高等农林院校生物信息学课程的教学改革探讨

彭晓剑 江海洋

摘要：生物信息学是一门利用数学、计算机信息科学以及统计学等知识来组织和理解生命活动中核酸和蛋白质中所包含的相关信息的一门交叉学科【1】。在《生物信息学》实际的教学过程中应该将讲授的理论课程与国内外关于生物信息学技术和方法的进展相结合，丰富教学内容做到理论和实践相结合提高学生的综合素质。

关键词：高校;生物信息学;教学;改革

基金项目：安徽农业大学创新训练项目（XJDC2017228）

作者简介：彭晓剑（1987.6-），男，汉族，安徽合肥人，博士，安徽农业大学生命科学学院，讲师，研究方向：遗传学

引言

近年来随着科技的进步，科学家完成了包括人类基因组在内的众多生物的全基因组测序工作，由此产生了海量的数据并且这些数据呈指数增长，在海量数据产生的同时，计算机处理数据的能力也在不断的增长。計算机和信息技术的发展为堆积如山的生物数据的收集、整理和检索提供了强有力的技术支持。此外，各种有针对性的软件、计算方法以及互联网技术的普及也为生物信息学的发展奠定了坚实的基础。我国是农业大国，农林院校与区域经济的发展之间有着紧密联系，农林院校的发展对于区域经济发展的综合性和互动性起着至关重要的作用。新中国成立70年，农林院校的专业设置已经由原先的农业知识和种植技能为主转变为以农林为特色、多学科协同发展的特色综合性大学。专业涵盖范围广，研究对象涉及众多物种。生物信息学这门新兴的科学在农林院校的基础、应用研究及交叉研究中起到了重要作用。因此开设《生物信息学》对于大数据时代下的现代农业基础研究提供了重要的分析工具。通过该门课程的学习可以丰富学生知识，提高学生综合素质，尤其提升综合运用多学科知识解决问题的思维能力，培养学生逻辑、整合和知识迁移等综合能力，培养技术复合型“三农”人才，以适应农业现代化的需求，真正做到新时代下科技兴农推动乡村振兴战略从而服务地方经济。

1.当前课程教学存在的主要问题

1.1教学方式单一，过分注重理论教学

对于这样一门新兴科学，没有做到讲、练、做一体化的教学模式。理论教学虽然很重要，但是实践教学对于学生学习过程中的启发性和直观性有着至关重要的作用，但是在生物信息学的课程内容设置中，实践教学没有涉及，这样容易造成理论学习与上机实践学习不能统一。

1.2授课对象专业差异大

生物信息学作为本科生和研究生的理论课时，选课的学生来自不同专业，尤其在研究生课程选择过程中，涵盖了生命科学、计算机科学、农学、园艺和园林等专业，由于专业背景的不同，导致学生对生物信息学的理解和认识不尽相同，这给整个教学计划和授课带了困难【2】。

1.3考核方式单一

生物信息学是理论和实践结合紧密的一门课程，然而在实际的考核过程中主要采用有纸化闭卷考试作为考核的主要方法，只注重理论概念和原理的一些考核，缺乏学生对生物信息学分析原理的认识与理解，以及分析技能的考核。这种单一的考核方式并不能够让学生由此及彼，举一反三。

1.4硬件设施不足

由于生物信息学是一门实践性很强的课程，理论和实验结合很重要然而教学过程中没有专业的教学实验室，也没有配备处理数据的高性能服务器，以及必要的互联网交互平台，其次缺乏教学过程中的模拟数据供学生模拟学习给生物信息学的教学带来了困难。

1.5教材更新速度慢

作为一门新兴的交叉科学，生物信息学的发展日新月异，教材内容的更新速度与该门科学的前沿知识存在“时差”，常常出现教学理论内容与实际发展脱节，学生达不到拓展知识面和缺乏创新意识【3，4】。

2 教学改革措施

2.1 明确教学目标，采取理论和实践相结合

生物信息学是一门实践性很强的课程，理论学习与上机实践十分必要。课程学习过程中常常利用到计算机的相关知识，因此在教学过程中做到多做，多练的教学模式，灵活做到一边理论一边实践的方法，提升学生上机动手能力。

2.2  小班教学，配备专业的教学实验室

课程学习过程中选课的学生来自不同专业背景，因此教学过程中采用小班制教学，做到不同专业形成不同的教学班。此外配备专业教学实验室，网络交互设备的准备，其次准备相关的模拟数据供学生学习实践，真正做到理论与实践相结合。

2.3 改变单一的考核方式，提高上机实践考核比例

期末考试应以上机实践为主，注重分析综合性问题，考查学生应用能力及对分析流程和结果的熟练整理、分析和归纳的能力。同时采取阅读汇报文献作为辅助考查方式。充分发挥学生的积极性，提升学生的理论素质和科学素质，为以后的科学研究奠定重要的科学基础。

2.4 教学与科研相结合，加强师资队伍建设

生物信息学教学课程中，要紧跟学科的发展，同时注意知识的更新，着重掌握科学前沿，努力将学科前沿知识融入到日常的理论和实践教学过程中，并邀请工作在科研一线的科研工作者给学生讲解学术报告从而拓展学生思维。教师作为教学活动过程中的另一个主体，应做到教学和科研相结合，积极参与对外交流提升教学和科研的综合素质。

结语

生物信息学整合了生物学、计算机科学、数学、统计学的交叉前沿学科。它以计算机为工具，利用数学建立的模型结合相关专业软件，对生物学数据进行检索、处理和分析，从而阐明生物数据信息所包含的生物学意义。作为迅速发展的学科，生物信息学渗透到了生命科学、农、林、牧、渔等众多学科领域。随着后基因组时代及大数据时代的到来生物信息学定能为基础研究提供有力的支撑。

参考文献：

[1]孙啸， 陆祖宏， 谢建明. 生物信息学基础[M]. 清华大学出版社， 2005.

[2]孟凡立， 张卫国， 韩英鹏. 在农学专业讲授生物信息学技术的几点思考[J]. 黑龙江教育学院学报， 2011（4）：85-86.

[3]刘博婷. 浅谈生物信息学课程教学[J]. 韶关学院学报， 2009（12）.

[4]汤丽华. 浅谈大学本科生物信息学课程建设与教学[J]. 科技信息， 2010， 2（17）：646+686.