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關(guān)鍵詞：蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)對接；分子動力學(xué)模擬；蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用

Abstract：Proteins that play a critical role in many cellular processes often perform their functions by interacting with other proteins. Therefore， the studies of protein-protein interactions are vital to exploring the essence of life， understanding the mechanism of diseases and developing new drugs to improve human health. With the sustained development of bioinformatics， more and more computational methods have been applied to structural and functional research of proteins. Protein-protein docking and molecular dynamics simulation are both widely applied to the studies of protein-protein interactions. This article reviews the theory of computational methods， softwares and the application in protein-protein interactions.

Key words：Protein-protein docking； Molecular dynamics simulation； Protein-protein interactions

眾所周知，蛋白質(zhì)在生物進程中扮演著重要的角色。蛋白質(zhì)通過與其他生物大分子（如蛋白質(zhì)，DNA和RNA）相互作用介導(dǎo)細胞內(nèi)各種重要的生理過程，如基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯以及細胞周期調(diào)控、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、免疫反應(yīng)等，其中，蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用尤為常見。因此蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的研究有助于人們探明其細胞內(nèi)功能，從而了解各種疾病發(fā)生機制，為進一步的新藥研發(fā)提供幫助。目前為止，研究蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用主要有酵母雙雜交、免疫共沉淀、親和色譜、質(zhì)譜、核磁共振等多種實驗方法，這些技術(shù)為蛋白質(zhì)相互作用研究做出了重要貢獻，積累了寶貴的數(shù)據(jù)資源。

隨著計算機處理能力的不斷提升，生物信息學(xué)的理論模擬方法得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。生物信息學(xué)整合數(shù)學(xué)，物理，化學(xué)，信息學(xué)等眾多學(xué)科的優(yōu)勢，以計算模擬手段進行生物學(xué)相關(guān)研究。自Janin和同事們[1]首次運用自動化對接算法預(yù)測牛胰蛋白酶抑制劑-胰蛋白酶復(fù)合物3D結(jié)構(gòu)至今，蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)對接領(lǐng)域已取得很大進步。該方法常用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能研究，分析配體與蛋白質(zhì)間或者蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)間的相互作用模式，便于研究者從原子水平探究受體-配體間作用機制。分子動力學(xué)模擬在誕生至今的幾十年中不斷隨著計算機軟硬件技術(shù)的快速提升而愈加發(fā)展完善，已經(jīng)成為研究蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)特性的重要工具。本文將對蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)對接和分子動力學(xué)模擬的基本原理及其在蛋白質(zhì)間相互作用研究中的應(yīng)用進行簡要概述。

1 蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)對接

準確的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)是進行蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用研究的基礎(chǔ)。然而，通過實驗方法測定蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)比測定單個蛋白質(zhì)更加困難。隨著計算機水平的不斷發(fā)展，人們開始希望用計算模擬手段來預(yù)測蛋白質(zhì)復(fù)合物的真實結(jié)構(gòu)，并希望從原子層面來分析蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的內(nèi)部機制。蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)分子對接是一種常用的方法。它是指利用兩個單體蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)，來預(yù)測蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)。解決蛋白質(zhì)對接問題有兩個關(guān)鍵因素：打分函數(shù)和搜索算法[2]。打分函數(shù)應(yīng)能夠區(qū)分出正確的或近似正確的蛋白質(zhì)對接復(fù)合物，而且搜索算法需嚴格地探索由相互作用的蛋白質(zhì)形成的巨大構(gòu)象空間。

1.1打分函數(shù) 蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)對接可以被歸類為一個全局最優(yōu)化問題，其主要目的是找到蛋白質(zhì)分子間最穩(wěn)定關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。使用打分函數(shù)是準確評估結(jié)合蛋白間的相互作用所必需的。打分函數(shù)有兩個作用：構(gòu)象采集和母板選擇及精制。打分函數(shù)的根本目的是從錯誤的對接取向中區(qū)分出正確或近似正確的對接取向。打分函數(shù)主要有兩種類型：基于物理原理的函數(shù)和基于實驗知識的函數(shù)。通常，基于物理原理的能量函數(shù)用分子力場如CHARMM[3]和AMBER[4]描述蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用。

打分函數(shù)可能包括幾何學(xué)與化學(xué)的互補，靜電力、范德華力和氫鍵的相互作用以及解相關(guān)能量項。最常用的打分函數(shù)是形狀互補。經(jīng)常將形狀互補與FFT算法聯(lián)合應(yīng)用于詳盡的全局搜索。靜電場在帶電粒子或極性分子間的相互作用中扮演著重要角色。泊松-玻爾茲曼方程常被用來解決從原子水平獲得溶劑化生物分子系統(tǒng)的靜電電位問題。打分函數(shù)包括了極其重要的離散和核心相互作用，通常用范德華力相互作用來描述。

1.2搜索算法 搜索算法的主要目的就是在勢能圖上定位最穩(wěn)定的狀態(tài)。對接復(fù)合物可能解的構(gòu)象搜索可通過兩種不同的方案執(zhí)行。第一種方案是進行全空間搜索，第二種是隨機地或按一定順序只搜索局部空間。快速傅里葉變換是最為著名的用于全空間的搜索算法之一。Katchalski-Katzi[5]和助手首次將快速傅里葉變換法用于蛋白質(zhì)對接，確定受體配體間幾何契合。該方法被應(yīng)用于許多程序，如GRAMM[6]， FTDock[7]，3D-Dock[8]以及ZDock[9]。局部搜索算法包括模擬退火，蒙特卡洛法及遺傳算法等。Vieth和助手們[10]發(fā)現(xiàn)分子動力學(xué)法最適于進行大空間搜索，而遺傳算法比其他算法更適合進行小空間搜索。大多數(shù)情況下，蒙特卡洛算法和分子動力學(xué)算法都用來進行蛋白質(zhì)柔性處理。

1.3對接過程 蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)對接一般通用的過程包括：①盡可能多的從全局或局部搜索中生成對接復(fù)合物；②篩選和評估復(fù)合物；③精制和重排。這三步可被細分為更多步。第一步完成剛體的全局搜索，盡可能多的生成對接蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)構(gòu)象。在第二步中，采用生物或?qū)嶒炐畔⒑痛蚍趾瘮?shù)來掃描并評估第一步得到的對接復(fù)合物。錯誤對接復(fù)合物的得分比接近X射線結(jié)構(gòu)復(fù)合物的得分高是很常見的，許多得分高的結(jié)構(gòu)并不實際存在。應(yīng)過濾掉這些不實際存在的結(jié)構(gòu)，將剩下的對接復(fù)合物進行評估。第三步涉及到側(cè)鏈及可能骨架的柔性。柔性處理時主要進行重排側(cè)鏈。

2 分子動力學(xué)模擬

分子動力學(xué)模擬是一門利用經(jīng)典力學(xué)來模擬大分子體系運動的方法，它綜合了數(shù)學(xué)、統(tǒng)計物理、化學(xué)、計算機等多門學(xué)科的內(nèi)容。分子力場是分子動力學(xué)模擬的基礎(chǔ)。它采用簡單的函數(shù)來描述分子能量與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。分子力場的基本函數(shù)形式包括了原子之間的成鍵相互作用與非鍵相互作用。非鍵相互作用主要包含了范德華力與長程靜電力。

2.1分子動力學(xué)模擬過程 分子動力學(xué)模擬的步驟主要包括了四步：第一步是確定初始構(gòu)象，初始構(gòu)象盡量選越接近模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越好，通常是能量較低的構(gòu)象。通常采用分子力學(xué)方法對其構(gòu)象進行優(yōu)化；第二步平衡相過程，在前一步中已經(jīng)確定的模擬體系將進行平衡相過程。在構(gòu)建平衡相的過程中，須對其構(gòu)象以及溫度等參數(shù)進行調(diào)控并加以監(jiān)控，還要判斷體系是否已經(jīng)達到平衡；第三步生產(chǎn)相過程，模擬體系中的分子以及構(gòu)成分子的原子開始根據(jù)初始速度運動，此時根據(jù)牛頓力學(xué)和預(yù)先給定的粒子間相互作用勢來對各個粒子的運動軌跡進行計算，并從這個過程中抽取計算分析時所需要的數(shù)據(jù)和樣本；第四步將對計算結(jié)果進行深入分析處理。

2.2研究進展及常用軟件 Tajkhorshid等成功的模擬了水分子通過不同通道亞型的過程[11]。Xu等在水溶液和磷脂雙層中對β淀粉樣多肽進行了多次長時間分子動力學(xué)模擬，發(fā)現(xiàn)在生物膜和有機溶劑中以α螺旋為主，在水溶液中則以無規(guī)則卷曲為主[12]。京都大學(xué)醫(yī)學(xué)研究科的巖田想[13]成功分析了存在于細胞的，負責(zé)將物質(zhì)運送到細胞內(nèi)的一種蛋白Mhp1的構(gòu)造，運用該結(jié)果通過在計算機上模擬，在分子層次上弄清了Mhp1將物質(zhì)運往細胞內(nèi)的機制。

目前，用于分子動力學(xué)模擬的軟件越來越成熟。較為常用的主要有：GROMACS，NAMD， AMBER，CHARMM，TINKER、LAMMPS等。GROMACS[14]是用戶界面友好的分子動力學(xué)模擬軟件，模擬中的參數(shù)條件和基本功能已經(jīng)趨于成熟，里面包含多種力場，非常適用于模擬生物大分子這種復(fù)雜體系。同時由于其速度快，在非生物體系統(tǒng)中也得到了廣泛的應(yīng)用。AMBER[15]不僅是一個程序，而是包含了從體系準備到動力學(xué)模擬，再到軌跡分析等一系列程序的集合。同時，AMBER 還是一系列力場的名稱，這些力場涵蓋了蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂類等眾多生物大分子。NAMD同樣適用于模擬計算蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子體系，而且并行計算效率非常高。

3 展望

目前，蛋白質(zhì)分子對接及分子動力學(xué)模擬等計算手段雖然已廣泛用于蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)間相互作用的相關(guān)研究，但還是存在一些值得改進的地方。例如，蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)對接過程中，蛋白質(zhì)柔性的相關(guān)處理，構(gòu)象搜索的合理性及打分函數(shù)的準確度；分子動力學(xué)模擬中力場的種類和所研究體系的匹配度等。隨著計算機技術(shù)不斷的發(fā)展，這些生物信息學(xué)方法有待進一步優(yōu)化和相關(guān)軟件需要進一步完善，從而使其更適用于蛋白質(zhì)等生物大分子的模擬研究?？傊瑢⑸镄畔W(xué)方法與傳統(tǒng)實驗手段相結(jié)合來進行蛋白質(zhì)間相互作用等生物大分子體系研究，是一條有待進一步發(fā)展的有效途徑。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：合作性學(xué)習(xí)；創(chuàng)新能力；生物教學(xué)

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2016）06-0007

一、重視課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的合作性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力

