生物信息学论文范文

评职称或毕业的时候，都会遇到论文的烦恼，为此精选了《生物信息学论文范文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。[摘要]生物信息学是现代基因组学时代的开拓者，也是生命科学研究重要的工具和载体。目前，全国高校的水产养殖学本科专业基本开设了生物信息学课程，但尚未形成成熟的课程体系，有很大的改革空间。

第一篇：生物信息学论文范文

生物背景学生的《生物信息学》课程教学思考与探索

摘要：生物信息学（Bioinformatics）是一门新兴的生命科学前沿热点学科，它主要借助数学思想、计算机实现对生物大数据进行储存、检索和分析，提取隐藏在生物大数据背后的有效信息。本文阐述了生物信息学的发展背景以及学科定位，分析了生物学背景的学生学习该课程时所遇到的主要问题以及解决办法。文章还深入探讨了本课程内容的合理安排与设计，为在生物技术专业及其他生物学背景的大学生中讲好本门课程奠定了基础。

关键词：生物信息学；生物技术；教学改革

一、生物信息学课程的教学背景

生物信息学（Bioinformafics）是一门集数学、计算机科学以及生物学等多学科交叉而形成的新兴热点学科，实质就是利用信息科学与技术解决生物学问题。它的内涵目前包含了分子生物大数据的获取、加工、存储、分配、分析、解释等在内的所有方面。依据分子生物大数据的类型不同，生物信息学的数据对象分布在基因组、转录组、蛋白质组等不同水平层次的数据以及跨层次的转录调控、转录后调控和表观遗传修饰等纵向连接。依据学科任务的不同，生物信息学一方面要组织好生物大数据的储存和获取，一方面要开发优良的算法和工具软件对生物大数据教学分析，同时还要利用这些生物大数据和工具来产生新的生物学认识，为下游的湿实验生物学家提供理论依据和指导。近年来，随着高通量生物大数据检测技术，如基因芯片技术、高通量测序技术等的发展，生物信息学已经在生物、医学、药物开发、环境保护以及农业应用等众多领域普及推广了起来。大量的生物数据急迫地需要处理，相应地产生了对生物信息专门人才的广泛需求。

因此，《生物信息学》课程也快速地在各院校大学生教学中开展了起来，甚至在局部高校产生了生物信息学本科专业。然而在实际的教学中也伴随着种种问题，影响了该课程的教学效果。本文现就近年来在生物背景的学生中所开展的生物信息学的教学实践浅谈一点体会，对其存在的问题和对策作一论述。

二、生物信息学课程教学改革

（一）教学内容特点

生物信息学属于多学科交叉學科，需要在分子生物学、遗传学、高等数学以及计算机编程等的课程基础上进行讲授。不同学科基础以及不同来源的生物数据反映在教学内容上，生物信息学的一个特点就是信息量大。它囊括了概率统计、计算机语言、人工智能和机器学习、生物数据库介绍、序列比对、分子进化分析、基因组序列分析、基因注释与功能分类、基因表达谱分析、蛋白质表达与结构分析、生物分子网络以及计算表观遗传学等众多的内容模块。

从历史发展角度看，这些内容以基因组测序为主体，生物信息学的发展可以划分为3个阶段：前基因组时代、基因组时代以及后基因组时代（又称为功能基因组时代）。以人类基因组计划的完成为时间节点标记，目前的生物信息学已经进入到了功能基因组学时代。因此，体现在当前的生物信息学教学内容上的另外一个特点就是“新”。

（二）教材的选择

生物信息学教学内容的以上特征要求在教材的选择上更需要全面衡量考虑。由于对生物信息学知识的大量需求，目前教材市场上的相关书籍也琳琅满目，选择余地较大。我们推荐的教材是科学出版社2010年第二版的Instant Notes Bioinformatics，由T. Charlie Hodgman等人编写[1]。这本书的教学内容以基因组的生物信息学分析为主体，兼顾概率统计、机器学习、代谢组学等数理基础知识和后续功能基因组分析。其中尤以序列比对、打分矩阵、系统发育树的构建分析为核心内容。这种课程设置把庞大的生物信息学体系缩小集中在了序列分析部分，这样既便于学生系统充分地掌握生物信息学知识，又兼顾了学科的发展基础和趋势。

