論創(chuàng)新現(xiàn)代“生物信息學(xué)”教學(xué)模式的必要性

呂颯麗 李彭平 李巖 汪強虎

[摘 要] 隨著現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)和高通量生物技術(shù)的發(fā)展，生物信息學(xué)已經(jīng)突顯出其在相關(guān)領(lǐng)域中的重要地位。目前國內(nèi)外生物信息學(xué)的相關(guān)研究領(lǐng)域都在不斷拓展，這也加大加深了生物信息學(xué)的內(nèi)涵，同時生物信息學(xué)正為現(xiàn)代生物醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展起著重要的推動作用。為培養(yǎng)順應(yīng)高速發(fā)展的生物信息學(xué)科的生物信息學(xué)人才，必須要創(chuàng)新傳統(tǒng)的生物信息學(xué)教學(xué)模式，該文著重從兩方面論述了創(chuàng)新現(xiàn)代生物信息學(xué)教學(xué)模式的必要性。

[關(guān)鍵詞] 生物信息學(xué);教學(xué)模式;創(chuàng)新

[基金項目] 2019年度江蘇省研究生教學(xué)改革課題“面向醫(yī)學(xué)專業(yè)的生物信息學(xué)教學(xué)研究與實踐”（JGZZ19_052）;2019年度南京醫(yī)科大學(xué)教學(xué)研究課題“面向精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)的生物信息學(xué)復(fù)合型人才培養(yǎng)體系研究與應(yīng)用”（2019ZD015）;2017年度南京醫(yī)科大學(xué)“十三五”教育研究課題“生物信息學(xué)專業(yè)程序設(shè)計類課程建設(shè)的研究”項目（YB2017024）;2019年度南京醫(yī)科大學(xué)課題“本科課程思政示范課——生物信息學(xué)”

[作者簡介] 呂颯麗（1977—），女，黑龍江哈爾濱人，博士，南京醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與信息學(xué)院副教授，主要從事腫瘤基因組學(xué)研究;李彭平（1985—），女，安徽安慶人，博士，南京醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與信息學(xué)院講師，主要從事腫瘤免疫微環(huán)境研究;李 巖（1983—），女，黑龍江齊齊哈爾人，博士，南京醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與信息學(xué)院講師，主要從事腦膠質(zhì)瘤的基因組學(xué)研究。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）38-0174-02? ? [收稿日期] 2000-00-00

一、前言

生物信息學(xué)（Bioinformatics）是現(xiàn)代生命科學(xué)發(fā)展過程中，生物醫(yī)學(xué)與數(shù)理科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)相結(jié)合而形成的新興前沿交叉學(xué)科。隨著生物醫(yī)學(xué)研究的不斷深入以及高通量實驗技術(shù)的飛速發(fā)展，生物信息學(xué)在現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、農(nóng)學(xué)等領(lǐng)域的研究與應(yīng)用中都發(fā)揮著日益關(guān)鍵的作用。

我國高校和研究所從2002年起就相繼開始創(chuàng)建生物信息學(xué)本科專業(yè)并招收生物信息學(xué)研究方向的研究生。招生之初面臨的最大困難就是課程體系與教學(xué)模式的建立。早期創(chuàng)建生物信息學(xué)本科專業(yè)的院校都是參考國外的教學(xué)體系并結(jié)合國內(nèi)的實際情況構(gòu)建專業(yè)，尤其是課程體系，一經(jīng)建立后期改進(jìn)較小。

然而，生物信息學(xué)是一門交叉學(xué)科，它是在生物醫(yī)學(xué)及生物技術(shù)高速發(fā)展的科學(xué)背景下應(yīng)運而生的，在生物信息學(xué)誕生后的十幾年里，它進(jìn)一步推動了生命科學(xué)的發(fā)展，也為生物醫(yī)學(xué)及更多相關(guān)領(lǐng)域帶來了一場巨大變革。這些改變同時又促進(jìn)了生物信息學(xué)內(nèi)涵的不斷更新，所以生物信息學(xué)的研究領(lǐng)域也一直在拓展。隨之而來的就是順應(yīng)這個發(fā)展勢頭的生物信息學(xué)人才培養(yǎng)也要加快步伐。這就提示我們，生物信息學(xué)專業(yè)的課程體系、教學(xué)體系及專業(yè)模式上都要不斷創(chuàng)新與實踐，符合生物信息學(xué)的發(fā)展方向。

二、生物信息學(xué)的國內(nèi)外研究概況、水平及發(fā)展趨勢要求創(chuàng)新教學(xué)模式

西方一些發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)后期開始建設(shè)生物信息學(xué)專業(yè)，具有一定的規(guī)模和經(jīng)驗;國內(nèi)一些有實力的大學(xué)在21世紀(jì)初開始增設(shè)生物信息學(xué)專業(yè)，在專業(yè)建設(shè)目標(biāo)、人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)體系、師資隊伍等方面還不是很完善[1]。

