本文作者：李佐靜宗東升王?；酃ぷ鲉挝唬荷蜿査幙拼髮W(xué)醫(yī)療器械學(xué)院

藥學(xué)信息學(xué)計算機(jī)綜合實驗課程體系建設(shè)

(1)重視實用性課程實驗的開設(shè)是藥學(xué)信息學(xué)課程體系創(chuàng)新與實踐的重要特點。藥學(xué)信息學(xué)專業(yè)計算機(jī)基礎(chǔ)課程實驗設(shè)計的目標(biāo)是使學(xué)生能夠達(dá)到在藥學(xué)研究領(lǐng)域掌握計算機(jī)應(yīng)用的專業(yè)背景知識及能力。藥學(xué)信息應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的藥學(xué)信息學(xué)課程體系的實驗內(nèi)容包括“計算機(jī)基礎(chǔ)”、“程序設(shè)計技術(shù)與應(yīng)用”以及高級課程“計算機(jī)在藥學(xué)中的應(yīng)用”等三個方面的具體實施項目。(2)根據(jù)藥學(xué)專業(yè)對計算機(jī)人才的需求及應(yīng)用，結(jié)合計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的具體內(nèi)容及多年的教學(xué)實踐，將藥學(xué)信息學(xué)課程體系試驗設(shè)計分為三組典型實驗：①計算機(jī)基礎(chǔ)操作典型實驗；②計算機(jī)程序設(shè)計典型實驗；③計算機(jī)綜合應(yīng)用典型實驗。三組實驗的設(shè)計與實施具有層次鮮明、條理清晰、結(jié)構(gòu)完善、循序漸進(jìn)等特點。

構(gòu)建課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)

(1)建立了以多元化、交互式學(xué)習(xí)環(huán)境為主要特色的多功能網(wǎng)站，建立完善的多媒體教學(xué)資源庫，該教學(xué)資源庫是面向全校學(xué)生，集學(xué)生自學(xué)、師生交流、網(wǎng)絡(luò)答疑等多功能于一體綜合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。(2)該教學(xué)資源庫中包括教師課件、課外閱讀資料、相關(guān)資料圖片，以及教學(xué)過程中使用到的軟件、教學(xué)錄像等，并且通過網(wǎng)站平臺免費提供藥學(xué)信息學(xué)體系的教學(xué)大綱、教材、教學(xué)方案、教學(xué)課件、實驗課程設(shè)計、教學(xué)資源素材，全面公開并共享教學(xué)資源，突破時間和地點的限制，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供幫助，教學(xué)方式由目前的多媒體教學(xué)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)化教學(xué)。(3)在“構(gòu)建藥學(xué)信息學(xué)課程體系創(chuàng)新與實踐”過程中，制作了系列課程相應(yīng)的PowerPoint演示文檔，并建立的多個相應(yīng)的實例數(shù)據(jù)及應(yīng)用軟件用法介紹視頻，并提供大量相關(guān)多媒體參考、學(xué)習(xí)資料，方便藥學(xué)信息學(xué)專業(yè)的學(xué)生快速查找和深入學(xué)習(xí)各章節(jié)的內(nèi)容，同時也提供了部分可執(zhí)行的藥學(xué)信息學(xué)應(yīng)用程序，有助于加深學(xué)生對書本知識的理解，而且也為藥學(xué)信息學(xué)實驗數(shù)據(jù)處理及模擬提供了有利幫助。(4)建立并豐富了藥學(xué)信息學(xué)系列課程的測試大型試題庫，并開發(fā)設(shè)計了聯(lián)網(wǎng)在線機(jī)考測評軟件，面向全校學(xué)生，實現(xiàn)了無紙化考試。通過以下綜合實驗操作技能的綜合測評，如藥學(xué)常用軟件工具練習(xí)及開發(fā)環(huán)境構(gòu)建、基于Excel和VisualBasic的藥學(xué)試驗設(shè)計、基于Matlab和VisualBasic的LD50計算、基于Excel和Matlab的藥學(xué)實驗數(shù)據(jù)分析等實驗檢測項目，健全了以檢驗實際操作能力為核心的考試測評機(jī)制、以考促學(xué)的積極作用，豐富完善了藥學(xué)信息學(xué)課程體系建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。