另外，本教材为英文教材，这适应了生物信息学快速发展的要求，让学生近距离地体验到学科前沿气息。为了扩大学生的知识渠道来源，我在教学中推荐了几种不同类型的参考书籍。其中，David W. Mount编写的《Bioinformatics Sequence and Genome Analysis》和本校陶士珩教授主编的《生物信息学》，在教学内容以及体系上均和本教材较为相近[2，3]。乔纳森.佩夫斯纳著，孙之荣主译的《生物信息学与功能基因组学》则更侧重功能基因组学的内容[4]。李霞主编的《生物信息学》在内容全面、丰富的同时，也较为侧重功能基因组学的内容，同时还强调在医药卫生领域的应用和研究热点[5]。

该书使用了彩印版，同时伴有光盘、习题集以及参考答案，目前在教材市场上较为受欢迎。最后，考虑到生物学背景的学生在计算机实际动手能力方面相对较为弱势，我在教学中还特别推荐了几本结合生物信息学与编程语言的书籍供同学们课后学习。这些教材包括：A.基于Perl语言的《Beginning Perl for Bioinformatics》、《Mastering Perl for Bioinformatics》；B.基于R语言的《R Programming for Bioinformatics》；C.基于Python语言的《Bioinformatics Programming Using Python》[6-9]。

（三）学时和考核方式的设定

生物信息学课程尽管面临学科发展的迫切需要，教学内容广泛而众多，但由于大学本科生的学时学分限制，目前我们的相关教学仅包括32学时的理论学时以及两周的生物信息学实习。为了弥补学时不足的限制，我们更突出强调了实际表现的考核方式。考核成绩中的平时成绩由30%上升到40%，包括平时表现、随堂测验以及课后作业等。

（四）存在的主要问题与解决办法

1.激发兴趣。由于所教授的学生为生物学背景，不少学生均对数学、计算机等数理课程较为恐惧，缺乏学习兴趣和韧性。这是本课程讲授过程中所面临的第一大问题。为此，我尝试了多种教学办法进行解决，取得了一定的效果。

（1）去除学生的恐惧心理。从心理学上讲，恐惧的形成源于过去失败经历的阴影以及对于未知事物的不确定性。因此，我在教学中注意突出生物学在生物信息学中的重要地位，以生物信息学领域的成功科学家为例，破除以往失败经历的阴影。同时，适当地浓缩教学内容，降低学生对未知事物不确定性的恐惧。

（2）激发学习生物信息学的热情。通过教学的互动，让学生在互动中消除对生物信息学的陌生感，熟悉生物信息学，激起学习的欲望。

（3）在学习中感受生物信息学发展的脉搏。通过介绍生物信息学的发展史，对比历史上类似的科学发展历程，让学生深刻地领悟到当前的生物信息学在学科史中的定位。

（4）在实践中感受生物信息学的魅力。比如，在进行系统发育树构建的讲授中，同学们可以看到由于数学算法的使用，原本枯燥无味的序列数据居然能够反映物种和基因的进化历程。通过教学中的改革实践，同学们的学习兴趣有了较大的提升。

2.夯实基础。生物学背景的学生另外一个特点是数理基础和计算机语言编程能力相对较为薄弱。在教学过程中，我首先注意引导学生扬长避短，充分发挥学生在生物学理解能力上的优势，避免进入基础性的数学算法纠缠中。同时，让学生认识到，作为一个交叉性的学科，生物信息学的上下游学科链较长，同学们可以根据自身条件选择进入不同的环节。比如，擅长基础性的算法工具软件开发的同学可以进入上游的理论环节，擅长生物学理解的同学可以使用这些工具进入下游的生物信息应用领域。第三，在课程设置上，着重加强生物信息学方向的数理基础课程，比如生物统计、Linux以及Perl语言等，改善生物技术专业的学生在生物信息学方向的薄弱环节。最后，向同学们强调，注意在学习的过程中提高学习能力才是根本。让同学们意识到，基础不是问题，只要提高了学习能力，持之以恒地去实践，均能学好本门课程。

