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國際在線消息:據(jù)新華社電,世界著名的英國學(xué)術(shù)期刊《自然》23日報(bào)告說,中國的高質(zhì)量科研論文數(shù)量近年來上升勢頭強(qiáng)勁。
該報(bào)告調(diào)查了全球范圍的科研論文數(shù)據(jù),結(jié)果顯示,在引用次數(shù)排名最靠前的高質(zhì)量科研論文中,由中國研究人員發(fā)表或參與發(fā)表的論文比例在2011年達(dá)到11.3%,居全球第四位。該報(bào)告還顯示,在中國的高質(zhì)量科研論文中,中國科學(xué)院、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、北京大學(xué)的研究者的論文所占比例居前。
該報(bào)告預(yù)計(jì),到2014年,中國的高質(zhì)量科研論文數(shù)量將僅次于美國,居全球第二位。
關(guān)鍵詞:生物信息學(xué);教學(xué)改革;師范院校
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)36-0134-02
生物信息學(xué)(Bioinformatics)的發(fā)展與上世紀(jì)90年代人類基因組計(jì)劃的啟動密切相關(guān),它綜合運(yùn)用生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)等多方面知識與方法來闡明和理解大量生物數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義。生物信息學(xué)已成為當(dāng)今生命科學(xué)的重大前沿領(lǐng)域之一,是生命科學(xué)研究中重要的、不可或缺的研究工具。
我校生物信息學(xué)課程開設(shè)較晚,所以課程教學(xué)仍處于探索階段,尚未形成成熟的課程體系。本文針對本校學(xué)生的需求、課堂教學(xué)反饋等情況對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等多方面開展了改革與實(shí)踐,以期提高教學(xué)的質(zhì)量和效果,培養(yǎng)全面發(fā)展的人才。
一、生物信息學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀
(一)教材較多,因此難以選擇一本適合的教材
生物信息學(xué)教材很多,有些教材側(cè)重于生物信息學(xué)理論和算法,如許忠能主編的《生物信息學(xué)》對生物信息學(xué)的理論和算法講解詳細(xì),但是對于師范院校生物科學(xué)專業(yè)的本科生而言較為深奧,不易理解;有些教材側(cè)重于生物信息學(xué)軟件使用,學(xué)生對于軟件分析所需要的背景知識掌握不夠,即使能夠運(yùn)用軟件,卻不能正確分析和理解所得到的分析結(jié)果;由于生物信息學(xué)發(fā)展較快,教材更新速度相對較慢,一些新的生物信息學(xué)知識未能及時納入到已出版的教材中,而且有些書中所講的數(shù)據(jù)庫資源早已停用,有些軟件及其應(yīng)用也早已更新版本。
(二)學(xué)生理論基礎(chǔ)薄弱,學(xué)習(xí)主動性不夠
雖然這門課程在我校是專業(yè)選修課程,考核方式以考查為主,但是選修這門課程的學(xué)生都對生物信息學(xué)有濃厚的興趣。這門課程開設(shè)在大三下學(xué)期,很多同學(xué)尚未開展或即將畢業(yè)課題設(shè)計(jì),希望通過本課程的學(xué)習(xí)對畢業(yè)論文或?qū)砜佳猩钤煊兴鶐椭H欢趯W(xué)習(xí)過程中,由于對分子生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)等理論知識掌握不扎實(shí),并且對學(xué)科前沿進(jìn)展關(guān)注不夠,很少閱讀實(shí)驗(yàn)性論文,在學(xué)習(xí)生物信息學(xué)相關(guān)理論知識時理解困難,而且對于如何將生物信息學(xué)應(yīng)用于實(shí)際的課題研究也感到困惑。
(三)學(xué)生英語基礎(chǔ)不同,學(xué)習(xí)過程中容易產(chǎn)生消極情緒
要學(xué)好生物信息學(xué),離不開大量專業(yè)文獻(xiàn)的閱讀,尤其是外文文獻(xiàn),追蹤學(xué)科前沿研究進(jìn)展,這就需要具備一定的專業(yè)英語基礎(chǔ)。此外,很多生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫以及應(yīng)用軟件都是全英文的,涉及專業(yè)英語詞匯較多。由于學(xué)生的英語基礎(chǔ)不同,在學(xué)習(xí)過程中有些學(xué)生感覺專業(yè)英語閱讀和理解方面較吃力,容易產(chǎn)生畏難情緒。
二、教學(xué)改革與實(shí)踐
(一)修改教學(xué)大綱,理論與實(shí)踐結(jié)合