建立了學(xué)生計算機(jī)學(xué)習(xí)電子檔案管理模式

摘要獸醫(yī)信息學(xué)是一門應(yīng)用信息科學(xué)、工程學(xué)和計算機(jī)技術(shù)來支持獸醫(yī)學(xué)教學(xué)、研究和實踐的學(xué)科。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在該領(lǐng)域已經(jīng)有眾多研究成果應(yīng)用于獸醫(yī)實踐，對獸醫(yī)學(xué)的發(fā)展起到了極大的推動作用。其主要研究內(nèi)容包括電子病歷、決策支持系統(tǒng)、圖像獲取及處理技術(shù)以及統(tǒng)計分析和建模等。我國在推進(jìn)獸醫(yī)信息學(xué)全面發(fā)展的同時，應(yīng)著重加強(qiáng)相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的標(biāo)準(zhǔn)化工作，以實現(xiàn)信息的高效傳輸和共享。

關(guān)鍵詞：獸醫(yī)信息學(xué)；信息；數(shù)據(jù)；決策；建模

獸醫(yī)信息學(xué)（VeterinaryInformatics）是一門應(yīng)用信息科學(xué)、工程學(xué)和計算機(jī)技術(shù)來支持獸醫(yī)學(xué)教學(xué)、研究和實踐的學(xué)科。獸醫(yī)信息學(xué)是伴隨著信息學(xué)和計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展起來的[1]。信息和計算機(jī)技術(shù)在獸醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用開始于上世紀(jì)60－70年代，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在信息技術(shù)比較發(fā)達(dá)的國家其研究已經(jīng)相當(dāng)深入，應(yīng)用范圍也已經(jīng)相當(dāng)廣泛。而在一些信息技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)普及比較晚的國家，獸醫(yī)信息學(xué)的發(fā)展尚處于起始階段。我國到目前為止，還沒將獸醫(yī)信息學(xué)作為一門專門的獸醫(yī)專業(yè)的學(xué)科來普及，其發(fā)展還處于一個比較低的水平，從應(yīng)用到相關(guān)技術(shù)研究還有待于步入一個更高的層次。

信息技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)在獸醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用雖然起步較早，但是，在其發(fā)展的初期則是經(jīng)歷了一個緩慢的過程，直到最近十多年，才呈現(xiàn)出了蓬勃的勢頭[2]。在獸醫(yī)信息學(xué)發(fā)展過程中，其研究和應(yīng)用主要集中在以下方面：電子病例記錄；疾病診斷專家系統(tǒng)及決策支持系統(tǒng)；圖像數(shù)據(jù)獲取和生物統(tǒng)計與建模等。

1.電子病歷

在計算機(jī)沒有引入獸醫(yī)領(lǐng)域之前，動物病歷主要是以人工的方式記錄在以紙為主要載體的媒體上。由于載體本身的特性所限，采用這種記錄方式進(jìn)行病例記錄，當(dāng)積累到一定數(shù)量后，由于記錄載體體積龐大給應(yīng)用和管理造成很大的困難。電子病例（electronicmedicalrecords,EMRs）[3]的出現(xiàn)有效地解決了這個問題，使獸醫(yī)能夠為用戶提供計算機(jī)化的標(biāo)準(zhǔn)化的病例記錄，實現(xiàn)了對動物的健康狀況進(jìn)行長期跟蹤，并提供長期的健康咨詢服務(wù)和制定保健計劃。對于用戶，可以在家通過網(wǎng)絡(luò)隨時查看自己寵物的病例記錄，從而清楚地了解它們的健康狀況。另外，一個養(yǎng)殖場動物電子病例為疾病控制職能部門提供了流行病學(xué)分析的原始資料，通過對其進(jìn)行統(tǒng)計分析，制定科學(xué)的疾病控制和撲滅計劃，同時電子病例記錄也是發(fā)現(xiàn)新出現(xiàn)疾病的重要途徑。在獸醫(yī)信息學(xué)發(fā)展比較早的國家，電子病例記錄系統(tǒng)已經(jīng)相當(dāng)成熟，已經(jīng)形成了一系列的行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。這種標(biāo)準(zhǔn)的形成，使得在整個國家或者大部分地區(qū)均采用同樣的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行病例采集、管理、交流和分析等，有利于流行病學(xué)分析、疫病控制和相關(guān)疾病控制措施的制定。目前，信息技術(shù)在獸醫(yī)實踐中的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍。由于采用電子病例記錄系統(tǒng)，獸醫(yī)臨床實踐在向無紙化方向發(fā)展。

