生物信息学基本概念范文

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关键词：师范教育改革；生物学信息学；课程建设

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）21-0102-02

随着教育的发展，教师体制也不断发生改变，顺应发展的趋势，教师资格证的改革开始不断推进与完善。2012年《国家中长期教育改革和发展规划纲要》精神和教育部部署启动全国中小学和幼儿园教师资格证改革试点工作，2013年《中小学教师资格考试暂行办法》出台并规定：试点启动后入学的师范专业学生申请中小学教师资格应参加教师资格考试。2015年我国正式实施教师资格证国考制度，并实行五年一个周期的注册制度。教师资格证制度的变革是对高师院校实施教学改革的促进同时也是对师范生的挑战。改革制度下更要求提高教师的综合素质和学生能力的培养，而《生物信息学》所具备的专业性与前沿性正是师范教育对学生着重培养的方向与目标。

《生物信息学》是一门交叉学科，包含了对生物信息的获取、加工、存储、分配、分析、解释等在内的所有方面，运用数学、计算机科学和生物学的各种工具阐明和理解大量数据所包含的生物学意义。随着大规模的基因组测序工作的开展，生物学数据获得了大量的积累，生物信息学悄然兴起并得以蓬勃发展。生物信息学使学生了解学科前沿和新技术进展，同时培养学生综合运用知识的能力。但目前多数院校只将其设为选修课程，重视程度很低，而且在教学内容、方法等方面存在一些问题。由于师范教育改革对师范生要求不断提高，课程的学法和内容也要与时俱进，怎样建构新的课程体系是高师院校需要解决的问题。

一、课程教学现状

1.师资力量薄弱。生物信息学不仅对教师专业知识要求高，同时也需要有计算机理论基础的教师来授课。但目前教授生物信息学课程的教师大多都为其他生物学课程的教师，这些教师往往缺乏专业的生物信息学分析软件操作训练和计算机基础，不能将各学科更好融合。

2.教学方法滞后。生物信息学是一门交叉学科，但教师在教学过程依旧采用传统教学方法，计算机辅助教学不常见，这种授课方式不仅效果欠佳也没有发挥此学科的优势。而且在教学过程中不注重培养学生对生物信息学的重要性的认识，所以学生认为该课程只是理论学科，认识不到其对实践操作能力的重要和生物数据分析的意义。

3.实践教学不足。受传统的教学观念影响，教师在教学过程中只注重理论教学忽视实践教学，导致学生所学的理论知识与实践脱节。因为生物信息学对于网络高度依赖，但由于受学时限制，课堂教学的内容有限，实践教学课时数较少，内容也比较简单，缺乏完善的实践教学过程，学生也缺乏实际动手操作的能力。

4.考评方案简单。生物信息学的考核重点是学生对生物信息基本概念的理解，软件操作的掌握程度及生物数据分析解释的能力。但一些学校的考试形式还全部是理论知识，缺少实际操作能力的检验，这种考评办法的评价效能差，而且不能体现学科的特点。

二、课程体系建设优化

1.提高教师素质。教师是教学的核心资源，其知识水平和操作技能都会影响教学的效果。提高教师素质首先要对任课教师开展《生物信息学课程教学改革和实践》专题讲座，其次鼓励教师通过查阅相关文献，了解课程的特点及发展，组织大家进行讨论，再次，也要积极组织教师参加科研活动，提高科研新能力，在科研过程中进一步了解本学科的前沿内容。

2.编写教学标准。如今的教师专业化不只是强调教师要有扎实的理论知识，更要有实践能力。所以生物信息学的课程建设改革要组织新的教学内容，合理安排理论学时特别是实验学时。课程标准对生物信息学的研究内容、现状和发展前景做具体的介绍，主要对生物信息学的基本概念和基本方法进行讲解，重点是分析软件的操作方法和生物学数据库的使用方法的讲解。

3.改进教学方法。师范教育改革意味着对师范生各方面要求的逐渐提高，学生不能只被动接受知识，所以教师在教学中要利用多媒体辅助进行直观教学，演示生物学数据库的浏览与检索，软件的使用，基因序列的检索、基因阅读框架的找寻、序列比对、进化树的构建等操作。教师也可以提供课件和DNASTAR、DNAMAN、MEGA、BIOEDIT等软件安装程序及使用手册等扩大学生的自学空间，使学生的被动学习变为主动学习，也符合师范教育对学生创造能力、应用能力的培养。

4.教学科研结合。生物信息学教学强调能力的培养，且学科的交叉性也能使学生将所学知识与之结合。教师可以鼓励学生参与相关课题研究，学校也可以提供机会让学生参与到创新创业性研究的科研项目中，这样的学习方式可以激发学生对科研的兴趣，巩固课程中所学到的知识，使学生掌握生物信息学课程的实践技能，也更好的体现对师范生创新能力培养。

5.优化理论课结构。师范教育提倡以学生为主体的授课方式，所以课堂可以采取不同的学习方式如小组合作或学生讲述等以此丰富理论课的教学模式。教师可以提出问题由小组成员讨论研究学习，课堂也可以以自讲的方式进行学习，学生通过查阅资料了解学科在临床医学、药物产业等方面的应用以及在后基因组时代的主要研究内容等，不仅掌握了前沿知识同时也锻炼教师技能，对于师范教育培养有很好的促进作用。

6.加强实验课建设。师范教育在强调师范生理论知识的同时更注重实际的操作能力，所以实验教学起着越来越重要的作用，在学习中通过生物数据库的使用，可以提高学生处理生物信息的能力。生物学数据库均可以通过网络提供数据检索服务，学生可以根据理论知识进行相应的实际操作。学院可以进一步开放实验室，为学生创造动手操作的自学实验环境。

7.改革考核方法。考试是检测教学效果的方法，也是促进学生学习的有力手段。如何考核需要制定详细的评价指标体系。生物信息学的考核改革是在基础考核之上增加了小组答辩和论文成绩。小组答辩以生物信息学在疾病研究中的应用为拟设计命题，培养学生协作收集整理相关文献并展示其整合分析结果的能力。论文以蛋白质生物信息学分析在药物靶点挖掘和药物设计中的应用为题。最后根据论文结构完整性和内容独创性、条理逻辑性和学术水平进行评分。

三、课程体系构建的进一步设想

进一步利用网络学习平台慕课扩展生物信息学的理论深度与新技术发展，学生可以进一步接触并利用云计算等技术对大数据进行处理，或基于手机客户端让学生随时可以查询及学习，这样的构建既是生物信息学课程建设的发展，也是培养学生能力的体现。生物信息学课程建设改革对学生综合运用知识的能力起到了促进作用，也加强了理论联系实践的操作能力。生物信息学能够培养学生全面掌握生物学知识，对今后选择生物学科领域的工作有推动作用，也是师范生成为合格人民教师的理论基础。

参考文献：

[1]蓝秋燕.教师资格证“国考”下师范类教学法课程变革的探讨[J].高教论坛，2014，（3）.

[2]林玉生，汪磊，久梅.谈教师资格证国考框架下的高师心理学教学改革[J].辽宁师专学报（社会科学版），2016，（3）.

[3]赵屹，谷瑞升，杜生明.生物信息学研究现状及发展优势[J].医学信息学杂志，2012，33（5）.

[4]于啸，孙红敏.计算机专业设置生物信息学课程的建设与实践[J].计算机教育，2010，（14）.

[5]汤丽华.浅谈大学本科生物信息学课程建设与教学[J].高校讲坛，2010，（17）.

[6]陶嫦立.关于提高生物类专业《生物信息学》教学的一些建议[J].教育教学论坛，2016，（32）.

[7]石春海，肖建富，吴建国.构建优质教学体系 促进《遗传学》精品教育[J].遗传学教学，2013，35（1）.

[8]王彬，韩赞平，张泽民，等.《遗传学》课程建设的实践与思考[J].洛阳师范学院学报，2008，（5）.

[9]吴建盛，李政辉，张悦.强化创新型开放性实验 促进生物信息学课程建设[J].信息通信，2013，（6）.

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中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）06-0179-03

Innovative Teaching Pattern of Bioinformatics

Zhu Liucun et al.

（School of Life Sciences，Shanghai University，Shanghai 200444，China）

Abstract：As a newly-developing interdiscipline，bioinformatics has received incessant attention on the research of teaching models.Traditional teaching methods focus on the pattern of direct instruction and demonstration from the lecturer which students were used to learning in China.However，this straight teaching pattern usually lacks of capacity of arousing students' interest in learning，let alone achieves the aim of making them complete their work with the knowledge they learned in class.Recently，case-based learning，problem-based learning and program-based learning are known as successfully innovative teaching models.In this paper，by combining these three models and considering the background of students and characteristic of bioinformatics，we propose a new teaching pattern to be geared to the needs of the undergraduates learning bioinformatics.We look forward to the innovation and development this teaching pattern may achieve so as to enhance the students' capacity of independent study and thinking.

Key words：Bioinformatics；Practice teaching；Teaching pattern

1 前言

生物信息学是生命科学的重要前沿交叉学科之一，综合计算机科学、数学、生物学等学科的技术和方法，以计算机为主要的工具，对生物原始数据进行研究、存档、分析和处理，以阐明其具有的生物学意义[1，2]。随着人类基因组计划的成功完成，测序技术的不断发展，越来越多的生物基因序列数据被载入到数据库中。而大数据时代的到来要求我们能大规模的分析处理这些数据，因此生物信息学进入高速发展的黄金期。

目前生物信息学在许多高校本科生物专业中开设，目的是让学生掌握生物信息学的相关技术及分析数据能力，并具有查找、跟踪生物信息学前沿性技术的能力。然而，在与学生的交流过程中，笔者发现几个普遍存在的问题：有的学生反映，听完课很快就忘了；有的学生感觉很多概念太难懂；而更为关键的是，很多学生学完这门课之后，仍然不知道遇到具体的问题应当如何去做，甚至根本想不到用生物信息学课上学到的方法去解决他们的实际问题。究其原因，主要是由于国内的生物信息学教学基本以教师讲授为主，缺少与学科本身交叉前沿性特点相结合的教学方法[3]，导致学生学习积极性不高，变成简单的重复老师的实验操作，失去独立思考的能力，这就违背了开设这门课的初衷。为此，本文就目前流行的3种创新教学模式的特点进行分析，结合生物信息学特点，归纳出一套适合本科生物信息学教学的方法。

2 几种创新教学模式介绍

2.1 案例式教学法 案例式教学法（Case-Based Learning）是指教师根据教学内容设计案例，利用案例材料指导学生参与教学活动，充分发挥学生主导地位的方法[3，4]。不同于传统教学灌输的方式，案例式教学更加注重学生能力的培养，不直接提供解决问题的标准答案，而是通过结合具体案例讨论得到解决问题的方法。

2.2 问题式教学法 问题式教学法（Problem-Based Learning）是以问题为导向的开放式教学模式[5]，主张让学生自主学习去解决问题，培养学生的学习主动性，加深学生对理论知识的理解和应用。其特点是将教材的知识点以问题的形式呈现在学生的面前，让学生在探索解决问题的过程中展开探索，教师和学生一起协作寻找解决问题的方法，从而掌握课本中的知识。在研究活动中，学生可以充分利用身边的资源，比如图书馆的文献检索系统、网络学习软件以及多媒w等多种形式进行自主学习。问题式教学模式营造了一种轻松快乐的学习氛围，提高了学生相互合作的团队意识，为以后步入社会工作打下坚实的基础。比如，在BLAST软件使用教学中，可以先给学生提出如何对两条DNA序列进行比对的问题，让他们通过自学与相互讨论的方式掌握BLAST的使用方法并将2条DNA序列利用BLAST进行比对并对比对结果加以阐述。

