生物信息學(xué)新進(jìn)展范文
時(shí)間:2023-12-21 17:38:04
導(dǎo)語(yǔ):如何才能寫好一篇生物信息學(xué)新進(jìn)展,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
一、正在出現(xiàn)的技術(shù)
klingler(lncyte pharmaceuticals,paloalto,ca,usa)強(qiáng)調(diào)基因組學(xué)正推動(dòng)制藥業(yè)進(jìn)入信息時(shí)代。隨著不斷增加的序列、表達(dá)和作圖數(shù)據(jù)的產(chǎn)生,描述和開發(fā)這些數(shù)據(jù)的信息工具變得對(duì)實(shí)現(xiàn)基因組研究的任務(wù)至關(guān)重要。他談到了incyte pharmaceuticals對(duì)大規(guī)?;蚪M數(shù)據(jù)和生物信息學(xué)的貢獻(xiàn)。
lipshutz(affymetrix,santa clara,ca,usa)描述了一種利用dna探針陣列進(jìn)行基因組研究的方法,其原理是通過更有效有作圖、表達(dá)檢測(cè)和多態(tài)性篩選方法,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人類基因組的測(cè)序。光介導(dǎo)的化學(xué)合成法被應(yīng)用于制造小型化的高密度寡核苷酸探針的陣列,這種通過軟件包件設(shè)計(jì)的寡核苷酸探針陣列可用于多態(tài)性篩查、基因分型和表達(dá)檢測(cè)。然后這些陣列就可以直接用于并行dna雜交分析,以獲得序列、表達(dá)和基因分型信息。milosavljevic(curagen, branford, ct, usa)介紹了一種新的基于專用定量表達(dá)分析方法的基因表達(dá)檢測(cè)系統(tǒng),以及一種發(fā)現(xiàn)基因的系統(tǒng)genescape。為了有效地抽樣表達(dá),特意制作片段模式以了解特定基因的子序列的發(fā)生和冗余程度。他在酵母差異基因表達(dá)的大規(guī)模研究中對(duì)該技術(shù)的性能進(jìn)行了驗(yàn)證,并論述了技術(shù)在基因的表達(dá)、生物學(xué)功能以及疾病的基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用。
二、基因的功能分析
overton(university of pennsylvania school of medicine,philadelphia,pa,usa)論述了人類基因組計(jì)劃的下一階段的任務(wù)——基因組水平的基因功能分析。這一階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的分析、管理和可視性將毫無(wú)疑問地比第一階段更為復(fù)雜。他介紹了一種用于脊椎動(dòng)物造血系統(tǒng)紅系發(fā)生的功能分析的原型系統(tǒng)e-podb,它包括了用于集成數(shù)據(jù)資源的kleisli系統(tǒng)和建立internet或intranet上視覺化工具的biowidget圖形用戶界面。epodb有可能指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)不可能用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法得到的紅系發(fā)育的新的藥物靶,制藥業(yè)所感興趣的是全新的藥物靶,epodb提供了這樣一個(gè)機(jī)會(huì),這可能是它最令人激動(dòng)的地方。
sali(rockefeller university,new york,ny,usa)討論了同源蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模建。比較蛋白質(zhì)模建(comparative protein modeling)也稱為同源模建(homology modeling),即利用實(shí)驗(yàn)確定的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)為模式(模型)來預(yù)測(cè)另一種具有相似氨基酸序列的蛋白質(zhì)(靶)的構(gòu)象。此方法現(xiàn)在已經(jīng)具有了足夠的精確性,并且被認(rèn)為效果良好,因?yàn)榈鞍踪|(zhì)序列的一個(gè)微小變化通常僅僅導(dǎo)致其三維結(jié)構(gòu)的細(xì)微改變。
babbitt(university of california,san francisco,ca,usa)討論了通過數(shù)據(jù)庫(kù)搜索來識(shí)別遠(yuǎn)緣蛋白質(zhì)的方法。對(duì)蛋白質(zhì)超家族的結(jié)構(gòu)和功能的相互依賴性的理解,要求了解自然所塑造的一個(gè)特定結(jié)構(gòu)模板的隱含限制。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)之間的最有趣的關(guān)系經(jīng)常在分歧的序列中得以表現(xiàn),因而區(qū)分得分低(low-scoring)但生物學(xué)關(guān)系顯著的序列與得分高而生物學(xué)關(guān)系較不顯著的序列 是重要的。babbit證明了通過使用blast檢索,可以在數(shù)據(jù)庫(kù)搜索所得的低得分區(qū)識(shí)別遠(yuǎn)緣關(guān)系(distant relationship)。levitt(stanford univeersity,palo alto,ca,usa)討論了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)和一種僅從序列數(shù)據(jù)對(duì)功能自動(dòng)模建的方法。基因功能取決于基因編碼的蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu),但數(shù)據(jù)庫(kù)中蛋白質(zhì)序列的數(shù)目每18個(gè)月翻一番。為了確定這些序列的功能,結(jié)構(gòu)必須確定。同源模建和從頭折疊(ab initio folding)方法是兩種現(xiàn)有的互為補(bǔ)充的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方法;同源模建是通過片段匹配(segment matching)來完成的,計(jì)算機(jī)程棄segmod就是基于同源模建方法的。
三、新的數(shù)據(jù)工具
letovsky(johns hopkins university,baltimore,md,usa)介紹了gdb數(shù)據(jù)庫(kù),它由每條人類染色體的許多不同圖譜組成,包括細(xì)胞遺傳學(xué)、遺傳學(xué)、放射雜交和序列標(biāo)簽位點(diǎn)(sts)的內(nèi)容,以及由不同研究者用同種方法得到的圖譜。就位置查詢而言,如果不論其類型(type)和來源(source),或者是否它們正好包含用以批定感興趣的區(qū)域的標(biāo)志(markers),能夠搜索所有圖譜是有用的。為此目的,該數(shù)據(jù)庫(kù)使用了一種公用坐標(biāo)系統(tǒng)(common coordinate system)來排列這些圖譜。數(shù)據(jù)庫(kù)還提供了一張高分辨率的和與其他圖譜共享許多標(biāo)志的圖譜作為標(biāo)準(zhǔn)。共享標(biāo)志的標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)性容許同等于所有其它圖譜的標(biāo)準(zhǔn)圖譜的分配。
markowitz(lawrence berkeley laboratory,berkeley,ca,usa)討論了分布式數(shù)據(jù)庫(kù)與局部管理的關(guān)系,以及用基于工具的方法開發(fā)分子生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)(mdbs)的問題。許多方案當(dāng)前正在促進(jìn)搜索多種不同來源mdbs的數(shù)據(jù),包括建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù);這要求對(duì)各種mdbs的組合有一種全局觀,并從成員mdbs中裝填數(shù)據(jù)入中心數(shù)據(jù)庫(kù)。這些方案的主要問題是開發(fā)整體視圖(global views),構(gòu)建巨大的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)并使集成的數(shù)據(jù)庫(kù)與不斷發(fā)展中的成員mdbs同步化的復(fù)雜性。markowitz還討論了對(duì)象協(xié)議模型(object protocol model,opm),并介紹了支持以下用途的工具:建立用于文本文件或者關(guān)系mdbs的opm視圖;將mdbs作成一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)目錄,提供mdb名稱、定位、主題、獲取信息和mdb間鏈接等信息;說明、處理和解釋多數(shù)據(jù)庫(kù)查詢。karp(sri international,menlo park,ca,usa)解釋了ocelot,一種能滿足管理生物學(xué)信息需求的面向?qū)ο笾R(shí)陳述系統(tǒng)(一種面向?qū)ο笙到y(tǒng)的人工智能版)。ocelot支持略圖展開(schema evolution)并采用一種新的最優(yōu)化并行控制機(jī)制(同時(shí)進(jìn)行多項(xiàng)訪問數(shù)據(jù)的過程),其略圖驅(qū)動(dòng)圖形編輯器提供了交互式瀏覽和編輯功能,其注釋系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)者之間的結(jié)構(gòu)通訊。
riley(marine biological laboratory,woods hole,ma,usa)在討論大腸桿菌蛋白質(zhì)的功能同時(shí),特別提到了gpec數(shù)據(jù)庫(kù),它包括了由實(shí)驗(yàn)確定的所有e.coli基因的功能的信息。該數(shù)據(jù)庫(kù)中最大比例的蛋白質(zhì)是酶,其次則為轉(zhuǎn)運(yùn)和調(diào)控蛋白。
candlin(pe applied biosystems,foster city,ca,usa)介紹了一種新的存儲(chǔ)直接來自abⅰprism dna測(cè)序儀的數(shù)據(jù)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)biolims。該系統(tǒng)可以與其它測(cè)序儀的數(shù)據(jù)集成,并可方便地與其它軟件包自動(dòng)調(diào)用,為測(cè)序儀與序列數(shù)據(jù)的集成提供了一種開放的、可擴(kuò)展的生物信息學(xué)平臺(tái)。
glynais(netgenics,cleveland,oh,usa)認(rèn)為生物信息學(xué)中最關(guān)鍵的問題之一是軟件工具和數(shù)據(jù)庫(kù)缺乏靈活性。但是,軟件技術(shù)的發(fā)展已得到了其它領(lǐng)域如金融業(yè)和制造業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的借鑒,可以使來自不同軟件商的運(yùn)行于各種硬件系統(tǒng)的軟件共同工作。這種系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是corba,一種由250多個(gè)主要軟件和硬件公司共同合作開發(fā)的軟件體系。聯(lián)合使 用corba和java可以開發(fā)各種通過一個(gè)公用用戶界面訪問任何種類的數(shù)據(jù)或軟件工具的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件,也包括生物信息學(xué)應(yīng)用軟件。overton不同意glynias的這種想法,他強(qiáng)調(diào)說corba僅對(duì)軟件集成有用,不兼容的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件可能是計(jì)算生物學(xué)所面臨的最困難問題,一些制藥公司和數(shù)據(jù)庫(kù)倉(cāng)庫(kù)最近資助了一項(xiàng)用ocrba鏈接不同的數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)劃[2,3]。
四、制藥先導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)
burgess(sturctural bioinformatics,san diego,ca,usa)討論了填補(bǔ)基因組學(xué)和藥物設(shè)計(jì)之間鴻溝的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的計(jì)算問題。在缺乏主要疾病基因或藥物靶的精確描述數(shù)據(jù)的情況下,藥物設(shè)計(jì)者們不得不采用大規(guī)模表達(dá)蛋白質(zhì)篩選方法;而結(jié)構(gòu)生物信息學(xué)則采用一種更為實(shí)用有效的計(jì)算方法直接從序列數(shù)據(jù)中確定靶蛋白質(zhì)的活性位點(diǎn)的精細(xì)結(jié)構(gòu)特征,它利用一種集成專家系統(tǒng)從現(xiàn)實(shí)的或虛擬的化學(xué)文庫(kù)中進(jìn)行迅速的計(jì)算篩選,可以達(dá)到一個(gè)很大的規(guī)模。
elliston(gene logic,columbia,md,usa)討論了治療藥物開發(fā)中發(fā)現(xiàn)新的分子靶的過程,著重討論了基因發(fā)現(xiàn)方法。他認(rèn)為,隨著日益臨近的人類基因組測(cè)序的完成,幾乎全部基因的特征將在序列水平得到揭示。但是,對(duì)基因的認(rèn)識(shí)將有賴于更多的信息而不僅僅是序列,需要考慮的第一類信息是轉(zhuǎn)錄表達(dá)水平信息,而gene logic 公司的geneexpress就是一個(gè)由mrna表達(dá)譜、轉(zhuǎn)錄因子位點(diǎn)、新基因和表達(dá)序列標(biāo)簽組成的數(shù)據(jù)庫(kù)。
liebman(vysis,downess grove,il,usa)介紹了vysis公司開發(fā)的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)方法,這些主法不僅用于管理序列數(shù)據(jù),而且被用于以下用途:分析臨床數(shù)據(jù)庫(kù)和自然—突變數(shù)據(jù)庫(kù);開發(fā)新的算法以建立功能同源性(區(qū)別于序列同源性)模擬生物學(xué)通路以進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;藥物設(shè)計(jì)的靶評(píng)估;聯(lián)系復(fù)雜的通路特性以便識(shí)別副作用;開發(fā)疾病發(fā)展的定性模型并解釋臨床后果。
隨著發(fā)現(xiàn)的新基因的日益增多,這個(gè)問題顯得格外重要:基因的功能是什么?escobedo(chiron technologies,emeryville,ca,usa)提出了這個(gè)問題的一種方法:將分泌蛋白質(zhì)的基因的功能克隆與篩選這些克?。赡艿乃幬锇校┙Y(jié)合起來。在這種方法中,在微粒體cdna文庫(kù)池中進(jìn)行體外翻譯避免了勞動(dòng)密集的克隆、表達(dá)和純化步聚,對(duì)文庫(kù)池中的翻譯產(chǎn)物在細(xì)胞水平進(jìn)行篩選,測(cè)試其在細(xì)胞增殖和分化中的作用。例如,在用這種方法識(shí)別的111個(gè)克隆中,56個(gè)屬于已知的分泌蛋白質(zhì),25個(gè)為膜相關(guān)蛋白,另外30個(gè)功能未知,可能是新的蛋白質(zhì)。一種相似的方法在轉(zhuǎn)移到小鼠模型系統(tǒng)中的基因傳導(dǎo)載體中構(gòu)建分泌蛋白質(zhì)的cdna文庫(kù)來克隆特定的功能基因。
ffuchs(glaxo wellcome ,research triangle park,nc,usa)討論了生物信息學(xué)更為廣義的影響:它不僅影響到新藥物靶基的發(fā)現(xiàn),還對(duì)改善藥物開發(fā)的臨床前期和臨床期的現(xiàn)狀極具重要性。眾所周知,涉汲數(shù)以千計(jì)病人的臨床試驗(yàn)(可能是藥物開發(fā)最為花錢的部分)的設(shè)計(jì)不論多么仔細(xì),也不能為正確的藥物選擇正確的病人。而在基因組水平劃分病人群體的方法可以大大改善發(fā)現(xiàn)新藥的效率。fuchs介紹了一種將病人的基因型和表型標(biāo)志結(jié)合起來以改善臨床前期和臨床期藥物開發(fā)過程的系統(tǒng)genetic information system.他強(qiáng)調(diào)將遺傳學(xué)和生物信息學(xué)數(shù)據(jù)同化學(xué)、生物化學(xué)、藥理學(xué)和醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)連接起來的集成信息管理和分析方法是極其重要的。
green (human genome sciences,rockville,md,usa)介紹了他的測(cè)序工作中采用的數(shù)據(jù)管理工具。基于est的測(cè)序方法所面臨的挑戰(zhàn)是,在對(duì)幾百個(gè)cdna克復(fù)測(cè)序之后,產(chǎn)生的數(shù)據(jù)堆積如山。由于大多數(shù)人類基因都是用這種方法發(fā)現(xiàn)并在么有數(shù)據(jù)庫(kù)中分類編排的,面臨的識(shí)別開放讀框、重疊序列的重疊圖譜、組織特異表達(dá)和低豐度mrna基因的任務(wù)是令人生畏的。human genome sciences公司開發(fā)了一些可用戶化數(shù)據(jù)庫(kù)工具,在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中可包括以下功能:/kaoshiruanjian/" target="_blank" title="">軟件工具,極其可望從一種基于基因組知識(shí)的藥物發(fā)現(xiàn)方法中得到新的藥物靶。
