生物信息學(xué)范文10篇

摘要：在生物信息學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中引進(jìn)推薦系統(tǒng)，提出具有個(gè)性化服務(wù)的生物信息學(xué)網(wǎng)站模型，完成生物信息學(xué)推薦系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，體現(xiàn)出推薦系統(tǒng)在生物信息學(xué)中使用的必要性和優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：推薦系統(tǒng)；生物信息學(xué)

推薦系統(tǒng)(RecommenderSystem)[1]是個(gè)性化信息服務(wù)的主要技術(shù)之一，它實(shí)現(xiàn)的是“信息找人，按需服務(wù)”；通過對(duì)用戶信息需要、興趣愛好和訪問歷史等的收集分析，建立用戶模型，并將用戶模型應(yīng)用于網(wǎng)上信息的過濾和排序，從而為用戶提供感興趣的資源和信息。生物信息學(xué)(Bioinformatics)[2,3]是由生物學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)相互交叉所形成的一門新型學(xué)科；其實(shí)質(zhì)是利用信息科學(xué)的方法和技術(shù)來解決生物學(xué)問題。20世紀(jì)末生物信息學(xué)迅速發(fā)展，在信息的數(shù)量和質(zhì)量上都極大地豐富了生物科學(xué)的數(shù)據(jù)資源，而數(shù)據(jù)資源的急劇膨脹需要尋求一種科學(xué)而有力的工具來組織它們，基于生物信息學(xué)的二次數(shù)據(jù)庫[4]能比較好地規(guī)范生物數(shù)據(jù)的分類與組織，但是用戶無法從大量的生物數(shù)據(jù)中尋求自己感興趣的部分（著名的生物信息學(xué)網(wǎng)站NCBI(美國國立生物技術(shù)信息中心)，僅僅是小孢子蟲(Microsporidia)的DNA序列就達(dá)3399種），因此在生物二次數(shù)據(jù)庫上建立個(gè)性化推薦系統(tǒng)，能使用戶快速找到自己感興趣的生物信息。特別是在當(dāng)前生物信息數(shù)據(jù)量急劇增長的情況下，生物信息學(xué)推薦系統(tǒng)將發(fā)揮強(qiáng)大的優(yōu)勢。

1推薦系統(tǒng)的工作流程

應(yīng)用在不同領(lǐng)域的推薦系統(tǒng)，其體系結(jié)構(gòu)也不完全相同。一般而言，推薦系統(tǒng)的工作流程[5]如圖1所示。

(1)信息獲取。推薦系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)是用戶信息。用戶信息包括用戶輸入的關(guān)鍵詞、項(xiàng)目的有關(guān)屬性、用戶對(duì)項(xiàng)目的文本評(píng)價(jià)或等級(jí)評(píng)價(jià)及用戶的行為特征等，所有這些信息均可以作為形成推薦的依據(jù)。信息獲取有兩種類型[6]，即顯式獲取(Explicit)和隱式獲取(Implicit)，由于用戶的很多行為都能暗示用戶的喜好，因此隱式獲取信息的準(zhǔn)確性比顯式高一些。

［摘要］探討將哲學(xué)原理融入生物信息學(xué)課堂教學(xué)，不僅可以激發(fā)學(xué)生興趣和掌握知識(shí)，而且可以幫助學(xué)生樹立正確的世界觀和方法論。課題組在融入過程中始終貫穿以人為本、唯物辯證、知行合一的理念，運(yùn)用馬克思主義哲學(xué)原理完善生物信息學(xué)教學(xué)理論，使晦澀抽象的理論轉(zhuǎn)化為學(xué)生可感知的、易于接受的、指導(dǎo)實(shí)踐的知識(shí)架構(gòu)體系。

［關(guān)鍵詞］哲學(xué)；生物信息學(xué)；融入生物信息學(xué)

作為新興學(xué)科，其理論的產(chǎn)生、發(fā)展和完善蘊(yùn)含著豐富的馬克思主義哲學(xué)思想。哲學(xué)作為關(guān)于一切運(yùn)動(dòng)最普遍規(guī)律的學(xué)科，對(duì)高等教育和生命科學(xué)領(lǐng)域復(fù)雜問題的解決，顯示出了強(qiáng)大生命力[1-3]。哲學(xué)是人類思維的高度概括和總結(jié)，其原理可以滲透到生物信息學(xué)教學(xué)的各個(gè)章節(jié)和領(lǐng)域。就當(dāng)前國內(nèi)而言，哲學(xué)與其他一級(jí)學(xué)科的融合發(fā)展尚未引起足夠重視[3]，生物信息學(xué)教材中也未出現(xiàn)哲學(xué)術(shù)語。筆者結(jié)合三年教學(xué)實(shí)踐，認(rèn)為生物信息學(xué)課程雖為理科教育，但教學(xué)改革過程中穿插引入哲學(xué)思維至關(guān)重要，自覺滲透哲學(xué)原理，將有助于開拓學(xué)生視野和優(yōu)化學(xué)生思維。筆者提出，教師要重視哲學(xué)思維，善用哲學(xué)方法。在總結(jié)生物信息學(xué)課堂教學(xué)不足的基礎(chǔ)上，下面從三方面對(duì)哲學(xué)原理融入課堂教學(xué)展開論述。