國內(nèi)外許多院校在生物信息學(xué)相關(guān)課程的設(shè)置過程中，不同類型的大學(xué)建設(shè)生物信息學(xué)本科專業(yè)都存在著各自的特色。目前，在已經(jīng)開設(shè)生物信息學(xué)本科專業(yè)的國外大學(xué)中，美國的凱尼休斯學(xué)院、羅切斯特理工大學(xué)兩所大學(xué)的課程設(shè)置最為典型。前者的生物信息學(xué)專業(yè)隸屬于計算機(jī)科學(xué)系，相關(guān)課程主要是基于現(xiàn)有的計算機(jī)專業(yè)課程，后者則隸屬于生命科學(xué)系，相關(guān)課程的設(shè)置也較為龐大。

在我國，具有一定條件的大學(xué)紛紛開設(shè)了生物信息學(xué)本科專業(yè)，但由不同的院校所建立的專業(yè)側(cè)重均有所不同，且分屬于不同的一級學(xué)科。反映出我國生物信息學(xué)相關(guān)教育還沒突顯出其特色，特別是醫(yī)學(xué)院校創(chuàng)辦的生物信息學(xué)本科專業(yè)直接依托醫(yī)學(xué)院校的學(xué)科背景，教學(xué)模式更應(yīng)緊密結(jié)合臨床實際需求，真正做到互相促進(jìn)[2]。目前，國內(nèi)生物信息學(xué)本科專業(yè)的課程體系設(shè)置具有以下特點：（1）培養(yǎng)目標(biāo)和側(cè)重有很大差異。由于各校承辦單位所屬的一級學(xué)科不同，對生物信息學(xué)理解和關(guān)注的側(cè)重點不同，因此對生物信息學(xué)本科專業(yè)的定位和培養(yǎng)規(guī)格有所不同。如浙江大學(xué)的生物信息學(xué)專業(yè)側(cè)重于理學(xué)生物類，哈爾濱工業(yè)大學(xué)側(cè)重于計算分析類，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)及南京醫(yī)科大學(xué)則更加注重信息類工具在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用和實際解決問題的能力。（2）課程的內(nèi)容有很大差異。目前各校開設(shè)的生物信息學(xué)本科專業(yè)課程的內(nèi)容有差異較大，各專業(yè)領(lǐng)域的學(xué)時分配存在很大不同，如哈爾濱工業(yè)大學(xué)的計算機(jī)類課程占據(jù)了很大的比例，而重慶醫(yī)科大學(xué)的則更注重醫(yī)學(xué)類課程的設(shè)置。但大部分院校的生物信息學(xué)專業(yè)課程體系一經(jīng)建立可能就很少改進(jìn)，這對于不斷拓展的生物信息學(xué)新領(lǐng)域而言，本科專業(yè)原有的教學(xué)內(nèi)容就會顯得不充實，需要補充新內(nèi)容。所以很多院校的生物信息學(xué)本科畢業(yè)生進(jìn)入研究生階段后對課題并不是得心應(yīng)手，這其實也是對本科教學(xué)模式提出的一個需求，希望本科教學(xué)能根據(jù)生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢及其重要應(yīng)用對課程體系在短期內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，中長期內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整，這對于培養(yǎng)現(xiàn)代生物信息學(xué)人才至關(guān)重要。

三、生物信息學(xué)對現(xiàn)代生物醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)展的重要意義要求創(chuàng)新教學(xué)模式

現(xiàn)代社會，生物信息學(xué)既有重要的基礎(chǔ)研究價值，又有不可估量的產(chǎn)業(yè)化前景。發(fā)展現(xiàn)代生物信息學(xué)教育，培養(yǎng)高級生物信息學(xué)人才對推進(jìn)國內(nèi)生物醫(yī)藥的迅速發(fā)展意義重大。

1.有利于推進(jìn)醫(yī)學(xué)教育改革，促進(jìn)醫(yī)學(xué)院校長期發(fā)展。生物信息學(xué)專業(yè)涉及計算機(jī)信息技術(shù)、數(shù)理科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)與藥學(xué)、農(nóng)業(yè)等眾多學(xué)科，具有高度交叉的特點。順應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的迅猛發(fā)展趨勢，創(chuàng)新生物信息學(xué)教學(xué)模式，綜合運用多學(xué)科成果，加強學(xué)科間的合作與交流，為生物醫(yī)學(xué)與藥學(xué)，特別是分子生物學(xué)學(xué)科群的發(fā)展提供重要的生物信息學(xué)支撐，增強醫(yī)學(xué)院校的綜合實力與國際競爭力，有利于推進(jìn)醫(yī)學(xué)院校的長期發(fā)展。

