生物信息学专业人才培养模式研究.docx

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1、生物信息学专业人才培养模式研究 【摘 要】生物信息学是新兴的多学科交叉科学，它的发展和人才培育对于我国将来生物产业发展具有重大影响。基于生物信息学专业发呈现状，认为因其专业开设年限短、学科发展快等缘由而没有形成一个较完善的人才培育模式。分析了生物信息学专业人才培育存在的主要难点问题，并为完善该学科人才培育模式提出了一些建议。 【关键词】生物信息学；人才培育模式；教学实践 生物信息学是20世纪80年头末随着人类基因组安排的启动而兴起的一门新的交叉学科，是用数理和信息科学的理论、技术和方法去探讨生命现象、组织和分析呈现指数增长的生物数据的一门学科。随着生命科学的快速发展，传统的试验已经产生了海量的

2、生物学数据，迫切须要一门新兴的学科来收集、整理、储存、发布、提取、加工、分析和探讨这些数据，主要是遗传物质的载体DNA及其编码的大分子蛋白质。这些过程须要以计算机为主要工具，发展各种软件，对逐日增长的浩如烟海的DNA和蛋白质的序列和结构进行探讨，逐步相识生命的起源、进化、遗传和发育的本质，破译隐藏在DNA序列中的遗传语言，揭示生物体生理和病理过程的分子基础，为探究生命的奇妙供应最合理和有效的方法或途径1。生物信息学在这样的背景下应运而生，而我国高等学校生物信息学专业也在最近十几年渐渐发展壮大起来。 鉴于生物信息学的重要探讨价值和广袤的产业化前景，发展生物信息学专业教化，有安排地建设生物信息学专

3、业课程体系，开展面对实践实力的生物信息学人才培育对促进现代生命科学发展具有重要意义。 生物信息学专业注意学科交叉、融合，目的是为启发学生综合运用数学、物理和计算机学问的实力，拓宽学问面，了解学科前沿和最新进展，培育学生解决该领域实际问题的实力，为今后进行生命科学探讨奠定基础。培育跨越生命科学、计算科学、数理科学等不同领域的“大科学”素养和意识，为今后选择新兴交叉学科领域进行深造和工作奠定基础。因此，在一般高校中进行生物信息学专业建设是有利于生命科学的学科发展和科学探讨的。另一方面，我们也看到各高校生物信息学专业开设年限短2，缺乏较好的人才培育阅历，而学科发展速度快，导致生物信息学人才越来越紧缺

4、。因此形成一套完善的生物信息学人才培育模式意义重大。 1 生物信息学人才培育存在的主要问题 1.1教学内容不合理 课程教学是人才培育最为基础的一个过程。当前各高校生物信息学课程教学最主要的一个问题就是教学内容的深度、新奇度不够，体现为教学与探讨连接不够紧密，学问点与各企业、探讨所等用人单位切合度不够等；另外生物信息学课程涉及的学问点多、内容丰富，导致课程内容重复；最终教学手段与方法过时也是生物信息学课程教学存在的问题之一。 1.1.1教学课程设置不完善 生物信息学的主要目的是基于各学科学问解决生物学问题，因此在课程设置中每个学科内容都必不行少。在这种状况下，须要为学生开设生物学、遗传学、化学、

5、数学、计算机科学等多个课程内容，并且包含理论课程与试验课程。相比其他专业，课程内容明显偏多，且各课程内容差异较大，学生较难适应。如生物学与计算机科学横跨了两个完全不同的领域，因此导致教学内容的深度不够，出现点到即止的问题。因此有必要依据实际需求或不同的探讨方向设置不同的关键课程，对课程内容进行优化组合，增加深度，让学生真正驾驭学问，适应用人单位的真实需求是生物信息学本科教学须要解决的难题。 现有教学内容难以跟上生物信息学领域的迅猛发展是当前课程设置面临的另一难点。生物信息学是后基因组时代的必定产物，是生物大数据挖掘与分析的基础工具。虽然其产生时间短，但发展速度特别快。随着各种“组学”安排的开展