一、生物信息學(xué)課堂教學(xué)現(xiàn)狀和難題

生物信息學(xué)是生物學(xué)和信息學(xué)的交叉科學(xué)，包含了對(duì)各種組學(xué)數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、非編碼RNA組、表觀遺傳組、代謝組、宏基因組等）的獲取、處理、存儲(chǔ)、分發(fā)、分析等以及生物系統(tǒng)層面的解讀，綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的各種工具，來闡明和理解大量數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義[4]。課程理論教學(xué)內(nèi)容包括生物數(shù)據(jù)庫及其信息檢索、序列比對(duì)與分子進(jìn)化、核酸序列分析、蛋白質(zhì)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)分析、基因組信息學(xué)、蛋白質(zhì)組信息學(xué)等；實(shí)踐教學(xué)引入了常用生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用、核酸和蛋白質(zhì)序列的比對(duì)分析、DNA序列的信息學(xué)和功能分析、蛋白質(zhì)序列分析和結(jié)構(gòu)預(yù)測、常用生物軟件的應(yīng)用、綜合實(shí)驗(yàn)等。學(xué)好本課程，準(zhǔn)確找出與疾病有關(guān)的生物標(biāo)志物，就是在實(shí)現(xiàn)和滿足人民對(duì)美好生活的向往。當(dāng)前國內(nèi)外頂尖的自然科學(xué)研究，一定是定量科學(xué)（干實(shí)驗(yàn)）與實(shí)驗(yàn)科學(xué)（濕實(shí)驗(yàn)）并駕齊驅(qū)、相輔相成的一種研究模式。伴隨著高通量生物技術(shù)的快速發(fā)展和后基因組時(shí)代的到來，生物信息學(xué)課程在國內(nèi)多所高校紛紛開設(shè)，成為生物學(xué)本科生必須掌握的基本知識(shí)和核心技能。借鑒各兄弟院校的課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)[5-8]，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)生物信息學(xué)課堂教學(xué)目前面臨的難題主要有三方面：（1）大多偏重于結(jié)論性知識(shí)的傳授，很少關(guān)注理論產(chǎn)生的哲學(xué)內(nèi)涵和思維。（2）課程對(duì)教師的授課水平和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力要求較高，學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)差，遠(yuǎn)不能適應(yīng)生物信息學(xué)教學(xué)的需要[9]。（3）課程大都處于摸索和起步階段，教材內(nèi)容不夠全面，實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例不足[10]。深入學(xué)習(xí)貫徹育人育才思想是新時(shí)代教育工作和教師工作的重中之重。從課程理論創(chuàng)新角度看，通過哲學(xué)原理從不同角度融入生物信息學(xué)課堂教學(xué)可以夯實(shí)高校育人育才思想根基和滿足學(xué)科發(fā)展需要[11]。

二、馬克思主義哲學(xué)原理融入課程教學(xué)改革的實(shí)現(xiàn)路徑

計(jì)算機(jī)技術(shù)和人類基因組計(jì)劃的發(fā)展，應(yīng)運(yùn)而生了一門新興的學(xué)科——生物信息學(xué)，該學(xué)科包含了兩個(gè)交叉領(lǐng)域的工作：用于建立現(xiàn)代生物學(xué)所需信息系統(tǒng)框架（支持生物學(xué)的信息管理系統(tǒng)、分析工具和通訊網(wǎng)絡(luò)）的研究開發(fā)工作，即傳統(tǒng)意義上的生物信息學(xué)（bioinformatics）；旨在理解基本生物學(xué)問題的基于計(jì)算的研究工作，即計(jì)算生物學(xué)（computationalbiology）。生物信息學(xué)和基因組研究（BioinformaticsandGenomeResearch）系列會(huì)議于1990年開始舉辦，1997年6月11~12日在美國加州舊金山舉辦了第六屆國際生物信息學(xué)和基因組研究年會(huì)，年會(huì)的主要議題包括正在出現(xiàn)的新技術(shù)、基因的功能分析、新的數(shù)據(jù)工具和制藥先導(dǎo)的基因和蛋白質(zhì)發(fā)現(xiàn)[1]。現(xiàn)將有關(guān)內(nèi)容簡介如下：

一、正在出現(xiàn)的技術(shù)

Klingler(Lncytepharmaceuticals,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Incytepharmaceuticals對(duì)大規(guī)模基因組數(shù)據(jù)和生物信息學(xué)的貢獻(xiàn)。

Lipshutz(Affymetrix,Santaclara,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)檢測和多態(tài)性篩選方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人類基因組的測序。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。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(UniversityofPennsylvaniaSchoolofMedicine,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。