生物信息學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,僅僅靠教師單一的講解理論和軟件的使用方法學(xué)生是很難理解和掌握的,因此在教學(xué)過程中要理論和上機(jī)實(shí)踐結(jié)合。教學(xué)大綱中原36學(xué)時為理論24學(xué)時、上機(jī)實(shí)踐12學(xué)時。考慮到我校學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的實(shí)際需求,強(qiáng)化實(shí)踐運(yùn)用,將理論和上機(jī)實(shí)踐課時均調(diào)整為18學(xué)時,學(xué)生在實(shí)踐的過程中帶著問題主動去思考,發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,更好地去理解生物信息學(xué)的理論知識。原教學(xué)大綱中理論課學(xué)習(xí)結(jié)束后再進(jìn)行上機(jī)實(shí)踐,但是教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)理論課信息量大,有些知識學(xué)生初次接觸沒有較好地理解,或者當(dāng)時能夠理解,但過了一段時間后再進(jìn)行上機(jī)實(shí)踐時又要重新學(xué)習(xí)。在課程安排方面,調(diào)整為一個章節(jié)的理論課學(xué)習(xí)結(jié)束后開設(shè)相應(yīng)的上機(jī)實(shí)踐,通過實(shí)際操作練習(xí)有利于鞏固所學(xué)理論知識,學(xué)生也比較喜歡這樣的教學(xué)方式。
(二)調(diào)整教學(xué)目標(biāo),優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
生物信息學(xué)內(nèi)涵廣泛,應(yīng)用領(lǐng)域廣,但是生物信息學(xué)在不同研究領(lǐng)域中的研究內(nèi)容和應(yīng)用程度有所不同。選修本課程的學(xué)生都是生物學(xué)背景,主要希望運(yùn)用生物信息學(xué)知識去解釋課題研究中的生物學(xué)問題。考慮到本科生理論知識基礎(chǔ)相對較弱,很多學(xué)生尚未開展課題研究,因此應(yīng)該在有限的學(xué)時里讓學(xué)生掌握與專業(yè)需求相關(guān)的生物信息學(xué)知識和實(shí)用技術(shù),教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)要根據(jù)本校學(xué)生特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整,對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化、精簡。例如多序列比對算法、馬爾科夫模型等涉及數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)知識,可以簡要介紹,但不做深入的講解。理論和上機(jī)實(shí)踐部分主要介紹生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫資源、序列比對、核酸序列分析、系統(tǒng)進(jìn)化分析、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與預(yù)測,同時理論部分還包括生物芯片、高通量測序技術(shù)、介紹生物信息學(xué)的前沿進(jìn)展。此外,還結(jié)合學(xué)生的需求在上機(jī)實(shí)踐課中增加了引物設(shè)計(jì)內(nèi)容。
課堂教學(xué)內(nèi)容并不拘泥于一套教材,而是根據(jù)講授的章節(jié)選擇該章節(jié)適合的2~3套教材綜合講解,最終形成適合我校學(xué)生學(xué)習(xí)的講義。例如在講系統(tǒng)進(jìn)化發(fā)育時,理論講解選擇由Masatoshi Nei和Sudhir Kumar編寫的高等教育出版社出版的《分子進(jìn)化與系統(tǒng)發(fā)育》和蔡祿編寫的《生物信息學(xué)教程》,上機(jī)實(shí)踐選擇吳祖建等編寫的《生物信息學(xué)分析實(shí)踐》。
(三)教學(xué)與科研相結(jié)合,學(xué)以致用
生物信息學(xué)有很多分析軟件,應(yīng)用很廣,即使是分章節(jié)按照序列比對、核酸序列分析、系統(tǒng)進(jìn)化樹構(gòu)建等給學(xué)生逐一講解相關(guān)的算法和實(shí)際的應(yīng)用,學(xué)生仍然感覺知識零散,信息量太大難以掌握,容易產(chǎn)生畏難情緒而導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性不高。有些應(yīng)用軟件學(xué)生即使有所了解,卻又不知道在科研中如何運(yùn)用。所以在教學(xué)過程中,我們以課題研究為例,再結(jié)合相關(guān)的文獻(xiàn)來進(jìn)行講解。例如選擇DNA條形碼開展物種鑒定為例,讓學(xué)生去查閱相關(guān)文獻(xiàn),如DNA條形碼在中藥材混偽品鑒定中的應(yīng)用、DNA條形碼在肉制品摻假中的鑒定等。