基礎(chǔ)生物學(xué)課程群構(gòu)建與實(shí)踐

何曉紅 江懷仲 謝永芳

摘要：生命科學(xué)是生物信息學(xué)專業(yè)的靈魂，其中“基礎(chǔ)生物學(xué)課程群”的建設(shè)在專業(yè)建設(shè)中的地位尤為重要。將所有基礎(chǔ)生物學(xué)理論課程及其實(shí)踐教學(xué)搭建成基礎(chǔ)生物學(xué)課程群，解決了多門生物學(xué)課程協(xié)調(diào)、協(xié)作、協(xié)力之原則下實(shí)現(xiàn)共同建設(shè)的大問(wèn)題，教學(xué)改革效果明顯。

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué);基礎(chǔ)生物學(xué)課程群;構(gòu)建

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2019）19-0259-02

生物信息學(xué)興起于20世紀(jì)末，歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，現(xiàn)已成為橫跨多個(gè)研究領(lǐng)域的朝陽(yáng)專業(yè)。重慶郵電大學(xué)自2006年創(chuàng)辦生物信息學(xué)專業(yè)以來(lái)，經(jīng)過(guò)數(shù)十名專家和骨干教師十余年教學(xué)實(shí)踐的總結(jié)及人才培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)積累，已經(jīng)建立了面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)，較為全面的生物信息學(xué)專業(yè)課程教學(xué)體系。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)久發(fā)展，行業(yè)人才需求與日俱增。雖然我們根據(jù)社會(huì)實(shí)際需求情況適時(shí)調(diào)整了培養(yǎng)方案和教學(xué)內(nèi)容，但在生物信息學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)過(guò)程中仍存在課程體系不健全、課程內(nèi)容不完善、理論基礎(chǔ)薄弱以及適合我院實(shí)際情況的專業(yè)教材匱乏等具體問(wèn)題。生命科學(xué)是生物信息學(xué)專業(yè)的靈魂，其中“基礎(chǔ)生物學(xué)課程群”的建設(shè)在專業(yè)建設(shè)中的地位尤為重要。本團(tuán)隊(duì)主要負(fù)責(zé)生物信息軟件開(kāi)發(fā)和生物大數(shù)據(jù)分析處理兩個(gè)研究方向的“基礎(chǔ)生物學(xué)課程群”的建設(shè)，重點(diǎn)建設(shè)基礎(chǔ)生物學(xué)課程群的理論課程群和實(shí)踐平臺(tái)。

一、優(yōu)化生物信息學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)生物學(xué)課程群體系

建設(shè)生物信息學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)生物學(xué)理論課程群和基礎(chǔ)生物學(xué)實(shí)踐平臺(tái)。

（一）課程交叉融合

教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)基礎(chǔ)生物學(xué)課程群《生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)》《生物醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)》《生物化學(xué)與分子生物學(xué)》《細(xì)胞生物學(xué)》《遺傳學(xué)》《基因組學(xué)》《應(yīng)用微生物學(xué)》7門理論課程和《生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》《生物醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)》《基礎(chǔ)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》3門實(shí)踐課程相互之間進(jìn)行銜接、課程內(nèi)容整體統(tǒng)籌考慮，課程交叉知識(shí)點(diǎn)調(diào)整合并，詳細(xì)分工，細(xì)化課程大綱，主講教師嚴(yán)格根據(jù)大綱行課，反復(fù)強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)章節(jié)，加強(qiáng)實(shí)踐課程動(dòng)手能力的培養(yǎng)，授課效率達(dá)到事半功倍的效果。

（二）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置綜合開(kāi)放

集中實(shí)踐課程在安全教育和基本技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，設(shè)置綜合實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，學(xué)生充分利用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室資源，使學(xué)生掌握扎實(shí)的生物科學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生在信息技術(shù)方面的獲取、處理、開(kāi)發(fā)和利用等方面有較強(qiáng)的研究能力和實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在課程設(shè)計(jì)上強(qiáng)調(diào)基本技能訓(xùn)練，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力為主，重點(diǎn)讓學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握實(shí)驗(yàn)操作技能，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，去除重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，側(cè)重加強(qiáng)新儀器新技術(shù)的應(yīng)用，重視生命學(xué)科間的聯(lián)系，增加了一些趣味性高、科研性強(qiáng)、應(yīng)用性廣的綜合性實(shí)驗(yàn)、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立性實(shí)驗(yàn)，綠色環(huán)保實(shí)驗(yàn)等。訓(xùn)練學(xué)生有生物信息學(xué)院特色，在大數(shù)據(jù)、精準(zhǔn)醫(yī)療方面的特色優(yōu)勢(shì)，更利于學(xué)生就業(yè)。

