曹睿 葛伟娜 吴彤 宋小明

摘 要：基因组学是在基因组水平上研究基因组结构和功能的一门科学。其研究内容涉及当今生命科学的热点，随着大数据时代的到来，它已成为现代生命科学研究的前沿。因此，培养具有基因组学知识的人才也将是高校生命学院培养人才的重点方向。为适应新形势下的教学要求，本文从研究性教学的角度出发，结合传统教学和创新性教学手段，对课堂教学模式进行了合理改进。以期提高教学质量，方便学生及时掌握最新研究进展，更好的培养高水平人才。

关键词：基因组学;教学;个性化改革;人才培养

基因组学是随着人类等基因组计划的完成，独立形成的一门重要的生物学科，该学科研究生物基因组信息的开发和利用，通过系统分析相关信息和数据，试图解决生物、医学和工业领域的重大问题。医学生物信息学和生物分子组学这两个专业都是生物学、数学、统计学、计算机科学等学科交叉形成的新兴的边缘科学^[1]。它们围绕生物学问题，基于基因组、转录组、蛋白组、代谢组等大规模数据的获取和分析，对各种生物大分子的功能、结构、进化、相关性、互作性等数据进行搜集、储存、整理计算和分析，为生物学不同方向的发展提供全方位的支持^[2]。基因组学课程正是通过学习数据分析的理念、掌握数据分析的方法和技术，从而发现数据背后隐藏的医学和生物学规律，解释医学和生物学问题的一门学科^[3]，基因组学这门课程是医学生物信息学和生物分子组学的核心课程，是一门必须掌握的理论和技术。由于它是一门比较新的学科，又具有全新的研究思路和策略，且在不断更新发展，故该课程的教学有其特有的模式。因此，我系教学团队针对该课程的特殊性，开展了基因组学课程改革探索。

一、传统与现代教学相结合的教学方式

课堂是在校学生学习的主要场所，课堂教学方法的改革应该放在重要的位置。我们采用的是传统与现代教学相结合的教学手段。

（一）传统教学

虽然现代教学手段被大量应用在课堂上，但不能完全代替传统教学。首先，传统的教学模式更加人性化，便于学生消化吸收;其次，在教学动画还不充分的情况下，应用成熟的传统教学方法：比如边画流程图边讲解的方式，比单纯放一张流程图更生动、更直接;此外，实验基本技能的学习更离不开教师的示教和手把手的指导。

（二）多媒体教学

除使用自制的幻灯片和自拍教学片外，还利用大量的英文教学课件，包括动画、录像等辅助教学。

（三）网络教学

我们正在研制基因组学分析网站，将基因组分析中常用的软件集合到一个网站，同时我们还将基因组学中相关的最新研究进展制作成网页，配合教学使用，达到理论和实践的统一，真正做到學以致用。此外，我们充分利用学校建立的超星泛雅网络教学平台进行该课程的建设。

（四）多功能实验室

实验室建立了独立的运算服务器，每个学生有各自的登录账号，可以随时登录进行学习和练习，教师可以查看每位学生的运算情况，及时对学生进行指导，同时学生可以随时通过计算机和教师沟通，这样一种人性化的教学方式，提高了学生的动手操作能力和解决科研问题的能力。

（五）开设第二课堂

鼓励学生尽早参与导师的课题，同时，授课期间，学生可以随时去各实验室参观和见习，比如，在学习基因组测序相关知识时，学生随时可以到测序实验室观摩，这样做的目的主要是使学生加深对理论知识的理解，使干巴巴的理论变成看得见摸得着的具体过程。

（六）互动-讨论式教学

挑选最新且最有代表性的基因组学前沿进展，通过Seminar的形式，使学生课前预习，制作PPT，课堂上进行讲解，然后学生分组进行讨论并提出问题，由主讲学生进行解答，最后，由老师进行点评和总结。通过这样的形式，既使学生们掌握了科学研究进展，也锻炼了学生阅读文献的能力，有效的实现了教学与科研的互相促进。

二、开展基因组学个性化教学探索

为了体现课程特点和教学风格，我们开展新型教学方法的创新与探究，同时，在教学过程中解读最新基因组学前沿科技成果，与学生进行讨论式教学。

（一）PBL教学

以问题为基础学习（problem-based learning）的教学方法是目前被广泛认同的一种医学课程模式，它是将问题作为基本因素，将课程的内容相互联系起来^[4]，使学生在不断的提出问题和解决问题中完成学习，并实现教学目标，这种方法在培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生自主学习能力，并养成终生学习习惯方面具有极大的促进作用^[5]。

那么这种方法在基因组学这门课程中是否适合呢？基因组学在内容上我们按数据的采集、分析这两大模块将问题逐渐分解成若干小问题，如基因组测序的方法有哪些？采集到的基因组数据格式有几种？基因组作图方法有几种？为什么要绘制基因组的物理图谱和基因图谱？基因组数据分析的常用方法有哪些？诸如此类等等。然后先让学生们通过解决小问题，掌握每个知识点的主要内容，等小的问题解决后，抛给他们一个大一点的生物学问题，比如如何对玉米进行测序，测序后的数据怎样组装。这样让他们将小的知识点融入到生物学问题，从而将知识与能力结合起来，前后融会贯通，知识不再是记忆的产物，能力也将得到迅速提升，最为重要的是，他们掌握了自主学习的能力和方法，这是研究生培养的一个重要内容。

（二）网络教学

基因组学很重要的一部分内容是数据的搜集和分析，因此它用到最多的实验仪器就是计算机。在信息化时代，最为广泛的资源就是网络，因此，将网络和教学通过计算机联系起来，会扩大教学的地点、空间和资源。

目前，我们已经建立了具有独立运算服务器的实验室，并且在校园网实现随时随地登录服务器进行练习和实验，我们正在努力将其建设成一个在校外也可以登录供学生使用的服务平台，这样学生可以随时随地复习、练习课堂上学到的知识，同时，教师也可以通过这个平台发布一些与授课相关的内容，如最新的前沿进展，最火热的科研问题等等，供学生们课后练习使用。

近年来，基因组学，尤其是人类基因组学、农作物基因组学、蛋白组学、大脑连接组学的研究获得了快速发展，成为整个生命科学学科发展创新的最重要的推动力^[6]。因此，具有基因组学知识的人将是新时代最需要的人才。通过上述教学措施，提高了学生学习的积极性和实践能力，同时，也做到了科研与教学相辅相成。在今后的教学实践中，通过经验积累，我们会不断完善、创新基因组学的教学工作，希望对各位老师有所裨益。

参考文献

[1] 黄飞飞，舒坤贤.基因组学教学改革的思考与实践[J].中国电力教育，2012（35）：36-37.

[2] 柏文琴，郜刚.基因组学教学改革与实践[J].微生物学通报，2012，39（6）：848-852.

[3] 吕占军，王秀芳，谢英，等.医学基因组学教学中创新和实践能力的培养[C].中国遗传学会、首都师范大学、安徽师范大学.高等院校遗传学教学改革探索.中国遗传学会、首都师范大学、安徽师范大学：中国遗传学会，2010：79-81.

[4] 张子良，远黄，熊太农.PBL教学法在我国医学教育中的应用及存在问题[J].求知导刊，2017（12）：134.

[6] 郭刚，邹全明.面对基因组时代临床微生物学教学改革势在必行[J].中国高等医学教育，2001（3）：46-47.