1. 學(xué)習(xí)是一個主動化的過程，生物教學(xué)絕不能單純是學(xué)生“被告訴”。學(xué)生只有在教師的指導(dǎo)下主動參與教學(xué)過程并且注重實踐，才能在理解的基礎(chǔ)上構(gòu)建起自己頭腦中的知識體系，并發(fā)揮自己的聰明才智，逐步形成創(chuàng)新精神和合作能力。為此，教師要進行啟發(fā)式、探索式和討論式教學(xué)，并注意創(chuàng)設(shè)激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的教學(xué)情境，愛護和引導(dǎo)學(xué)生各種大膽的質(zhì)疑、假設(shè)和嘗試。如在選修三專題4《生物技術(shù)的安全性和理論問題》這一專題中，筆者對教材進行分析研究后，決定把這章書的課程教學(xué)過程完全交給學(xué)生來完成。操作大體如下：對《4.1轉(zhuǎn)基因生物的安全性》這一節(jié)課中，筆者組織學(xué)生以辯論的形式進行開展，布置學(xué)生在課后準備好正方和反方的辯論材料，要求學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位進行辯論。筆者的做法是：對每班的學(xué)生進行分組小組成員利用課后時間上網(wǎng)查閱相關(guān)的資料小組合作完成課件制作每小組代表在課堂上進行辯論教師進行點評。這種合作性學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生主動探究的能力和合作能力，深受學(xué)生的歡迎。

2. 充分利用課本實驗材料，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和嚴謹?shù)奶骄烤?。新課標人教版高中生物教材中的實驗課對學(xué)生的實驗?zāi)芰μ岢隽烁叩囊?。筆者也充分利用課本實驗材料對學(xué)生進行合作性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力方面的培養(yǎng)。如在選修一專題5《課題1 DNA的粗提取和鑒定》這一節(jié)實驗中，實驗原理復(fù)雜，步驟繁瑣，如果按照課本以雞血為實驗材料，則存在以下一些缺點：取材難、過濾難、顏色深、時間長。筆者根據(jù)自己所教班級的實際情況，指導(dǎo)學(xué)生對實驗材料進行改進。給學(xué)生準備好實驗材料：雞血、香蕉、豬肝和鯉魚精巢。讓實驗小組自由選擇實驗材料進行實驗，最后小組分享各組的實驗結(jié)果。通過小組的實驗結(jié)果得出利用鯉魚精巢作為實驗材料的實驗結(jié)果更明顯，操作更簡便，有效地解決了用雞血作實驗材料存在的問題。

3. 用合作、創(chuàng)新的思想指導(dǎo)學(xué)生進行高考復(fù)習(xí)。學(xué)生的基礎(chǔ)知識、基本技能和訓(xùn)練是生物學(xué)科復(fù)習(xí)的兩個基本點，也是學(xué)生能力培養(yǎng)的立足點。在扎實基礎(chǔ)的前提下，可以通過挖掘一些輻射作用強的知識點，從點連成線，以線連成面，構(gòu)成嚴整有序的知識網(wǎng)絡(luò)體系。形成網(wǎng)絡(luò)后，學(xué)生就能系統(tǒng)地理解和掌握知識，才能在解題時對知識進行有效、快速、全面的搜索，準確地運用。例如，在第二輪復(fù)習(xí)時，筆者擬定了一個專題：“蛋白質(zhì)與生命”。課前指導(dǎo)學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位親自動手在所學(xué)過的內(nèi)容中搜索出與蛋白質(zhì)有關(guān)的知識點，制作成知識網(wǎng)絡(luò)的卡片，在班級里進行展示，然后小組之間進行評價和總結(jié)，歸納出“蛋白質(zhì)”這一內(nèi)容所形成的知識網(wǎng)絡(luò)，包括蛋白質(zhì)的組成元素、基本單位、結(jié)構(gòu)特點、功能；動物體內(nèi)蛋白質(zhì)的代謝；蛋白質(zhì)在生命活動的調(diào)節(jié)中，特別是血糖調(diào)節(jié)、免疫等方面的重要作用；基因控制蛋白質(zhì)合成的過程；與蛋白質(zhì)有關(guān)的計算等。這種通過學(xué)生自己積極的思考、小組之間合作構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)圖的復(fù)習(xí)模式，有效地提高了學(xué)生的綜合思維能力和知識遷移能力。

二、開發(fā)校本課堂，培養(yǎng)學(xué)生的合作性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力

本校有100年的文化積淀，是自治區(qū)首批綠色學(xué)校，校園面積134969平方米。校園內(nèi)樹木蔥籠、綠草茵茵。筆者結(jié)合校園資源組織學(xué)生進行《校園植物種類和數(shù)量調(diào)查》的調(diào)查活動。筆者給學(xué)生印發(fā)了分類調(diào)查的有關(guān)資料，講解植物分類的基礎(chǔ)知識和注意事項，提供必要的資料和工具，由學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位獨立自主地進行研究和實踐。這次活動共調(diào)查了本校校園內(nèi)主要的64種植物，分屬35個科。通過《校園植物種類的數(shù)量調(diào)查》活動，不僅讓學(xué)生了解到校園各種植物的中文名、中文別名、分類科屬、拉丁名、主要特征等，也培養(yǎng)了學(xué)生愛護學(xué)校一花一草的思想，增強了學(xué)生的環(huán)保意識。除此之外，本校在明志樓二樓上還開放有讓學(xué)生種植植物的空地，高一年級的每個班都能在空地上分到一塊土地，筆者組織學(xué)生在空地上進行一些植物的種植。因為空地是在教學(xué)樓的二樓上，所以學(xué)生在種植植物的過程中很容易看到中午植物進行光合作用時，由于氣孔關(guān)閉造成植物萎蔫的情況，也容易明白植物對無機鹽的需要情況。通過種植植物的課外活動，使學(xué)生在實踐中學(xué)到了生物知識，擴大了視野。

三、開展課外活動，培養(yǎng)學(xué)生合作性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力

現(xiàn)行的人教版高中生物教材對學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力提出了很高的要求。筆者在教學(xué)過程中也非常注重學(xué)生這一方面的培養(yǎng)。如在必修一第3節(jié)《細胞核――系統(tǒng)的控制中心》中的嘗試制作真核細胞的三維結(jié)構(gòu)模型這節(jié)課中，筆者的做法是：給了學(xué)生很大的創(chuàng)新空間：由學(xué)生課后完成，材料自備，既可以小組合作，也可以獨立完成。當學(xué)生把他們的作品交來時，筆者不禁為學(xué)生豐富的想象力和大膽的創(chuàng)新意識感到驚喜和慨嘆。從學(xué)生交來的作品中，學(xué)生制作模型的特點有兩個“多樣”：1. 材料多樣：學(xué)生用的材料分別有：橡皮泥、水果皮、廢棄的塑料外殼、紙盒、布塊、廢棄的籃球外殼、綠豆、黃豆等。2. 形狀多樣。有按照課本的介紹制作出來的，有的用廢棄籃球殼做的半球狀的，有的用布匹做的扁平狀的，有的是盒子做的盒狀的。筆者及時地對學(xué)生的創(chuàng)新能力給予了肯定，并指出其中的不足之處，引導(dǎo)學(xué)生加以改正，最后選出部分制作正確、手工精巧的作品進行獎勵。作品比較突出的，把它放在實驗室陳列展出。

篇3

論文摘 要:由于高職業(yè)教育改革和社會需求的變化,大學(xué)生就業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn),就業(yè)難的問題越來越突出,除了市場需求方面的原因以外,還和大學(xué)生就業(yè)信息不健全、信息通道不流暢有很大的關(guān)系。因此，建立一個健全的、完備的、高效的就業(yè)信息資源體系,對大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)很有必要。高職院校圖書館是文獻信息中心,應(yīng)積極地為大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)提供信息服務(wù)。本文探討圖書館在就業(yè)信息服務(wù)的作用,敘述了圖書館信息服務(wù)在大就業(yè)指導(dǎo)工作中的做法。

由于高等職業(yè)教育改革和社會需求的變化,大學(xué)生就業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)大眾化的急速來臨與社會大眾對大學(xué)生精英認識的慣性矛盾,造成認識與現(xiàn)實的巨大差距,以至于造成“大學(xué)生就業(yè)難”?！镀胀ǜ叩葘W(xué)校圖書館規(guī)程(修訂)》規(guī)定:“高等學(xué)校圖書館必須貫徹國家的教育方針,履行教育職能和信息服務(wù)職能,在提供信息服務(wù)的同時,還具有教育功能?！眻D書館是辦學(xué)的三大支柱之一,要利用自己的信息資源優(yōu)勢,開辟為就業(yè)指導(dǎo)工作服務(wù)的新領(lǐng)域,這是高職院校持續(xù)發(fā)展的需要,是讀者服務(wù)職能拓展的需要,是圖書館提高競爭力的需要。

1 開展大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)工作的重要意義

教育部《普通高等學(xué)校畢業(yè)生就業(yè)工作暫行規(guī)定》強調(diào)“就業(yè)指導(dǎo)是高校教學(xué)工作的重要組成部分”。隨著時代的不斷發(fā)展變化,國家在大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)工作中建立了“市場導(dǎo)向、政府調(diào)控、學(xué)校推薦、學(xué)生和用人單位雙向選擇”的機制,用人單位對大學(xué)畢業(yè)生的要求也越來越高,大學(xué)生就業(yè)難的問題越來越凸顯出來,幾乎成了人們普遍關(guān)注的熱點。大學(xué)生就業(yè)難,與其信息的不健全、信息通道的不流暢有一定關(guān)系。在這種就業(yè)形勢下建立一個健全的、完備的、高效的就業(yè)信息資源體系對大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)工作是很有必要的。圖書館作為高校的文獻信息中心,應(yīng)主動地為就業(yè)指導(dǎo)工作服務(wù),建立大學(xué)生就業(yè)信息系統(tǒng),提供高效優(yōu)質(zhì)的就業(yè)指導(dǎo)服務(wù)。

2 圖書館信息服務(wù)在就業(yè)指導(dǎo)教育中的作用和優(yōu)勢

2.1 作用

圖書館是信息資源是教學(xué)的三大支柱之一,集現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)與設(shè)備、各種信息載體與獲取途徑為一體的信息采集、組織加工、保存與傳播的得天獨厚的資源優(yōu)勢,在以讀者和信息用戶為核心,拓展信息服務(wù)工作范圍,主動為大學(xué)生就業(yè)提供信息服務(wù),這是高職教育以就業(yè)為導(dǎo)向的辦學(xué)理念對圖書館信息咨詢工作提出的新任務(wù)。圖書館開展就業(yè)信息專題服務(wù),開發(fā)各種載體的信息資源,通過文獻深加工而形成“綜述”、“述評”,有助于大學(xué)生及時了解就業(yè)動態(tài)信息。體現(xiàn)了“讀者第一、以人為本”的新理念。

2.2 優(yōu)勢

2.2.1 信息資源優(yōu)勢

圖書館有采集實體文獻資源和搜集虛擬信息資源的制度,能入藏與擇業(yè)和就業(yè)指導(dǎo)有關(guān)的書刊、音像資料等;還能聯(lián)系各類型人才市場和畢業(yè)生招聘會的組辦者,索取人才招聘信息。這是圖書館開展為大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)信息服務(wù)的資源保證。

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢

網(wǎng)絡(luò)條件下的圖書館管理體制呈條塊結(jié)構(gòu),高職院校圖書館與各類圖書館在持續(xù)發(fā)展的過程中,構(gòu)建了互助的協(xié)作關(guān)系,資源共享。隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不斷完善,圖書館大多具備了較強的聯(lián)網(wǎng)檢索能力,畢業(yè)生可直接上網(wǎng)查找國內(nèi)外就業(yè)信息。這是圖書館開展為大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)服務(wù)的信息網(wǎng)絡(luò)保證。