3.紧跟前沿。生物信息学是一门前沿性很强的学科。为了既能提高学生的知识水平，又提高学生的学习能力，这就要求在教学中既要恰当地剪裁知识结构和体系，又要有提供充分的学习锻炼空间。为此，我们将课程设置为双语课程，这样做的好处是既不耽误知识的学习，又能适当地提高学生的适应能力，为学生在将来英文环境较普遍的生物信息学领域中的学习研究应用打下扎实基础。同时，为了更适应将来学生对生物信息的使用环境，同时也为了降低难度，我们的双语课程更侧重阅读、理解能力的提高，以避免简化为英语学习课，和普通的英文课程内容的重叠。另外，前沿性很强的生物信息学处处蕴藏着创新的机会，在教学过程中，我注意鼓励学生的创新意识。比如，学生在上课过程中的一些小想法，我鼓励其大胆投入，形成研究性论文。

4.注重实践性。生物信息学在教学中既要注重对学生思维方式的转变的教育，形成用生物信息学去看待生物大数据的思想，而不仅仅是解决某个具体生物学问题的“小工具”，又要求学生在课程学习中具备一定的实践能力。由于长久以来的教育体制和学习习惯的制约，同学们的学习重点仍然集中在知识的记忆、考试的应付上面，缺乏对实际动手能力的正确认识。这给生物信息学这门课程的教学，特别是实践教学带来了较大的压力。为此，我在教学中着重采用身边的典型案例教学法进行教学。比如，以往届学生由于其突出的实践能力最后促成了他毕业就业的成功为例，说明动手能力的重要性。贯穿在课程教学中，我对学生实验课程的理念是鼓励其独立自主地完成实验，尽量少干涉，允许其在实践中犯错误，在犯错中学习提高。经过思想观念的转变、实践中的反复雕琢提高，学生们的实践动手能力都得到了较好的提升。

三、结语

生物信息学是一门快速发展的新型热门学科，其发展与生命科学发展是相辅相成的。本文针对《生物信息学》的教学进行了一些探讨，特别是针对生物背景学生的教学进行了深入集中的研究。

本文认为，只有激发学生的学习兴趣，夯实基础，注重实践动手能力，紧跟学科发展前沿趋势，这样才能切实做好生物信息学的课程教学工作，提高该课程的教学质量，以此满足我国目前该领域对人才的教育需要，培养出具有一定的实践操作能力和很强的创新能力的大学生。

参考文献：

[1]T.Chalie Hodgman AF，David R. Westhead.生物信息学导读版[M].北京：科学出版社，2010.

[2]Mount DW （2002） Bioinformatics Sequence and Genome Analysis：科学出版社.

[3]陶士珩.生物信息学[M].北京：科学出版社，2007.

[4]乔纳森.佩夫斯纳.生物信息学与功能基因组学[M].孙之荣，主译.北京：化学工业出版社，2009.

[5]李霞.生物信息学[M].北京：人民卫生出版社，2010.

[6]Tisdall J （2001） Beginning Perl for Bioinformatics：O'Reilly.

[7]Tisdall J （2003） Mastering Perl for Bioinformatics：O'Reilly.

[8]Gentleman R （2008） R Programming for Bioinformatics：Chapman & Hall/CRC.

[9]Model ML （2009） Bioinformatics Programming Using Python：O'Reilly.