[論文關(guān)鍵詞]生物信息學(xué)生命科學(xué)

[論文摘要]生物信息學(xué)是80年代以來新興的一門邊緣學(xué)科，信息在其中具有廣闊的前景。伴隨著人類基因組計(jì)劃的勝利完成與生物信息學(xué)的發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系，生物信息學(xué)的發(fā)展為生命科學(xué)的發(fā)展為生命科學(xué)的研究帶來了諸多的便利，對(duì)此作了簡單的分析。

一、生物信息學(xué)的產(chǎn)生

21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，伴隨著人類基因組計(jì)劃的勝利完成，與此同時(shí)，諸如大腸桿菌、結(jié)核桿菌、啤酒酵母、線蟲、果蠅、小鼠、擬南芥、水稻、玉米等等其它一些模式生物的基因組計(jì)劃也都相繼完成或正在順利進(jìn)行。人類基因組以及其它模式生物基因組計(jì)劃的全面實(shí)施，使分子生物數(shù)據(jù)以爆炸性速度增長。在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，按照摩爾定律飛速前進(jìn)的計(jì)算機(jī)硬件，以及逐步受到各國政府重視的信息高速公路計(jì)劃的實(shí)施，為生物信息資源的研究和應(yīng)用帶來了福音。及時(shí)、充分、有效地利用網(wǎng)絡(luò)上不斷增長的生物信息數(shù)據(jù)庫資源，已經(jīng)成為生命科學(xué)和生物技術(shù)研究開發(fā)的必要手段，從而誕生了生物信息學(xué)。

二、生物信息學(xué)研究內(nèi)容

（一）序列比對(duì)

摘要：隨著自然科學(xué)、生命科學(xué)研究進(jìn)入迅猛發(fā)展階段，開設(shè)生物技術(shù)專業(yè)的地方農(nóng)業(yè)高校逐步增多，而“生物信息學(xué)”是吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)的核心課程，是生命科學(xué)與大數(shù)據(jù)信息發(fā)展過程中的重要課程。本文針對(duì)吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)的生物信息學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，分析和總結(jié)了教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的主要問題，嘗試從教材的選用、教學(xué)方法及教學(xué)改進(jìn)三個(gè)方面對(duì)生物信息學(xué)教學(xué)體系的改革提出建議，希望對(duì)生命科學(xué)體系的教學(xué)改革提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)專業(yè)；生物信息學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)改革

生物信息學(xué)（Bioinformatics）是隨著人類基因組計(jì)劃完成，越來越多物種的全基因組測序計(jì)劃開啟。生物信息學(xué)又是一門集數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)于一體的綜合性學(xué)科，是從海量生物學(xué)數(shù)據(jù)信息中獲取、處理、存儲(chǔ)、解析和闡述等，并利用數(shù)學(xué)和計(jì)算科學(xué)來解析生命科學(xué)奧秘的交叉學(xué)科。它是當(dāng)今生命科學(xué)和自然科學(xué)的前沿領(lǐng)域之一，也是21世紀(jì)生物技術(shù)的核心領(lǐng)域，具有前沿性新、交叉性廣、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)[1]。因此，地方農(nóng)業(yè)研究型高校開設(shè)的生物技術(shù)專業(yè)會(huì)將生物信息學(xué)課程作為人才培養(yǎng)方案中的核心課程，以滿足生物技術(shù)行業(yè)對(duì)人才的迫切需要。在生物技術(shù)專業(yè)的課程中，生物信息學(xué)是生物技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)核心課，是基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的紐帶與橋梁課程，是成為生物技術(shù)專業(yè)教師開展科研工作的重要工具，也是生物專業(yè)本科生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)提升專業(yè)技能途徑。生物信息學(xué)要學(xué)好，本科學(xué)生要有扎實(shí)的植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等基礎(chǔ)生物學(xué)知識(shí)，但由于地方農(nóng)業(yè)院校基礎(chǔ)課程教學(xué)相對(duì)薄弱，學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)較為匱乏，同時(shí)教師多以傳統(tǒng)的“講解式”和“啟發(fā)式”教學(xué)方法為主，教學(xué)內(nèi)容緊湊且進(jìn)度快，實(shí)驗(yàn)操作較少，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)“生物信息學(xué)”課程時(shí)聽不懂、記不住、學(xué)不好，直接影響并降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。本文針對(duì)吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)的生物信息學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，分析和總結(jié)了教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的主要問題，從教學(xué)方法、課程內(nèi)容和考核方式等幾個(gè)角度進(jìn)行教學(xué)模式的探討，以期在今后的教學(xué)環(huán)節(jié)取得更好的教學(xué)效果，提升學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣。

1地方農(nóng)業(yè)高校生物信息學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀與存在問題