3 圖書館為大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)工作提供信息服務(wù)的內(nèi)容

3.1 建立大學(xué)生信息素質(zhì)教育服務(wù)中心

大學(xué)生信息素質(zhì)包括對信息重要性和需要的知識,為解決面臨的問題確定、查尋、評價、組織和有效生產(chǎn)、使用與交流信息的能力,圖書館要利用自己的信息、人員、技術(shù)、環(huán)境方面的優(yōu)勢,從多方面著手培養(yǎng)大學(xué)生的信息素質(zhì)；重視圖書館資源優(yōu)勢的宣傳,努力建設(shè)自己的網(wǎng)絡(luò)主頁,設(shè)指南性欄目、就業(yè)信息資源介紹、檢索技巧導(dǎo)引、圖書館bbs等多方面開展信息素質(zhì)教育;加強資源開發(fā)利用工作,豐富的信息資源是信息素質(zhì)教育的保證,要實施信息素質(zhì)教育,圖書館必須具備充分的信息資源,從網(wǎng)絡(luò)、雜志、報刊等處多方收集信息,評價和選擇各類文獻,實現(xiàn)合理館藏,擴展學(xué)科信息知識的覆蓋面。

3.2 完善大學(xué)生就業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)

就業(yè)信息包括就業(yè)政策信息、就業(yè)形勢信息和人才需求信息。國家就業(yè)政策是國家根據(jù)一定時期社會生產(chǎn)力的發(fā)展和需求情況而制定的就業(yè)行為準則,包括就業(yè)體制、程序、時間等。圖書館就可以向大學(xué)生們提供經(jīng)整理的就業(yè)形勢與政策信息,讓他們及時了解社會對人才的需求形勢,了解有關(guān)城市或有關(guān)單位接受大學(xué)生的政策條件以及當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的形勢;根據(jù)最新就業(yè)信息,分析預(yù)測就業(yè)形勢。圖書館應(yīng)系統(tǒng)地整合學(xué)院的專業(yè)設(shè)置、學(xué)科特色、人才培養(yǎng)模式等信息,結(jié)合企業(yè)用人要求等,建立就業(yè)信息體系,并與和其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)聯(lián)通,使就業(yè)的信息更加系統(tǒng)化、規(guī)范化、專業(yè)化和實用化,便于學(xué)生了解用人單位的具體情況地進行選擇,更好地把握擇業(yè)方向。

3.3 提供就業(yè)信息咨詢

就業(yè)信息具有時效性、周期性、專指性、復(fù)雜性等特點,圖書館可以搜集相關(guān)時效性強的信資料,及時為學(xué)生服務(wù)。圖書館可以通過口頭咨詢、發(fā)放調(diào)查問卷、觀察總結(jié)等多種途徑主動了解學(xué)生的現(xiàn)時需求和潛在需求,做好相應(yīng)記錄,建立用戶需求檔案,及時進行分析總結(jié)。

4 圖書館為大學(xué)生就業(yè)信息服務(wù)的實踐

4.1 加強就業(yè)文獻閱讀引導(dǎo)

（1）豐富的圖書文獻資源是圖書館賴以開展閱讀引導(dǎo)教育的基礎(chǔ),圖書館應(yīng)根據(jù)各種反饋信息,完整系統(tǒng)地入藏大學(xué)生就業(yè)內(nèi)容的書刊文獻和網(wǎng)絡(luò)信息,搜集和整理就業(yè)政策法規(guī)、有關(guān)就業(yè)的文獻精神及職業(yè)需求的文獻信息,要宣傳和報道就業(yè)政策、求職信息,幫助大學(xué)生貫徹執(zhí)行國家的就業(yè)政策,系統(tǒng)掌握大量準確的職業(yè)需求信息,訂購專為大學(xué)生就業(yè)服務(wù)的報刊,在現(xiàn)刊和過刊閱覽室中常年設(shè)置就業(yè)信息專題書架,專題書架實行開架閱覽,通過閱讀類似《成功心理與人才發(fā)展》、《擇業(yè)就業(yè):大學(xué)生求職指南》、《大學(xué)生就業(yè)難原因剖析》、《當前大學(xué)畢業(yè)生低簽約率的實證分析》、《經(jīng)營自我與創(chuàng)造性經(jīng)營》、《如何體現(xiàn)你的素質(zhì)》、《企業(yè)招聘與企業(yè)文化的匹配探析》等資料,以提高畢業(yè)生的就業(yè)素質(zhì)。

（2）編制就業(yè)信息專題書目,并把館藏中最新就業(yè)信息書目、索引和重要信息原文及時傳到圖書館網(wǎng)頁上,便于畢業(yè)生多途徑查詢。另外安排專人或聘請有經(jīng)驗的教師舉辦專題講座、讀者座談,開展書評、評選讀書標兵等活動,如,“信息素養(yǎng)在擇業(yè)中的作用”、“個人素質(zhì)與企業(yè)文化”、“網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下如何搜集和利用信息”、“如何適應(yīng)大眾教育下的就業(yè)形勢”等幫助學(xué)生分析、預(yù)測本年度就業(yè)形勢、幫助大學(xué)生掌握搜集最新就業(yè)政策信息的技能。

4.2 舉辦就業(yè)信息能力講座,提高求職技能,提升求職效率

圖書館要完整系統(tǒng)地搜集、整合網(wǎng)絡(luò)信息和視頻資料,并編制專題視頻目錄,舉辦就業(yè)視頻講座和專題報告,加強就業(yè)理論和實踐的學(xué)習(xí),圖書館員要主動做好視頻資料的導(dǎo)讀,如“網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下如何搜集和利用信息”、“大學(xué)生正確的就業(yè)觀和擇業(yè)技巧”等,幫助大學(xué)生提高求職技能和擇業(yè)素質(zhì),寫好求職信和自薦材料,客觀地宣傳自己和推銷自己。圖書館員要積極引導(dǎo)大學(xué)生把靜態(tài)文獻信息與社會動態(tài)信息相結(jié)合,更直觀地了解就業(yè)現(xiàn)狀和人才需求,以提升大學(xué)生的求職效率。

4.3 網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航

隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不斷完善,圖書館具備了較強的聯(lián)網(wǎng)檢索能力,圖書館對大學(xué)生進行網(wǎng)絡(luò)信息獲取能力、檢索能力和應(yīng)用能力的培訓(xùn),網(wǎng)站上開設(shè)“就業(yè)教育”專欄,并成為大學(xué)生就業(yè)教育的主要窗口,可設(shè)“就業(yè)政策”、“就業(yè)形勢”、“招聘信息”、“求職信息”、“求職技巧”、“就業(yè)講堂”等欄目,指導(dǎo)大學(xué)生系統(tǒng)搜集有關(guān)的就業(yè)信息,整理相關(guān)就業(yè)政策法規(guī),解答大學(xué)生有關(guān)就業(yè)的咨詢話題,為其選擇職業(yè)提供合理化建議或可行性意見。將網(wǎng)內(nèi)外的就業(yè)信息資料按著錄格式標準化、檢索點規(guī)范化,以及檢索途徑便捷化的要求;建立“畢業(yè)生就業(yè)信息書目數(shù)據(jù)庫”,并根據(jù)畢業(yè)生的需求、本校學(xué)科專業(yè)和文獻類型,有選擇地建立“畢業(yè)生就業(yè)信息全文數(shù)據(jù)庫”。該數(shù)據(jù)庫通過校園網(wǎng)與中國教育科研網(wǎng)(cernet)聯(lián)結(jié),供館內(nèi)外用戶使用,促進就業(yè)信息資料網(wǎng)絡(luò)化的共建、共享。

4.4 就業(yè)信息的加工、分類

就業(yè)信息資料形式多樣,有成冊的書刊型、報刊復(fù)印的零散型和網(wǎng)上下載的活頁型等,收藏保管困難,也不利于應(yīng)用?？刹扇∫韵路椒庸ぱb訂:有關(guān)就業(yè)的政策、條例等指導(dǎo)性文獻,以發(fā)表的時間為序裝訂成冊;從報刊和網(wǎng)上收集到的零散信息資料,按就業(yè)的內(nèi)容和類別進行裝訂。依據(jù)就業(yè)信息的內(nèi)容性質(zhì),按《中圖法》分類,再根據(jù)信息產(chǎn)生的時間作書次號,把相同內(nèi)容、類別的信息資料集中在一起,并按時間先后排序,以便于畢業(yè)生按類別查閱特定時間的信息資料。

4.5 分層次提供就業(yè)信息咨詢

圖書館提供就業(yè)信息咨詢,其方式主要有以下3種:(1)輔導(dǎo)性咨詢。根據(jù)畢業(yè)生需求,咨詢館員輔導(dǎo)畢業(yè)生查找和利用就業(yè)文獻信息,并解答問題。(2)指導(dǎo)性咨詢。即以個體為對象,咨詢館員將畢業(yè)生引向信息源,指導(dǎo)其查閱各種就業(yè)信息資料。(3)檢索性咨詢。一般有兩種取向:一種是數(shù)據(jù)、報摘類信息檢索,包括招聘人數(shù)、改革要點、就業(yè)趨勢等;另一種是文獻,全文類信息檢索,它需要從目錄、題錄、文摘、索引等方面進行系統(tǒng)檢索,提供咨詢服務(wù)。

5 結(jié)語

圖書館既是學(xué)校的文獻信息中心、學(xué)習(xí)資源中心,是培養(yǎng)人才的重要基地,利用圖書館豐富的文獻信息資源,為大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)提供信息服務(wù),是培養(yǎng)大學(xué)生樹立就業(yè)信息意識、確立擇業(yè)競爭意識,端正擇業(yè)就業(yè)思想的過程,也是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,圖書館讀者服務(wù)工作的特色服務(wù)。建立一個健全的、完備的、高效的就業(yè)信息資源體系,積極主動地為大學(xué)生就業(yè)提供信息幫助。通過圖書館為大學(xué)生就業(yè)提供信息服務(wù)的實踐:閱讀引導(dǎo);舉辦視頻講座,實施網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航,重視就業(yè)信息的搜集、加工、分類與利用;開展多元化的信息服務(wù)方式,使圖書館成為真正意義上的大學(xué)教育的三大支柱之一,走出一條信息服務(wù)創(chuàng)新之路。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：生物信息學(xué) 教學(xué)模式 創(chuàng)新

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1009-5349（2017）08-0009-02

近些年，隨著人類基因組測序完成，有關(guān)核酸、蛋白質(zhì)等的分子生物學(xué)數(shù)據(jù)迅速增長。同時，計算機技術(shù)的發(fā)展也為生物數(shù)據(jù)的處理提供了有力支持[1]，促進了生物信息學(xué)的產(chǎn)生及發(fā)展。許多高校相繼開設(shè)了生物信息學(xué)課程。生物信息學(xué)課程對培養(yǎng)創(chuàng)新型人才具有重要意義。[2]生物信息學(xué)是多領(lǐng)域融合的學(xué)科，對理論知識及實踐的要求較高，因此如何提高生物信息學(xué)的教學(xué)質(zhì)量及完善教學(xué)模式尤為重要。本文根據(jù)生物信息學(xué)的特點及目前發(fā)展現(xiàn)狀，提出“教學(xué)-科研-創(chuàng)業(yè)”一體化的教學(xué)模式。并在實施過程中不斷優(yōu)化，為完善生物信息學(xué)的教學(xué)模式提供依據(jù)。