2.3 项目式教学法 项目式教学法（Program-Based Learning）是以项目为主线，在老师的指导下，将一个相对独立的项目交由学生处理，包括对信息的收集、方案的设计、项目的实施及最终评价[6]。学生通过对该项目的进行，了解并把握整个程及每一个环节中的基本要求，以此来培养学生独立分析解决问题的能力，让学生提高自己的动手能力、组织协作能力和综合概括的能力，拓展学生思考问题的深度和广度。这种教学法应用非常广泛，尤其是在职业教育中。

3 应用于生物信息W课程的创新教学模式

那么采取哪种教学方式才能够让学生顺利掌握知识点，并且能应用到实际当中去呢？一般的生物学课程，只要在理论课后加入实践课的内容，就可以解决这个问题，例如细胞生物学，只要再加入细胞生物学实验，那么学生对这门课的理解就会加深很多，对这门课的应用也会有一定的了解。然而笔者在实际的教学过程中却发现，这样的方式并不适合生物信息学这门课程，这是由于多数学生在上机实践之后，仍然不是太理解课上讲的一些概念，也不知道如何将这些方法运用到实际中。造成这种情况的原因主要有两点，一个是生物信息学这门课程所要求的数学和计算机方面基础，绝大多数学生物的学生都比较薄弱，甚至有部分同学在计算机编程方面是零基础。这使得他们在理论课上，对一些概念只是强行记住，并没有真正理解。而在上机实践环节中，他们又只是走马观花地将整个流程给过了一遍，并不知道这些操作是用来做什么的。另一个原因则是生物信息学与其他生物学的课程之间有脱节，这使得生物信息学的知识点很难融入到学生的现有知识体系当中去，这样就导致了学生不知道这些知识点的用途。因此，必须在激发学生学习兴趣的基础上，深入剖析生物信息学的基本概念，并且结合生物学中的实际问题，引导学生对其进行解决，才能让学生真正掌握这门课。而传统的老师讲、学生听的授课方式显然是不能满足这一要求的。

案例式教学法起源于美国哈佛商学院，最早应用于商业管理课程。其重点在于对一些热门且有争议的问题进行反复讨论，加深学生对知识点的理解。而生物信息学课程的内容大多比较确定，比较前沿有争议的话题又离日常生活较远，极少出现热门话题。因此，笔者认为案例式教学法目前可以偶尔用作课堂教学穿插，不适合全面应用于本科生物信息学课程。

问题式教学模式与项目式教学模式在本质上是相同的，均是以学生为主体，让学生带着问题或者有明确的目标的去主动利用身边资源查找相关知识解决问题完成目标，使学生在探索过程不仅掌握了知识，同时萌生自主学习的动机和欲望，提高了自主学习能力。两种教学模式的区别在于问题式教学法是将书本中的知识点凝练为问题再分析问题并解决问题，而项目式教学法则是根据老师提出的项目要求，以收集信息、设计方案、实施项目、最终评价为线索进行教学。问题式教学提出的问题与书本知识更为接近且较为零散，学生在针对问题进行分析和解决的过程中，容易对教学内容缺乏整体认识，即难以将知识点连成线，也很难结合实际问题。而项目式教学法是目前最适合提高学生能力的教学方法。然而在实际教学过程中，笔者发现大多数学生对项目式教学并不适应，很多学生在理解项目时就遇到了困难，在项目设计时感到无从下手。

因此，笔者在对两种教学方法进行研究归纳之后，将问题式教学法与项目式教学法相结合，总结出一套适合本科生物信息学教学的方法。具体为：首先教师根据课程安排制定一个可扩展的课题，明确课题要求，并根据课题内容将知识点拆分，以问题形式展现给学生，教师先就这些问题讲一些例子，学生查找资料。在此基础上，学生既对课题内容有整体认识，又在分析、解决一系列小问题时学习到知识点、收集了项目信息。随后通过参与定期分组讨论，与老师进行沟通的方式，学生最终可以拟定项目的方案并付诸实施。这种教学模式让学生了解实际工作的流程，培养基本的工作能力。在与教师的交流讨论中收获更多的专业知识，与同学之间的合作交流中查漏补缺，完善自己的不足，达到相互提高的作用。例如，在教学中，教师可以设计一个题为“构建一个可以预测乳腺癌患者生存时间的基因模型”的项目，并将项目拆解为：如何查找潜在包含乳腺癌患者信息的数据库？如何筛选与生存时间相关的基因？如何构建模型？如何评价模型的好坏四个问题？同时，为了让学生在实践中更好下手，可以依次为各个问题举例加以说明。如查找数据库环节，可以列举NCBI中的GEO数据库与美国政府发起的癌症和肿瘤基因图谱计划涉及的TCGA数据库两个例子，让学生先从这两个数据库获取相关的数据，对数据本身有所认识，再利用校园网资源查找更多的数据库。在此过程中，学生全程参与项目实现的各个流程，不仅学会了自主查找资料与学习，还提高了同学间的优势互补与团队协作的能力，提高学生学习的积极性，获得独立思考的能力。

参考文献

[1]龚乐君，杨荣根.浅谈计算机交叉学科――生物信息学教学中的探讨[J].新教育时代电子杂志（教师版），2014（19）：123-124.

[2]徐培杰.生物信息学研究现状[J].科技信息，2013（10）：268-269.

[3]刘念.案例教学法在《生物信息学》本科教学中的应用[J].考试周刊，2016（78）：152，191.

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论文关键词：生物信息学；课堂研讨；案例分析

21世纪是生命科学的世纪，生物技术飞速发展，生物学数据大量积累。而生物信息学正是在这种大背景下蓬勃兴起的交叉型学科，旨在用信息学方法解决生物学问题。为了培养复合型人才，大力发展交叉学科，国防科技大学（以下简称“我校”）近年来面向全校理工科研究生开设了“生物信息学”选修课程。

“生物信息学”作为新兴的交叉学科，具有融合性、发展性和开放性的特点。融合性是指生物信息学涉及的生物、计算机、数学等多个学科的交叉与融合。从20世纪90年代到现在，该学科发展非常迅速，研究热点发生了数次改变。开放性是指该学科存在大量有待探索和研究的新问题。这些特点一方面为课堂教学提供了大量的主题和素材，一方面也对授课方式提出了较高的要求。经过认真分析，选定研讨式教学作为该课程的主要授课方式。研讨式教学即研究讨论式教学，是将研究与讨论贯穿于教学的全过程。在教师的具体指导下，充分发挥学生的主体作用，通过自我学习、自我教育、自我提高来获取知识和强化能力培养。通过确立教学目标，精心设计和组织教学内容，在实践中贯彻研讨式教学理念和方法，在生物信息学课程中对研讨式教学模式进行了理论探索和实践创新。

一、教学目标的确立

合理的课程目标与定位是决定课程建设成败和教学效果的基础，其主要依据是人才培养需求和授课对象的实际情况。首先，教学对象是研究生，已具备一定的自主学习和创新思维的能力。教师不仅要传授知识，而且要讲解基本的研究方法，让学生具备独立思考问题、分析问题和解决问题的能力。其次，作为军校学生，以后从事的工作可能涉及很多学科方向，展现如何针对一门新的学科方向进行研究的整体思路显得很有意义。最后，考虑到学生不同的知识背景，对于各部分内容的理解程度不同，必须兼顾不同的专业方向，让每个学生都能有所收获。因此，确立教学目标为：介绍生物信息学的基本概念和方法，通过案例分析展现科学研究的基本方法和实践过程。

二、教学内容的设计和组织

1.教学内容的总体设计

确定了教学目标之后，需要对课程的教学内容进行总体设计。参考国内外多所高校的相关课程设置，如北京大学的“生物信息学导论”、中科大的“生物信息学”、中科院的“生物信息学与系统生物学”和MIT的“Bioinformatics and Proteomics”等，发现这些课程主要是针对生物专业的学生开设，侧重于方法学介绍。而我校学生大部分是工科背景，对于统计和机器学习方法有一定基础，重点是了解相关的生物学问题，并应用已有的工科知识去分析和解决这些问题。同时，随着生物信息学的快速发展，研究领域不断扩大，有必要展现该学科的最新进展。

因此，课程内容总体设计上以生物学问题为主线，结合最新的研究成果，对各种计算方法的应用过程进行深入和细致的讲解。在介绍生物信息学的研究现状和生物学基础知识之后，分多个专题详述生物信息学最新的研究进展，各专题在内容上相互衔接，由浅入深，以便学生理解和接受。以问题为导向的课程设计对于启发学生思考，积极参与课堂研讨具有重要作用。

进一步，为了突出部分重点专题及其分析方法，采用案例分析课的形式，针对一些重要问题进行深入探讨。鼓励学生应用所学知识，结合自身的专业背景，通过积极地思考和讨论提出相应的解决方案。案例选择为教师有一定研究基础的开放性问题，一方面介绍已有的研究成果，一方面结合教师的研究体会，通过积极讨论拓展新的研究思路。案例分析课有助于学生更多地参与课堂研讨，对于知识的综合应用和科学研究过程产生切身体会。

2.教学内容的组织

研讨式教学的关键是调动学生的积极性，鼓励学生踊跃地参与课堂讨论，提出自己的观点。通过集中备课，学习和吸取老教师的成功经验，总结调动学生积极性的基本要素，对授课内容进行了认真的组织和编排。

（1）重点突出，详略得当。由于生物信息学涵盖内容非常丰富，有必要对课程内容进行取舍，在保证知识面的基础上，突出授课的重点。减少或删除重要性较低的部分，采用图片和动画等形式对重要的知识点加以强调，以深化学生的理解。只有学生对重点内容理解透彻，才能激发出浓厚的学习兴趣，积极参与课堂研讨，碰撞出智慧的火花。

（2）新颖有趣，实例丰富。在课程内容上应充分体现知识性和趣味性，以丰富的实例展现生物信息学中基本的概念和方法。学生往往关注与日常生活休戚相关的内容，期望能用所学知识解释常见现象，因此实例选择应贴近生活体验。课件中准备了大量的实例，例如，在讲完构建进化树之后，举例说明为什么人类的祖先是从非洲走出来的；在生物代谢一章，通过卖火柴的小女孩的故事阐释生物代谢过程的高效性；在蛋白质结构部分，讨论为什么湿着头发睡觉，头发容易变翘。通过实例分析，增加学生对于所学知识的理解和参与课堂研讨的积极性。

（3）设置思考题，留出想象空间。针对重要的知识点，预先设置思考题，以启发和扩展学生思路。生物信息学作为一门新兴学科，存在大量没有确定结论的开放性问题，有待深入探究。例如“人类与小鼠的基因组差别很小，为什么形态上有那么大的差别”，“生物系统模拟中，是否越复杂的模型越好”。针对这些问题适时地开展课堂研讨，有助于激发学生的学习兴趣，开阔其视野。

三、研讨式教学的开展

在授课过程中，教师应努力营造活跃的课堂气氛，密切观察学生的动向，及时沟通存在的问题，选择合适的时机开展课堂研讨。不断地积累经验，使课堂讨论达到更好的效果。在开展课堂研讨时，尤其应注意以下几点：

1.因材施教

在“生物信息学”课程中，学生的专业背景不尽相同，少部分学生来自生物专业，其他大部分是工科背景，如自动化、计算机仿真和认知科学等。因此，在主题的选择和研讨环节的设计上，应充分考虑到学生的需求和背景知识，发掘大家共同的兴趣点。实践证明，不同的学科背景可以有效地促进交流，提供对于同一问题的不同视角。例如，生物专业的学生可以解释有关生物技术的问题，而仿真专业的学生对于系统的建模方法有深入的理解。有效的课堂讨论，能够促进各种思路的融合，碰撞出灵感的火花。