基金項目：西北农林科技大学本科优质课程建设项目。

作者简介：廖明帜（1983-），男，广西贺州人，讲师，博士，研究方向：生物信息学与计算系统生物学。

作者：廖明帜

第二篇：水产养殖学专业生物信息学教学内容探讨

[摘 要] 生物信息学是现代基因组学时代的开拓者，也是生命科学研究重要的工具和载体。目前，全国高校的水产养殖学本科专业基本开设了生物信息学课程，但尚未形成成熟的课程体系，有很大的改革空间。根据水产养殖学专业的课程设置和学生知识背景，就生物信息学教学内容进行探讨，通过知识点的融会贯通，提高学生分析问题和解决问题的能力，适应后基因组时代水产科学研究，满足现代社会对水产创新型人才的需求。

[关键词] 水产养殖学;生物信息学;教学内容

[基金项目] 华南农业大学引进人才科研启动费(219239)

[作者简介] 魏京广(1980—)，男，博士研究生，华南农业大学海洋学院教授，研究方向：鱼类免疫及病害防控;张 平(1980—)(通信作者)，女，硕士研究生，中山大学生命科学学院实验员，研究方向：动物学;秦启伟(1964—)，男，博士研究生，华南农业大学海洋学院教授，研究方向：鱼类免疫及病害防控。

一、前言

华南农业大学水产养殖学本科专业设立于2002年，2005年设立水产养殖硕士点。水产养殖学专业为华南农业大学特色专业，是广东省创新人才培养基地，其培养目标是培养具备海洋科学、水产养殖及水生动物医学等方面具有扎实的基本理论、知识和技能，能在相关领域和部门从事科学研究、教学、经营管理、技术开发与推广等方面工作的复合应用型人才。该专业的人才培养内容主要包括水产科学、生物科学和环境科学的基本理论和基本知识，以及生物学和水产养殖实践性环节的基本训练，其中实践内容主要包括课程实习、生产实习和毕业实习等。

随着基因组测序技术的进步，一批水产动物已经完成了基因组测序，如大黄鱼、石斑鱼、牙鲆、青鳉鱼、斑马鱼、鲤鱼等，使人们能够在全基因组范围内比较分析模式生物的基因和发现新的涉及表型的相关基因[1，2]。

生物信息学的诞生和发展可以追溯到20世纪60年代，而生物信息学(Bioinformatics)一词的出现则是在1990年[3]。生物信息学是研究生物信息的采集、处理、储存、传播、分析和解释的一门学科，它通过综合利用分子生物学、遗传学、计算机科学和信息技术，揭示大量且复杂的生物数据所具有的生物学奥秘。生物信息学作为一门新的学科领域，把基因组DNA序列信息分析作为源头，在获得基因序列和蛋白质编码区的信息后，进行蛋白质功能、结构模拟和预测等，然后依据特定蛋白的功能进行必要的药物设计等一系列应用性研究[3]。生物信息学已成为水产养殖领域开展科研工作的重要工具，同时也是水产养殖相关专业本科生必须掌握的基本知识和技能。本文就生物信息学教学内容进行探讨，通过知识点的融会贯通来提高学生分析问题和解决问题的能力，适应后基因组时代水产科学研究，满足现代社会对水产创新型人才的需求。

二、生物信息学教学中存在的问题

(一)水产养殖学专业的现状

水产养殖学本科专业作为农科类专业之一，由于行业的特殊性，一直以来招生难度大，且要求转专业的学生较多。但在现实中，水产行业人才严重缺乏。因此，如何改革或采取新的教学方式，稳固学生的专业思想，培养热爱水产，愿为水产做贡献的人才，是当前水产养殖学本科专业人才培养亟待解决的重点与难题问题。

(二)学生的专业基础薄弱

生物信息学涉及分子生物学、细胞生物学、生物化学、数学和计算机科学等内容，绝大多数高校水产养殖学专业都开设了大学数学、分子生物学、细胞生物学和生物化学等课程，但是对计算机科学安排的并不多，未深入学习计算机语言、编程等。生物信息学的数据库、分析软件等绝大多数是英文环境，所以对学生的英语水平有一定的要求。

1.课时安排不足。在很多高校，生物信息学一般作为普通的选修课，有些甚至只安排了理论课而没有实践课。生物信息学涉及的学科越来越多，教学内容涉及生物化学、分子生物学、遗传学、基因工程及计算机语言，以及不断更新的数据库和软件，需要学生花费更多时间去理解与运用。多样的课程内容与较少学时之间的冲突，为完整系统授课带来一定难度。