信息技術(shù)在醫(yī)療機(jī)構(gòu)正日益受到重視，并得到廣泛應(yīng)用。如何利用信息技術(shù)更好地為醫(yī)院的醫(yī)療、科研和教學(xué)服務(wù)，已越來越為人們所關(guān)注。醫(yī)學(xué)信息學(xué)即在這種背景下應(yīng)運而生，國際上將其定義為“一門涉及醫(yī)學(xué)實踐、教育、科研中信息加工和信息交流的學(xué)科”[1]，是醫(yī)學(xué)、計算機(jī)學(xué)、人工智能、決策學(xué)、統(tǒng)計學(xué)和信息管理學(xué)的新興交叉學(xué)科。本講座著重介紹醫(yī)學(xué)信息學(xué)研究的最新進(jìn)展，包括電子病歷、醫(yī)院信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、影像信息技術(shù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療與互聯(lián)網(wǎng)以及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

一、計算機(jī)化病歷

計算機(jī)化病歷是醫(yī)學(xué)信息學(xué)的一個重要研究方向。它是指存在一個系統(tǒng)中的電子病歷，這個系統(tǒng)可支持使用者獲得完整、準(zhǔn)確的資料；提示和警示醫(yī)療人員；給予臨床決策服務(wù)；連接管理、書刊目錄、臨床基礎(chǔ)知識以及其他設(shè)備[2]。電子病歷的優(yōu)點如下：完整的電子病歷存儲系統(tǒng)支持多個用戶同時查看，保證個人醫(yī)療信息的共享與交流。通過網(wǎng)絡(luò)，醫(yī)師可以在家中或在世界任何一個角落隨時獲得患者的電子病歷。同時可根據(jù)不同的用戶給予不同的資料查詢權(quán)限，從而保證了病歷的安全性。授權(quán)用戶在適當(dāng)時間才能查看合適的病歷。

此外，電子病歷不再是一個被動的醫(yī)療記錄。論文通過與圖像信息的整合，可提供實時醫(yī)療監(jiān)控，藥物劑量查詢等多種功能。電子病歷已成為新興信息技術(shù)和信息工具的基礎(chǔ)。

電子病歷目前可大致分為單機(jī)電子病歷和網(wǎng)上電子病歷兩種。網(wǎng)上電子病歷的優(yōu)點是采用了ASP服務(wù)器提供全球性服務(wù)，安全性與數(shù)據(jù)完整性則由ASP供應(yīng)商解決；缺點則是數(shù)據(jù)不在醫(yī)師所工作的計算機(jī)上。

雖然醫(yī)療界投入巨資，電子病歷仍存在許多問題亟待解決[3]。首先，病歷數(shù)據(jù)的輸入界面仍不夠簡單；其次，電子病歷需要統(tǒng)一的醫(yī)學(xué)用語標(biāo)準(zhǔn)。目前，美國國家醫(yī)學(xué)圖書館已制定出統(tǒng)一醫(yī)學(xué)用語系統(tǒng)(unifiedmedicallanguagesystem，UMLS)，這一系統(tǒng)包含了近一百萬個術(shù)語描述醫(yī)學(xué)概念。一旦該系統(tǒng)得以推廣，將極大地促進(jìn)全球醫(yī)學(xué)用語的標(biāo)準(zhǔn)化。

