生物信息學專業大學排名集合3篇

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生物信息學專業大學排名3篇

生物信息學專業大學排名篇1

生 物 信 息 學 論 文

論文題目

PBL教學法在生物信息學課程教學中的應用與實踐

指導老師： 谷峻

學生姓名： 呂曉瑩

學 號： 20112501092

院 系： 生命科學學院

專 業： 生物科學

撰寫時間： 2014年4月

摘要：PBL Problem-Based Leaming)，即基于問題學習，是由美國神經病學教授Barrows首創并于1969年在加拿大的麥克馬斯特大學醫學院試行的一種新的教學方法。PBL 的基本特點是以教師為引導，以學生為中心，通過解決問題來學習，與傳統的以學科為基礎，以教師為中心的教學方法相比有很大的不同。本論文通過對照PBL 教學理念和生物信息學課程理論，來探究PBL 教學法在生物信息學課程教學中應用與實踐，為提高生物信息學課程教學質量提供一種可行方法。

關鍵詞：PBL 教學法，生物信息學，應用與實踐

1 前言

生物信息學是20世紀90年代由多種學科知識相互滲透、融合而興起的一門用數理和信息科學的觀點、理論以及方法去研究生命現象、組織和分析呈現指數增長的生物醫學數據的一門學科，具有開放性、發展性、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，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。

目前, 國內的生物信息學教學基本沿用以“ 教師講授為主” 的傳統教學模式。以課堂為中心、以理論教學為主, 進行“滿堂灌” 式教育, “ 照本宣讀” 的方式也比較常見。缺乏與生物信息學交叉前沿性特點相適應的型教學模式。同時，實驗教學比較單一, 常以驗證性為目的, 有些甚至成為了“ 文獻檢索”課程, 缺乏和專相適應的綜合性、設計性實驗。現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新、創業能力培養，以保證人才培養質量。在這種情況下，傳統的教學模式已與當前社會快速發展的局面格格不入，迫切需要變革。因此，為激發學生的學習積極性和教學參與熱情，探索先進的教學法以革新生物信息學的教學內容及考核方式等顯得尤為重要。其中，以PBL 為例的教學法在生物信息學課程教學應用與實踐中取得了良好的課程教學效果。

2 PBL 教學法的優勢

2.1 PBL 教學順應時代的發展

當今社會是信息時代, 生物學不斷發展, 知識不斷更新, 老師要講的內容越來越多, 學生要讀的書越來越厚, 授課內容與課時不相適應的矛盾非常突出, 且教學雙方負擔過重, 教學效果難以保證, 這種填鴨式的傳統教學越來越無法適應信息社會的要求, 這就要求學生在接受人類已有的科學知識基礎上, 著重培養創造能力, 學會自己尋找知識和創造知識的本領。而PBL 教學模式能明顯減少說教式教學和學習負擔, 既能加強學生獨立學習，又能減輕教師的教學負擔，順應了時代的發展。

2.2 有利于培養學生主動學習的能力和形成雙向交流

傳統的教學模式是以學科為基礎, 教師課堂講解為主, 教學內容進度和方法均由老師決定，其

對象是學生整體, 容易忽視單一個體的學習興趣、能力及個性特征, 學生始終處于被動地接受知識的地位, 不利于主動學習能力的培養。而PBL 教學法打破傳統的界限, 采取以“學生為中心、問題為核心”的教育方式。在教師的整體把握和指導下, 學生充分運用現代化科技手段如教材、圖書館、錄像、模型、文獻檢索系統、電腦學習軟件、網絡以及多媒體等多種形式進行自學。課堂上,PBL模式強調學生主動參與學習, 從而大大提高學習效果和長期記憶的形成。從教學的角度來看, 指導老師長期與同一小組學生接觸,了解學生的興趣和個性特點, 重視學生的個體差異, 更便于在學習過程中做到有的放矢的指導, 形成雙向交流的新型師生關系。

2.3 解決理論與實際脫節的矛盾，注重實用性知識的傳播

傳統的教學模式對每一單門課程的教學均有較大的深度和廣度,由于是以縱向知識體系展開教學, 特定學科的知識結構相對全面和系統, 這是比PBL 模式優越的地方。但是,傳統的教學模式難以調動學生將該門學科和關系密切的相關學科進行橫向聯系學習, 導致基礎理論學習和實際操作學習脫節。而且, 傳統模式下學習被動, 傾向于形成短期記憶, 隨著時間延長, 內容消退, 導致進行實際操作時, 必需得把既往相關知識重新溫習。PBL 模式側重于實用性知識的傳授和能力的培養, 更好地在實際中進行操作和應用。