summer-smith(base4 bioinformatics,mississauga,ontario,canada)描述了一種相關(guān)的策略。藥物發(fā)現(xiàn)階段中所要求的軟件工具的任務(wù)是多樣化的,要能注釋基因,并闡明它的生理和病理功能及其商業(yè)潛質(zhì)。對(duì)這樣多種來源的信息的集成與分析,在派生的、項(xiàng)目取向的數(shù)據(jù)庫(kù)(project-specific database,psd)中可以很好完成。由于項(xiàng)目貫穿于發(fā)現(xiàn)到開發(fā)全過程,其間又不斷加入背景的成員,psd在項(xiàng)目的管理與發(fā)展中成為一種關(guān)鍵性的資源。
按照smith(boston university,boston,ma,usa)的觀點(diǎn)[2],我們并不需要更快捷的計(jì)算機(jī)或更多的計(jì)算機(jī)科學(xué)家,而是需要更的生物學(xué)家和生物化學(xué)家來解釋序列的功能。這對(duì)有些軟件或硬件專家來說是個(gè)打擊,但生物學(xué)系統(tǒng)的復(fù)雜性是令人生畏的,并且對(duì)基因功能的認(rèn)識(shí)可能需要生物學(xué)方法和計(jì)算方法的結(jié)合。探索基因的功能很可能要花費(fèi)生物學(xué)家們數(shù)十年的時(shí)間,本次會(huì)議表明沒有任何單一的方法可以得出一個(gè)答案;但是,將計(jì)算生物學(xué)同大規(guī)模篩先結(jié)合起來識(shí)別一種化學(xué)靶物(hit)是一種產(chǎn)生化學(xué)工具來探索基因功能的方法,這些化學(xué)工具接下來就可以用作理解基因功能的“探針”。這種方法在butt(gene transcription technologies, philadelphia, pa, usa)的描述中,既是一種檢查基因功能的簡(jiǎn)單方法,也是為潛在的藥物靶發(fā)現(xiàn)化學(xué)先導(dǎo)物的簡(jiǎn)單方法,他描述了一種可以在酵母中重建人類基因功能的酵母大規(guī)模篩選系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中,可以迅捷地在一個(gè)化學(xué)文庫(kù)中發(fā)現(xiàn)配基。這種技術(shù)的重要特征是它不僅僅是發(fā)現(xiàn)一種藥物靶的配基的篩板(screen),相反,由于該系統(tǒng)的高速度,它也是發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)靶基因的一種篩板。過去,世界上的制藥公司通常在某一時(shí)間內(nèi)僅能對(duì)有限數(shù)目(約20多個(gè))的藥物靶基因進(jìn)行工作,鑒于此,我們需要根本不同的方法如基因組學(xué)來打開通向“新”生物學(xué)的通路。由于機(jī)器人和合成化學(xué)的進(jìn)步,藥物發(fā)現(xiàn)中最關(guān)鍵的問題不再是得到一種先導(dǎo)化合物(lead compound),而是得到導(dǎo)向靶基因。此次會(huì)議為從計(jì)算和實(shí)驗(yàn)方法中發(fā)展出的新生物學(xué)邁出很好的一步。
參考文獻(xiàn)
1 lim ha,batt tr.tibtech,1998;16(3)):104
篇2
[關(guān)鍵詞]生物信息學(xué) 課程教學(xué)改革 創(chuàng)新能力培養(yǎng)
[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2013)16-0061-02
當(dāng)前生物信息學(xué)的研究主要集中于核苷酸和氨基酸序列的存儲(chǔ)、分類、檢索和分析等方面,所以目前生物信息學(xué)可以狹義地理解為“將計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)應(yīng)用于生物大分子信息的獲取、加工、存儲(chǔ)、分類、檢索與分析,以達(dá)到理解這些生物大分子信息的生物學(xué)意義的交叉學(xué)科”。生物信息學(xué)的發(fā)展,對(duì)人們分子水平上認(rèn)識(shí)生命活動(dòng)的規(guī)律起著關(guān)鍵性的作用。生物信息學(xué)是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程,理論與實(shí)踐的結(jié)合十分緊密。生物信息學(xué)課程的授課內(nèi)容分為理論基礎(chǔ)和上機(jī)操作部分,主要特點(diǎn)是傳授理論知識(shí)和培養(yǎng)實(shí)踐能力并舉。在生物信息學(xué)的課堂教學(xué)中,既要強(qiáng)調(diào)基本理論、基本知識(shí)的傳授,同時(shí)也要加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),以實(shí)際應(yīng)用為主要側(cè)重點(diǎn),著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。根據(jù)生物信息學(xué)的課程特點(diǎn),我們?cè)诶碚摻虒W(xué)、上機(jī)實(shí)踐操作及考試方式等方面進(jìn)行了改革和探索,獲得了較好的教學(xué)效果。
一、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
生物信息學(xué)課程涉及的新技術(shù)較多,接觸的因特網(wǎng)也多為英文頁(yè)面,多數(shù)學(xué)生因而存在畏難情緒。對(duì)于分子生物學(xué)基礎(chǔ)及英文較差的學(xué)生,我們采用循序漸進(jìn)的方式,鼓勵(lì)他們由淺入深地學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的分析方法,由少到多地瀏覽英文網(wǎng)站,理解并掌握常用的生物信息學(xué)英文詞匯,從而增強(qiáng)了學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的興趣和信心。學(xué)生通過對(duì)英文網(wǎng)站的不斷瀏覽,英文閱讀能力得到了很大提高;同時(shí)也開闊了視野,拓寬了知識(shí)面。隨著學(xué)生生物信息學(xué)分析能力及專業(yè)英語(yǔ)水平的提高,教師在理論課講解過程中,由少到多地逐步加大了英文教學(xué)的比例??傊ㄟ^激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生逐步建立起學(xué)習(xí)的興趣和自信心,為學(xué)好生物信息學(xué)這門課程打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、重視雙基訓(xùn)練
本課程首先結(jié)合人類基因組計(jì)劃介紹生物信息學(xué)的歷史發(fā)展和概況,然后順序介紹生物數(shù)據(jù)庫(kù)分類、序列相似性比較、數(shù)據(jù)庫(kù)搜索、分子系統(tǒng)發(fā)育樹分析、基因組學(xué)與基因預(yù)測(cè)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)等基本知識(shí),以介紹基本理論和基本知識(shí)為主,啟發(fā)學(xué)生拓寬知識(shí)面,了解學(xué)科前沿和最新進(jìn)展,培養(yǎng)學(xué)生解決生物信息學(xué)分析實(shí)際問題的能力,從而為今后進(jìn)行生命科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。
生物信息學(xué)涉及的算法多數(shù)都較為枯燥,在授課過程中側(cè)重于分析方法的講解和應(yīng)用。如在講授雙序列比對(duì)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法Needleman-Wunsch全局比對(duì)和Smith-Waterman局部比對(duì)及分子系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建UPGMA(Unweighted pair group method with arithmetic mean,非加權(quán)算術(shù)平均組隊(duì)法)等算法時(shí),在多媒體教學(xué)的基礎(chǔ)上,結(jié)合板書演算實(shí)例、互動(dòng)式“提問”等方法幫助學(xué)生理解算法的基本原理及分析方法;同時(shí)布置課后計(jì)算題作業(yè),要求學(xué)生獨(dú)立完成后上交,并作為平時(shí)成績(jī)考核的主要依據(jù)之一,從而促進(jìn)學(xué)生鞏固基本理論和基本知識(shí)。
三、雙語(yǔ)多媒體教學(xué)
為了適應(yīng)生物信息學(xué)知識(shí)全球化的特點(diǎn),使學(xué)生能夠更好地接受最新的生物信息學(xué)知識(shí),我們制訂了生物信息學(xué)課程雙語(yǔ)教學(xué)計(jì)劃,并在教學(xué)過程中分階段逐步實(shí)施。在第一階段,以漢語(yǔ)講授為主,英語(yǔ)滲透,中文教材為主,相關(guān)英文文獻(xiàn)為輔;在此基礎(chǔ)上,逐步向第二階段過渡,即漢英整合,不分主次,PPT課件和Flas采用英文版本;最終的目標(biāo)是第3階段,即選用英文教材,制作英文版本的PPT教學(xué)課件,采用全英文授課方式。整個(gè)過程循序漸進(jìn),逐步淘汰傳統(tǒng)的中文教學(xué)。
在講解數(shù)據(jù)庫(kù)查詢和BLAST(Basic local alignment search tools)分析、Bankit在線序列提交和Sequin離線序列提交及DNASTAR、DNAMAN、MEGA等軟件包使用方法時(shí),改變以往靜態(tài)演示的舊有模式,應(yīng)用屏幕錄像專家軟件制作多媒體動(dòng)畫文件,將操作步驟和鼠標(biāo)的移動(dòng)軌跡、點(diǎn)擊抓取下來,以便讓學(xué)生直觀地觀看課件。通過現(xiàn)場(chǎng)操作核酸序列的查詢、蛋白質(zhì)三維空間結(jié)構(gòu)的顯示、限制性酶切圖譜繪制、PCR引物設(shè)計(jì)、序列組裝重疊群(contig)構(gòu)建、分子系統(tǒng)進(jìn)化樹構(gòu)建等分析,應(yīng)用多媒體設(shè)備將整個(gè)操作過程動(dòng)態(tài)地逐一展示,直至最終完成整個(gè)過程,使學(xué)生得到了直觀體驗(yàn),加深了印象,從而更加容易掌握這些實(shí)踐操作。
四、加強(qiáng)上機(jī)操作
實(shí)踐教學(xué)相對(duì)于理論教學(xué)具有直觀性、驗(yàn)證性、綜合性、啟發(fā)性和創(chuàng)新性的特點(diǎn)。為了提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力,我們安排了多個(gè)驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性上機(jī)實(shí)踐操作?!禢CBI數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索與使用》讓學(xué)生熟悉GenBank核酸序列的格式、主要字段的含義、序列下載的方法,并掌握Entrez檢索工具的使用方法;《BLAST數(shù)據(jù)庫(kù)搜索》讓學(xué)生掌握BLAST數(shù)據(jù)庫(kù)搜索的分析方法;《核酸和蛋白質(zhì)序列的進(jìn)化分析》讓學(xué)生掌握MEGA(Molecular evolutionary genetic analysis)和Clastalx等軟件構(gòu)建分子系統(tǒng)進(jìn)化樹的方法和步驟;《DNAMAN軟件的使用》讓學(xué)生掌握DNA序列的限制性酶切位點(diǎn)分析及PCR引物設(shè)計(jì)等基本操作方法;最后一次實(shí)踐上機(jī)課安排《核酸、蛋白序列的綜合分析》設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),讓同學(xué)們隨機(jī)組成兩人一組的研究小組,自選感興趣的基因并從GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)中下載該基因的20條核酸序列及蛋白序列,分析其中1條核酸序列的堿基組成比例,反向互補(bǔ)序列、編碼的RNA序列及蛋白序列,分析其中1條蛋白序列的氨基酸組成比例、分子量、疏水性、等電點(diǎn)、亞細(xì)胞定位等物理、化學(xué)特性;同時(shí)基于DNA序列和蛋白質(zhì)序列構(gòu)建分子系統(tǒng)發(fā)育樹。
五、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源
生物信息學(xué)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)工具高度依賴,由于受學(xué)時(shí)限制,課堂教學(xué)的內(nèi)容非常有限。為了給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)良好的自學(xué)環(huán)境,我們應(yīng)用屏幕錄像軟件開發(fā)了上機(jī)實(shí)踐操作演示等教學(xué)資源;提供了課件供學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上下載使用,該課件覆蓋了生物信息學(xué)課程的全部教學(xué)內(nèi)容,包括相關(guān)的動(dòng)畫演示等信息;另外還提供了DNASTAR、DNAMAN、MEGA、BIOEDIT等軟件安裝程序及使用手冊(cè),相關(guān)英文參考文獻(xiàn)等,從而有效地?cái)U(kuò)大了學(xué)生的自學(xué)空間。
六、科研教學(xué)相長(zhǎng)
本課程由具有生物信息學(xué)或分子生物學(xué)博士學(xué)位的教師承擔(dān),每位授課教師的科研課題均涉及生物信息學(xué)分析。在生物信息學(xué)的教學(xué)過程中,授課教師積極融合個(gè)人的科研工作經(jīng)驗(yàn)和成果,豐富了教學(xué)內(nèi)容。如在講授Bankit在線序列提交及Sequin離線提交序列時(shí),我們以提交至國(guó)際核酸序列數(shù)據(jù)庫(kù)GenBank的芒草(Miscanthus sinensis)肉桂醇脫氫酶(JQ598683)、過氧化氫酶(JQ598684)、咖啡酰輔酶A-O-甲基轉(zhuǎn)移酶(JQ598685)、肉桂酸-4-羥化酶(JQ598686)為例;在講授基因外顯子和內(nèi)含子結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)時(shí),以牡丹(Paeonia suffruticosa)ACC氧化酶(FJ855434)和ACC合成酶(FJ769773)為例。通過把科研思路帶入教學(xué)中,有效培養(yǎng)了學(xué)生的科研能力及創(chuàng)新能力。此外,教學(xué)實(shí)踐也有利于教師全面了解生物信息學(xué)和相關(guān)學(xué)科的最新進(jìn)展,不斷為科研提供新思路。
七、考試方式改革
生物信息學(xué)課程的目的是提高學(xué)生利用信息技術(shù)解決生物學(xué)問題的能力,因此主要考查學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)分析問題和解決問題的能力。在課程考核中結(jié)合平時(shí)書面作業(yè)、遞交上機(jī)操作練習(xí)和考試三方面情況,綜合評(píng)定。平時(shí)布置3次思考題目,以書面形式上交,占考核成績(jī)的20%;上機(jī)實(shí)踐操作的習(xí)題以電子版發(fā)送到教師的E-mail郵箱中,占考核成績(jī)的30%;課程結(jié)束后給學(xué)生1周的時(shí)間復(fù)習(xí),而后在計(jì)算機(jī)上答題,包括基礎(chǔ)知識(shí)部分和上機(jī)操作部分,占考核成績(jī)的50%。經(jīng)過綜合評(píng)定,能夠比較客觀地反映一個(gè)學(xué)生對(duì)該課程的實(shí)際掌握情況。采用這種考試方式后,一方面,促使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,不必花大量工夫去死記硬背,而把重點(diǎn)放在了基本理論、基本知識(shí)的鞏固及實(shí)踐操作技能的提高上,有效地提高了學(xué)生的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新能力;另一方面,也促使教師在教學(xué)過程中,注重從能力培養(yǎng)的角度進(jìn)行教學(xué)課堂設(shè)計(jì),提升教學(xué)質(zhì)量和水平。
在教學(xué)過程中,通過激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,采用雙語(yǔ)多媒體教學(xué)方式,在重視基本理論和基本知識(shí)講授的同時(shí),加強(qiáng)上機(jī)實(shí)踐操作,充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,將科研成果結(jié)合于教學(xué)過程中,結(jié)合考試方式改革與探索,大大提高了“生物信息學(xué)”課程的教學(xué)質(zhì)量水平及教學(xué)效果。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 葛威,鮑大鵬,董戰(zhàn)峰,等.Visual BASIC編程在核酸序列分析中的應(yīng)用研究初探[J].生物信息學(xué),2004,(4):43-46.