2.及时沟通

研讨式教学需要教师对授课整体情况有较好的把握。例如，有一章的内容是生物学基础，教师针对这部分内容进行了充分准备，包括大量的图片和动画，并穿插了很多科学家的故事。但授课效果不尽理想，到了预设问题的环节，只有一两个学生参与讨论，大部分学生都一脸茫然。通过及时沟通，发现了两个问题。一是背景知识不够，学生对于预设问题了解不多；二是重要性认识不足，学生认为生物学的基础知识与本课程的学习关系不大。考虑到学生的疑问，对授课内容进行及时调整，进一步强调所学知识对于生物信息学的意义，并通过具体实例激发学生的学习兴趣。在实例的启发下，学生开展了积极的讨论，加深了对于所学知识的认识。开展研讨式教学，应以学生为主体，及时地沟通发现课堂中存在的问题，并相应地调整授课内容。即使教师讲得天花乱坠，如果学生知其然，不知其所以然，也不可能达到好的授课效果。

3.审时度势

课堂研讨开展的时机很重要。例如，当讲到生物信息学概况时，学生反应不是很强烈。而当教师结合自身经验谈研究体会时，学生很有兴趣，表情变得活跃，适合开展课堂讨论。此时，可以组织学生交流学习目的、预期和存在的疑问，以便教师进行有针对性地授课。研讨式教学一方面强调学生的主体地位，一方面要求教师发挥主导作用，密切注意学生动向，发现学生的兴趣点，引导讨论的逐步展开和深入。

4.自主提问

如果教师能够营造出一种轻松愉悦的课堂氛围，学生往往能够主动发问，提出不同观点，而不拘泥于预先设置的问题。实践证明，通过学生自主提问展开的课堂研讨，往往效果更好。在前期铺垫时，启发学生自主思考并积极讨论，分析该领域可能存在的问题和发展方向。当讲到后续内容时，学生有了一定的心理预期，很想了解该领域的研究现状和发展趋势，以验证与预期是否一致。同时，自主提问对于生物信息学研究有很好的推动作用，学生经常能够独辟蹊径，提出全新的思路，拓展研究内容的广度和深度。

5.课堂报告

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遗传学（Genetics）是研究自然界中生物的遗传和变异规律的科学，是生命科学领域中最为重要和基础的学科之一。它也是生物科学中一门最具活力，发展最迅速的理论科学，又是一门紧密联系生产实际的基础应用科学，对探索生命起源和本质，推动整个生物科学的发展起着巨大的作用。因此，遗传学作为生命科学相关专业的一门重要主干课程，在教学中起着举足轻重的作用。

一、生物信息学专业开设遗传学的必要性

20世纪80年代末，由分子生物学、计算机科学以及信息技术等学科的交叉和结合产生了生物信息学（Bioinformatics），它是基于分子生物学与多种学科交叉，以计算机为工具对生物相关信息进行储存、检索和分析的科学，是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一。近20年，特别是随着人类基因组计划（human genome project，HGP）不断拓进，生物信息学作为跨越和融合生命科学与信息技术的新兴学科已成为生命科学核心领域和最具活力的前沿领域之一。生物信息学专业应运而生。国内单独设立生物信息学本科专业的高校较少，且普遍较晚。

遗传学与生物信息学两个学科之间关系密切。有国内学者利用美国《科学引文索引》（SCI）数据库web of science，运用文献计量学方法对8种权威生物信息学期刊2001年至2010年于2011年1月15日之前上传至wed of science的全部文献进行统计及分析。对施引文献按跨学科强度排列的结果显示，遗传学及基因与生物信息学跨学科文章发表量居第二位，仅次于生物化学与分子生物学。这说明，生物信息学与遗传学直接的跨学科研究较多，二者交叉学科的发展关系密切。因此，生物信息学专业开设《遗传学》课程十分必要。

二、遗传学教学中存在的问题

多年来，不同专业的《遗传学》课程的教学过程中涌现出一些共性问题，这些问题在生物信息学本科专业的教学过程中也存在。一是，学科拓展深化与课时压缩之间的矛盾。随着遗传学研究范畴的不断拓展，新的学科分支相继涌现，信息量逐步扩增，待教授内容逐渐增加且显得零散。但随着大学素质教育改革的进行，更多新的选修课、实验课被引入，遗传学理论课时被压缩，课时减少与内容增多的矛盾日益突显。二是，遗传学与其他课程教学内容设置与组织易重复。学科交叉为科研工作提供源源不断的动力，但在教学工作中学科渗透也造成教学内容重叠，基础和关紧技术重复教学的问题。例如，分子遗传学是遗传学重要组成部分，是目前遗传学研究的重点和热点，与生物信息学关系最为紧密，它包括的遗传物质的本质，基因的调控，基因重组等内容也在基因工程、分子生物学、细胞学等课程中作为讲授重点。如何利用有限的理论课时，合理安排教学内容，提高教学效率值得思考。

与此同时，生物信息学作为比较新的本科专业，开设各课程之间的衔接问题也比较突出。生物信息学专业的学生在大二开始全面生命科学和信息技术相关程学习。在理论知识在实际中如何应用缺乏概念，学生达不到共鸣，这也是生物信息学专业低年级学生面临的通病。遗传学课程安排在大学二年级上学期讲授，对于刚刚接触专业课程的学生而言本来就陌生，而且信息技术和生命科学相关课程独立讲授，二者貌似是两条平行线，怎样相交碰撞出火花，对于学生来说很难结合，必须由任课老师在授课过程中充分引导。传统的《遗传学》课程教学注重以杂交分析为主的经典遗传学理论的讲解，很大篇幅集中在三大定律（分离定律、自由组合定律以及连锁和互换定律）的教授上。遗传学课程教学重点集中在经典遗传学定律，经典案例跟不上学科发展。这个问题已经被一线教育工作者认知。

综上，由于学科本身发展迅速，涵盖知识范围越来越广，课时压缩等原因，容易让学生在学习过程中对该课程产生“内容太发散”“课时进程快”“知识跨越大”等认识，不利于课程的学习。由此可能造成，内容广泛且繁杂“抽象且深奥”枯燥无味，容易让学生觉得难或者枯燥。学生学习主动性不高。因此，在教学实践中，针对不同专业性质和培养目标存在的差异，不同专业《遗传学》课程教学应在知识体系、内容侧重点、教学方法等方面在各专业间有所区分。特别是生物信息学这种学科交叉性强的专业，如何实施该专业本科生遗传学的教学，以达到即符合本科教学难易程度的要求，又被大多数同学接受，同时能符合生物信息学学科自身特点，需要在教学过程中逐步的探索与实践。本文将结合资深授课教师经验及笔者生物信息学本科专业《遗传学》教学经历对这一问题进行阐述。

三、教学过程中的探讨与实践

1.制定具有专业特色的教学内容

（1）优化教学内容，关注专业需求

生物信息学专业的课程教学中，遗传学相关知识是需要讲授的重点。传统遗传学课程教学将重点内容集中于经典遗传学定律及其相关知识的讲授，其优点在于能够帮助学生打牢遗传学知识基础，缺点在于教学内容过于单一，没有包含遗传学重要分支的最新知识，无法与当前的研究热点联系起来，学生学习兴趣不高。随着国际遗传学研究的深入，分子遗传学和群体遗传学得到长足发展，极大地丰富了遗传学的知识体系。为了紧跟国际研究前沿，国内许多高校对遗传学课程进行了教学改革，在经典遗传学教学的基础上，纷纷加入了分子和群体遗传学的教学内容，为后续开展更深入的专业研究和学习奠定了良好的知识基础。为了帮助学生对遗传学知识体系形成全面而系统的认识，结合生物信息学专业特点，在教学设计时借鉴了以“遗传信息”为主线的教学思想，教学内容涵盖了“经典”“分子”和“群体”三类主体遗传学内容。在现实教学中，受遗传学课时限制，对所有遗传学知识点进行了梳理和必要的删减，既把握三种遗传学知识的内在联系，做好各部分知识的教学衔接，同时注意区分三者的不同，突出教学重点，做到“主题鲜明，重点突出，点面结合，结构清晰”，使学生在掌握经典基础理论知识的同时了解最新的遗传学研究进展。

（2）生物信息学专业遗传学课程与其他课程的衔接

遗传学是研究生物遗传和变异的科学，以遗传物质结构和功能为研究对象，是生命科学的主干。因此，与其他学科在内容上有交叉或重叠无法避免。同中求异，突出遗传学的特色，是教学中值得研究的问题。遗传物质的本质、染色体畸变、基因突变、遗传调控等章节与微生物学、细胞生物学、生物化学内容重复较多，可以强调知识结构的完整性，淡化这些内容的分子结构和生化过程的讲解。例如，结合孟德尔定律和摩尔根定律案例，着重从染色体和基因角度切入，增强遗传学色彩，同时对其他课程起到提纲挈领的作用。

（3）结合生物信息学，引入最新研究成果，体现前沿性

在处理好学科衔接之后，还需要关注的就是内容与生物信息学的结合。学生在学习过程中，最想了解的莫过于，这门课程与我的专业有什么联系？因此，在讲授内容中加入生物信息学手段解决遗传学问题的新成果既体现前沿性，又能提高遗传学课程的专业针对性。教师平时要多注意积累教学素材，对于现阶段比较热点且与生物信息学相关的、应用性强的问题，要在课程基础知识讲授后，进行一定拓展。例如，在讲授基因定位和遗传图绘制时，引入用EST进行基因定位及遗传图谱绘制等内容；在讲到遗传家谱时，引入通过对患病群体或家系进行外显子组测序分析，对小家系孟德尔遗传病的致病基因进行鉴别和定位的例子。通过引入生物信息学教学例子，不仅可以使学生加深对遗传学知识的理解，还可帮助学生了解生物信息学最新进展，激发对后续生物信息学专业课程的学习兴趣。

2.教学方法多样化，提升学生学习兴趣

遗传学教学内容繁杂、理论性强，不易理解。为了提高教学效果，在教学模式上必须变“以教师为主体”为“以学生为主体”，注重采用灵活多样的教学方法和手段，开展多媒体教学、案例教学和研讨教学等，将传统抽象、枯燥的说教式教学转变为具体、生动的参与式教学，增强教与学的双向互动。

（1）多媒体教学方式

计算机多媒体辅助教学改变了传统的黑板加粉笔，以教师为中心灌输式教学模式。多媒体通过实时可交互的多维动画及图像展示，可以增强教学内容的展示效果，提高课堂教学的信息量和容积率，提升学生学习兴趣，加深对枯燥晦涩知识点的理解，提高教学效率。充分利用多媒体课件的超文本功能、交互功能、网络功能的优势，比如Holliday模型是分子水平上关于遗传重组机制的重要模型，很好解释了基因转变现象。在讲到Holliday模型时，为了让学生直观了解单链交换重接及分支移动后的Holliday交叉旋转180度形成Holliday异构体的过程，采用了动画、图片、电子板书相结合的方式，很容易让学生理解空间旋转互换的过程，以及基因转变产生的原因等较难理解的知识点，反响较好。此外，声音、视频、动画、图片等便于学生拆解枯燥内容。

（2）案例教学

案例教学是一种创新型的教学方式，主要通过开放课堂、增强互动，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。案例教学需要结合本课程的专业理论知识，着眼于达成课程教学目的，编写和准备基于一定事实且具有一定场景的教学案例，这些教学案例要能够启发学生的思考，促进学生将从外部学习的知识吸收转化内在的专业素养和能力。在教学实践中，教学案例是“教”与“学”互动的桥梁和纽带，使枯燥乏味的学习过程变得活泼有趣；“教”不是告诉学生怎么去做，而是启发学生如何去思考，对学生针对案例问题提出的解决思路进行引导和评价，鼓励学生创新性思考，找到最优的问题解决方法；“学”不是被动的接受，而是主动的思考和创造，通过与他人而不仅仅是老师进行互动和交流，加深对知识的理解，培养解决实际问题的能力。

