論創(chuàng)新現(xiàn)代“生物信息學(xué)”教學(xué)模式的必要性

呂颯麗 李彭平 李巖 汪強(qiáng)虎

[摘 要] 隨著現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)和高通量生物技術(shù)的發(fā)展，生物信息學(xué)已經(jīng)突顯出其在相關(guān)領(lǐng)域中的重要地位。目前國(guó)內(nèi)外生物信息學(xué)的相關(guān)研究領(lǐng)域都在不斷拓展，這也加大加深了生物信息學(xué)的內(nèi)涵，同時(shí)生物信息學(xué)正為現(xiàn)代生物醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用。為培養(yǎng)順應(yīng)高速發(fā)展的生物信息學(xué)科的生物信息學(xué)人才，必須要?jiǎng)?chuàng)新傳統(tǒng)的生物信息學(xué)教學(xué)模式，該文著重從兩方面論述了創(chuàng)新現(xiàn)代生物信息學(xué)教學(xué)模式的必要性。

[關(guān)鍵詞] 生物信息學(xué);教學(xué)模式;創(chuàng)新

[基金項(xiàng)目] 2019年度江蘇省研究生教學(xué)改革課題“面向醫(yī)學(xué)專業(yè)的生物信息學(xué)教學(xué)研究與實(shí)踐”（JGZZ19_052）;2019年度南京醫(yī)科大學(xué)教學(xué)研究課題“面向精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)的生物信息學(xué)復(fù)合型人才培養(yǎng)體系研究與應(yīng)用”（2019ZD015）;2017年度南京醫(yī)科大學(xué)“十三五”教育研究課題“生物信息學(xué)專業(yè)程序設(shè)計(jì)類課程建設(shè)的研究”項(xiàng)目（YB2017024）;2019年度南京醫(yī)科大學(xué)課題“本科課程思政示范課——生物信息學(xué)”

[作者簡(jiǎn)介] 呂颯麗（1977—），女，黑龍江哈爾濱人，博士，南京醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與信息學(xué)院副教授，主要從事腫瘤基因組學(xué)研究;李彭平（1985—），女，安徽安慶人，博士，南京醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與信息學(xué)院講師，主要從事腫瘤免疫微環(huán)境研究;李 巖（1983—），女，黑龍江齊齊哈爾人，博士，南京醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與信息學(xué)院講師，主要從事腦膠質(zhì)瘤的基因組學(xué)研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）38-0174-02? ? [收稿日期] 2000-00-00

一、前言

生物信息學(xué)（Bioinformatics）是現(xiàn)代生命科學(xué)發(fā)展過(guò)程中，生物醫(yī)學(xué)與數(shù)理科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合而形成的新興前沿交叉學(xué)科。隨著生物醫(yī)學(xué)研究的不斷深入以及高通量實(shí)驗(yàn)技術(shù)的飛速發(fā)展，生物信息學(xué)在現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、農(nóng)學(xué)等領(lǐng)域的研究與應(yīng)用中都發(fā)揮著日益關(guān)鍵的作用。

我國(guó)高校和研究所從2002年起就相繼開(kāi)始創(chuàng)建生物信息學(xué)本科專業(yè)并招收生物信息學(xué)研究方向的研究生。招生之初面臨的最大困難就是課程體系與教學(xué)模式的建立。早期創(chuàng)建生物信息學(xué)本科專業(yè)的院校都是參考國(guó)外的教學(xué)體系并結(jié)合國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況構(gòu)建專業(yè)，尤其是課程體系，一經(jīng)建立后期改進(jìn)較小。

然而，生物信息學(xué)是一門交叉學(xué)科，它是在生物醫(yī)學(xué)及生物技術(shù)高速發(fā)展的科學(xué)背景下應(yīng)運(yùn)而生的，在生物信息學(xué)誕生后的十幾年里，它進(jìn)一步推動(dòng)了生命科學(xué)的發(fā)展，也為生物醫(yī)學(xué)及更多相關(guān)領(lǐng)域帶來(lái)了一場(chǎng)巨大變革。這些改變同時(shí)又促進(jìn)了生物信息學(xué)內(nèi)涵的不斷更新，所以生物信息學(xué)的研究領(lǐng)域也一直在拓展。隨之而來(lái)的就是順應(yīng)這個(gè)發(fā)展勢(shì)頭的生物信息學(xué)人才培養(yǎng)也要加快步伐。這就提示我們，生物信息學(xué)專業(yè)的課程體系、教學(xué)體系及專業(yè)模式上都要不斷創(chuàng)新與實(shí)踐，符合生物信息學(xué)的發(fā)展方向。

二、生物信息學(xué)的國(guó)內(nèi)外研究概況、水平及發(fā)展趨勢(shì)要求創(chuàng)新教學(xué)模式

西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家在20世紀(jì)后期開(kāi)始建設(shè)生物信息學(xué)專業(yè)，具有一定的規(guī)模和經(jīng)驗(yàn);國(guó)內(nèi)一些有實(shí)力的大學(xué)在21世紀(jì)初開(kāi)始增設(shè)生物信息學(xué)專業(yè)，在專業(yè)建設(shè)目標(biāo)、人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)體系、師資隊(duì)伍等方面還不是很完善[1]。

