發(fā)現(xiàn)、酶切位點和開放閱讀框分析、編碼蛋白理化性質(zhì)預(yù)測、二級結(jié)構(gòu)分析、信號肽分析、蛋白質(zhì)保守結(jié)構(gòu)域分析、跨膜區(qū)預(yù)測、亞細胞定位預(yù)測和三維同源建模等均有較多的在線工具。在教學過程中，我們主要對歐洲生物信息學研究所和丹麥技術(shù)大學生物信息學中心等提供的在線分析程序進行了介紹。此外，也將一些常用離線分析軟件，例如Mega6、DNAMAN8、BioEdit等進行了簡單介紹。除此之外，對于可免費獲取的生物信息學深度學習軟件，例如MetaboAnalyst3.0、Cytoscape3.6.0以及OmicShare，也進行了初步介紹。另外，對于與生物信息學發(fā)展密不可分的R語言的學習與應(yīng)用，我們也向?qū)W生做了簡單介紹。當然，生物信息學發(fā)展日新月異，各種新工具層出不窮，教學內(nèi)容不可能全都涉及，而作為一門面向碩士研究生的通識教育課程，主要是希望起到一個引導作用，培養(yǎng)碩士研究生相關(guān)方面的基本知識素養(yǎng)。

2生物信息學通識教育的教學方法

摘要：生物學在發(fā)展過程中，靈活應(yīng)用計算機技術(shù)，可以有效的促使學科創(chuàng)新發(fā)展，完善學科自身的不足之處，并通過計算技術(shù)促使人們加強對生物信息學的認知，進而充分發(fā)揮出該技術(shù)自身的作用，滿足當前時代的需求?；诖?，作者結(jié)合自身工作經(jīng)驗，對生物信息學中的計算機技術(shù)應(yīng)用進行詳細的分析研究，以供相關(guān)工作人員參考。

關(guān)鍵詞：生物信息學；計算機技術(shù)；創(chuàng)新發(fā)展

生物信息學概念在二十世紀九十年代被提出，屬于當前的一種新興學科，其自身的實質(zhì)是利用當前的信息科學、數(shù)理知識、理論觀點以及其他內(nèi)容等進行生命現(xiàn)象研究，進而明確生物學科自身的本質(zhì)內(nèi)涵，以滿足當前實際的需求。例如，在研究生物遺傳物質(zhì)DNA時，靈活利用計算機，對其實際的序列、結(jié)構(gòu)等相關(guān)內(nèi)容進行整理，從根本上提升研究效率。

1計算機技術(shù)在生物信息學中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

生物信息學在研究過程中，受自身的數(shù)據(jù)信息逐漸增多影響，傳統(tǒng)的研究逐漸難以記錄與觀察學科信息，需要靈活的應(yīng)用計算機技術(shù)，促使學科研究合理高效，滿足當前實際的需求。例如，計算機技術(shù)的應(yīng)用，促使當前生物學科的檢索、存儲、查詢、觀察、處理等相關(guān)的研究過程高效，幫助研究人員對數(shù)據(jù)進行合理的分析，從大量的數(shù)據(jù)中找尋出生物信息學蘊藏的規(guī)律，并通過計算機進行合理的模擬，建立模型觀察研究，加強對數(shù)據(jù)的分析，帶動學科積極發(fā)展?，F(xiàn)階段，信息技術(shù)在生物信息學中的應(yīng)用較為普遍，例如，人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、平行計算技術(shù)以及生物計算等相關(guān)等等，促使現(xiàn)階段的生物信息學突破現(xiàn)有的研究瓶頸，如，進行有效的模式識別，促使研究出現(xiàn)增長點，促使相關(guān)的領(lǐng)域知識逐漸分解簡化，為人類的發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)。以實際的生物信息學DNA研究為基礎(chǔ)，在研究時，可以靈活應(yīng)用現(xiàn)階段的計算機的圖像處理技術(shù)，通過建立完善的三維模型，完成基因的測序工作，明確其中的核苷酸排列，促使三維結(jié)構(gòu)清晰，為研究人員提供良好的研究方法、方向以及思路，促使學科發(fā)展。在發(fā)達的美國、日本、歐洲等地，利用計算機技術(shù)進行生物信息學研究更為先進，其技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，而相對來說，雖然我國已經(jīng)取得不俗的成績，但與世界的先進水平仍存在一定的差距[1]。

2計算機技術(shù)在生物信息學中的應(yīng)用是學科發(fā)展的必然

摘要：在生物信息學系統(tǒng)設(shè)計中引進推薦系統(tǒng)，提出具有個性化服務(wù)的生物信息學網(wǎng)站模型，完成生物信息學推薦系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)，體現(xiàn)出推薦系統(tǒng)在生物信息學中使用的必要性和優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：推薦系統(tǒng)；生物信息學

推薦系統(tǒng)(RecommenderSystem)[1]是個性化信息服務(wù)的主要技術(shù)之一，它實現(xiàn)的是“信息找人，按需服務(wù)”；通過對用戶信息需要、興趣愛好和訪問歷史等的收集分析，建立用戶模型，并將用戶模型應(yīng)用于網(wǎng)上信息的過濾和排序，從而為用戶提供感興趣的資源和信息。生物信息學(Bioinformatics)[2,3]是由生物學、應(yīng)用數(shù)學和計算機科學相互交叉所形成的一門新型學科；其實質(zhì)是利用信息科學的方法和技術(shù)來解決生物學問題。20世紀末生物信息學迅速發(fā)展，在信息的數(shù)量和質(zhì)量上都極大地豐富了生物科學的數(shù)據(jù)資源，而數(shù)據(jù)資源的急劇膨脹需要尋求一種科學而有力的工具來組織它們，基于生物信息學的二次數(shù)據(jù)庫[4]能比較好地規(guī)范生物數(shù)據(jù)的分類與組織，但是用戶無法從大量的生物數(shù)據(jù)中尋求自己感興趣的部分（著名的生物信息學網(wǎng)站NCBI(美國國立生物技術(shù)信息中心)，僅僅是小孢子蟲(Microsporidia)的DNA序列就達3399種），因此在生物二次數(shù)據(jù)庫上建立個性化推薦系統(tǒng)，能使用戶快速找到自己感興趣的生物信息。特別是在當前生物信息數(shù)據(jù)量急劇增長的情況下，生物信息學推薦系統(tǒng)將發(fā)揮強大的優(yōu)勢。

1推薦系統(tǒng)的工作流程

應(yīng)用在不同領(lǐng)域的推薦系統(tǒng)，其體系結(jié)構(gòu)也不完全相同。一般而言，推薦系統(tǒng)的工作流程[5]如圖1所示。

(1)信息獲取。推薦系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)是用戶信息。用戶信息包括用戶輸入的關(guān)鍵詞、項目的有關(guān)屬性、用戶對項目的文本評價或等級評價及用戶的行為特征等，所有這些信息均可以作為形成推薦的依據(jù)。信息獲取有兩種類型[6]，即顯式獲取(Explicit)和隱式獲取(Implicit)，由于用戶的很多行為都能暗示用戶的喜好，因此隱式獲取信息的準確性比顯式高一些。

摘要：結(jié)合近年來的教學實踐，對醫(yī)學檢驗專業(yè)本科開設(shè)生物信息學課程的必要性以及在教學過程中的體會進行了初步探討，具體闡述了在教學內(nèi)容安排和教學方法設(shè)計上的經(jīng)驗與認識，為該專業(yè)生物信息學課程建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：醫(yī)學檢驗；生物信息學；課程教學

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

一、開設(shè)課程的必要性

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

二、教學內(nèi)容的安排