一、生物信息學(xué)課程的概述

生物信息學(xué)作為近些年新發(fā)展的學(xué)科。具有以下特征：第一，多學(xué)科融合。它將數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)與生物學(xué)有機地結(jié)合在一起。[3]第二，數(shù)據(jù)的復(fù)雜性。目前國際上著名的數(shù)據(jù)庫有GenBank、DDBJ和PIR等。[4]這些資源具有開放性，大部分數(shù)據(jù)庫可免費下載。第三，學(xué)科知識的前沿性，生物信息學(xué)的發(fā)展和更新較其他學(xué)科更為迅速。[5]教師在教學(xué)過程中要不斷地吸取新的知識以補充教材中的不足。[6]生物信息學(xué)的價值不僅體現(xiàn)在科學(xué)研究領(lǐng)域，同時對經(jīng)濟的發(fā)展也有影響。[6]所以，各高校設(shè)置生物信息學(xué)課程是必要的。

二、生物信息學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

無論國外或國內(nèi)對生物信息學(xué)的發(fā)展都是高度重視的。筆者在針對生物信息學(xué)本科教學(xué)過程進行調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，生物信息學(xué)教學(xué)過程存在以下不足：

（一）專業(yè)型人才稀少

生物信息學(xué)所涉及的領(lǐng)域較廣，它將數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)和生物學(xué)相結(jié)合。[7]這一特點，要求從事生物信息學(xué)教學(xué)的教師自身知識背景要深厚，同時兼?zhèn)渖飳W(xué)及信息技術(shù)的專業(yè)知識。由于各專業(yè)之間的交叉聯(lián)系較少，導(dǎo)致相關(guān)生物信息學(xué)的專業(yè)人才稀少。這對于生物信息學(xué)教學(xué)是不利的。

（二）教學(xué)理念陳舊

生物信息學(xué)是將信息技術(shù)和生物課程有機結(jié)合。目前，在國內(nèi)，生物信息學(xué)教學(xué)思想還比較落后，大部分還處于對構(gòu)建完善的教學(xué)模式初步探索階段。[8]由于不能將信息技術(shù)的優(yōu)勢極大地發(fā)揮，以至于生物信息學(xué)教學(xué)過程中存在一定的弊端。在教學(xué)設(shè)計中還沿用傳統(tǒng)的教授法，使得學(xué)生對于學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的興趣減少，同時，忽略信息技術(shù)的應(yīng)用對于培養(yǎng)和拓展學(xué)生思維方式的作用。

（三）實踐教學(xué)存在不足

實踐教學(xué)是生物信息學(xué)教學(xué)過程中必要的部分。生物信息學(xué)實踐環(huán)節(jié)方面較為薄弱。一方面，課時安排不合理。大部分時間分配于理論課，而實踐課的時間相對較少。另一方面，在硬件設(shè)施上，也不能滿足實際需求。在很多高校中并沒有獨立的計算機機房以保障學(xué)生能夠進行具體的操作。并且，在國內(nèi)，雖然生物信息學(xué)的研究發(fā)展迅速，但所涉及的資源并不能共享，交流較少。

（三）“教-學(xué)-研”模式的構(gòu)建

針對生物信息學(xué)課程自身特點及在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，提出“教學(xué)-科研-創(chuàng)業(yè)”一體化教學(xué)模式。

1.教學(xué)理念的改革

從上述的分析中，針對教學(xué)理念落后問題，需要從生物信息學(xué)的教學(xué)要求與特點出發(fā)，改變常規(guī)的教學(xué)模式，采用“自主式、探究式”學(xué)習(xí)的思想，通過小組合作的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)。[9]根據(jù)生物信息學(xué)的課程內(nèi)容可將其分為幾個模塊。例如：數(shù)據(jù)庫介紹及應(yīng)用、常用統(tǒng)計學(xué)方法、基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等。學(xué)生以小組為單位，對每一個模塊進行探討研究。學(xué)生可以通過上網(wǎng)查找資料，與老師進行交流及在課堂上展示成果并且小組間進行探討等方式對該模塊所涉及的相關(guān)知識進行學(xué)習(xí)。這樣使得學(xué)生能夠按照自己的要求擴展和交流生物信息學(xué)知識，豐富生物信息學(xué)的學(xué)習(xí)途徑，并且?guī)熒g建立平等和諧的關(guān)系。

2.理論聯(lián)系實踐，鍛煉學(xué)生科研能力

教學(xué)是科研的前提條件，科研使教學(xué)內(nèi)容多樣化。[10]因此，在教學(xué)過程中，根據(jù)課程的特色，可將教學(xué)與科研彼此聯(lián)系起來。首先，組建跨學(xué)科的教師團隊。生物信息學(xué)是多學(xué)科交叉的課程，該領(lǐng)域的專業(yè)型人才稀少。解決這一問題是保障學(xué)生在科研過程中隨時了解相關(guān)知識的關(guān)鍵。我們可以在教學(xué)過程中組建跨學(xué)科的教學(xué)團隊。教師間可彼此溝通交流，針對學(xué)生們在科研過程中遇到的問題，能夠提供專業(yè)性的建議，為科研提供強有力的理論基礎(chǔ)。其次，教師積極鼓勵學(xué)生參加科研項目。教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容與當下生物信息學(xué)領(lǐng)域中的研究熱點方向，提出研究問題，使學(xué)生積極參加其中。在科研過程中，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考及動手操作能力，同時，增強團隊合作意識。對生物信息學(xué)有進一步了解。最后，為了創(chuàng)造一個良好的科研條件，學(xué)校應(yīng)提供一些硬件設(shè)施。例如：多媒體網(wǎng)絡(luò)教室、與生物信息學(xué)相關(guān)的軟件等。將教學(xué)與科研聯(lián)系在一起，可有效地提高生物信息學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

3.教學(xué)與創(chuàng)業(yè)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神及創(chuàng)業(yè)能力

創(chuàng)業(yè)教育是一種實踐，以學(xué)生為主體，將“教、學(xué)、做”三者合一。[11]所以在“教學(xué)-科研-創(chuàng)業(yè)”一體化教學(xué)模式中，創(chuàng)業(yè)與教學(xué)、科研相互聯(lián)系，科研成果具體化，提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。以吉林師范大學(xué)為例。教師在授n過程中，與學(xué)生一起對表觀遺傳學(xué)藥物進行分析，并以此為研究課題，參加“第二屆吉林省‘互聯(lián)網(wǎng)+’大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”。項目中擬建一家有限責(zé)任公司，它將通過差異化的運營模式，以互聯(lián)網(wǎng)為媒介，運用現(xiàn)代生物科技和計算機技術(shù)實現(xiàn)對表觀遺傳學(xué)藥物信息的整合及數(shù)據(jù)的分析，并對藥物靶點進行更深層次的挖掘。為特定的顧客提供個性化的服務(wù)，并以此獲取利潤。實例表明，在項目進行過程中，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)乃季S方式及團結(jié)協(xié)作的精神。創(chuàng)業(yè)與教學(xué)、科研的有效結(jié)合，極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并充分發(fā)揮了理論知識與實踐結(jié)合的優(yōu)勢。

四、結(jié)語

總之，生物信息學(xué)教學(xué)應(yīng)適當?shù)貙⒗碚撆c實踐結(jié)合。通過“教-研-創(chuàng)”一體化教學(xué)模式的嘗試，不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并且能夠及時解決問題的能力。因此，該模式在生物信息W教學(xué)過程中具有一定的可操作性。隨著生物信息學(xué)的發(fā)展，該模式將進一步完善，以期培養(yǎng)出綜合型、創(chuàng)新型人才。

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篇5

摘要：師范教育改革下高師院校課程的重新建設(shè)已成為重中之重。如何在改革的新背景下建構(gòu)合適的課程體系，成為高師院校要解決的問題。本文立足于師范教育改革背景下的需求，針對《生物信息學(xué)》課程的特點和教學(xué)中存在的問題進行初步探討，就其在教學(xué)方法的更新、教學(xué)標準的編寫、考核方法的改進等方面提出了一些思考，希望通過不斷的完善從而提高《生物信息學(xué)》課程的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：師范教育改革；生物學(xué)信息學(xué)；課程建設(shè)

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）21-0102-02

隨著教育的發(fā)展，教師體制也不斷發(fā)生改變，順應(yīng)發(fā)展的趨勢，教師資格證的改革開始不斷推進與完善。2012年《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》精神和教育部部署啟動全國中小學(xué)和幼兒園教師資格證改革試點工作，2013年《中小學(xué)教師資格考試暫行辦法》出臺并規(guī)定：試點啟動后入學(xué)的師范專業(yè)學(xué)生申請中小學(xué)教師資格應(yīng)參加教師資格考試。2015年我國正式實施教師資格證國考制度，并實行五年一個周期的注冊制度。教師資格證制度的變革是對高師院校實施教學(xué)改革的促進同時也是對師范生的挑戰(zhàn)。改革制度下更要求提高教師的綜合素質(zhì)和學(xué)生能力的培養(yǎng)，而《生物信息學(xué)》所具備的專業(yè)性與前沿性正是師范教育對學(xué)生著重培養(yǎng)的方向與目標。

《生物信息學(xué)》是一門交叉學(xué)科，包含了對生物信息的獲取、加工、存儲、分配、分析、解釋等在內(nèi)的所有方面，運用數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)和生物學(xué)的各種工具闡明和理解大量數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義。隨著大規(guī)模的基因組測序工作的開展，生物學(xué)數(shù)據(jù)獲得了大量的積累，生物信息學(xué)悄然興起并得以蓬勃發(fā)展。生物信息學(xué)使學(xué)生了解學(xué)科前沿和新技術(shù)進展，同時培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力。但目前多數(shù)院校只將其設(shè)為選修課程，重視程度很低，而且在教學(xué)內(nèi)容、方法等方面存在一些問題。由于師范教育改革對師范生要求不斷提高，課程的學(xué)法和內(nèi)容也要與時俱進，怎樣建構(gòu)新的課程體系是高師院校需要解決的問題。

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.師資力量薄弱。生物信息學(xué)不僅對教師專業(yè)知識要求高，同時也需要有計算機理論基礎(chǔ)的教師來授課。但目前教授生物信息學(xué)課程的教師大多都為其他生物學(xué)課程的教師，這些教師往往缺乏專業(yè)的生物信息學(xué)分析軟件操作訓(xùn)練和計算機基礎(chǔ)，不能將各學(xué)科更好融合。

2.教學(xué)方法滯后。生物信息學(xué)是一門交叉學(xué)科，但教師在教學(xué)過程依舊采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，計算機輔助教學(xué)不常見，這種授課方式不僅效果欠佳也沒有發(fā)揮此學(xué)科的優(yōu)勢。而且在教學(xué)過程中不注重培養(yǎng)學(xué)生對生物信息學(xué)的重要性的認識，所以學(xué)生認為該課程只是理論學(xué)科，認識不到其對實踐操作能力的重要和生物數(shù)據(jù)分析的意義。

3.實踐教學(xué)不足。受傳統(tǒng)的教學(xué)觀念影響，教師在教學(xué)過程中只注重理論教學(xué)忽視實踐教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)的理論知識與實踐脫節(jié)。因為生物信息學(xué)對于網(wǎng)絡(luò)高度依賴，但由于受學(xué)時限制，課堂教學(xué)的內(nèi)容有限，實踐教學(xué)課時數(shù)較少，內(nèi)容也比較簡單，缺乏完善的實踐教學(xué)過程，學(xué)生也缺乏實際動手操作的能力。