6、，产生了数以万、亿计的序列数据，各种高、新、尖的方法与工具层出不穷，生物信息学得到了空前发展。在这种状况下，老旧的课本学问已与该学科的发展局面格格不入。 1.1.2课程内容重复 课程内容重复是课程设置另一个不合理的方面。相比其他专业，生物信息专业需求的学问面更加广，开设的课程较多。例如在生物学学问方面，须要开设的分子生物学、生物化学、基因组学等课程，这些课程的教学内容、方式等都是相互独立的，面对的是不同专业、不同背景的学生，其中包含了较多的重复内容。对于生物信息专业而言，重复的专业内容会增加教学时间与投入，但并没有获得应有教学效益，反而占用了其他课程的教学时间。因此，有必要对相像课程的内容进行

7、调整，降低重复度，最大限度地利用教学资源。 1.1.3教学手段与方法过时 生物信息学专业属于高、新、尖的应用式学科，旨在培育学生的实践动手实力、主动思索实力等。传统的“填鸭式、“布道式”教学模式已经不适用于该学科。在教学过程中，有必要采纳多种教学模式与方法，激发学生的学习爱好，提高学生实践动手实力。 1.2师资力气薄弱 作为一个新兴字科，师资力气薄弱是其面临的主要问题之一。因为生物信息学人才原本就紧缺，多数高校在开设该专业时都是从不同专业选择相应的授课老师。各课程授课老师都“各自为政”，缺少具有多学科学问背景的专业老师，没有形成一个特地的生物信息学教学团队，不能实现真正的多学科交叉融合3。 1

8、.3缺乏实践平台 培育造就一大批创新实力强、适应经济社会发展须要的高质量交叉学科人才，教学是基础，实践同样是最为关键的环节之一。只有通过实践，才能培育学生独立思索、开发的实力，才能真正实现理论联系实际，运用所学基础学问解决实际问题，使学生成为适合社会需求的高素养人才。相比其他传统学科，生物信息学专业开办时间迟，与用人单位的沟通合作较少，本科学生缺少实践平台是生物信息学专业教学的另一个问题。 2 改革措施 2.1生物信息课程体系建设 2.1.1 课程建设目标和指导方针 要逐步建立面对实践实力培育的生物信息学专业课程体系，培育本科生的人文素养与科学素养，公共基础理论及专业理论相辅相乘，重视学生理工

9、生物医学全方面素养提高，重点突出学生实践实力的人才培育方针，并在实践中培育具有创新思维实力的优秀高端生物信息学专业人才。 2.1.2 生物信息学课程体系建设方案 考虑到生物信息学多学科交叉特点和国家高校生培育要求，及学生将来就业深造所必需的基础和专业实力，我们提诞生物信息学专业人才培育课程体系主要的课程如下： 公共基础课程：政治理论课程、公共外语、体育。 生物医学基础课程：解剖生理学、发育生物学、生物化学、细胞生物学、分子生物学、生物技术试验、分子药理学等。 计算机基础课程：计算机基础、高级语言程序设计、数据结构、Perl语言程序设计、数据库系统原理、Linux操作系统与程序设计等。 数学基础

10、课程：数学分析、高等代数、概率论与数理统计等。 专业基础课程：生物统计学、生物信息学概论、生物信息数据挖掘、生物信息软件设计与开发、专业外语等。 专业课程：生物芯片技术、分子进化、分子生物网络、基因组信息学、蛋白质组信息学、药物基因组信息学、统计遗传学、计算机协助药物设计等。 综合实践课程：课题标书设计、科研论文写作、生物信息学进展等。 生物信息学专业建设要加强本专业学生的数学基础、计算机科学与技术基础和生物科学与技术基础的教学，这是本专业学生区分于生物技术、计算机及信息科学等专业学生的主要特征。 生物信息学专业建设还要在课程设置上做到有侧重，求精而不求全。从学科交叉的角度上讲，本专业培育的学

