導語：如何才能寫好一篇生物信息學培養(yǎng)方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：生物信息學；醫(yī)學；教育；建議

生物信息學（Bioinformatics）是一門發(fā)展迅速的生物學分支學科，由生物學、計算機學、信息管理學、應用數(shù)學及統(tǒng)計學等多門學科相互交叉而形成，本質是利用計算機技術解決生物學問題，通過信息的處理和整合實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新。它主要包括以下3個方面的內容：①生物數(shù)據(jù)的收集、整理、存儲、檢索、加工、分析和整合；②生物系統(tǒng)和結構的建模；③與生物科學相關的計算機技術的應用，這個范圍還在不斷的擴增中［1］。醫(yī)學生物信息學是指以醫(yī)學研究和臨床應用為中心開設的生物信息學，本文討論的內容主要圍繞醫(yī)學生物信息學展開。近20年來，互聯(lián)網、數(shù)據(jù)庫和計算方法的發(fā)展，為生物信息學的研究提供了更為廣泛和靈活的方法；多種模式生物基因組測序的完成，功能基因組、蛋白質組研究的開展，各種高通量生物實驗技術快速發(fā)展為生物信息學，提供了更大研究空間的同時，也對海量的生物學數(shù)據(jù)進行有效地挖掘和整合提出了嚴峻的挑戰(zhàn)；而以基礎研究與臨床醫(yī)療結合為宗旨的轉化醫(yī)學的興起對銜接二者之間的橋梁———生物信息學，提供了廣闊的應用空間。對生物信息學人才的熱切需求，以及上述機遇和挑戰(zhàn)導致了生物信息學專業(yè)在全世界的蓬勃發(fā)展。以美國為例，在1999年之前，全美只有6所大學設置有計算生物學與生物信息學專業(yè)，而到2002年，則有31所大學設置了計算生物學與生物信息學專業(yè)博士學位，其中有12所大學是在2001年～2002年之間設置的這門專業(yè)［1］。這些大學通常以生物學、生物統(tǒng)計學、計算機科學或者生物醫(yī)學信息學為依托設置這門專業(yè)，不同大學對該專業(yè)學生的培養(yǎng)模式也有所不同。在我國，很多高等院校將生物信息學作為專業(yè)課程設立，醫(yī)學高等院校也逐步將其作為基礎課程或選修課設立。作為一門新生學科，生物信息學在大部分院校尚處于探索階段，沒有成熟完善的教育模式可以借鑒［2］。在這種情況下，來自前期已畢業(yè)學生和用人單位的反饋意見對生物信息學教育模式的總結提高具有重要意義。作為一名臨床醫(yī)師和醫(yī)學研究人員，筆者深刻體會到在實際工作中，無論是自身合理應用生物信息學知識進行思考和設計，還是找到能夠迅速融入并滿足實驗室研究和臨床工作需求的生物信息學專業(yè)人才都不是一件容易的事情。因此，本文作者就自己的一些切身體會，結合文獻和思考，對我國醫(yī)學生物信息學人才培養(yǎng)列舉了一些意見和建議，希望能夠在生物信息學教學模式的完善中起到微薄的助力作用。本文著重探討信息技術在醫(yī)學領域中的應用，側重于醫(yī)院信息管理和信息系統(tǒng)建設方面的醫(yī)學信息學（Medical　Informatics）不在本文討論范圍內。理想的醫(yī)學生物信息學人才培養(yǎng)目標應該是這三類人的集合：①計算機專家，掌握計算機算法、計算機語言、軟件、數(shù)據(jù)庫結構和相關知識框架，以及硬件知識；②生物信息學專家，具有熟練應用計算機儲存、處理、分析和整合相關生物信息的能力；③基礎研究或臨床工作者，具有查閱文獻，提出生物學或臨床醫(yī)學問題，合理使用上述生物信息學來思考、設計和解決問題的能力，并能收集和正確提供用于研究的初始數(shù)據(jù)。結合我國實際情況，想讓臨床醫(yī)學專業(yè)學生或醫(yī)學生物信息學專業(yè)學生同時完成以上3個方面的培訓顯然不切實際。理想的培訓模式，是通過對臨床醫(yī)學專業(yè)和醫(yī)學生物信息學專業(yè)學生不同側重的培訓，再通過二者的合理分工和配合，來滿足以上3個方面的需求。對醫(yī)學院校學生，尤其是醫(yī)學研究生，生物信息學培訓的內容應側重于對其計算思維能力和信息學應用能力的培養(yǎng)，目的是使其能熟練地從生物信息學角度發(fā)現(xiàn)和提出生物學或臨床醫(yī)學方面的科學假設，針對該假設設計合理的研究方案，并為后續(xù)研究提供正確的初始數(shù)據(jù)；對以生物醫(yī)學為中心的信息學專業(yè)人才培養(yǎng)，內容應側重于對其計算機技術和生物信息學在醫(yī)學實踐應用方面能力的培養(yǎng)，目的是與前者配合，指導并幫助其完成科學假設的設計，對前者提供的初始數(shù)據(jù)進行管理、存儲、檢索、分析和整合，以及完成更高要求的計算機技術方面的應用，例如應用軟件的設計，生物系統(tǒng)和結構的建模，等等。

1　醫(yī)學生的計算生物學與生物信息學思維培養(yǎng)

本部分特指醫(yī)學專業(yè)學生的生物信息學教學，部分醫(yī)學院校開設的醫(yī)學生物信息學專業(yè)教學將在下一部分中提及。無論是醫(yī)學基礎研究，還是以循證醫(yī)學為代表的臨床研究，生命科學研究的一般過程，都遵循發(fā)現(xiàn)問題資料查詢預實驗提出科學假設設計實驗驗證假說資料查詢和結果分析科學理論總結的基本思路［3］。在這個過程中，計算生物學與生物信息學不僅是進行資料查詢和結果分析的重要工具，更應是在提出科學假設和實驗設計階段就需要貫徹執(zhí)行的理念和思維方式。換言之，具體的生物信息學與分子生物學實驗一樣都是驗證生物醫(yī)學假說的實驗方法，是將一個生命科學假設用計算和信息學思維方式表達和實現(xiàn)的過程。在我國，絕大部分醫(yī)學基礎研究和臨床研究課題都是由醫(yī)學院校畢業(yè)的臨床工作者設計和申請的。由于臨床醫(yī)師大都承擔了繁重的臨床工作，申請者親自完成課題的機會很少，獲批課題的具體實施及數(shù)據(jù)管理、存儲、檢索、分析和整合多由研究生或實驗室工作人員負責。因此結合我國的實際情況，將生物信息學與具體課題耦合，即將一個科學假設用計算和信息學表示并有效實施的思維和實踐培訓，才是醫(yī)學生生物信息學培訓的中心內容。由于我國臨床醫(yī)學教學采用長學制（5年、7年或8年）教學，對實踐性和針對性都很強的生物信息學而言，過早或過于籠統(tǒng)的培訓都顯得意義不大，所以筆者認為針對醫(yī)學生的生物信息學培訓安排在研究生階段是比較合適的，教育中心是以醫(yī)學研究需求為指導，強調信息學思維培訓和實踐操作。具體提出的建議有兩點，一是根據(jù)學生專業(yè)背景調整理論教學內容。醫(yī)學院校學生的數(shù)理基礎、計算機基礎及統(tǒng)計學理論基礎不能和工科院校的學生相比，醫(yī)學專業(yè)包括基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學、口腔、預防等專業(yè)，涉及廣泛，各個專業(yè)背景的學生對這門課程的需求不盡相同。因此在理論課程上，要根據(jù)不同的專業(yè)背景和研究內容形成“個性化”的培養(yǎng)方案，目的是讓學生有選擇有針對性地掌握相關生物信息學內容，例如數(shù)據(jù)庫的類型和選擇，常用軟件的種類和應用等，同時又不會對過于高深的生物信息學理論產生反感。二是結合研究生階段的課題，開展研究內容模擬和實踐操作練習。為了更好的配合研究生階段的課題，可將《生物信息學》開課時間調整到研究生階段的第三學期，即在學生進入課題研究階段之后，讓學生在清楚面臨的課題內容后，有針對性地學習在完成課題過程中要使用到的知識、工具和解決問題的思路，包括文獻查閱、保存、編輯，核酸序列查找和同源性比對及進化分析，PCR引物設計，基因功能、結構預測，調控元件及轉錄因子預測，蛋白質基本理化性質分析，跨膜區(qū)及信號肽預測，二級結構和空間三維結構的預測等。這樣學生的學習興趣和效率會大大提高。為了解決上課時間與課題時間沖突的問題，可以采用生物信息學授課老師加入導師組成員，通過網上教學和答疑、夜間授課、集中授課與個別指導結合等多種方式靈活解決。

2　以醫(yī)學為中心的生物信息學專業(yè)人才培養(yǎng)

如果說對醫(yī)學生進行生物信息學教育的目的是使其學會將一個生命科學假設用計算和信息學表示，并正確提供初始數(shù)據(jù)，那么以醫(yī)學為中心的生物信息學專業(yè)人才培養(yǎng)的目的，就是使其學會用計算機學和信息學處理并證實科學假設的過程。具體的內容包括，與實驗室工作人員和臨床醫(yī)生配合，從計算生物學與生物信息學角度指導并幫助其完成科學假設和課題內容設計；在課題實施階段對后者提供的初始數(shù)據(jù)進行管理、存儲、檢索、分析和整合，以及滿足后者更高要求的計算機技術的需求，例如應用軟件的設計，生物系統(tǒng)和結構的建模，等等。目前，計算生物學與生物信息學專業(yè)研究生的培養(yǎng)模式主要有3種：①以生物學為中心的多學科培養(yǎng)模式。理論教育以生物學為中心，在6～9個學期內陸續(xù)完成生物學部分課程（相當于普通生物學系1／3～1／4課程）的選修，然后根據(jù)興趣和實際情況選擇一個相關實驗室完成研究生課題。這種培養(yǎng)模式被大多數(shù)綜合大學采納。②以工程設計為中心的培養(yǎng)模式。③以醫(yī)學為中心的培養(yǎng)模式。指以醫(yī)學研究和臨床應用為中心設置計算生物學和生物信息學，絕大多數(shù)由醫(yī)學院校設置，側重生物信息學與臨床醫(yī)學的結合。在進入課題階段之前會有1～2年臨床相關概念和信息的培訓，主要開設的課程包括生物學、細胞生物學、分子生物學與基因組學、化學與物理學、計算機科學、數(shù)學和統(tǒng)計學等，甚至包括部分醫(yī)學課程，后期實踐階段通常選擇一個相關實驗室完成研究生課題?？偟目磥?，醫(yī)學生物信息學基礎課程設置與國際趨勢相符，也符合以醫(yī)學為中心計算生物學與生物信息學的培訓要求。但從近年生物信息學專業(yè)研究生就業(yè)情況來看，確實存在素質參差不齊，學不能致用，不能很快融入研究工作等問題。筆者認為，這種現(xiàn)象可以從三個方面加以改進：①以職業(yè)發(fā)展和學位教育為導向，建立多層次、多形式的醫(yī)學信息學教育和繼續(xù)教育體系。各醫(yī)學院校可在統(tǒng)一專業(yè)培養(yǎng)目標和定位的基礎上，根據(jù)自身的學科基礎和特色，結合學生畢業(yè)后的工作領域和就業(yè)方向，形成“個性化”的專業(yè)方向和培養(yǎng)方案。②加強師資力量的建設，形成以課程為中心的教學團隊?，F(xiàn)有醫(yī)學生物學教材內容寬泛、偏重理論，對實踐環(huán)節(jié)的指導較少，需要授課老師有選擇的挑選合適的內容并予以補充和完善。這對授課教師的素質提出了更高要求，要求其能根據(jù)實際情況因材施教，有所取舍，強化重點。目前，各院校教學團隊和師資力量配備受限，建議可以課程為中心，培養(yǎng)、引進學術帶頭人，從其他專業(yè)挑選骨干教師兼任等多種形式，形成以課程為中心的教學團隊。③實踐教學與綜合能力的培養(yǎng)。生物信息學是一門實踐性非常強的學科，要將“學有所長，學以致用”作為人才培養(yǎng)的最終目的?？梢酝ㄟ^構建開放式實踐教學平臺，建設實踐教學基地等方式盡可能強化實踐操作訓練［4］，后期部分學生可以結合個人興趣，本著雙向選擇的原則，將實踐階段訓練固定到導師和實驗室，并安排其參與完成某一項課題的設計、實施和總結，在整個過程中要特別注意培養(yǎng)學生的學習興趣和自學能力，強調知識的自我更新。

綜上所述，醫(yī)學生物信息學人才培養(yǎng)的最終目的是使生物信息學能滿足現(xiàn)代醫(yī)療和醫(yī)學研究發(fā)展的需要，使醫(yī)學生物信息學人才成為有效連接基礎研究與臨床醫(yī)療的橋梁，為現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展提供新途徑［5］。

參考文獻：

［1］Mark　Gerstein，Dov　Greenbaum，Kei　Cheung　and　Perry　L．Miller．An　interdepartmental　Ph．D．program　in　computa－tional　biology　and　bioinformatics：The　Yale　perspective［J］．Journal　of　Biomedical　Informatics，2007，40：73－79．

［2］倪青山，胡福泉，饒賢才，等．醫(yī)學院校生物信息學實踐教學初探［J］．基礎醫(yī)學教育，2011，13（6）：538－539．

［3］張樂平，馮紅玲，宋茂海，等．生物信息學教學與醫(yī)科學生計算思維培養(yǎng)［J］．計算機教育，2012，19（4）：12－16．

［4］尋萌，陳艷炯，楊娥，等．《生物信息學》教學實踐探討［J］．西北醫(yī)學教育，2011，19（6）：1220－1223．

篇2

關鍵詞：生物信息學 創(chuàng)新實踐能力 教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0143-02

2013年三位美國科學家以“為復雜化學體系設計了多尺度模型”而獲得了諾貝爾化學獎，從此生物信息學（Bioinformatics）真正走到了自然科學的前臺，成為未來發(fā)展的重要方向和熱點。生物信息學是以生物學為核心和靈魂，以數(shù)學和計算機為基本工具的一門交叉學科，綜合運用數(shù)學、計算機科學和生物學的各種工具，獲取、處理、存儲、分發(fā)、分析和解釋生物信息，進而揭示大量數(shù)據(jù)所蘊含的生物學意義。生物信息學已經成為生物醫(yī)學、農學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學等學科發(fā)展的強大推動力量，目前已經成為高等院校生命科學相關專業(yè)學生必須掌握的主要專業(yè)課程。要實現(xiàn)中華民族偉大復興的中國夢，離不開科學技術的創(chuàng)新驅動，創(chuàng)新人才的培養(yǎng)自然成為高等院校的主要責任，高等院校教師需要根據(jù)培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力的要求不斷的開展教學改革。鑒于生物信息學的重要作用，最近幾年各高等院校都相繼開設了生物信息學課程，但是由于生物信息學是一門廣泛的交叉學科，需要學生具有較扎實的多學科基礎知識，且生物信息學自身發(fā)展迅速，新概念、新算法、新數(shù)據(jù)庫等層出不窮，需要教師不斷跟進，因此生物信息學的教學與其他學科顯示出明顯的不同，舊的教學方法不能適應生物信息學課程的發(fā)展。生物信息學教學改革的內容應該著重于提高學生的創(chuàng)新實踐能力。該文將生物信息學教學改革中總結的經驗，從教學理念、教學方法、教學內容和考試改革等方面，對在生物信息學課程的教學中如何培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力進行了討論。