生物信息學(xué)是一門集多學(xué)科知識(shí)體系綜合交叉性強(qiáng)的前沿學(xué)科，對(duì)該課程的專業(yè)教師要求儲(chǔ)備較強(qiáng)的生物科學(xué)知識(shí)和計(jì)算科學(xué)知識(shí)，還要將科學(xué)前沿知識(shí)與課程教育相融合，更要建立系統(tǒng)的完善的生物信息學(xué)知識(shí)板塊，這些都導(dǎo)致地方農(nóng)業(yè)高校缺乏生物信息學(xué)師資隊(duì)伍，并影響我國農(nóng)業(yè)生物信息學(xué)教育快速發(fā)展。1.1教學(xué)資源匱乏，教學(xué)內(nèi)容過于陳舊。近些年，生物信息學(xué)發(fā)展速度較快，但地方農(nóng)業(yè)高等院校開設(shè)時(shí)間相對(duì)較晚，課程設(shè)置內(nèi)容單一、課程的建設(shè)方面投入較少。生物信息學(xué)是一門新興學(xué)科，學(xué)科發(fā)展時(shí)間較短，缺少豐富的多媒體資源、教學(xué)視頻、精品課等重要的教學(xué)資源，使其教學(xué)資源稀缺匱乏。同時(shí)，使用的教材和教學(xué)內(nèi)容過于陳舊，不能滿足學(xué)科的快速發(fā)展，更不能及時(shí)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的更新。1.2學(xué)生專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)差，理論功底不扎實(shí)。地方農(nóng)業(yè)院校的學(xué)生在知識(shí)儲(chǔ)備和數(shù)據(jù)分析能力上與綜合性大學(xué)理工科學(xué)生存在差距。生物信息學(xué)課程理論性較強(qiáng)，地方農(nóng)業(yè)高校學(xué)生在數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)和專業(yè)英語等基礎(chǔ)知識(shí)方面不夠扎實(shí)，對(duì)生物信息學(xué)涉及的核心原理、應(yīng)用算法等內(nèi)容難以理解和消化，這些因素導(dǎo)致地方農(nóng)業(yè)高校學(xué)生接受生物信息學(xué)課程的重要知識(shí)點(diǎn)存在較大困難，從而使部分學(xué)生的學(xué)習(xí)效果較差，不能靈活運(yùn)用所學(xué)。1.3教學(xué)模式單一，學(xué)時(shí)少。目前，國內(nèi)的生物信息學(xué)依舊是講授式的傳統(tǒng)教學(xué)模式，以理論講授為主體，實(shí)驗(yàn)操作為輔助，以課堂為中心進(jìn)行“滿堂灌”式教育，從而導(dǎo)致缺乏突出生物信息學(xué)課程特點(diǎn)的新式教學(xué)模式。以一般地方農(nóng)業(yè)高校的生物信息學(xué)課程總學(xué)時(shí)32學(xué)時(shí)，理論教學(xué)為24學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)僅為8學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)數(shù)較少，理論基礎(chǔ)講解不透徹，實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容簡單，對(duì)學(xué)生感興趣和具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的軟件無法進(jìn)一步操作和實(shí)踐應(yīng)用。

2地方農(nóng)業(yè)高校生物信息學(xué)教學(xué)模式的改革建議

【摘要】在“雙一流”高校建設(shè)背景下，將思想政治教育融入到生物信息學(xué)不僅是實(shí)現(xiàn)高校立德樹人教育目標(biāo)的重要舉措，也是推動(dòng)生物信息學(xué)課程改革，構(gòu)建“雙向增效”課堂體系的重要手段。生物信息學(xué)“課程思政”建設(shè)必須要立足于新時(shí)代人才培養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)，遵循學(xué)生的學(xué)情，依托重慶郵電大學(xué)大數(shù)據(jù)優(yōu)勢，創(chuàng)新生物信息學(xué)“課程思政”的考核方法，以此提升高校人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】生物信息學(xué);課程思政;工匠精神;課程教學(xué)

在2016年召開的全國思想政治工作會(huì)議中指出:要把思想政治工作貫穿于教育教學(xué)的全過程，堅(jiān)持立德樹人，將各類課程與思想政治課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)［1］。生物信息學(xué)是利用應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)的方法研究生物學(xué)的問題，生物信息學(xué)主要是分子生物學(xué)與信息技術(shù)的結(jié)合體，其屬于多學(xué)科相互滲透和高度交叉形成的學(xué)科，也是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的基礎(chǔ)課程。隨著生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是2020年爆發(fā)的病毒肺炎疫情暴露出當(dāng)前生物信息學(xué)研究的重要性，同時(shí)也對(duì)高校學(xué)生提出了新的要求，要求其不僅要具有專業(yè)的知識(shí)體系，還要具備創(chuàng)新、鉆研的精神。因此在新時(shí)代環(huán)境下高校要構(gòu)建生物信息學(xué)思想課程體系，以此培養(yǎng)高質(zhì)量的生物信息學(xué)人才。

一、《生物信息學(xué)》思想政治課程教學(xué)目標(biāo)

