基于師范教育改革背景下《生物信息學(xué)》課程建設(shè)探索與實(shí)踐

齊云峰+孫慶+易國(guó)棟

（吉林師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)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(wèn)題。本文立足于師范教育改革背景下的需求，針對(duì)《生物信息學(xué)》課程的特點(diǎn)和教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行初步探討，就其在教學(xué)方法的更新、教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的編寫、考核方法的改進(jìn)等方面提出了一些思考，希望通過(guò)不斷的完善從而提高《生物信息學(xué)》課程的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：師范教育改革；生物學(xué)信息學(xué)；課程建設(shè)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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(shì)，教師資格證的改革開始不斷推進(jìn)與完善。2012年《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》精神和教育部部署啟動(dòng)全國(guó)中小學(xué)和幼兒園教師資格證改革試點(diǎn)工作，2013年《中小學(xué)教師資格考試暫行辦法》出臺(tái)并規(guī)定：試點(diǎn)啟動(dòng)后入學(xué)的師范專業(yè)學(xué)生申請(qǐng)中小學(xué)教師資格應(yīng)參加教師資格考試。2015年我國(guó)正式實(shí)施教師資格證國(guó)考制度，并實(shí)行五年一個(gè)周期的注冊(cè)制度。教師資格證制度的變革是對(duì)高師院校實(shí)施教學(xué)改革的促進(jìn)同時(shí)也是對(duì)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(xué)生能力的培養(yǎng)，而《生物信息學(xué)》所具備的專業(yè)性與前沿性正是師范教育對(duì)學(xué)生著重培養(yǎng)的方向與目標(biāo)。

《生物信息學(xué)》是一門交叉學(xué)科，包含了對(duì)生物信息的獲取、加工、存儲(chǔ)、分配、分析、解釋等在內(nèi)的所有方面，運(yùn)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)的各種工具闡明和理解大量數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義。隨著大規(guī)模的基因組測(cè)序工作的開展，生物學(xué)數(shù)據(jù)獲得了大量的積累，生物信息學(xué)悄然興起并得以蓬勃發(fā)展。生物信息學(xué)使學(xué)生了解學(xué)科前沿和新技術(shù)進(jìn)展，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)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(xué)內(nèi)容、方法等方面存在一些問(wèn)題。由于師范教育改革對(duì)師范生要求不斷提高，課程的學(xué)法和內(nèi)容也要與時(shí)俱進(jìn)，怎樣建構(gòu)新的課程體系是高師院校需要解決的問(wèn)題。

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀

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

2.教學(xué)方法滯后。生物信息學(xué)是一門交叉學(xué)科，但教師在教學(xué)過(guò)程依舊采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)不常見(jiàn)，這種授課方式不僅效果欠佳也沒(méi)有發(fā)揮此學(xué)科的優(yōu)勢(shì)。而且在教學(xué)過(guò)程中不注重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生物信息學(xué)的重要性的認(rèn)識(shí)，所以學(xué)生認(rèn)為該課程只是理論學(xué)科，認(rèn)識(shí)不到其對(duì)實(shí)踐操作能力的重要和生物數(shù)據(jù)分析的意義。

3.實(shí)踐教學(xué)不足。受傳統(tǒng)的教學(xué)觀念影響，教師在教學(xué)過(guò)程中只注重理論教學(xué)忽視實(shí)踐教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐脫節(jié)。因?yàn)樯镄畔W(xué)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)高度依賴，但由于受學(xué)時(shí)限制，課堂教學(xué)的內(nèi)容有限，實(shí)踐教學(xué)課時(shí)數(shù)較少，內(nèi)容也比較簡(jiǎn)單，缺乏完善的實(shí)踐教學(xué)過(guò)程，學(xué)生也缺乏實(shí)際動(dòng)手操作的能力。

4.考評(píng)方案簡(jiǎn)單。生物信息學(xué)的考核重點(diǎn)是學(xué)生對(duì)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(xué)校的考試形式還全部是理論知識(shí)，缺少實(shí)際操作能力的檢驗(yàn)，這種考評(píng)辦法的評(píng)價(jià)效能差，而且不能體現(xiàn)學(xué)科的特點(diǎn)。