2.缺乏合适教材。目前，生物信息学的专著和教材越来越多，部分教材专业性过强，难度较大，不适于水产养殖学专业学生使用。缺乏合适的教材是水产养殖学专业生物信息学教学的一大难题。

三、生物信息学课程的教学内容设置

针对生物信息学教学中遇到的问题，从水产养殖专业人才培养的目的出发，选择合适的教学内容开展工作，使学生愿意接受生物信息学课程，从而轻松学习、掌握与运用生物信息学知识。

(一)基础知识

1.绪论。绪论部分主要介绍生物信息学的概念、发展历史、生物信息类型、产生途径和面临的挑战等，让学生意识到生物信息学在水产养殖中的重要性，同时强调生物信息学的实践应用特点。

2.分子数据库。随着生物学的发展及各类组学技术的建立，生物学相关数据的数量不断增加。在组学发展过程中，如何有效地建立与使用数据库来实现大批量数据的存储、处理及检索是科学家们首先要解决的问题。因此，开发与分子生物学大规模数据相关的生物学数据库已经成为生物信息学研究中最基本的一项任务。分子数据库部分主要介绍生物数据库的类型、内容与结构。另外，开发众多分子数据库的目的除了存储与管理各类实验数据和结果外，最重要的是提供有效的用户检索与接入系统。因此，本章以目前最常用的生物学数据库检索系统之一的Entrez为例，介绍如何使用数据库快速提取所需要的信息。

3.序列比对。序列比对是生物信息学最主要的研究内容之一，它可以分为两个部分，一是序列组分分析(包括基因和基因组层次)，二是序列之间的比较分析。比对是数据库搜索算法的基础，将查询序列与整个数据库的所有序列进行比较，从数据库中获得与其最相似序列的已有数据，能快速获得有关查询序列的大量有价值的参考信息，对进一步分析其结构和功能有很大帮助。近年来，随着生物信息学数据的大量积累，通过比对方法可有效分析和预测一些新发现基因的功能。因此，这一章要向学生讲解序列比对相关概念、序列比对打分方法、序列比对工具以及多重序列比对等。BLAST是最常用的核酸和蛋白质同源性比较工具，要重点介绍。这些知识的学习让学生了解生物信息所涉及的问题，掌握解决问题的基本方法，并将知识融会贯通。

4.基因预测与功能注释。准确的基因组注释对依赖基因组信息的研究工作至关重要。基因组注释努力的目标是尽可能地确定基因组中每一个核苷酸的生化和生物学功能。一个完整的注释包括在基因组中鉴定出其各类功能元件，如编码蛋白质的基因、RNA基因、重复序列和假基因等，并确定这些元件所对应的生物学功能。本章主要介绍基因组中的蛋白质编码基因、RNA基因、重复序列和假基因的几种重用注释方法，并以一种鱼类基因组为例说明基因组注释的整个流程。

5.分子进化与系统发育。自20世纪中叶以来，随着分子生物学的不断发展，进化生物学也进入了分子水平，并建立了一套依赖于核酸、蛋白质序列变异的理论和方法，由此也开创了生物信息学新领域。本章要主要介绍分子进化与系统发育的基本概念和理论，阐述几种分子系统发育树构建方法的基本原理，并说明构建系统发育树的基本步骤，以MEGA等常用软件和在线工具为例，介绍系统发育树的应用。

6.蛋白质的结构预测。蛋白质是生命活动的体现者。蛋白质结构决定功能，此即蛋白质科学的首要法则。事实上，没有任何一种其他类型的生物大分子可能完全行使蛋白质分子经过数百年进化所积累的所有生物学功能。因此，研究分析蛋白质的结构意义重大。本章在介绍的时候要从蛋白质的结构特征、结构测定及预测、蛋白质折叠等方面对蛋白质结构相关内容进行阐述。