1 教學理念上強調學生的實踐能力和自主創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

生物信息學是一門實踐性非常強的學科，同時具有多學科交叉的特點。對于非生物信息學專業(yè)的生命科學相關專業(yè)學生，主要課堂目標是熟練應用各種軟件、數(shù)據(jù)庫解決實際的生物學問題，而不是研究新算法、開發(fā)新程序。非生物信息學專業(yè)的學生一般具有較好的生物學基礎，對于核酸、蛋白質等相關知識已經較為熟悉，在教學中不必過多重復，而對于生物信息學中的數(shù)學模型，程序原理等內容具有較大的學習障礙，經過我們的教學發(fā)現(xiàn)，學生對于這些內容的不理解并不會顯著影響其應用軟件的實踐能力。因此，對于非生物信息學專業(yè)的生物信息學本科課程，應當簡化復雜難懂的理論知識，注重培養(yǎng)學生的實踐能力，使學生可以應用生物信息學工具對生物數(shù)據(jù)進行分析，解決實際問題，在使用生物信息學工具解決實際問題的時候對生物信息學產生興趣，增強創(chuàng)新實踐能力。

2 采用啟蒙式、研討式、運用式等生動形象的教學方法

為了強調學生的實踐動手能力，采用啟蒙式、研討式、運用式等生動形象的教學方法。（1）將授課地點定在計算機網絡教室，接駁互聯(lián)網的計算機安裝有課堂管理系統(tǒng)，實時演示教師的操作。教師在授課過程中結合具體實例邊講解邊示范操作，學生邊聽課邊練習。（2）對課件增加圖片、視頻、音頻等多媒體素材，使抽象的、靜態(tài)的生物信息學知識以具體的、動態(tài)的形式演示，提高學生的學習興趣，加深學生對知識的掌握程度。例如在講解蛋白質三維結構相關知識時，教師需準備好各種蛋白質的三維結構素材，并使用（同時教會學生使用）專業(yè)蛋白質三維結構看圖軟件進行演示操作，這樣可以顯著提高學生的實際操作興趣。（3）進行課程錄像，記錄課堂上老師的講課現(xiàn)場和計算機操作屏幕的錄像，將視頻放到網絡教學平臺上，供學生課后觀看，降低生物信息學學習難度。（4）進行隨堂在線操作練習，以教師和學生分別自設題目的方式開展創(chuàng)新實踐練習，促進學生創(chuàng)新性思維方式，注重提高理論用于實踐的綜合能力，同時更有效地提高學生計算機應用能力。（5）采用雙語授課，提高學生專業(yè)英語能力。生物信息學的實際操作離不開數(shù)據(jù)庫和軟件，而目前國際上通用的生物信息學在線數(shù)據(jù)庫和常用軟件的界面都是英文，因此學生必須能看懂生物信息學相關概念的英文說法。我們采用雙語授課，對課程中的關鍵信息再使用中文重點講解一遍。教學中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學生對英文授課及英文軟件有懼怕和惰性心理，對此我們采用循序漸進多次重復的方式幫助學生克服最初的懼怕建立信心，在英語授課前一周，教師將多媒體課件通過網絡教學平臺發(fā)送給學生，并列出來關鍵名詞，供學生提前預習，減少課堂上直接聽英文的難度，在數(shù)據(jù)庫和軟件中，安排學生多次使用同一個軟件，同一個數(shù)據(jù)庫，對常用的詞語進行重點說明，從而減小學習壓力，增強學習信心。本方法增強了學生主動學習生物信息學自主能力，同時提高了學生英文聽、說、讀、寫等能力。（6）發(fā)揮網絡教學的優(yōu)勢，教師可根據(jù)教學內容從網上下載教學輔助資料，充分利用網絡的現(xiàn)有資源，并通過網絡教學平臺為學生提供教學資源，將制作的教學課件、教學大綱、教學錄像、參考文獻、思考題、自測題等上傳到教學平臺上，使學生隨時隨地在教學平臺里面進行下載教學課件、回答問題、提出問題，老師或者同學可以對所提問題進行網上解答、探討。教師還可以通過網上論壇、聊天室、QQ、E-mail等對學生學習和生活進行指導和關心，可以及時了解掌握學生的學習情況，有利于教師不斷調整教學方案，達到更好的教學效果。

3 教學內容上增強課程應用性

生物信息學的課程內容很多，具有很強的跨專業(yè)性，由于課時和學生專業(yè)的限制，我們應選擇性地進行授課，教學內容主要強調課程實踐應用性。（1）要在課程的第一節(jié)課明確生物信息學在生物學中的作用，講解幾個有趣而又簡單的生物信息學應用，提高學生的學習興趣。（2）對于理論知識只講解其中最為基礎而不可缺少的，并結合實際操作使學生形象化、具體化。授課中穿插講解有趣而簡單的生物信息學應用實例，提高學生的學習興趣。（3）增加實驗課學時，增強學生動手操作實踐能力。生物信息學主要是通過計算機軟件完成對生物數(shù)據(jù)的分析，分析過程中易出現(xiàn)各種錯誤，需要在多次操作實踐中不斷總結經驗才能熟悉。因此增加實驗課學時會明顯增加學生的實踐能力。我們每一節(jié)課分為兩部分，理論講解和實驗操作，在理論講解完成后，馬上開展實驗操作，這樣可以讓學生理解軟件中應用的原理，不會出現(xiàn)在實驗課時理論與實驗脫節(jié)的現(xiàn)象。（4）生物信息學發(fā)展迅速，需不斷把握國際最新進展，更新知識庫，使學生學到最新的技術，更好的應用到實踐中。因此我們密切關注學科發(fā)展動態(tài)，掌握最新研究成果，每學期的教學隨時進行知識更新，及時將國內外及教師的新知識、新成果作為教學內容的一部分傳遞給學生。同時我們使用雙語授課，并保證授課內容緊跟生物信息學的前沿，保證學生學到的都是最新的知識，刺激學生探索與實踐的欲望。

4 考試改革上促進學生實踐能力和創(chuàng)新思維

考試改革的目的是強化實踐教學，注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng);發(fā)揮教學中的積極性、主動性、創(chuàng)新性;在加強素質教育的基礎上擴寬專業(yè)教育;培養(yǎng)“寬厚型、復合型、創(chuàng)新型、外向型”人才。考試可分為期末考試、平時練習和上機考試等三部分。期末考試使用傳統(tǒng)的考試方式。平時練習為教學中的課堂練習題的評分。對于上機考試，我們引入無紙化考核，通過上機實踐操作，重點考核學生在互聯(lián)網環(huán)境下的隨堂在線操作，隨堂在線測試的內容主要是使用各種軟件和數(shù)據(jù)庫分析生物數(shù)據(jù)的操作實踐，增強學生理論應用實踐的綜合能力。例如給出一個蛋白質的名稱，讓學生查詢此蛋白質的序列、理化性質、翻譯后修飾等信息，預測蛋白質二級結構，三維結構等操作。學生使用計算機在線完成指定的生物信息學分析內容，考查學生掌握實踐操作的程度，促進學生注重提高理論用于實踐的綜合能力，同時更有效地提高學生計算機應用能力。這種考試模式可以顯著的提高學生實踐的積極性。

5 結語

總之，生物信息學教學需要培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新學習的能力和在實踐中自主創(chuàng)新獲取知識的技能，使學生知識、能力、素質協(xié)調發(fā)展。為了提高學生創(chuàng)新性思維和實踐操作能力，生物信息學教學改革應從以下幾方面進行：在教學理念上，強調學生的實踐動手能力、創(chuàng)新思維的培養(yǎng);在教學方法上，采用啟蒙式、研討式、運用式等生動形象的教學方法;在教學內容上，增加實驗學時，增強課程應用性，理論為實踐服務;在考試改革上，采用多種考查考核方式促進學生實踐能力、創(chuàng)新思維。在今后的教學工作中，我們將繼續(xù)探索行之有效的教學方法、教學手段和教學模式，啟發(fā)學生的創(chuàng)新實踐意識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實踐能力，以滿足現(xiàn)代社會對創(chuàng)新型人才的需求。

參考文獻

[1] 張紀陽，劉偉，謝紅衛(wèi).生物信息學課程研究性教學的實踐與思考[J].高等教育研究學報，2011（4）：51-53.

[2] 張幸果，丁俊強，朱偉，等.關于如何提高生物信息學教學質量的探討[J].江西農業(yè)學報，2010（3）：194-195.

[3] 石生林，韓艷君，劉彥群，等.非專業(yè)研究生生物信息學課程教學中存在的問題及對策[J].生物信息學，2009（2）：125-127.

篇3

關鍵詞：生物信息學；合作式教學；教學模式；教學改革

作者簡介：劉慶坡（1976-），男，河北曲陽人，浙江農林大學農業(yè)與食品科學學院，副教授。（浙江 臨安 311300）

基金項目：本文系浙江農林大學“農學類核心課程教學團隊”項目（項目編號：TD1201）、浙江農林大學研究生優(yōu)質課程建設項目《生物信息學》的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）16-0110-02

生物信息學是20世紀90年代由多學科知識相互滲透、融合而興起的一門新興交叉學科，現(xiàn)已成為當今生命科學和自然科學的重大前沿領域之一。[1]基于本學科在現(xiàn)代生命科學研究中的重要地位，現(xiàn)在國內外許多高校都紛紛設置了生物信息學專業(yè)或開設了“生物信息學”課程。[2]為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力的應用型、復合型人才，浙江農林大學近年來面向農學等本科專業(yè)及作物、森林培育、林木遺傳育種等研究生專業(yè)開設了“生物信息學”選修課程。

生物信息學是理論概念與實踐應用并重的學科，具有開放性、發(fā)展性、交叉性、綜合性、應用性等特點。鑒于此，盡管國內的生物信息學科學研究開展得如火如荼，但由于受到師資、教材、授課對象、教學條件、教學法等因素限制，[3，4]開設該課程的高校尚未真正形成一套成熟的、科學的教學體系。近年來，各高校根據(jù)自身特點，不斷探索將CM法、PBL法、探究性、啟發(fā)性教學、雙語教學等教學法與手段引入課堂，并革新教學內容及考核方式等，取得了不錯的課程教學效果。[3，5-9]

現(xiàn)代教學改革與實踐證明，在教學過程中必須要突出“學生是教學活動的主體”，既要注意張揚學生“個性”，更要強化學生團隊合作意識及創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)，以保證人才培養(yǎng)質量。楊瑞等[10]調查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在大部分學生比較“獨”，不愿意與人合作，這導致學生間人際關系淡漠，學習、做事效率低下。隨著各種“組學”計劃的開展，產生了數(shù)以萬、億計的序列數(shù)據(jù)，生物信息學得到了空前發(fā)展。在這種情況下，傳統(tǒng)的“填鴨式”、“布道式”教學模式已與當前社會快速發(fā)展的局面格格不入，迫切需要變革。合作式教學法是20世紀70年代興起于美國的一種參與式或協(xié)作式教學法，它以學生為中心，在教師恰當?shù)慕M織、引導和有效調控下，使學生成為教學過程中的積極成分，通過“師生”、“生生”積極合作完成教學任務。[11]為激發(fā)學生的學習積極性和教學參與熱情，在采用啟發(fā)式、案例式和研討式教學基礎上，嘗試將合作式教學法引入“生物信息學”教學課堂。

一、開展合作式教學的必要性

“團結就是力量“、“獨學而無友，則孤陋而寡聞”、“三人行必有吾師”等至理名言很好地闡釋了團隊合作的重要性與必要性。浙江農林大學于2008年開始在農學、種子科學與工程等專業(yè)開設“生物信息學”課程。農學是生命科學領域的重要學科之一，基因組學和生物信息學的發(fā)展極大地促進了農學等生物科學研究的進步。因此，系統(tǒng)學習并掌握生物信息學的基本知識、基本理論和基本技能，不僅是學校培養(yǎng)“兩創(chuàng)型”高素質農業(yè)科技人才的需要，也是國家發(fā)展現(xiàn)代高新農業(yè)對農學相關專業(yè)學生的基本要求。

但是，經過幾年教學實踐發(fā)現(xiàn)，浙江農林大學農學相關專業(yè)學生學習“生物信息學”課程主要存在以下2個問題：

一是學生的重視程度不夠。有些學生對該課程的認識比較偏頗，不清楚其教學目的及學后有何用處，因而學習目的不明確，學習動力不足。

二是學生的知識水平參差不齊。由于本課程理論性與實踐性并重，前后知識點的銜接相對比較緊湊，且生物信息學相關網站、數(shù)據(jù)庫和軟件等均使用英文，有些學生數(shù)理化、計算機和英語等基礎知識不太扎實，在不能有效掌握某些知識點后，久而久之會產生厭學情緒。因此，采用教師講授、預設問題，學生提問，學生組隊分析和解決問題，教師點評加總結等“師與生”、“生與生”合作式教學，不僅可以使學生明晰本課程的學習目的，增強他們的參與意識與學習熱情，更重要的是，可以使學生之間優(yōu)勢互補、互通有無、集思廣益，達到“以活動促合作，以合作促發(fā)展”的目的。

二、合作式教學的組織與實施

1.教學目標與設計

（1）教學目標。根據(jù)現(xiàn)代教育教學規(guī)律，以“生物信息學”優(yōu)質課程建設為依托，以課堂建設為抓手，以培養(yǎng)“兩創(chuàng)型”高素質應用人才為根本任務，以多媒體、網絡、教學平臺為載體，深化改革，通過師生、生生間相互影響與合作，突顯學生教學主體地位，切實提高課堂教學效果。

（2）教學設計。因為“生物信息學”課程涉及的知識點比較多，而課時有限，所以正規(guī)的合作式教學法即小講課加分組活動不太適合。根據(jù)“生物信息學”課程性質及農學相關專業(yè)學生的學習特點，本課程采用在教師教學過程中加入合作式教學法元素的形式進行教學。教學過程中，避免過多講授數(shù)據(jù)庫開發(fā)、軟件算法等純理論性內容，堅持以解決生物學問題為主線，講授解決問題的思路與方法；堅持以教師為主導，以學生為主體，結合教師自身科研工作及本學科領域最新研究進展等案例教學，組織、引導和啟發(fā)學生開展自主與合作學習，培養(yǎng)學生獨立思考、分析問題和解決問題的能力及團隊合作精神與創(chuàng)造力。

2.教學組織與實施

合作式教學的關鍵是調動學生學習興趣，使其積極參與其中，即教師應用靈活多樣的教學手段，鼓勵學生積極參與教學過程，并通過實踐演練、課堂報告、研討、課上和課下實時交流等為載體強化教學效果。經過近幾年教學實踐，總結調動學生學習積極性的基本要素，主要圍繞以下幾方面開展合作式教學：

（1）實例為導，強化練習。在講授完每個知識點后，教師結合自己的科研工作在網絡上進行案例示范演示，然后由學生兩兩臨時搭配組隊上臺操作，完成規(guī)定任務，鞏固所學知識。比如在講解完“用關鍵詞或詞組檢索生物信息學數(shù)據(jù)庫”后，在2個自然班中分別臨時組建4個兩人小組，每個小組中一人負責出題，另一人負責解題，然后負責出題的學生對解題過程及答案進行點評，最后其他同學和教師進行點評及總結，加深了學生對相關知識點的理解。

