醫學院校生物技術專業生物信息學課程教學探討

郝峰　許會靜　姜勇　王皓　張磊　劉磊　李艷

生物信息學是現代生命科學的重要組成部分，在現代生命科學的研究和發展中發揮越來越重要的作用。根據學科發展并結合教學實踐，對醫學院校生物技術專業生物信息學課程的教學內容、教學模式和實驗教學安排提出幾點思考，為提高生物信息學教學質量提供參考。

生物信息學 生物技術專業重要性合理性生物信息學（Bioinformatics）是20世紀末期逐漸發展起來的新興學科，是生物學、計算機科學和信息科學相結合的學科，是研究生物信息的采集、處理、存儲、傳播，分析和解釋等各方面的學科，它通過綜合利用生物學、計算機科學和信息技術而揭示大量而復雜的生物數據所賦有的生物學奧秘，與蛋白質組學共同組成現代生命科學的核心。

目前，醫學院校陸續開設了生物信息學課程，生物信息學作為一門新興學科，具有多學科交叉的特性和發展速度快的特點，因此生物信息學課程教學目前仍處于初級階段。為進一步提高生物信息學教學質量，本文作者結合醫學院校生物技術專業生物信息學教學實踐，對醫學院校本科生生物信息學課程教學中存在的問題進行分析并提出相應對策，為提高生物信息學教學質量提供參考。

一、學習生物信息學的重要性

21世紀是生命科學的世紀，生物信息學通過綜合利用生物學，計算機科學和信息技術來揭示大量而復雜的生物數據所賦有的生物學奧秘。目前，生物信息學也已成為生命科學的核心領域和最具活力的前沿領域，應該說不論是涉及到簡單信息的目的基因查找、引物設計和載體構建還是大數據復雜的基因疾病都或多或少的運用到生物信息學的知識，著名生物信息學家Alan Bleasby的經典名句“Half day on the web， saves you half month in the lab”詮釋了生物信息學在生命科學中的作用。雖然部分醫學院校的的生物信息學僅僅是限定性選修課，但是生物信息學是今后從事生命科學研究人員肯定能夠應用到，也是必須熟練掌握的知識。深刻地認識生物信息學的重要性，可以激發醫學生的學習生物信息學的興趣和熱情。

二、生物信息學課程授課內容的選擇

生物信息學包括開發生物信息學工具的計算生物信息學和利用生物信息學工具解決問題的應用生物信息學。醫學背景的生物技術專業的學生應該立足于應用生物信息學的學習，特別擅長計算機和數學并且對生物信息學感興趣的同學也可以涉獵部分計算生物信息學的知識，本人在讀博士期間遇到過一個本科生就利用自己計算機方面的特長，進行雄激素受體和雄激素受體調節劑構效關系的研究，在指導教師的幫助下發表了一篇生物信息學領域的SCI文章，在感嘆難能可貴的同時，必須承認指導教師敏銳的洞察到學生的特長，并發揮其特長會起到意想不到的效果。

此外，國內有關生物信息學方面的教材因編者學科背景相差很遠，各教材的特色和側重點有所不同，相對來講，偏理論輕實踐。醫學院校生物技術專業應校根據本學科特點選擇實驗性較強的教材，制定具有生物技術專業特色的教學計劃及教學大綱，有條件有時間的教師可以嘗試自己編寫適合本院校學習的教材，那樣針對性更強，學習效果會更佳。針對生物技術專業的特點，因此我們將引物設計、基因查找、基因序列分析、同源基因和不同物種基因查找、判斷起始密碼子和終止密碼子位置、啟動子預測以及簡單的蛋白功能分析和常用數據庫的應用作為本專業生物信息學知識學習的主體框架。