(二)高通量测序数据分析

1.基因组学。基因组学是研究基因组结构、功能与多样性的科学，而基因组则是某一特定生物包含的所有遗传信息的总称。基因组学方法与传统生物学方法的主要差别在于研究的规模，因为基因组学的目标在于广泛分析大量的基因，甚至可能涉及组成基因组的全套基因，而不再局限于一个或少量基因。在讲授的时候要在前面基因预测与功能注释的基础上重点介绍基因组拼接与分析以及基因组变异与分析。最近，一些鱼类(包括斑马鱼、石斑鱼、大黄鱼、大西洋鲑鱼等)和少数贝类(牡蛎等)基因组数据已经公布[1]，所以还要介绍现有的基因组学技术和资源，同时探讨基因组学技术在鱼类和贝类养殖上的应用(如育种、繁殖、生长、营养和产品质量等)，包括种质多样性的评估和在选育程序上的使用。

2.转录组学。中心法则是现代分子生物学的核心，RNA是遗传信息传递的媒介。而转录组学从RNA水平演技基因表达调控机制，阐述从DNA到蛋白质的中间过程，探索RNA参与的复杂生命活动。在讲授中主要介绍转录组学的产生、发展和最新研究策略，从试验设计、测序流程、数据处理和功能分析等角度全面解析RNA-seq的研究过程。重点介绍RNA-seq数据分析，包括测序数据质控、比对拼接、表达定量、差异表达分析、聚类分析及其共表达网络等。

3.蛋白质组学。蛋白质组是指一个生物体基因组、一个细胞或组织所表达的全部蛋白质成分。蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象，从整体蛋白质水平上，在一个更加深入、更加贴近生命的层次上去探索和发现生命多动的规律和重要的生理、病理现象等。在讲授中可以简述如何用生物信息学方法与理论进行蛋白质的表达、翻译后修饰、定位及蛋白质的相互作用分析。

4.代谢组学。代谢组学是迅速发展起来的一门新兴学科，它以生物系统中的代谢产物(由于实际分析手段的局限性，目前主要针对相对分子质量1000以下的小分子)分子为对象，以高通量、高灵敏度、高分辨率的现代仪器分析方法为手段，结合模式识别等化学计量学方法，分析生物体系受刺激或扰动后代谢产物的变化规律或随时间的变化规律[4]。目前，代谢组学在水产领域已经开始应用。因此，在讲授中可以介绍代谢组学的研究内容、分析技术及在水产养殖中的应用实例。

5.宏基因组学。宏基因组学代表着分子生物学与生物信息学工具的结合，用于评估一个群落中的遗传信息，而不需要经过任何微生物培养。这种方法对于那些包含大量不可培养微生物的样本研究非常有意义。在讲授中可以介绍宏基因组学早期研究概况和应用方向，讨论宏基因组学分析在分子生物学和生物信息学方面面临的挑战。同时介绍组装和合并的工具、基因预测程序和注释的系统，讨论基于数据集内分析系统发育和功能多样性的方法。

四、结语

改革开放以来，我国水产养殖业无论是产量还是产值，都维持着快速上升态势，连续多年稳居世界第一水产养殖大国的地位。水产养殖为解决我国人民膳食中动物蛋白来源，保障身体健康，提高身体素质起到了重要作用。随着基因组测序技术的进步，一批水產动物已经完成了基因组测序，如大黄鱼、石斑鱼、牙鲆、青鳉鱼、斑马鱼、鲤鱼等，使人们能够在全基因组范围内比较分析模式生物的基因和发现新的涉及表型的相关基因。生物信息学是现代基因组学时代的开拓者，也是生命科学研究的重要的工具和载体。本文针对生物信息学的教学内容进行了探讨，希望老师在教学中掌握时代前沿资讯，根据水产养殖学和生物信息学的发展，及时调整和选择教学内容并突出重点，引入最新的生物信息学资源以及相关软件工具和数据库，形成一套有层次的阶梯递进式生物信息学教学体系。

参考文献

[1]石琼，孙颖.海洋生物基因学概论[M].广州：中山大学出版社，2015：227.