“課程思政”是專業(yè)課程與思想政治教育的有效結(jié)合，其主要是通過對(duì)專業(yè)課程所蘊(yùn)含的思想政治資源進(jìn)行充分挖掘整理，根據(jù)思想政治內(nèi)涵與專業(yè)知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行重新整合，以此將課程教學(xué)聚焦于全方位育人上面。《生物信息學(xué)》是一門工具課，采用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)以及計(jì)算機(jī)等方法分析生物學(xué)、生物物理學(xué)數(shù)據(jù)的一種綜合學(xué)科，生物信息學(xué)的主要任務(wù)就是處理生物學(xué)數(shù)據(jù)。生物信息學(xué)數(shù)據(jù)處理是一項(xiàng)非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鳎枰獙W(xué)生要嚴(yán)格按照生物信息數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，因此要求學(xué)生具有扎實(shí)的鉆研意識(shí)和吃苦耐勞的精神。隨著生物大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，該課程的重要性日益突出，但是在實(shí)踐教學(xué)中普遍存在中學(xué)生專業(yè)性和技術(shù)性的培養(yǎng)，而忽視探索精神、創(chuàng)新精神以及核心價(jià)值觀等思想教育的融入，導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用綜合素質(zhì)不高，因此在《生物信息學(xué)》課程教學(xué)中構(gòu)建思想政治教育資源，并建立與之對(duì)應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)專業(yè)課“知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)相結(jié)合”的教學(xué)目標(biāo)。(一)引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的“三觀”意識(shí)，提高“四個(gè)認(rèn)識(shí)”。多次強(qiáng)調(diào)高校是思想政治教育的主陣地，“四個(gè)認(rèn)識(shí)”是高校思想政治教育的主要目的。在新時(shí)代高校人才培養(yǎng)中，構(gòu)建專業(yè)課思想政治體系是新時(shí)代高校教育的最終目標(biāo)，在《生物信息學(xué)》課程建設(shè)中通過融入思想政治內(nèi)容是引導(dǎo)學(xué)生樹立正確“三觀”的重要舉措。《生物信息學(xué)》是一門工具性課程，需要學(xué)生在平時(shí)的實(shí)踐操作中鍛煉自己的實(shí)踐能力，同時(shí)生物信息學(xué)是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼n程，需要學(xué)生處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)，這就要求學(xué)生必須要具有扎實(shí)的鉆研精神。因此構(gòu)建思政課程則可以在生物信息教學(xué)過程中有目的地引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)觀念，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲芯瘢瑵M足為了研究和開發(fā)崗位的要求。(二)凝練大國工匠精神，培養(yǎng)專注型人才。《生物信息學(xué)》突出實(shí)踐研究創(chuàng)新，其與工匠精神具有內(nèi)在的密切聯(lián)系性:一方面在突出科技強(qiáng)國戰(zhàn)略的下，《生物信息學(xué)》是創(chuàng)新型生物科技人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)課程，諸多內(nèi)容知識(shí)是現(xiàn)代工匠人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。而思想政治教育的核心就是增強(qiáng)學(xué)生的愛國情懷，積極投入到新時(shí)代中國建設(shè)中。工匠精神是民族發(fā)展的動(dòng)力，因此《生物信息學(xué)》是凝練大國工匠精神，培養(yǎng)專注型人才的基礎(chǔ)課程。(三)用辯證思維為專業(yè)創(chuàng)新提供內(nèi)驅(qū)力，提升學(xué)生的職業(yè)創(chuàng)新精神。《生物信息學(xué)》是生物專業(yè)的一門基礎(chǔ)性學(xué)科，其主要是讓學(xué)生掌握針對(duì)基因如何進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、計(jì)算機(jī)軟件分析其序列、可能的結(jié)構(gòu)和功能。隨著生物信息技術(shù)的不斷發(fā)展，要求學(xué)生必須要樹立職業(yè)創(chuàng)新精神。例如2020年爆發(fā)的病毒肺炎就屬于一種新型的基因種類，人類在戰(zhàn)疫情中必須要主動(dòng)作為，掌握其規(guī)律以及基因排序等，以此加快研究出疫苗的速度。而這就需要相關(guān)研究人員要具備創(chuàng)新精神和鉆研精神。生物學(xué)是相互矛盾的學(xué)科，是在不斷發(fā)展中發(fā)展的，因此在具體的教學(xué)中通過與辯證思維的結(jié)合能夠引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用辯證的思維去學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)，去攻克生物難題［2］。

二、《生物學(xué)信息學(xué)》“課程思政”教學(xué)的方法途徑

摘要：在現(xiàn)代分子生物學(xué)與生物醫(yī)藥研究全面融合及借此產(chǎn)生的生物醫(yī)藥大數(shù)據(jù)背景下，對(duì)不同專業(yè)的醫(yī)藥類碩士研究生開展生物信息學(xué)通識(shí)教育很有必要。然而，廣東藥科大學(xué)生物信息學(xué)課程尚未形成固定的教學(xué)模式和課程內(nèi)容。基于該課程內(nèi)容更新快、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，在碩士研究生培養(yǎng)過程中，對(duì)該課程教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行探索與實(shí)踐，為高素質(zhì)醫(yī)藥類碩士研究生的培養(yǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)時(shí)代；醫(yī)藥類碩士研究生；生物信息學(xué)；通識(shí)教育