（三）認(rèn)知實(shí)習(xí)集中化

根據(jù)生物+信息的專業(yè)特色，自主編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)教材，涉及微生物、植物、動(dòng)物、生態(tài)四方面內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)認(rèn)知和暑期自學(xué)教材進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。第五學(xué)期開(kāi)學(xué)前，集中培訓(xùn)、校園認(rèn)知3日，網(wǎng)絡(luò)和堂上考試通過(guò)后，由學(xué)院老師帶隊(duì)，野外認(rèn)知實(shí)習(xí)7日。通過(guò)認(rèn)知實(shí)習(xí)使學(xué)生鞏固和提高課堂所學(xué)知識(shí)，掌握各類微生物、植物、動(dòng)物標(biāo)本的采集、測(cè)量、制作和保存的方法，學(xué)會(huì)使用檢索表鑒定動(dòng)物、植物種類，認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的代表型動(dòng)物、植物、大型微生物;了解動(dòng)物資源、植物資源與人類生存和發(fā)展的關(guān)系，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)，同時(shí)鍛煉獨(dú)立工作的能力，培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。

二、構(gòu)建基礎(chǔ)生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程群

網(wǎng)絡(luò)課程群為課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)搭建信息交流的綜合平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)系列化、網(wǎng)絡(luò)化、整體化。課程間知識(shí)架構(gòu)集現(xiàn)有課程體系內(nèi)容于一體，搭建不同學(xué)科理論知識(shí)、理論與實(shí)踐之間的橋梁。充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的交互性和生成性，資源共享的學(xué)習(xí)平臺(tái)。基礎(chǔ)生物學(xué)課程群的建設(shè)滿足了生物信息學(xué)專業(yè)建設(shè)以及教學(xué)需要，整合優(yōu)秀的教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)資源共享，提高了教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生通過(guò)課堂知識(shí)學(xué)習(xí)和課余時(shí)間練習(xí)加深生物學(xué)課程內(nèi)容的印象，可以系統(tǒng)地掌握生命科學(xué)的基本理論、概念和規(guī)律，提升分析解決問(wèn)題的能力，為后續(xù)學(xué)習(xí)、科研和工作奠定較為扎實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

三、建成基礎(chǔ)生物學(xué)課程群在線題庫(kù)系統(tǒng)

（一）具有共享性

所有內(nèi)容均通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布，采用后臺(tái)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一服務(wù)的運(yùn)行模式，充分達(dá)到資源共享的目的。學(xué)生可通過(guò)電腦、PAD、手機(jī)終端等實(shí)現(xiàn)移動(dòng)課堂，在線課程視頻播放和在線測(cè)驗(yàn)等功能。

（二）具有資源高利用率

同類型資源可采取不同的方式方法進(jìn)行重組，避免資源的重復(fù)建設(shè)，提高資源的綜合利用效率。

（三）具有來(lái)源廣泛性

資源收錄主要來(lái)源于教學(xué)團(tuán)隊(duì)各教師長(zhǎng)期的課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累，內(nèi)容豐富，大體上分為教學(xué)課件、課堂教案、授課視頻，習(xí)題庫(kù)等。另外將學(xué)生自行設(shè)計(jì)的案例收錄其中用于參考。

（四）具有內(nèi)容的實(shí)踐性

具有展示性質(zhì)的視頻類課件具備很高的可實(shí)踐操作性。

四、加強(qiáng)基礎(chǔ)生物學(xué)課程群構(gòu)建建設(shè)，教學(xué)改革效果明顯

（一）提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性

基礎(chǔ)生物學(xué)課程群體系優(yōu)化后，各門課程間銜接更為緊密，每門課程根據(jù)側(cè)重點(diǎn)，對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)刪減，減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)生物學(xué)各門專業(yè)課程知識(shí)的理解。課程群中包含的在線考試系統(tǒng)為學(xué)生提供一個(gè)內(nèi)容更豐富、學(xué)習(xí)更自主、實(shí)踐更有效的學(xué)習(xí)平臺(tái)，提高平時(shí)考試的針對(duì)性、客觀性、全面性，改進(jìn)考評(píng)效果、實(shí)現(xiàn)教考分離，滿足教師教學(xué)方式和學(xué)生學(xué)習(xí)方式的網(wǎng)絡(luò)化與現(xiàn)代化的需要，大大提升該專業(yè)課程的教、學(xué)效果。