（2）預設問題，開放教學。在講授新的知識點前，教師預先設置知識點相關問題，讓學生課后自學和探究思考，期間學生之間討論，亦可請教教師。比如在講到系統(tǒng)進化部分時，布置思考題“有哪些證據(jù)證明人類是從非洲走出來的？”或者教師預設一些本學科熱點問題或尚未解決的問題（無固定答案），讓學生自由組隊，通過課下查閱相關文獻資料、獨立思考及組內成員討論等探討相關問題的解題思路與方法，從而激發(fā)學生學習熱情。比如“蛋白質和DNA的進化問題，是先有‘雞’還是先有‘蛋’？”“除了農學及醫(yī)學外，生物信息學還有哪些應用領域？”等等。學生帶著問題去查找資料，通過集體討論達成共識。在各小組匯報時，首先由組內成員做補充說明，然后由其他組同學進行質疑。在相互質疑、討論中，使學生獲取靈感，擴大視野。

（3）角色互換，學生提問。改變過去教師“一言堂”教學局面，鼓勵學生隨時就相關問題進行提問，由學生或教師解答，真正做到師生互動，啟發(fā)學生思考，活躍課堂氣氛。

（4）注重實踐，關注效果。因為本學科知識點間連貫性較強，所以在講授2-3個知識點后，教師要布置綜合性的題目，由學生組隊在網絡實驗室里現(xiàn)場完成教學任務。學生組隊是半自由型的，即教師提出一定要求，在此前提下學生組隊，以避免“優(yōu)優(yōu)”或“差差”組合等情況發(fā)生，使學生間做到優(yōu)勢互補，且既有分工，又有合作。比如，在講完系統(tǒng)進化樹重構章節(jié)后，要求學生根據(jù)研究興趣每5人一組，完成同源基因的搜集、多序列比對、系統(tǒng)進化樹構建、分析及解讀等所有環(huán)節(jié)，然后各小組進行課堂報告。學生組隊必須滿足教師提出的要求，即成員必須分別來自不同的自然班且成員間學習成績差異要比較明顯；成員中最好有英語、計算機或生物學成績較好的學生；成員間必須有分工，分別負責查資料、制作PPT、匯報等，且又必須通力合作，共同完成任務等，從而激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，增強學生的團隊合作意識與協(xié)作能力。

（5）全員參與，分類評價。本課程為專業(yè)選修課。課程成績以平時成績70%，期末考試（開卷）30%來計算。平時成績主要由學生出勤、課堂參與度、實驗報告、課堂報告等組成，其中實驗及課堂報告環(huán)節(jié)均以小組形式進行，重點考查學生的學習態(tài)度和完成質量等。在涉及到分組考核時，要求小組間分別評分，教師采取一定措施保證各組間打分相對客觀、公平，實現(xiàn)全員參與評價。

（6）實時溝通，解惑釋疑。學生課后可通過課程網絡教學平臺或QQ、MSN、E-mail、手機短信等實時聊天、溝通工具，與教師及時交流自己的學習心得或學習中遇到的困難等，教師不僅可為學生解惑釋疑，而且還有利于掌握學生對本課程的學習情況。教師可據(jù)此及時調整授課方案，達到更好的教學效果。

3.教學效果與評價

經在2010級2個自然班55名農學專業(yè)學生中進行合作式教學試點發(fā)現(xiàn)，學生最終成績中最低72分，最高95分，平均為86.1±5.08分。經T檢驗分析，顯著高于27名2008級學生的平均成績（83.2±5.13分；p=0.023）。因此，在“生物信息學”課程開展以課堂活動為特征的合作式教學，不僅活躍了課堂氣氛，增強了學生的參與意識，還極大地調動了學生主動學習的積極性，明顯提高了學習成績，培養(yǎng)了學生的科研創(chuàng)新能力和團隊合作意識?！敖虒W結合實際”、“講課時經常會舉些有關知識的例子，很能提高同學的學習熱情”、“老師時常會講授有關的科學前沿知識，很能調動同學積極性”、“注重培養(yǎng)學生自主學習能力”、“上課與其他老師的方式不一樣，利于我們聽課”、“始終讓我保持上課興趣”、“上課有活力！”等是學生對“生物信息學”課程教學模式與教學效果的客觀評價。

三、結束語

生物信息學是一個不斷發(fā)展中的學科。實踐證明，只有緊跟學科發(fā)展步伐，及時更新、豐富教學內容；堅持“以生為本”，立足授課對象的實際需要，不斷調整和革新教學模式與教學方法，改進和完善學科教學體系，才能穩(wěn)步提升本課程課堂教學效果，保證教學質量，從而為我國農業(yè)現(xiàn)代化培養(yǎng)更多高素質、強能力的應用型人才。

參考文獻：

[1]張陽德.生物信息學[M].北京：科學出版社，2009.

[2]程鋼.生物信息學課程教學改革和實踐[J].安徽農學通報，

2011，17（13）：191-193.

[3]張紀陽，劉偉，謝紅衛(wèi).生物信息學課程研究性教學的實踐與思考[J].高等教育研究學報，2011，34（4）：51-53.

[4]梁琛，張建海.農科類生物信息學課程教學中存在的問題及對策[J].農業(yè)與技術，2010，30（5）：136-138.

[5]張林，柴慧.CM教學法和PBL教學法的結合應用研究——以醫(yī)學生物信息學為平臺[J].中國高等醫(yī)學教育，2012，（8）：116-117.

[6]郭艷芳，李金明.PBL教學法在醫(yī)學生物信息學實踐教學中的應用[J].基礎醫(yī)學教育，2011，13（11）：1007-1008.

[7]劉偉，張紀陽.“生物信息學”課程中研討式教學實踐[J].中國電力教育，2012，（23）：60-61.

[8]魏戰(zhàn)勇，高曉平.農業(yè)院校生物信息學教學改革與探索[J].鄭州牧業(yè)工程高等?？茖W校學報，2011，31（4）：50-51.

[9]胡娜，常軍，徐玲.生物信息學教學改革與實踐[J].安徽農業(yè)科學，2010，38（3）：1588-1589.

篇4

【關鍵詞】 計算機 生物學研究 生物信息學 交叉學科

一 前言

什么是生物科學？在古時候，人們對生物學的認識是很有局限性的：對生物學的認識往往停留在觀察上，到了19世紀,達爾文發(fā)表《物種起源》之后，生物學第一次總結出一個有重大哲學意義的普遍規(guī)律。此后，孟德爾發(fā)現(xiàn)了遺傳學的規(guī)律，沃森和克里克發(fā)現(xiàn)的DNA雙螺旋結構以及核酸是生命本質的一系列重大發(fā)現(xiàn)，為生物學發(fā)展奠定了堅實的基礎，從而生物學正式擺脫了那種僅靠觀察，比較的方法，發(fā)展成為一門實驗科學。

傳統(tǒng)的生物學是一門實驗科學,生物學的研究主要依靠的是對實驗所得的數(shù)據(jù)進行處理和分析。生物學還是一門發(fā)現(xiàn)科學，通過對在實驗中發(fā)現(xiàn)的新現(xiàn)象，新的生物規(guī)律進行分析、歸納和總結，提煉出新的生物學知識。進入到20世紀以來，人類已經進入了信息化的社會。作為信息社會中最為重要的工具，計算機在人們生活中發(fā)揮著日益重要的作用。隨著網絡技術和通信技術以及半導體技術的發(fā)展，計算機的功能越來越強大。計算機科學是對社會各個層面影響最大，滲透力最強的高新技術。

回顧20世紀人類所取得的科學成就，以計算機技術為代表的信息技術得到高速的發(fā)展和應用。在以計算機科學為代表的信息科學取得快速發(fā)展的同時，現(xiàn)代生物科學研究也取得了極大的成功。

二 進展

計算機在生物學研究中的應用并不是一個很新的話題，作為一門學科，它是新的，但實際上它的研究工作的開展已經有了一段歷史。

（一）計算機在國內生物學研究中應用的情況

我國的科研人員在20世紀60-70年代就開始利用計算機在生物學研究中進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，但是應用的層次低，多用于教學和實驗數(shù)據(jù)分析處理。我國的生物信息工作是逐步發(fā)展起來的，20世紀80年代初僅在個別單位開展了一些計算分子生物學的工作，如核酸序列統(tǒng)計分析、生物大分子二級結構預測、分子動力學等。雖然我國在1993年就在中國人類基因組計劃中加入了生物信息學的相關研究內容，但是真正的開始是在1995年。目前，我國所用到的生物數(shù)據(jù)庫和生物系列軟件多半來自于國外，基礎力量還比較薄弱。

1997年，香山會議專題討論了我國生物信息學的發(fā)展。1999年，國家自然科學委員會生命科學部、信息科學部、數(shù)理科學部、材料科學部在北京召開了“生命科學中的信息科學問題”論壇，提出了建立國家生物醫(yī)學數(shù)據(jù)庫與服務系統(tǒng)，同時開展基因組及功能基因組信息分析工作。2000年國家自然科學基金委員會主持召開的“生物信息學前沿方向”研討會上，與會專家提出了我國生物信息學發(fā)展的方向是：建立國家生物醫(yī)學數(shù)據(jù)庫與服務系統(tǒng)、人類基因組信息結構分析、功能基因組相關信息分析和研究遺傳密碼起源與生物進化（尤其是分子進化）的過程與機制。

近幾年來，我國對生物學中的計算機應用工作越來越重視，研究的層次也不斷提高。在“HGP1%的測序工作”、“中華民族基因組中若干位點基因結構的研究”和“重大疾病相關基因的定位、克隆、結構與功能研究”等項目中，計算機都起到了重要的作用。

北京大學于1997年3月成立了生物信息學中心，中科院上海生命科學研究院也于2000年3月成立了生物信息學中心，分別維護著國內兩個專業(yè)水平相對較高的生物信息學網站。

2003年8月18日，“作為國內服務器品牌三甲之一” 的曙光信息產業(yè)(北京)有限公司(以下簡稱曙光公司)與國內著名的基因組、生物信息研究中心華大基因聯(lián)合推出國內第一款完全擁有自主知識產權的生物信息專用計算機，采用先進的基因數(shù)據(jù)庫架構技術、數(shù)據(jù)定制可視化技術、數(shù)據(jù)密集技術、網格使能技術、在線擴展技術及機群系統(tǒng)等技術，為國內用戶搭建了一套與國際生物信息研究主流趨勢相接軌的系統(tǒng)平臺。該系統(tǒng)是建立在華大基因和曙光公司在生物信息研究領域長期合作成果的基礎之上，通過運用曙光公司每秒3萬億次浮點峰值運算能力的Linux超級服務器，以支持數(shù)據(jù)密集應用為主，為國內大量致力于基因組研究的科研工作者們提供方便、快捷的服務?！吧镄畔Ｓ糜嬎銠C” 采用機群結構，系統(tǒng)中節(jié)點根據(jù)功能劃分為計算節(jié)點、數(shù)據(jù)庫節(jié)點、服務節(jié)點三種類型，為生物信息學研究提供了一個基于硬件、軟件和數(shù)據(jù)庫集成環(huán)境下的統(tǒng)一運行平臺，為各個分析軟件、子數(shù)據(jù)庫模塊提供一致的運行和管理環(huán)境。同時用戶可以根據(jù)需要選擇軟件和數(shù)據(jù)庫模塊，無縫集成到平臺上。平臺提供ORACLE數(shù)據(jù)庫和軟件的集成接口和管理工具。生物信息專用計算機以模塊化的方式提供大量基因組學、生物信息學研究的常用分析工具， 并能實現(xiàn)分布式高性能計算。用戶也可以根據(jù)需要定制分析軟件，添加到該專用計算機應用平臺中。

對于我國來說，生物信息學人才的培養(yǎng)是當務之急。生物信息學是一個交叉學科研究領域，這對生物信息學研究人員在知識結構上提出了非常高的要求，特別是對于來自數(shù)學或計算機專業(yè)的研究人員，不僅要掌握生物學的基礎知識，還要求深入了解生物學中的相關問題，這樣的人才不是單一學科能夠培養(yǎng)出來的，要求跨學科地培養(yǎng)生物學和信息科學的復合型人才。目前中國科學院和國內一些著名大學已經開始較大規(guī)模地培養(yǎng)生物信息學專業(yè)人才，這為我國今后生物信息學的發(fā)展奠定了良好的基礎?？梢韵嘈?，我國未來計算機在生物學中的應用一定會有著很大的進步與發(fā)展。

（二）福建省“計算機在生物學研究中應用”學科發(fā)展簡介

福建省計算機在生物學研究中的應用雖然起步較早，但是發(fā)展一直相對較慢，目前還沒有形成較大的研究規(guī)模和較完整的研究體系。但是，福建省對計算機在生物學研究中的應用十分重視，福建農林大學、廈門大學等多所高校開辦了計算機在生物學研究中的相關專業(yè)或研究團隊并舉辦了幾場相關的學術會議。

福建省的廈門大學生命科學學院和福建農林大學的生命科學學院已經開辦了生物信息學本科專業(yè)，為我省培養(yǎng)生物信息科學人才提供了一個很好的平臺。該專業(yè)整合了生物和計算機的相關資源，有望為我省培養(yǎng)出更多的精通于計算機在生物學研究中的應用人才。福建省的其它院校如福建醫(yī)科大學、福建師范大學、福建中醫(yī)學院、國立華僑大學、集美大學等多所高校也有不少的教學和科研工作者在這方面進行了一定的研究工作，福建省農科院也開展了一些生物信息學的研究工作。

例如：福建省廈門大學生命科學院的紀志梁博士主要從事生物信息學、功能基因組和蛋白組學、計算機輔助藥物設計、生物數(shù)據(jù)庫和生物信息軟件的開發(fā)及應用、數(shù)據(jù)挖掘、分子進化、生命起源與進化等方面的研究，主持了生物信息輔助藥物不良反應（ADRs）的分子機理研究及預測的國家自然科學基金項目。

福建農林大學借助于其在生物學特別是農林學科上的優(yōu)勢，聯(lián)合校內的計算機與信息學院一起開辦生物信息學專業(yè)，計算機與信息學院還成立了生物信息研究團隊，以期望借助于兩個學院的實力，更好地為我省培養(yǎng)相關的人才。

目前福建省在發(fā)展該學科時面臨的主要問題是相關人才的缺乏和研究硬件設備的不齊全。目前，福建省尚未能在“計算機在生物學研究”的學科發(fā)展中形成一個理想的研究梯隊，從而導致了在相關的科研上以應用研究為主，缺少理論上的創(chuàng)新性，而應用的研究多集中于特定的領域：如福建農林大學的相關研究主要在于農業(yè)領域；華僑大學的方柏山教授所做的工作多集中于工業(yè)微生物的優(yōu)化控制等方面。全方位，多角度的研究格局還沒有形成。

從學科建設的硬件平臺來看，雖然有了較大的發(fā)展，但是距離科研的要求還有較大的距離。因為“計算機在生物學研究中的應用”學科是一門交叉學科，需要用到許多方面的儀器設備，而目前福建省內的這方面的投入與科研所需要的設備還有一定的距離。

（三）計算機在生物科學研究中的學科現(xiàn)狀

自20世紀80年代，IBM公司制造出第一臺PC機以來，計算機迅速得到了普及。而且近二十年來，計算機與信息科學已經成為發(fā)展最為迅速的學科領域，也為生物學的研究提供了更多的技術支持。在這個時期，生物學與計算機科學相結合的學科――生物信息學產生了，是當今生命科學和自然科學的重大前沿領域之一，也是21世紀自然科學的核心領域之一。從國外近幾年的應用情況來看，生物信息學在理論上促進了生物學研究（特別是分子生物學）研究的發(fā)展，使人類對生命本質的認識更加深刻。生物信息學已經改變了傳統(tǒng)生物學的研究方法，提高了生物學實驗的科學性和研究的效率。