與現(xiàn)代分子生物學(xué)全面融合是當(dāng)前生物醫(yī)藥發(fā)展的顯著特征。隨著各種高通量測序技術(shù)和儀器分析技術(shù)的不斷發(fā)展，生物醫(yī)藥研究數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸式增長。常見的大鼠、小鼠等模式動(dòng)物和人類自身研究數(shù)據(jù)，包括基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)、脂質(zhì)組學(xué)和糖組學(xué)等多組學(xué)數(shù)據(jù)以及小分子結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)、化合物活性與毒性、蛋白結(jié)構(gòu)與活性位點(diǎn)、藥物代謝等大規(guī)模實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等已成為人類疾病和藥物研發(fā)的基礎(chǔ)資源，同樣也是醫(yī)藥類碩士研究生學(xué)習(xí)和開展課題研究必需的參考資料。面對(duì)海量的數(shù)據(jù)資源，以生物醫(yī)藥大數(shù)據(jù)研究為核心的生物信息學(xué)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為現(xiàn)代生物醫(yī)藥研究不可或缺的支撐。生物信息學(xué)作為一門發(fā)展迅速的交叉學(xué)科，其概念對(duì)許多研究生而言并不陌生，但對(duì)其核心研究內(nèi)容和常用的研究方法、技術(shù)，大家卻知之甚少[1-2]。結(jié)合當(dāng)下生物醫(yī)藥大數(shù)據(jù)時(shí)代特征，嘗試將生物信息學(xué)列為醫(yī)藥類碩士研究生的通識(shí)教育課程，并在研究生培養(yǎng)過程中進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，現(xiàn)將一些體會(huì)整理如下，以期讓醫(yī)藥類碩士研究生得到更好的發(fā)展。

1生物信息學(xué)通識(shí)教育的教學(xué)內(nèi)容

生物信息學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫種類繁多，功能各異，面向生物醫(yī)藥研究的各個(gè)領(lǐng)域，但最核心的依然是各種類型的生物大分子序列（DNA、RNA、蛋白質(zhì)）信息。在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，了解和認(rèn)識(shí)當(dāng)前主要的數(shù)據(jù)平臺(tái)和分析工具，掌握數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、整理分析的常用方法，將會(huì)給生物醫(yī)藥研究提供豐富的知識(shí)借鑒，這也是醫(yī)藥類碩士研究生應(yīng)該具備的基本科研素養(yǎng)之一。在生物信息學(xué)通識(shí)教育課教學(xué)實(shí)踐中，我們將“網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)的認(rèn)識(shí)”作為基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容，其包括：（1）美國國立生物技術(shù)信息中心NCBI的GenBank國際核酸序列數(shù)據(jù)庫；（2）U－niprot蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫；（3）HMDB代謝物數(shù)據(jù)庫；（4）METLIN（ScrippsResearchInstitute）代謝物質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫等。上述數(shù)據(jù)平臺(tái)大多對(duì)全球科研工作者、教育工作者以及學(xué)生等提供免費(fèi)服務(wù)，是醫(yī)藥類碩士研究生教育和科研極好的網(wǎng)絡(luò)資源。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)工具的選擇與學(xué)習(xí)也是生物信息學(xué)通識(shí)教育的核心內(nèi)容之一。生物信息學(xué)領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)工具種類繁多，對(duì)于基本生物信息學(xué)的分析，包括核酸序列中基因的發(fā)現(xiàn)、酶切位點(diǎn)和開放閱讀框分析、編碼蛋白理化性質(zhì)預(yù)測、二級(jí)結(jié)構(gòu)分析、信號(hào)肽分析、蛋白質(zhì)保守結(jié)構(gòu)域分析、跨膜區(qū)預(yù)測、亞細(xì)胞定位預(yù)測和三維同源建模等均有較多的在線工具。在教學(xué)過程中，我們主要對(duì)歐洲生物信息學(xué)研究所和丹麥技術(shù)大學(xué)生物信息學(xué)中心等提供的在線分析程序進(jìn)行了介紹。此外，也將一些常用離線分析軟件，例如Mega6、DNAMAN8、BioEdit等進(jìn)行了簡單介紹。除此之外，對(duì)于可免費(fèi)獲取的生物信息學(xué)深度學(xué)習(xí)軟件，例如MetaboAnalyst3.0、Cytoscape3.6.0以及OmicShare，也進(jìn)行了初步介紹。另外，對(duì)于與生物信息學(xué)發(fā)展密不可分的R語言的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，我們也向?qū)W生做了簡單介紹。當(dāng)然，生物信息學(xué)發(fā)展日新月異，各種新工具層出不窮，教學(xué)內(nèi)容不可能全都涉及，而作為一門面向碩士研究生的通識(shí)教育課程，主要是希望起到一個(gè)引導(dǎo)作用，培養(yǎng)碩士研究生相關(guān)方面的基本知識(shí)素養(yǎng)。