（二）強(qiáng)化了學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的效果

目前課堂教學(xué)平時(shí)只注重課堂講授，對(duì)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)效果缺乏有效的評(píng)估。學(xué)生的平時(shí)作業(yè)相互抄襲的現(xiàn)象也比較嚴(yán)重，導(dǎo)致了很多大學(xué)生只是在考試前兩周突擊學(xué)習(xí)的現(xiàn)象，考試結(jié)束后對(duì)課程知識(shí)遺忘速度很快，幾年后根本無(wú)法建立完整的專業(yè)知識(shí)體系，造就了“高分低能”的現(xiàn)象。本教學(xué)成果更加注重平時(shí)學(xué)習(xí)的重要性，每個(gè)學(xué)生在系統(tǒng)中一個(gè)帳號(hào)，能有效杜絕作業(yè)抄襲的現(xiàn)象。同時(shí)對(duì)學(xué)生練習(xí)和測(cè)試的結(jié)果進(jìn)行分析，與平時(shí)成績(jī)掛鉤，有效地強(qiáng)化了平時(shí)學(xué)習(xí)的重要性和效果。

（三）保證了教學(xué)質(zhì)量

通過(guò)在線題庫(kù)系統(tǒng)，能有效克服“一考定終身”的弊端，提高平時(shí)成績(jī)的真實(shí)性。學(xué)生在課程初期就通過(guò)在線測(cè)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)自己的不足，檢驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)是否真正掌握。同時(shí)，注冊(cè)的老師通過(guò)學(xué)生在線測(cè)試的數(shù)據(jù)分析，能發(fā)現(xiàn)學(xué)生整體對(duì)知識(shí)的掌握情況，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在知識(shí)掌握方面存在哪些問(wèn)題，從而不斷優(yōu)化和調(diào)整自己的授課方式和方法，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)在課堂上進(jìn)行重點(diǎn)講解，從而提高課堂教學(xué)的質(zhì)量。

五、結(jié)論

生物信息學(xué)專業(yè)是數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)的交叉學(xué)科，各大高校因研究方向不同，研究生入學(xué)考試科目也略微不同。國(guó)內(nèi)大部分211、985高校對(duì)生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)有較高要求，研究生入學(xué)考試初始或復(fù)試指定生物化學(xué)或生命科學(xué)導(dǎo)論或分子生物學(xué)或生物學(xué)綜合等基礎(chǔ)生物課程作為必考科目。基礎(chǔ)生物學(xué)課程群建設(shè)幫助學(xué)生學(xué)好基礎(chǔ)生物類課程，生物信息學(xué)專業(yè)的研究生錄取率（占畢業(yè)生總數(shù)）從2013屆至2018屆，從14.1%提至17.91%。基礎(chǔ)生物學(xué)課程群提升了學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。創(chuàng)新教育作為創(chuàng)業(yè)教育的基礎(chǔ)，學(xué)校以大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目為載體，資助學(xué)生進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室，在導(dǎo)師細(xì)心指導(dǎo)下進(jìn)行科技創(chuàng)新活動(dòng)，推動(dòng)創(chuàng)業(yè)教育的發(fā)展。

總之，通過(guò)基礎(chǔ)生物學(xué)課程群的構(gòu)建與實(shí)踐，在全院師生中取得了很好的反饋效果。為有效培養(yǎng)能在高等院校、科研機(jī)構(gòu)、醫(yī)療醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等有關(guān)部門與行業(yè)領(lǐng)域從事科研、教學(xué)、管理、疾病分子診斷、藥物設(shè)計(jì)、生物軟件開(kāi)發(fā)等工作的高級(jí)科學(xué)技術(shù)人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]葛劍徽，李成，謝迅雷.生物信息學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望[C].中華臨床醫(yī)學(xué)工程及數(shù)字醫(yī)學(xué)大會(huì)暨中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)，2008.