［摘要］探討將哲學(xué)原理融入生物信息學(xué)課堂教學(xué)，不僅可以激發(fā)學(xué)生興趣和掌握知識，而且可以幫助學(xué)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(xué)原理完善生物信息學(xué)教學(xué)理論，使晦澀抽象的理論轉(zhuǎn)化為學(xué)生可感知的、易于接受的、指導(dǎo)實踐的知識架構(gòu)體系。

［關(guān)鍵詞］哲學(xué)；生物信息學(xué)；融入生物信息學(xué)

作為新興學(xué)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(xué)思想。哲學(xué)作為關(guān)于一切運動最普遍規(guī)律的學(xué)科，對高等教育和生命科學(xué)領(lǐng)域復(fù)雜問題的解決，顯示出了強(qiáng)大生命力[1-3]。哲學(xué)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(xué)教學(xué)的各個章節(jié)和領(lǐng)域。就當(dāng)前國內(nèi)而言，哲學(xué)與其他一級學(xué)科的融合發(fā)展尚未引起足夠重視[3]，生物信息學(xué)教材中也未出現(xiàn)哲學(xué)術(shù)語。筆者結(jié)合三年教學(xué)實踐，認(rèn)為生物信息學(xué)課程雖為理科教育，但教學(xué)改革過程中穿插引入哲學(xué)思維至關(guān)重要，自覺滲透哲學(xué)原理，將有助于開拓學(xué)生視野和優(yōu)化學(xué)生思維。筆者提出，教師要重視哲學(xué)思維，善用哲學(xué)方法。在總結(jié)生物信息學(xué)課堂教學(xué)不足的基礎(chǔ)上，下面從三方面對哲學(xué)原理融入課堂教學(xué)展開論述。

一、生物信息學(xué)課堂教學(xué)現(xiàn)狀和難題

生物信息學(xué)是生物學(xué)和信息學(xué)的交叉科學(xué)，包含了對各種組學(xué)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(xué)、計算機(jī)科學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)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[4]。課程理論教學(xué)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(jìn)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(xué)、蛋白質(zhì)組信息學(xué)等；實踐教學(xué)引入了常用生物信息學(xué)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(xué)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(xué)好本課程，準(zhǔn)確找出與疾病有關(guān)的生物標(biāo)志物，就是在實現(xiàn)和滿足人民對美好生活的向往。當(dāng)前國內(nèi)外頂尖的自然科學(xué)研究，一定是定量科學(xué)（干實驗）與實驗科學(xué)（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(xué)課程在國內(nèi)多所高校紛紛開設(shè)，成為生物學(xué)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(xué)經(jīng)驗[5-8]，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)生物信息學(xué)課堂教學(xué)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(xué)內(nèi)涵和思維。（2）課程對教師的授課水平和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力要求較高，學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)差，遠(yuǎn)不能適應(yīng)生物信息學(xué)教學(xué)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(xué)案例不足[10]。深入學(xué)習(xí)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(xué)原理從不同角度融入生物信息學(xué)課堂教學(xué)可以夯實高校育人育才思想根基和滿足學(xué)科發(fā)展需要[11]。

二、馬克思主義哲學(xué)原理融入課程教學(xué)改革的實現(xiàn)路徑

摘要：在生物信息學(xué)系統(tǒng)設(shè)計中引進(jìn)推薦系統(tǒng)，提出具有個性化服務(wù)的生物信息學(xué)網(wǎng)站模型，完成生物信息學(xué)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(xué)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(xué)