4.考評方案簡單。生物信息學(xué)的考核重點是學(xué)生對生物信息基本概念的理解，軟件操作的掌握程度及生物數(shù)據(jù)分析解釋的能力。但一些學(xué)校的考試形式還全部是理論知識，缺少實際操作能力的檢驗，這種考評辦法的評價效能差，而且不能體現(xiàn)學(xué)科的特點。

二、課程體系建設(shè)優(yōu)化

1.提高教師素質(zhì)。教師是教學(xué)的核心資源，其知識水平和操作技能都會影響教學(xué)的效果。提高教師素質(zhì)首先要對任課教師開展《生物信息學(xué)課程教學(xué)改革和實踐》專題講座，其次鼓勵教師通過查閱相關(guān)文獻，了解課程的特點及發(fā)展，組織大家進行討論，再次，也要積極組織教師參加科研活動，提高科研新能力，在科研過程中進一步了解本學(xué)科的前沿內(nèi)容。

2.編寫教學(xué)標準。如今的教師專業(yè)化不只是強調(diào)教師要有扎實的理論知識，更要有實踐能力。所以生物信息學(xué)的課程建設(shè)改革要組織新的教學(xué)內(nèi)容，合理安排理論學(xué)時特別是實驗學(xué)時。課程標準對生物信息學(xué)的研究內(nèi)容、現(xiàn)狀和發(fā)展前景做具體的介紹，主要對生物信息學(xué)的基本概念和基本方法進行講解，重點是分析軟件的操作方法和生物學(xué)數(shù)據(jù)庫的使用方法的講解。

3.改進教學(xué)方法。師范教育改革意味著對師范生各方面要求的逐漸提高，學(xué)生不能只被動接受知識，所以教師在教學(xué)中要利用多媒體輔助進行直觀教學(xué)，演示生物學(xué)數(shù)據(jù)庫的瀏覽與檢索，軟件的使用，基因序列的檢索、基因閱讀框架的找尋、序列比對、進化樹的構(gòu)建等操作。教師也可以提供課件和DNASTAR、DNAMAN、MEGA、BIOEDIT等軟件安裝程序及使用手冊等擴大學(xué)生的自學(xué)空間，使學(xué)生的被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，也符合師范教育對學(xué)生創(chuàng)造能力、應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

4.教學(xué)科研結(jié)合。生物信息學(xué)教學(xué)強調(diào)能力的培養(yǎng)，且學(xué)科的交叉性也能使學(xué)生將所學(xué)知識與之結(jié)合。教師可以鼓勵學(xué)生參與相關(guān)課題研究，學(xué)校也可以提供機會讓學(xué)生參與到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)性研究的科研項目中，這樣的學(xué)習(xí)方式可以激發(fā)學(xué)生對科研的興趣，鞏固課程中所學(xué)到的知識，使學(xué)生掌握生物信息學(xué)課程的實踐技能，也更好的體現(xiàn)對師范生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

5.優(yōu)化理論課結(jié)構(gòu)。師范教育提倡以學(xué)生為主體的授課方式，所以課堂可以采取不同的學(xué)習(xí)方式如小組合作或?qū)W生講述等以此豐富理論課的教學(xué)模式。教師可以提出問題由小組成員討論研究學(xué)習(xí)，課堂也可以以自講的方式進行學(xué)習(xí)，學(xué)生通過查閱資料了解學(xué)科在臨床醫(yī)學(xué)、藥物產(chǎn)業(yè)等方面的應(yīng)用以及在后基因組時代的主要研究內(nèi)容等，不僅掌握了前沿知識同時也鍛煉教師技能，對于師范教育培養(yǎng)有很好的促進作用。

6.加強實驗課建設(shè)。師范教育在強調(diào)師范生理論知識的同時更注重實際的操作能力，所以實驗教學(xué)起著越來越重要的作用，在學(xué)習(xí)中通過生物數(shù)據(jù)庫的使用，可以提高學(xué)生處理生物信息的能力。生物學(xué)數(shù)據(jù)庫均可以通過網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)檢索服務(wù)，學(xué)生可以根據(jù)理論知識進行相應(yīng)的實際操作。學(xué)院可以進一步開放實驗室，為學(xué)生創(chuàng)造動手操作的自學(xué)實驗環(huán)境。

7.改革考核方法。考試是檢測教學(xué)效果的方法，也是促進學(xué)生學(xué)習(xí)的有力手段。如何考核需要制定詳細的評價指標體系。生物信息學(xué)的考核改革是在基礎(chǔ)考核之上增加了小組答辯和論文成績。小組答辯以生物信息學(xué)在疾病研究中的應(yīng)用為擬設(shè)計命題，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作收集整理相關(guān)文獻并展示其整合分析結(jié)果的能力。論文以蛋白質(zhì)生物信息學(xué)分析在藥物靶點挖掘和藥物設(shè)計中的應(yīng)用為題。最后根據(jù)論文結(jié)構(gòu)完整性和內(nèi)容獨創(chuàng)性、條理邏輯性和學(xué)術(shù)水平進行評分。

三、課程體系構(gòu)建的進一步設(shè)想

進一步利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺慕課擴展生物信息學(xué)的理論深度與新技術(shù)發(fā)展，學(xué)生可以進一步接觸并利用云計算等技術(shù)對大數(shù)據(jù)進行處理，或基于手機客戶端讓學(xué)生隨時可以查詢及學(xué)習(xí)，這樣的構(gòu)建既是生物信息學(xué)課程建設(shè)的發(fā)展，也是培養(yǎng)學(xué)生能力的體現(xiàn)。生物信息學(xué)課程建設(shè)改革對學(xué)生綜合運用知識的能力起到了促進作用，也加強了理論聯(lián)系實踐的操作能力。生物信息學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生全面掌握生物學(xué)知識，對今后選擇生物學(xué)科領(lǐng)域的工作有推動作用，也是師范生成為合格人民教師的理論基礎(chǔ)。

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收稿日期：2016-11-21

篇6

 

關(guān)鍵詞： 生物信息學(xué) 農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域 應(yīng)用

“生物信息學(xué)”是英文單詞“bioinformatics”的中文譯名，其概念是1956年在美國田納西州gatlinburg召開的“生物學(xué)中的信息理論”討論會上首次被提出的［1］，由美國學(xué)者lim在1991年發(fā)表的文章中首次使用。生物信息學(xué)自產(chǎn)生以來，大致經(jīng)歷了前基因組時代、基因組時代和后基因組時代三個發(fā)展階段［2］。2003年4月14日，美國人類基因組研究項目首席科學(xué)家collins f博士在華盛頓隆重宣布人類基因組計劃（human genome project，hgp）的所有目標全部實現(xiàn)［3］。這標志著后基因組時代（post genome era，pge）的來臨，是生命科學(xué)史中又一個里程碑。生物信息學(xué)作為21世紀生物技術(shù)的核心，已經(jīng)成為現(xiàn)代生命科學(xué)研究中重要的組成部分。研究基因、蛋白質(zhì)和生命，其研究成果必將深刻地影響農(nóng)業(yè)。本文重點闡述生物信息學(xué)在農(nóng)業(yè)模式植物、種質(zhì)資源優(yōu)化、農(nóng)藥的設(shè)計開發(fā)、作物遺傳育種、生態(tài)環(huán)境改善等方面的最新研究進展。

1.生物信息學(xué)在農(nóng)業(yè)模式植物研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

1997年5月美國啟動國家植物基因組計劃（npgi），旨在繪出包括玉米、大豆、小麥、大麥、高粱、水稻、棉花、西紅柿和松樹等十多種具有經(jīng)濟價值的關(guān)鍵植物的基因圖譜。國家植物基因組計劃是與人類基因組工程（hgp）并行的龐大工程［4］。近年來，通過各國科學(xué)家的通力合作，植物基因組研究取得了重大進展，擬南芥、水稻等模式植物已完成了全基因組測序。人們可以使用生物信息學(xué)的方法系統(tǒng)地研究這些重要農(nóng)作物的基因表達、蛋白質(zhì)互作、蛋白質(zhì)和核酸的定位、代謝物及其調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)等，從而從分子水平上了解細胞的結(jié)構(gòu)和功能［5］。目前已經(jīng)建立的農(nóng)作物生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫研究平臺有植物轉(zhuǎn)錄本（ta）集合數(shù)據(jù)庫tigr、植物核酸序列數(shù)據(jù)庫plantgdb、研究玉米遺傳學(xué)和基因組學(xué)的mazegdb數(shù)據(jù)庫、研究草類和水稻的gramene數(shù)據(jù)庫、研究馬鈴薯的pomamo數(shù)據(jù)庫，等等。

2.生物信息學(xué)在種質(zhì)資源保存研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源，它包括許多農(nóng)藝性狀（如抗病、產(chǎn)量、品質(zhì)、環(huán)境適應(yīng)性基因等）的等位基因。植物種質(zhì)資源庫是指以植物種質(zhì)資源為保護對象的保存設(shè)施。至1996年，全世界已建成了1300余座植物種質(zhì)資源庫，在我國也已建成30多座作物種質(zhì)資源庫。種質(zhì)入庫保存類型也從單一的種子形式，發(fā)展到營養(yǎng)器官、細胞和組織，甚至dna片段等多種形式。保護的物種也從有性繁殖植物擴展到無性繁殖植物及頑拗型種子植物等［6］。近年來，人們越來越多地應(yīng)用各種分子標記來鑒定種質(zhì)資源。例如微衛(wèi)星、aflp、ssap、rbip和snp等。由于對種質(zhì)資源進行分子標記產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，因此需要建立生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫和采用分析工具來實現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計和計算機分析等［7］。

3.生物信息學(xué)在農(nóng)藥設(shè)計開發(fā)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的藥物研制主要是從大量的天然產(chǎn)物、合成化合物，以及礦物中進行篩選，得到一個可供臨床使用的藥物要耗費大量的時間與金錢。生物信息學(xué)在藥物研發(fā)中的意義在于找到病理過程中關(guān)鍵性的分子靶標、闡明其結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系，從而指導(dǎo)設(shè)計能激活或阻斷生物大分子發(fā)揮其生物功能的治療性藥物，使藥物研發(fā)之路從過去的偶然和盲目中找到正確的研發(fā)方向。生物信息學(xué)為藥物研發(fā)提供了新的手段［8，9］，導(dǎo)致了藥物研發(fā)模式的改變［10］。目前，生物信息學(xué)促進農(nóng)藥研制已有許多成功的例子。itzstein等設(shè)計出兩種具有與唾液酸酶結(jié)合化合物：4-氨基-neu5ac2en和4-胍基-neu5ac2en。其中，后者是前者與唾液酸酶的結(jié)合活性的250倍［11］。目前，這兩種新藥已經(jīng)進入臨床試驗階段。tang sy等學(xué)者研制出新一代抗aids藥物saquinavir［12］。pungpo等已經(jīng)設(shè)計出幾種新型高效的抗hiv-1型藥物［13］。楊華錚等人設(shè)計合成了十多類數(shù)百個除草化合物，經(jīng)生物活性測定，部分化合物的活性已超過商品化光合作用抑制劑的水平［14］。