在這個階段，計算機在生物學研究中的應用更為廣泛與深遠，這一時期在生物學研究中用到的計算機技術大體有以下幾個方面：

（1）數(shù)據(jù)庫技術、數(shù)據(jù)挖掘技術與海量存儲技術：生物信息數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)結構和組織方式復雜、數(shù)據(jù)量增長十分迅速等特點?！逗怂嵫芯俊罚∟ucleic Acids Research）雜志連續(xù)七年在其每年的第一期中詳細介紹最新版本的各種生物學數(shù)據(jù)庫。在2000年1月1日出版的28卷第一期中詳細地介紹了115種通用和專用數(shù)據(jù)庫，包括其詳盡描述和訪問網址。在DNA序列方面有GenBank、EMBL和DDBJ等。在蛋白質一級結構方面有SWISS-PROT、PIR和MIPS等。在蛋白質和其它生物大分子的結構方面有PDB等。在蛋白質結構分類方面有SCOP和CATH等。

很多數(shù)據(jù)庫涉及非結構化的數(shù)據(jù)，例如：PDB中的蛋白質三級結構等。利用傳統(tǒng)的關系數(shù)據(jù)庫對這些非結構化的數(shù)據(jù)進行管理就顯得有些力不從心了，所以，必須要采用面向對象等數(shù)據(jù)庫新技術來處理復雜結構的生物數(shù)據(jù)。生物信息數(shù)據(jù)庫具有種類繁多的特點，目前各種生物信息數(shù)據(jù)庫大至有600種左右，分布在全球各個數(shù)據(jù)庫服務器中。

隨著數(shù)據(jù)庫技術、計算機網絡和人工智能等技術的發(fā)展，出現(xiàn)了一種新的信息管理技術，即：數(shù)據(jù)倉庫技術（data warehouse）。隨著當代生物學實驗的手段不斷的進步，所產生的實驗數(shù)據(jù)的信息量是十分龐大的。如何在如此浩渺的信息海洋中發(fā)現(xiàn)潛在的規(guī)律呢？而數(shù)據(jù)倉庫技術中提供了一個解決方案，就是數(shù)據(jù)挖掘技術。數(shù)據(jù)挖掘技術一般分成四個基本步驟：數(shù)據(jù)選擇，數(shù)據(jù)轉換，數(shù)據(jù)挖掘和結果分析。數(shù)據(jù)挖掘與聚類分析的方法在蛋白質的結構預測中也有廣闊的應用空間：數(shù)據(jù)挖掘可用于分析基因表達數(shù)據(jù)相似性度量，從中發(fā)現(xiàn)基因表達數(shù)據(jù)相似性和波動相似性類似，從而提出以波動相似性為依據(jù)的相似性度量函數(shù)。

（2）機器學習與模式識別技術：機器學習算法（machine-learning methods），抽象的統(tǒng)稱，實質是一種統(tǒng)計學的方法，它自動地從一個樣本的訓練（train- ing）過程中獲得數(shù)據(jù)信息，這種方法適用于有大量數(shù)據(jù)但缺乏相應理論的情況。如BRNNs(Bidirectional Recurrent Neural Networks,雙向重復神經網絡)算法即屬于機器學習算法，它的訓練過程即通過對樣本進行有效編碼，輸入網絡，訓練網絡各權值參數(shù)和閾值參數(shù)，使網絡達到基本穩(wěn)定。目前機器學習方法包括：神經網絡法、決策樹法、基于事例學習法、符號性知識優(yōu)化法及基于邏輯的歸納學習法。

數(shù)據(jù)是機器學習的基礎，對于生物學實驗數(shù)據(jù)也一樣。在大多數(shù)情況下，生物學中的知識和數(shù)據(jù)可以用序列的模式或序列的特征來概括。

隨著人工智能研究不斷取得進展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)研究人工智能的最好方法是向人類自身學習。因此引進了一些模擬進化的方法來解決復雜優(yōu)化問題。其中較有代表性的是：進化主義思想和聯(lián)接主義思想。近年來，許多科學家致力于這兩種方法的研究。

模式識別是機器學習的一個主要任務。所謂模式，指的是對感興趣客體定量的或者結構的描述，而模式識別就是利用計算機對客體進行鑒別，將相同或者相似的客體歸入同種類別中。模式識別的關鍵是通過數(shù)據(jù)分析，提取分類對象的本質特征，建立分類特征模型。在此基礎上設計模式分類規(guī)則和分類器，判別待識別模式的分類情況。分類特征模型描述各種目標對象的特征，以便于工作于利用特征進行識別。模式識別主要有兩種方法：一種是根據(jù)對象統(tǒng)計特征進行識別，另一種是根據(jù)對象的結構特征進行識別。利用機器學習的方法可以應用于蛋白質結構的預測，但現(xiàn)在的問題是從蛋白質一級結構序列預測蛋白質二級結構和三級結構的準確率低，還有許多現(xiàn)實的問題需要解決。

（3）人工心智和心腦科學在生物學中的應用：了解腦及其全部功能是2l世紀重大挑戰(zhàn)之一，人類腦計劃開始于1993年，這項行動的主要目標：創(chuàng)立以web為基礎的神經科學所有數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，并提供數(shù)據(jù)分析、整合、合成、建模與模擬的先進工具，有助于實現(xiàn)了解健康與有病神經系統(tǒng)功能的最終目標。腦是生物體內結構和功能最復雜的組織，人腦內有上千億個神經細胞，神經突觸超過1014個，是生物體接受外界信號、產生感覺、形成意識、進行邏輯思維、發(fā)出指令產生行為的指揮部，但它的功能目前還不為人們所了解。

在人類腦科學計劃提出后，產生了一門新的交叉學科――神經信息學。神經信息學產生的先進的信息學解決方案，將加速對腦的了解，并能將基礎研究轉化為診斷、監(jiān)視、處理和預防腦疾病的更好手段。反過來，關于數(shù)據(jù)與信息的獲得、存儲、提取、分析、合成及可見的生物學機制的闡述，將更加清楚地解釋信息學技術，以至隨著時間的推移，計算機將能超過人腦的工作。

人腦的結構和功能極其復雜，需要從不同的層次對其進行研究，包括：從DNA、RNA、蛋白、神經元、神經網絡到全腦。其中對神經網絡和全腦功能的研究近年來發(fā)展很快，成為神經信息學研究的重點。神經信息學主要從信息和信息處理的觀點來研究人腦，研究神經系統(tǒng)信息的載體形式，神經信息的產生、傳輸與加工，以及神經信息的編碼、存儲與提取機理等，并從系統(tǒng)和信息的觀點建立以生物學實際為基礎的神經網絡模型。

（4）生物分子的計算機模擬技術：傳統(tǒng)的生物分子研究主要是能過生物學實驗來分析和表征生物分子，如利用測序技術確定DNA或RNA分子的序列；能過分子遺傳學方法確定基因的多態(tài)性；能過X射線衍射技術來確定蛋白質等生物大分子的結構；通過生物化學實驗來研究生物大分子之間的相互作用、藥物分子和靶分子的結合等。

現(xiàn)代對生物分子的研究也可有采用計算機模擬生物分子的技術。所謂生物分子的計算機模擬就是從分子或者原子水平上的相互作用出發(fā)，建立分子體系的數(shù)學模型，利用計算機進行模擬實驗，預測生物分子的結構和功能?？梢阅M生物大分子與大分子之間的相互作用、模擬生物大分子與具有活性的小分子之間的相互作用、研究分子之間的識別與及分子間的特異性結合。

（5）網絡技術：隨著人類進入了信息社會，網絡已成為社會的基礎設施，對人們的生活起著重要的影響。電子郵件和新聞組已經成為生物學科研中的最要交流工具。而且網絡提供的各種服務，如：FTP服務，WEB服務等也為科研人員提供了重要的服務。

目前，Internet上有著巨大的生物學資源和生物學的相關數(shù)據(jù)庫與知識庫。使用者可以通過網絡查詢或搜索所需要的生物學信息，使用各個網絡站點提供的分析工具對生物實難進行分析。生物信息的研究者能夠下載大量的數(shù)據(jù)，但如何集成這些數(shù)據(jù)不是一件容易的事。

而Web Services技術由于使用標準的Web協(xié)議(http 、SMTP等)和一系列標準協(xié)議(XML、SOAP、WSDL等)為生物信息集成提供了一種嶄新的方法。當把Web Services應用到生物數(shù)據(jù)庫中時，所有生物數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都成了一個松散結構中的組件，系統(tǒng)接口、應用通信、數(shù)據(jù)轉換和目錄信息都是建立在開放的、被廣為接受的標準之上，用戶能迅速地訪問到他們所需要的信息。

（6）高速計算能力與網格計算技術：生物學研究需要對大量的樣本進行分析計算或統(tǒng)計，這就為為高性能計算提供了一個大的應用領域。生物學研究中的計算面臨巨大的計算量與海量的數(shù)據(jù)，如：利用分子動力學模擬一個蛋白質的折疊就需要一個巨型機幾個星期的運算。這給高性能計算、并行計算和網格計算提出了挑戰(zhàn)。

（7）專家系統(tǒng)：專家系統(tǒng)（exepert system）是一種基于知識的智能系統(tǒng)，它將領域專家的知識用知識表現(xiàn)的方法表示出來，并放入知識庫中，供推理機使用。專家系統(tǒng)利用知識和推理機解決那些需要特殊的、重要的人類專家知識才能解決的復雜問題。一般的專家系統(tǒng)是由六大部份：知識庫、數(shù)據(jù)庫、知識獲取部份、推理機、解釋機構和使用界面組成的。知識庫中的知識也可以分成事實性知識和啟發(fā)性知識兩大類。生物學研究中已經有了不少的專家系統(tǒng)。

（8）計算機圖形學：眾所周知，DNA序列是兩條堿基互補的脫氧核糖核酸形成的雙螺旋結構。一般認為，它們可以用一條序列來進行表示。根據(jù)文獻按照某種規(guī)則，人們可以把DNA序列轉換為一條z型曲線，該z曲線與所表示的DNA序列的關系是一一對應的，即：一個特定的DNA序列，有唯一的一條z型曲線與它對應；反之，對任意一條給定的z曲線，可找到唯一的一個DNA序列與之對應。也就是說，z曲線包含了DNA序列的全部信息。z曲線是與符號DNA等價的另一種表示形式。這樣就可將復雜的DNA序列轉換為一條空間中的曲線。對z曲線曲率和撓率的計算和分析，可用于識別DNA序列的不同的功能區(qū)等。DNA序列的幾何學研究是建立在計算機圖形學的基礎上的，對DNA序列幾何學的研究必將為計算機圖形學的研究提出一些新的課題。

三 計算機在生物學中的應用研究展望

雖然計算機在生物學應用中取得了不小的成果，但還有許多的問題擺在人們面前。目前計算機在生物學研究中的應用面臨著許多的挑戰(zhàn)：

（1）需要建立交互性好的生物學應用軟件，生物學數(shù)據(jù)庫及相關的數(shù)據(jù)挖掘技術?，F(xiàn)有的生物學軟件種類繁多，功能也不盡相同，但是，大部份軟件都要求用戶有較強的計算機基礎，甚至還有一些軟件是基于linux或windws控制臺的，起特殊的命令語法不是一般的科研人員所能掌握的。而且，有些軟件的源代碼不是公開的，特定用戶就不能根據(jù)自己的需要對程序進行修改，進而適應自己研究的需求。尋求一種好的方法來開發(fā)出交互性好、操作方便而功能強大的生物學研究軟件是今后一個重要的目標。

（2）需要能提示大規(guī)模數(shù)據(jù)集合中不同組分之間關系的統(tǒng)計分析方法及優(yōu)化算法。在生物學研究中，獲取所得的實驗數(shù)據(jù)往往可以根據(jù)其數(shù)據(jù)特征的不同分成若干組分，這些組分之間的關系是怎樣的？如何在實驗數(shù)據(jù)中確定分組的標準？如何用更快的算法更有效率的確定數(shù)據(jù)的分組標準等等都讓科研人員十分困惑。例如：不同物種間可能包含了同源或非同源的數(shù)據(jù)基因，而不同基因可能在DNA或蛋白質序列上具有較高的異質性。因而，在基因組水平上比較不同物種或不同基因之間的相似性，有助于揭示整個基因組進化與物種進化的規(guī)律。

（3）需要開發(fā)適合于微陣列和基因芯片等新技術的數(shù)據(jù)分析工具。微點陣雜交中涉及上萬個寡核苷酸，并依雜交信號強弱、探針位置和序定靶DNA的表達及多態(tài)性等。目前，迫切需要提高檢測的自動化程度和數(shù)據(jù)的并行處理能力。

四 小結

綜上所述，盡管福建省的計算機在生物學研究的應用學科目前發(fā)展還比較滯后，但只要能夠抓住計算機在生物學科發(fā)展的契機，整合各方面的優(yōu)勢，進行協(xié)作式的研究，就能夠更好地促進該學科的發(fā)展。

參考文獻

[1]寧正元編著，計算機在生物科學研究中的應用，廈門大學出版社，

2006.11.

[2]H.M.erman，J.Westbrook，Z.Feng,et al. The protein Data Bank[J]. Nucleic Acids Research,(28):235-242.

[3]D.R.Westhead，J.H.Prish,R.M.Twyman.Instant Notes in Bioinformatics[M].United Kingdom:Bios Scientific Pub Ltd,2002.

[4]SCRATCH servers，hpdb.省略/thesis/2005/yht/principle/principle.asp[EB/OL].

[5]盧美律.蛋白質結構預測與機器學習[J]，科學，1996，46（5）：22-27.

[6]沈均賢人類腦計劃與神經信息學[J]，生物物理學報，2001.12(17)：607-612.

[7]Ligeng Ma,Jinming Li,LiJin qu,et al.Light control of Arabidopsis development entails coordinated regulation of genome expression and cellcular pathways[J].Plant Cell,2001,13912):2589-2607.

[8]生物信息學對計算機科學發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)[J]，生物信息學，2001 (3):37-41.

[9]BSML Organization.Bioinformatic Sequence Markup Language Version 3.1[EB/OL]. 省略/resource/, 2003.

[10]Fenyo ,The biopolymer Markup Language[J],Bioinformatics,1999,(15)：339-340.

[11]Lichun wang.XEMBL:distributing EMBL,data in XML format[J].Bioinformatics,2002,(18):1147-1148.

[12]郝柏林，劉寄星，理論物理與生命科學[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1997.

[13]Hang C T,Pickover C A,et al.Viusalizing Biological Informatin[M].Singapore.World Science Pub co,1993.

[14]鐘揚，張亮等，簡明生物信息學［M］，北京：高等教育出版社，2001.

[15]趙青，黃小兵，生物信息研究的加速劑[J]，互聯(lián)網天地，76-77.

[16]廈門大學生命科學院：life.xmu.省略[EB/OL].