2生物信息學(xué)通識(shí)教育的教學(xué)方法

摘要：生物學(xué)在發(fā)展過程中，靈活應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以有效的促使學(xué)科創(chuàng)新發(fā)展，完善學(xué)科自身的不足之處，并通過計(jì)算技術(shù)促使人們加強(qiáng)對(duì)生物信息學(xué)的認(rèn)知，進(jìn)而充分發(fā)揮出該技術(shù)自身的作用，滿足當(dāng)前時(shí)代的需求。基于此，作者結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)生物信息學(xué)中的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，以供相關(guān)工作人員參考。

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué)；計(jì)算機(jī)技術(shù)；創(chuàng)新發(fā)展

生物信息學(xué)概念在二十世紀(jì)九十年代被提出，屬于當(dāng)前的一種新興學(xué)科，其自身的實(shí)質(zhì)是利用當(dāng)前的信息科學(xué)、數(shù)理知識(shí)、理論觀點(diǎn)以及其他內(nèi)容等進(jìn)行生命現(xiàn)象研究，進(jìn)而明確生物學(xué)科自身的本質(zhì)內(nèi)涵，以滿足當(dāng)前實(shí)際的需求。例如，在研究生物遺傳物質(zhì)DNA時(shí)，靈活利用計(jì)算機(jī)，對(duì)其實(shí)際的序列、結(jié)構(gòu)等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行整理，從根本上提升研究效率。

1計(jì)算機(jī)技術(shù)在生物信息學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

生物信息學(xué)在研究過程中，受自身的數(shù)據(jù)信息逐漸增多影響，傳統(tǒng)的研究逐漸難以記錄與觀察學(xué)科信息，需要靈活的應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，促使學(xué)科研究合理高效，滿足當(dāng)前實(shí)際的需求。例如，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，促使當(dāng)前生物學(xué)科的檢索、存儲(chǔ)、查詢、觀察、處理等相關(guān)的研究過程高效，幫助研究人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的分析，從大量的數(shù)據(jù)中找尋出生物信息學(xué)蘊(yùn)藏的規(guī)律，并通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行合理的模擬，建立模型觀察研究，加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，帶動(dòng)學(xué)科積極發(fā)展。現(xiàn)階段，信息技術(shù)在生物信息學(xué)中的應(yīng)用較為普遍，例如，人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、平行計(jì)算技術(shù)以及生物計(jì)算等相關(guān)等等，促使現(xiàn)階段的生物信息學(xué)突破現(xiàn)有的研究瓶頸，如，進(jìn)行有效的模式識(shí)別，促使研究出現(xiàn)增長點(diǎn)，促使相關(guān)的領(lǐng)域知識(shí)逐漸分解簡化，為人類的發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)。以實(shí)際的生物信息學(xué)DNA研究為基礎(chǔ)，在研究時(shí)，可以靈活應(yīng)用現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)的圖像處理技術(shù)，通過建立完善的三維模型，完成基因的測序工作，明確其中的核苷酸排列，促使三維結(jié)構(gòu)清晰，為研究人員提供良好的研究方法、方向以及思路，促使學(xué)科發(fā)展。在發(fā)達(dá)的美國、日本、歐洲等地，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行生物信息學(xué)研究更為先進(jìn)，其技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，而相對(duì)來說，雖然我國已經(jīng)取得不俗的成績，但與世界的先進(jìn)水平仍存在一定的差距[1]。

2計(jì)算機(jī)技術(shù)在生物信息學(xué)中的應(yīng)用是學(xué)科發(fā)展的必然

摘要：在生物信息學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中引進(jìn)推薦系統(tǒng)，提出具有個(gè)性化服務(wù)的生物信息學(xué)網(wǎng)站模型，完成生物信息學(xué)推薦系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，體現(xiàn)出推薦系統(tǒng)在生物信息學(xué)中使用的必要性和優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：推薦系統(tǒng)；生物信息學(xué)