現(xiàn)代農(nóng)藥的研發(fā)已離不開生物信息技術(shù)的參與，隨著生物信息學(xué)技術(shù)的進一步完善和發(fā)展，將會大大降低藥物研發(fā)的成本，提高研發(fā)的質(zhì)量和效率。

4.生物學(xué)信息學(xué)在作物遺傳育種研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著主要農(nóng)作物遺傳圖譜精確度的提高，以及特定性狀相關(guān)分子基礎(chǔ)的進一步闡明，人們可以利用生物信息

學(xué)的方法，先從模式生物中尋找可能的相關(guān)基因，然后在作物中找到相應(yīng)的基因及其位點。農(nóng)作物的遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的研究積累了大量的基因序列、分子標記、圖譜和功能方面的數(shù)據(jù)，可通過建立生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫來整合這些數(shù)據(jù)，從而比較和分析來自不同基因組的基因序列、功能和遺傳圖譜位置［15］。在此基礎(chǔ)上，育種學(xué)家就可以應(yīng)用計算機模型來提出預(yù)測假設(shè)，從多種復(fù)雜的等位基因組合中建立自己所需要的表型，然后從大量遺傳標記中篩選到理想的組合，從而培育出新的優(yōu)良農(nóng)作物品種。

5.生物信息學(xué)在生態(tài)環(huán)境平衡研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

在生態(tài)系統(tǒng)中，基因流從根本上影響能量流和物質(zhì)流的循環(huán)和運轉(zhuǎn)，是生態(tài)平衡穩(wěn)定的根本因素。生物信息學(xué)在環(huán)境領(lǐng)域主要應(yīng)用在控制環(huán)境污染方面，主要通過數(shù)學(xué)與計算機的運用構(gòu)建遺傳工程特效菌株，以降解目標基因及其目標污染物為切入點，通過降解污染物的分子遺傳物質(zhì)核酸 dna，以及生物大分子蛋白質(zhì)酶，達到催化目標污染物的降解，從而維護空氣［16］、水源、土地等生態(tài)環(huán)境的安全。

美國農(nóng)業(yè)研究中心（ars） 的農(nóng)藥特性信息數(shù)據(jù)庫（ppd） 提供 334 種正在廣泛使用的殺蟲劑信息，涉及它們在環(huán)境中轉(zhuǎn)運和降解途徑的16種最重要的物化特性。日本豐橋技術(shù)大學(xué)（toyohashi university of technology） 多環(huán)芳烴危險性有機污染物的物化特性、色譜、紫外光譜的譜線圖。美國環(huán)保局綜合風(fēng)險信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（iris） 涉及 600種化學(xué)污染物，列出了污染物的毒性與風(fēng)險評價參數(shù)，以及分子遺傳毒性參數(shù)［17］。除此之外，生物信息學(xué)在生物防治［18］中也起到了重要的作用。網(wǎng)絡(luò)的普及，情報、信息等學(xué)科的資源共享，勢必會創(chuàng)造出一個環(huán)境微生物技術(shù)信息的高速發(fā)展趨勢。

6.生物信息學(xué)在食品安全研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

食品在加工制作和存儲過程中各種細菌數(shù)量發(fā)生變化，傳統(tǒng)檢測方法是進行生化鑒定，但所需時間較長，不能滿足檢驗檢疫部門的要求，運用生物信息學(xué)方法獲得各種致病菌的核酸序列，并對這些序列進行比對，篩選出用于檢測的引物和探針，進而運用pcr法［19］、rt-pcr法、熒光rt-pcr法、多重pcr［20］和多重?zé)晒舛縫cr等技術(shù)，可快速準確地檢測出細菌及病毒。此外，對電阻抗、放射測量、elisa法、生物傳感器、基因芯片等［21-25］技術(shù)也是未來食品病毒檢測的發(fā)展方向。

轉(zhuǎn)基因食品檢測是通過設(shè)計特異性的引物對食品樣品的dna提取物進行擴增，從而判斷樣品中是否含有外源性基因片段［26］。通過對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫信息的及時更新，可準確了解各國新出現(xiàn)和新批準的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品，便于查找其插入的外源基因片段，以便及時對檢驗方法進行修改。目前由于某些通過食品傳播的病毒具有變異特性，以及檢測方法的不完善等因素影響，生物信息學(xué)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用還比較有限，但隨著食品安全檢測數(shù)據(jù)庫的不斷完善，相信相關(guān)的生物信息學(xué)技術(shù)將在食品領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。

生物信息學(xué)廣泛用于農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的各個領(lǐng)域，但是僅有信息資源是不夠的，選出符合自己需求的生物信息就需要情報部門，以及信息中介服務(wù)機構(gòu)提供相關(guān)服務(wù)，通過出版物、信息共享平臺、數(shù)字圖書館、電子論壇等信息媒介的幫助，科研工作者可快速有效地找到符合需要的信息。目前我國生物信息學(xué)發(fā)展還很不均衡，與國際前沿有一定差距，這需要從事信息和科研的工作者們不斷交流，使得生物信息學(xué)能夠更好地為我國農(nóng)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展發(fā)揮作用。

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關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)檢驗；生物信息學(xué)；課程教學(xué)

近年來，生物信息學(xué)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(xué)中開設(shè)了生物信息學(xué)課程[1]。而對于醫(yī)學(xué)本科層次是否需要開設(shè)生物信息學(xué)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(xué)檢驗專業(yè)（五年制，畢業(yè)時授予醫(yī)學(xué)學(xué)士學(xué)位）已調(diào)整為醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)（四年制，畢業(yè)時授予理學(xué)學(xué)士學(xué)位），而生物信息學(xué)作為一門新課程，在醫(yī)學(xué)檢驗（技術(shù)）專業(yè)學(xué)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(xué)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(dǎo)生物醫(yī)學(xué)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(xué)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(xué)專業(yè)學(xué)生而言，通過學(xué)習(xí)生物信息學(xué)，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(xué)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(xué)生今后從事醫(yī)學(xué)科研工作是非常重要的。因此，在醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生中開設(shè)生物信息學(xué)課程非常必要。我校從2010年開始將生物信息學(xué)設(shè)置為研究生教學(xué)的必修課；從2013年開始在醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)中開設(shè)生物信息學(xué)選修課，自2015年開始轉(zhuǎn)為醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)。在醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)中開設(shè)生物信息學(xué)課程，能夠為該專業(yè)學(xué)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(xué)和信息科學(xué)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(xué)中的設(shè)課意義。

二、教學(xué)內(nèi)容的安排

醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)的教學(xué)任務(wù)非常緊張，幾乎將原來醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)前八個學(xué)期（最后兩個學(xué)期為實習(xí)階段）課程壓縮到六個學(xué)期來完成，學(xué)生學(xué)習(xí)壓力可想而知。我校為了減輕學(xué)生負擔(dān)，各課程的課時數(shù)都比醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)有所減少。但生物信息學(xué)并未改變，仍然為16學(xué)時。為了在較短的學(xué)時內(nèi)實現(xiàn)教學(xué)效果的最大化，我們結(jié)合該專業(yè)學(xué)生的特點和需求，將授課內(nèi)容分為理論課和實踐課兩部分，實踐課不占學(xué)時。理論課主要介紹基本的生物信息學(xué)理論、資源和數(shù)據(jù)的獲取、分析方法和工具的使用；實踐課則通過布置作業(yè)，課后上機操作來解決問題。理論課主要內(nèi)容包括：生物信息學(xué)導(dǎo)論、DNA測序技術(shù)、序列的獲取、雙序列比對、多序列比對、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析和預(yù)測共計六個專題。實踐課主要內(nèi)容包括：cDNA及基因組參考序列的獲取；常見序列格式的釋義與轉(zhuǎn)換；雙序列比對（局部比對）；多序列比對（全局比對）；蛋白質(zhì)綜合信息查詢；蛋白質(zhì)基本性質(zhì)、疏水區(qū)、亞細胞定位、信號肽、跨膜區(qū)、模體及結(jié)構(gòu)域分析與二級結(jié)構(gòu)預(yù)測；蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)預(yù)測。在理論課實施過程中，注重將與生物信息學(xué)相關(guān)的生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)前沿的一些最新進展和最新成果引入理論知識講授中，讓學(xué)生在有限學(xué)時內(nèi)能夠進一步認識生物信息學(xué)的內(nèi)涵和課程的價值，追蹤前沿學(xué)科的動態(tài)，開拓視野。

三、教學(xué)方法的設(shè)計

生物信息學(xué)涉及多個學(xué)科領(lǐng)域，交叉性強，在較短的學(xué)時內(nèi)學(xué)好這門課程的難度很大。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與教學(xué)內(nèi)容和手段關(guān)系密切，除了精心選擇教學(xué)內(nèi)容外，教學(xué)方法上也有很多需要革新乃至創(chuàng)新的地方。在教學(xué)過程中，我們形成了頗具特色的教學(xué)經(jīng)驗，由授課教師獨創(chuàng)的授課———實踐———演示（Teaching-Practicing-Showing，TPS）教學(xué)模式已應(yīng)用于教學(xué)。TPS教學(xué)模式著力于以實際問題為引線，將理論授課與上機實踐有機地融為一體，逐步介紹生物數(shù)據(jù)分析的各項技能，并指導(dǎo)學(xué)生將其融會貫通以真正掌握相關(guān)的基本方法與常用工具。首先，在教學(xué)內(nèi)容上引入具體實例來進行教學(xué)，比如講解生物信息數(shù)據(jù)庫（Gene、Nucleotide、UniProt、PDB等）時，通過給出檢索某個人類疾病基因數(shù)據(jù)的例子來學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫的使用方法。課堂上教學(xué)實例的設(shè)計需要任課教師在備課時投入大量精力來完成，還需要教師具備多學(xué)科交叉的知識。教學(xué)實踐表明，與醫(yī)學(xué)相關(guān)的生物信息學(xué)分析實例可以讓學(xué)生更好地認識該課程的作用，大幅度提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的主動性。此外，課堂教學(xué)手段也應(yīng)該豐富多彩，多媒體教學(xué)中可以充分使用圖片、動畫等元素。其次，舉例分析時可以進行一定的現(xiàn)場演示，比如講解檢索Unigene數(shù)據(jù)庫時可以一邊上網(wǎng)演示一邊解釋說明。

四、考核方式的變革

生物信息學(xué)作為選修課，既要遵循學(xué)校相關(guān)的考試制度，也要通過對考試方式的變革來提高考試效果。我們將理論考核與學(xué)生的實踐能力考核聯(lián)系起來，結(jié)合學(xué)生課外實踐任務(wù)的完成情況和開卷考試成績進行綜合評定。在課程中安排一次課外實踐任務(wù)，要求每位學(xué)生獨立完成相關(guān)分析并提交書面分析報告，該部分占考核成績的20%。具體內(nèi)容為自行選擇一個人類細胞外功能蛋白：1.利用ClustalX對各物種參考蛋白序列進行多序列比對（輸出PS格式結(jié)果）；2.分析分子量、等電點、分子式、穩(wěn)定性、親疏水性及亞細胞定位；3.預(yù)測二級結(jié)構(gòu)并模擬三維結(jié)構(gòu)。課程結(jié)束后進行開卷考試，內(nèi)容包括基礎(chǔ)知識和綜合分析，盡量采取靈活的出題方式，并控制題量，該部分占考核成績的80%。近年來的教學(xué)實踐表明，這種綜合評定的方式能夠反映學(xué)生對該課程的掌握程度，體現(xiàn)學(xué)生利用生物信息學(xué)知識解決問題的能力。