二、課程體系建設(shè)優(yōu)化

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

2.編寫教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。如今的教師專業(yè)化不只是強(qiáng)調(diào)教師要有扎實(shí)的理論知識(shí)，更要有實(shí)踐能力。所以生物信息學(xué)的課程建設(shè)改革要組織新的教學(xué)內(nèi)容，合理安排理論學(xué)時(shí)特別是實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生物信息學(xué)的研究?jī)?nèi)容、現(xiàn)狀和發(fā)展前景做具體的介紹，主要對(duì)生物信息學(xué)的基本概念和基本方法進(jìn)行講解，重點(diǎn)是分析軟件的操作方法和生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的使用方法的講解。

3.改進(jìn)教學(xué)方法。師范教育改革意味著對(duì)師范生各方面要求的逐漸提高，學(xué)生不能只被動(dòng)接受知識(shí)，所以教師在教學(xué)中要利用多媒體輔助進(jìn)行直觀教學(xué)，演示生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)、進(jìn)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(cè)等擴(kuò)大學(xué)生的自學(xué)空間，使學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，也符合師范教育對(duì)學(xué)生創(chuàng)造能力、應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

4.教學(xué)科研結(jié)合。生物信息學(xué)教學(xué)強(qiáng)調(diào)能力的培養(yǎng)，且學(xué)科的交叉性也能使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與之結(jié)合。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生參與相關(guān)課題研究，學(xué)校也可以提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生參與到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)性研究的科研項(xiàng)目中，這樣的學(xué)習(xí)方式可以激發(fā)學(xué)生對(duì)科研的興趣，鞏固課程中所學(xué)到的知識(shí)，使學(xué)生掌握生物信息學(xué)課程的實(shí)踐技能，也更好的體現(xiàn)對(duì)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(xué)生為主體的授課方式，所以課堂可以采取不同的學(xué)習(xí)方式如小組合作或?qū)W生講述等以此豐富理論課的教學(xué)模式。教師可以提出問(wèn)題由小組成員討論研究學(xué)習(xí)，課堂也可以以自講的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生通過(guò)查閱資料了解學(xué)科在臨床醫(yī)學(xué)、藥物產(chǎn)業(yè)等方面的應(yīng)用以及在后基因組時(shí)代的主要研究?jī)?nèi)容等，不僅掌握了前沿知識(shí)同時(shí)也鍛煉教師技能，對(duì)于師范教育培養(yǎng)有很好的促進(jìn)作用。

6.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課建設(shè)。師范教育在強(qiáng)調(diào)師范生理論知識(shí)的同時(shí)更注重實(shí)際的操作能力，所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)起著越來(lái)越重要的作用，在學(xué)習(xí)中通過(guò)生物數(shù)據(jù)庫(kù)的使用，可以提高學(xué)生處理生物信息的能力。生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)均可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)檢索服務(wù)，學(xué)生可以根據(jù)理論知識(shí)進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)際操作。學(xué)院可以進(jìn)一步開放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生創(chuàng)造動(dòng)手操作的自學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

7.改革考核方法?？荚囀菣z測(cè)教學(xué)效果的方法，也是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的有力手段。如何考核需要制定詳細(xì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。生物信息學(xué)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(jī)。小組答辯以生物信息學(xué)在疾病研究中的應(yīng)用為擬設(shè)計(jì)命題，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作收集整理相關(guān)文獻(xiàn)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(xué)分析在藥物靶點(diǎn)挖掘和藥物設(shè)計(jì)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(dú)創(chuàng)性、條理邏輯性和學(xué)術(shù)水平進(jìn)行評(píng)分。

三、課程體系構(gòu)建的進(jìn)一步設(shè)想

進(jìn)一步利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)慕課擴(kuò)展生物信息學(xué)的理論深度與新技術(shù)發(fā)展，學(xué)生可以進(jìn)一步接觸并利用云計(jì)算等技術(shù)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，或基于手機(jī)客戶端讓學(xué)生隨時(shí)可以查詢及學(xué)習(xí)，這樣的構(gòu)建既是生物信息學(xué)課程建設(shè)的發(fā)展，也是培養(yǎng)學(xué)生能力的體現(xiàn)。生物信息學(xué)課程建設(shè)改革對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力起到了促進(jìn)作用，也加強(qiáng)了理論聯(lián)系實(shí)踐的操作能力。生物信息學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生全面掌握生物學(xué)知識(shí)，對(duì)今后選擇生物學(xué)科領(lǐng)域的工作有推動(dòng)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(xiàng)目：本文系吉林師范大學(xué)高等教育教學(xué)研究課題：“生物信息學(xué)課程教學(xué)改革和實(shí)踐”

作者簡(jiǎn)介：齊云峰，吉林師范大學(xué)講師，細(xì)胞生物學(xué)博士，研究方向：系統(tǒng)生物學(xué)。