這個課題應(yīng)用性強(qiáng),對本科生而言閱讀專業(yè)文獻(xiàn)的難度相對較小,僅涉及DNA提取、PCR擴(kuò)增等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在學(xué)生理解課題背景知識的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生重點(diǎn)看文獻(xiàn)中涉及的生物信息學(xué)相關(guān)知識,要求學(xué)生下載文獻(xiàn)中涉及的基因序列,根據(jù)下載的序列用MEGA軟件進(jìn)行序列比對,計(jì)算遺傳距離,同時利用MEGA軟件構(gòu)建NJ樹。這個過程就把生物信息數(shù)據(jù)庫、序列比對、系統(tǒng)發(fā)育分析等幾個章節(jié)的教學(xué)知識串聯(lián)起來,學(xué)生就知道為什么要下載序列、做序列比對,更好地理解系統(tǒng)進(jìn)化樹構(gòu)建的原理及意義。同時,也促進(jìn)了學(xué)生閱讀專業(yè)文獻(xiàn),尤其是外文文獻(xiàn),增加專業(yè)英語詞匯量,主動關(guān)注學(xué)科前沿發(fā)展動態(tài),更好的利用生物信息開展課題研究,做到學(xué)以致用。
(四)改革教學(xué)手段和教學(xué)方法
生物信息學(xué)理論教學(xué)中往往是教師主講、學(xué)生聽,學(xué)生被動接受,這種“灌輸式”的學(xué)習(xí)讓學(xué)生感覺枯燥乏味,教學(xué)效果較差。教學(xué)時應(yīng)突出學(xué)生的主體地位,教師起主導(dǎo)作用,引導(dǎo)學(xué)生積極思考,參與課堂教學(xué),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。例如講解生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫資源時,可以布置課后作業(yè),要求學(xué)生搜索國外生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫資源,并將查閱的資料制作成PPT,下一次上課時讓學(xué)生利用PPT講解搜索情況,分享經(jīng)驗(yàn)。教師在學(xué)生講完后點(diǎn)評,鼓勵學(xué)生關(guān)注生物信息學(xué)的前沿進(jìn)展,在學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的同時提高專業(yè)英語的水平。在講解生物芯片與高通量測序技術(shù)時,布置課前預(yù)習(xí)作業(yè),針對高通量測序技術(shù)原理、應(yīng)用、數(shù)據(jù)分析等教學(xué)內(nèi)容設(shè)置幾個選題,讓學(xué)生分小組,每個小組選擇一個選題,通過查閱文獻(xiàn)資料,以PPT形式在課堂上講解。學(xué)生根據(jù)講解內(nèi)容提問,交流討論。教師根據(jù)學(xué)生的匯報(bào)內(nèi)容進(jìn)行點(diǎn)評,進(jìn)行有針對性的講解、補(bǔ)充。這樣的形式使學(xué)生主動去探究問題,而不是被動地接受教師傳遞的信息,對知識的理解更加深入,學(xué)生也反饋這種教學(xué)活動提高了學(xué)習(xí)的積極性,并留下深刻的印象。
三、結(jié)語
生物信息學(xué)作為一門新興學(xué)科,仍然在不斷的發(fā)展中,知識更新速度快,因此生物信息學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式應(yīng)緊跟學(xué)科前沿發(fā)展,立足學(xué)校專業(yè)特點(diǎn)及培養(yǎng)特色,不斷摸索教學(xué)經(jīng)驗(yàn),在教學(xué)模式上深入研究,提高教學(xué)質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐運(yùn)用綜合能力的教學(xué)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1]許忠能.生物信息學(xué)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2008.
[2]Masatoshi Nei,Sudhir Kumar.分子進(jìn)化與系統(tǒng)發(fā)育[M].北京:高等教育出版社,2002.
[3]蔡祿.生物信息學(xué)教程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.
[4]吳祖建,高芳鑾,沈建國.生物信息學(xué)分析實(shí)踐[M].北京:科學(xué)出版社,2010.
任職以來,我一直擔(dān)任學(xué)校電腦機(jī)房、學(xué)校教學(xué)樓、學(xué)校網(wǎng)絡(luò)的管理與維護(hù)工作。在路中工作的五年中,尤以前三、四年是最苦最累的。xx年,學(xué)校舊機(jī)房電腦非常落后、電腦故障發(fā)生率高,為保證教學(xué)的正常開展,我常加班加點(diǎn),做大量維護(hù)工作。xx年開始學(xué)校電腦急劇上升,并投入巨資搭建起校園網(wǎng)絡(luò),從那時起我與羅浙慶常利用晚上、中午時間一同管理、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)中心及校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。為每個教師建立起個人ftp、電子郵局,創(chuàng)建了幾百g容量的視頻點(diǎn)播庫和素材資源庫,管理并維護(hù)學(xué)校網(wǎng)站及論壇。經(jīng)常為維護(hù)好網(wǎng)絡(luò)、保障其正常運(yùn)轉(zhuǎn),工作到深夜。寒、暑假期間我常在網(wǎng)絡(luò)中心主動管理,每年臺風(fēng)期間做好了整個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備檢查與斷電后的恢復(fù)工作,及時保障網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全及正常運(yùn)轉(zhuǎn)。幾年下來,學(xué)校網(wǎng)絡(luò)及其運(yùn)轉(zhuǎn)情況我基本做到了如指掌,直到xx年初轉(zhuǎn)由金西凱老師負(fù)責(zé)。