國(guó)內(nèi)外許多院校在生物信息學(xué)相關(guān)課程的設(shè)置過(guò)程中，不同類型的大學(xué)建設(shè)生物信息學(xué)本科專業(yè)都存在著各自的特色。目前，在已經(jīng)開(kāi)設(shè)生物信息學(xué)本科專業(yè)的國(guó)外大學(xué)中，美國(guó)的凱尼休斯學(xué)院、羅切斯特理工大學(xué)兩所大學(xué)的課程設(shè)置最為典型。前者的生物信息學(xué)專業(yè)隸屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)系，相關(guān)課程主要是基于現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程，后者則隸屬于生命科學(xué)系，相關(guān)課程的設(shè)置也較為龐大。

在我國(guó)，具有一定條件的大學(xué)紛紛開(kāi)設(shè)了生物信息學(xué)本科專業(yè)，但由不同的院校所建立的專業(yè)側(cè)重均有所不同，且分屬于不同的一級(jí)學(xué)科。反映出我國(guó)生物信息學(xué)相關(guān)教育還沒(méi)突顯出其特色，特別是醫(yī)學(xué)院校創(chuàng)辦的生物信息學(xué)本科專業(yè)直接依托醫(yī)學(xué)院校的學(xué)科背景，教學(xué)模式更應(yīng)緊密結(jié)合臨床實(shí)際需求，真正做到互相促進(jìn)[2]。目前，國(guó)內(nèi)生物信息學(xué)本科專業(yè)的課程體系設(shè)置具有以下特點(diǎn)：（1）培養(yǎng)目標(biāo)和側(cè)重有很大差異。由于各校承辦單位所屬的一級(jí)學(xué)科不同，對(duì)生物信息學(xué)理解和關(guān)注的側(cè)重點(diǎn)不同，因此對(duì)生物信息學(xué)本科專業(yè)的定位和培養(yǎng)規(guī)格有所不同。如浙江大學(xué)的生物信息學(xué)專業(yè)側(cè)重于理學(xué)生物類，哈爾濱工業(yè)大學(xué)側(cè)重于計(jì)算分析類，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)及南京醫(yī)科大學(xué)則更加注重信息類工具在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用和實(shí)際解決問(wèn)題的能力。（2）課程的內(nèi)容有很大差異。目前各校開(kāi)設(shè)的生物信息學(xué)本科專業(yè)課程的內(nèi)容有差異較大，各專業(yè)領(lǐng)域的學(xué)時(shí)分配存在很大不同，如哈爾濱工業(yè)大學(xué)的計(jì)算機(jī)類課程占據(jù)了很大的比例，而重慶醫(yī)科大學(xué)的則更注重醫(yī)學(xué)類課程的設(shè)置。但大部分院校的生物信息學(xué)專業(yè)課程體系一經(jīng)建立可能就很少改進(jìn)，這對(duì)于不斷拓展的生物信息學(xué)新領(lǐng)域而言，本科專業(yè)原有的教學(xué)內(nèi)容就會(huì)顯得不充實(shí)，需要補(bǔ)充新內(nèi)容。所以很多院校的生物信息學(xué)本科畢業(yè)生進(jìn)入研究生階段后對(duì)課題并不是得心應(yīng)手，這其實(shí)也是對(duì)本科教學(xué)模式提出的一個(gè)需求，希望本科教學(xué)能根據(jù)生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)及其重要應(yīng)用對(duì)課程體系在短期內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，中長(zhǎng)期內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整，這對(duì)于培養(yǎng)現(xiàn)代生物信息學(xué)人才至關(guān)重要。

三、生物信息學(xué)對(duì)現(xiàn)代生物醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)展的重要意義要求創(chuàng)新教學(xué)模式

現(xiàn)代社會(huì)，生物信息學(xué)既有重要的基礎(chǔ)研究?jī)r(jià)值，又有不可估量的產(chǎn)業(yè)化前景。發(fā)展現(xiàn)代生物信息學(xué)教育，培養(yǎng)高級(jí)生物信息學(xué)人才對(duì)推進(jìn)國(guó)內(nèi)生物醫(yī)藥的迅速發(fā)展意義重大。

1.有利于推進(jìn)醫(yī)學(xué)教育改革，促進(jìn)醫(yī)學(xué)院校長(zhǎng)期發(fā)展。生物信息學(xué)專業(yè)涉及計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、數(shù)理科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)與藥學(xué)、農(nóng)業(yè)等眾多學(xué)科，具有高度交叉的特點(diǎn)。順應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的迅猛發(fā)展趨勢(shì)，創(chuàng)新生物信息學(xué)教學(xué)模式，綜合運(yùn)用多學(xué)科成果，加強(qiáng)學(xué)科間的合作與交流，為生物醫(yī)學(xué)與藥學(xué)，特別是分子生物學(xué)學(xué)科群的發(fā)展提供重要的生物信息學(xué)支撐，增強(qiáng)醫(yī)學(xué)院校的綜合實(shí)力與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，有利于推進(jìn)醫(yī)學(xué)院校的長(zhǎng)期發(fā)展。