五、展望

實踐表明，生物信息學(xué)課程教學(xué)能夠給學(xué)生提供所需要的生物信息學(xué)知識和技能，但是在教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方法設(shè)計、教學(xué)手段使用和教學(xué)效果評價等諸多環(huán)節(jié)都需要進一步探討。在這個過程中，我們既需要吸收傳統(tǒng)教學(xué)模式中的優(yōu)點和精髓，做到嚴謹和切合實際，又需要更新教學(xué)理念，突出醫(yī)學(xué)特色，大膽嘗試新的教學(xué)方法和手段，最終形成本課程別具一格的教學(xué)特色。

作者:倫永志 單位:大連大學(xué)

參考文獻

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【關(guān)鍵詞】大學(xué)本科 生物信息課程 建設(shè) 教學(xué)

生物信息學(xué)（Bioinformatics）是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，最初常被稱為基因組信息學(xué)[1]。廣義地說，生物信息學(xué)是用數(shù)理和信息科學(xué)的理論、技術(shù)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。生物信息課程目前還屬于一個新興學(xué)科，發(fā)展時間比較短，再加上生物信息學(xué)研究的范圍廣、相關(guān)數(shù)據(jù)與分析工具資源繁多、涉及多學(xué)科知識、尚缺乏系統(tǒng)成熟的理論方法、正處在迅速發(fā)展中等一系列特點，因此該課程的發(fā)展一直面臨較多的困難。但隨著生物技術(shù)在社會發(fā)展中包括農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、生物技術(shù)等相關(guān)應(yīng)用的越來越廣泛，生物信息學(xué)的作用也越來越突出。因此，加強大學(xué)本科生生物信息學(xué)課程的建設(shè)和教學(xué)，對于促進生物信息學(xué)本身的發(fā)展和大學(xué)生自身綜合素質(zhì)的提高有重要意義。本文就目前大學(xué)本科生物信息課程的建設(shè)和教學(xué)策略進行探討，為促進生物信息學(xué)發(fā)展打下基礎(chǔ)。

1.結(jié)合課程本質(zhì)，加強教材的編寫

生物信息課程涉及分子生物學(xué)、生物技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)、信息獲取、數(shù)據(jù)挖掘、人類基因組等學(xué)科課程的內(nèi)容，是一門非常典型的交叉學(xué)科，因此對于生物信息課程的建設(shè)要站在更高的平臺上。首先，要選擇合適的教材[2]。目前生物信息課程的開設(shè)還處于起步階段，系統(tǒng)的教材不多。而且各學(xué)校學(xué)生的具體情況也有很大差異，因此要結(jié)合學(xué)生的具體情況，以及學(xué)校自身的授課方向，選擇恰當?shù)慕滩摹Ｓ袟l件的學(xué)校應(yīng)該編寫校本教材，這樣更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。這樣最大的好處在于可以形成獨立的教學(xué)體系和教學(xué)大綱，并將傳統(tǒng)的驗證性實驗改為設(shè)計性實驗，不僅開設(shè)了課程設(shè)計，還開設(shè)了一周的本科生科研訓(xùn)練課程，以最大限度的激勵學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；第二，要積極推進兄弟院校間的交流。作為一門新興的交叉課程，不同學(xué)校間所總結(jié)的經(jīng)驗各不相同。為了盡快提高教學(xué)效率，推進課程的發(fā)展，必要的交流是非常重要的。通過交流，可以有效的節(jié)省各自摸索的時間，使教材的編寫和其他相關(guān)的教學(xué)研究更有目的性。

2.加強教學(xué)與科研相結(jié)合，提高學(xué)生的實踐能力

生物信息學(xué)是一門以生物技術(shù)、統(tǒng)計等相關(guān)知識為基礎(chǔ)的課程，因此試驗和實踐在此門課程中非常重要。一方面是教師自身要積極地參與科研，用更多前沿的理論和實踐知識來武裝自己的頭腦，這樣才能在教學(xué)實踐中用更加具有說服力的知識吸引學(xué)生。另一方面，教師也需要結(jié)合自身實際情況組織學(xué)生參與科研實踐。比如華中科技大學(xué)的生物信息課程，就在教學(xué)過程中有效推行了“學(xué)研”結(jié)合的注重素質(zhì)與能力培養(yǎng)的教學(xué)方法[3]。經(jīng)過實踐，不少本科生在課程學(xué)習(xí)過程中對很多生物信息學(xué)問題產(chǎn)生了濃厚興趣，并自主地利用課余時間進行研究，不但有效提高了實際動手能力和學(xué)習(xí)知識的主動性，而且有的本科生在課程結(jié)束不久便完成甚至正式發(fā)表了優(yōu)秀的研究論文。

3.轉(zhuǎn)變課堂模式，充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)

生物信息學(xué)課程之中有很多都是非常抽象的知識，如果教師單純的用板書去描述，用語言去講解，可能會影響教學(xué)效果。因此，在教學(xué)實踐中，教師要充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，包括計算機、網(wǎng)絡(luò)、多媒體等，用更為直觀形象、便捷的方式來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生思維[4]。比如在講解蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)預(yù)測時，教師就可以用Flash形象將這種螺旋、折疊和無規(guī)則卷曲的特征做出來，然后慢慢的一幀一幀的去播放，讓學(xué)生可以立體地看到不同結(jié)構(gòu)的區(qū)別，這樣學(xué)生自然就會慢慢的產(chǎn)生興趣。另外，教師還可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺，讓學(xué)們分小組對一些現(xiàn)象進行研究，通過文獻查閱、分析交流，將結(jié)果做成PPT，展示給全班同學(xué)，以此來調(diào)動學(xué)生們的主體性，使他們更好地參與課堂活動。

4.結(jié)語

生物信息學(xué)是生命科學(xué)和信息科學(xué)等多學(xué)科交叉融合的新興學(xué)科，是當今全球最具發(fā)展前途的學(xué)科之一。但是，生物信息課程作為一門新興課程，其課程建設(shè)和教學(xué)模式必然有很多問題存在。因此，結(jié)合教學(xué)實踐不斷的加強對該門課程的研究，這對于進一步發(fā)展生物信息課程，以及目前正在廣泛開始的生物信息專業(yè)的發(fā)展，都具有舉足輕重的意義。為此，我們就需要一方面要提高教師自身的綜合素質(zhì)，另一方面還要加強該門課程所需要的實踐條件，只有這樣才能更快、更好的促進生物信息課程的快速發(fā)展。

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單鏈抗體除本身的治療作用外，還可作為載體與細胞因子等結(jié)合，構(gòu)建成雙功能抗體用于腫瘤的導(dǎo)像治療。據(jù)文獻報道［1~3］各衍生因子兩個完整基因融合成單一蛋白，經(jīng)抗腫瘤活性檢測發(fā)現(xiàn)，融合蛋白具有雙重活性，但融合蛋白的親和性及抗腫瘤活性分別較衍生因子的功能及活性有所變化，可能由于融合蛋白結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致功能及活性的變化。利用生物信息學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源分析融合蛋白的二級結(jié)構(gòu)及其理化性質(zhì)，為進一步探討單鏈雙功能抗體基因融合蛋白提供依據(jù)。

1 雙功能抗體的研究進展

隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，腫瘤的藥敏基因治療成為各國學(xué)者研究的熱點［3~5］。將目的基因?qū)氚屑毎腔蛑委熯^程中的一個重要環(huán)節(jié)，因為目的基因?qū)氚屑毎实母叩蛯⒅苯佑绊懟蛑委煹男Ч踔脸蓴?。由逆轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移所面臨的最大問題是病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)效率較低，原因之一是由于包裝后難以得到穩(wěn)定產(chǎn)生較高滴度感染性逆轉(zhuǎn)錄病毒的包裝細胞系。單鏈抗體（ScFv）是由Fv抗體衍生而來，將抗體重鏈可變區(qū)和輕鏈可變區(qū)通過一段連接肽連接而成，ScFv具有天然抗體的親和力，而分子只有完整抗體的六分之一。具有分子小、穿透力強、容易進入實體瘤周圍的血液循環(huán)等特點，體內(nèi)應(yīng)用具有較大的分布容積和較高的組織分布比例，ScFv是構(gòu)建雙功能抗體，雙特異性抗體等多種新功能抗體分子的理想元件。一個蛋白或蛋白片段可以融合到ScFv片段上以配備附加的性質(zhì)，如免疫毒素的產(chǎn)生，是通過將一個腫瘤特異的ScFv或Fab融合到一個內(nèi)源化能殺死靶細胞的毒素上。許多細胞特異抗體可將試劑傳遞到腫瘤部位發(fā)揮其細胞毒元件的作用。腫瘤特異性抗體片段已經(jīng)與細胞因子融合［4~8］。在這種情況下，稱免疫細胞因子的分子注射到患者體內(nèi)，在腫瘤細胞表面積聚，可以激活腫瘤附近的T淋巴細胞。這些融合蛋白內(nèi)在的腫瘤結(jié)合活性允許使用低濃度，沒有通常與系統(tǒng)細胞因子注射相關(guān)的副作用。

細胞因子融合蛋白均具有衍生因子的雙重活性，其中有一些的活性較各自野生型低，或者與野生型因子的相加一致，或者其活性高于衍生因子的相加活性，人工構(gòu)建的新蛋白可能具有與衍生因子無關(guān)的新活性［9~11］。事實證明：具有不同功能域的復(fù)合蛋白質(zhì)以及連接肽的設(shè)計是今后尋找新的治療因子的有效途徑和研究方向。生物信息學(xué)可以促進藥物的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)過程，即充分利用生物信息學(xué)的生物學(xué)和遺傳學(xué)信息來尋找和開發(fā)以基因為基礎(chǔ)的藥物。

2 雙功能抗體的表達及其生物學(xué)性質(zhì)的預(yù)測

對于cDNA序列包含一個完整的蛋白質(zhì)編碼區(qū)，重要的則是分析所編碼蛋白質(zhì)的功能。蛋白質(zhì)序列的生物信息學(xué)分析是從理論分析邁向?qū)嶒炑芯康淖顬橹匾牟糠?。如果擬對所感興趣的基因投入實驗研究，那么，基于生物信息學(xué)獲得盡可能多的關(guān)于該基因/蛋白質(zhì)的信息是十分重要和極其重要的，尤其是當采用生物信息學(xué)的分析得到其結(jié)構(gòu)功能域的信息后，將對研究思路的制定提供重要的指導(dǎo)信息［12，13］。