篇3
關(guān)鍵詞:生物信息學(xué);教學(xué)機(jī)房;管理;維護(hù)
中圖分類號(hào):G647 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)43-0010-03
生物信息學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域的一門新興的具有活力的交叉前沿學(xué)科,它以互聯(lián)網(wǎng)為媒介,蛋白質(zhì)和核酸數(shù)據(jù)庫(kù)為載體,綜合利用高等數(shù)學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)知識(shí),建立各種計(jì)算分子生物模型,以計(jì)算機(jī)為工具,進(jìn)行生物信息學(xué)分析來理解海量分子數(shù)據(jù)中的生物學(xué)意義。生物信息學(xué)專業(yè)實(shí)踐課程教學(xué)依托于計(jì)算機(jī)機(jī)房,學(xué)生利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行動(dòng)手操作生物信息學(xué)軟件和搜索數(shù)據(jù)庫(kù)等獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。生物信息學(xué)教學(xué)機(jī)房與圖書館的多媒體機(jī)房相比,所需的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備要求配置較高,安裝軟件更具有專業(yè)性且種類繁多,需滿足生物信息學(xué)教學(xué)的要求,因此教學(xué)機(jī)房的管理和維護(hù)工作是生物信息學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié),特別是教學(xué)機(jī)房的服務(wù)對(duì)象為本科生,他們好奇心和動(dòng)手能力強(qiáng),但破壞性也強(qiáng),如注冊(cè)表被改動(dòng)、系統(tǒng)軟件或生物信息學(xué)軟件遭刪除,或非法安裝聊天、游戲、股票軟件等諸多問題將會(huì)嚴(yán)重影響課堂的教學(xué)效果。怎樣才能做好生物信息學(xué)教學(xué)機(jī)房管理和維護(hù),為教學(xué)提供一個(gè)和諧安全的環(huán)境,對(duì)提高課堂教學(xué)效果,減輕任課教師的工作強(qiáng)度,都有著十分重要的意義。
一、機(jī)房使用管理規(guī)章制度制定的必要性
能否做好機(jī)房管理和維護(hù)直接關(guān)系到計(jì)算機(jī)的使用壽命和機(jī)房運(yùn)行費(fèi)用,甚至?xí)绊懙浇虒W(xué)效果。制定一套合理規(guī)范的教學(xué)機(jī)房管理與使用規(guī)章制度,營(yíng)造一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境,明確教學(xué)機(jī)房教輔人員、任課教師、學(xué)生的職責(zé)是生物信息學(xué)教學(xué)機(jī)房管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容。為確保生物信息學(xué)教學(xué)機(jī)房的日常正常運(yùn)行,教輔人員不僅要會(huì)維護(hù)計(jì)算機(jī)等多媒體教學(xué)設(shè)備,還要會(huì)安裝生物信息學(xué)軟件和工具,要有很強(qiáng)的責(zé)任心和技術(shù)能力來面對(duì)每天的機(jī)房管理維護(hù)工作。計(jì)算機(jī)故障是多種多樣的,教輔人員要不斷地提高自身技術(shù)水平,發(fā)生故障時(shí)要能夠做到及時(shí)排除,確保及時(shí)地為下一節(jié)課提供服務(wù)。硬件安全上要做好防止計(jì)算機(jī)病毒的工作,注意定期查殺病毒,軟件使用上要及時(shí)更新生物信息學(xué)應(yīng)用軟件的最新版本。因此機(jī)房教輔人員不僅要經(jīng)常關(guān)注計(jì)算機(jī)科技的更新,還要關(guān)注各種生物信息學(xué)軟件、算法和數(shù)據(jù)庫(kù)的更新,并要在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試,保障軟件的穩(wěn)定性并確定軟件更新后所需的計(jì)算機(jī)資源等,以保障生物信息學(xué)教學(xué)的正常進(jìn)行。任課教師應(yīng)正確使用生物信息學(xué)機(jī)房設(shè)備和監(jiān)督學(xué)生正確使用計(jì)算機(jī)設(shè)備。機(jī)房的軟硬件保護(hù)得再好,也會(huì)有百密一疏的地方,如有學(xué)生惡意操作導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰或器件受損將會(huì)嚴(yán)重影響教學(xué)。因此在生物信息學(xué)機(jī)房教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上我們制定了《生物信息學(xué)教學(xué)機(jī)房管理制度》,進(jìn)一步明確教輔人員、任課教師和學(xué)生的責(zé)任。對(duì)學(xué)生上機(jī)更應(yīng)該嚴(yán)加管理,我們還制定了《學(xué)生上機(jī)守則》,規(guī)定相應(yīng)的處罰條例,如嚴(yán)禁學(xué)生不經(jīng)教師允許帶個(gè)人軟件上機(jī)或是擅自插拔電腦部件等等。
二、雙操作系統(tǒng)和生物信息學(xué)軟件的選擇和設(shè)置
1.計(jì)算機(jī)雙操作系統(tǒng)的設(shè)置。根據(jù)生物信息學(xué)專業(yè)課程教學(xué)的不同需求,計(jì)算機(jī)需要安裝Windows和Linux兩套操作系統(tǒng)。我們機(jī)房每臺(tái)電腦的硬盤為500G,分為3個(gè)區(qū),100G為Windows系統(tǒng)區(qū),100G為L(zhǎng)inux系統(tǒng)區(qū),300G為學(xué)生數(shù)據(jù)盤。由于生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)課經(jīng)常用計(jì)算機(jī)跑運(yùn)算程序或搜索大量的數(shù)據(jù)庫(kù),而Windows7的操作系統(tǒng)本身的CPU資源消耗比較大[1],我們統(tǒng)一安裝為WindowsXP系統(tǒng)。Linux系統(tǒng)采用開源免費(fèi)、桌面環(huán)境優(yōu)越的Ubuntu系統(tǒng)[2]。在系統(tǒng)程序盤除了安裝計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng),還安裝了聚生網(wǎng)管軟件、多媒體教學(xué)管理軟件LanStar和生物信息學(xué)計(jì)算軟件和工具。系統(tǒng)程序盤設(shè)置為只讀盤;數(shù)據(jù)盤用來存儲(chǔ)教學(xué)中做各類實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),設(shè)置為可讀可寫模式。這樣的劃分方式和設(shè)置模式可以最大限度地對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用程序進(jìn)行保護(hù),也便于一旦計(jì)算機(jī)系統(tǒng)崩潰時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)克隆技術(shù)進(jìn)行還原系統(tǒng)而不必?fù)?dān)心覆蓋學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
2.生物信息學(xué)專業(yè)軟件的選擇。生物信息學(xué)教學(xué)機(jī)房平日主要承擔(dān)《生物信息學(xué)算法與實(shí)踐》、《程序設(shè)計(jì)》、《計(jì)算機(jī)藥物與蛋白質(zhì)輔助設(shè)計(jì)》等近20門生物信息學(xué)專業(yè)理論和實(shí)踐課。為了讓生物信息學(xué)機(jī)房發(fā)揮最大作用,必須正確選擇實(shí)用的系統(tǒng)軟件降低系統(tǒng)消費(fèi)資源,然后根據(jù)課程需要選擇生物信息學(xué)專業(yè)應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件的安裝包含數(shù)據(jù)保護(hù)功能軟件如殺毒軟件卡巴斯基和常用辦公學(xué)習(xí)工具如微軟的Office2007系統(tǒng)、Adobe閱讀軟件等,還安裝了Photoshop、Isisdraw等圖像和圖形處理軟件。生物信息學(xué)應(yīng)用分析軟件的安裝我們分為三類,一類為開源免費(fèi)軟件,如Python、R、BioPerl等,一類為生物信息學(xué)商業(yè)軟件,如藥物設(shè)計(jì)軟件MOE、軟件Matlab和中藥化學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)TCMdb等,第三類是本校生物信息學(xué)科研課題組自主研發(fā)的軟件,如MACS[3]。另外還必須安裝配置好Window和Ubuntu擴(kuò)展平臺(tái)操作分析工具Crywin,利用Cygwin對(duì)常用的生物信息學(xué)數(shù)據(jù)分析軟件如Sim4、Phred、EMBOSS、和ClustalW等進(jìn)行重新編譯計(jì)算[4]。
三、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的快速安裝
目前生物信息學(xué)本科生實(shí)驗(yàn)課使用的專業(yè)軟件多達(dá)30多種,而且像python、R等軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)常更新版本,特色數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)量爆炸式增長(zhǎng)[5],生物信息學(xué)軟件維護(hù)的任務(wù)量也非常大。利用快速有效的安裝軟件不但可以大大減少教輔人員的重復(fù)勞動(dòng)的工作量,還可以及時(shí)保障教學(xué)課程軟件的應(yīng)用。
1.利用網(wǎng)絡(luò)克隆技術(shù)快速批量安裝。網(wǎng)絡(luò)克隆技術(shù)是通過網(wǎng)絡(luò)將一個(gè)磁盤的數(shù)據(jù)復(fù)制到另外的計(jì)算機(jī)的磁盤上,可以選擇安裝的分區(qū)、軟件等。教學(xué)機(jī)房的電腦的系統(tǒng)和軟件配置相似,采用數(shù)據(jù)保護(hù)卡中的網(wǎng)絡(luò)對(duì)拷功能來安裝新電腦和快速恢復(fù)故障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是非常有效的。利用網(wǎng)絡(luò)對(duì)拷功能的前提是機(jī)房所有機(jī)器性能參數(shù)一致,以一臺(tái)安裝好操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的計(jì)算機(jī)作為母機(jī),通過局域網(wǎng)向其他各臺(tái)子機(jī)拷貝進(jìn)行批量安裝。如果采購(gòu)的計(jì)算機(jī)批次不同,就必須按照批次選擇不同的母機(jī)進(jìn)行分別批量安裝。比如我們生物信息學(xué)機(jī)房采購(gòu)機(jī)器的4種不同批次,安裝和更新軟件時(shí)就先選擇4臺(tái)不同批次的計(jì)算機(jī)作為母機(jī)裝好,然后分4批次來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)對(duì)拷安裝,安裝好之后還需要進(jìn)入管理員賬號(hào)進(jìn)行機(jī)器的重命名防止網(wǎng)絡(luò)重名造成使用不便。如果不同批次的機(jī)器統(tǒng)一上傳,計(jì)算機(jī)的驅(qū)動(dòng)軟件不一致會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)批量故障,從而造成更大的工作量來修復(fù)計(jì)算機(jī)。
2.采用硬盤對(duì)拷安裝。利用硬盤對(duì)拷技術(shù)是機(jī)房教輔人員常用的快速有效安裝和恢復(fù)系統(tǒng)和軟件的方法之一,必須要先拆卸一臺(tái)安裝好的硬盤接在需要安裝和恢復(fù)的計(jì)算機(jī)上,設(shè)置好雙硬盤的數(shù)據(jù)進(jìn)行安裝。在進(jìn)行硬盤對(duì)拷時(shí)很容易犯的錯(cuò)誤是搞不清楚哪個(gè)盤是源盤,哪個(gè)盤是目標(biāo)盤,特別是兩個(gè)盤大小分區(qū)等情況都一樣時(shí),就更不好區(qū)分了。我們常用的辦法是將源盤設(shè)置成主盤并掛接在ide0上,將目標(biāo)盤掛接在ide1口上,然后進(jìn)入bios設(shè)置,將系統(tǒng)項(xiàng)的第一項(xiàng)設(shè)置成ide0啟動(dòng),或者C盤啟動(dòng)。這樣進(jìn)入克隆之后,第一個(gè)盤為源盤,第二個(gè)為目標(biāo)盤,這樣就區(qū)分開了。
四、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的維護(hù)方法
1.利用硬盤保護(hù)卡保護(hù)系統(tǒng)維護(hù)。采用硬盤保護(hù)卡來維護(hù)計(jì)算機(jī)機(jī)房普遍為高校計(jì)算機(jī)機(jī)房采用[6],生物信息學(xué)教學(xué)機(jī)房采購(gòu)了聯(lián)想的品牌機(jī),廠商也為計(jì)算機(jī)配置了硬盤保護(hù)卡。即使部分采購(gòu)計(jì)算機(jī)沒有配置保護(hù)卡,也可以再安裝外置保護(hù)卡,確保保護(hù)的型號(hào)保持一致。安裝硬盤保護(hù)卡是為了保護(hù)計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)和生物信息學(xué)專業(yè)應(yīng)用軟件,硬盤保護(hù)卡的安裝和使用較為簡(jiǎn)單,使用前將保護(hù)卡插入計(jì)算機(jī)主機(jī)板的PCI插槽上,開機(jī)只須將要保護(hù)的分區(qū)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置,它能保護(hù)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)分區(qū)不遭人為和計(jì)算機(jī)病毒的破壞,并短時(shí)間內(nèi)迅速恢復(fù)系統(tǒng)。通過硬盤保護(hù)卡機(jī)房教輔人員維護(hù)機(jī)器非常方便和省心。當(dāng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生問題時(shí),只要重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī),就能立刻恢復(fù)到原有的正常狀態(tài)。硬盤保護(hù)卡的使用大大減少了教學(xué)機(jī)房維護(hù)的工作量,是教學(xué)機(jī)房維護(hù)的得力工具,但硬盤保護(hù)卡安裝后也會(huì)導(dǎo)致新的問題[7],比如機(jī)器開機(jī)后發(fā)出長(zhǎng)鳴聲而顯示器沒有顯示,就是保護(hù)卡接觸不良造成的或者保護(hù)卡上有灰塵,需要將卡重新拔下擦拭干凈后再重新安裝一下才能解決問題。
2.利用Windows注冊(cè)表系統(tǒng)維護(hù)。利用Windows注冊(cè)表進(jìn)行計(jì)算機(jī)的安全管理也是維護(hù)教學(xué)機(jī)房的一個(gè)重要方法,特別是針對(duì)不安裝硬盤保護(hù)卡的教師專用計(jì)算機(jī)。除了一般的計(jì)算機(jī)管理如進(jìn)行備份、恢復(fù)、設(shè)置注冊(cè)表禁用功能等可通過注冊(cè)表的設(shè)置來實(shí)現(xiàn)。在特殊維護(hù)系統(tǒng)安全上Windows注冊(cè)表可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控木馬病毒[8],還可以在不受Windows系統(tǒng)的限制和木馬等病毒的干擾下檢測(cè)到從機(jī)器的內(nèi)核到軟件應(yīng)用方面所有被隱藏和修改的注冊(cè)表信息及其隱藏位置[9]。單臺(tái)機(jī)器的windows注冊(cè)表的維護(hù)安全性高,操作容易,無(wú)須網(wǎng)絡(luò)暢通,由于教學(xué)機(jī)房的計(jì)算機(jī)數(shù)量多,可以在單臺(tái)故障或斷網(wǎng)的時(shí)候使用這個(gè)方法維護(hù)。
五、常見計(jì)算機(jī)故障的快速修復(fù)方法
生物信息學(xué)教學(xué)機(jī)房的教輔人員不僅要掌握計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的備份和恢復(fù),還要對(duì)臨時(shí)出現(xiàn)的突發(fā)性故障進(jìn)行診斷和排除。其實(shí)很多的故障并不是硬件上的損壞,更多的是軟件故障或使用不當(dāng)造成的。下面總結(jié)了生物信息學(xué)教學(xué)機(jī)房的故障現(xiàn)象和排除方法。
1.黑屏故障。有的學(xué)生機(jī)在開機(jī)時(shí)顯示器出現(xiàn)黑屏,無(wú)法進(jìn)行操作。故障原因可能有幾個(gè),如果開機(jī)時(shí)聽到機(jī)箱內(nèi)部傳出“長(zhǎng)鳴聲”,可能是硬件保護(hù)卡接觸不良,如果是傳出“嘟—嘟”的聲音,可能是顯卡與主板的接口松了,解決方法是打開機(jī)箱把顯卡或者硬盤保護(hù)卡從主板插槽中拔出,再重新插入主板插槽里,注意要讓卡與主板插槽間的接口緊密結(jié)合[10]。