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(xué)(Bioinformatics)[2,3]是由生物學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)和計算機(jī)科學(xué)相互交叉所形成的一門新型學(xué)科；其實質(zhì)是利用信息科學(xué)的方法和技術(shù)來解決生物學(xué)問題。20世紀(jì)末生物信息學(xué)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(xué)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(xué)而有力的工具來組織它們，基于生物信息學(xué)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(xué)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(dá)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(dāng)前生物信息數(shù)據(jù)量急劇增長的情況下，生物信息學(xué)推薦系統(tǒng)將發(fā)揮強(qiáng)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(zhǔn)確性比顯式高一些。

計算機(jī)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(xué)科——生物信息學(xué)，該學(xué)科包含了兩個交叉領(lǐng)域的工作：用于建立現(xiàn)代生物學(xué)所需信息系統(tǒng)框架（支持生物學(xué)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(xué)（bioinformatics）；旨在理解基本生物學(xué)問題的基于計算的研究工作，即計算生物學(xué)（computationalbiology）。生物信息學(xué)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(xué)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(dǎo)的基因和蛋白質(zhì)發(fā)現(xiàn)[1]。現(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(qiáng)調(diào)基因組學(xué)正推動制藥業(yè)進(jìn)入信息時代。隨著不斷增加的序列、表達(dá)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)?；蚪M數(shù)據(jù)和生物信息學(xué)的貢獻(xiàn)。

Lipshutz(Affymetrix,Santaclara,CA,USA)描述了一種利用DNA探針陣列進(jìn)行基因組研究的方法，其原理是通過更有效有作圖、表達(dá)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(dǎo)的化學(xué)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(dá)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(dá)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(dá)分析方法的基因表達(dá)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(dá)，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(dá)的大規(guī)模研究中對該技術(shù)的性能進(jìn)行了驗證，并論述了技術(shù)在基因的表達(dá)、生物學(xué)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(dǎo)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(jī)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(xué)生命科學(xué)

[論文摘要]生物信息學(xué)是80年代以來新興的一門邊緣學(xué)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(xué)的發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系，生物信息學(xué)的發(fā)展為生命科學(xué)的發(fā)展為生命科學(xué)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(xué)的產(chǎn)生

21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，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(jìn)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(jī)科學(xué)領(lǐng)域，按照摩爾定律飛速前進(jìn)的計算機(jī)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(xué)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(xué)。

二、生物信息學(xué)研究內(nèi)容

（一）序列比對

摘要：隨著自然科學(xué)、生命科學(xué)研究進(jìn)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(xué)”是吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)的核心課程，是生命科學(xué)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(xué)生物技術(shù)專業(yè)的生物信息學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，分析和總結(jié)了教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的主要問題，嘗試從教材的選用、教學(xué)方法及教學(xué)改進(jìn)三個方面對生物信息學(xué)教學(xué)體系的改革提出建議，希望對生命科學(xué)體系的教學(xué)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(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)改革

生物信息學(xué)（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(xué)又是一門集數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)于一體的綜合性學(xué)科，是從海量生物學(xué)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(xué)和計算科學(xué)來解析生命科學(xué)奧秘的交叉學(xué)科。它是當(dāng)今生命科學(xué)和自然科學(xué)的前沿領(lǐng)域之一，也是21世紀(jì)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(qiáng)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(xué)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(xué)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(xué)專業(yè)知識提升專業(yè)技能途徑。生物信息學(xué)要學(xué)好，本科學(xué)生要有扎實的植物學(xué)、動物學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等基礎(chǔ)生物學(xué)知識，但由于地方農(nóng)業(yè)院?；A(chǔ)課程教學(xué)相對薄弱，學(xué)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(xué)方法為主，教學(xué)內(nèi)容緊湊且進(jìn)度快，實驗操作較少，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)“生物信息學(xué)”課程時聽不懂、記不住、學(xué)不好，直接影響并降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。本文針對吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)的生物信息學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，分析和總結(jié)了教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的主要問題，從教學(xué)方法、課程內(nèi)容和考核方式等幾個角度進(jìn)行教學(xué)模式的探討，以期在今后的教學(xué)環(huán)節(jié)取得更好的教學(xué)效果，提升學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣。