[17]方柏山教授主頁：clxy.hqu.省略/clxy/informations/layout.mht/

篇5

新醫(yī)改以來，衛(wèi)生信息化建設速度加快與人才儲備不足的問題日益凸顯，而長期以來，由于我國衛(wèi)生信息化投入的不足和醫(yī)院等衛(wèi)生機構對處于邊緣化的信息部門不夠重視，更遏制了衛(wèi)生信息化人才的培養(yǎng)和醫(yī)學信息學學科的發(fā)展。人才短缺，已經成為全國橫在醫(yī)改面前的一道難題。

用人單位面對人才短缺的困惑與解決辦法

其實無論是甲方還是乙方，也無論是基層醫(yī)療衛(wèi)生機構還是各級衛(wèi)生主管部門，都普遍存在醫(yī)學信息學人才捉襟見肘的局面。遠在經濟落后的西部醫(yī)院，近在一線城市中的三甲醫(yī)院，醫(yī)療衛(wèi)生信息化的發(fā)展還在嚴重依賴供應商。而作為醫(yī)療IT軟件供應商的乙方，也同樣存在招不到交叉型人才的困惑。

在筆者采訪過程中，記憶深刻的是一次走訪醫(yī)院，一位不愿透露姓名的部門主管向筆者“訴苦”：“說實話，以前的信息科就是領導隨意安排崗位的部門。因為信息科在醫(yī)院長期處于一個服務部門的地位，作為一個邊緣化的部門，從來沒有被重視過，仕途上也不吸引人?！闭驗樾畔⒉块T是一個輔助部門，而非戰(zhàn)略管理和規(guī)劃部門，即使現(xiàn)在的衛(wèi)生信息化建設把信息部門的地位提升了起來，其還是處在上沒有頂層設計、下沒有人才引進的尷尬境地。

作為研發(fā)醫(yī)療信息產品的供應商，同樣存在招不到合適員工的困惑。銀江股份有限公司COO，醫(yī)療事業(yè)部總經理裘加林告訴記者，現(xiàn)在的廠商之所以將醫(yī)療軟件做成一個工程，是因為醫(yī)院業(yè)務和流程的復雜性與不可復制性。而廠商所擁有的人才大部分是計算機專業(yè)的IT人才，在對醫(yī)院業(yè)務一點兒都不了解的情況下去做的產品，何談標準！因此醫(yī)療IT廠商只能“八仙過海，各顯神通”，有的聘用學習臨床醫(yī)學的本科或研究生；有的從醫(yī)院高薪挖來專家教授；有的建立自己的培訓機制，似乎只有這樣才能彌補IT對醫(yī)療認識的不足，才能貼合醫(yī)院的需求來生產產品。“一方面我們自己有很多做信息化做了很長時間的IT設計人員。第二，我們有很多醫(yī)院顧問，他們是把握方向的人。就像是船長和水手的關系，懂行的人來把握方向，不懂行的人按照懂行人的建議來設計?！濒眉恿终f，這也是企業(yè)中最常見的將醫(yī)療與IT結合的方式。

在基層醫(yī)療機構，人才不足的現(xiàn)象則更為嚴重。時任山西省安塞縣副縣長的趙燕曾經在采訪時解答鄉(xiāng)村衛(wèi)生信息化人才的培養(yǎng)問題。當時，作為國際IT企業(yè)英特爾參與支持革命老區(qū)醫(yī)療信息化建設項目，并為基層醫(yī)療組織提供電腦操作、教程課件等方面的培訓。趙副縣長說：“我們自己要造血才是根本，不能光靠人家輸血。先培訓我們已有的部分員工，首先把我們這些員工培訓得會管理了，會操作了，讓我們這些人再下去培訓村醫(yī)，只能用這種辦法。”確實如此，醫(yī)療衛(wèi)生信息化是比較復雜的系統(tǒng)工程，需要比較專業(yè)的人才，作為第三方培訓力量不可能長期為基層提供人才支持。但項目總要持續(xù)發(fā)展下去，這個時候，自身的“造血”功能便顯得尤為重要了。

回歸衛(wèi)生信息化人才的話題，我們發(fā)現(xiàn)，當下最缺乏的是既了解醫(yī)療需求又掌握IT設計的復合型的交叉人才。從現(xiàn)在社會上存在的人才現(xiàn)狀來看，可以說企業(yè)做出了不小的貢獻，因為現(xiàn)在的醫(yī)療IT廠商變成了一個人才的大熔爐，不但提品，還培養(yǎng)人才。企業(yè)做了本該是教育來做的事情，這對我們的教育界來講又是個不小的壓力。

人才的培育不能離開教育

人才的培養(yǎng)必然不能離開教育，現(xiàn)在我國衛(wèi)生信息化人才的短缺，很大一部分原因是由于教育沒有配套造成的。在國外，醫(yī)學信息學已經成為一個獨立的學科，有30年的積淀，但它仍然在發(fā)展，每一個領域都有其主要的研究內容，內部已經有很嚴謹?shù)闹R體系?，F(xiàn)在很明確的是，醫(yī)學信息學的發(fā)展必將成為醫(yī)療衛(wèi)生建設的重要組成部分，并為醫(yī)療改革提供實際的建議和指導。在我國，醫(yī)學信息學的發(fā)展仍然面臨很多問題。

1. 公眾對醫(yī)學信息學的理解仍然不夠

現(xiàn)在，仍然有很多人不知道醫(yī)學信息學到底是怎樣的一門學科。有人認為它僅僅是一個工具，有人認為它是一項技術或是一個軟件?！罢嬲饬x上的醫(yī)學信息學是一門交叉學科，其分支學科臨床信息學指信息技術在醫(yī)院管理、醫(yī)院臨床包括信息管理中的應用。但在完整的學科體系里，醫(yī)學信息學是涵蓋生物信息學、圖像信息學、臨床信息學、公共衛(wèi)生信息學這幾個領域的?！北本┐髮W醫(yī)學信息學中心常務副主任雷健波說。

應用在臨床診療、醫(yī)院管理方面應該就叫做臨床信息學；應用在設備、信號獲取、信息處理及圖像方面可以歸到圖像信息學；而生物方面、蛋白質翻譯轉錄、通過計算機來模擬生物過程，通過信息學的方式來研究其規(guī)律，可以歸結到生物信息學范疇。

其實，醫(yī)學信息學就是一門交叉學科，不可以說它絕對屬于或不屬于某個領域。比如數(shù)字人體等研究，這項技術原屬于解剖學，但經過數(shù)字化的三維重建，將一個傳統(tǒng)的研究方式導入到信息技術中，那么這個學科就已經涵蓋到醫(yī)學信息學里面。計算機輔助手術，輔助治療等技術，都是很典型的臨床信息學研究的內容。

2. 學科沒有獨立，高度不夠

為什么醫(yī)學信息學要成為一門獨立的學科呢？這是因為醫(yī)學信息學所涵蓋的這幾個方面都是有內在聯(lián)系的，它有很多的方法和技術是可以相互借鑒，很多IT技術可以相互促進，所以才整合成一個大的醫(yī)學信息學，一門獨立的學科。

我們可以看到，在近年來隨著醫(yī)療衛(wèi)生信息化的發(fā)展，很多衛(wèi)生信息化人才的培養(yǎng)方式都在慢慢起步和發(fā)展。不同的是，高校、高職?？颇酥辽鐣嘤枡C構所采用的方式不盡相同，盡管我們每個人都在做這件事，但鮮有人站在學科建設的高度去做這項事業(yè)。

現(xiàn)在很多高校的做法是將“醫(yī)學信息學”掛靠在別的一級學科下，這就存在很多問題，一方面“醫(yī)學信息學”專業(yè)尚屬目錄外專業(yè), 設置該專業(yè)的院校屈指可數(shù), 能否在教育部新一輪的專業(yè)論證和目錄調整中確立應有的專業(yè)位置和學科歸屬還是一個未知數(shù)。另一方面，對專業(yè)的定義不同也會導致學生培養(yǎng)方向的不同，培養(yǎng)出來的人才是否符合社會需求還有待時間來考證。

在國外，都是先把醫(yī)學信息學這個學科體系建立起來，然后在學科的高度下來做研究，這樣才更有利于培養(yǎng)系統(tǒng)化、專業(yè)化的人才，才有利于進行更有價值的科研。

3. 師資力量不夠

如果說學科建立是戰(zhàn)略性的，那么醫(yī)學信息學教師隊伍不專業(yè)，專業(yè)教材不系統(tǒng)，專業(yè)培養(yǎng)模式等等則屬于戰(zhàn)術性的混亂。這也從很大的程度上造成了現(xiàn)階段培養(yǎng)不力的尷尬局面。由于醫(yī)學信息學教育在我國起步較晚，師資力量薄弱的問題不容忽視?，F(xiàn)階段應實實在在地建設和規(guī)劃好教材體系，學科體系和教學體系，沒有實實在在的知識把醫(yī)學信息學的理論體系支撐起來，整個的學科構架就不能實現(xiàn)。

我們應該怎么去做

面對如此多的問題，想在朝夕之間得到解決問題的辦法是不可能的。我們關注的不是一蹴而就的解決方式，而是一個水到渠成的，從思想上的轉變。

1. 用三個標準衡量，培養(yǎng)專業(yè)化人才

中國醫(yī)科大學計算機中心主任王世偉教授說：“我在給學生講課的時候，也提到這個問題。我問同學們將來學什么？大家都說‘學醫(yī)學，學技術’。其實這個標準已經不全面了。聯(lián)合國對全世界的醫(yī)學院校的學生有一個標準，來評價醫(yī)學院學生的核心能力――一是信息技術處理能力，二是與人溝通的能力，三是批判性思維。這三個是一個核心，缺少任何一條都不行?！?/p>

可以看到，聯(lián)合國這個標準的核心并不是我們一貫強調的醫(yī)療技術。怎么理解呢？在信息化社會，對學生的核心能力評價已經逐漸由過硬的技術轉變?yōu)楦`活的信息處理能力。廣東省在十一五期間做了一個醫(yī)學院校的畢業(yè)生就業(yè)率調查，調查發(fā)現(xiàn)，具備了相當?shù)腎T知識和信息化處理能力的學生就業(yè)率最高。這說明信息化處理能力已經成為整個國家的共識。

王世偉認為，醫(yī)生要有真正的批判性思維，才能當一個好醫(yī)生。恰恰我們中國很多醫(yī)學院的學生在這一點上很欠缺，我們學的知識很死，靠背，靠高分。醫(yī)生不能完全憑經驗，就算治好了100個病人，也不能用同樣的治療方法去對待第101個病人。所以醫(yī)生要大膽得否定自己，同時要借助網絡化的技術來共享經驗。要記住――共享的不只是自己的經驗，而是全國乃至全世界的經驗。

2. 認清發(fā)展機遇

從我國的國情來說，新一輪的醫(yī)改方案明確提出要建立高效統(tǒng)一、系統(tǒng)整合、互聯(lián)互通和實用共享的醫(yī)藥衛(wèi)生系統(tǒng)，這是新醫(yī)改的重要支撐，為我國醫(yī)學信息學的發(fā)展提供了歷史性的機遇。

篇6

關鍵詞：統(tǒng)計遺傳學；在線開放課程；創(chuàng)新人才

隨著科技競爭的日趨激烈和人才國際化程度的不斷加快，我國拔尖人才日益緊缺。當前高等教育工作的根本問題是人才培養(yǎng)質量問題，其核心是學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。建立拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有效機制，促進創(chuàng)新人才脫穎而出，促進高校探索創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的新模式，促進高校探索并建立以問題和課題為核心的教學模式，倡導以學生為主體的本科人才培養(yǎng)和研究型教學人才改革，調動學生的學習積極性、主動性和創(chuàng)造性，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，是建設創(chuàng)新型國家，實現(xiàn)中華民族偉大復興的歷史要求，也是當前對教育改革的迫切要求。

高等醫(yī)學院校主要是以專業(yè)為依托，全面提高學生綜合素質。但是在限定學時的情況下，按部就班的講解已不能滿足學生對知識的需求，不能滿足創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要。由于統(tǒng)計遺傳學教學學時相對較少，教師要完成教學計劃，所以學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)只依靠課堂理論教學不會有顯著效果。學生可以利用課余時間在網絡上繼續(xù)拓展學習、深入學習、實踐學習。但是學生如何獲得優(yōu)質的學習資源，如何對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到促進作用？這就需要一個學習、交流和實踐的平臺，統(tǒng)計遺傳學在線開放課程平臺建設就顯得尤為重要。

一、統(tǒng)計遺傳學在線開放課程建設的必要性和重要性

在線開放課程模式與傳統(tǒng)課堂教學模式相比，具有顯著的優(yōu)勢，學習不受時間段的限制。學習者可以合理安排進行個性化的學習，反復觀看教學視頻，可以分析具體的問題，直到理解掌握為止。統(tǒng)計遺傳學在線開放課程建設將以服務平臺建設的形式，使學習者可以充分利用平臺資源，高效參與完整的教學過程。因此，統(tǒng)計遺傳學在線開放課程教學模式更方便學習者對知識點的學習，彌補課堂教學的不足。在線開放課程教學模式增強了教學吸引力，激發(fā)了學習者的學習積極性和自主性，擴大了優(yōu)質教育資源受益面，拓展了教學時空，有著傳統(tǒng)課堂教學模式無法比擬的優(yōu)勢，給高等醫(yī)學院校教學改革帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。

統(tǒng)計遺傳學是利用統(tǒng)計學的方法，借助計算機的實現(xiàn)手段，研究生命體基因組遺傳和變異的一門應用型課程。它是我校生物信息學專業(yè)重要的專業(yè)課，教學效果的好壞，直接影響到學生后續(xù)畢業(yè)設計的完成效果。其目標是通過課程學習，培養(yǎng)學生利用統(tǒng)計遺傳學方法解決生物信息學相關問題，而這恰恰是一個從理論到實踐的過程。如果統(tǒng)計遺傳學在線開放課程得到建設并實踐應用，它的相關理論和方法可以幫助遺傳學、臨床醫(yī)學和預防醫(yī)學等專業(yè)解決實際問題，醫(yī)學院校其他專業(yè)的學生也可以利用網絡資源學習統(tǒng)計遺傳學知識，并成為其他專業(yè)學生了解生物信息的一個前導課程，提高統(tǒng)計遺傳學的應用價值。因此，在線開放課程是培養(yǎng)學生生物信息學創(chuàng)新思維能力的重要途徑和手段，是高等醫(yī)學院校人才培養(yǎng)的需要和交流溝通的平臺。

二、統(tǒng)計遺傳學在線開放課程建設的主要平臺

結合高等醫(yī)學院校的特色，滿足高等醫(yī)學院校的統(tǒng)計遺傳學教學和學習者利用閑暇時間學習的需要，并以使統(tǒng)計遺傳學在線開放課程在實踐中得到應用為目標，以學生自主創(chuàng)新實踐為中心，建立與學生創(chuàng)新思維能力相適應的統(tǒng)計遺傳學開放課程體系。擬解決理論與實踐相脫離、學生合作意識差、缺少學生自主構建知識與能力的實踐活動、缺少科學探究氛圍和缺乏對學生綜合能力的評價等問題。達到高等醫(yī)學院校對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目的。

（一）統(tǒng)計遺傳學在線開放課程的資源庫平臺建設

統(tǒng)計遺傳學在線開放課程的課程資源庫包括基礎教學資源和學術拓展資源?；A教學資源包括統(tǒng)計遺傳學的重要理論知識講解視頻、統(tǒng)計遺傳學常用軟件講解及介紹、統(tǒng)計遺傳學相關內容（連鎖分析、關聯(lián)分析、群體遺傳學等）的分析實例及數(shù)據(jù)等資源，給學生提供統(tǒng)計遺傳學基礎理論的學習平臺，數(shù)據(jù)集庫是常用的分析數(shù)據(jù)集及數(shù)據(jù)庫鏈接，供學生練習和測試用。理論和實例相結合，提高學生分析問題和解決問題的能力；學術拓展資源包括統(tǒng)計遺傳學的應用領域、用統(tǒng)計遺傳學可以解決的科學問題、統(tǒng)計遺傳學研究進展及近期前沿熱點問題等資源，開拓學生視野。