2.有利于特色前沿教育的發(fā)展，促進(jìn)生物醫(yī)藥學(xué)科及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。生物信息學(xué)已成為21世紀(jì)的朝陽學(xué)科，是生命科學(xué)研究的重點領(lǐng)域之一。做好生物信息學(xué)教學(xué)模式的創(chuàng)新與實踐，將推動特色前沿教育的不斷發(fā)展;在創(chuàng)新與實踐中培養(yǎng)順應(yīng)生物醫(yī)學(xué)發(fā)展需要的生物信息信學(xué)專門人才，將推動產(chǎn)出生物信息學(xué)新成果，這也必將會產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3.有利于培養(yǎng)現(xiàn)代生物信息學(xué)師資隊伍。我國生物信息學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)工作已經(jīng)起步，有條件承辦該專業(yè)的高校都在積極建設(shè)生物信息學(xué)科和專業(yè)，因此，高校需要大量生物信息學(xué)專業(yè)師資[3]。生物信息學(xué)在發(fā)展，所以生物信息學(xué)的師資隊伍也要不斷提升，這就迫使我們最底層的生物信息學(xué)教學(xué)要與時俱進(jìn)，更新教學(xué)模式，讓我們培養(yǎng)出的生物信息學(xué)人才時刻走在發(fā)展的最前沿，這樣的師資才能帶給學(xué)生新的氣息，形成良性循環(huán)。

2015年1月，美國總統(tǒng)奧巴馬在國情咨文演講中啟動精準(zhǔn)醫(yī)療計劃。一期投入2.15億美元。2015年2月，習(xí)近平總書記批示科技部和國家衛(wèi)生計生委，要求國家成立中國精準(zhǔn)醫(yī)療戰(zhàn)略專家組。2015年3月11日，科技部召開國家首次精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)戰(zhàn)略專家會議，并決定在2030年前政府將在精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域投入600億元人民幣。在這些世界級的科技戰(zhàn)略決策及巨額投入中起著舉足輕重作用的便是生物信息學(xué)。

四、結(jié)束語

生物信息學(xué)已經(jīng)迎來了生物醫(yī)學(xué)發(fā)展史上的一個重要時代，這將需要更多的現(xiàn)代生物信息學(xué)人才為之貢獻(xiàn)。為順應(yīng)時代的步伐，生物信息學(xué)本科教育必須要與時俱進(jìn)，將現(xiàn)代生物信息學(xué)領(lǐng)域的知識帶進(jìn)課堂，讓生物信息學(xué)的教學(xué)內(nèi)容與科學(xué)研究相輔相承，創(chuàng)新現(xiàn)代生物信息學(xué)的教學(xué)模式，只有這樣才能保證生物信息學(xué)人才培養(yǎng)的質(zhì)量，并與國際接軌，實現(xiàn)我國生物信息學(xué)領(lǐng)域的不斷飛躍。

參考文獻(xiàn)

[1]張婷婷，樸雪.醫(yī)學(xué)信息學(xué)與生物信息學(xué)發(fā)展?fàn)顩r分析——基于文獻(xiàn)調(diào)研[J].繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2018（01）.

[2]趙方慶，方向東，李亦學(xué).轉(zhuǎn)化生物信息學(xué)研究前沿及挑戰(zhàn)[J].遺傳，2015，37（7）：619-620.

[3]邊艷超，肖瑞.生物信息學(xué)教學(xué)內(nèi)容與模式創(chuàng)新性探討[J].內(nèi)蒙古教育，2019（35）：99-101.

On the Necessity of Innovating the Teaching Model in Modern Bioinformatics

LSa-li，LI Peng-ping，LI Yan，WANG Qiang-hu

（School of Biomedical Engineering and Informatics，Nanjing Medical University，Nanjing，Jiangsu 211166，China）

Abstract：With the development of modern biomedicine and high throughput biotechnology，bioinformatics has highlighted its important position in related fields.At present，the related research fields of bioinformatics at home and abroad are constantly expanding，which also makes the connotation of bioinformatics more profound.Meanwhile，bioinformatics is playing an important role in promoting the development of modern biomedical field.In order to cultivate the bioinformatics talents who conform to the rapid development of bioinformatics，it is necessary to innovate the traditional teaching model of Bioinformatics.This paper discusses the necessity of innovating the teaching model of modern Bioinformatics from two aspects.

Key words：Bioinformatics;teaching model;innovation