[2]狄桂兰，李莉，孔祥会.水产养殖专业生物信息学教学模式和方法探索[J].河南水产，2014(4)：38-38.

[3]樊龙江.生物信息学[M].杭州：浙江大学出版社，2017：3.

[4]伟寇，国栋.代谢组学研究技术及其应用概述[J].生物学教学，2018，48(9)：2-3.

作者：魏京广 张平 秦启伟

第三篇：医学院校生物技术专业生物信息学课程教学探讨

生物信息学是现代生命科学的重要组成部分，在现代生命科学的研究和发展中发挥越来越重要的作用。根据学科发展并结合教学实践，对医学院校生物技术专业生物信息学课程的教学内容、教学模式和实验教学安排提出几点思考，为提高生物信息学教学质量提供参考。

生物信息学 生物技术专业重要性合理性生物信息学(Bioinformatics)是20世纪末期逐渐发展起来的新兴学科，是生物学、计算机科学和信息科学相结合的学科，是研究生物信息的采集、处理、存储、传播，分析和解释等各方面的学科，它通过综合利用生物学、计算机科学和信息技术而揭示大量而复杂的生物数据所赋有的生物学奥秘，与蛋白质组学共同组成现代生命科学的核心。

目前，医学院校陆续开设了生物信息学课程，生物信息学作为一门新兴学科，具有多学科交叉的特性和发展速度快的特点，因此生物信息学课程教学目前仍处于初级阶段。为进一步提高生物信息学教学质量，本文作者结合医学院校生物技术专业生物信息学教学实践，对医学院校本科生生物信息学课程教学中存在的问题进行分析并提出相应对策，为提高生物信息学教学质量提供参考。

一、學习生物信息学的重要性

21世纪是生命科学的世纪，生物信息学通过综合利用生物学，计算机科学和信息技术来揭示大量而复杂的生物数据所赋有的生物学奥秘。目前，生物信息学也已成为生命科学的核心领域和最具活力的前沿领域，应该说不论是涉及到简单信息的目的基因查找、引物设计和载体构建还是大数据复杂的基因疾病都或多或少的运用到生物信息学的知识，著名生物信息学家Alan Bleasby的经典名句“Half day on the web， saves you half month in the lab”诠释了生物信息学在生命科学中的作用。虽然部分医学院校的的生物信息学仅仅是限定性选修课，但是生物信息学是今后从事生命科学研究人员肯定能够应用到，也是必须熟练掌握的知识。深刻地认识生物信息学的重要性，可以激发医学生的学习生物信息学的兴趣和热情。

二、生物信息学课程授课内容的选择

生物信息学包括开发生物信息学工具的计算生物信息学和利用生物信息学工具解决问题的应用生物信息学。医学背景的生物技术专业的学生应该立足于应用生物信息学的学习，特别擅长计算机和数学并且对生物信息学感兴趣的同学也可以涉猎部分计算生物信息学的知识，本人在读博士期间遇到过一个本科生就利用自己计算机方面的特长，进行雄激素受体和雄激素受体调节剂构效关系的研究，在指导教师的帮助下发表了一篇生物信息学领域的SCI文章，在感叹难能可贵的同时，必须承认指导教师敏锐的洞察到学生的特长，并发挥其特长会起到意想不到的效果。

此外，国内有关生物信息学方面的教材因编者学科背景相差很远，各教材的特色和侧重点有所不同，相对来讲，偏理论轻实践。医学院校生物技术专业应校根据本学科特点选择实验性较强的教材，制定具有生物技术专业特色的教学计划及教学大纲，有条件有时间的教师可以尝试自己编写适合本院校学习的教材，那样针对性更强，学习效果会更佳。针对生物技术专业的特点，因此我们将引物设计、基因查找、基因序列分析、同源基因和不同物种基因查找、判断起始密码子和终止密码子位置、启动子预测以及简单的蛋白功能分析和常用数据库的应用作为本专业生物信息学知识学习的主体框架。