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

生物信息學(xué)是一門集多學(xué)科知識體系綜合交叉性強(qiáng)的前沿學(xué)科，對該課程的專業(yè)教師要求儲備較強(qiáng)的生物科學(xué)知識和計算科學(xué)知識，還要將科學(xué)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(xué)知識板塊，這些都導(dǎo)致地方農(nóng)業(yè)高校缺乏生物信息學(xué)師資隊伍，并影響我國農(nóng)業(yè)生物信息學(xué)教育快速發(fā)展。1.1教學(xué)資源匱乏，教學(xué)內(nèi)容過于陳舊。近些年，生物信息學(xué)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(xué)是一門新興學(xué)科，學(xué)科發(fā)展時間較短，缺少豐富的多媒體資源、教學(xué)視頻、精品課等重要的教學(xué)資源，使其教學(xué)資源稀缺匱乏。同時，使用的教材和教學(xué)內(nèi)容過于陳舊，不能滿足學(xué)科的快速發(fā)展，更不能及時進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的更新。1.2學(xué)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(xué)生在知識儲備和數(shù)據(jù)分析能力上與綜合性大學(xué)理工科學(xué)生存在差距。生物信息學(xué)課程理論性較強(qiáng)，地方農(nóng)業(yè)高校學(xué)生在數(shù)學(xué)、計算機(jī)和專業(yè)英語等基礎(chǔ)知識方面不夠扎實，對生物信息學(xué)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(dǎo)致地方農(nóng)業(yè)高校學(xué)生接受生物信息學(xué)課程的重要知識點存在較大困難，從而使部分學(xué)生的學(xué)習(xí)效果較差，不能靈活運用所學(xué)。1.3教學(xué)模式單一，學(xué)時少。目前，國內(nèi)的生物信息學(xué)依舊是講授式的傳統(tǒng)教學(xué)模式，以理論講授為主體，實驗操作為輔助，以課堂為中心進(jìn)行“滿堂灌”式教育，從而導(dǎo)致缺乏突出生物信息學(xué)課程特點的新式教學(xué)模式。以一般地方農(nóng)業(yè)高校的生物信息學(xué)課程總學(xué)時32學(xué)時，理論教學(xué)為24學(xué)時，實驗學(xué)時僅為8學(xué)時，學(xué)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(xué)生感興趣和具有實際應(yīng)用價值的軟件無法進(jìn)一步操作和實踐應(yīng)用。

2地方農(nóng)業(yè)高校生物信息學(xué)教學(xué)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(xué)不僅是實現(xiàn)高校立德樹人教育目標(biāo)的重要舉措，也是推動生物信息學(xué)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(xué)“課程思政”建設(shè)必須要立足于新時代人才培養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)，遵循學(xué)生的學(xué)情，依托重慶郵電大學(xué)大數(shù)據(jù)優(yōu)勢，創(chuàng)新生物信息學(xué)“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(xué);課程思政;工匠精神;課程教學(xué)

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(xué)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(xué)是利用應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息學(xué)以及計算機(jī)科學(xué)的方法研究生物學(xué)的問題，生物信息學(xué)主要是分子生物學(xué)與信息技術(shù)的結(jié)合體，其屬于多學(xué)科相互滲透和高度交叉形成的學(xué)科，也是一門實踐性較強(qiáng)的基礎(chǔ)課程。隨著生物學(xué)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(dāng)前生物信息學(xué)研究的重要性，同時也對高校學(xué)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(xué)思想課程體系，以此培養(yǎng)高質(zhì)量的生物信息學(xué)人才。

一、《生物信息學(xué)》思想政治課程教學(xué)目標(biāo)