2.藍(lán)屏故障。有的學(xué)生機(jī)在開機(jī)時(shí)進(jìn)入Windows系統(tǒng)后顯示器出現(xiàn)藍(lán)屏,計(jì)算機(jī)無(wú)法正常響應(yīng)出現(xiàn)的屏幕返回信息。故障原因可能比較多,比如Windows因系統(tǒng)設(shè)置故障、軟件故障、計(jì)算機(jī)硬件故障、驅(qū)動(dòng)程序故障、網(wǎng)絡(luò)故障等各種類型的故障產(chǎn)生了嚴(yán)重的錯(cuò)誤,引起Windows無(wú)法繼續(xù)維持正常運(yùn)行,Windows出于避免用戶數(shù)據(jù)丟失及損壞計(jì)算機(jī)的考慮,將自動(dòng)停止運(yùn)行并顯示“藍(lán)屏”錯(cuò)誤信息。解決方法是可以進(jìn)入安全模式進(jìn)行檢測(cè),如果安全通過則系統(tǒng)沒有問題。大部分原因是驅(qū)動(dòng)程序和系統(tǒng)文件沖突造成的,將驅(qū)動(dòng)軟件卸載后重裝就可以解決[11]。
3.網(wǎng)絡(luò)故障。有的學(xué)生上機(jī)后無(wú)法聯(lián)網(wǎng),學(xué)生無(wú)法共享他人資源。造成的原因有以下幾種:網(wǎng)線的接頭松動(dòng)或網(wǎng)卡與主板的接口不緊密,解決方法是插緊網(wǎng)線接口或把網(wǎng)卡重新拔插一次;計(jì)算機(jī)開機(jī)時(shí)顯示網(wǎng)絡(luò)重名導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不暢,可能是通過網(wǎng)絡(luò)克隆系統(tǒng)沒有對(duì)被克隆的機(jī)器進(jìn)行機(jī)器重命名的設(shè)置,可以進(jìn)入管理員模式重新配置后重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)解決。
六、機(jī)房環(huán)境的保養(yǎng)方法
生物信息學(xué)教學(xué)機(jī)房最重要的設(shè)備就是計(jì)算機(jī),對(duì)計(jì)算機(jī)的精心保養(yǎng)無(wú)疑是教學(xué)環(huán)節(jié)中一項(xiàng)重要工作。首先保障教學(xué)機(jī)房處于干燥通風(fēng)且防止陽(yáng)光照射的環(huán)境,保障機(jī)房沒有灰塵污染。若計(jì)算機(jī)的主板上的插卡與主板的接觸處布滿灰塵,容易接觸不良導(dǎo)致黑屏故障,嚴(yán)重時(shí)開機(jī)燒壞板卡。若機(jī)箱電源內(nèi)部布滿灰塵,開機(jī)時(shí)內(nèi)部器件容易發(fā)生短路而燒毀電源。為保證教學(xué)機(jī)房不受灰塵損壞,一般需做到一個(gè)月清潔一次計(jì)算機(jī)的外殼、鍵盤等外部設(shè)備和桌面,一個(gè)學(xué)期清除一次機(jī)箱內(nèi)部的灰塵。解決方法是用吹風(fēng)機(jī)的冷風(fēng)吹去積灰機(jī)箱內(nèi)的灰塵,再用毛刷輕輕撣去吹不掉的積灰。其次要保障機(jī)房環(huán)境的溫度和濕度在合理的范圍內(nèi),如果溫度過高,機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間使用導(dǎo)致內(nèi)部溫度更高從而導(dǎo)致內(nèi)部器件運(yùn)行不穩(wěn)導(dǎo)致死機(jī),同樣機(jī)房?jī)?nèi)的濕度過高或過低也會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部器件受潮而腐蝕,從而導(dǎo)致短路硬件受損計(jì)算機(jī)無(wú)法使用。因此機(jī)房?jī)?nèi)配有專用空調(diào)來保障機(jī)房的內(nèi)溫度和濕度,并要注意及時(shí)通風(fēng)散熱。
總之,生物信息學(xué)教學(xué)機(jī)房是伴隨著新興的生物信息學(xué)專業(yè)而建的專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室,還需要我們?cè)趯?shí)踐中不斷地探索、思考,不斷地總結(jié)。只有這樣,生物信息學(xué)機(jī)房教輔人員才能在教學(xué)機(jī)房的管理與維護(hù)中不斷地提高能力,更好地為生物信息學(xué)教學(xué)服務(wù)。
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篇4
混合DNA樣品池應(yīng)用的研究 童大躍,伍新堯
細(xì)胞外基質(zhì)、基質(zhì)金屬蛋白酶及其抑制因子的研究進(jìn)展 袁發(fā)煥,李驚子
血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子的研究進(jìn)展 潘欣,戚中田
纖維蛋白原的生物化學(xué)及檢測(cè)方法進(jìn)展 程烽,朱忠勇
堿性磷酸酶及其糖鏈結(jié)構(gòu)的研究 傅紅梅,呂元
朊病毒的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè) 劉家云,于文彬,丁振若
乳腺癌預(yù)后標(biāo)志物的研究進(jìn)展 王虹,鮑依稀,康格非,羅春麗
凝血因子V突變對(duì)妊娠的影響 李東至,林其德
一氧化氮與寄生蟲感染 鄭春福,康格非,陳雅棠
固相萃取技術(shù)在藥物及毒物分析中的應(yīng)用進(jìn)展 朱曉東,黃繁嬙
微衛(wèi)星DNA的研究概況 胡波,周新
幽門螺桿菌分子疫苗研究進(jìn)展 于長(zhǎng)青,解慶華,鄒全明
P53基因與腫瘤細(xì)胞凋亡 王志潔,范維柯
Selectins的細(xì)胞粘附與抗粘附的研究進(jìn)展 邢天娥,秦冰,鐘,李世明
包涵體蛋白的復(fù)性技術(shù) 楊曉梅,陳瑞
結(jié)核桿菌及其耐藥性快速檢測(cè)的研究進(jìn)展 芮勇宇,俞守義,王紅
卵巢腫瘤患者血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子表達(dá)及其檢測(cè) 張潤(rùn)玲,趙進(jìn)昌
蓖麻毒素與腫瘤治療 鄒立波,詹金彪
Invader分析--一種新的核酸檢測(cè)技術(shù) 張寧,唐軼,張黎
膽固醇和其他脂蛋白成份檢測(cè)中的幾個(gè)問題 陳姍,董燕麟
心肌損傷標(biāo)志物及其聯(lián)合檢測(cè)的臨床意義 胡曉琳,王金良
HPLC技術(shù)檢測(cè)細(xì)胞核酸庫(kù)水平及其臨床意義 任銘,張亞卓
抑癌基因P53的檢測(cè)在胰腺癌診斷中的價(jià)值 劉楓,李兆申,許國(guó)銘
輸血傳播庚型肝炎的研究進(jìn)展 邢顏超,程維興
前列腺特異性抗原新進(jìn)展 彭濤
SLE患者性激素水平與Th1/Th2的免疫應(yīng)答 盧志明,車至香,孫汶生,李桂琴
非甾體類抗炎藥物抗癌作用的研究進(jìn)展 羅云,唐宗山
血小板活化因子與急性胰腺炎的研究進(jìn)展 趙曉晏,夏時(shí)海
人抗動(dòng)物抗體對(duì)免疫學(xué)檢驗(yàn)的干擾 王景陽(yáng),朱毅堂,孫艷,王慶敏,王秀文
MBL及其補(bǔ)體激活的LECTIN途徑 賈天軍,李萍,劉士先
膀胱腫瘤的耐多藥機(jī)制及逆轉(zhuǎn) 鄒琳,羅春麗
缺血性心肌損傷生化標(biāo)志物檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化 王玻,韓靖云
網(wǎng)織紅細(xì)胞四項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)的正常參考值調(diào)查 陳則清
低溫對(duì)ABX-MICROS 60血球分析儀測(cè)定白細(xì)胞的影響及糾正 丁海峰,周劍濤,萬(wàn)利強(qiáng)
硒、GSH-PX、SOD、MDA測(cè)定在探測(cè)肝臟疾病過氧化脂質(zhì)損傷中的臨床應(yīng)用 彭慶遠(yuǎn),鐘輝秀,尹朝倫
小兒腎病綜合征尿中五種蛋白質(zhì)檢測(cè)及分析 李敬霄,趙玉春,陳艷霞,趙志健
甘膽酸與谷丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶測(cè)定用于乙肝病毒攜帶者的臨床意義 龍澤榮,騰國(guó)召,秦德英
自身免疫病研究:挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存 仲人前
趨化因子在系統(tǒng)性紅斑狼瘡發(fā)病中的作用 劉中娟,林嘉友
胰島素抵抗中游離脂肪酸的作用 陳輝,涂植光
葡萄糖激酶與2型糖尿病的研究進(jìn)展 馬春宇,段勇
2型糖尿病與HLA關(guān)系的流行病學(xué)研究進(jìn)展 任春鋒,黃清水,楊紅英
系統(tǒng)性紅斑狼瘡遺傳易感性研究進(jìn)展 周亞莉,涂植光,楊明清,黃文芳
糖尿病與HCV感染 李紅梅,董解菊,姚磊
抗環(huán)瓜氨酸肽與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 張淑蘭,馮忠軍
實(shí)時(shí)熒光定量PCR的研究進(jìn)展及其應(yīng)用 張蓓,沈立松
實(shí)時(shí)定量PCR應(yīng)用中的問題及優(yōu)化方案 蔡剛,李聞捷,沈茜
Th1/Th2細(xì)胞的免疫功能變化及其意義 顧國(guó)浩,彭群新
免疫PCR的研究進(jìn)展 王麗娜,葛凌云
小凹-小凹蛋白的生物學(xué)特性 武明花,蘇琦
生物信息學(xué)在基因組研究中的應(yīng)用 陳力學(xué),曾照芳,康格非
抗氧化物新概念與微營(yíng)養(yǎng)分析 蔡愛玲,高良俊,唐愛華
腎上腺-腦白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不良的實(shí)驗(yàn)室診斷進(jìn)展 黃梁滸,蘭風(fēng)華
促紅細(xì)胞生成素的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)研究進(jìn)展 馬紅雨,王艷華
白細(xì)胞介素-1基因多態(tài)性的研究進(jìn)展 徐樸,李艷
21三體綜合征產(chǎn)前篩查新進(jìn)展 尹向東,陳新黔,廖琳,丁顯平,魏霞,康格非
肝纖維化的臨床生化指標(biāo)研究 高耀華,廖小林,范維珂
781份尿液標(biāo)本細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果分析及病原菌的耐藥性檢測(cè) 趙雅,李秀娥
腫瘤和高血壓患者外周血單個(gè)核細(xì)胞端粒酶表達(dá)及臨床意義初探 顏永乾
端粒酶檢測(cè)在婦科惡性腫瘤診療中的應(yīng)用 侯振江,張風(fēng)巧
細(xì)胞低溫?fù)p傷機(jī)理與血小板冰凍保存 余福橋
心肌標(biāo)志物的研究進(jìn)展及臨床應(yīng)用 吳慶
肌鈣蛋白I與C-反應(yīng)蛋白在急性冠狀動(dòng)脈綜合征研究中的應(yīng)用 江華,曹紅,程正江,孫伯良
末梢全血的放置時(shí)間對(duì)白細(xì)胞及血小板計(jì)數(shù)的影響 倪琛,成玲
血清總補(bǔ)體(CH50)活性自動(dòng)分析與臨床應(yīng)用 戴婉如,李寧,伍嚴(yán)安,王欽利,陳慧丹,張友華
蘭州地區(qū)不同人群HBsAg陽(yáng)性調(diào)查分析 蘇娜
商丘地區(qū)對(duì)氨基糖甙類呈高耐藥性腸球菌的藥敏試驗(yàn)分析 高宗玲
關(guān)于CD34-造血干細(xì)胞的新觀點(diǎn) 葉建新,繆競(jìng)誠(chéng)
生長(zhǎng)抑素及其受體的研究與臨床應(yīng)用現(xiàn)狀 立彥,夏偉,瞿衛(wèi),王自正
食管癌腫瘤標(biāo)志物的研究進(jìn)展 黃國(guó)福,李迅,郭建琳,諶宏鳴
銅綠假單胞菌耐藥機(jī)制研究進(jìn)展 阮衛(wèi),楊祚升
IκB激酶的研究進(jìn)展 高小玲,黃愛龍
鈣結(jié)合蛋白S100A6基因的研究進(jìn)展 張麗君,劉銀坤,朱運(yùn)松
兒童多動(dòng)癥分子遺傳學(xué)研究進(jìn)展 仲愛芳,趙漢清
高遷移率族蛋白-1在急性肺損傷發(fā)病中的作用 馮英凱,楊慶華,徐劍鋮,錢桂生
免疫比濁法中鉤狀效應(yīng)的防范 康紅,王蘭蘭
篇5
綜合基礎(chǔ)知識(shí)講授,增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的交互性。藥物大數(shù)據(jù)的概念的提出以及相關(guān)研究的開展,給現(xiàn)代藥物化學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革提出了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。將創(chuàng)新意識(shí)、藥物大數(shù)據(jù)的概念融入基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)中,以加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解。每一類型藥物的講授,應(yīng)以重點(diǎn)藥物、經(jīng)典藥物為例,同時(shí)將該藥物在最新的數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行搜索,進(jìn)而引出目前該藥物的研究前沿。作者在講授藥物結(jié)構(gòu)、命名、合成方法、理化性質(zhì)、代謝形式等基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),著重引導(dǎo)學(xué)生思考研究者在藥物研發(fā)過程中的設(shè)計(jì)思路、考慮問題的出發(fā)點(diǎn)和歸屬,將該類型藥物的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展和衍生化,藥物的作用靶點(diǎn)信息,現(xiàn)階段臨床用藥、類似藥物的研究進(jìn)展、最新理論和技術(shù)等信息進(jìn)行有機(jī)整合,從而將藥物設(shè)計(jì)方法整合入知識(shí)點(diǎn)的介紹中。比如在講解循環(huán)系統(tǒng)藥物受體阻滯劑的時(shí)候,介紹從藥物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)PDB數(shù)據(jù)庫(kù)中下載和展示受體的三維結(jié)構(gòu)的方法;在講授抗癲癇藥物苯妥英鈉時(shí),介紹藥物數(shù)據(jù)庫(kù)Drugbank中查找相關(guān)藥物性質(zhì)的方法,介紹磷苯妥英作為水溶性磷酸酯前藥的一個(gè)成功實(shí)例進(jìn)行講授。這樣使得前藥、藥物信息等內(nèi)容有機(jī)、生動(dòng)的展現(xiàn)出來,也將藥物綜合知識(shí)、藥物大數(shù)據(jù)概念和內(nèi)容落實(shí)到了具體的藥物教學(xué)中。挖掘藥物研發(fā)信息,使得教學(xué)內(nèi)容具體生動(dòng)。從藥物大數(shù)據(jù)中出發(fā),挖掘以藥物發(fā)明史、藥學(xué)新前沿、藥物化學(xué)家創(chuàng)造的社會(huì)價(jià)值、藥物化學(xué)研究的趣事等相關(guān)信息,激發(fā)藥化學(xué)習(xí)興趣。比如在青霉素的教學(xué)過程中,通過穿插亞歷山大•弗萊明青霉素的發(fā)現(xiàn)過程,教育學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和細(xì)致的科研觀察的重要性;在講授抗腫瘤藥物時(shí),也介紹最新的抗癌藥物臨床研究,介紹密西根大學(xué)王少萌教授基于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略成功獲得強(qiáng)效的、口服的MDM2小分子抑制劑,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)讓約3.6億美金的成功案例;在糖尿病藥物教學(xué)中,列舉了最新批準(zhǔn)的藥物,最近一年的糖尿病暢銷藥物排行,各藥物相關(guān)的靶點(diǎn)信息,創(chuàng)造的社會(huì)價(jià)值,帶給學(xué)生藥學(xué)新近動(dòng)態(tài)信息。通過生動(dòng)的藥物發(fā)明故事,最新的藥學(xué)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),讓藥物化學(xué)教學(xué)課堂更為生動(dòng)化、具體化、人性化,從而充分激發(fā)學(xué)生的興趣、更加深入掌握藥物化學(xué)知識(shí)。結(jié)合科學(xué)前沿講解案例,賦予教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新理念。從大數(shù)據(jù)中尋找藥物研發(fā)的歷程,將藥物的科學(xué)研究過程以及最新的進(jìn)展融于教學(xué)中,不斷保持教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性。在藥物化學(xué)課程安排中,作者采用了案例教學(xué)的方法,安裝主要疾病靶標(biāo)類型,選取藥物研發(fā)的成功實(shí)例,分析藥物研發(fā)過程,進(jìn)行案例教學(xué),不僅包括目前臨床使用的經(jīng)典藥物,近年來研發(fā)的熱門藥物、靶點(diǎn),也涉及老藥新用、多靶點(diǎn)藥物、系統(tǒng)生物學(xué)等方面的內(nèi)容,進(jìn)行一課一例的專題講解。以反應(yīng)停(沙利度胺)藥物的講解為例,一是講解孕婦使用反應(yīng)停后抑制了孕吐反應(yīng)的同時(shí)也產(chǎn)生了海豹胎兒的藥物歷史上的災(zāi)難的經(jīng)典案例,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到了手性在藥物研發(fā)中的重要性;二是突出強(qiáng)調(diào)沙利度胺在1998年又被投放到市場(chǎng),作為多發(fā)性骨髓瘤、麻風(fēng)結(jié)節(jié)性紅斑等病癥的治療,以及2013年FDA還批準(zhǔn)了沙利度胺的類似物上市用于多發(fā)性骨髓瘤的治療,是學(xué)生了解藥物是可以改造、可以優(yōu)化,甚至可以重新定義適應(yīng)證、重新回到市場(chǎng)的。三是介紹關(guān)于沙利度胺的最新研究成果,包括2014年Nauture上發(fā)表了確證沙利度胺的作用靶點(diǎn)為CRBN的研究論著,讓學(xué)生進(jìn)一步了解該藥物研究最新進(jìn)展。類似的案例教學(xué)是將科學(xué)實(shí)踐來驗(yàn)證課本中的理論,在教學(xué)中融入藥物化學(xué)領(lǐng)域的新信息、新思想和新技術(shù),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。