案例教学的核心是精心设计教学案例，将知识内化在符合实际又富于想象的故事情景中，使得学生通过身临其境将抽象的理论知识具体化，学会如何用概念性和原理性知识在实际工作和研究中解决问题，进而加深对特定原理和概念内涵的理解。在教学实践中，先以典型案例提高学生兴趣，把抽象的东西具体化，让学生变被动接受为主动思考，激发学生的求知欲。注重培养学生创造力和解决问题的能力。通过案例的分析，深化学生对基本原理、基本概念的理解。案例教学能很好地启发学生进行自主思考，对于理论性较强，比较枯燥的内容，通过案例式教学能激发学生学习兴趣。所举案例应具有针对性，要考虑案例产生的时间、背景和条件，要贴近生活，耳熟能详，与时俱进。在处理问题的同时，获取知识。进行案例教学过程中，要注重与学生的互动。围绕教学目的，选择合适案例，进行启发式教学，调动学生参与性。教师不能一味平铺直叙的讲案例，还要注意学生的参与度。只有学生和教师共同参与，才能达到预期教学效果。

（3）以学生为主体的教学

以往课程中，往往针对经典类型习题进行讲解，参考“标准答案”。在实际教学中发现，这样往往造成学生思想禁锢，学科交融性不够。特别是对于生物信息学专业的学生来说，传统习题课或者讨论课，没有实用效果。习题课及讨论课应注重实用性，关注遗传学与生物信息学学科发展与融合，设置开放性答案，突出培养学生创新性的应用能力。

课堂教学不仅要“授业”，更要“传道”，即培养学生如何学习和如何思维。根据教学内容和学生的认知水平，研究、讨论、交流式的教学模式的引入，有助于调动学生积极性。采用专题自学，规定材料与学生自学有机的结合起来，开展研讨，充分体现学生观点。同时，教师只起到点评引导作用，能培养学生获取信息、分析问题、创造性的解决问题的能力，有利于学生形成科研创新意识。教师如何正确引导是开展研讨式教学的重点。首先，应明确课程在相关领域中的作用和地位，了解课程的教学内容，选择课程中适合研讨的内容，并将研究与讨论贯穿教学的全过程。在选择题目时，要考虑专业相关程度及考虑不同学生层次的需求，考虑学生个体间的差异，难度适宜。

四、结语

生物信息学本科专业遗传学的教学，以孟德尔定律为基础，分析遗传物质的存在形式、传递、保存及变化，课程脉络更加清晰，通过案例教学的等教学模式，激发兴趣，并有利于与后续课程连接，在实践教学中体现了比较好的教学效果。因为生物信息学专业的需求与传统生物专业有差异，教学内容侧重点不同这给教师备课增加了难度。同时，在期末考核时，由于讲授侧重点不同，考试侧重点也应有所区别，在师资允许的前提下，引入小班教学，有利于教学侧重点突出。后续课程如果设置分子遗传学，将使知识体系更加完整。

参考文献：

[1]李巨超，李楠.适应应用型人才培养模式的遗传学教学改革与探索[J].中国科教创新导刊，2012，（2）：66.

[2]巴恩斯.遗传学工作者的生物信息学[M].丁卫，李慎涛，廖晓萍，译.北京：科学出版社，2009.3.

[3]皮妍，林娟，侯嵘，等.国内高校遗传学教材发展研究[J].遗传，2009，31（1）：109-112.

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随着生物信息学在生物学、医学中的广泛应用，许多高校开始开办生物信息学专业，培养生物信息学人才。哈尔滨医科大学是最早开设生物信息本科专业的高校之一。目前，几十所高校陆续开办生物信息学专业，包括：东南大学、同济大学、南方医科大学等。多学科交叉的特点，使得生物信息学人才的培养面临极大的困难。生物信息学的本科生需要接受数学、统计学、生物/医学、计算机科学等多个学科课程的学习。短短的几年时间对于掌握这些知识，非常困难。更为困难的是，生物信息学的发展速度极快，读研深造或就业生物信息公司，需要的大多是最新的生物信息学技术[1]。因此，哈尔滨医科大学采取了课外创新思维训练的模式，即为学生分配指导教师，学生加入教师所在的科研团队，学习生物信息知识[2]。本文以哈尔滨医科大学大庆校区学生为例，探讨该模式的经验和策略。

1生物信息技术培训

通过宣传，让大一的本科生自由报名参加培训，组织系内有科研经验的教师对学生开展生物信息基础知识培训课程，每年培训10几次，每次根据授课教师的准备内容，讲授2-4学时。这些课程大部分安排在周末进行，内容主要结合基础知识和教师科研特点来设定，包括：非编码RNA基本概念、microRNA、Cytoscape画图、统计学方法、聚类分析、二代测序理论知识等，详见表1。授课场地利用计算机机房，这样便于学生边学边做。学生的课外创新思维与课内创新思维最大的不同在于有效的结合了实践活动。这些培训内容均为教师实际从事科研所必须的知识，教师有丰富的实践经验。因此，可以学生一边上课，一边操作。学生有困难时，教师可以轻松的解答。研究生也可以参与其中，为学生进行答疑，传授他们实践知识和编程技巧，有利于学生对知识产生极大的兴趣，提升求知欲望。生物信息的一个特点是：高校的科研内容往往与公司所需的技术接近，因此学生对这些内容的深入学习和实践，对以后的就业有很大的帮助。

2文献抄读活动

文献抄读是科研中掌握最新研究动态和学习最先进技术的有效手段。从事生物信息科研的教师和研究生一般会定期的进行文献抄读。哈尔滨医科大学大庆校区的生物信息团队每周有三次的文献抄读，往往设定在工作日晚上进行。我们要求自愿参加课外创新思维训练的本科学生与教师、研究生一同参加文献抄读活动。对于低年级的本科生，只需要听，不需要讲。即使这样安排，低年级学生也很难听懂，因为文献抄读的论文经常发表在顶级期刊，如：nature、science和cell。我们发现，由于低年级学生听不懂，一段时期内会对生物信息参数厌倦感。有的学生一两个月后会适应，有的学生需要半年及以上，还有一部分学生坚持不了，选择退出。这段时期，对于教师和学生都是一个极大的考验和煎熬。教师往往因为学生多次听不懂而一筹莫展；学生因为多次听不懂而灰心。我们采取导师制兼课题组负责的策略，部分缓解了学生和教师的压力。一位导师带1至2名低年级学生，科研方向相近的导师形成团队，共同负责学生的创新思维培养。根据团队课题方向的特点，选择方向相近的论文进行文献抄读。低年级学生主要听所在团队的文献抄读活动。有精力时，可以参加其它团队的文献抄读。由于文献抄读内容相近，学生的接受程度有了较大的改善。对于高年级的本科生，我们选择优秀的学生阅读和讲授文献抄读。在实践过程中，发现高年级本科学生更加适合于讲生物信息数据库和软件使用类的论文。因此，为学生主要分配这两类论文，但要求学生要讲清楚数据库使用和软件的操作步骤。当学生站在讲台上为其他学生、尤其教师和研究生讲授论文知识后，学生的自信心会有很大的提升。从学生的讲授过程，也可以考察学生的逻辑思维能力。往往逻辑思维能力有较大提升的学生，在讲授论文时，表达非常清晰。在文献抄读过程中，我们注重与实践结合。如果文献中有需要使用的软件和方法。我们会马上安排学生去实现和使用该方法，然后写帮助文档并特异安排一次培训，让该学生教会教师、研究生、本科生软件使用和方法。通过这一策略，一方面学生对文献抄读产生更大的兴趣，因为文献抄读内容有很实用的知识和方法，学生课下可以马上根据文献内容来复现结果，并应用在课题组正在进行的课题当中。另一方面，真正为教师的科研起到帮助。教师安排学生立刻复现文献抄读内容，可以帮助对文献理论知识的理解和掌握。学会文献中的软件，可以帮助科研的策略选择。学会文献中的数据库使用，可以增加数据量和数据来源。但也需要注意一点，学生的知识面有限，在安排学生任务时，要评估学生是否能够胜任该任务。

3结束语

本文以介绍生物信息本科生创新思维课外训练的经验为例，探讨了生物信息学创新思维的培养策略和方法。我们发现本科生参与文献抄读活动有利于培养本科生的创新思维。

参考文献

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遗传学内容是高中生物重要内容之一，从某种意义上说，能否学好遗传知识是学好高中生物的关键。以新视角走进高中生物新课程教材，是对教师的一种挑战。教师必须领会好课改理念，把握好新课程教材分析处理的新思路、新视角。

一、教材编排体系的视角

[课程标准]　遗传的细胞基础遗传的分子基础遗传的基本规律

[新课标教材]　遗传的基本规律遗传的细胞基础遗传的分子基础

[旧大纲教材]　遗传的细胞基础遗传的分子基础遗传的基本规律

通过比较可看出，旧教材以现代遗传学理论体系为编排体系，而新教材以遗传学发展进程为编排体系。这样就凸显了生物科学知识的探究过程，更能让学生体验前人的探索和思考。

二、知识内容深广度的视角

新课标教材《遗传与进化》模块的知识内容整合了旧大纲教材的教学内容《生殖和发育》《遗传和变异》及《生物的进化》三章内容。删掉了第五章　《生殖的类型》和《个体发育》两部分，增加了《关注转基因生物和转基因食品的安全性》《探讨人类遗传病的监测》《关注人类基因组计划及其意义》等内容。而新课标教材知识水平的变化主要有：知识性目标――理解水平（10条）、应用水平（2条）；技能性目标――模仿水平（1条）、独立操作水平（6条）；情感性目标――经历水平（2条）、反应水平（1条）、领悟水平（1条）。可见，新课标教材的知识内容的广度有一定程度的扩展，而知识内容的难度和要求有了较大的提升。

三、探究活动和科学方法的视角

新课标教材的探究活动的类型有，实验（培养操作技能和观察能力）、探究（提高科学探究能力）、模型建构（领悟和运用建构模型的方法）、资料分析（培养信息处理能力）、资料搜集和分析（培养信息搜集和处理能力）、思考与讨论（培养思维能力）、技能训练（训练过程能力）、调查（培养调查能力）等项目。而新课标教材的科学教育方法，主要通过生物学史的案例展现科学探究方法，如关于DNA是主要的遗传物质的探究过程，列举了从格里菲斯到赫尔希和蔡斯等几位科学家的探究实验。另外，还通过相关知识的教学来应用科学探究的一般方法，如第一章《遗传因子的发现》围绕孟德尔实验遵循　“发现问题――提出假设――实验验证――得出结论”的假说――演绎法思维方法。可见，新课标教材加大了科学方法教育的力度，也更重视科学探究能力的培养。

四、知识呈现方式的视角

新课标教材注重联系学生的生活经验，以问题情境驱动知识的建构，如设置“问题探讨”　栏目，创设“问题链”；加强引导性以培养自主、探究、合作学习，如设置“资料分析”　“思考与讨论”　“探究”等栏目，　正文的叙述图文并茂，易读易懂。章节版块与栏目丰富，信息量大，便于知识系统化。如章由首页、节、章小结、自我检测四部分组成，　每节由问题探讨、正文主栏、正文旁栏、练习四部分组成。可见，呈现方式是基于学生生活经验、阅读习惯、认知规律来进行的，适合学生自主学习，对学生知识构建的引领性强，但对教师二度开发教材的能力要求高。