幾年中,我已維修過大量的電腦,幫助過不少老師制作網(wǎng)線,拍攝結(jié)婚錄像,為進(jìn)一步鍛煉自身拍攝技能,xx年8月我負(fù)責(zé)拍攝了浙江省柔道比賽錄像,xx年7月,我負(fù)責(zé)拍攝過全國武術(shù)交流大賽比賽錄像。為促進(jìn)學(xué)校無紙化辦公,我建立《路中oa辦公系統(tǒng)》,并一直投入使用。此外,我參與到政治組、藝術(shù)組以及學(xué)生團(tuán)委的諸多社團(tuán)網(wǎng)站維護(hù)中。
五年來,幾乎每年的寒、暑假我都自覺擔(dān)任起學(xué)校教室電腦的義務(wù)維護(hù),在沈堅(jiān)橋老師回家高三補(bǔ)課期間、我又承擔(dān)起高三樓,高二樓電腦的維護(hù)及高一軍訓(xùn)期間的一系列工作。xx年、xx年學(xué)校舉辦暑期英語夏令營,我?guī)椭罱ㄆ饳C(jī)房1網(wǎng)絡(luò),為了保障機(jī)房空氣流通,每天早上六點(diǎn)就到機(jī)房開好窗戶,晚上到十點(diǎn)多檢查完機(jī)房電腦,最后一個離開機(jī)房。為保障日常教學(xué)工作開展,我常對機(jī)房電腦進(jìn)行維護(hù)、打掃機(jī)房衛(wèi)生。這些工作,雖然占用了我許多寒、暑假休息時間,但為保證教學(xué)工作開展,我任勞任怨,從不計(jì)較報(bào)酬,從不抱怨,從不推脫。學(xué)校個別班級投影儀接口出現(xiàn)接觸不好,控制面板損壞現(xiàn)像,我較好地掌握了焊接技能,及時保證了教學(xué)需求,同時為學(xué)校節(jié)省不少額外開支。
以上一系列工作,盡管非常辛苦,但值得欣慰的是,在付出大量辛勤勞動同時,我也收獲到不少新知識、鍛練了自身技能、總結(jié)了許多寶貴經(jīng)驗(yàn),這些則是書本上無法獲得的。更重要的是:在學(xué)校老師及領(lǐng)導(dǎo)心中,樹立起了良好的服務(wù)品質(zhì)。
二、認(rèn)認(rèn)真真從事教學(xué)與研究
作為一名學(xué)科教師,教學(xué)應(yīng)始終放在第一位,搞好教學(xué)工作是每一位教師應(yīng)有的責(zé)任。為提升自身教學(xué)水平,我堅(jiān)持每月讀一本書計(jì)劃,為保證上課質(zhì)量,我認(rèn)真?zhèn)湔n、鉆研教學(xué),經(jīng)常與學(xué)生交流,不斷自我反思,力爭創(chuàng)新。xx年市教學(xué)調(diào)研中我開設(shè)的公開課《走進(jìn)internet》獲得較高評價,xx年年5月我開設(shè)了區(qū)級公開課《<西湖美景>多媒體制作》并獲得一致好評。
除了教學(xué)外,近兩年來,我注重參與科研工作, xx年我參與陳仙花老師主持的區(qū)級課題《高中信息技術(shù)課堂學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣養(yǎng)成的研究》,和金西凱老師主持的校級課題《構(gòu)建和諧的信息技術(shù)課堂的實(shí)踐與研究》,xx年我參與了沈堅(jiān)橋老師主持的區(qū)級課題《新課程理念下的高中信息技術(shù)課堂教學(xué)的實(shí)踐與研究》,和學(xué)校《重點(diǎn)中學(xué)“三位一體”青年教師專業(yè)發(fā)展實(shí)踐研究》課題研究。xx年我親自主持校課題《新課標(biāo)下高中信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程整合探究》,xx年我撰寫論文《速度決定效率 問題決定潛力》獲得區(qū)一等獎、市二等獎,并于xx年年底于人教網(wǎng)上刊登發(fā)表。xx年年撰寫案例《話聊——flash中路徑運(yùn)動》獲區(qū)三等獎,同時撰寫論文《新課標(biāo)下高中信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程整合探究》獲得區(qū)一等獎、市二等獎。
三、苦中作樂中鉆研信息學(xué)奧賽
信息學(xué)奧賽是國家教育部指定的五門學(xué)科競賽之一:數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、信息學(xué)、生物。因而許多重點(diǎn)中學(xué)特別重視,并開展的很好。在臺州地區(qū),臺州一中有專人輔導(dǎo),黃中有3個老師輔導(dǎo),溫嶺、臺州中學(xué)有多個研究生上課,而我校高中學(xué)生是零起點(diǎn),幾年來由于工作較忙,我的輔導(dǎo)僅僅停留在幾個學(xué)生小規(guī)模上。