2教學(xué)方法和手段的改革
充分使用各種藥物大數(shù)據(jù)資源,將藥物化學(xué)研究的相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用到藥物化學(xué)的教學(xué)中,其中包括scifind-er、chembl、drugbank等。SciFinder數(shù)據(jù)庫(kù)可以透過網(wǎng)絡(luò)直接查看《化學(xué)文摘》自1907年以來的所有期刊文獻(xiàn)和專利摘要,以及八千多萬(wàn)的化學(xué)物質(zhì)記錄和CAS注冊(cè)號(hào)。Chembl數(shù)據(jù)庫(kù)是歐洲生物信息研究所(EBI)開發(fā)的免費(fèi)在線數(shù)據(jù)庫(kù),從大量文獻(xiàn)中收集各種靶點(diǎn)及化合物的生物活性數(shù)據(jù),為研究者提供了一個(gè)非常便利的查詢靶點(diǎn)或化合物的生物活性數(shù)據(jù)的平臺(tái)。Drugbank數(shù)據(jù)庫(kù)中包含了現(xiàn)在上市的或者正在做臨床研究的藥物的藥代、藥效、靶點(diǎn)等相關(guān)信息。通過該數(shù)據(jù)庫(kù),學(xué)生可以快速了解藥物的合成方法、適應(yīng)證、作用靶點(diǎn)等信息,同時(shí)學(xué)生也可以通過查閱相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)了解類似結(jié)構(gòu)骨架的化合物在藥物研發(fā)中的研究發(fā)展歷史和最新的研究前沿。在具體的教學(xué)實(shí)踐中,作者安排了1次討論糖尿病藥物的課程,將學(xué)生分成兩組,分別在數(shù)據(jù)庫(kù)中查找葡萄糖苷酶抑制劑和DPPIV抑制劑的臨床應(yīng)用情況、化合物的合成方法、目前的研究前沿。以項(xiàng)目討論的方式,分別介紹了這2類藥物的情況,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,取得了良好的效果。充分利用各種教學(xué)科研軟件,將現(xiàn)代化教學(xué)方法手段應(yīng)用到藥物化學(xué)教學(xué)中。從2009年開始,筆者所在的教研室編制標(biāo)準(zhǔn)化幻燈片(PPT)課件,并根據(jù)每年的科學(xué)前沿,更新PPT的內(nèi)容。此外,作者也在嘗試使用其他軟件來表現(xiàn)藥物化學(xué)教學(xué)中設(shè)計(jì)的藥物、蛋白結(jié)構(gòu),包括Chem3D、PyMol等軟件。其中,Chemoffice中的Chem3D是一款三維立體分子結(jié)構(gòu)的演示軟件。Chemdraw可以從二維的角度觀察藥物逐步的優(yōu)化過程,展示藥物合成的方法,而Chem3D能夠更加直觀地從立體上來考察和展示藥物功能團(tuán)變化給立體構(gòu)型上帶來的改變。PyMol是一款顯示和分析分子三維結(jié)構(gòu)的軟件,應(yīng)用PyMol軟件可以圖形化地表達(dá)分子動(dòng)態(tài)過程,不僅可以用球棍、飄帶等多種方式顯示分子三維結(jié)構(gòu),也可以對(duì)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行編輯、修改、顯示,更為重要的是還能夠清晰的展示顯示藥物與受體的結(jié)合原理,并能夠以三維圖形的方式展示分子相互作用的動(dòng)態(tài)過程,使得原本抽象的教學(xué)內(nèi)容直觀而又形象地呈現(xiàn)出來。在課程的各個(gè)章節(jié)的PPT課件中均使用PyMol軟件制作蛋白、小分子的三維結(jié)構(gòu)圖。通過各種軟件的輔助,負(fù)責(zé)的藥物結(jié)構(gòu)、特殊的構(gòu)效關(guān)系,許多語(yǔ)言難以描述的內(nèi)容,變得形象生動(dòng),降低學(xué)習(xí)難度,突破教學(xué)難點(diǎn),使學(xué)生對(duì)藥物結(jié)構(gòu)有更直觀形象立體的了解,加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。隨著大數(shù)據(jù)產(chǎn)生,云計(jì)算的概念和運(yùn)用越來越廣泛,將云計(jì)算的教學(xué)平臺(tái)用于現(xiàn)代化的教學(xué)中,能夠有效的整合利用計(jì)算資源,降低了基礎(chǔ)資源建設(shè)中巨大的軟、硬件成本。同時(shí),云計(jì)算教學(xué)平臺(tái)能夠加速藥物設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)更新速度,追蹤科學(xué)前沿,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)的實(shí)際需求,將理論知識(shí)和科研實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來,能極大地提高學(xué)習(xí)效率。作者所在的教研室,搭建了藥物化學(xué)云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)課程,學(xué)生在登陸云計(jì)算服務(wù)器后,不僅能夠通過網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)上課課件,也能夠通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行課后練習(xí)并進(jìn)行在線作業(yè)提交、提問。教師能夠通過云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)回答學(xué)生問題、了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況。除了云計(jì)算平臺(tái)之外,云服務(wù)輔助教學(xué)平臺(tái)對(duì)于信息化教學(xué)尤為重要。云服務(wù)輔助教學(xué)的理念使得課后輔導(dǎo)工具變得多樣化,通過時(shí)下流行的交流工具如QQ、微信,不但可以保證教師和學(xué)生之間的暢通交流,也可以促使學(xué)生間的交流。教師可以通過截圖、群發(fā)輔助學(xué)習(xí)資料等方式,共享學(xué)習(xí)材料和經(jīng)驗(yàn),提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。同時(shí),教師也可以通過學(xué)員的QQ、微信發(fā)言提問情況全方位的掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。此外,作者也將藥物設(shè)計(jì)相關(guān)的最新文獻(xiàn)通過群共享的方式分享給學(xué)生,同時(shí)也加上自己的對(duì)文章的創(chuàng)新點(diǎn)的點(diǎn)評(píng)意見,培養(yǎng)學(xué)生的追蹤科學(xué)前沿的習(xí)慣和科研創(chuàng)新的能力。
3合理的課程體系
篇6
90世紀(jì)末期迅速發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)使傳統(tǒng)學(xué)校教育進(jìn)入了新的發(fā)展階段,取得了顯著的教學(xué)效果?,F(xiàn)代化教學(xué)手段和教學(xué)方法在醫(yī)學(xué)教育教學(xué)中的應(yīng)用,也有力地促進(jìn)醫(yī)學(xué)教育教學(xué)的迅速發(fā)展和完善。它既解決了困擾醫(yī)學(xué)學(xué)科多年的技術(shù)問題,更激活了醫(yī)學(xué)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高了醫(yī)學(xué)教育教學(xué)質(zhì)量。
1現(xiàn)代化教學(xué)手段和教學(xué)方法
多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代化教學(xué)手段中最具活力、最具前景的新興技術(shù),是實(shí)現(xiàn)教育信息化的重要手段。運(yùn)用多媒體技術(shù)已經(jīng)成為廣大教育工作者改革教學(xué)方法、改進(jìn)教學(xué)手段、提高教學(xué)質(zhì)量的重要途徑[1]。現(xiàn)代化教學(xué)手段和方法是指能對(duì)教學(xué)工作起到輔的展示、演示、模擬、拓展的一切現(xiàn)代化的機(jī)器設(shè)備,常指計(jì)算機(jī)、投影儀、實(shí)物展示平臺(tái)、幻燈片以及其他影音設(shè)備。通過投影儀,計(jì)算機(jī)可以把教師課前備好的教學(xué)課件以及教學(xué)相關(guān)的知識(shí)材料、手術(shù)過程、自然現(xiàn)象以及病人生活片段展示出來,讓學(xué)生在課堂上更好地接受知識(shí)、增強(qiáng)了解、加深印象。特別是在課堂上直接連接因特網(wǎng)上的相關(guān)內(nèi)容,直接讓學(xué)生感受到最新、最快的觀點(diǎn)、材料、背景,這對(duì)掌握知識(shí)、拓展視野有很大的促進(jìn)作用。
2多媒體技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育教學(xué)中的優(yōu)越性
多媒體輔助教學(xué)的優(yōu)越性體現(xiàn)在:
(1)借助計(jì)算機(jī)的模擬手段,可以使學(xué)生更加形象、直觀地認(rèn)識(shí)各種生物體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),誘發(fā)學(xué)生的想象性思維,極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。例如以往在講解DNA分子的雙螺旋立體空間結(jié)構(gòu)時(shí)最多有一個(gè)模型,而應(yīng)用計(jì)算機(jī)特有的三維顯示技術(shù)就可以很清晰地向?qū)W生反映出此空間結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),讓他們更容易理解DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程;同時(shí)借助多媒體技術(shù)也可以向?qū)W生動(dòng)態(tài)地演示一些生化代謝過程,如糖酵解、三羧酸循環(huán)等復(fù)雜的生化反應(yīng),通過計(jì)算機(jī)的模擬使得教與學(xué)都取得了良好的效果。
(2)多媒體手段的運(yùn)用使備課中增刪教學(xué)內(nèi)容變得非常方便,特別適合知識(shí)更新和隨機(jī)在教學(xué)中增補(bǔ)學(xué)術(shù)前沿的內(nèi)容;節(jié)省了課堂板書的時(shí)間,老師在有限的課時(shí)中有較充分的時(shí)間對(duì)重、難點(diǎn)講透徹,更多地介紹新知識(shí)和新進(jìn)展,還有一定的時(shí)間讓學(xué)生們思考問題,討論分析問題,有利于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。對(duì)于老師來說運(yùn)用多媒體技術(shù)授課可以促使其掌握更多的知識(shí),包括專業(yè)知識(shí)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與技能,對(duì)于教師素質(zhì)的提高起到了良好的促進(jìn)作用。
(3)多媒體的龐大知識(shí)信息儲(chǔ)備能力和課件可以通過電腦網(wǎng)絡(luò)資源共享的交流方式,使學(xué)生知識(shí)信息的獲得不再主要依靠課堂上的有限時(shí)間,使課堂教學(xué)和課外自學(xué)實(shí)現(xiàn)了真正意義上的有機(jī)結(jié)合[2]。
3醫(yī)學(xué)教育教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)
當(dāng)然,現(xiàn)代化教學(xué)手段和方法還包括醫(yī)學(xué)教學(xué)的可視化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化??梢暬?shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化是醫(yī)學(xué)教育教學(xué)的趨勢(shì),因?yàn)獒t(yī)學(xué)發(fā)展的特殊性,醫(yī)學(xué)教育教學(xué)更需要使用高效率的先進(jìn)教學(xué)手段和方法。網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)教育手段對(duì)于醫(yī)學(xué)教育有著傳統(tǒng)教學(xué)手段無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)[3]?,F(xiàn)代化教學(xué)中的多媒體有利于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)知識(shí)的闡明,現(xiàn)代的醫(yī)學(xué)進(jìn)展多以高通量、系統(tǒng)化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為特征,比如一塊小小的基因芯片所檢測(cè)的內(nèi)容相當(dāng)于一座十層實(shí)驗(yàn)樓的檢測(cè)量;一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)就能儲(chǔ)存整個(gè)基因蛋白質(zhì)組的全部相關(guān)數(shù)據(jù);一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字“數(shù)字人體”就能儲(chǔ)存人體各個(gè)部位各種組織的全部形態(tài)和空間關(guān)系數(shù)據(jù);醫(yī)學(xué)的形態(tài)學(xué)科、功能學(xué)科、生物信息學(xué)科和影像學(xué)的新進(jìn)展,用傳統(tǒng)的教學(xué)方式表達(dá)出來既費(fèi)時(shí)效果又差,而且關(guān)于醫(yī)學(xué)新進(jìn)展的教學(xué)掛圖往往又沒有生產(chǎn)銷售?,F(xiàn)代教育教學(xué)手段的使用是教學(xué)現(xiàn)代化的一個(gè)標(biāo)志,網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)突破了傳統(tǒng)教學(xué)在時(shí)間、空間和地域上的限制,集聲、形、色為一體,播放簡(jiǎn)便迅速,信息量大,適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的需要,可以給學(xué)生更直觀的感性認(rèn)識(shí)。更因?yàn)橛?jì)算機(jī)聲音圖形播放和三維(3D)技術(shù)的應(yīng)用,大量的示意圖和照片可以被展示,計(jì)算機(jī)動(dòng)畫可以以人機(jī)對(duì)話的形式逐步展示生命活動(dòng)的復(fù)雜動(dòng)態(tài)過程;形態(tài)學(xué)上微細(xì)結(jié)構(gòu)和空間相對(duì)關(guān)系和生物信息分子的空間構(gòu)象也可以從不同的角度和不同焦距進(jìn)行觀察[4]。使用計(jì)算機(jī)輔助現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教學(xué)使知識(shí)的難點(diǎn)被化解,誤解減少,抽象化為具體,無(wú)聲化為有聲,雜亂化為有序。這更有利于對(duì)新知識(shí)內(nèi)容的深化,落實(shí)知識(shí)點(diǎn),提高了學(xué)習(xí)的興趣;同時(shí)也減少學(xué)習(xí)時(shí)間,提高了學(xué)習(xí)效率,適應(yīng)了醫(yī)學(xué)知識(shí)發(fā)展的需要,也更符合生活在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的學(xué)生對(duì)教學(xué)形式的要求。使用計(jì)算機(jī)輔助現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教學(xué)更有利于醫(yī)學(xué)生緊跟醫(yī)學(xué)的進(jìn)展,醫(yī)學(xué)教材的更新一般為4~10年,而醫(yī)學(xué)知識(shí)的更新是無(wú)時(shí)無(wú)刻不在進(jìn)行的,今天的受教育者是要面對(duì)未來醫(yī)療環(huán)境的醫(yī)生,醫(yī)學(xué)教育更應(yīng)該貫徹“面向未來”的方針。醫(yī)學(xué)相關(guān)知識(shí)在網(wǎng)絡(luò)資源中占有相當(dāng)大的比重,網(wǎng)絡(luò)是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的,在普通醫(yī)學(xué)院校只有使用網(wǎng)絡(luò)才能更好地跟上醫(yī)學(xué)發(fā)展的腳步,不管是醫(yī)學(xué)博士生,碩士生還是本科生,都應(yīng)該定期瀏覽因特網(wǎng)跟蹤醫(yī)學(xué)進(jìn)展。