另外，生物信息學的軟件本人傾向于選取在線工具，如引物設計軟件可選取NCBI網站上的primer blast，酶切位點分析也可在NEB公司的網站上在線分析，應該說生物信息學的發展，歐美國家一些公立網站，如NCBI，或者某些相關實驗室的網站都提供多種現在分析的工具，極大地方便了使用者。一來及其方便解決了問題，避免了盜版問題；二來可以通過網站學習生物信息學相關知識，對某些軟件的歷史淵源有所了解。

三、生物信息學授課時間安排的合理性

生物信息學是一門實踐課程，實驗課應該占40%以上比例，理論課也應該利用多媒體教室講授，在實驗課之前應該提前讓把本次課內容通過多種即時通訊工具如QQ等發送給學生，在將核心知識在實驗課演練結束后，進一步布置相關作業強化記憶，在實踐中掌握相關知識，如引物設計中，常用的是ncbi網站中在線引物設計工具primer blast和電腦安裝軟件primer5，在引物設計完成后，可以讓學生思考融合蛋白表達時移碼問題，即融合蛋白引物設計需要注意哪些問題，如涉及到移碼問題時如何設計引物？生物信息學是有力的應用工具，但是還不能完全依賴生物信息學，我們應該成為生物信息學的高級應用者。

四、生物信息學授課教師的選擇

生物信息學是一門交叉學科，但是筆者認為長期應用生物信息學的醫學背景的教師更適合作為醫學院校生物技術專業的授課教師。作為一門新興學科的一名教師保質保量的完成全部授課任務還是有一定難度的，可以嘗試每位老師根據自己特長講授自己熟悉的章節，這樣一來減少壓力，二來可以較為圓滿地完成教學任務，不同教師還可以給學生帶來不同風格的教學模式，提高學生的新鮮感和教師授課熱情。此外，任課教師應該積極學習相關領域知識，目前很多國內外著名高校通過網絡開始有生物信息學相關的開放課程或慕課，無論是學生還是任課教師都應該積極參加其中，提高自己的理論知識和實踐技能，學習優秀教師的授課技巧，領略該領域大家風采，筆者就經常參加北京大學等學校的開放課程，獲益匪淺。同時，在有條件情況下參加國內外相關講座和學習班，和同領域的兄弟院校保持聯絡，對生物信息學的教學和科研水平的促進幫助大有裨益。

五、扎實的理論是學好生物信息學的保障

除了具有學習生物信息學的熱情，學習生物信息學的醫學生還應該掌握與生物信息學緊密相關的知識，如分子生物學、分子診斷學、計算機相關知識和統計學知識。有條件的學生應該主動參與科研課題，不論是本院校老師申請的，還是大學生課題，都會對學習生物信息學有所幫助。本人讀博士期間，就遇到很多在讀本科生參與博士生導師的課題，在基因序列分析和蛋白功能研究方面都獲益匪淺。本人目前也作為指導教師指導本科生獨立申請的大學生課題，在給學生講授生物信息學時，明顯感覺參與過科研項目的學生對生物信息學知識的掌握，明顯強于沒有參與過的本科生。

總之，我們生物信息學課程教學中做出了一定的探索，也取得了一定的經驗和效果，但是這只是萬里長征的第一步，需要生物信息學課程的教師更加努力探索，為培養出更多適應社會發展需要的高素質應用型人才貢獻自己的微薄之力。

參考文獻：

[1 ]郝峰，許會靜，馬睿澤.《生物化學檢驗》實驗課教學改革探討 [J ].中國科技信息，2012，（19）：118.

[2 ]趙臣，袁忠海，侯毅鞠.論信息反饋體系在培養醫學檢驗專業學生實踐能力中的作用 [J ].中國校外教育，2014，（6）：106.

[3 ]許會靜，郝峰，張磊.淺談“PBL教學模式”在臨床生物化學檢驗教學中的應用 [J ].中國校外教育，2013，（33）：70.

本文系2012吉林省高等教育教學研究課題；2012年度吉林省高等學校教學建設與改革創新立項；2012年度吉林省教育科學十二五規劃立項。endprint