推薦系統(tǒng)(RecommenderSystem)[1]是個(gè)性化信息服務(wù)的主要技術(shù)之一，它實(shí)現(xiàn)的是“信息找人，按需服務(wù)”；通過對(duì)用戶信息需要、興趣愛好和訪問歷史等的收集分析，建立用戶模型，并將用戶模型應(yīng)用于網(wǎng)上信息的過濾和排序，從而為用戶提供感興趣的資源和信息。生物信息學(xué)(Bioinformatics)[2,3]是由生物學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)相互交叉所形成的一門新型學(xué)科；其實(shí)質(zhì)是利用信息科學(xué)的方法和技術(shù)來解決生物學(xué)問題。20世紀(jì)末生物信息學(xué)迅速發(fā)展，在信息的數(shù)量和質(zhì)量上都極大地豐富了生物科學(xué)的數(shù)據(jù)資源，而數(shù)據(jù)資源的急劇膨脹需要尋求一種科學(xué)而有力的工具來組織它們，基于生物信息學(xué)的二次數(shù)據(jù)庫[4]能比較好地規(guī)范生物數(shù)據(jù)的分類與組織，但是用戶無法從大量的生物數(shù)據(jù)中尋求自己感興趣的部分（著名的生物信息學(xué)網(wǎng)站NCBI(美國國立生物技術(shù)信息中心)，僅僅是小孢子蟲(Microsporidia)的DNA序列就達(dá)3399種），因此在生物二次數(shù)據(jù)庫上建立個(gè)性化推薦系統(tǒng)，能使用戶快速找到自己感興趣的生物信息。特別是在當(dāng)前生物信息數(shù)據(jù)量急劇增長的情況下，生物信息學(xué)推薦系統(tǒng)將發(fā)揮強(qiáng)大的優(yōu)勢。

1推薦系統(tǒng)的工作流程

應(yīng)用在不同領(lǐng)域的推薦系統(tǒng)，其體系結(jié)構(gòu)也不完全相同。一般而言，推薦系統(tǒng)的工作流程[5]如圖1所示。

(1)信息獲取。推薦系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)是用戶信息。用戶信息包括用戶輸入的關(guān)鍵詞、項(xiàng)目的有關(guān)屬性、用戶對(duì)項(xiàng)目的文本評(píng)價(jià)或等級(jí)評(píng)價(jià)及用戶的行為特征等，所有這些信息均可以作為形成推薦的依據(jù)。信息獲取有兩種類型[6]，即顯式獲取(Explicit)和隱式獲取(Implicit)，由于用戶的很多行為都能暗示用戶的喜好，因此隱式獲取信息的準(zhǔn)確性比顯式高一些。

摘要：結(jié)合近年來的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)本科開設(shè)生物信息學(xué)課程的必要性以及在教學(xué)過程中的體會(huì)進(jìn)行了初步探討，具體闡述了在教學(xué)內(nèi)容安排和教學(xué)方法設(shè)計(jì)上的經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)識(shí)，為該專業(yè)生物信息學(xué)課程建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)；生物信息學(xué)；課程教學(xué)

近年來，生物信息學(xué)在各醫(yī)藥院校越來越受到重視，多所院校相繼在研究生教學(xué)中開設(shè)了生物信息學(xué)課程[1]。而對(duì)于醫(yī)學(xué)本科層次是否需要開設(shè)生物信息學(xué)課程這一問題，雖然目前各方面的觀點(diǎn)不一，但是已經(jīng)有一些院校開始進(jìn)行嘗試。目前醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)（五年制，畢業(yè)時(shí)授予醫(yī)學(xué)學(xué)士學(xué)位）已調(diào)整為醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)（四年制，畢業(yè)時(shí)授予理學(xué)學(xué)士學(xué)位），而生物信息學(xué)作為一門新課程，在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)（技術(shù)）專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)中的作用正日益受到關(guān)注，逐步被某些院校選擇作為必修課或者選修課。

一、開設(shè)課程的必要性

空前繁榮的生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)的產(chǎn)出，及其蘊(yùn)含的重大生命奧秘的揭示，將決定現(xiàn)代生命科技和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)研發(fā)的高度，決定人們對(duì)疾病的認(rèn)識(shí)和掌控能力，也將對(duì)主導(dǎo)生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、注釋、分析全過程，解決生命密碼的關(guān)鍵手段———現(xiàn)代生物信息學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶來前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[2]。對(duì)于醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生而言，通過學(xué)習(xí)生物信息學(xué)，從而掌握利用各種網(wǎng)絡(luò)信息資源來檢索和獲取生物信息數(shù)據(jù)，并選擇和使用各種生物信息學(xué)軟件來分析數(shù)據(jù)。在當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代，這方面的知識(shí)和技能的培養(yǎng)對(duì)于醫(yī)學(xué)生今后從事醫(yī)學(xué)科研工作是非常重要的。因此，在醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生中開設(shè)生物信息學(xué)課程非常必要。我校從2010年開始將生物信息學(xué)設(shè)置為研究生教學(xué)的必修課；從2013年開始在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)中開設(shè)生物信息學(xué)選修課，自2015年開始轉(zhuǎn)為醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)。在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)中開設(shè)生物信息學(xué)課程，能夠?yàn)樵搶I(yè)學(xué)生的臨床和科研方面的素質(zhì)積累提供必要的支持，更重要的是增強(qiáng)了在醫(yī)學(xué)和信息科學(xué)交叉領(lǐng)域解決問題的技能，其意義幾乎等同于在研究生教學(xué)中的設(shè)課意義。

二、教學(xué)內(nèi)容的安排