“大數據”時代生物信息學本科生人才培養模式探討

白靜 徐英岐 徐娟 李霞

摘 要：在大數據與精準醫學時代，生物信息學已發展成為現代生物學和醫學領域的利器，國內外對生物信息人才的需求不斷擴大，生物信息學專業教育和復合型人才培養顯得尤為重要。本文將從課程體系建設、教學模式改革、師資隊伍建設和科研創新與實踐幾個方面對生物信息學創新型人才培養模式進行探討，為生物信息學本科生人才培養提供借鑒和參考。

關鍵詞：生物信息學 人才培養模式 本科生專業教育

生物信息學（bioinformatics）是生命科學與計算機信息科學以及數理科學等多學科交叉融合而成的新興學科^[1]。當前，生物信息學研究處于高速發展階段，基于生物信息學開展的生命科學與醫學創新研究已成為熱點。同時，生物信息學已經成為遺傳學、細胞生物學、生物化學等學科取得創新性研究成果的重要推動力，是“解讀生命天書”的慧眼與利器。

隨著高通量分子生物技術和計算技術的快速發展， 生物醫學“大數據”時代悄然而至，自2012年美國率先啟動國家大數據研究計劃以來，經過十余年的探索和發展，以生物醫學大數據研究為核心的生物信息學技術已經成為現代重大疾病研究和現代化實驗室研究體系中必不可少的支撐和核心力量。

在“大數據”與“精準醫學”的時代，生物信息學站在了國際當前兩大科學前沿的交匯點上，這決定了它的重要性以及承擔的責任和未來的發展前景。目前，對于生物信息學人才的需求缺口越來越大，而生物信息學人才的匱乏已成為制約生物信息學甚至是生物學、醫學等領域發展的一個瓶頸。因此，怎樣去培養具有生物信息學專業技能又適合社會發展的復合型人才，已經成為當務之急。我們將從以下幾個方面進行探討：

一、加強課程體系建設

生物信息學人才需要系統學習數學、計算機科學和生物學的基礎課和專業課程，課程設置中每個學科內容都必不可少，涉及課程面廣且難度大，學生學習困難，因此在課程設置方面有必要根據實際需求選取關鍵課程，并針對不同研究方向對課程內容進行優化組合，實現全面又有針對性的課程設置。

同時，課程設置需要符合教學進程。大學前兩年課程設置通常以基礎課程和專業基礎課程為主，例如數學分析、線性代數、生物化學、分子生物學、計算機程序設計等;大三學年開始需要增加專業課程，如生物信息學、蛋白質組信息學、數據可視化等，專業課程的學習有助于學生掌握專業技能，還可以幫助學生明確今后課題研究方向，為畢業實習打下基礎;大四學年則需要開設生物信息學前沿進展等專業前瞻性的課程以及科研論文寫作指導等實用性課程^[2]。

此外，生物信息學作為一個飛速發展的學科，相關知識、數據資源和分析工具在不斷更新，教學內容要跟上學科發展的步伐，及時更新和優化。

二、改革傳統教學模式

生物信息學本科生需要學習的知識量遠高于其他非交叉學科，學生學習任務相對較重，在這個前提下，如何讓學生在輕松愉快的課堂氛圍中學習掌握大量知識點，成為課堂教學的難點。幸運的是，線上教育形式的流行及發展正逐漸改變我國傳統高等教育形式，而混合式教育模式可以將傳統課堂教育學習方式的優點與在線教育學習模式的優點有效地融合在一起，通過“在教師主導下的以學生為主體的自主式和交互式的新型學習模式”，為課堂教學帶來了新的生機，有助于增加學習興趣、提高教學質量。

三、提升師資隊伍實力

生物信息學科作為一個新興學科，師資力量薄弱是其面臨的主要問題之一，多數高校在開設該專業時都是從不同專業挑選相應的授課教師，造成授課教師無法針對生物信息學科特點有效篩選授課內容、使其與生物信息高度結合的結果。解決這一問題，需要教師有較強的業務知識、精通自己所授課程領域并能很好的配合課程體系，真正實現整個體系融會貫通。為了達到這一目標，學校應該鼓勵資助骨干教師參加學習與進修，加強學科授課教師之間的交流，培養一批真正的生物信息學專業教師，組建一支真正的生物信息學教學團隊。

四、強化科研創新與實踐

培養造就創新能力強、適應社會發展需要的高質量人才，教學是基礎，實踐也是最為關鍵的環節之一。生物信息學本科生在大學最后一年進行畢業設計與實踐，跟隨畢設指導教師完成科研課題，真正將所學知識進行融合、應用到生物醫學領域中。為了順利完成這一階段的實踐任務，在大三時開始進行學業指導將勢在必行，通過這一階段的指導，讓學生學會閱讀英文文獻，了解研究方向的前沿進展，逐步形成科研思維，將為畢業實習打下堅實基礎。

參考文獻

[1]陳潤生.生物信息學.生物物理學報，1999，15（1）：5-13.

[2]王宏，李霞，徐良德.《面向實踐能力培養的生物信息學課程體系建設》，中國科教創新導報，2013（19，47）.