4現(xiàn)代化教學(xué)手段中的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)教學(xué)有利于克服教學(xué)條件的不足
一直以來,醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)和臨床教學(xué)常常受歷史傳統(tǒng)、地理區(qū)域和季節(jié)氣候條件的影響,比如在全世界范圍,因?yàn)槭軞v史傳統(tǒng)的制約,尸體和標(biāo)本來源少,生理和病理形態(tài)學(xué)教學(xué)中標(biāo)本短缺,罕見疾病更難滿足教學(xué)的需要。同時(shí)標(biāo)本多儲(chǔ)存在玻璃瓶中,觀察起來不方便學(xué)習(xí)效果也不好。在臨床上許多傳染病只在世界部分地區(qū)流行,而地方病只存在于很小的局部地區(qū),教學(xué)中囿于多種因素的影響,特殊的病例不易見到。除了標(biāo)本和病例缺乏外,作為補(bǔ)充手段的掛圖的數(shù)量和來源也很有限。因?yàn)槿绱?,醫(yī)學(xué)生往往只有空頭的理論而無(wú)感性的知識(shí),許多基礎(chǔ)和臨床教學(xué)都是紙上談兵。在計(jì)算機(jī)教學(xué)中由于標(biāo)本圖片、動(dòng)畫、音頻、視頻和人機(jī)對(duì)話的廣泛應(yīng)用,這一問題得到了有益的補(bǔ)救。許多媒體教育資源可在網(wǎng)上獲取,如:美國(guó)國(guó)立醫(yī)學(xué)圖書館的可視人體教學(xué)資源、華盛頓大學(xué)的數(shù)字解剖學(xué)、哈佛大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)腦解剖圖譜,世界大多數(shù)醫(yī)學(xué)網(wǎng)站都完全對(duì)外開放。醫(yī)學(xué)各學(xué)科的知識(shí)在網(wǎng)上都很豐富,通過搜索引擎和檢索工具,我們可以接觸到足夠多的信息。因此在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)時(shí)代,教師應(yīng)該為學(xué)生列出每節(jié)課的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源,充分利用網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育的必由之路。
篇7
關(guān)鍵詞:基因組學(xué);教學(xué)改革;教學(xué)思考;教學(xué)質(zhì)量
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)48-0223-02
一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,重點(diǎn)突出
基因組學(xué)是伴隨基因組計(jì)劃誕生、研究基因組的結(jié)構(gòu)、序列組成以及功能的一門學(xué)科,課程一般設(shè)在遺傳學(xué)、分子生物學(xué)之后,而且部分內(nèi)容出現(xiàn)了與遺傳學(xué)、分子生物學(xué)內(nèi)容相互交叉,甚至重復(fù)的現(xiàn)象[1-3]。這樣在授課過程中就會(huì)出現(xiàn)學(xué)生厭學(xué)、課時(shí)緊的情況,為避免出現(xiàn)類似問題,在內(nèi)容設(shè)計(jì)上筆者在總結(jié)多年授課經(jīng)驗(yàn)及學(xué)習(xí)、吸收國(guó)內(nèi)外教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,主要做到了以下幾點(diǎn):避免重復(fù)、重點(diǎn)突出、內(nèi)容精練、提高興趣、緊跟前沿。希望通過本課程的學(xué)習(xí),既讓學(xué)生掌握基因組學(xué)的基本知識(shí)體系,又不與前期所學(xué)的遺傳學(xué)、分子生物學(xué)重復(fù),同時(shí)又緊跟學(xué)科發(fā)展前沿,讓學(xué)生了解最新的研究動(dòng)態(tài),培養(yǎng)解決問題、分析問題的綜合能力。例如在所選的楊金水先生主編的《基因組學(xué)》教材中第1章基因組,其部分內(nèi)容與生物化學(xué)和分子生物學(xué)相似,第2章遺傳圖繪制與遺傳學(xué)部分內(nèi)容重合,而第7、8、9章的內(nèi)容又會(huì)在分子生物學(xué)中有所闡述。為了突出重點(diǎn),減少學(xué)時(shí),在授課過程中我們略講、不講或?yàn)榱苏n程知識(shí)體系的完整和系統(tǒng)性,安排學(xué)生課下自學(xué)的處理方式。而第3、4、5、10、13是基因組學(xué)課程的特色內(nèi)容,又緊跟時(shí)展前言,是本門課的重點(diǎn)內(nèi)容,我們做到了在授課過程中精講。通過內(nèi)容選擇大大提高了學(xué)生對(duì)本門課的學(xué)習(xí)興趣,取得了較好的教學(xué)效果。
二、根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,合理運(yùn)用教學(xué)方法
目前課堂教學(xué)還是學(xué)生獲取知識(shí)的主要途徑,因此我們?cè)诨蚪M學(xué)的授課過程中還是要遵循以多媒體課件講授為主,并輔以板書講解,在講授過程中盡量多增加圖例、動(dòng)畫等內(nèi)容,使授課內(nèi)容形象化,具有趣味性,以降低難度,增強(qiáng)可接受性。但針對(duì)不同章節(jié)的具體內(nèi)容和特點(diǎn),我們還是選用了特定的授課方法。比如第2章遺傳圖繪制,本章的部分內(nèi)容在遺傳學(xué)課有所涉及,相對(duì)比較容易,但為了保持和體現(xiàn)基因組學(xué)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系的完整性,我們決定以學(xué)生自學(xué)為主。學(xué)生課下自學(xué)準(zhǔn)備課件,課上抽取個(gè)別學(xué)生講解,讓學(xué)生在組織課件和講解的過程中掌握內(nèi)容,鍛煉能力。再如第5章基因組序列注釋,本章內(nèi)容涉及許多生物信息學(xué)網(wǎng)站、軟件的使用,如果只是理論講授,既會(huì)感到枯燥,又會(huì)感到深?yuàn)W難于理解。鑒于此特點(diǎn),我們充分利用網(wǎng)絡(luò)資源將課本內(nèi)容通過在線操作和演練進(jìn)行講解,將課堂“搬到”實(shí)驗(yàn)室,充分利用實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)資源和同學(xué)們自己手頭的電腦,將教師自己科研中獲得的基因序列當(dāng)作素材,直接登錄NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行在線分析,例如對(duì)基因的開放閱讀框進(jìn)行查找、基因的同源比對(duì),利用GeneScan軟件對(duì)基因進(jìn)行搜尋,等等。這立刻增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性,打破了課上只是揣摩教材文字意思的尷尬局面,降低了學(xué)習(xí)的難度,同時(shí)又將理論與科研實(shí)際聯(lián)系了起來,大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情,甚至有可能由此影響學(xué)生未來的發(fā)展方向。比如有的同學(xué)在成功進(jìn)行了基因搜尋、開放閱讀框查找、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域分析和練習(xí)了Genescan等幾個(gè)軟件之后,興奮的說:“我以后要考生物信息學(xué)方向的研究生”。關(guān)于充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,增加學(xué)習(xí)資源和緊跟發(fā)展前沿的必要性,中國(guó)學(xué)者柏文琴等和美國(guó)學(xué)者A.Malcolm Campbell在基因組學(xué)的教學(xué)論文中也都有所闡述。這正說明了不同學(xué)者對(duì)依據(jù)教學(xué)內(nèi)容合理選用教學(xué)方法觀點(diǎn)的一致性[2,4]。
三、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)課堂,延伸學(xué)生的學(xué)習(xí)空間
大學(xué)課堂與中學(xué)課堂明顯的區(qū)別是大學(xué)課堂有講授內(nèi)容多、信息量大、內(nèi)容新穎、教材不唯一等特點(diǎn)。這就導(dǎo)致部分學(xué)生課上對(duì)個(gè)別內(nèi)容理解不透、記憶不牢,而課下復(fù)習(xí)又無(wú)所依,課本上找不到相應(yīng)內(nèi)容,等等問題,使學(xué)生學(xué)習(xí)遇到了障礙[5]。為解決類似問題,我們及時(shí)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)課堂,建立基因組學(xué)課程網(wǎng)站,將課程簡(jiǎn)介、教學(xué)大綱、授課計(jì)劃、課件及時(shí)上傳。在網(wǎng)站中設(shè)立課程資源區(qū)、師生互動(dòng)區(qū)、生物領(lǐng)域新進(jìn)展介紹等不同欄目,讓學(xué)生可隨時(shí)上網(wǎng)查詢課程相關(guān)資源,了解研究動(dòng)態(tài),將學(xué)生的學(xué)習(xí)空間延展到了課堂之外。這大大方便了學(xué)生的學(xué)習(xí),增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和靈活性,提高了學(xué)習(xí)效果。
四、改革考核方式,重在平時(shí)掌握落實(shí)
合理、科學(xué)的考核方式是教學(xué)質(zhì)量保障和教學(xué)過程順利進(jìn)行的依據(jù)。目前閉卷考試還是我院課程考核的主要方式,該方式以學(xué)生最終記住了多少知識(shí)點(diǎn)為關(guān)鍵,常常造成有些同學(xué)考前臨時(shí)突擊、死記硬背知識(shí)點(diǎn)的情況,這樣不利于學(xué)生平時(shí)對(duì)所學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和掌握,不利于能力的培養(yǎng),主要表現(xiàn)在考試時(shí)基礎(chǔ)知識(shí)題得分較高,理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問題的題目得分較低。鑒于此,我們考慮到基因組學(xué)是專業(yè)選修課,在符合學(xué)??荚嚬芾硪?guī)定的前提下,對(duì)考核方式進(jìn)行了大膽改革,取消了以前期末的閉卷考試考核方式,改為注重平時(shí)學(xué)習(xí),期末以大論文的方式進(jìn)行考查的考核方式。學(xué)生成績(jī)由平時(shí)考勤、課堂表現(xiàn)、平時(shí)小作業(yè)、大作業(yè)以及期末大論文等幾部分組成。把學(xué)生的學(xué)習(xí)中心轉(zhuǎn)移到平時(shí)對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握和理解、消化的軌道上來。學(xué)生沒有了期末的閉卷考試,學(xué)習(xí)壓力顯著降低,卻大大提高了學(xué)生平時(shí)對(duì)基因組學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣,表現(xiàn)在學(xué)生聽課比較輕松、參與問題討論的積極性較高、自己查閱資料解決問題的主動(dòng)性增強(qiáng),出現(xiàn)了期末學(xué)生對(duì)知識(shí)和問題的掌握程度反而比往屆學(xué)生掌握程度較好的良好現(xiàn)象。
五、教學(xué)效果
從課上、課下學(xué)生的表現(xiàn),平時(shí)作業(yè)的完成情況,期末大論文寫作情況以及期末學(xué)生書面反饋結(jié)果來看,目前基因組學(xué)的教學(xué)改革是成功的。98%以上的學(xué)生對(duì)教學(xué)非常滿意,現(xiàn)摘錄學(xué)生反饋意見如下:學(xué)生1:“老師,我特喜歡你現(xiàn)在的講課風(fēng)格,主題清晰、思路明確、重點(diǎn)突出?!睂W(xué)生2:“老師的授課方式很不錯(cuò),上課先講重點(diǎn)知識(shí),同學(xué)們能記住重點(diǎn),防止在后面疲勞的時(shí)候?qū)W不進(jìn)去,我們學(xué)得多,也不累?!睂W(xué)生3:“這書太厚了,但老師講得很好,就應(yīng)該平時(shí)多努力,不把寶壓在期末考試。”師:“同學(xué)們,你們的滿意是對(duì)老師是最大的鼓勵(lì),但我同時(shí)清楚的知道,這些都是老師應(yīng)該做到的。”
六、存在的問題
雖然目前基因組學(xué)的教學(xué)改革看來是成功的,但還是存在一定的問題,分析起來主要有以下幾點(diǎn):(1)個(gè)別學(xué)生有點(diǎn)疲沓。通過三年的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)教師、同學(xué)很熟悉,有點(diǎn)放松自己,表現(xiàn)為個(gè)別學(xué)生上課有遲到的現(xiàn)象。(2)知難而退。部分學(xué)生開始學(xué)習(xí)有些不認(rèn)真,隨著內(nèi)容的增多,部分內(nèi)容不能很好的理解,出現(xiàn)了放棄聽課學(xué)習(xí)的情況。
七、采取的措施
針對(duì)以上問題,采取措施如下:(1)好的措施要發(fā)揚(yáng),比如重點(diǎn)突出、精講等。(2)多鼓勵(lì),給予學(xué)生希望,讓他們重拾信心。(3)采取談話或課下輔導(dǎo)的形式,幫助掉隊(duì)的同學(xué)。(4)從思想上讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)生學(xué)習(xí)也是一種責(zé)任和義務(wù)。學(xué)生目前主要還是一位消費(fèi)者,父母辛苦耕耘供著他們?cè)趯W(xué)校深造,同時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)也在消費(fèi)同學(xué)們的青春,我們有義務(wù)對(duì)父母負(fù)責(zé),有義務(wù)對(duì)自己負(fù)責(zé)。同時(shí),青年學(xué)生是祖國(guó)的未來,我們今天有責(zé)任和義務(wù)努力學(xué)習(xí),掌握專業(yè)知識(shí),明天用自己的一技之長(zhǎng)報(bào)效祖國(guó),為祖國(guó)的明天負(fù)責(zé)。
總之,學(xué)生的意見和建議是教學(xué)改革的原動(dòng)力,而教學(xué)改革的實(shí)施離不開教師的精心設(shè)計(jì),二者的結(jié)合是教學(xué)改革成功的關(guān)鍵。
參考文獻(xiàn):
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篇8
關(guān)鍵詞:通識(shí)教育;生命科學(xué);教學(xué)改革
中圖分類號(hào) G632.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2015)13-129-03
Discussion on the Necessity and Method of Setting up the General Education Courses of Life Science in the University of Chinese Traditional Medicine
Chu Jun et al.
(The Center of Scientific Research,Anhui University of Chinese Medicine,Hefei 230038,China)
Abstract:The rapid development of life science has played a huge role in promoting the progress of the whole society. In order to improve the undergraduate education plan of university,life science courses have been the core courses of general education in the more and more universities at home and abroad. The teaching meaning,the teaching mode,teaching methods,contents and assessment methods of life science general education courses were discussed in this article,which was expected to provides educational reference for this kind of course carried out in Anhui University of Chinese Medicine.