2.有利于特色前沿教育的發(fā)展，促進(jìn)生物醫(yī)藥學(xué)科及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。生物信息學(xué)已成為21世紀(jì)的朝陽(yáng)學(xué)科，是生命科學(xué)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。做好生物信息學(xué)教學(xué)模式的創(chuàng)新與實(shí)踐，將推動(dòng)特色前沿教育的不斷發(fā)展;在創(chuàng)新與實(shí)踐中培養(yǎng)順應(yīng)生物醫(yī)學(xué)發(fā)展需要的生物信息信學(xué)專門人才，將推動(dòng)產(chǎn)出生物信息學(xué)新成果，這也必將會(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3.有利于培養(yǎng)現(xiàn)代生物信息學(xué)師資隊(duì)伍。我國(guó)生物信息學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)工作已經(jīng)起步，有條件承辦該專業(yè)的高校都在積極建設(shè)生物信息學(xué)科和專業(yè)，因此，高校需要大量生物信息學(xué)專業(yè)師資[3]。生物信息學(xué)在發(fā)展，所以生物信息學(xué)的師資隊(duì)伍也要不斷提升，這就迫使我們最底層的生物信息學(xué)教學(xué)要與時(shí)俱進(jìn)，更新教學(xué)模式，讓我們培養(yǎng)出的生物信息學(xué)人才時(shí)刻走在發(fā)展的最前沿，這樣的師資才能帶給學(xué)生新的氣息，形成良性循環(huán)。

2015年1月，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬在國(guó)情咨文演講中啟動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療計(jì)劃。一期投入2.15億美元。2015年2月，習(xí)近平總書記批示科技部和國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委，要求國(guó)家成立中國(guó)精準(zhǔn)醫(yī)療戰(zhàn)略專家組。2015年3月11日，科技部召開(kāi)國(guó)家首次精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)戰(zhàn)略專家會(huì)議，并決定在2030年前政府將在精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域投入600億元人民幣。在這些世界級(jí)的科技戰(zhàn)略決策及巨額投入中起著舉足輕重作用的便是生物信息學(xué)。

四、結(jié)束語(yǔ)

生物信息學(xué)已經(jīng)迎來(lái)了生物醫(yī)學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)重要時(shí)代，這將需要更多的現(xiàn)代生物信息學(xué)人才為之貢獻(xiàn)。為順應(yīng)時(shí)代的步伐，生物信息學(xué)本科教育必須要與時(shí)俱進(jìn)，將現(xiàn)代生物信息學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)帶進(jìn)課堂，讓生物信息學(xué)的教學(xué)內(nèi)容與科學(xué)研究相輔相承，創(chuàng)新現(xiàn)代生物信息學(xué)的教學(xué)模式，只有這樣才能保證生物信息學(xué)人才培養(yǎng)的質(zhì)量，并與國(guó)際接軌，實(shí)現(xiàn)我國(guó)生物信息學(xué)領(lǐng)域的不斷飛躍。

參考文獻(xiàn)

[1]張婷婷，樸雪.醫(yī)學(xué)信息學(xué)與生物信息學(xué)發(fā)展?fàn)顩r分析——基于文獻(xiàn)調(diào)研[J].繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2018（01）.

[2]趙方慶，方向東，李亦學(xué).轉(zhuǎn)化生物信息學(xué)研究前沿及挑戰(zhàn)[J].遺傳，2015，37（7）：619-620.

[3]邊艷超，肖瑞.生物信息學(xué)教學(xué)內(nèi)容與模式創(chuàng)新性探討[J].內(nèi)蒙古教育，2019（35）：99-101.

On the Necessity of Innovating the Teaching Model in Modern Bioinformatics

LSa-li，LI Peng-ping，LI Yan，WANG Qiang-hu

（School of Biomedical Engineering and Informatics，Nanjing Medical University，Nanjing，Jiangsu 211166，China）

Abstract：With the development of modern biomedicine and high throughput biotechnology，bioinformatics has highlighted its important position in related fields.At present，the related research fields of bioinformatics at home and abroad are constantly expanding，which also makes the connotation of bioinformatics more profound.Meanwhile，bioinformatics is playing an important role in promoting the development of modern biomedical field.In order to cultivate the bioinformatics talents who conform to the rapid development of bioinformatics，it is necessary to innovate the traditional teaching model of Bioinformatics.This paper discusses the necessity of innovating the teaching model of modern Bioinformatics from two aspects.

Key words：Bioinformatics;teaching model;innovation