（二）統(tǒng)計遺傳學在線開放課程的學生測試平臺建設

建設統(tǒng)計遺傳學在線開放課程的學生測試平臺，調用數(shù)據(jù)集庫中的數(shù)據(jù)，應用學到的統(tǒng)計遺傳學知識解決實際問題，通過理論和實驗的方式進行測試，考核學生對基本理論知識的掌握程度，及時發(fā)現(xiàn)問題，彌補知識欠缺。使統(tǒng)計遺傳學在線開放課程在教學中得到很好的實踐應用。

（三）統(tǒng)計遺傳學在線開放課程的實踐與創(chuàng)新平臺建設

建設統(tǒng)計遺傳學在線開放課程的實踐與創(chuàng)新平臺，定期留一些具體分析實例的題目，讓學生自由分組，開展自主探究活動，各組自行設計方案，最后對應的各個題目進行分組匯報，激發(fā)學生的主動探究精神，培養(yǎng)團隊精神，提高學生的創(chuàng)新和實踐能力。

三、統(tǒng)計遺傳學在線開放課程建設具體思路及實施方案

（一）組建團隊建設統(tǒng)計遺傳學在線開放課程資源庫

統(tǒng)計遺傳學教學團隊由教學經驗豐富的5名教師組成，統(tǒng)計遺傳學在線開放課程建設資源庫的建設包括基礎教學資源和學術拓展資源，由基礎到實踐再到學術前沿應用?；A教學資源包括教學章節(jié)理論內容視頻、實驗課常用軟件講解和常用分析的實例演示。按照教學大綱要求的重點和難點，團隊中的教師根據(jù)各自擅長的章節(jié)內容的知識點進行視頻錄制，教學視頻要根據(jù)知識點難易程度去設計，每一個知識點錄制成一段微視頻，一個教學視頻一般不超過20分鐘；挑選典型性內容做實例分析演示進行視頻的錄制等。學術拓展資源是統(tǒng)計遺傳學相關領域的研究成果，教師每周都查找國內外文獻，搜集最新的科研成果放在統(tǒng)計遺傳學在線開放課程的學術拓展資源中，讓學生了解統(tǒng)計遺傳學在生命科學中的應用，激發(fā)學生的學習興趣，體現(xiàn)該課程的重要性。

（二）組建統(tǒng)計遺傳學在線開放課程技術團隊

為了取得更好的統(tǒng)計遺傳學在線開放課程設計效果，聘請專業(yè)人員給課題組人員進行視頻錄制、頁面設計等方面的技術培訓。讓統(tǒng)計遺傳學在線開放課程平臺更具特色、更吸引人眼球。同時對課程內容及環(huán)節(jié)進行整體設計，使其內容豐富、精彩、精練，知識體系銜接緊密、結構合理，提高課程吸引力和授課效果，給人一種耳目一新的感覺，激發(fā)學生的學習興趣。

（三）建立統(tǒng)計遺傳學在線開放課程的實踐與創(chuàng)新平臺

篇7

關鍵詞:多學科聯(lián)合;畢業(yè)設計;人才培養(yǎng)

隨著現(xiàn)代科學技術和社會經濟文化的發(fā)展,人類社會許多重大問題的解決越來越取決于多學科的協(xié)同攻關。同時,科學技術以高度綜合為主要特征加速發(fā)展,形成了大量新興交叉學科、邊緣學科的出現(xiàn),原有學科間的界限正在不斷淡化。這就在客觀上要求高等院校必須以培養(yǎng)具有多學科交叉能力的復合型人才為教學目標[1]。

近年來,計算機科學與技術在其他領域中的滲透作用越來越大。作為一門相對獨立的學科,它正在逐漸演變成為其他學科提供服務的學科,跨學科性特點尤為明顯。計算機專業(yè)的畢業(yè)生僅僅掌握本專業(yè)知識,在擇業(yè)上已經沒有明顯的優(yōu)勢。跨專業(yè)、跨學科培養(yǎng)高層次人才,既是學科發(fā)展的內在規(guī)律,也是社會、經濟進步的必然要求。因此,倡導跨學科、跨專業(yè)培養(yǎng)高層次人才的教學模式有著重要的現(xiàn)實意義。

1現(xiàn)狀與需求

“多學科交叉人才培養(yǎng)”的思想在國外已經出現(xiàn)了很多年,積累了豐富的實踐經驗,取得了很好的效果。麻省理工學院在20世紀中葉后大力發(fā)展交叉學科,實力不斷增強,躋身世界一流大學之列。斯坦福大學一直主張以跨學科領域的“大學院”打破學科和專業(yè)壁壘,開展在深度與廣度上都具有引領高等教育發(fā)展方向作用的“多學科教學與研究”行動。為支持跨學科研究,杜克大學專門制定了《跨越邊界:九十年代的跨學科規(guī)劃》( Crossing Boundaries:Interdisciplinary Planning for the Nineties),并為此建立了新的管理機構和資金機制,為杜克大學成為美國國內和國際上都名列前茅的綜合性研究型大學和國際性大學奠定了基礎[2]。日本在1973年首度創(chuàng)建以交叉學科教育和研究為特色之一的國立筑波大學。1998年,通過《二十一世紀的大學與今后的改革對策》決議后,日本文部省出臺了一系列促進和加強大學研究功能的政策措施,如跨學科的“大講座制”、流動性科研組織等,為日本高校的迅速發(fā)展創(chuàng)造了動力[3]。

而在我國,20世紀80年代時,著名科學家錢三強就提出了學術發(fā)展即將進入“交叉科學的新時代”觀點。20多年間,“多學科交叉人才培養(yǎng)”的思想在國內進行了許多實踐。在本科教育中,學生可以在力所能及的情況下輔修第二專業(yè),跨專業(yè)選讀感興趣的課程等;在研究生教育中,許多高校也已經對跨學科培養(yǎng)進行了探索,如在一級學科中開展導師跨學科招生和學生跨學科交叉培養(yǎng),擴大選修課的范圍,允許研究生在其他院系聽課甚至參加科研課題等,取得了一定成效[4]。但也存在一些問題,如學生輔修第二專業(yè)時,如果要拿到第二專業(yè)的畢業(yè)證書,就要完成相當數(shù)量的第二專業(yè)課程學習,導致本專業(yè)基礎不很扎實;又比如跨專業(yè)選讀感興趣的課程,學生完全按照自己的興趣任意選擇,沒有一個系統(tǒng)性方向[5]。這些都導致一些學生學習了很多方向,但都是“博”而“不精”。而且大多數(shù)交叉新學科或領域仍然舉步維艱,交叉科學研究機制和支撐體系處于缺位和滯后狀態(tài)。

在這樣的大背景下,各高校對于如何更好地培養(yǎng)多學科交叉人才的探索也一直沒有停止過。作為一所已有百年歷史的教學研究型綜合性大學,華南農業(yè)大學也把跨學科、跨專業(yè)培養(yǎng)復合型人才作為教學改革的一個重要方向,不斷進行嘗試,取得了一定的效果。

2 “多學科聯(lián)合畢業(yè)設計”教學模式

在深入研究國內外人才培養(yǎng)模式的基礎上,結合社會經濟發(fā)展要求,我校提出了“多學科聯(lián)合畢業(yè)設計”的教學模式新思路,如圖1所示。我們組織我校優(yōu)勢學科(如農、林、生物等專業(yè))的學生與計算機專業(yè)的學生組成課題小組,相互取長補短,共同完成畢業(yè)設計的相關內容。

2.1改革思路

“多學科聯(lián)合畢業(yè)設計”以畢業(yè)設計為基礎,建立一套完整的、便于操作的多學科聯(lián)合培養(yǎng)方案,并在實踐中不斷完善。整個思路與工作流程如圖2所示。

首先,通過給非計算機專業(yè)學生講授計算機基礎等課程,了解他們的愛好,重點關注對計算機專業(yè)知識有興趣的學生,相應地,了解和掌握計算機專業(yè)學生專業(yè)以外的興趣愛好。

其次,根據(jù)掌握的情況,有方向性地將非計算機專業(yè)和計算計專業(yè)的學生組成課題小組,課題組除學習本專業(yè)必修的基礎理論、專業(yè)知識外,還要有目的、有計劃、有針對性地在校內、校外選修非專業(yè)課程,以授課、講座、研討、知識共享等為手段,強調同小組不同專業(yè)學生之間的學術聯(lián)系和交流,促進聯(lián)系和知識共享。

最后,協(xié)同相關專業(yè)的老師共同設計題目,共同指導,完成最后的畢業(yè)設計。

2.2具體實施

以計算機專業(yè)、生物專業(yè)、數(shù)學專業(yè)學生聯(lián)合畢業(yè)設計為例,具體實施進度如表1所示。

(1) 準備階段。給生命科學學院學生講授計算機基礎及程序設計課程,教師留意一些計算機相關課程比較好的學生,做好聯(lián)合畢業(yè)設計的人員儲備。同時,通過與計算機專業(yè)的學生交流,選一些對生物信息學有興趣的學生,由這兩方面的學生共同組建一個有關生物信息學方向的課題小組。

(2) 實施階段。教師首先幫助生命科學專業(yè)的學生和數(shù)學專業(yè)的學生學習計算機程序開發(fā)、算法設計等方面的基礎內容;輔導計算機專業(yè)的學生旁聽一些生物學的基礎課程,并且通過每周固定時間的小組內成員交流,對小組成員進行交叉方向基礎知識的培養(yǎng)。其次,與生命科學學院和理學院的老師共同探討,制定“蛋白質三維結構數(shù)據(jù)庫的建立”和“蛋白質序列比對”兩個具體的畢業(yè)設計題目,同時將學生分為兩組,每組都有生命科學專業(yè)、數(shù)學專業(yè)和計算機專業(yè)的學生。最后,教師分別指導兩個小組的學生,要求他們依據(jù)自己的專業(yè)特長分工合作,共同完成畢業(yè)設計。

(3) 總結階段。對跨學科跨專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設計模式進行分析和總結。

3改革反思

3.1需要解決的關鍵問題[6]

(1) 如何協(xié)調計算機專業(yè)和其他專業(yè)老師共同制定聯(lián)合畢業(yè)設計的研究方向或題目。

(2) 如何根據(jù)已有的研究方向選定聯(lián)合畢業(yè)設計的計算機專業(yè)和其他專業(yè)的學生。

(3) 如何為每一個課題小組的學生設定具體的學習和研究計劃。

(4) 如何協(xié)調課題小組成員間的關系,促進小組成員相互交流、互相學習,完成最終的畢業(yè)設計。

3.2解決問題的措施

通過這次實踐,我們發(fā)現(xiàn)與交叉學科相對應的課程較少,如計算機和生物相交叉的生物信息學的專門課程很少,各個專業(yè)開設的都是本專業(yè)非常深入的專業(yè)基礎課程。要解決這個問題,需要聯(lián)系一些相關教師,為需要進行交叉學科學習的學生進行專業(yè)講座和輔導,并且通過項目小組每周的固定討論進行交叉學科基礎知識的學習和互補。

3.3取得的成績

(1) 參加本次“多學科聯(lián)合畢業(yè)設計”實踐的8名同學,在完成畢業(yè)設計的相關內容后,均順利通過畢業(yè)答辯,其中有3名同學獲得了“優(yōu)秀”。

(2) 通過本次探索,我們得到一種新的培養(yǎng)多學科交叉人才的方法,為高等院校的教育創(chuàng)新實踐提供一些基本方法。

(3) 通過本次實踐,我們摸索出了“多學科聯(lián)合畢業(yè)設計”科學合理的指導管理方法,包括時間節(jié)點的設置安排、專業(yè)問題協(xié)調、設計成果呈交等。

(4) 多學科的聯(lián)合還催生了新的學科生長點,有利于探索新的學科方向。

(5) 通過交叉合作,學生的群體意識、團隊合作精神大大加強,組員之間相互促進,通力合作,這是畢業(yè)設計成功的基本保證。

(6) 通過此項探索,我們改善了教師的知識結構,拓寬教師的知識面,為進行進一步教育改革和師資培養(yǎng)奠定基礎。

(7) 在團隊合作的全過程中,成員相互交流,以交叉、融合、滲透的方式掌握各學科的專業(yè)知識。學生原來認識問題受專業(yè)制約,局限于一個狹隘的領域,而通過合作,學到了許多非本專業(yè)領域又與本專業(yè)密切相關的知識,提高了綜合素質。

(8) 實現(xiàn)資源共享,提高實驗室和實驗設備的使用效率,推動實驗室建設的改革。

4結語

畢業(yè)設計是對大學生所學知識成果的綜合體現(xiàn)。作為多學科人才培養(yǎng)的一種手段,“多學科聯(lián)合畢業(yè)設計”教學模式對研究畢業(yè)設計的新方法、新思路有很好的借鑒意義。

參考文獻:

[1] 孫玉萍. 全球化時代高校的人才培養(yǎng)[J]. 長春工業(yè)大學學報:高教研究版,2002(03):4-5.

[2] 劉冬. 英美部分高校交叉學科建設研究及借鑒[D]. 上海:上海交通大學高等教育研究所,2008:20-24.

[3] 楊紅霞. 20世紀80、90年代加強獨創(chuàng)性的日本大學科研[J]. 咸寧學院學報,2003(02):74-75.

[4] 李明. 大力開展基于創(chuàng)新教育的本科生科研活動[J]. 中國冶金教育,2008(03):5-6.

[5] 劉彩紅. 我國研究型大學開展交叉學科研究的障礙及對策[J]. 內蒙古電大學刊,2009(01):80-81.

[6] 錢佩忠. 高?？鐚W科研究的組織和障礙分析[J]. 高等農業(yè)教育,2007(01):56-57.

Exploration and Practice in Multidisciplinary of Graduation Project

CHEN Yan, XU Dong-feng, CHANG Shan

(College of Informatics, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China)

篇8

【摘要】 目的?：構建肝細胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)特異性鎮(zhèn)痛抗腫瘤肽(analgesic-antitumor peptide，AGAP)基因真核表達載體，利用計算機輔助分析和預測所表達蛋白質的理化和結構特征，為探索生物毒素靶向抗肝癌作用奠定基礎。方法：提取東亞鉗蝎總RNA，用RT-PCR法擴增出AGAP基因，與載體pGL3/AFP連接構建重組質粒，酶切及測序鑒定，并利用蛋白質分析軟件對其表達的蛋白二級結構水平及一些生物學特性進行預測，并轉染HepG2細胞檢測其是否表達。結果：重組質粒所表達的目的多肽經軟件分析，發(fā)現(xiàn)在二級結構上沒有變化，親水性、抗原性等生物學活性也未受影響，轉染HepG2細胞后能成功表達。結論：人AFP基因順式作用元件調控AGAP真核表達載體構建成功。

【關鍵詞】 甲胎蛋白;鎮(zhèn)痛抗腫瘤肽;真核表達載體;肝腫瘤

Abstract: ? Objective: To construct a gene-modified hepatocellular carcinoma?(HCC)?specific AGAP expression vector regulated by the cis-acting element of AFP. The physicochemical property and structural characteristics of the protein were analyzed and predicted by computer-aided analysis to establish a basis for exploring biotoxin thepapy for tumor. Method:?The AGAP DNA fragment was amplified through RT-PCR from the total RNA of Chinese Buthus Martensii Karsch. It was then cloned into the plasmid pGL3/AFP. The recombinant plasmid pAFP-AGAP was identified by restriction endonucleases and nucleotide sequence. The protein analysis software were utilized to predict the flexibility，hydrophilicity，and antigenicity of the new AGAP protein. Then the expression levels of AGAP mRNA were detected by reverse transcriptase polymerase chain reaction?(RT-PCR)?after the recombinant plasmid being transfected into HepG2 cell line. Results:?Through the analysis of the software，?it could be found that the secondary structure of the new AGAP didn’t almost changed and remain their biologic activity. The recombinant plasmid was successfully to express AGAP mRNA in HepG2 cell line. Conclusion:?The recombinant vector is constructed successfully.