“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(jìn)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(jìn)行重新整合，以此將課程教學(xué)聚焦于全方位育人上面?！渡镄畔W(xué)》是一門工具課，采用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)以及計算機(jī)等方法分析生物學(xué)、生物物理學(xué)數(shù)據(jù)的一種綜合學(xué)科，生物信息學(xué)的主要任務(wù)就是處理生物學(xué)數(shù)據(jù)。生物信息學(xué)數(shù)據(jù)處理是一項非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?，需要學(xué)生要嚴(yán)格按照生物信息數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理，因此要求學(xué)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(xué)中普遍存在中學(xué)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(dǎo)致學(xué)生的實踐應(yīng)用綜合素質(zhì)不高，因此在《生物信息學(xué)》課程教學(xué)中構(gòu)建思想政治教育資源，并建立與之對應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)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(xué)目標(biāo)。(一)引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的“三觀”意識，提高“四個認(rèn)識”。多次強(qiáng)調(diào)高校是思想政治教育的主陣地，“四個認(rèn)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(biāo)，在《生物信息學(xué)》課程建設(shè)中通過融入思想政治內(nèi)容是引導(dǎo)學(xué)生樹立正確“三觀”的重要舉措?！渡镄畔W(xué)》是一門工具性課程，需要學(xué)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(xué)是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼n程，需要學(xué)生處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)，這就要求學(xué)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(xué)過程中有目的地引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)觀念，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲芯?，滿足為了研究和開發(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(xué)》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(qiáng)國戰(zhàn)略的下，《生物信息學(xué)》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(qiáng)學(xué)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(xué)》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(xué)生的職業(yè)創(chuàng)新精神。《生物信息學(xué)》是生物專業(yè)的一門基礎(chǔ)性學(xué)科，其主要是讓學(xué)生掌握針對基因如何進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、計算機(jī)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(xué)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(xué)是相互矛盾的學(xué)科，是在不斷發(fā)展中發(fā)展的，因此在具體的教學(xué)中通過與辯證思維的結(jié)合能夠引領(lǐng)學(xué)生運用辯證的思維去學(xué)習(xí)生物學(xué)知識，去攻克生物難題［2］。

二、《生物學(xué)信息學(xué)》“課程思政”教學(xué)的方法途徑

為了體現(xiàn)學(xué)校信息技術(shù)教育特色，豐富學(xué)生第二課堂活動，向中學(xué)生普及計算機(jī)基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)計算機(jī)的興趣，信息科組計劃舉辦信息學(xué)奧林匹克競賽培訓(xùn)班，組織培訓(xùn)學(xué)生參加××年全國青少年信息學(xué)奧林匹克競賽（），為了在競賽中取得較好名次，特制定此培訓(xùn)計劃。

一、培訓(xùn)班開設(shè)：公務(wù)員之家，全國公務(wù)員公同的天地

根據(jù)全國青少年信息學(xué)奧林匹克（）競賽的要求，開設(shè)初中普及組和高中提高組兩個競賽輔導(dǎo)班專門開展培訓(xùn)工作。其中初中普及組主要在初中一年級學(xué)生中選拔，并吸收少量優(yōu)秀的初中二年級學(xué)生，計劃人數(shù)人左右，由××老師負(fù)責(zé)主要培訓(xùn)課程。高中提高組在高中一年級學(xué)生中選拔，計劃人數(shù)人左右，由××老師負(fù)責(zé)主要培訓(xùn)課程。

二、學(xué)生選拔工作：

培訓(xùn)班學(xué)生主要在學(xué)習(xí)成績良好和對計算機(jī)興趣濃厚的學(xué)生中選拔，組織學(xué)生召開動員大會，并自行命題安排選拔考試。分別對學(xué)生的計算機(jī)基礎(chǔ)知識、數(shù)學(xué)能力、邏輯能力和接受新事物能力進(jìn)行了全面考核，經(jīng)過綜合考慮，從參加選拔考試的名初中學(xué)生中選拔了名組成初中普及組培訓(xùn)班，從參加考試的名高中學(xué)生中選拔了名組成了高中提高組培訓(xùn)班。

三、課程安排：