五、STS教育思想的视角

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）33-0140-02

当前的生物学教学面临着两个问题，一是知识的不断积累使得讲授内容越来越多，对它们如何选择和怎样配置众说纷纭；二是该专业的学生相当一部分之后从事与生物学没有直接关系的工作，如何不让他们的学习活动看似无用让人焦灼。在不可能吸收所有知识以及不一定用得上的情况下，师生双方都开始看重教育的创新职能。大家的共识基本上是，教育要通过专业知识教学这个载体，最后达到提高学生的认知能力的目的。针对学生能力的提高，国内外在生物学教学方面进行了大量的探索，其中之一就是开展布鲁姆认知水平目标教学[1]。

本杰明・布鲁姆认为人的认知能力有六个水平，头两个水平即知道和理解代表着较低等的认知技能，第三个水平即应用处于过渡区间，而后三个水平即分析、综合和评价属于较高的认知层次。不管对于老师的授课还是学生的学习，应用布鲁姆体系都能明显地促进认知，特别是有益于复杂认知技能的提高[2]。然而如何进行布鲁姆评价有着很强的技术性。本人在湖南吉首大学已执教遗传学四年，从培养学生能力出发，在理论课和实验课中一定程度上践行了布鲁姆认知水平评价体系。

一、理论课中认知能力的培养

（一）建立问题体系

本人为理论课备课设定了两大任务，一是参阅多本教材以完善知识结构或者增加讲解素材，另一个就是根据布鲁姆认知层次体系设定问题。设定问题之前明确本堂课的核心内容，然后重温布鲁姆各个认知水平的定义特别是动作标签，最后精心设计出六个让学生回答的问题，当然它们分别对应于布鲁姆的六个认知层次。有时，既定的教学内容比较浅显单一，从而难以编制出代表不同水平的问题。这时，增加知识点从而使课堂讲授有更宏大的主题，有助于建立层次分明的评价体系。

（二）剖析科研论文

我们尝试让学生上台做遗传学方面知识的报告，发现他们的学习活动多半只是汇编资料，从应用到评价的能力基本上没有得到锻炼。为了引导学生向高水平认知能力攀升，理论课设置了论文剖析部分。以组为单位，学生首先按照自己的兴趣选取遗传学领域的研究性论文，然后课外时间对它进行研读，并做好课堂汇报文件。上课时，小组中一人单独或者多人接力上台讲解该论文，并剖析该论文的价值所在和不足之处。课堂时间充裕的话，还可以开展问答环节，进一步强化了教学效果。

（三）科学制定试卷

笔试时基本上采用客观题而尽量减少主观性评分，这样试卷中有很多的选择题，简答题也分成小而具体的得分点。分析2015年这样的期末考试后发现，在四十个单项选择题中，119个学生中90%以上答对的题目有13个，80%-90%答对的有8个，60%-80%答对的也有8个，40%-50%的有6个，而20%-40%的有5个。在下次考试中，较容易的题更可能被弃用，而对于错误率较高的题首先分清是试题表述不清还是相关知识点的确难懂，然后加以调整并继续运用。总之，保证试卷有一定的难度高低，从而促进认知能力的提高。我们还注意到，有一半的题目不管其难易程度，表现出了男女性之间的差异，并且是女学生的表现普遍较好。那么，这些性别差异性考题也需要认真调整。

二、实验课中认知能力的培养

在一个长达10年的入门生物学实验课程改革中[3]，人们比较了通常的一周一个主题的实验安排和新提出的两周甚至十四周一个主题的实验安排；结果发现，后两种实验安排中学生的能力提高更多，并且暗示实验主题越少学生的能力收益越大。在新的课程中，学生有更多可供支配的时间，并且受到鼓励独立自主地开展工作，另一方面老师要求学生在实验中提出问题、设计方案、展开调查和结果，这是学生能力得以提高的关键。然而，要达到这个目的，该课程中学生要先后完成一系列实验并最后得到一个明确的结论，即要采取一种作者形象地称之为“流”（stream）的形式。每个学生置身于同样的“流”，即运用相同的技术方法去开展研究。然而，他们各自着眼于不同的科学问题，如运用基因的克隆测序技术有的研究物种之间的亲缘关系而有的想进行亲子鉴定。其实，实验课程可以围绕一个科学问题而成形，并且各个项目之间是一种并联的关系；即每个实验从不同角度提供证据，任何一方面的结果均能一定程度上诠释主题。类似地，我们把这种向目标集中的实验安排叫做“汇”，而传统的各实验之间几无联系的安排类似“池”。为了探讨“汇”式实验教学与学生认知能力提高的关系，我们尝试了在实验中增设内部对照的策略。

在这个改革中，首先凸显了实验课程涉及的主题。多数生物的遗传物质是染色体及其DNA，并且许多物种的全基因组序列已被测定，所以本课程的所有实验项目分别设定为进行生物信息学分析、DNA分析和染色体分析。在生物信息学分析中，首先通过浏览基因组而说明基因位于哪个染色体的什么区域、正链还是负链编码、外显子-内含子边界、在群体中发现的变异、转录本的数目和差异、翻译出的氨基酸序列。然后，运用BLAST程序从多个物种中提取基因的近似序列，用CLUSTAL软件获得它们的多序列比对，最后在MEGA界面中完成基因树的构建。该主题的实验的一个明确指向就是重复基因的进化。染色体水平的所有实验都以大蒜为材料，步骤主要有材料的预处理、固定、解离、染色、压片以及最后的观察，该水平的实验旨在进一步认识细胞分裂和DNA复制的关系。DNA分析涉及细菌的液体培养、质粒提取、PCR以及电泳，争取深入理解基因型和表现型以及突变型与野生型等基本概念，并初步了解原核生物基因的转录和翻译以及操纵子调控。

设立实验的内部对照是“汇”式实验教学的一个变种。在进行生物信息学分析时，指定分析2到3个基因，它们属于一个基因家族，但位于基因树的不同分枝上，并且具有不同的功能。

我们的初步调查发现，仅仅到这里并写出一份实验报告几乎不能促进学生认知水平的跃升，其原因可能是一直到这里都没有明显的更高级的比如评价的活动环节。所以，为了确实保证这种形式能提高学生的认知水平，我们建立了评价和反馈体系。三个层次的实验最后产生三份实验报告，每份报告由该组的学生共同撰写，主要内容为实验结果和问题解答。每个层次的实验结束后，接下来的一次课用于评价实验报告，此时每个小组对其他组的每份报告指出至少一个不足之处并将意见写在报告末尾。对于意见，有时学生自己通过努力能够较好地解决，有时需要师生一起讨论从而找到思路。最后，每组的每个成员分别在报告之后简要指出整个实验学习中印象最深刻的环节。老师将给实验报告一个分数，但重要的是将实验报告与心得体会结合起来，根据布鲁姆认知水平体系去确定学生能力提高的状况。

三、结语

国内外的实验证明，布鲁姆的认知能力评价有助于提升学生的能力水平，在大学生物学教学中也能大展拳脚。为此，本人在遗传学教学中，一边竭力领会该理论和熟悉其手段，另一方面大胆提出措施并加以周密运用。为了进一步增强教学效果，本人还特别注意在其中贯彻其他的教学理念如同伴学习和形成性评价。然而，世界上没有两片完全相同的树叶，对于课堂也是如此，这给组织布鲁姆的认知能力目标教学特别是估计其教学效果带来了相当大的困难。不过，遗传学教学改革在不断进行[4，5]，相信将有更多教育教学工作者来为如何提升大学生的认知能力献计献策，从而推动世界的创新驱动发展。

参考文献：

[1]李贵生.国外的大学生物学教学创新[J].教育教学论坛，2015，（4）：108-109.

[2]Crowe A，Dirks C，Wenderoth MP. Biology in bloom：implementing Bloom’s Taxonomy to enhance student learning in biology.CBE Life Sci Educ，2008，7（4）：368-81.

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随着生物技术的不断发展，以基因工程产品、抗体工程产品和细胞工程产品等现代生物技术为主要代表的生物制药产业是发展最快的高技术产业之一。我校开设生物制药、生物技术专业，进而成立生命科学与生物制药学院已有十年，取得了一定的成绩，但也暴露出在教学过程中与专业切合度不够，学生学习兴趣有待提高的局面，尤其免疫学在内容上具有很强的内在联系和严谨的逻辑性，使得大多数初次接触免疫学的生物专业学生不容易理解和掌握，学生常反映听不太懂。近些年我们通过一系列的教学改革，取得不错的成绩并积累了一定的经验，现将教学中的一些措施归纳如下。

一、讲好绪论，通览免疫学全貌

免疫学本科教学中一直以“老师难教”、“学生难学”为著称的课程，讲好绪论，提高学生学习兴趣至关重要。免疫学教学改革的首要任务就是解放思想，树立新的教育观念以学生的全面发展为目标，以学生的创新与实践能力培养为重点，全面推进素质教育。在此思想指导下，授课教师重新定位了教学目的，提出“理论结合实践，教与学并重，让学生在掌握免疫学基本概念、基本理论以及常用实验技术的基础上，能够创新性地提出问题，并能独立地分析和解决问题，为生物医药的相关课程奠定基础”。授课教师在第一堂课就设计了思考题――你将来想从事什么工作，你认为免疫学与你将从事的工作有什么联系。这个问题引起了强烈的反响。多数学生认为今后将从事的药物开发、生物试剂开发、营养师等工作与免疫密切相关，学好免疫学将有重要的帮助。

二、调整教学内容，与生物学、药学紧密结合

根据生物本科专业的特点和培养要求，授课教师对教学内容进行了合理的安排和调整。例如：着重介绍免疫应答等基础免疫的内容，临床免疫则选取与生物专业相关性较高的肿瘤免疫，免疫缺陷等内容讲授； 根据知识的关联性，将固有免疫应答细胞与固有免疫应答，T、B细胞与适应性免疫应答结合介绍。此外，还补充了理论研究和实验技术的新进展。如：除了造血干细胞，还为学生介绍干细胞分类、成体干细胞“可塑性”、胚胎干细胞克隆等。同时，利用本院研究所的软硬件支持，给学生开设目前应用广泛的流式细胞术等实验技术。经过精心安排和组织，免疫学的教学内容既突出了重点、难点，又保持了时代性、先进性和前沿性。

三、利用多种教学手段，加强讨论式、启发式教学，提高学生学习兴趣

现代教育理念认为，真正的教育应当是以人为本的教育，把人作为发展的主体、发展的动力，把发掘人的潜能、开发人的聪明才智作为出发点和落脚点。结合近年来发生的社会普遍关注的重要事件，如SARS、禽流感的流行等，教师还进一步强调了免疫学的重要性和实用性，大大提高了学生的学习兴趣和动力。教学过程中，注重充分发挥教师和学生的主观能动性，开展了多种形式的互动教学。例如，将学生分组，按照“自学―自制P盯并讲课―教师点评”的方式学习细胞免疫应答。

学生不仅在课前认真预习了相关章节的内容，还查阅了书籍和网络，并制作了精美的PPT。经过教师对知识点、PPT制作及授课技巧的点评，学生普遍反映既扎实地掌握了知识，又学到了其它东西，对自己综合能力的提高有较大的帮助。

又如：在学习抗原分类、补体激活途径及抗原提呈等知识时，让学生对异同点进行比较和讨论，让学生通过自己的思考牢固地掌握知识。还利用现代化的教学手段，通过声音、图像、动画等多种形式，将抗原抗体反应、补体激活、T 细胞杀伤靶细胞等抽象的概念和知识点形象、直观地讲述出来，既吸引了学生的注意力，又促进了知识的理解，更为学生想象力和抽象理解能力的发展提供了帮助。