Key words: ?alpha fetoprotein;analgesic-antitumor peptide;eukaryotic expression vector; hepatocellular carcinoma

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是全球最常見的惡性腫瘤之一，是我國癌癥患者病死率最高的疾病之一。手術、放化療及介入等常規(guī)治療效果均不理想，不能從根本上改善患者的預后。目前，利用基因工程的手段，實現(xiàn)AFP轉錄調控序列驅動目的基因表達，對肝癌進行基因治療，是肝癌治療的熱點[1]。另外，蝎毒是一種毒性僅次于蛇毒的生物毒素，早在宋代全蝎就被用于治療驚厥、癲癇及腫瘤等疾病。很多人試圖從蝎毒中提取有抗腫瘤活性的組分，開發(fā)有效的、相對毒副作用較小的新藥。近年來，東亞鉗蝎毒(Buthus martensii Karsch)的藥用研究是我國生物毒素方面研究和開發(fā)的熱點之一。東亞鉗蝎鎮(zhèn)痛抗腫瘤肽(Analgesic-antitumor peptide，AGAP)就是從東亞鉗蝎毒中分離出的一種有效的抗腫瘤成分，對多種腫瘤細胞有細胞毒作用，并對動物移植癌有抑制作用[2-3]。本實驗利用基因工程手段，構建重組質粒，實現(xiàn)AGAP細胞內直接表達，省去了蝎毒分離、純化等繁瑣步驟，為進一步研究其在肝癌基因治療中的作用奠定了基礎。

1??材料和方法

1.1??材料??攜帶有效AFP啟動子和增強子組合的質粒pGL3/AFP由Cheng Qian(Fundación para la Investigación Médica Aplicada)構建饋贈。菌株DH5α和人肝癌細胞(HepG2)由本室凍存。RNA提取試劑(RNAiso Reagent)、逆轉錄試劑盒(BCa BESTTM RNA PCR Kit Ver 1.1)購自大連寶生物公司，各種限制性內切酶、T4 DNA連接酶購自Fermentas公司，質粒提取試劑盒(EZ Spin Col-umn Plasmid DNA Minipreps Kit)購自BBI公司，瓊脂糖凝膠DNA回收試劑盒購自TIANGEN公司，DMEM培養(yǎng)基購自HyClone公司，胰酶購自Gibco公司，胎牛血清購自杭州四季青公司，LipofectamineTM 2000購自美國Invitrogen公司。

1.2??引物設計??根據(jù)GeneBank中AGAP(AF464898)能表達66個成熟肽的基因序列及pGL3/AFP序列進行引物設計。AGAP基因上游引物順序為：5’- CATGCC ATGGCCGTACGCGATGGTTATATTGCCG -3’，引入了Nco I酶切位點，下游引物順序為：5’- TGCTCTAGAGACCG CCATTGCATTTTCCTG -3’，引入了Xba?I酶切位點，酶切位點已含起始密碼和終止密碼。

1.3??AGAP基因克隆??取新鮮的蝎尾，抽提RNA，按試劑盒步驟操作。利用RT試劑盒反轉錄出cDNA第1鏈，引物采用Oligo dT，條件為：65 ℃ 1 min、30 ℃ 5 min、65 ℃ 20 min、98 ℃ 5 min、5 ℃ 5 min。采用高保真Taq酶進行隨后的PCR反應。PCR條件為：94 ℃預變性5 min，94 ℃ 30 s、54 ℃ 30 s、72 ℃ 1 min，28個循環(huán)，末次72 ℃延伸5 min。取PCR產物電泳，后用瓊脂糖凝膠回收試劑盒回收待用。

1.4??pAFP-AGAP真核表達載體構建及鑒定??取質粒pGL3/AFP用Nco?I和Xba?I雙酶切，將所需載體片段4?188 bp經電泳分離出并回收。膠回收的AGAP基因片段經Nco?I和Xba?I雙酶切，獲目的基因201 bp與所需載體片段4?188 bp按3:1的比例混合，加入T4 DNA連接酶進行連接反應，16 ℃過夜。將上述連接產物轉化大腸桿菌DH5α，擴增后質粒提取試劑盒提取。新構建重組真核表達載體pAFP-AGAP(見圖1)酶切鑒定并測序。雙向測序由華大基因完成。

1.5??生物信息學分析??DNA測序驗證重組質粒pAFP-AGAP的方向性和正確性，雙向序列測定由華大基因公司完成，測序結果使用Gene bank Blast進行比對;采用Vector NTI軟件對pAFP-AGAP序列進行讀框(ORF)分析，然后用Translation程序推導并輸出氨基酸序列;應用expasy.org網站提供的ProtParam方案以及DNAStar軟件中的Protean程序進行蛋白理化性質分析。

1.6??重組質粒實現(xiàn)細胞表達??HepG2細胞復蘇后置于含10%胎牛血清、100 U/mL青霉素、100 U/mL鏈霉素DMEM培養(yǎng)液中，37 ℃，體積分數(shù)5 %CO2條件下培養(yǎng)。轉染前1 d，用新鮮無抗性培養(yǎng)液調整細胞密度為1×105/mL，以每孔2 mL接種于6孔板培養(yǎng)過夜。次日將質粒pAFP/AGAP與脂質體(g/L)以1:3比例混合后轉染HepG2細胞，按LipofectamineTM 2000說明書操作。轉染后24 h，Trizol提取每孔細胞的RNA。RT-PCR 法檢測AGAP mRNA表達(條件同上)，其擴增產物電泳并測序鑒定。雙向測序由華大基因完成。

2??結果

2.1??AGAP基因克隆??提取的總RNA A260/A280比值為1.82，表明總RNA較純。以反轉錄的cDNA為模板，用設計的引物進行PCR擴增，所得特異性條帶208 bp與預期長度相符(見圖2)。

2.2??重組質粒酶切鑒定??重組質粒pAFP-AGAP經Nco?I和Xba?I雙酶切為201 bp和4?149 bp兩片段，Xba?I單酶切符合4?395 bp大小，還用Kpn?I和Xba?I雙酶切pAFP-AGAP便于觀察，得3?081 bp和1?308 bp兩個片段(見圖2)。

2.3??生物信息學分析??pAFP-AGAP經雙向測序結果證實融合基因插入方向正確，經Gene bank Blast比對，有98%的堿基與GenBank序列相同，部分不同可能由基因突變或者基因克隆過程中錯配引起。結果顯示AGAP基因序列與原設計相符。重組質粒Vector NTI讀框分析表明，含AFP順式作用元件的真核表達載體pAFP-AGAP下游插入了完整的目的基因AGAP，起始密碼ATG，終止密碼TAG，編碼68個氨基酸。ProtParam分析顯示，該AGAP蛋白分子量：16?355.9 Da，等電點：5.36，分子式： C606H1010N204O257S34，半衰期： 30 h(哺乳動物)，不穩(wěn)定系數(shù): 20.97，該蛋白分類為穩(wěn)定蛋白。DNAStar軟件中的Protean程序分析，本實驗所表達的AGAP蛋白與GeneBank中AGAP蛋白，雖然序列有兩個堿基不同，并未完全正確表達增加的堿基數(shù)，但柔性、親水性、抗原性未發(fā)生改變，也沒有新的表位出現(xiàn)，二級結構也基本相同(見圖3)。因此，我們可以預測pAFP-AGAP能正確表達AGAP，并與傳統(tǒng)蛋白分離后的AGAP成分有相同的效果。

2.4??RT-PCR方法測重組質粒在細胞中的表達??電泳結果(見圖4)顯示HepG2細胞存在AGAP mRNA的表達，證實構建的重組質粒能正確讀碼并轉錄表達。

3??討論

從1968年Abelev將甲胎蛋白(AFP)作為肝癌的腫瘤標志物到現(xiàn)在，可謂歷史悠久。后來發(fā)現(xiàn)許多腫瘤標志物的表達受該腫瘤特異性順式作用元件或反式作用因子的調控，故可將目的基因置于此類腫瘤特異性調控序列的調控之下，使目的基因(特別是細胞毒性基因)在腫瘤細胞異性地表達，而不影響其他組織，可實現(xiàn)腫瘤的靶向基因治療。Kunitomi等[4]將白喉毒素片段A基因(DTA)連接在AFP啟動子下游，作用于肝癌組織， 結果肝癌細胞中DTA基因大量表達并促使腫瘤細胞死亡。但后來發(fā)現(xiàn)，用AFP基因全部5’-端序列作為調控，專一性不好。Ido等[5]研究發(fā)現(xiàn)，人300 bp AFP啟動子有效長度足以在人、大鼠細胞中啟動目的基因表達。由于AFP的表達很大程度上依賴于增強子的活性，一些研究者試圖利用其增強子的功能來增強轉染基因的表達。Kanai[6]將AFP基因的啟動子和增強子同時與自殺基因胞嘧啶脫氨酶(cytosine deaminase，CD)基因融合，轉染肝癌細胞，使CD基因在肝癌組織特異性高效表達。

此外，傳統(tǒng)的中醫(yī)藥在調節(jié)機體免疫功能方面有著西藥無可取代的作用，是很好的抗腫瘤藥物。其中，中藥蝎毒廣為應用，我國華南、華東地區(qū)的東亞鉗蝎也稱馬氏鉗蝎更是豐富。蝎毒成分復雜，AGAP是Liu等[7]分離純化得到的單組分活性肽，兼有抗腫瘤活性和鎮(zhèn)痛活性于一體。AGAP成熟肽含有66個氨基酸殘基，從一級結構分析，推測是Na+離子通道抑制劑，但是AGAP具體的作用機制不明確?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，蝎毒對人低分化鼻咽上皮癌細胞株、B16黑色素瘤[8]、卵巢癌細胞HO-8910[9]、結腸癌細胞等多種惡性腫瘤都存在抑制作用?？滋旌驳萚2-3]也證實，蝎毒對人食管癌細胞、人喉癌細胞、人直腸腺癌細胞、人肝細胞癌細胞(SMMC-7721)、人胃癌細胞等多種人腫瘤細胞具有顯著的細胞毒作用，體內動物實驗還發(fā)現(xiàn)可明顯抑制H22荷瘤小鼠腫瘤的生長。

考慮到以上的因素，本實驗正是利用含最短最有效AFP啟動子和增強子組合的質粒pGL3/AFP來作為載體來構建重組質粒，實現(xiàn)高效的表達，為肝癌的基因靶向治療提供了有力工具。實驗結果顯示，我們構建的重組質粒pAFP/AGAP，軟件分析結果表明，所表達的目的蛋白α螺旋、β折疊等二級結構，以及親水性、柔性、抗原性、表位等生物學活性幾乎未受到影響，而且所構建質粒轉染細胞后成功完成轉錄表達。因此，利用計算機輔助分析和預測蛋白質的理化和結構特征可使我們很好地了解所表達蛋白質的生物功能，對進一步的研究具有一定的指導性，而且可節(jié)省很多的時間和開支[10]。

參考文獻

[1] Schmitz V， Qian C， Ruiz J， et al. Gene therapy for liverdiseases: recent strategies for treatment of viral hepatitisand liver malignancies[J]. Gut，2002，50(1):130-135.

[2] 孔天翰，林山，韓雪飛，等.蝎毒多肽對腫瘤細胞的抑制作用研究[J].中國病理生理雜志，2004，20 (6) :968-972.

[3] 魏玲，董偉華，孔天翰.東亞鉗蝎毒抗癌多肽對人腫瘤細胞系和動物移植瘤的作用[J].中國癌癥雜志，2002，12(2):97-101.

[4] Kunitomi M， Takayama E， Suzuki S， et al. Selective inhibi-tion of hepatoma cells using diphtheria toxin A under thecontrol of the promoter/enhancer region of the humanalphafetoprotein gene[J].Jpn J Cancer Res，2000，91(3):343-350.

[5] Ido A， Nakata K， Kato Y， et al. Gene therapy for hepatomacells using a retrovirus vector carrying herpes simplex virusthymidine kinase gene under the control of human alpha-fetoprotein gene promoter[J].Cancer Res，1995，55(14):3105-3109.

[6] Kanai F.Transcriptional targeted gene therapy for hepato-cellular carcinoma by adenovirus vector[J]. Mol Biotechnol，2001，18(3):243-250.

[7] LiuY F， Hu J， Zhang J H，et al.Isolation， purification， and N-terminal partial sequence of an antitumor peptide from thevenom of the Chinese scorpion Buthus martensii Karsch[J].Prep Biochem Biotechnol，2002，32(4):317-327.

[8] 付士波，鞠桂芝，楊英.蝎毒對B16黑色素瘤細胞生長的抑制作用[J]. 吉林大學學報:醫(yī)學版，2004，30 (2):178-181.

篇9

【全國高血壓日活動方案一】

活動主題：

合理膳食，遠離高血壓

活動目的：

宣傳高血壓知識、怎樣預防高血壓，提高同學們合理膳食的意識。在醫(yī)護人員的指導下演示高血壓病人發(fā)病時的緊急處理方法。

活動時間：10月8號

活動地點： 中心食堂下籃球場

活動主辦單位：重慶郵電大學生物信息學院志愿部

活動協(xié)辦單位：

活動對象：

活動參與人：

前期活動準備：聯(lián)系校醫(yī)院醫(yī)護人員

聯(lián)系校廣播站

查找、收集相關治療(高血壓、合理膳食知識) 準備演示工具、材料

申請音響設備

展覽架

海報

展板

宣傳單

志愿者帽子20頂(辦公室借)

志愿者旗幟

座椅桌子(具體數(shù)量待定)

活動流程：1、提前安排相關人員搬桌椅、音響設備等。

2、安排相關人員布置好會場。

3、安排發(fā)傳單的同學各自負責好自己的區(qū)域，主持人口頭宣傳高

血壓知識，同時演示人員在醫(yī)護人員的指導下，演示高血壓病人發(fā)病時的緊急處理方法。

【全國高血壓日活動方案二】

2016年10月8日是第十七個全國高血壓日，今年活動主題是知曉您的血壓。為有效預防和控制高血壓，提高廣大群眾對高血壓病的認識和重視，區(qū)衛(wèi)生局、區(qū)疾控中心協(xié)同市鹽務局直屬分局、濰坊市國民體質監(jiān)測中心、濰坊醫(yī)學院附屬醫(yī)院、濰坊市婦幼保健院、濰坊市市立醫(yī)院和北門大街街道社區(qū)衛(wèi)生服務中心等8所機構，定于2014年10月8日將開展全國高血壓日義診宣傳活動，活動安排如下：

一、活動目的

1、提高居民高血壓防治意識，培養(yǎng)健康的生活方式。

2、宣傳高血壓的危險因素和早期癥狀，提高早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早干預、早治療的能力。

3、提高高血壓患者自我管理的知識和技能，減少和延緩并發(fā)癥的發(fā)生。

4、宣傳低鹽飲食，推薦使用低鈉鹽。

5、播放《低鹽飲食保健康》健康教育光盤。

二、活動地點

1、市區(qū)醫(yī)療機構集中活動在北門大街社區(qū)衛(wèi)生服務站。

2、各衛(wèi)生院、社區(qū)衛(wèi)生服務中心(站)在各自負責的社區(qū)進行相關宣傳，宣傳主題提綱見附件。

3、各醫(yī)療機構在候診室、輸液室、健康教育室等場所通過電視、大屏幕循環(huán)播放《低鹽飲食保健康》健康教育光盤。

三、活動時間

2016年10月8日上午8：30-11:30。

四、參加活動人員

1、濰城區(qū)疾控中心慢性病科與健康教育科人員;