2.4 注重團隊精神和協作能力的培養

傳統模式下的大堂授課，教師和每個學生是互相獨立的教學關系，學生之間是相對獨立的學習個體， 學生對課堂傳授內容的掌握程度，很大程度上取決于學員本身學習的積極性和學習能力，學生之間無協作學習的必要性。然而生物信息學教育是實踐性很強的學科教育，在實踐過程中，大多數的實際操作需要組員配合方能完成。PBL 模式下，小組學習是主要的學習環境和教學形式, 以學生小組為單位進行小組學習, 教師在傳授知和技能后, 學生相互切磋學習, 然后共同探討分析學習任務，教師點評小組作業成果，帶領學生分析問題。通過上述學習互動過程, 潛移默化培養了學生的團隊學習理念, 并且有助于學生建立協作的集體觀念, 而且在學習過程中互相更正或糾正有助于引導出教學模塊所包涵的科學性, 也就是讓學生知其然的同時亦知其所以然, 做到糾正一個錯誤, 全部學員受益。

2.5 評估體系科學，能準確評估教學績效

傳統的教學模式是在整門課程進行的中段及結束后進行統一考試，由于授課過程較長，有的課程甚至是跨學期教學，學生在這種模式下養成短期記憶習慣，易造成學生學了后面忘前面，于是考試前臨時抱佛腳，不利于正確評價學生的真實水平。而PBL 模式的考核, 可根據每次討論會上學生發言的次數、質量及資料復習、書面報告進行綜合評估, 從基本概念、解決問題的能力、方法、思路以及討論活躍程度等方面考查, 在一個學習模塊結束后, 進行客觀的學習水平考核。這種分散的主題考試和最終的綜合考試相結合、主觀和客觀以及定性和定量相結合的評估體系, 科學地判斷了PBL 教學績效, 與課程的進

行形成良性循環，激勵學生在下一個主題模塊的學習中更加投入，從而進一步加強學習效果。

3 PBL 教學法在生物信息學教學中的實際應用

3.1 建立學生學習小組

小組學習是PBL 教學模式的重要環節, 生物信息學實驗課主要在計算機上進行實際操作, 且需要網絡環境支持, 所訪問的生物學網站和使用的軟件工具都是英文的, 學生需具有一定專業英語水平和計算機操作能力。為了達到主動合作的學習目的, 我們根據學生自愿的原則, 同時考慮學生英語和計算機能力, 選擇能力互補、有共同興趣的學生, 組成不同的學習小組, 一般以三四人為一組，使學生們協作完成學習任務。

3.2 明確教學目標，布置實質性任務

在每一單元開始學習前, 教師明確學習目標, 對學生提出具體要求, 使學生明白有關的基本概念及專業術語, 隨之布置實質性的學習任務,目的是讓學生通過完成任務來掌握所學的知識點及其在實際操作中的應用。根據生物信息學一般教學內容，可把學習任務分成四個板塊來完成：“生物數據庫識別與理解” 、“ 通過Entrez 和SRS 系統進行生物數據的檢索利用” 、“blast 序列比對” 、“clustalw 多序列比對”。這類問題并無現成答案, 學生須根據小組內組員的興趣和特點，分配不同的任務，通過查閱資料、進行歸納分析、確定實驗步驟、完成任務。例如, 對于“新基因的發現與鑒定” 這項任務, 最終可由如下步驟組成: 利用EST數據庫獲得基因重疊群, 新基因的拼接獲得, 所得基因的性質分析, 啟動子分析, 編碼區分析, 新基因的人工翻譯, 所得蛋白質的功能分析。這些步驟和每一步的實現方法都由學生在已有的知識基礎上, 通過查找文獻、互相討論、探索獲得, 同時教師可給予適當的指導，讓學生最終完成該項任務并寫出任務報告。

