應用型本科高校生物信息學課程教學改革初探

趙志新　吳珍

摘要：本文依據應用型本科高校轉型發展的要求，結合近三年生物信息學課程教學實踐，從課程存在的師資匱乏、人才培養目標模糊、缺乏合適的書籍等問題，提出生物信息學課程改革需要從完善課程培養目標與教學大綱、加強上機操作并改革考試方式以及探索雙語多媒體教學等方面入手，以使改課程符合應用型本科高校培養應用型專門人才的目標。

關鍵詞：應用型本科；生物信息學；教學改革；應用型人才

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）34-0248-02

黨的十八大明確提出要“推動高等教育內涵式發展”，應用型本科高校成為當前高校發展的基本方向[1]。不同于“985”、“211”等學術性本科高校的人才培養目標，應用型本科培養的是各行各業中應用科學理論從事高技術專業工作的應用型專門人才，屬于“理論應用型”人才[2]。生物信息學是一門新興的、多學科交叉的學科，主要涉及生物學、計算機科學、數學、信息學、化學、物理學等多門學科[3]。

本文以生物信息學課程教學中存在的主要問題為出發點，結合近幾年的教學實踐，在理論教學、上機實踐操作及考試方式等方面進行了積極探索，并提出了一些建議和改進措施。

一、存在的主要問題

1.師資匱乏。作為一門新興的交叉學科，具有良好生物學、信息學、數學、計算機科學背景的綜合性人才很少，而大多數高校，特別是在應用型本科高校中，生物信息學教師主要來源于生物學背景的新畢業的博士，因此教師隊伍的整體數量和質量與高校的需求極不相稱。由于之前沒有合適的教師，我校生物信息學課程也是我入校工作之后才開設的。

2.人才培養目標模糊。對于“985”、“211”等學術性本科高校，培養目標為學術型、研究型人才，而應用型本科高校更側重于技術“應用”方面的培養。目前，如何協調理論與實踐的比例同時強化應用訓練，并結合區域地方特色體現“應用型”，是很多應用型本科高校正在探索的重大問題。但無論是在課程設置，還是在人才培養目標等方面，目前均還沒有形成統一的認識，難以在教學工作中平衡理論與實踐的權重，以及如何更好地強化應用訓練，而且國外在生物信息學專業的課程設置方面也缺乏相應的經驗。

3.缺乏合適的書籍等資源。生物信息學作為一門新興的、多學科交叉課程，不僅對師資要求較高，同時對教學參考書、上機實驗室、軟件等有特殊要求，特別是對教學教材的選擇。目前普通班教材為陶士珩編的《生物信息學》，雙語班教材為David R. Westhead編寫的《Bioinformatics》（second edition），筆者推薦比較適合的教材見表1。而對于強調實踐的應用型本科高校教學的教材幾乎沒有，筆者上課主要糅合了表1中的多本教材，并結合我校學生學習水平編寫個人講義進行教學。由于生物信息學對學生的數學及計算機能力特別是編程能力要求較高，而生物類相關專業的學生此能力一般不是很高，所以需要專門安排相應課時進行講解及上機實習。

二、教學中的改革與探索

1.完善課程培養目標與教學大綱。作為一門新興的交叉學科，具有良好的生物學、信息學、數學、計算機科學背景的綜合性人才很少，由于缺乏優秀的師資人才，在制定課程培養目標與教學大綱過程中，難免出現照搬別的高校而又不太契合本校實際的情況。因此，經過三輪的授課之后，筆者修改并完善了我校生物技術專業生物信息學的培養目標：“使學生掌握生物信息學的基本原理與方法，主要的生物信息學資源及其使用方法；使學生具有進行相應的生物數據的分析能力，同時學習基本的Perl語言編程，以便能夠獨立編寫以及使用BioPerl程序。”依據上述培養目標，筆者將教學大綱主要分為五大部分，分別為五章，詳見表2。

2.加強上機操作并改革考試方式。生物信息學相較于一般的理論課程，具有很強的直觀性、驗證性、綜合性、啟發性和創新性等特點[6]，故在理論講述之外，我們要通過上機操作實踐，重點加強學生的應用操作能力。因此除了完成教材及PPT上的演示操作，我們安排了多個驗證性、設計性上機實踐作業，加大上機實習課時的安排，使其占到總課時的1/3（16課時）。縱然如此，依舊有部分學生反饋上機時間不足，特別是Perl語言編程部分。目前國內大學人才培養模式，學生期末考試成績比例過大（一般為70%-80%），而這不能很好地體現過程性考核。生物信息學側重于考核學生利用信息技術解決生物學問題的能力，因此要求全面考查學生綜合利用知識分析問題、解決問題的能力。故在課程考試方式設置及學生的成績構成中，主要結合課后作業、上機操作實驗報告和期末考試成績三方面情況綜合評定。每章所留的課后作業占30%；上機操作實驗報告主要以電子版文件（包括word文件和Perl腳本程序）上交至我的個人電子郵件，占總成績的30%；最后的期末考試成績占30%。這樣的成績構成，能夠比較客觀、全面地反映學生對課程的掌握情況，既體現了考核的全面性，也提高了利用所學信息技術、工具解決生物學問題的能力，強調培養應用型高素質人才的要求。

3.探索雙語多媒體教學。作為一門新興的學科，生物信息學從出現以來就以偏英文的方式呈現[1]，特別是以英文教材及大量的國外英文數據庫、工具等，因此若想學好此門課程，最好直接以雙語多媒體進行教學。筆者于2016年申請《生物信息學》雙語教學示范課程并獲學校批準立項，經過一個學期的試運行，學生反響良好。

三.結束語

作為一門新興的交叉學科，生物信息學課程教學改革需要結合當下應用型本科高校轉型發展要求，在課程培養目標、教學大綱、教材使用、考試方式、雙語教學等多方面不斷探索、總結提高，特別要加強上機實踐操作，以生物學問題為導向，培養應用型人才，完善課程體系，提高教學質量與教學效果。

參考文獻：

[1]陳奕.應用型本科高校理論教學困境及創新策略研究——以新聞傳播專業為例[J].新聞教育，2015，（5）：71-72.

[2]徐理勤，顧建民.應用型本科人才培養模式及其運行條件探討[J].高教探索，2007，（2）：57-60.

[3]陶士珩.生物信息學[M].北京：科學出版社，2007.