2、濰坊市鹽務局直屬分局工作人員;

3、濰坊市國民體質監(jiān)測中心人員;

4、濰坊醫(yī)學院附屬醫(yī)院各學科專家、營養(yǎng)科醫(yī)師;

5、濰坊市婦幼保健院健康教育科人員;

6、濰坊市市立醫(yī)院各學科專家。

五、活動內容和形式

1、現(xiàn)場義診咨詢：心血管內科、營養(yǎng)科醫(yī)師針對高血壓防治提供專業(yè)咨詢服務、免費測量血壓。

2、國民體質監(jiān)測中心人員利用專業(yè)儀器進行亞健康、骨密度、肺活量等體質測試。

3、鹽務局進行低鈉鹽的宣傳和發(fā)放。

4、橫幅宣傳。

六、宣傳標語

1、2016年第十七高血壓日健康宣傳活動主辦單位：濰城區(qū)衛(wèi)生局、濰城區(qū)疾控中心、濰坊市鹽務局直屬分局、濰坊市國民體質監(jiān)測中心、濰坊醫(yī)學院附屬醫(yī)院、濰坊市婦幼保健院、濰坊市市立醫(yī)院。

2、2016年全國高血壓日主題是知曉您的血壓。

3、肥胖是血壓升高的重要危險因素。

4、防治高血壓要戒煙戒酒 適當運動 清淡飲食。

篇10

生物醫(yī)學工程學科（BiomedicalEngineering,簡稱BME）是一門由理、工、醫(yī)相結合的邊緣學科,是多種工程學科向生物醫(yī)學滲透的產物。它運用了現(xiàn)代自然科學和工程技術的原理和方法,從工程學的角度,在多層次上研究人體的結構、功能及其相互關系,揭示其生命現(xiàn)象,為防病、治病提供新的技術手段，其目的是解決醫(yī)學中的有關問題，保障人類健康，為疾病的預防、診斷、治療和康復服務。生物醫(yī)學工程學科的最大的特點即是一門高度綜合的交叉學科。生物醫(yī)學工程興起于20世紀50年代，它與醫(yī)學工程和生物技術有著十分密切的關系，而且發(fā)展非常迅速，成為世界各國競爭的主要領域之一。生物醫(yī)學工程學這個名詞最早是出現(xiàn)在美國。1958年在美國成立了國際醫(yī)學電子學聯(lián)合會，1965年該組織改稱國際醫(yī)學和生物工程聯(lián)合會，后來成為國際生物醫(yī)學工程學會。生物醫(yī)學工程學除了具有很好的社會效益外，還有很好的經濟效益，前景非常廣闊，是目前各國爭相發(fā)展的高技術之一，現(xiàn)今市場規(guī)?？蛇_1000～2000億美元。生物醫(yī)學工程學的學科內容包括了生物信息學、生物力學、各種醫(yī)療儀器裝備、醫(yī)學物理學以及醫(yī)學材料等，它的發(fā)展將隨著世界高技術的發(fā)展，如航天技術、微電子技術等的發(fā)展而得到長足進步。

隨著生物醫(yī)學工程學科的高速發(fā)展，對相關人才的需求日益增大，為此，我國有大量的醫(yī)科、藥科大學、綜合大學和理工科院校都設置了生物醫(yī)學工程從本科到博士的專業(yè)及領域。在2008年4月北京舉行的“亞太生物醫(yī)學工程國際會議”上，各種院校生物醫(yī)學工程學科專業(yè)教育、課程建設等問題被提出并進行探討，對于交叉學科教育教學模式的創(chuàng)立進行了研究，說明這一問題已經成為高校教育教學研究的熱點。本文在對生物醫(yī)學工程學科特色、對醫(yī)科藥科、綜合性大學、理工科大學辦學特點進行分析的基礎上，對于在各類院校中設置的生物醫(yī)學工程專業(yè)的特色建設進行闡述。

1生物醫(yī)學工程專業(yè)內容特色概述

生物醫(yī)學工程是一門新興的邊緣學科，它綜合了工程學、生物學和醫(yī)學的理論和方法，在各層次上研究人體系統(tǒng)的狀態(tài)變化，并運用工程技術手段去控制這類變化。其學習內容包括以下幾個方面。生物醫(yī)學工程專業(yè)人才培養(yǎng)特色的探討敏楊禹陳國明劉盛平（重慶理工大學藥學與生物工程學院）

1.1醫(yī)學影像技術

即通過X射線、超聲、放射性核素、磁共振、紅外線等手段及相應設備進行成像的技術，現(xiàn)還有正在興起的阻抗成像技術等。

1.2醫(yī)用電子儀器裝備

分為診斷儀器和治療儀器兩大類。診斷儀器主要是用以采集、分析和處理人體生理信號，現(xiàn)在使用較多的是心腦電、肌電圖儀和多參數(shù)的監(jiān)護儀等，而通過體液來了解人體內生物化學反應過程的生物化學檢驗儀器也已逐步完善并走向微量化和自動化。治療儀器設備則是采用X射線、γ射線、放射性核素、超聲、微波和紅外線等儀器設備，如X射線深部治療機、體外碎石機、人工呼吸機等。手術設備如γ刀、激光刀、呼吸麻醉機、監(jiān)護儀、X射線電視等?，F(xiàn)代化醫(yī)療技術中還將設備功能更加多樣化、復雜化。

1.3生物力學

主要是研究生物組織和器官的力學特性，人體力學特性和其功能的關系。其中包括生物流變學（血液流變學）、軟組織和骨骼力學、循環(huán)系統(tǒng)動力學和呼吸系統(tǒng)動力學等。

1.4生物材料

即人工器官、組織工程所需要的物質與材料，其大多數(shù)是需要植入人體，需要具備耐腐蝕、化學穩(wěn)定性，需要具有與機體組織的相容性、血液相容性、無毒性。作為材料，根據(jù)所需還應滿足各種器官對材料的各項要求，包括強度、硬度、韌性、耐磨性、撓度及表面特性等各種物理、機械等性能。需要掌握的知識包括金屬、非金屬及復合材料、高分子材料的合成工藝條件和表征、成型制備、性能等。

1.5生物效應與生物控制

生物效應是指在醫(yī)療診斷和治療中，光、聲、電磁輻射和核輻射等能量在機體內的分布、變化等作用。而生物控制則是機體自身的調節(jié)控制現(xiàn)象。采用生物、化學的方法對這些情況加以認識。其他還有介入式診斷、治療等。生物醫(yī)學工程最為競爭激烈的領域在醫(yī)學成像技術上，其中以圖像處理、阻抗成像、磁共振成像、三維成像技術以及圖像存檔和通信系統(tǒng)為主。而對醫(yī)學信號的處理分析，包括心腦電、五官、語言、心音呼吸等信號和圖形的處理與分析，以及神經網絡的研究處理也是目前世界各國研究與學習的熱點。作為生物醫(yī)學工程專業(yè)的本科學生，將從業(yè)于該領域的研究、設備研發(fā)及制造、使用、維修養(yǎng)護等。所具備的知識體系是從物理化學基礎、工程學到醫(yī)學，十分廣泛，僅四年內進行如此龐大的知識學習，學生將會呈現(xiàn)基礎知識欠缺而專業(yè)知識也不深入的問題。為此，我們就醫(yī)科大學、理工科大學、綜合性大學各自特點進行了調研與分析，在此基礎上，提出了生物醫(yī)學工程本科學習建立特色課程體系的見解。

2生物醫(yī)學工程專業(yè)人才的培養(yǎng)特色的研討

我國生物醫(yī)學工程本科專業(yè)分別在醫(yī)科類大學、綜合大學與理工科類大學中均有設置。由于生物醫(yī)學工程具有典型交叉特性，該專業(yè)的畢業(yè)生的就業(yè)方向有運用醫(yī)學影像學技術、醫(yī)學信息學技術等在醫(yī)院進行疾病診斷及治療，有運用基礎數(shù)學、物理、化學知識進行理論創(chuàng)新與實踐，更多的是運用工程技術進行醫(yī)療器械、設備裝備的研發(fā)、制造與維護管理等。由于生物醫(yī)學工程龐大的知識體系，無法由某一個從業(yè)人員掌握，需要各方向的協(xié)作與合作，由此認為，設置于醫(yī)科類大學、綜合大學與理工科類大學的生物醫(yī)學工程專業(yè)應有各自的特色。

2.1醫(yī)科類大學生物醫(yī)學工程專業(yè)人才的培養(yǎng)特色

2.1.1人才培養(yǎng)目標

作為醫(yī)科大學，其專業(yè)人才培養(yǎng)具有鮮明的醫(yī)學特色與優(yōu)勢。醫(yī)科類大學生物醫(yī)學工程相關專業(yè)的人才，其就業(yè)方向更多應以進入醫(yī)院從事常規(guī)放射學、CT、核磁共振、DSA等的操作及計算機操作，運用各種影像、信息等診斷技術進行疾病診斷或治療，所以其培養(yǎng)的人才首先應學習并具備醫(yī)學的專業(yè)知識，然后才是具備基于醫(yī)學專業(yè)領域需要的現(xiàn)代醫(yī)療儀器的研發(fā)與使用、管理能力的知識體系的學習，成為擁有工學知識及應用能力的醫(yī)學應用型、復合型高級人才，畢業(yè)后所從事的仍是醫(yī)藥衛(wèi)生領域工作，在醫(yī)院設備使用、維護、管理方面起重要作用。因此其課程的設置應該與工科類生物醫(yī)學工程側重點不同。如在一般醫(yī)科大學中都設有生物醫(yī)學工程專業(yè)，以及與此相關的醫(yī)學影像學專業(yè)、醫(yī)學信息學專業(yè)等，其培養(yǎng)目標就應以“培養(yǎng)具有基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學和現(xiàn)代醫(yī)學生物醫(yī)學工程（如影像學、信息學等）的基本理論知識及能力，能在醫(yī)療衛(wèi)生單位從事醫(yī)學診斷、治療（或信息管理等）和醫(yī)學成像（或醫(yī)學信息等）技術等方面工作的醫(yī)學高級專門人才”為主。相應的培養(yǎng)要求應在于“學習基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學、醫(yī)學影像（或信息學、醫(yī)學超聲學等）的基本理論知識，受到常規(guī)放射學、CT、核磁共振、DSA、核醫(yī)學影像學、信息學、醫(yī)學超聲等操作技能的基本訓練，具有常見病的影像診斷、超聲治療和介入放射學操作基本能力，基本的儀器（裝備）維修保養(yǎng)能力”上。#p#分頁標題#e#

2.1.2課程設置

基于醫(yī)科大學的特色，其主干課程應注重基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學，同時開設基于醫(yī)學特色的工學、工程學課程。具體如基礎類的基礎數(shù)學類、物理類、化學類、計算機類，如高等數(shù)學、普通物理學、有機化學、生物化學、微機原理及應用等課程，基礎和臨床醫(yī)學類課程，如人體解剖學、生理學、診斷學、內科學、外科學、兒科學、婦產科學、藥學、中醫(yī)學、中藥學、衛(wèi)生管理等課程，然后按照各高校側重設置傳統(tǒng)生物醫(yī)學工程的工學類、工程類課程，如模擬電子、數(shù)字電子技術、傳感器、數(shù)字信號處理、醫(yī)學圖像處理、醫(yī)用儀器原理、醫(yī)學影像儀器、檢驗分析儀器、臨床工程學、人體形態(tài)學等，部分專業(yè)可設置如力學類、機械工程類、有機材料或金屬材料類課程。雖然是同一生物醫(yī)學工程專業(yè)，但需要按照本校特色來設置課程，切忌大而全無特色，或各高校均設置同樣課程。這是違背了生物醫(yī)學工程高度交叉學科的學科特色的。

2.2綜合性大學工科以及理工科大學生物醫(yī)學工程專業(yè)人才的培養(yǎng)特色

2.2.1人才培養(yǎng)目標

現(xiàn)今綜合性大學工科以及理工科大學基本上都設有生物醫(yī)學工程專業(yè)，如北京大學工學院、浙江大學生物醫(yī)學工程與儀器科學學院、東南大學生物科學與醫(yī)學工程學院，四川大學高分子科學與工程學院等，各具特色。以東南大學生物科學與醫(yī)學工程學院為例，其前身是生物科學與醫(yī)學工程系，創(chuàng)建于1984年。學院的科學研究及學生培養(yǎng)方向就是強調生命科學與電子信息科學學科的交叉與滲透，應用電子信息科學理論與方法解決生物醫(yī)學領域中的科學問題，發(fā)展現(xiàn)代生命科學技術。其人才培養(yǎng)目標在于“培養(yǎng)掌握生物醫(yī)學工程專業(yè)知識，掌握分析與健康相關的生物醫(yī)學工程問題的方法，并具備綜合應用所學知識和方法解決實際工程問題的能力，具備健全人格和遠大理想的工醫(yī)結合復合型優(yōu)秀人才”。即更加注重于培養(yǎng)工程與醫(yī)學相結合的復合型人才，這些專業(yè)人才的從事的工作更多是在用于醫(yī)學診斷、治療的儀器設備的設計、研發(fā)及制造、維護等上面。而四川大學的生物醫(yī)學工程專業(yè)的培養(yǎng)目標，按照其特色制定為“以工程為主，以從事生物醫(yī)學工程教學科研的相關學科為依據(jù)，培養(yǎng)從事生物力學、生物材料、人工器官等相關方面的研究、開發(fā)、生產的高級專門人才。”，偏向于材料工程學。由此可知，在綜合性大學工科以及理工科大學中，生物醫(yī)學工程專業(yè)應更注重工學、工程學內容，其培養(yǎng)目標就應以“培養(yǎng)具有現(xiàn)代醫(yī)學生物醫(yī)學工程（如機械、電子、材料、計算機在醫(yī)學中應用等）的基本理論知識及能力，能在醫(yī)療設備相關企事業(yè)單位從事設備（或裝備）設計研發(fā)、制造、維修維護、管理等方面工作的高級復合型專門人才”為主。相應的培養(yǎng)要求應更多的學習工學的基本理論知識，受到常規(guī)醫(yī)療裝備、設備等設計、研發(fā)、操作、維護維修、管理技能的基本訓練并具有相應能力”上。

2.2.2課程設置

基于工科特色，其主干課程應注重工科基礎理論的學習，了解醫(yī)學基礎知識，同時學習機械、電子、材料、計算機應用于醫(yī)學中而派生的專業(yè)課程。如將特色定在醫(yī)療設備制造等方向上的生物醫(yī)學工程專業(yè)，其基礎類課程更加強了基礎數(shù)學、物理的學習，設置了較多學分的高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、大學物理及實驗等，醫(yī)學類課程設置了基礎醫(yī)學與實驗，涵蓋人體解剖學知識，專業(yè)基礎課和專業(yè)課設置了生物醫(yī)學數(shù)學基礎、電路及模擬電子技術及實驗、數(shù)字電路與邏輯設計及實驗、微機原理與接口技術及實驗、VisualC++程序設計及實驗、信號與系統(tǒng)、EDA技術、計算機硬件控制基礎、單片機原理及應用、醫(yī)學成像原理、醫(yī)學影像系統(tǒng)、生理信號檢測、生理信號處理、醫(yī)學圖像處理、醫(yī)學儀器設計與實現(xiàn)、醫(yī)學傳感器、醫(yī)學光學、醫(yī)學超聲、醫(yī)學材料等，同樣，課程設置也應按照本校特色加以取舍。