另外，生物信息学的软件本人倾向于选取在线工具，如引物设计软件可选取NCBI网站上的primer blast，酶切位点分析也可在NEB公司的网站上在线分析，应该说生物信息学的发展，欧美国家一些公立网站，如NCBI，或者某些相关实验室的网站都提供多种现在分析的工具，极大地方便了使用者。一来及其方便解决了问题，避免了盗版问题;二来可以通过网站学习生物信息学相关知识，对某些软件的历史渊源有所了解。

三、生物信息学授课时间安排的合理性

生物信息学是一门实践课程，实验课应该占40%以上比例，理论课也应该利用多媒体教室讲授，在实验课之前应该提前让把本次课内容通过多种即时通讯工具如QQ等发送给学生，在将核心知识在实验课演练结束后，进一步布置相关作业强化记忆，在实践中掌握相关知识，如引物设计中，常用的是ncbi网站中在线引物设计工具primer blast和电脑安装软件primer5，在引物设计完成后，可以让学生思考融合蛋白表达时移码问题，即融合蛋白引物设计需要注意哪些问题，如涉及到移码问题时如何设计引物?生物信息学是有力的应用工具，但是还不能完全依赖生物信息学，我们应该成为生物信息学的高级应用者。

四、生物信息学授课教师的选择

生物信息学是一门交叉学科，但是笔者认为长期应用生物信息学的医学背景的教师更适合作为医学院校生物技术专业的授课教师。作为一门新兴学科的一名教师保质保量的完成全部授课任务还是有一定难度的，可以尝试每位老师根据自己特长讲授自己熟悉的章节，这样一来减少压力，二来可以较为圆满地完成教学任务，不同教师还可以给学生带来不同风格的教学模式，提高学生的新鲜感和教师授课热情。此外，任课教师应该积极学习相关领域知识，目前很多国内外著名高校通过网络开始有生物信息学相关的开放课程或慕课，无论是学生还是任课教师都应该积极参加其中，提高自己的理论知识和实践技能，学习优秀教师的授课技巧，领略该领域大家风采，笔者就经常参加北京大学等学校的开放课程，获益匪浅。同时，在有条件情况下参加国内外相关讲座和学习班，和同领域的兄弟院校保持联络，对生物信息学的教学和科研水平的促进帮助大有裨益。

五、扎实的理论是学好生物信息学的保障

除了具有学习生物信息学的热情，学习生物信息学的医学生还应该掌握与生物信息学紧密相关的知识，如分子生物学、分子诊断学、计算机相关知识和统计学知识。有条件的学生应该主动参与科研课题，不论是本院校老师申请的，还是大学生课题，都会对学习生物信息学有所帮助。本人读博士期间，就遇到很多在读本科生参与博士生导师的课题，在基因序列分析和蛋白功能研究方面都获益匪浅。本人目前也作为指导教师指导本科生独立申请的大学生课题，在给学生讲授生物信息学时，明显感觉参与过科研项目的学生对生物信息学知识的掌握，明显强于没有参与过的本科生。

总之，我们生物信息学课程教学中做出了一定的探索，也取得了一定的经验和效果，但是这只是万里长征的第一步，需要生物信息学课程的教师更加努力探索，为培养出更多适应社会发展需要的高素质应用型人才贡献自己的微薄之力。

参考文献：

[1 ]郝峰，许会静，马睿泽.《生物化学检验》实验课教学改革探讨 [J ].中国科技信息，2012，(19)：118.

[2 ]赵臣，袁忠海，侯毅鞠.论信息反馈体系在培养医学检验专业学生实践能力中的作用 [J ].中国校外教育，2014，(6)：106.

[3 ]许会静，郝峰，张磊.浅谈“PBL教学模式”在临床生物化学检验教学中的应用 [J ].中国校外教育，2013，(33)：70.

本文系2012吉林省高等教育教学研究课题;2012年度吉林省高等学校教学建设与改革创新立项;2012年度吉林省教育科学十二五规划立项。

作者：郝峰　许会静　姜勇　王皓　张磊　刘磊　李艳