Key words:General education;Life science;Teaching reform
早在20世紀(jì),日本學(xué)者伊東光就預(yù)言:“生命科學(xué)會(huì)在20世紀(jì)90年代取得創(chuàng)造性的突破,21世紀(jì)將是生命科學(xué)的世紀(jì)?!比缃?,這個(gè)預(yù)言在生命科學(xué)的高速發(fā)展下成為現(xiàn)實(shí),生命科學(xué)代表了現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的最前沿。新世紀(jì)以來,人們清楚地認(rèn)識(shí)到,人類未來的生活與生命科學(xué)的發(fā)展息息相關(guān),而高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才必須掌握一定的現(xiàn)代生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。因此,哈佛大學(xué)、麻省理工大學(xué)、斯坦福大學(xué)和劍橋大學(xué)等世界知名學(xué)府早在20世紀(jì)80年代紛紛開設(shè)了生物類課程作為大學(xué)生的全校必修課[1]。在國(guó)內(nèi),隨著國(guó)內(nèi)高等教育改革的不斷深入,越來越多的高校對(duì)非生物類專業(yè)本科生開設(shè)生命科學(xué)類課程,而且隨著通識(shí)教育重要性逐漸受到國(guó)內(nèi)高校認(rèn)可,部分高校已將此類課程列為面向全校的通識(shí)教育課。
生命科學(xué)類通識(shí)教育課課程內(nèi)容豐富,集生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、生態(tài)學(xué)于一體,是一門以拓展知識(shí)層面,培養(yǎng)學(xué)生能力,提高學(xué)生科學(xué)文化素質(zhì)為目標(biāo)的課程。安徽中醫(yī)藥大學(xué)在肯定和借鑒當(dāng)今世界先進(jìn)的通識(shí)教育理念的基礎(chǔ)上,充分調(diào)動(dòng)學(xué)校內(nèi)外的教育資源和師資,致力于培養(yǎng)掌握醫(yī)藥類專業(yè)深厚基礎(chǔ)、具備相關(guān)的實(shí)踐和臨床經(jīng)驗(yàn)、有國(guó)際視野和創(chuàng)新意識(shí)的醫(yī)藥類專業(yè)人才。對(duì)這些學(xué)生開設(shè)生命科學(xué)類通識(shí)教育課程,不僅僅可以拓寬他們的知識(shí)面和專業(yè)基礎(chǔ),而且對(duì)他們進(jìn)一步理解社會(huì)問題和現(xiàn)象奠定了知識(shí)基礎(chǔ)和智力保證,尤其在培養(yǎng)學(xué)生的國(guó)際化視野與素養(yǎng),從人才培養(yǎng)的角度提升整個(gè)國(guó)家的文化軟實(shí)力等方面起著不可忽視的作用。
1 開設(shè)生命科學(xué)類通識(shí)教育課程的意義
通識(shí)教育源于西方,是一種非專業(yè)性的、非功利性的基本知識(shí)、技能和態(tài)度的教育,其本質(zhì)是對(duì)本科生進(jìn)行人文、社會(huì)和自然科學(xué)的素質(zhì)教育,使他們了解不同經(jīng)典的文化、觀念和價(jià)值,從而能夠進(jìn)行有效的思考和溝通,對(duì)社會(huì)現(xiàn)象和問題做出正確、恰當(dāng)?shù)呐袛?。換言之,通識(shí)教育是針對(duì)所有大學(xué)生的教育,是一種大學(xué)的理念,是整個(gè)高等教育辦學(xué)思想體系的重要組成部分,其實(shí)質(zhì)是對(duì)人文傳統(tǒng)和自由的繼承[2]。高等教育的宗旨是“通識(shí)為本,專識(shí)為末”,現(xiàn)代社會(huì)的高等教育應(yīng)該是以培養(yǎng)一個(gè)合格的公民,培養(yǎng)一個(gè)寬基礎(chǔ)、寬口徑、高情商、高素質(zhì)的現(xiàn)代公民為目的。在這樣的前提下,筆者認(rèn)為開設(shè)生命科學(xué)類通識(shí)教育課程的意義主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面:
1.1 有利于提升大學(xué)生對(duì)人類自我的認(rèn)識(shí)高度 隨著生命科學(xué)的飛速發(fā)展,特別是新世紀(jì)以來,人類基因組計(jì)劃的實(shí)施和完成,新一代測(cè)序技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展,人類第一次從分子水平上認(rèn)識(shí)自我,對(duì)于由“A、T、C、G”4個(gè)字母組成的無(wú)字天書的海量信息的理解,對(duì)人類基因組中冗余序列的功能的判斷等等問題的思考和甄別,進(jìn)一步提升了我們對(duì)人類自我的認(rèn)識(shí)高度,進(jìn)一步拓展了人類在認(rèn)識(shí)自我上的思維空間。
1.2 有利于提升對(duì)生命現(xiàn)象及生命活動(dòng)的理解和尊重 作為醫(yī)藥類高校,提高學(xué)生對(duì)生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)的理解,對(duì)生命的尊重,有利于學(xué)生更好的鞏固專業(yè)思想,提升專業(yè)技能,養(yǎng)成良好的專業(yè)素養(yǎng)。
1.3 有利于大學(xué)生對(duì)社會(huì)生活、生命現(xiàn)象的本質(zhì)探索 應(yīng)該清楚地看到,目前社會(huì)發(fā)展所帶來的一系列負(fù)面問題,如糧食短缺、疾病危害、環(huán)境污染、能源危機(jī)、資源匱乏、生態(tài)失衡和大量物種滅絕等問題,而解決這一系列重大問題,在很大程度上依賴于生命科學(xué)的發(fā)展,對(duì)這些問題的深度理解和對(duì)其本質(zhì)的把握都需要大學(xué)生具備相應(yīng)的生命科學(xué)知識(shí)和基礎(chǔ)[3]。開設(shè)生命科學(xué)通識(shí)教育課程,將一些最新的生命科學(xué)理論和進(jìn)展引入課堂,使學(xué)生了解本世紀(jì)現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和熱點(diǎn)問題,以便在專業(yè)學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)學(xué)科之間的交叉點(diǎn),拓展學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)面,既是完善自我知識(shí)結(jié)構(gòu),認(rèn)識(shí)自然科學(xué)核心內(nèi)容的需要,也是培養(yǎng)既了解生命科學(xué)又具備其他專業(yè)學(xué)科知識(shí)的復(fù)合型人才的需要。
2 生命科學(xué)類通識(shí)教育課程的教學(xué)內(nèi)容
這類通識(shí)教育課程的重點(diǎn)不在于具體傳授了多少專業(yè)知識(shí)觀點(diǎn)和內(nèi)容,而是要傳授給學(xué)生研究問題和解決問題的方法、思維方式。因此,要想吸引學(xué)生選修此課程,就必須從講授內(nèi)容和講授方法2個(gè)方面下功夫,力求內(nèi)容新穎,方法得當(dāng),通俗易懂,在授課時(shí)盡可能貼近生活,貼近社會(huì),深入淺出,從大學(xué)生關(guān)注的問題入手去介紹以上所述內(nèi)容中的最新成果和進(jìn)展,這樣學(xué)生才更易于接受和理解[4]。
根據(jù)安徽中醫(yī)藥大學(xué)的學(xué)生情況和知識(shí)基礎(chǔ),把學(xué)生分為醫(yī)藥類、文史類兩大類別,根據(jù)不同類別的學(xué)生選擇不同的教學(xué)內(nèi)容。醫(yī)藥類學(xué)生教學(xué)內(nèi)容選擇上注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科交叉意識(shí),重點(diǎn)講述生命科學(xué)的一些新成就和新進(jìn)展,以及生命科學(xué)發(fā)展對(duì)社會(huì)的影響,如基因編輯技術(shù)、干細(xì)胞技術(shù)、人類基因組計(jì)劃、生態(tài)系統(tǒng)的變化、生物多樣性保護(hù)、基因工程藥物和疫苗、基因治療、動(dòng)物克隆、生物芯片、生物信息學(xué)、生物材料與仿生學(xué)、生物技術(shù)與人類未來等,通過學(xué)習(xí),使學(xué)生理解并初步能運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)去認(rèn)識(shí)生命、了解生命,同時(shí)爭(zhēng)取對(duì)學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新思維起到一定的科學(xué)啟迪作用,對(duì)社會(huì)上的一些熱點(diǎn)生物學(xué)問題有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí);對(duì)于文史類學(xué)生,教學(xué)內(nèi)容選擇上注重安排生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的傳授,以及生物技術(shù)發(fā)展與人類社會(huì)進(jìn)步的密切關(guān)系,如生命的化學(xué)組成、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能、營(yíng)養(yǎng)與健康、社會(huì)生物學(xué)與繁殖對(duì)策、人類遺傳學(xué)與優(yōu)生、生命的起源與進(jìn)化、生物多樣性及其保護(hù)、生命倫理及社會(huì)決策等,通過學(xué)習(xí),使學(xué)生獲得必要的現(xiàn)代生命科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),認(rèn)識(shí)人類自身;了解現(xiàn)代生命科學(xué)的新發(fā)展及其與人文科學(xué)交叉的趨勢(shì),引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的自然觀、科學(xué)觀,增強(qiáng)社會(huì)公民責(zé)任感,提高綜合素質(zhì)。
3 生命科學(xué)類通識(shí)教育課程的教學(xué)及考核方法
為了提高課堂教學(xué)效果,筆者認(rèn)為,第一,課堂教學(xué)盡可能采用先進(jìn)的現(xiàn)代教學(xué)技術(shù),靈活、恰當(dāng)?shù)乩枚嗝襟w課件、錄像、動(dòng)畫,使教學(xué)形式生動(dòng)活潑,教學(xué)內(nèi)容形象直觀,更易于學(xué)生認(rèn)識(shí)、理解和接受;第二,在教學(xué)中積極結(jié)合教學(xué)內(nèi)容合理安排小組討論的形式,讓學(xué)生參與到課堂當(dāng)中來,以傳統(tǒng)的授課方式中學(xué)生被動(dòng)接收知識(shí)改變?yōu)閱l(fā)式教學(xué)風(fēng)格,以學(xué)生主動(dòng)整理歸納、主動(dòng)學(xué)習(xí)為特點(diǎn),重視對(duì)小組討論的及時(shí)總結(jié)和點(diǎn)評(píng),如目前關(guān)于轉(zhuǎn)基因問題的討論等;第三,在教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行生物學(xué)知識(shí)的自主性探究,例如,安徽中醫(yī)藥大學(xué)特意規(guī)定至少要保證在整個(gè)學(xué)時(shí)的15%的時(shí)間給學(xué)生作為自主學(xué)習(xí)的課時(shí),讓學(xué)生根據(jù)教學(xué)目標(biāo),主動(dòng)搜集、整理資料,自主探究掌握知識(shí),通過學(xué)生自主探究,對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容有了一定的輪廓,為進(jìn)一步聽講學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ);第四,考慮到生命科學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,為了加深對(duì)講授內(nèi)容的理解,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生命科學(xué)的興趣,增強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)是非常必要的。比如,在課堂講授快結(jié)束時(shí),可以安排學(xué)生參觀校園的藥用植物標(biāo)本館,充分利用當(dāng)?shù)睾蛯W(xué)校資源,組織學(xué)生到安徽中醫(yī)藥大學(xué)的校辦制藥企業(yè)、合肥當(dāng)?shù)氐氖称芳庸て髽I(yè)、生物技術(shù)研發(fā)企業(yè)參觀一些產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)過程,使學(xué)生對(duì)涉及的生產(chǎn)過程有個(gè)形象具體的感性認(rèn)識(shí)[5]。
課程考核方面,要改變“一張?jiān)嚲頉Q定成績(jī)”的方式,考核時(shí)機(jī)靈活多樣,這樣才能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。首先,應(yīng)采取多種考核方式以檢測(cè)和考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度,盡可能采取開卷考試、寫小論文、生活案例分析等多種形式進(jìn)行考查,從而提高學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)綜合知識(shí)分析問題、解決問題的能力;其次,每次上課都要有相應(yīng)的小組討論的形式以及全班同學(xué)參與的課堂討論,這樣可以根據(jù)同學(xué)的表現(xiàn),及時(shí)給予平時(shí)成績(jī)來提供學(xué)生在課堂上的參與積極性,也給平時(shí)積極上課,參與討論的同學(xué)獲得較好的成績(jī)提供了公平和可能[6]。總之,課程考核系統(tǒng)要貼近學(xué)生,做到公平公正的同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生積極參與課程學(xué)習(xí),最終達(dá)到通過該課程的學(xué)習(xí)提高學(xué)生對(duì)生命科學(xué)領(lǐng)域知識(shí)的理解和分析能力這樣的教學(xué)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
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篇9
1科研管理創(chuàng)新是醫(yī)學(xué)科研的需要
科學(xué)研究活動(dòng)最根本的目標(biāo)是不斷創(chuàng)造出推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的新成果,而創(chuàng)新精神是科學(xué)進(jìn)步的首要因素,活的靈魂。
1.1科研管理創(chuàng)新為醫(yī)學(xué)科研提供了良好的外部環(huán)境
醫(yī)學(xué)科研活動(dòng)需要具備富有創(chuàng)新能力的科研人員、獲取科技信息的途徑與手段、完成科研活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)條件、以及廣泛的學(xué)術(shù)交流渠道與機(jī)會(huì)等外部環(huán)境。通過新的科技政策法規(guī)、協(xié)調(diào)管理機(jī)制、科研運(yùn)作模式等方面的創(chuàng)新活動(dòng),使科學(xué)研究的外部環(huán)境符合知識(shí)創(chuàng)新的要求,為醫(yī)學(xué)科研提供有利的客觀條件。
1.2科研管理創(chuàng)新已滲透到醫(yī)學(xué)科研的各個(gè)領(lǐng)域
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)的重大突破與創(chuàng)新的管理機(jī)制有著密切的聯(lián)系。“人類基因組計(jì)劃”、“人類蛋白組計(jì)劃”等一系列富有創(chuàng)新精神的醫(yī)學(xué)科研戰(zhàn)略規(guī)劃的實(shí)施,極大地促進(jìn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展??蒲泄芾韯?chuàng)新已成為實(shí)現(xiàn)新知識(shí)、新技術(shù)的助推器。
1.3科研管理創(chuàng)新是醫(yī)學(xué)科研方式變革的需求
醫(yī)學(xué)科研領(lǐng)域研究的對(duì)象大都具有多學(xué)科性,如生物信息學(xué)、生命科學(xué)、納米醫(yī)學(xué)、計(jì)算生物學(xué)等。組織多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)是科學(xué)研究取得突破性進(jìn)展的主要形式,多學(xué)科交叉融合能夠產(chǎn)生出富有創(chuàng)造性思維方式和創(chuàng)新性研究成果。醫(yī)學(xué)科研方式的變革特點(diǎn)決定了醫(yī)學(xué)科研管理必須隨之變革,打破舊的管理模式,建立新的醫(yī)學(xué)科研管理運(yùn)行機(jī)制。
1.4科研管理創(chuàng)新是醫(yī)學(xué)科研主體素質(zhì)提升的需要
知識(shí)創(chuàng)新造就了一批高素質(zhì)的醫(yī)學(xué)科研人員,面對(duì)醫(yī)學(xué)管理的高素質(zhì)對(duì)象,醫(yī)學(xué)科研管理工作必須不斷創(chuàng)新和發(fā)展,以滿足管理對(duì)象對(duì)高質(zhì)量管理的要求??梢詮恼?、法規(guī)上加強(qiáng)對(duì)科研管理的新引導(dǎo),建立科研管理創(chuàng)新評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,營(yíng)造有利于醫(yī)學(xué)科研創(chuàng)新的文化氛圍和硬件要求。
2科研管理人員是實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)科研管理體系創(chuàng)新的主體
2.1科研管理者的綜合素質(zhì)
醫(yī)學(xué)科研管理是醫(yī)學(xué)和管理學(xué)的交叉學(xué)科,科研管理人員不但要具備醫(yī)學(xué)專業(yè)知識(shí),還要掌握現(xiàn)代科學(xué)管理理論和方法,把科研管理從服務(wù)性、事務(wù)性工作,拓展到指導(dǎo)學(xué)科發(fā)展的高度[1]。科研管理人員必須具備較高的政策水平和理論修養(yǎng),熟悉并掌握國(guó)家整體科技規(guī)劃,為確定學(xué)科發(fā)展方向提出切實(shí)可行的建議;還應(yīng)具有開拓精神和創(chuàng)新意識(shí)、超前的信息運(yùn)用和決策能力、超強(qiáng)的組織協(xié)調(diào)和公關(guān)能力,才能持續(xù)提高管理水平和工作效率。
2.2科研管理者的創(chuàng)新意識(shí)
醫(yī)學(xué)科研管理人員的創(chuàng)新意識(shí)是產(chǎn)生創(chuàng)造性思維和實(shí)現(xiàn)管理創(chuàng)新的前提條件。創(chuàng)新意識(shí)在醫(yī)學(xué)科研管理創(chuàng)新行為構(gòu)成中起到了極為重要的作用,它決定了醫(yī)學(xué)科研管理人員創(chuàng)新性思維的形成和創(chuàng)新性成果質(zhì)量的高低。創(chuàng)新意識(shí)為科研管理創(chuàng)新的具體實(shí)施奠定基礎(chǔ)。
2.3科研管理者的創(chuàng)新能力
科研管理人員的知識(shí)能力結(jié)構(gòu)是產(chǎn)生管理創(chuàng)新意識(shí)的基礎(chǔ)條件,合理的知識(shí)能力結(jié)構(gòu)一般涵蓋對(duì)新事物敏銳的洞察能力和系統(tǒng)分析能力、對(duì)科研活動(dòng)基本規(guī)律的把握能力、對(duì)各學(xué)科發(fā)展前沿的信息收集分析能力、對(duì)科研發(fā)展方向的科學(xué)預(yù)測(cè)能力、對(duì)課題攻關(guān)研究的組織協(xié)調(diào)能力等。
3科研管理創(chuàng)新的思路
3.1構(gòu)建促進(jìn)科技創(chuàng)新的政策平臺(tái)
科技政策在科技活動(dòng)中起著導(dǎo)向作用,同時(shí)也起著保證、協(xié)調(diào)和激勵(lì)作用。在構(gòu)建科技政策平臺(tái)中,要注入創(chuàng)新的理念,以實(shí)現(xiàn)管理創(chuàng)新推動(dòng)科技創(chuàng)新為目的,通過體制改革、制度創(chuàng)新、優(yōu)化創(chuàng)新環(huán)境,調(diào)動(dòng)廣大科技人員的積極性和創(chuàng)造性,激發(fā)科技創(chuàng)新的能力。醫(yī)院要發(fā)展,必須首先建立能夠促進(jìn)科技創(chuàng)新的科技政策平臺(tái)[2]。圍繞科技創(chuàng)新,結(jié)合醫(yī)院實(shí)際情況,天津醫(yī)院制定了切實(shí)可行的管理制度。如《天津醫(yī)院科研項(xiàng)目管理規(guī)定》、《天津醫(yī)院科研項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)管理辦法》、《天津醫(yī)院專利項(xiàng)目管理辦法》、《科研成果轉(zhuǎn)讓的獎(jiǎng)勵(lì)辦法》、《天津醫(yī)院科技工作獎(jiǎng)勵(lì)暫行管理辦法》等。制度的建立不僅保證了醫(yī)院良好的科研秩序,而且也使科研計(jì)劃進(jìn)入一個(gè)良性循環(huán)。
3.2“以人為本”激發(fā)科技人員的內(nèi)在創(chuàng)造力
“以人為本”是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的全新管理理念,就是把人才看做第一資源,把人才管理作為第一要?jiǎng)?wù)[3]。首先,要建設(shè)一支結(jié)構(gòu)優(yōu)化、精干高效、富有活力的科研隊(duì)伍,要重視科研隊(duì)伍的整體建設(shè),一流的創(chuàng)新目標(biāo)只有靠一流的創(chuàng)新隊(duì)伍才能實(shí)現(xiàn)。其次,要滿足科研人員的個(gè)體需求,各項(xiàng)管理制度和措施都要順應(yīng)人性,尊重每個(gè)人的人格和尊嚴(yán),關(guān)注被管理者的情感體驗(yàn),充分發(fā)揮情商對(duì)智商的支持和促進(jìn)作用。在發(fā)展需求方面,為每個(gè)人提供開發(fā)潛能、激發(fā)創(chuàng)造力的條件,使每個(gè)人都能健康發(fā)展、實(shí)現(xiàn)自己的人生價(jià)值,使一流的科技人才脫穎而出。
3.3全面引入“競(jìng)爭(zhēng)激勵(lì)”機(jī)制