3.3 成果匯報和教師評價、反饋

任務完成后，教師安排學生進行集中匯報：一是對任務期間所做的工作、獲得的結果進行報告, 二是對所遇到的問題進行互相交流。之后由指導教師對任務完成過程及結果進行點評，對學生掌握知識的程度及學生的科研、應用能力進行評價, 并對疑難問題作出提示和建議，提出進一步的提高方向。除此之外，鑒于生物信息學都是在臨近畢業時進行的教學, 對于有興趣的學生，教師可引導他們把探究性任務擴展成畢業設計, 進行模塊化分流教學，這樣不僅能加深學生對生物信息學的學習內容的理解，還能充分發揮學生的勞動成果，減輕學生的負擔。

4 PBL 教學法在生物信息學實踐教學中存在的問題及解決辦法

4.1 部分學生不適應新教學模式

部分學生不適應新教學模式，缺乏主動學習和協作精神，學習信息獲取能力及綜合分析能力尚有待進一步。此外，PBL 教學模式在我國高校的應用還不是很普及，學生仍習慣于傳統的教育方式，學習中缺乏主動發現問題和解決問題的積極性和能力。此外，由于PBL 教學模式要求學生本身具有較高的知識水平和實際操作能力，部分學生拿到問題后不知從何下手，不能充分有效地利用網絡等媒體資源；另外一部分學生因計算機操作和英語能力有限, 對PBL 教學模式產生畏難情緒；還有許多學生覺得PBL 教學模式太花費時間, 不能直接地快速地得出問題的答案, 從而對PBL 產生抵觸情緒而不予以合作；更有學生為了快速完成任務, 過分依賴參考書及教師課后總結，而不進行認真仔細討論僅抓住表面現象, 僅僅對問題的某些細節開展膚淺的討論。因此，PBL 教學模式的應用有賴于我國教學改革的深入, 學校應改革傳統的教學方法, 注重培養學生主動學習,合作學習的能力, 提高學生計算機和專業英語水平, 幫助學生克服畏難情緒。

4.2 學校缺乏與PBL 模式匹配的學習資源

許多學校雖然開展了生物信息學的課程，但卻沒有同時提供足夠的與PBL 模式相匹配的生物信息學教案、教材、教學評估體系等學習資源。而PBL 教學模式要求學生必須參考大量的文獻資料, 除了傳統的圖書館內紙質資料, 還需要越來越多的網絡信息資源。因此，建立與PBL 教學模式相匹配的教案、教材、教學評估體系以滿足生物信息學課程教學的需求顯得尤其重要。國外許多大學在線課程學習資源極為豐富, 以荷蘭奈梅亨大學生物信息中心( CMBI )為例, 與生物信息學教學相關的一整套系統的電子課件、學習材料及課程輔導材料、上機實習的練習題等均在網上, 通過該中心的局域網獲得許可的注冊學生隨時可以上網學習, 部分學習材料甚至在網上是公開的。除此之外, 教師還考慮到學生不同的興趣和能力, 設計了不同的實踐問題供學生選擇。目前我國高校中系統的有針對性的網絡電子教學資源還十分匾乏, 尚沒有與PBL 教學模式相匹配的教案、教材、教學評估體系, 這就要求任課教師花費大量的時間和精力設計、制作與課程學習相關的網絡學習資料, 以保障正常教學秩序的順利進行。

4.3 生物信息學課時安排不合理

由于在生物信息學課程教學中, 學生需花費很多時間在網上查詢文獻資料,訪問生物學數據庫，進行在線軟件分析,而這些過程是無法中斷的。但目前許多學校把生物信息學的教學學時安排為每周3節課,而這區區的3節課的教學時間是難以滿足PBL 教學法的要求。建議學校教務部門今后將本課程的理論學習及教學實踐的安排要有一個相對集中的時間, 以保證教學過程的完整性和連續性。

5 綜述

實踐證明, 盡管進行PBL 教學存在著一定的問題和難度, 但相信隨著知識和經驗的積累, PBL 教學法必將成為一種有效果和高效率的教學模式。在我國, 許多醫學院校進行了以PBL 教學法為基礎的教學改革，并取得了一定的成果。要實現全面推進PBL 教學法在生物信息學課程教學中的應用，還有許多工作要做, 比如說，提供足夠的學習資源、合理安排生物信息學課程學時、在小學、中學階段就實行PBL 教學，形成自主學習的一貫性和連續性。我們相信，只要各方面的教育機構能克服困難和阻力，有意識、有目的、有計劃地在高校的生物信息學課程中實現PBL 教學是可行的也是必須的。

致謝 作者衷心感謝導師谷峻老師

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