四、改革实验教学内容，适应专业发展需要

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）47-0108-03

微生物学是生物学和生命科学领域中极为重要的基础性学科，同时也是生物工程和生物技术专业的核心课程。由微生物学的发展史不难看出，该学科最重要的特征就是具有实验性和实践性，同时具有很强的应用性。微生物学实验教学既是对微生物基本理论的深化和巩固，又是培养学生观察能力、动手能力、分析问题和解决问题能力的最有效途径，更是培养学生创新能力、科学思维和提高对本专业学习兴趣的重要手段。因此，在开设微生物学课程时，微生物学实验也是既重要又十分必要的课程。我校的生物工程、酿酒专业和生物技术三门本科专业尽管分属于工科、理科性质，但均侧重于培养本领域具有国际视野、创新思维和解决实际问题的高素质人才。特别是我校“国家生命科学与技术人才培养基地”的人才培养目标明确定位为“培养适合社会发展的具有创新精神、实践能力和创业能力的新世纪高层次工业生物技术人才”。同时，微生物学是多个相关学科的联系纽带，特别是生物化学、分子生物学、细胞生物学和发酵工艺学等本专业的学科平台课程和专业核心课程，均依赖于微生物学科的支撑。同样，微生物学和微生物实验课程的知识体系、基本理论和前沿进展又离不开其他学科的支撑，因此，在学科交叉与知识融合的背景下，在本科课程设置和教学模式改革中，我们特别注重微生物学实验教学的教学模式改革和实践效果。

一、微生物学实验课程的传统教学模式及不足

微生物学实验是微生物学的重要组成部分，也是微生物学教学的重要环节。从培养人才目标上来看，微生物学实践教学与微生物理论教学具有同等重要的地位，甚至更高。就我校生物工程专业，微生物学理论课程设定40学时，而实验课程设定48学时，这也从一定程度上反映了实验教学的重要性。传统的实验教学虽有区别，但总的来看多以单元操作实验、结果验证实验为模块进行课程设置，其出发点是以掌握基本实验技能，加深基本概念和理论为目标的。就其出发点来看，传统的实验教学设置课程体系是发挥了良好的效果。但是，对照培养高素质、宽口径和创新型生物工程人才的培养目标来看，传统的实验教学仍有一些不足之处，概况起来有以下几点。一是在主观认知上，认为实验课的目的是验证课堂讲授的理论内容，常采用实验课堂上教师单纯讲解示范，学生一味跟踪模仿，造成了学生被动接受知识的效果。长此以往，实验教学形式僵化，学生上课兴趣降低，导致最终的教学效果很难达到预期目标。二是实验教学内容的设计上呈现点状式、碎片化特征，验证实验过多，综合型、设计型实验环节较少。这种实验内容的设计优点是强调对基础实验技术的掌握，但是很难充分激发学生的创新思维和探索未知世界的兴趣。三是实验安排上采取每周有实验，理论课和实验课并行的特征，导致一些连续性的实验难以及时完成。这种实验课程学时的安排布局看似合理，实则不符合微生物学实验的基本规律，因为有些微生物学实验需要半天、一天甚至更长时间才能完成，而零碎的时间打断了实验的节奏，导致不可预知的实验结果，更为重要的是没有给学生充分的时间去思考、分析和吸收消化所学知识，教学效果肯定大打折扣。为此，我们在吸收、总结传统实验教学精髓的基础上，根据工科专业人才的培养特征，探讨和尝试了一些微生物学实验课教学的新举措。

二、微生物实验教学改革的探索与实践

1.微生物实验课程的体系改革。传统的微生物学实验主要包含无菌技术、染色技术、纯培养技术、显微技术这四大技术。如前所述，一方面，这些实验技术是基本的微生物学实验操作，随着生命科学特别是微生物学科的快速发展，仅仅开设这样实验内容是跟不上学科发展的步伐的，因此微生物实验教学体系结构也要有相应的改革和创新，必须体现新内容、新技术、新方法和新进展。另一方面，实验课程通常将这些实验技术分散在相对独立的实验单元中，各单元之间缺乏方法和内容的有机结合，形成割裂的教学效果，难以有效地培养学生完整的知识体系，融会贯通的理解能力。这种传统的教学形式不利于创新型人才的培养。因此，我们在课程实验教学环节，重构课程实验的教学内容和课程体系，增加综合和设计型实验比重，进行基本技能和创新能力的交叉递进式培养。

首先，通过单元操作技能训练，培养学生的基本实验技能（即染色技术、显微技术、无菌技术、纯培养技术）和动手能力。本部分内容主要包括细菌、放线菌、酵母和霉菌的形态学特征；微生物培养基的配制和接种；微生物培养基的配制与灭菌等。单元操作训练是认识微生物、了解微生物的入门技能，也是开展微生物学研究和微生物工程必备基本技能。在开展单元实验过程中，为提高学生的积极性和实验兴趣，首先结合教学录像进行讲解，在实验的关键点设置思考题，在观看录像过程中，老师随时就问题和学生互动，让学生对实验原理不仅要知其然，还要知其所以然。在问题设置上要能够从细节入手，让学生学会知识的交叉运用、思维方式的灵活拓展。如在进行培养基灭菌实验中，首先设置问题1：常见的灭菌方式有哪些？其适用范围和特点有哪些？根据所学理论知识和老师引导，学生很容易回答这个问题。接着，设置问题2：无菌操作时，超净台面和双手表面如何杀菌？通过这个问题与接种操作技术结合起来。设置问题3：我们在消毒时为何用70%左右的酒精而不是用无水乙醇？通过这个将微生物学和生物化学两个学科进行了有机交叉，实现了知识的融合。紧接着设置问题4：如果工程发酵罐中发现了噬菌体污染，如何消毒？这个问题将理论问题与发酵工程相结合，该问题要求学生既要掌握理论知识，也要熟悉发酵工业才能很好地进行回答。通过四个环环相扣的问题实现了知识的迁移、交叉和融合。其次是通过综合实验设计，强化学生基本实验技能和微生物学基础理论知识的应用。在这一部分中，首先由教师将一系列独立单元实验设计成围绕为解决某一模拟课题而展开的系列关联的实验环节，然后学生利用微生物理论知识结合基本实验技能，在遵循微生物基本原理基础上在一定范围内自主选择实验对象。让学生学习和掌握相关的实验技术和方法并学会对不同实验结果进行分析比较。以自来水中大肠杆菌菌群检测为例，利用微生物的生理生化实验进行微生物的鉴定，并对照水质检测的国家标准来安排实验。在这个实验过程中，不仅利用了微生物学基本实验操作，而且还将大肠杆菌的形态学特征、生理生化特征以及菌种鉴定等知识融合到实验中。更为重要的是，让学生直接认识到微生物特别是大肠菌群在水质监测中作为指标菌的重要应用。再次，通过设计型实验，提升学生利用微生物学理论和实验技术开展工业微生物菌株选育的能力。在这一层次上采用学生自主设计、老师负责把关的开放式实验教学模式，强化工程概念和实践特征。学生通过完成前面两个阶段的实验，对微生物基本理论和实验技能有了较好的理解和掌握。在此基础上，开放式的实验教学按照自由组合分组、独立设计实验方案、协同完善内容安排、时间分配，强调团队合作的基本原则开展实验。老师在整个过程中要起着引导、启发作用。例如：以“从自然界中筛选产酸性淀粉酶（或有机酸）的芽孢细菌”研究课题开展实验为例。学生需要完成如下工作：通过生境分析明确采样地点；完成采样并查找或自行设计快速检出方法；进行富集和选择培养；筛选获得相对优良的产生菌株；初步鉴定和发酵实验。整个环节的完成不仅可以提高学生对实验课的学习兴趣，强化团队协作能力，更重要的是使他们获得一个真实的实验研究过程的锻炼。最后，设置交叉学科的创新课题，引导学有余力的同学积极参与授课老师的相关科研课题，激发学生对生物工程和生命科学的兴趣。如前所述，微生物与分子生物学、生物化学、遗传学、生物信息学等学科有着广泛的交叉与联系，当今工业微生物育种技术在多学科交叉融合的发展趋势下取得了长足的进步。因此，培养创新潜力大、科研素质高的学生，普通的实验设计难以满足需要。我们在不断的探索过程中，初步形成了创新课题的形式，让部分学生真正参与到科学研究的第一线。创新课题实验按照学科交叉、由易到难、注重创新的原则设置。在学生能够独立完成小型课题的基础上，再进一步融入到研究生课题的探索中。如，以“表达绿色荧光蛋白的重组大肠杆菌构建”为课题，将微生物学、分子生物学、生物化学、基因工程、生物信息学等相关学科知识交叉、融合其中，让学生在探索中创新，在创新中实现宽口径、厚基础型的人才培养目标。

2.微生物实验课程的课时安排和考核模式改革。如前所述，传统的实验教学课时安排导致不适宜于微生物实验课程的开展。为了避免分散的课时导致教学效果的降低，教务部门在安排班级教学任务时，会统筹考虑不同课程的差异性，在协调优化课时安排的基础上，排出相对完整的时间安排微生物实验课程教学。另外，任课教师统筹利用下午和晚上连续较长的时间开展教学工作。实践证明，优化课程学时结构，合理安排教学课时能够保障实验的连贯性、一致性，提高学生的积极性，从而显著提升教学效果。考核是实验教学体系的重要环节，是评估学生学习成效的重要手段。传统微生物学实验考核方式相对单一，通常以实验报告为主，考勤情况等为辅综合评定的方法作为考核手段。这种评价方法尽管具有标准公平、成绩公正、易于操作等优点，不足之处在于导致学生仅注重实验结果和实验报告的书写，而忽视了实验过程中发现问题、分析问题和解决问题能力的培养，更重要的是这种考核模式难以真实反映学生对微生物学理论和实验技能的综合分析能力和创新能力。因此，我们也对微生物学实验课程考核方法进行了一些探索和尝试。

首先，我们认为考核的内容不仅应包括对实验原理的理解和基本实验技能的掌握，还应包括分析和解决问题的能力、团队协作精神以及科学严谨的态度。因此，实行实验过程与结果并重的考评方法对于培养学生良好的实验技能和求真务实的科学态度很有必要。

其次，在加强对实验课程的管理和考核规范的前提下，淡化和简化实验报告中操作步骤按部就班的抄写，注重结果分析和讨论，并在实验结束后布置一些开放性的思考题让学生完成。这样，不仅能促使学生通过查阅资料解决问题，增强其学习主动性和分析问题的能力，也能避免学生对实验结果作假和抄袭实验报告的现象发生。

再次，分类考核，全面考查。对于一次实验课能够完成的单元操作实验，指导教师应当场检查学生的实验完成情况和结果，发现问题当场指出并评定课堂表现成绩。教师将根据实验课堂表现和实验报告完成情况，对每个单元实验的综合成绩进行评分。对于需要多次实验才能完成的综合性和设计性实验，要求提供详细的原始记录、实验结果分析报告作为实验成绩考核的重要依据。

三、结语

江南大学生物工程学院的微生物学理论教学和实验教学在多年来不断探索和改革的过程中，逐渐形成了具有特色的学科平台课程。在教学过程中，微生物学理论课老师一般都要担任微生物学实验教学课程，这样老师能够更好地自主协调和平衡理论教学与实验课程在时间、节奏和进度上的合理安排，从而使二者能够相辅相成，相得益彰，整体上提高微生物学的教学水平和质量。通过单元操作实验、综合实验、设计实验和创新实验等由易到难、由浅入深的实验内容结构安排，对学生更好地理解和消化理论课，培养学生动手能力、创新能力有重要的意义。

参考文献：

[1]诸葛健，李华钟.微生物学[M].第2版.北京：科学出版社，2009.

