基于師范教育改革背景下《生物信息學》課程建設(shè)探索與實踐

齊云峰+孫慶+易國棟

（吉林師范大學生命科學學院，吉林 四平 136000）

摘要：師范教育改革下高師院校課程的重新建設(shè)已成為重中之重。如何在改革的新背景下建構(gòu)合適的課程體系，成為高師院校要解決的問題。本文立足于師范教育改革背景下的需求，針對《生物信息學》課程的特點和教學中存在的問題進行初步探討，就其在教學方法的更新、教學標準的編寫、考核方法的改進等方面提出了一些思考，希望通過不斷的完善從而提高《生物信息學》課程的教學質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：師范教育改革；生物學信息學；課程建設(shè)

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）21-0102-02

隨著教育的發(fā)展，教師體制也不斷發(fā)生改變，順應(yīng)發(fā)展的趨勢，教師資格證的改革開始不斷推進與完善。2012年《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》精神和教育部部署啟動全國中小學和幼兒園教師資格證改革試點工作，2013年《中小學教師資格考試暫行辦法》出臺并規(guī)定：試點啟動后入學的師范專業(yè)學生申請中小學教師資格應(yīng)參加教師資格考試。2015年我國正式實施教師資格證國考制度，并實行五年一個周期的注冊制度。教師資格證制度的變革是對高師院校實施教學改革的促進同時也是對師范生的挑戰(zhàn)。改革制度下更要求提高教師的綜合素質(zhì)和學生能力的培養(yǎng)，而《生物信息學》所具備的專業(yè)性與前沿性正是師范教育對學生著重培養(yǎng)的方向與目標。

《生物信息學》是一門交叉學科，包含了對生物信息的獲取、加工、存儲、分配、分析、解釋等在內(nèi)的所有方面，運用數(shù)學、計算機科學和生物學的各種工具闡明和理解大量數(shù)據(jù)所包含的生物學意義。隨著大規(guī)模的基因組測序工作的開展，生物學數(shù)據(jù)獲得了大量的積累，生物信息學悄然興起并得以蓬勃發(fā)展。生物信息學使學生了解學科前沿和新技術(shù)進展，同時培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力。但目前多數(shù)院校只將其設(shè)為選修課程，重視程度很低，而且在教學內(nèi)容、方法等方面存在一些問題。由于師范教育改革對師范生要求不斷提高，課程的學法和內(nèi)容也要與時俱進，怎樣建構(gòu)新的課程體系是高師院校需要解決的問題。

一、課程教學現(xiàn)狀

1.師資力量薄弱。生物信息學不僅對教師專業(yè)知識要求高，同時也需要有計算機理論基礎(chǔ)的教師來授課。但目前教授生物信息學課程的教師大多都為其他生物學課程的教師，這些教師往往缺乏專業(yè)的生物信息學分析軟件操作訓練和計算機基礎(chǔ)，不能將各學科更好融合。

2.教學方法滯后。生物信息學是一門交叉學科，但教師在教學過程依舊采用傳統(tǒng)教學方法，計算機輔助教學不常見，這種授課方式不僅效果欠佳也沒有發(fā)揮此學科的優(yōu)勢。而且在教學過程中不注重培養(yǎng)學生對生物信息學的重要性的認識，所以學生認為該課程只是理論學科，認識不到其對實踐操作能力的重要和生物數(shù)據(jù)分析的意義。

3.實踐教學不足。受傳統(tǒng)的教學觀念影響，教師在教學過程中只注重理論教學忽視實踐教學，導致學生所學的理論知識與實踐脫節(jié)。因為生物信息學對于網(wǎng)絡(luò)高度依賴，但由于受學時限制，課堂教學的內(nèi)容有限，實踐教學課時數(shù)較少，內(nèi)容也比較簡單，缺乏完善的實踐教學過程，學生也缺乏實際動手操作的能力。

4.考評方案簡單。生物信息學的考核重點是學生對生物信息基本概念的理解，軟件操作的掌握程度及生物數(shù)據(jù)分析解釋的能力。但一些學校的考試形式還全部是理論知識，缺少實際操作能力的檢驗，這種考評辦法的評價效能差，而且不能體現(xiàn)學科的特點。

二、課程體系建設(shè)優(yōu)化

1.提高教師素質(zhì)。教師是教學的核心資源，其知識水平和操作技能都會影響教學的效果。提高教師素質(zhì)首先要對任課教師開展《生物信息學課程教學改革和實踐》專題講座，其次鼓勵教師通過查閱相關(guān)文獻，了解課程的特點及發(fā)展，組織大家進行討論，再次，也要積極組織教師參加科研活動，提高科研創(chuàng)新能力，在科研過程中進一步了解本學科的前沿內(nèi)容。