11、生在具备扎实的计算机应用技术的同时，又必需充分驾驭生物信息学所必需的生物学理论基础，这样才能保证本专业学生真正的做到学以致用。但是，由于交叉学科的特别性，本专业不能够简洁的照抄照搬生物学专业的教学课程，在众多生物学相关的课程中我们必需有所选择。所以，本专业课程设置也必需以我们的学科定位为依据，在达到学科标准的基础上，突出自己的特色，即计算机相关课程的选择应当以解决生物学关键问题为目的，而对于生物学及计算机等相关课程的设置要做到求精而不求全。 2.2教学内容改革 多数高校的生物信息专业教学内容都来源于阅历性或借鉴其他培育单位，但生物信息学属于快速发展的前沿学科，各种技术、方法日新月异，老旧的课本

12、学问完全无法适应用人单位的需求。以对基因测序为例，多数教材以介绍第一代测序方法为主，而现今第三代测序技术都已有了较多的应用。因此应当立足于各领域对生物信息学的不同需求，依据学校自身特点，科学确立教学目标，刚好系统地总结规划课程内容。首先，可以将生物信息专业细分为不同方向，对各方向确定应当深化讲解的特殊课程，以及一般的课程，同时实现课程学问覆盖面广和课程内容深度足；其次，加强相像课程之间的沟通与研讨，降低课程内容重复度，合理利用教学资源；第三，开设23门前沿技术课程，依据当前生物信息学的发呈现状，为学生教授最新的技术与方法；第四，通过敏捷应用多媒体教学、双语教学、师生互动、实践与教学结合等多种教

13、学手，活跃课堂气氛，激发学生学习热忱，提高教学效率。 2.3加强师资力气建设 授课老师的水平干脆影响授课质量。学校应当激励资助骨干老师多参与学习与进修，培育一批真正的生物信息学交叉学科老师；加强学科授课老师之间的沟通，组建一支真正的交叉学科教学团队；多组织名师讲坛，促进沟通与学习，提高授课老师的教学水平。 2.4构建实践平台 生物信息学专业建设还应当注意实践：一是生物信息学本身是实践性较强的学科，在科学发展、专业建设、教学环节中都加大实践教学的力度，增加学生的动手实力和分析问题及解决问题的实力。传统教学模式中的实践一般仅包含上机运用软件等过程，并没有真正发挥学生的动手实力。应当将学生放入实际工

14、作中，依据学生爱好，让其参加老师的科研项目，激励其独立完成子课题；二是在校外企业、医院等建立实习基地，与企业、科研机构等用人单位合作让学生参加实习，将自己所学的课堂学问用于实践，并从实践中学习新的学问。通过构建上述类似的高校生实践、实习平台，才能实现“教、学、研”一体化的创新教学模式，调动学生学习爱好，使其主动参加其中并提高学生的实际动手实力，以符合社会的用人需求。学生利用假期参与社会实践，也为将来工作打下了坚实的基础。 根据这样的指导思想，本专业建设将在专业发展战略的高度上，制定和修订具有创新性的人才培育模式和方案，促进教学团队的形成，改革和优化课程体系，推动教化教学改革，加强教材、教学资源

15、及专业实践教学平台建设，形成自己的办学特色和优势。 3 结语 生物信息学是一个新兴的前沿交叉学科起步晚，但发展快人才缺口大。通过改革形成一套独特的、完善的人才培育模式对生物信息学科的发展，甚至生物学领域的发展意义重大。 参考文献 1 胡娜， 常军， 徐玲.生物信息学教学改革与探究J.安徽农业科学，2022， 38：1588-1589. 2 王兰萍.生物信息学课程教学的初步探讨J.生物信息学，2022： 143-144. 3 王宏，李霞，徐良德.面对实践实力培育的生物信息学课程体系建设J.中国科教创新导刊，2022：47-49. 作者简介： 涂毅，武汉东湖学院生命科学与化学学院讲师。 第9页 共9页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页