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文献标识码：A

文章编号：1007-2349(2008)01-0003-03

艾滋病是危害人类健康、威胁人们生命的严重传染病，迄今尚无满意的治疗方法。中医药对该病的治疗，在“标本缓急”、“扶正驱邪”、“辨证论治”等传统理论的指引下取得了一定成效，初步显示出正确运用中药具有副作用小，不易形成耐药毒株，应用范围较广，只要是感染了HIV者便可接受治疗以冀延迟发病，对于已发病者，不论处于何期，用之亦可不同程度地减轻症状，延缓病情进展。然而怎样去客观、全面、科学地评价其疗效，至今尚无统一标准，更乏完整的评价体系。有鉴于此，本文提出以下蠡见。

1　药效评价的基本概念

药物疗效的评价，实际上就是对于某药治疗某病的结果给该病患者们带来的各种利、弊、得、失进行恰如其分的判断与表述。科学的药效评价直接关系到所评药物的应用价值与市场前景的正确估量。

中药复方制剂的疗效，大体上包涵：理论疗效、实验疗效与临床疗效三个层面。理论疗效主要是指其处方药味组成的合理性、所体现的中医理、法、方、药理论固有的逻辑联系等；实验疗效则指对实验动物进行的药效学实验结果，体外抗病原体试验结果等；临床疗效即是最具发言权的实际疗效，其中又包括近期疗效与远期疗效，而论证强度最高者，当属于大样本、随机、盲法、齐同均衡、周密严谨的对照试验结果。

至于评价，不论对任何事物都有其相应的内容和形式，不同内容的评价可以采用相同的形式，但总不外两种形式，即简单评价与复合评价。前者，包括性质评价与关系评价；后者则包括联项评价与选项评价，治艾中药的疗效评价也不例外。如目前所用的以患者血液中的HIV病毒载量(Viral LoadVL)与CD4+T淋巴细胞计数作为具体评价的“金标准”，便属于较简单的选项评价之类。

2　评价的方式与方法

评价治艾中药疗效的基本方式是“对比”(Contrast)，只有通过科学的仔细对比，与现行的西医药常规治疗相比较，才能对其做出正确的评价。在医学研究中，为了弄清患者机体的某些变化与治疗的关系，对受试对象除了“处理因素”(如所用治疗药物)不同外。其余条件都一样，而且设有相应的对比标准、衡量指标和检测方法的有序对比称为“对照”(Control)。要减少评价的误差、如实反映所试药物的治疗效应，须精心设计、认真地进行对照试验。通常宜按统计学要求计算出所需之样本数，并将受试对象“随机抽样”分为对照组与试验组等组群，而组间的各种构成因素比必须保持“齐同均衡”。

可供选用的对照方式一般有：分组对照，配对对照，自身对照等。若论对照所获结果的可靠性与论证强度。则全随机对照评价试验最强；半随机对照，用药前后自身对照、同期非随机对照，历史性回顾性对照次之；最弱者为无对照的临床评价试验。

从临床角度评价治艾中药的疗效，要重视试验设计，除了专业设计外还应包括统计学设计。按统计学原理测算出的样本数，才有相应的代表性，在质与量方面反映或代表总体情况。受试对象的选择要有统一标准，入选条件必须明确划定。并保证每一受试病人都有分配到任何一组的机会。试验过程中要尽可能地排除各种“偏因”或足以干扰疗效评价的可变因素。所用药物，尤其是中药复方制剂，其组方依据要充分，治疗针对性要强，而且要标准化并保持质量稳定。用予观测的指标要精选，且有适用性，合理性，相应的特异性与灵敏性。做到既有袭用指标又有创新性指标，既有现代化指标又有传统指标，既有定量指标亦有定性指标，既有硬指标又有软指标。总之要充分应用现代生物信息学的原理和方法，广泛收集各种有关疗效评价的“证据性”衡量指标。如对于在体病原体的抑制或杀灭。对患者机体受损功能和形质的修复或重建。对患者生存质量的影响，疗效的近期和远期的动态变化，有关探索性或创新性指标，该药的使用安全性，毒副作用的有无或大小等，都应纳入观测的视野。

目前袭用的于疗程结束时复测病毒载量与CD4+T淋巴细胞数以做对比的评价，仍属于“经验医学”的范畴。要实现正确的前瞻性的疗效评价，还须借鉴现代“循证医学”(Evi-dence-base medicine EBM)的原则与方法，即用于评价的主要证据应来自大样本、多中心(样本数＞500例，参试单位＞40例)的规范化随机对照试验(Standard Randomized ControlTrial SRCT)结果的广泛收集。评价的方法则应通过系统评价(Systemic Review SR)与荟萃分析(Meta analysis MA)获取EBM的评价证据。具体疗效的判定，不能只以患者的“中间结局”(如病毒载量与CD4+T细胞的实验室参数和患者近期症状改善等)，此又称“替代终点指标”(Surrogate end point)作为评定疗效的唯一依据。EBM强调必须以受试患者的“最终结局”(如病死率，致残率、并发症、日常生活能力、生存质量、幸福度和满意程度等)，此又称“终点指标”(End Point)作为判定疗效的最终标准。诚然，凡属于中间结局的替代终点指标，只要它们和终点指标具有密切的相关性，则也具有重要的评价意义，但却不一定能和终点指标完全平行。

其次，在评价试验的过程中还要看到医患之间互相协调关系的重要性，应从观念上完成从以医生为核心向病人为核心的转变，否则仍不能完全超越经验医学的水平。

3　评价体系的构建

治艾中药疗效评价体系应当体现：明确的指导思想，正确的评价原则，综合的评价指标，完整的评价内容与科学的规范化的评价方式与方法等。

由于中医学观察疾病的角度和分析病理机制的着眼点都不同于西医学，因此不能完全按西医学的观点评价中医药的疗效，否则便易流于简单的“比附”，不但有失公允，而且只能得出片面的结论。所以构建治艾中药疗效评价体系要进一步拓宽思路，不能囿于西方医学的定式。应尽可能地广泛借鉴现代自然科学的有关认识成果和技术手段，使之为我所用，以提高自身的认识能力和评价水平，在衡量指标方面有所创新。例如有的AIDS病人可见长期腹泻或口腔念珠菌感染，这多是机体微生态平衡(Mieroeuhiosis)遭受破坏，导致微生态失衡(Microdysbiosis)的表现。此时体内微生物群相互之间、微生物与宿主之间已由生理性组合变为病理性组合，这也就是“正邪交争”的重要内容之一。因此，在评价体系中不妨增加必要的相应的微生态学检测指标，以增强评价的全面性。又如在对病源体HIV的灭杀作用方面，目前虽非中医药的强项，但

也不必因此而高估西药的抗病毒作用。西医药对本病的治疗研究近年来虽有进展，但现有西药在停药之后病毒载量往往出现反弹，于是鸡尾酒疗法的创始人何大一也曾公开宣布其疗法“不能战胜艾滋病”。为此，我们要继续更新观念，不断探索，用新的思想去丰富或取代现有看法。

正确的评价原则是既重视病毒载量与CD4+的检测数值，又不将其视为评价中药疗效的唯一标准。就病毒载量本身而论，它是HIV感染者和AIDS病人血液中游离病毒RNA含量的测定值，乃由核酸提取，扩增或信号放大，定量测定而得，对于了解患者病情进展状况、估计预后、检验抗病毒药物的疗效等均有价值，亦可作为修订或调整治疗方案的依据。然而这也不是绝对的，血浆中病毒载量测定值，并不能反映患者体内病毒的全貌。据估计，患者体内的外周免疫器官淋巴滤泡区的滤泡树突状细胞(Follicular dendritic cells FDC)中HIV-I RNA的含量比血液中的含量大出102～104倍，而患者体内静止的CD4Tlym更是HIV的储存库。另据研究所知：患者体内CD4+TTlym受染后，便会以每天产生109～1010病毒颗粒的速度进行大量复制，但客观事物总是既相依赖又相互制约的，只要宿主自身的免疫功能尚完整，则每天被清除的毒粒亦在107～109左右。这就是说每天约有99％左右的毒粒被人体免疫系统清除，从而保持了二者的动态平衡。遗憾的是此种平衡会随着病情的进展而被打破或丧失，而中药复方制剂的多靶点、多层次的治疗作用或许能在维护或恢复此种动态平衡方面有所作为。因此在评价指标的选择上，当特别关注全身性、调节性的指标，宜采用生物信息学的综合分析方法对其结果进行深入研究，找出它们的内在联系提出规律性的结论，使我们在实践的基础上反映现实情况，从众多的证据中提出最具说服力的指标，保证作出的评价更符合客观实际。

由于中药(特别是中药的复方制剂)药效作用的多靶点、多层次性质，所以应当强调“综合疗效”的评价。因为受HIV侵袭的机体、其处于病理生理总体变化中的各系统和有关组织器官的互相关系无疑已超出了现代医学实验室检测的范围。当然，对局部的深入检测亦属必要，但要看到局部的改变仍是处于整体联系之中的，所以不可忽视中药对整体的综合调节效应。再说任何疾病的痊愈或死亡，其原因也是多方面的，如根据热力学第二定律则人体生命的结束也就是机体系统熵的值达到了最大限度、致与外界的能量交换停止。但在病理生理的变化过程中，若获有效的药物治疗等措施的帮助加上机体自身的调节能力则也可使负熵增加，从而使之好转或治愈。所以不能只是看到受染者机体对HIV作出的被动反应，而看不见机体主动与HIV做斗争的能力和中药对这种能力的扶持。

按照唯物辩证法的观点，一切现象和过程都处于无限的互相联系的因果链条之中。因此，对于治艾中药远期疗效的评价亦很重要，如对HIV检测阳性者其发病时间是否因中药的干预而得以推迟；AIDS患者的活存时间又是否是因此而得以延长等疗效的评价，均应采用大样本RCT的方法，严格按GCP要求结合现代流行病学调研原则进行。前者或使用安慰剂进行对照，后者则可以和同期西药治疗组相对照，以夯实疗效评价的基础。

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一、计算主义视角简介

对于意识的认识是长久以来一直困扰人们的问题。意识的本质究竟是什么？意识的运行机制是什么？这些问题一直没有解决。无论是哲学，心理学，自然科学，都为解决意识问题进行了深刻而持久的研究。随着科技手段的进步，意识问题的自然科学研究取向逐渐成为主流，而其中，计算主义的研究取向，是认知科学研究最基本的方向。

计算主义取向是伴随着当代计算机科学迅猛发展而出现的一种新的研究范式，计算主义的基本思想是将意识、心智的本质以及行为与计算机程序进行类比，提出“认知的本质就是计算”这样的基本假说，当前信息、算法和计算这些计算主义的基本概念已成为当前理解人的生命及意识本质的重要概念。[1]

这种思潮，随着人工智能、生物信息学、量子计算、元胞自动机理论等的产生和发展，开始广泛的渗透到各个科学领域，继而发展为一种哲几乎遍及所有科学和哲学领域的超范式，即构成物质世界的基本要素是计算或信息流，世界的全部内容是信息从一个部分传递到另一个部分的过程。

计算主义实际上已经渗透到宇宙学、物理学、生物学乃至经济学和社会科学等诸多领域。计算或者算法不仅成为人们认识自然、生命、思维和社会的一种普适的观念和方法,而且成为一种新的世界观。[2]

科技传播是基于传播学而集中研究科学技术传播的学科，以计算主义的视角，对科技传播进行认识和研究，在一定程度上，可以拓展和加深对科技传播的最根本的理解。

二、科技传播的四个要素

传播是人类社会广泛存在的现象，可以说，自人类出现，传播就一直存在于人类社会之中。传播现象也许是人类认识索要面对的最为复杂的对象之一。以传播为研究对象的传播学是20世纪出现的社会科学，传播学的研究范围十分广泛，经过多年发展，传播相关的历史研究，心理学研究，社会学研究，乃至传播方式的物理学研究以及上升到哲学高度的语言哲学研究等，与传播相关的领域的研究几乎已经面面俱到，而科技传播的研究因为局限于传播科技知识，较人类的一般传播要简单一些，虽然科技传播具有不同于传播学研究领域的特殊性，但是作为一种传播的过程，传播学的基本理论还是适用的。