傳統(tǒng)生物學(xué)認為，蛋白質(zhì)的序列決定了它的結(jié)構(gòu)，也就決定了它的功能［14，15］。因此，隨著近10年來生物學(xué)分子序列信息的爆炸性增長，大大促進了各種序列分析和預(yù)測技術(shù)的發(fā)展，目前已經(jīng)可以用理論預(yù)測的方法獲得大量的結(jié)構(gòu)和功能信息，用生物信息學(xué)的方法，通過計算機模擬和計算來“預(yù)測”出未知蛋白質(zhì)信息或提供與之相關(guān)的輔助信息，可以用較低的成本和較快的時間就能獲得可靠的結(jié)果［16~18］。重組融合蛋白是通過DNA重組的方法，將功能上相關(guān)的兩種蛋白用連接肽連接，以達到優(yōu)化蛋白功能的目的，如免疫毒素和細胞因子融合蛋白，并已用于腫瘤治療。我們在構(gòu)建融合蛋白之后，運用生物信息學(xué)資源DNAssist核酸序列分析軟件分析ScFv-TNF-αDNA序列翻譯并獲得了氨基酸序列，蛋白質(zhì)分析軟件（ANTHEPROT V5）分析融合蛋白的二級結(jié)構(gòu)及其理化性質(zhì)。利用生物信息學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源進行分析預(yù)測融合蛋白的性質(zhì)，為進一步探討單鏈雙功能抗體基因融合蛋白提供依據(jù)。構(gòu)建重組導(dǎo)向的融合蛋白［19］，通過重組PCR方法在編碼ScFv與TNF-α的堿基之間引入酶切位點，并克隆到逆轉(zhuǎn)錄病毒表達載體PLxSN上表達，用脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法轉(zhuǎn)染PA317包裝細胞，G418篩選10天后共挑選50個細胞集落，擴大培養(yǎng)后測定29個細胞集落的病毒滴度，篩選出一株cfu>1×109/L的感染性重組病毒產(chǎn)生細胞系C26。 轉(zhuǎn)貼于

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篇10

關(guān)鍵詞:Java教學(xué);案例驅(qū)動;生物信息學(xué)專業(yè);醫(yī)科院校

中圖分類號:G642 文獻標識碼:B

1引言

隨著生物信息學(xué)研究的飛速發(fā)展,帶來了對開源、可重復(fù)利用和面向?qū)ο蟮某绦虬蛙浖钠惹行枨?。Java作為面向?qū)ο缶幊陶Z言工具,在生物信息學(xué)的研究中具有廣泛的應(yīng)用。目前,學(xué)界已經(jīng)針對生物信息學(xué)中的各種問題,開發(fā)了很多基于Java的軟件工具,比如BioJava、Cytoscape等等。BioJava是用于分析和表示生物序列(如DNA、RNA和蛋白質(zhì))的基礎(chǔ)庫;Cytoscape是用于繪制和分析各種生物學(xué)網(wǎng)絡(luò),基于Cytoscape的插件已達數(shù)百種,針對各種類型的網(wǎng)絡(luò)給出更有針對性的分析。此外,美國國立生物技術(shù)信息中心NCBI[4]作為生物信息學(xué)領(lǐng)域最權(quán)威和廣泛使用的平臺也提供了相應(yīng)的Java API。這些都說明Java是從事生物信息學(xué)研究的強有力的工具。

在醫(yī)科院校生物信息專業(yè)開設(shè)Java課程,特別是在完成生物信息相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程后,學(xué)生通過學(xué)習(xí)Java課程,會使學(xué)生掌握從事生物信息研究的平臺工具,從而更好的完成理論學(xué)習(xí)到實踐環(huán)節(jié)的跨越。為了講授好Java語言這門課程,我們對醫(yī)科院校生物信息專業(yè)本科生的特點進行了深入的分析,并在我們的教學(xué)實踐中注重與科研實踐相結(jié)合,注重課程之間相銜接,注重課內(nèi)課外相促進,寓學(xué)于做,以練帶學(xué),取得了較好的教學(xué)效果。

2由淺入深,注重課程聯(lián)系,增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

作為一名醫(yī)科院校生物信息專業(yè)的學(xué)生,要求既要有良好的數(shù)理基礎(chǔ)與計算機應(yīng)用知識,又要有較為系統(tǒng)扎實的生物信息學(xué)理論基礎(chǔ),學(xué)習(xí)廣泛的課程,涉及數(shù)學(xué)、物理、計算機、生物等多個學(xué)科。計算機只是作為生物信息學(xué)學(xué)習(xí)和研究的應(yīng)用工具,醫(yī)科生不可能進行計算機專業(yè)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)。因此,醫(yī)科生普遍對自己的編程能力缺乏信心。針對這樣的情況,我們在教學(xué)實踐時會用一些生動有趣,并且?guī)拙浜唵蔚拇a就能實現(xiàn)的功能,先把復(fù)雜的問題簡單化,隨著課程的不斷推進,學(xué)生慢慢入門,再把簡單的問題逐漸復(fù)雜化,讓學(xué)生認識到編程語言不僅精妙深刻,而且博大精深,程序也可以編寫的很美妙,這的確是可以終其一生去不斷研究和探索的深刻學(xué)問。這樣就使學(xué)生產(chǎn)生自己繼續(xù)鉆研下去的興趣。

要增強學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動力,提升本課程在整個課程體系中的地位和作用也是十分重要的,因此在授課過程中我們非常注重與其他課程的銜接和聯(lián)系,結(jié)合其他課程,設(shè)計案例。比如,此門Java課程與計算機圖形學(xué)在同一學(xué)期開課,用applet實現(xiàn)分形幾何中的繪圖算法,即增強了Java的教學(xué)效果,又加深學(xué)生對圖形學(xué)理論的理解。此外,之前開設(shè)過的數(shù)據(jù)庫原理,如果在Java的教學(xué)中引入數(shù)據(jù)庫的連接和數(shù)據(jù)庫操作,豈不知新而溫故。

3案例驅(qū)動,結(jié)合科研實際,提升課堂教學(xué)效果

在教學(xué)中,我們采用案例驅(qū)動的教學(xué)方法,每一部分的理論知識,都要配以相應(yīng)的案例講解來幫助學(xué)生消化和理解理論知識。教師講解的案例都是代碼級別的,定義規(guī)范,流程清楚,可讀性強,具備參考價值,這樣可以促使學(xué)生養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣。另外,教師以多媒體手段演示代碼的編制調(diào)試過程,使學(xué)生對編程環(huán)境更加熟悉,能夠靈活運用跟蹤、斷點等調(diào)試手段,使學(xué)生能夠置身于程序開發(fā)的氛圍中,而不是被動的接受。

為了讓學(xué)生更深刻的了解Java在生物信息領(lǐng)域研究中的實際應(yīng)用,我們在教學(xué)中所使用的實例大部分來源于生物信息學(xué)科研實踐中遇到的具體問題,把對這些實際的生物信息學(xué)問題的解決方案轉(zhuǎn)化為課堂教學(xué)的生動案例,讓學(xué)生看得到這些編程技術(shù)的實際作用,在學(xué)習(xí)中慢慢滲透和培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。生物信息學(xué)是現(xiàn)代的前沿學(xué)科,很多畢業(yè)生將來可能會繼續(xù)從事相關(guān)的科研工作,因此這方面的培養(yǎng)是非常必要的。如表1所示,我們列舉了部分具體的教學(xué)內(nèi)容及相應(yīng)采用的實例。

表1教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)案例

教學(xué)內(nèi)容 典型案例

Java基礎(chǔ)知識 基因類和蛋白類的定義;實現(xiàn)基因DNA序列向蛋白氨基酸序列的轉(zhuǎn)化算法。

Java與文件操作 實現(xiàn)多種分析軟件的輸入、輸出數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換,主要用到BufferedReader、BufferedWriter、FileReader、FileWriter等類。

Java Applet 根據(jù)用戶提供的轉(zhuǎn)錄因子集合,動態(tài)繪制這些轉(zhuǎn)錄因子所參與的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)圖;用applet實現(xiàn)分形集合中的繪圖算法。

Java與Servlet 簡單實現(xiàn)多物種的轉(zhuǎn)錄因子和靶基因注釋系統(tǒng),即根據(jù)用戶輸入的轉(zhuǎn)錄因子或靶基因列表和選擇的物種信息,以表單形式返回相對應(yīng)的靶基因或轉(zhuǎn)錄因子信息。

Java與數(shù)據(jù)庫 通過連接數(shù)據(jù)庫,查詢得到轉(zhuǎn)錄因子與靶基因間的對應(yīng)關(guān)系,以及添加、修改和刪除數(shù)據(jù)庫中的轉(zhuǎn)錄因子與靶基因間的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)。

Java與網(wǎng)絡(luò) 現(xiàn)有的基于Web的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點預(yù)測工具Match只支持單個序列的輸入,不支持批量預(yù)測,通過網(wǎng)絡(luò)編程利用Match工具實現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點的批量預(yù)測。

4以練帶學(xué),鼓勵自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)實踐創(chuàng)新能力

師傅領(lǐng)進門,修行靠個人。授課的目的是為了讓學(xué)生牢牢掌握Java這門工具,要熟練掌握語言工具,動手聯(lián)系往往比單純的理論學(xué)習(xí)來得更重要。在課堂上教師通過對典型案例的講授,教給了學(xué)生解決某些具體問題的方法,激發(fā)了學(xué)生渴望親自動手實踐的熱情,他們愿意通過自己的努力來制作一份豐富的“大餐”。通過布置課程大作業(yè),使其作為課程考試的一部分,這樣就可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力。

課外大作業(yè)涉及了較為完整的軟件開發(fā)過程,包括前期的系統(tǒng)設(shè)計,到后期的程序歸檔,以及幫助文檔的編寫和制作,通過這個流程讓學(xué)生了解Java軟件開發(fā)的全過程,積累了一定的軟件開發(fā)經(jīng)驗。為激發(fā)大家的積極性,我們不限制題目內(nèi)容,大家可以根據(jù)自己的興趣,自己選題,以下列舉學(xué)生的一些課程大作業(yè)的題目:分形樹,Koch雪花,Flamboyent皇冠等計算圖形學(xué)中分形幾何圖形的實現(xiàn);讀心術(shù)、拼寫練習(xí)、圍棋對弈等游戲的制作;計算器、日常事務(wù)管理器等工具軟件的實現(xiàn);還有分析基因序列特征、繪制蛋白互作網(wǎng)絡(luò)圖、批量預(yù)測轉(zhuǎn)錄調(diào)控關(guān)系等等的生物信息學(xué)軟件。其中基本涵蓋了上課時所講授的大部分相關(guān)技術(shù),我們對用到每種技術(shù)的使用頻率進行了統(tǒng)計。如圖1所示。

教為不教是我們教學(xué)的一個重要目的,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力是學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新實踐能力的基本要求。在進行課程大作業(yè)的實踐中,我們鼓勵學(xué)生運用各種信息資源(如網(wǎng)絡(luò)、書籍)來解決問題,利用搜索工具求解,通過專業(yè)論壇向其他編程愛好者請教,共同探討來解決困難等等;我們提倡學(xué)生使用JDK幫助文檔來查閱各種Java類的用法,而不是死記硬背,允許學(xué)習(xí)和利用他人已經(jīng)編好的程序,

就像搭積木一樣,逐漸累積起自己的知識體系,通過消化吸收他人的解題思想,通過查閱資料來解決自己的課程設(shè)計問題,培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力。

圖1學(xué)生在課程實踐中應(yīng)用到的Java技術(shù)

5小結(jié)

為了提升Java課程的教學(xué)效果,在授課過程中我們對教學(xué)方法做了很多的探索和實踐,緊緊圍繞學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、課堂教學(xué)效果、創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)這幾個環(huán)節(jié)開展教學(xué)研究與教學(xué)實踐,同時也很好的把握住了Java這門工具性語言實踐性強以及在醫(yī)科院校生物信息學(xué)專業(yè)應(yīng)用目標明確的特點,從科研實踐中提取大量案例融入課堂教學(xué),并通過課外大作業(yè)進一步鞏固學(xué)生所學(xué)理論,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用能力,取得了較好的教學(xué)效果,可以為同行提供一些借鑒。

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