2.編寫教學標準。如今的教師專業(yè)化不只是強調(diào)教師要有扎實的理論知識，更要有實踐能力。所以生物信息學的課程建設(shè)改革要組織新的教學內(nèi)容，合理安排理論學時特別是實驗學時。課程標準對生物信息學的研究內(nèi)容、現(xiàn)狀和發(fā)展前景做具體的介紹，主要對生物信息學的基本概念和基本方法進行講解，重點是分析軟件的操作方法和生物學數(shù)據(jù)庫的使用方法的講解。

3.改進教學方法。師范教育改革意味著對師范生各方面要求的逐漸提高，學生不能只被動接受知識，所以教師在教學中要利用多媒體輔助進行直觀教學，演示生物學數(shù)據(jù)庫的瀏覽與檢索，軟件的使用，基因序列的檢索、基因閱讀框架的找尋、序列比對、進化樹的構(gòu)建等操作。教師也可以提供課件和DNASTAR、DNAMAN、MEGA、BIOEDIT等軟件安裝程序及使用手冊等擴大學生的自學空間，使學生的被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，也符合師范教育對學生創(chuàng)造能力、應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

4.教學科研結(jié)合。生物信息學教學強調(diào)能力的培養(yǎng)，且學科的交叉性也能使學生將所學知識與之結(jié)合。教師可以鼓勵學生參與相關(guān)課題研究，學校也可以提供機會讓學生參與到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)性研究的科研項目中，這樣的學習方式可以激發(fā)學生對科研的興趣，鞏固課程中所學到的知識，使學生掌握生物信息學課程的實踐技能，也更好的體現(xiàn)對師范生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

5.優(yōu)化理論課結(jié)構(gòu)。師范教育提倡以學生為主體的授課方式，所以課堂可以采取不同的學習方式如小組合作或?qū)W生講述等以此豐富理論課的教學模式。教師可以提出問題由小組成員討論研究學習，課堂也可以以自講的方式進行學習，學生通過查閱資料了解學科在臨床醫(yī)學、藥物產(chǎn)業(yè)等方面的應(yīng)用以及在后基因組時代的主要研究內(nèi)容等，不僅掌握了前沿知識同時也鍛煉教師技能，對于師范教育培養(yǎng)有很好的促進作用。

6.加強實驗課建設(shè)。師范教育在強調(diào)師范生理論知識的同時更注重實際的操作能力，所以實驗教學起著越來越重要的作用，在學習中通過生物數(shù)據(jù)庫的使用，可以提高學生處理生物信息的能力。生物學數(shù)據(jù)庫均可以通過網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)檢索服務(wù)，學生可以根據(jù)理論知識進行相應(yīng)的實際操作。學院可以進一步開放實驗室，為學生創(chuàng)造動手操作的自學實驗環(huán)境。

7.改革考核方法。考試是檢測教學效果的方法，也是促進學生學習的有力手段。如何考核需要制定詳細的評價指標體系。生物信息學的考核改革是在基礎(chǔ)考核之上增加了小組答辯和論文成績。小組答辯以生物信息學在疾病研究中的應(yīng)用為擬設(shè)計命題，培養(yǎng)學生協(xié)作收集整理相關(guān)文獻并展示其整合分析結(jié)果的能力。論文以蛋白質(zhì)生物信息學分析在藥物靶點挖掘和藥物設(shè)計中的應(yīng)用為題。最后根據(jù)論文結(jié)構(gòu)完整性和內(nèi)容獨創(chuàng)性、條理邏輯性和學術(shù)水平進行評分。

三、課程體系構(gòu)建的進一步設(shè)想

進一步利用網(wǎng)絡(luò)學習平臺慕課擴展生物信息學的理論深度與新技術(shù)發(fā)展，學生可以進一步接觸并利用云計算等技術(shù)對大數(shù)據(jù)進行處理，或基于手機客戶端讓學生隨時可以查詢及學習，這樣的構(gòu)建既是生物信息學課程建設(shè)的發(fā)展，也是培養(yǎng)學生能力的體現(xiàn)。生物信息學課程建設(shè)改革對學生綜合運用知識的能力起到了促進作用，也加強了理論聯(lián)系實踐的操作能力。生物信息學能夠培養(yǎng)學生全面掌握生物學知識，對今后選擇生物學科領(lǐng)域的工作有推動作用，也是師范生成為合格人民教師的理論基礎(chǔ)。

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收稿日期：2016-11-21

基金項目：本文系吉林師范大學高等教育教學研究課題：“生物信息學課程教學改革和實踐”

作者簡介：齊云峰，吉林師范大學講師，細胞生物學博士，研究方向：系統(tǒng)生物學。