引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,建立和完善激勵(lì)機(jī)制,可以激發(fā)科技人員創(chuàng)新的熱情和積極性。因此,要建立起重業(yè)績(jī)、重貢獻(xiàn)、向優(yōu)秀科技人才傾斜、自主靈活的激勵(lì)機(jī)制[4]。進(jìn)一步完善科技獎(jiǎng)勵(lì)制度、健全知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和成果轉(zhuǎn)讓制度,擴(kuò)大單項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)范圍,提高總體獎(jiǎng)勵(lì)力度,以鼓勵(lì)創(chuàng)新人才科研發(fā)現(xiàn)、技術(shù)發(fā)明和技術(shù)創(chuàng)新。
3.4加大科技投入,激發(fā)內(nèi)在活力
為實(shí)現(xiàn)科研創(chuàng)新,必須加大科技投入力度,以激發(fā)其內(nèi)在活力。天津醫(yī)院把年收入的1%做為醫(yī)院的科技投入。主要用于:①院級(jí)課題的啟動(dòng),每年招標(biāo)立項(xiàng)8-10項(xiàng);②高新技術(shù)的開展;③對(duì)局級(jí)以上的課題經(jīng)費(fèi)給與同等匹配;④科技獎(jiǎng)勵(lì);⑤科技支撐條件的改善。由于加大了科技投入,科研環(huán)境得到顯著改善,極大地激發(fā)了醫(yī)務(wù)人員投身科研活動(dòng)的積極性。
3.5建立開放的科研交流與合作平臺(tái)
加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)外醫(yī)院、高校、科研單位的合作,以科技項(xiàng)目為依托,共同申報(bào)高層次的縱向課題,共同承接大規(guī)模的橫向課題,加強(qiáng)科技信息的交流,是提高科技人員科研創(chuàng)新能力、拓寬創(chuàng)新思路的基本途徑。醫(yī)院只有建立開放、誠(chéng)信的科研合作平臺(tái),才能匯集科技人才,提高醫(yī)院自身科研創(chuàng)新水平。每周5為天津醫(yī)院的學(xué)術(shù)活動(dòng)時(shí)間,不定期邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)、外知名專家學(xué)者來院講學(xué),介紹骨科領(lǐng)域最新進(jìn)展,及時(shí)捕捉最新動(dòng)態(tài),為科技人員搭建了信息交流平臺(tái)。鼓勵(lì)科技人員積極參加國(guó)際學(xué)術(shù)交流和短期專題研修,不斷提高科技人員在國(guó)際舞臺(tái)的科技競(jìng)爭(zhēng)力[4]。
篇10
關(guān)鍵詞:翻轉(zhuǎn)課堂;細(xì)胞生物學(xué);實(shí)驗(yàn);自主學(xué)習(xí)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)04-0241-03
長(zhǎng)期以來,普通高校飽受傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式影響,過度關(guān)注教師課堂主體作用的發(fā)揮,忽略學(xué)生的學(xué),學(xué)生自主性學(xué)習(xí)的積極性不高,學(xué)習(xí)效率偏低。翻轉(zhuǎn)課堂(Flipped Classroom)相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)模式以課堂講授、課外練習(xí)和解決問題為主要教學(xué)方法而言,更強(qiáng)調(diào)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的模式。翻轉(zhuǎn)課堂具有許多優(yōu)點(diǎn):高度自主的學(xué)習(xí)環(huán)境;更加關(guān)注對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)以及課堂探究和交流活動(dòng)的組織;學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒能被很好地調(diào)動(dòng)起來,更益于對(duì)知識(shí)的內(nèi)化,能在較短的時(shí)間內(nèi)完成知識(shí)目標(biāo)。按照《細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程目標(biāo)要求與PBL教學(xué)模式在細(xì)胞生物學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用,以“植物細(xì)胞DNA制備與顯示技術(shù)”實(shí)驗(yàn)為研究課例,以問題導(dǎo)向?yàn)榍腥朦c(diǎn),以學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為學(xué)習(xí)目標(biāo),實(shí)施了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改革實(shí)踐,探索基于PBL的自主學(xué)習(xí)過程與效果評(píng)價(jià)方式。
一、基于PBL法的“植物細(xì)胞DNA制備與顯示技術(shù)”教學(xué)設(shè)計(jì)
1.教學(xué)目標(biāo)分析。一般而言,實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo):①傳承實(shí)驗(yàn)知識(shí),實(shí)踐對(duì)理論知識(shí)的理解和驗(yàn)證;②提高實(shí)踐理性,就是指與我們的行動(dòng)和選擇有關(guān)的理性;③實(shí)踐策略:為什么要這么做?培養(yǎng)學(xué)生反思、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力;④生成實(shí)踐智慧,即以實(shí)踐為目的的能夠指導(dǎo)實(shí)踐行動(dòng)的理性能力。《細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程目標(biāo)包括三個(gè)層次:①知識(shí)目標(biāo)層次,主要是細(xì)胞生物學(xué)理論知識(shí)、研究方法、實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)與掌握。②能力目標(biāo)層次,主要是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器設(shè)備的正確使用,學(xué)會(huì)并應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)主要實(shí)驗(yàn)技術(shù),如細(xì)胞化學(xué)組分的分離與鑒別、細(xì)胞結(jié)構(gòu)組分的顯示與定位、細(xì)胞融合等。③文化素質(zhì)目標(biāo)層次,主要闡釋科學(xué)技術(shù)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的促進(jìn)作用,對(duì)學(xué)生人生觀、價(jià)值觀培養(yǎng)的作用,關(guān)注科學(xué)、社會(huì)、人類發(fā)展問題的意識(shí)。根據(jù)課程目標(biāo),“植物細(xì)胞DNA制備與顯示技術(shù)”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)目標(biāo)分為:掌握孚爾根反應(yīng)、Brachet反應(yīng)和SDS堿變性法和CTAB法提取植物DNA原理的知識(shí)目標(biāo);學(xué)會(huì)運(yùn)用孚爾根反應(yīng)和Brachet反應(yīng)原理完成植物細(xì)胞內(nèi)DNA定位顯示技術(shù)、DNA提取技術(shù)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、論文撰寫的能力目標(biāo);關(guān)注轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)社會(huì)的影響以及對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展理性思考的文化素質(zhì)目標(biāo)。
2.實(shí)驗(yàn)改革方案設(shè)計(jì)與實(shí)施。PBL以問題為導(dǎo)向,以主動(dòng)學(xué)習(xí)為主,設(shè)置問題情景,通過學(xué)習(xí)者的自主探究與合作來解決問題,形成解決問題的技能,達(dá)到自主學(xué)習(xí)能力的提升。而翻轉(zhuǎn)課堂并不只是“視屏錄制”,而是一種“有效的課堂管理”,且更適用于有學(xué)習(xí)自覺性、能夠做好課前功課的大學(xué)生。本課例的實(shí)驗(yàn)改革方案設(shè)計(jì)與實(shí)施植入了PBL法的“問題設(shè)置”、“問題解決”、“能力拓展”翻轉(zhuǎn)課堂模式,形成學(xué)習(xí)資源搜集、課前自主學(xué)習(xí)與合作實(shí)驗(yàn)探究、課堂討論與答疑、課后能力拓展和反饋與評(píng)價(jià)的“五段學(xué)習(xí)法”。(1)學(xué)習(xí)資源搜集。主要是教師提供給學(xué)生的課前學(xué)習(xí)資料,如微課程、視頻、文本材料、PPT等。同時(shí),引導(dǎo)學(xué)生查閱各類研究課題的最新進(jìn)展,及時(shí)補(bǔ)充更新網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源。(2)以“問題設(shè)置”為前提的課前自主學(xué)習(xí)與合作實(shí)驗(yàn)探究。植物細(xì)胞DNA的細(xì)胞化學(xué)顯示方法有哪些?如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并實(shí)施?如何用瓊脂糖凝膠電泳顯示植物細(xì)胞DNA?通過“問題設(shè)置”,將學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)完成課前自主學(xué)習(xí)與合作實(shí)驗(yàn)探究。①自主學(xué)習(xí)先行。充分利用課程學(xué)習(xí)資源,通過觀看視頻、閱讀資料等方式完成課前自主學(xué)習(xí),通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提交作業(yè),達(dá)到知識(shí)的內(nèi)化。②小組合作學(xué)習(xí)。由教師提出實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)任務(wù)書,明確小組合作學(xué)習(xí)的任務(wù),讓學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。③實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。學(xué)生利用開放實(shí)驗(yàn)室分小組自主完成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。④實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施。各小組按照自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,利用實(shí)驗(yàn)室資源,分工協(xié)作,在課余時(shí)間自主完成實(shí)驗(yàn)。利用Feulgen染色技術(shù)、Brachet染色技術(shù)、瓊脂糖凝膠電泳等技術(shù)顯示DNA的存在。有實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程的詳細(xì)記錄的實(shí)施步驟與結(jié)果分析,并撰寫實(shí)驗(yàn)論文。學(xué)生提出新的需要答疑的問題。(3)以“問題解決”為核心的“課堂討論與答疑”。①小組課堂討論完善實(shí)驗(yàn)方案。根據(jù)課前小組完成實(shí)驗(yàn)方案的具體情況組織討論。②利用翻轉(zhuǎn)課堂討論、交流,解決新的問題。學(xué)生提出各種疑難問題,如洋蔥根尖臨時(shí)裝片,中期分裂相細(xì)胞偏少,染色體分散度差,難以計(jì)數(shù),進(jìn)而影響核型分析;基因組DNA降解嚴(yán)重,電泳呈彌散狀等,教師組織大家討論。③課堂答疑。解決實(shí)驗(yàn)過程中存在的小組內(nèi)解決不了的疑難問題,在實(shí)驗(yàn)課上協(xié)作完成。如根尖制片的中期分裂相細(xì)胞偏少是因?yàn)楦馊〔臅r(shí)間把握不好;染色體分散度不高是因?yàn)閴浩牧Χ劝盐詹缓茫籇NA提取過程中的基因組DNA降解嚴(yán)重,電泳呈彌散狀是因?yàn)樘崛∵^程中低溫研磨、離心上清液或沉淀的取用等操作不規(guī)范所致。④教師根據(jù)學(xué)生講解和討論內(nèi)容進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和個(gè)別指導(dǎo),使學(xué)生形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。在這一環(huán)節(jié),實(shí)驗(yàn)教師扮演主導(dǎo)的角色,學(xué)生則是學(xué)習(xí)的主體,學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、相互協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,參與課堂討論。(4)以“三拓展”為目標(biāo)的能力培養(yǎng)。①思維能力。通過開展轉(zhuǎn)基因技術(shù)的辯論,激發(fā)學(xué)生對(duì)“轉(zhuǎn)基因技術(shù)利弊”的思考,實(shí)現(xiàn)思維能力拓展。②設(shè)計(jì)能力。通過考核“植物細(xì)胞DNA制備與顯示技術(shù)”實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施效果,引導(dǎo)學(xué)生修改完善實(shí)驗(yàn)方案,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力拓展。③自主學(xué)習(xí)能力。教師收集、上傳與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的拓展學(xué)習(xí)資料,結(jié)合自主學(xué)習(xí)考核,實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)(技能)的鞏固和自主學(xué)習(xí)能力拓展。(5)反饋與評(píng)價(jià)。①基于自主學(xué)習(xí)考核的翻轉(zhuǎn)課堂過程性評(píng)價(jià)。根據(jù)學(xué)生在“學(xué)習(xí)資源搜集”、“課前自主學(xué)習(xí)與合作實(shí)驗(yàn)探究”、“課堂討論與答疑”、“課后能力拓展”階段中的表現(xiàn)進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。如網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)時(shí),針對(duì)文獻(xiàn)閱讀回答問題,如果回答不正確無(wú)法進(jìn)行下一步;小組討論記錄;課堂小組PPT展示。小組實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)包括:實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理;用品、步驟,如洋蔥根尖培養(yǎng)、取材固定、稀酸解離、黑暗環(huán)境染色、壓片、觀察;注意事項(xiàng);實(shí)驗(yàn)記錄;結(jié)果分析。過程性評(píng)價(jià)成績(jī)占總成績(jī)30%。②基于論文寫作考核的翻轉(zhuǎn)課堂評(píng)價(jià)。論文內(nèi)容包括摘要、前言、材料與方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、討論、參考文獻(xiàn)等幾部分。論文成績(jī)按評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。論文成績(jī)占總成績(jī)20%。③基于實(shí)驗(yàn)操作技能考核的終結(jié)性評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)技能考核成績(jī)采用綜合評(píng)定方法確定,主要考核實(shí)驗(yàn)基本操作、儀器使用,考核要點(diǎn)主要包括儀器操作、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)操作步驟、關(guān)鍵操作點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等。實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)占總成績(jī)50%。考核評(píng)價(jià)方法采取自我評(píng)價(jià)(占技能考核成績(jī)的20%)、小組成員互評(píng)(占技能考核成績(jī)的30%)、教師評(píng)價(jià)(占技能考核成績(jī)的50%)相結(jié)合。
二、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革取得的效果
1.學(xué)生層面。(1)自主學(xué)習(xí)能力得到提升。課前學(xué)生的自主學(xué)習(xí),時(shí)間靈活,目的性強(qiáng)。通過翻轉(zhuǎn)課堂高效地完成知識(shí)的傳授和能力的訓(xùn)練,實(shí)現(xiàn)了生生、師生互動(dòng)交流,促進(jìn)了知識(shí)的內(nèi)化與吸收,兼顧了不同層次學(xué)生的需求。通過學(xué)習(xí)資源搜集及課前自主學(xué)習(xí),學(xué)生的資料查閱能力提高、知識(shí)面擴(kuò)大、協(xié)作意識(shí)和能力增強(qiáng)。課堂答疑及討論階段,幾乎每個(gè)同學(xué)都參與問題的解答、討論、交流、互動(dòng),極大增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自信心,自主學(xué)習(xí)能力得到提升。(2)課外科技大賽取得可喜成果。生物技術(shù)專業(yè)有3名同學(xué)獲得河北省2015年大學(xué)生挑戰(zhàn)杯課外科技大賽一等獎(jiǎng);6名同學(xué)獲得大賽二等獎(jiǎng);7名同學(xué)獲得大賽三等獎(jiǎng)。(3)技能考核評(píng)價(jià)采取自我評(píng)價(jià)、小組成員互評(píng)及教師評(píng)價(jià)三個(gè)環(huán)節(jié),提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、實(shí)驗(yàn)操作能力及分析解決問題的能力。
2.教師層面。(1)教學(xué)改革成果明顯。完成河北省高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目1項(xiàng),《系統(tǒng)論視域下新建地方本科院校生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系的改革與實(shí)踐》(2012GJJG206),邯鄲學(xué)院綜合改革與轉(zhuǎn)型發(fā)展四級(jí)項(xiàng)目3項(xiàng)(1412010,15sjf162,15sjt1012)。(2)《細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)并得以實(shí)踐。利用邯鄲學(xué)院網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái),建設(shè)了生物技術(shù)、生物科學(xué)兩個(gè)專業(yè)的《細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》網(wǎng)絡(luò)課程,教師負(fù)責(zé)完成網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的上傳,如自主學(xué)習(xí)資源、“N+2”考核及標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)習(xí)論壇、問卷調(diào)查等。學(xué)生上傳自主學(xué)習(xí)作業(yè)。(3)通過實(shí)施《細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革,要求教師發(fā)揮主導(dǎo)作用,具備相關(guān)的知識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、組織能力等,促進(jìn)了教師業(yè)務(wù)素質(zhì)的提升。
三、對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的反思
1.反思。(1)翻轉(zhuǎn)課堂模式中,學(xué)生需要花費(fèi)更多的準(zhǔn)備時(shí)間,部分學(xué)生對(duì)新的教學(xué)模式的接受度不高。翻轉(zhuǎn)課堂可以嘗試,但不能常試。(2)在小組活動(dòng)中,有的小組分工不太合理,個(gè)別學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)操作能力也有待提高,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)完成的貢獻(xiàn)度有差異。(3)教師指導(dǎo)實(shí)踐活動(dòng)的能力需要進(jìn)一步提升。
2.對(duì)策。(1)提高學(xué)生參與自主學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。精心選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,借鑒“慕課”教學(xué)模式在傳授知識(shí)、互動(dòng)交流、自主學(xué)習(xí)等方面的優(yōu)勢(shì),選擇學(xué)生關(guān)注的問題進(jìn)行討論,實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)能力的提煉升華。(2)對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)儀器操作技術(shù)等方面的訓(xùn)練,完善實(shí)驗(yàn)方案,開展實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的過程性考核。(3)引導(dǎo)教師積極參加企業(yè)實(shí)踐鍛煉,提升實(shí)踐創(chuàng)新能力,成為“雙師雙能型”教師。
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The Reflection and Reformation of the Flipped Classroom in the "Cell Biology Experimental" Teaching
LI Zhi-liang,XING Hao-chun,YE Jia
(College of Life Science and Engineering,Handan College,Handan,Hebei 056005,China)