生物信息学有关论文范文,与医学硕士生生物信息学教育相关大学毕业论文

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关 键 词 ：生物信息学；现代教育技术；案例教学

中图分类号： G643；Q-3 文献标识码： B 文章编号： 1008-2409(2008)05-0967-03

人类基因组计划的成功实施使生命科学进入了信息时代.基因组学、蛋白质组学和生物芯片 技术的发展,使得与生命科学相关的数据量呈线性高速增长.对这些数据全面、正确的解读 ,为阐明生命的本质提供了可能.连接生物数据与医学科学研究的是生物信息学(Bioinform atics).应用生物信息学研究方法分析生物数据,提出与疾病发生、发展相关的基因或基因 群,再进行实验验证,是一条高效的研究途经.医学是研究生命的科学,医学研究在基础上 就注定离不开对生物信息的了解.

我国目前医学研究生教学模式主要有两种, 一是医学本科教育延续过来的理论型, 这种类型 的教育是在本科教学大纲的基础上, 按照教学计划进行理论讲授, 最后按照导师指定的课题 完成毕业论文.这种培养模式突出理论学习, 忽视了实验机能和科研能力的培养.二是科研 能力培养的前轻后重型, 前期只是进行理论授课, 后期由导师指导学生的科研.这种模式虽 然开设了一定的实验项目, 但对研究生科研能力的培养缺乏系统性, 并且前期的培养不足直 接影响到研究生后期的学位课题和论文的进度、质量.

因此,笔者对生物信息学在医学硕士研究生中的教育初探,不但有利于该门课程尚未完全形 成成熟的课程体系之际,为教师学习借鉴先进的教育思想与教学实践经验,更有利于医学硕 士研究生对生物信息学的学习.

1.生物信息学的研究范围

生物信息学是一门新兴的交叉学科,涉及生物学、数学和信息科学等学科领域,并注定以互 联网为媒介,数据库为载体,利用数学知识、各种计算模型,并以计算机为工具,进行各种 生物信息分析,以理解海量分子数据中的生物学含义.

生物信息包括多种类型的数据,如核酸和蛋白质序列、蛋白质二级结构和三级结构的数据等 .由实验获得的核酸蛋白序列和三维结构数据等构成初级数据,由此构建的数据库称初级数 据库.由初级数据分析得来的诸如二级结构、疏水位点、结构域(Domain),由核酸序列翻译 来的蛋白质以及预测的二级三级结构,称为二级数据.创新算法和软件是生物信息学持续发 展的基础,高通量生物学研究方法和平台技术是验证生物信息学研究结果的关键技术.因此 ,现代生物信息学是现代生命科学与信息科学、计算机科学、数学、统计学、物理学和化学 等学科相互渗透而形成的交叉学科,是应用计算机技术和信息论方法研究蛋白质及核酸序列 等各种生物信息的采集、存储、传递、检索、分析和解读,以帮助了解生物学和遗传学信息 的科学.从其研究所涉及的学科上看,生物信息学是集生物学、数学、信息学和计算机科学 一体化的一门新的科学；从其研究的主要内容上看,基因组信息学、蛋白质的结构模拟以及 药物设计是生物信息学的三个重要组成部分,并有机地结合在一起［1］.

2.医学硕士研究生中的生物信息学教学初探

2.1 课堂教学重在教授实践技巧与方法

生物信息学在医学研究生中的教学应以教授实践技巧为主,以介绍原理为辅,深入浅出,注 重课堂知识与科研实践的紧密结合.课堂讲授应简要介绍生物信息学的相关算法、原理,着 重介绍其使用技巧与方法,真正做到“有的放矢”,而这也是教学的重点和难点.

在教学中对于这部分内容应遵循深入浅出、避繁就简的原则,结合具体实例分析算法,避免 空洞复杂的算法讲解让学生觉得枯燥乏味、晦涩难懂,产生畏惧心理,知难而退；注重讲解 使用技巧与方法的思想和来龙去脉,让学生真正掌握解决问题的思路,培养其科学思维能力 ,并采用探讨式教学鼓励学生思考,通过讨论与研究的方式循序渐进的掌握复杂的内容,介 绍相关的教学和物理学知识,使学生充分体会到生物信息学与其他学科的关系,其他学科的 思想方法对于生物科学的重要性,培养其自觉地将其他学科的方法和思想应用于解决生物 学问题的科学素质. 任何学科都处于不断地发展、更新中,生物信息无论是理论研究还是 应用研究仍处于不断发展完善中,同时随着新的应用领域和新问题的发现,其他学科的方 法也在不断地应用于生物信息学,进一步增加了其多学科交叉融合的深度和广度.

2.2 充分利用现代化教育技术,采用案例教学

目前,高等院校在教室内配备的多媒体投影播放系统,促进了多媒体教学的广泛应用.生物 信息学采用多媒体教学是适应学科特点、提高教学效果和充分利用现代化教育技术的一项基 本要求.作为生物信息学教学的基本模式,多媒体教学使讲解的内容更加直观形象,尤其是 对于具体数据库的介绍以及数据库检索、数据库相似性搜索、序列分析和蛋白质结构预测等 内容涉及到的具体方法和工具的讲解,可以激发学生的学习兴趣,加深学生对知识的理解和 掌握,提高学生理论与实践相结合的能力.

但多媒体教室也有局限性,学生主要以听讲为主不能及时实践,教师讲解与学生实践相脱节 ,如果将生物信息学课程安排在计算机房内进行,并采用多媒体电子教室的教学方式可以解 决上述问题.在教学中采用启发式教学,为学生建立教学情景,学生通过与教师、同学的协 商讨论,参与操作,发现知识,理解知识并掌握知识.例如在讲授“目的基因序列的查寻” 时,除对基本内容的介绍,如数据库的发展、分类等,其他采用案例法,让学生利用搜索工 具查找三大公共核酸数据库,并通过数据库网站的介绍内容对该数据库的发展、内容、特点 进行学习并总结,通过讨论和实际的数据库浏览操作了解三大公共核酸数据库并且掌