生物信息学创新教学模式初探论文.pdfVIP

生物信息学创新教学模式初探论文 论文摘要：生物信息学是生物科学中一门新兴的前沿学科。针 对目前国内生物信息学教学现状，基于其他学科的成功教学模式， 结合生物信息学课程特点，提出“以知识为中心，理论教学与实验 教学有机结合”的教学模式。 论文关键词：生物信息学教学模式理论实验 2l世纪是高科技开展的世纪，随着人类基因组方案的完成、遗 传语言的破译、生物大分子的功能与构造研究，一门崭新的、拥有 宏大开展潜力的新的学科生物信息学悄然兴起并得以蓬勃开展。生 物信息学已成为分子生物学家和从事生物学研究和学习的科研人 员、教师和学生的必备工具。在生物信息学开设条件尚不成熟的情 况下，目前还没有完善的教学模式，如何在高校进展生物信息学教 学那么亟需探索。为此，笔者根据几年的生物信息学教学实践，提 出几点见解，期盼能“抛砖引玉”，引起同行专家学者的关注，由 此推动生物信息学教学质量的提高。 生物信息学(Bioinformatics)是生物学、数学和计算机科学穿 插所形成的一门新兴学科，它主要运用信息科学和计算机手段通过 数据分析和处理．提醒海量数据间的内在联系和生物学含义，进而 提炼有用的生物学知识。诺贝尔奖获得者W．Gilbert在1991年曾 经指出：“传统生物学解决问题的方式是实验的。现在，基于全部 基因都将知晓，并以电子可操作的方式驻留在数据库中，新的生物 学研究模式的出发点应是理论的，一个科学家将从理论推测出发， 然后再回到实验中去追踪或验证这些理论假设”。该论点预示了生 物信息学在生物科学中的重要地位。 生物信息学的最大特点；一是数据库庞杂，仅人类基因组一 项，就大约有3．0×l0个A、G、C、T构成：二是操作主要在网络 环境中运行，通过网络强大的搜索功能实现数据储存、检索和分 析；三是由于是一门由计算机技术、数学、生物学等多学科综合穿 插产物．它的理论及内容尚在不断地完善与更新中。 2．1缺乏合格的生物信息学师资，教师队伍的整体数量和质量 与我国生物信息学教育快速开展的规模极不相称。 2．2对生物信息学专业人才培养的认识各异，造成课程设置不 合理。我国高等教育的传统模式在创新性人才和穿插学科人才的培 养方面本身就存在不少薄弱环节，如何通过生物信息学专业课程教 学与实践加强学生的研究能力，从而加快培养不同专业背景的“复 合型”人才是摆在我们面前的一项艰巨任务 2．3生物信息学教育与其他专业的合作还有待加强。尽管生物 信息学是一门新兴学科，但与其他专业之间存在不少联系。现阶段 的问题是不同专业学科的教师之间缺乏交流与合作，难以满足生物 信息学教学的需求。 2．4在教学方法上．重视系统知识的传授和授课方案的完成， 而无视学生能力和素质的培养。此外，缺乏理论教学与实验教学的 有机整合，实验教学只是以验证理论为目的，内容单一，无创新 点，无视了对学生实际操作能力的培养。 2．5教学中还缺乏适合的理论和实验教材。授权影印国外原版 教科书和翻译书籍仍占主导地位，而国人自编的教材寥寥无几。例 如，我们在教学实践中已深感到《根底生物信息学及其应用》一书 已不能满足实际教学工作的需要，但由于种种原因．修订版迟迟未 能完成。此外，系统性也是目前生物信息学教材中普遍存在的一个 问题。 作为教学论三大流派之一的建构主义认为：学生在现实世界的 真实环境中去感受和体验该知识所反映事物的性质、规律以及该事 物与其他事物之间联系，通过学生的自主学习和协助学习，来完成 对所学知识的意义建构。多媒体计算机和网络通信技术的开展，为 建构主义学习环境提供了理想认知工具．能更有效地促进学生的认 知开展。基于其他学科的成功教学模式。结合生物信息学课程特 点，笔者提出“一个中心，两者结合”的教学模式。即“以知识为 中心，理论教学与实验教学有机结合”。突出学生的主体地位，强 化了个性教育。 3。1知识定位为中心以教学活动的真正对象——知识定位为中 心．在不同的详细教学活动中教师与学生的“主角”与“配角”地 位相互转换．即在某些教学环节中，教师是知识建构的主角，学生 当配角，而在另一些教学环节中，那么相反。同时，针对不同的教 学内容和教学需要．采取不同的教学方法。生物信息学是一门多学 科穿插的科学，涉及的知识面即深又广，学生进展独立自学的难度 很大。尤其是生物信息学中的相关数学知识，诸如隐马尔科夫链、 动态规划算法和几何拓扑理论等，在教学中那么需采用教师主导的 传统讲授方法。 课堂教学受学时的限