武巍峰　谢永芳

摘要：随着生命科学的蓬勃发展，生物信息学等专攻生物数据处理、生物大数据分析的学科进入一个新的阶段。培养符合生物信息学的高水平技术人才、全面提高学生的学术水平是保障生命科学发展的一个必要条件。生命科学研究中，海量的大数据的积累，迫切需要生物信息学的分析技能的提高，这需要生命科学的教师充分利用现代化的教学手段，定制合适的教学方法，从而形成符合生命科学专业特色的教学模式。

关键词：生物信息;编程语言;教学改革

生物信息学是研究生物学实验研究中数据的采集、分析、存储、加工、挖掘等各方面内容的学科。它是当前前沿学科之一，是21世纪自然科学的核心领域之一。近年来，随着大数据、人工智能的发展，生物信息学迎来了一个新的发展机遇，同时对学生的专业素养也是一个新的挑战。生物信息学的学科特点决定了不能照搬计算机专业的信息技术类课程的教学理念、教学大纲和教学方式，需要更加凸显信息技术在生物信息中解决问题的优势。在教学中，采用基于目标问题的项目导向式教学理念更加适合生物信息专业学生，在教学中多通过案例教学方式不仅仅可以让学生有更好的学习目标，引导学生以问题为导向，利用所学的信息技术解决在生物学习中遇到的问题，这种方式的运用大大增强了生物信息专业学生的学习信心，促使学生在学习过程中，从被动的知识接收者，转变成为能够发现问题、解决问题并主动学习的知识探索者，教师在该过程中除了承担讲授者的角色外，更多的是引导、启发学生从多角度看待问题，并灵活运用知识解决问题。

在教学方式中，生物信息学的教学要多借鉴信息专业的教学方式，并形成适合本专业发展的教學方式。

多媒体技术丰富教学

现代多媒体技术使得教学中已经不仅仅局限于幻灯片播放演示。充分利用多媒体视频、动画、声音等媒体方法可以在短时间加深学生对学习内容的理解，直观地查看编程语言实际解决问题的方式。例如，在讲述DNA序列比对算法的过程中，采用Html5等技术制作相应的流程动画，并对其关键步骤的分析，显示出相应的代码以及其处理过程，并追踪数据在不同程序的传递过程，加深学生对动态规划算法的理解。这种直接的流程演示，提高了学生的学习积极性，将知识点等信息很自然的融入学生的思维中，为学生建立起编程语言处理过程的直观感念，这是传统教学方式所不能展现的。

构建基于Web的交互式平台

根据生物信息学学生计算机基础较薄弱的特点，构建基于web的交互式学习平台可提供更为丰富的教学资源。学生在登录该平台后，系统会按照学生的学习进度按照由简单到复杂的次序给出一定量的习题，引导学生逐层深入地练习编程开发技术，同时为学生提供良好的正负反馈，提示学生的问题的同时促进学生有更高的学习兴趣。学生可以提交自己的代码脚本，执行并查看执行结果。通过后台脚本对学生代码进行分析，该平台可指明学生代码的错误以及关键性代码提示，如果学生还是未能完成代码，则可点击“答疑”按钮，平台则会显示该习题的详细讲解过程;如果对内容仍不理解，则可以通过“求助”按钮向后台提交请求，再由教师一对一答疑。

数据处理及代码开发过程

在学习编程语言过程中，穿插介绍计算机专业等相关学科的关键点以及教师在实际项目中获得的经验，以完整的项目介绍让学生了解代码开发的流程，即需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试、软件交付、验收、维护。结合生物数据分析的特点，针对性地向学生传授成功的经验及开发中常见的错误和误区，使学生在学习初始阶段就形成良好的开发概念，养成较好的开发习惯，从而在自己开发相关代码的过程中，能够合理地总体规划、更好地进行团队合作等。

分组进行项目开发

在学生掌握了编程语言基础部分的内容后，通过分组合作的形式，将具体的任务布置给学生开发团队，以提高学生分析问题、解决问题以及团队协作的意识和能力。例如，用Python开发蛋白信息的数据库系统，需要学生来负责GUI开发、数据抓取处理、数据库建设及维护等不同的部分，学生需自行讨论任务分配、代码接口、数据组织等，并分别开发相关模块，从而促使学生在项目实践的过程中得到充分锻炼，达到掌握知识的目的。

生命科学的迅猛发展，离不开高水平的复合型人才。生物信息专业在培养学生的过程中，需要根据自己的专业特色、学生的特点，以实际需求出发，以培养高水平人才为目标，运用多种教学方法，提高学生与教师的互动，促使生命科学领域教学水平的发展，培养更多更好的实用性人才。

【本文系重庆邮电大学教育教学改革课题《生物医学基础翻转实验平台建设》（课题编号：XFZX1907）及《乙肝疫苗的制备及乙肝预防》（课题编号：XJKXN2020-05）研究成果之一】

参考文献

[1]陈前军，刘杰，胡昀.云环境下“生物信息学”实验教学课程改革探索与实践[J].教育教学论坛，2020（23）.

[2]王顺才，王弋博.基于MOOC的混合式生物信息学教学模式应用研究[J].西北民族大学学报（自然科学版），2020（3）.

[3]李杨.生物信息学在教学研究课程中的应用与实践[J].冶金管理，2020（15）.

（作者单位：重庆邮电大学生物信息学院）