人类的传播是一种交流和交换信息的行为。一个基本的传播过程由传播者、传播内容、传播渠道与传播媒体和受传者四个要素构成。[3]信息在四要素之中的传递，构成了一个传播的过程。对这四大要素的分析是认识、理解和研究科技传播活动和科技传播现象的出发点。而如果要做一个最根本的认识，需要先对信息进行解读。

在人类的社会传播过程中，信息是符号和意义的统一体。符号简要的说，是信息的外在形式和物质载体，而意义本身是抽象和无形的，但可以通过如语言及其他符号得到表达和传递，一个符号和其携带的意义构成信息。人类最基本和最主要的符号，就是语言。

语言是一套完整和较完善的符号体系。在计算主义的视角下，可以这样认为，语言的符号体系是一种人类意识可以理解的算法，人类实际上通过这样一种算法，来理解和处理信息所包含的意义。而只有在这样一种人类可以理解的算法内，意义才得以存在。比如一个彻底陌生的自然物，我们不妨利用数学的方式定义为x，对于人类而言，在认识它的形状和与外界的作用之前，它毫无意义，而认识它并认识它与外界的作用，实际上经历了将这些关系编译为人类可以理解的形式，比如，称之为“费米子凝聚态”，这不仅是一个单纯的符号，这个符号承载了对应物的信息，也就是人类对它的认识。这个过程发生的，可以说是人类建立了一套算法，来认知这个东西。同样的，所有的信息，只有经过人类可理解的算法处理之后，才具有对人类而言的意义。为什么经过这样的过程，信息就可以被理解？传播学中，认为语言的理解是一种语义契约，基于这种达成的共识，语言得以被普遍理解。这其实可以理解为一种算法。可以借用计算机领域的一个常见术语，格式化。在计算机中，硬盘经过格式化才能作系统识别，这一过程，与人类的认知过程有些类似。

那么，传播的四个要素，分别在这种理解中是怎样的呢？

传播者是指信息的提供者，亦即向受众传播信息的一方。在科技传播中，传播者的地位极其特殊，尤其是科技知识最初的发现或发明者，这个角色的特殊在于，他首先使对本对人类毫无意义的东西，进入到人类的可理解的范围中，也可以说，是建立了一种新的算法，将信息进行了编码。

科技传播中的传播者一般分为两种基本类型，职业化的传播者和非职业化的传播者。本文认为，传播者可以分为两种，传播内容的首创者和首创者之外的传播者。二者的区别将在后面阐述。

传播内容是流动在科技传播过程中的科技知识信息。在本文中可以理解为包含了科技知识意义的算法。

传播渠道与传播媒体涉及到传播的具体过程和传播媒介，实际上，是可以认为是信息的等价变换，后文将阐述。

受传者又称为受众，是与传播者相对的信息接受者。受传者最重要的特点是学习能力。在本文的语境中，学习能力是指解码的能力，通过对符号的解码，得到符号所携带的意义。

一个科技传播的过程，具体是怎样发生的呢？

三、科学传播的模式

对于传播的模式，在传播学史上，学者们曾建立了很多种模式。但这些模式都是基于上述四个要素的。本文结合拉斯韦尔的5w模式、奥斯古德与施拉姆的循环模式和赖利夫妇的系统模式提出一种稍作改进的模式，见图1。

最初的传播者将没有意义的信息进行编码，也就是从无意义进入到人类语言中，使之变为在人类的语言契约下能够理解的形式，这一过程实际是一中算法的等价变换，换句话说，这些信息的意义，也就在于传播者进行了怎样的编码。

在语义契约的约束下，传播内容传递给了受众，如果受众继续传播，那么他就是其他传播者，所谓的职业传播者，也就是专职负责再次传递信息的受众，他们的信息来源于最初的传播者。受众在接触到信息后，实际上是用语义契约进行了一个解码，提取了其中的意义。[4]而其他传播者可以将接受到的信息原封不动的传播出去，但是，由于他们的专业背景，认识能力，和理解程度，尤其是职业传播者，面对特定的受众，通常会将接受的信息进行新的编码，再次传播。所谓新的编码并没有脱离语义契约。语言系统是一个复杂的系统。由于人们的教育程度，认识能力，专业领域的区别，往往趋向于形成在语义契约内的子系统。比如一个经济学者和一个化学学者，他们虽然都处于一个大的语义契约下，但是由于专业原因，对于对方专业领域的信息往往接触不多，这使得他们的专业相对封闭。那么，经济学者们要了解某一项化学成果，往往需要进行多次的编码解码，使最初的专业化的信息变得能够被他们容易的理解。

这个传播的过程是如此继续下去的，直到受众不再传播。当然，这里的受众和其他传播者，并不是指单一的个体，而是符合定义的人或组织的集合。

传播的媒介，是得到传播学着重研究的领域，媒介起到一个信息传递中介的作用，信息无论是以文字还是声音还是图像的形式得到传播，其目的是使最初的信息能够有效的传播，但是，从最初的信息到媒介所包含的信息再到受众接收到携带信息的媒介，这一个过程需要经过多次的解码和编码，由于传播者和受众的原因，信息也许会发生变化，其含义与最初的含义可能不同，如何确保信息的失真度最低，是科学传播研究的问题之一。[5]

四、总结

上述分析着重强调了在科技传播中编码和解码的重要作用。从计算主义的视角，对科技传播中“科技知识信息通过跨越时空的扩散而在不同个性间实现知识共享”[4]这样一个最核心的研究内容进行了简单的分析。通过上述分析，可以看到，由于科技研究事业相对于人类社会来说，是相对较小和相对封闭的系统，即使是科技研究事业内部，不同领域和专业也相对封闭，这使得科技传播的过程，需要更多的努力才能成为有效的传播，在本文的语境中，也就是需要更多的算法的变换或编码解码的过程。本文试图从最根本的层次上分析知识、信息、共享、传播这些概念的含义，以及在科技传播过程中它们的意义，虽然可能这种努力现在还是有些粗糙和简陋，但是在科技传播研究的方法上，希望能够提供一种新的角度。

参考文献：

[1]李西林,霍涌泉.当前意识研究的自然科学取向及其意义[J].东南大学学报(哲学社会科学版).2007(01).

[2]李建会.从计算的观点看[J].哲学研究2004(03).

[3]翟杰全.科技传播研究与其基本方向[J].科学管理研究.1999(06).

[4]翟杰全.让科技跨越时空[M].北京理工大学出版社.2002.

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关键词：

个体化诊疗；精准医学；中西医结合；临床教育

中西医虽有不同的理论体系和历史发展沿革，但二者从诞生之日起，都是以治愈疾病为目的，对于疾病认知模式虽有偏向“形而上”或“形而下”的差异，但其临床疗效的实现，必然都是通过对人体的病理状态进行了调整而实现的。中医现代化科研所作的努力就在于使中医的诊疗方式能够用现代医学的方式进行阐释，在保持中医诊疗思维方式的基础上，有利于深入理解中医药特点和优势发挥的原理，这在中医发展过程中，是有益且必要的一个环节。本文结合精准医学概念谈如何在中西医结合教育过程中树立“衷中参西”的根本理念和“兼收并蓄”的学习模式。

1在理念上中西医结合临床教育与现代医学前沿接轨

由于时代背景和文化不同，中西医理论的形成和发展形成明显差异。西医的理论是自然科学的一个分支，中医理论与中国古代哲学思想交织在一起，如中医的一些基本概念如气、阴阳、五行，更多地是从哲学的层面进行人体现象的解释，如果只从实证的角度评价，中医理论就会被认为是粗糙和模糊的，然而中医理论这种系统的、整体的、动态的对生命体的认识进而衍生的理法方药体系，恰恰是中医的特色和优势所在，其明确的临床疗效使中医具有了顽强的生命力，对此持一味否定和固步自封的态度都不符合中医认识事物兼收并蓄的特点，而在与现代医学结合时，完全可以“和平共处”“”，不必强求理论上的融合，而从寻求理念上的对接入手。在中西医结合临床教育过程中，对于最新的现代医学概念，在充分认知的基础上，应该学会与中医学进行比较联系，发现异同之处，从而加深理解。如当“精准医疗”等概念出现时，我们应该在临床过程中将其与中医的诊疗进行比较并进一步加深中西医结合的理解。“精准医疗”(PrecisionMedicine，PM）是近几年提出的新的医学概念，它是通过深入了解每个患者的遗传学和基因组学信息，力争做出达到分子水平的准确诊断，为临床治疗决策和正确用药提供详细的参考依据，从而最大限度地提高治疗效果[1]。精准医疗是一种基于病人“定制”的医疗模式，在这种模式下，医疗的决策、实施等都是针对每一个病人个体特征而制定的，疾病的诊断和治疗是在合理选择病人自己的遗传、分子或细胞学信息的基础上进行的[2]。中医诊疗过程自古以来就是一种基于病人“定制”的医疗模式，根据每个具体病人在疾病过程中某一个病理阶段的“证”进行具体问题具体分析，结合中医的“病”“体质”，同时考虑到患者所处的地理环境、气候环境，甚至要对患者的心理状态、依从性要加以考虑，才能算是完成了一次“量体裁衣”式的诊疗。中医将每一个可能影响疾病发生发展的因素加以考虑，并在临床诊疗过程中加以处理或在医嘱中加以体现，虽不同于现代医学精准医疗借助了先进的现代科技将遗传信息与诊疗相对应，并做到精细、量化，但二者在诊疗过程中“量体裁衣”的个体化诊疗理念是一致的，并不存在冲突，随着科技的发展，中医也越来可能将其诊治方式以更加客观量化的方式加以呈现。认识到这一点，才会具备中西医结合的思想基础。通过深入比较精准医疗与中医诊疗思维理念的异同之处，在中西医结合教育过程中使学生更深入了解中西医各自的优势，在理论上“”，在理念上寻找共同的思想基础，进一步进行临床科研实践，才能更好地进行中西医结合。

2中西医结合教育如何在实践中与现代医学前沿接轨

在中西医结合临床教育过程中，借助精准医疗等新的技术的出现，将其与中医理念与临床科研实践结合起来，有助于使“衷中参西”的中西医结合原则落实到临床和科研实践中。

2.1中西医结合与现代医学前沿接轨的临床实践

中医与精准医学结合，不是与精准医学比较谁更能做到精准，而是应该思考在临床上如何使之发挥更好的疗效，精准医学目前在肿瘤的治疗中应用较多[3]，采用的方法是根据患者肿瘤的特定基因选择一种针对性的药物进行治疗，在此过程中，中医与西医结合的原则应该是“减毒增效”，尽管中药在治疗过程中对肿瘤的抑制作用不可忽视，但相对于靶向药物治疗的效果评价的证据尚未能完全按照循证医学的规则进行，在抗肿瘤治疗时，中医药的特色优势主要不是针对肿瘤瘤体本身，而是着眼于人体的整体状态，依据靶向药物进行“精准治疗”的过程中，患者出现的临床不适症候进行诊治，通过发挥中医药“整体观念”与“辨证论治”的优势，改善临床症候和病理状态，以减少毒副作用，使“精准治疗”能够顺利进行，从而达到“增效”的治疗目标，如中医联合吉非替尼治疗肺癌的研究，已总结出配合吉非替尼肺癌靶向治疗20种常用中药以及核心处方药物：党参、黄芪、金荞麦、沙参、麦冬、龙葵、白英、甘草、黄精、红景天。体现了扶正解毒的基本法则，在治疗过程别重视从整体出发，调补肺、脾、肾三脏，灵活运用“培土生金”“金水相生”之法[4]。从临床疗效的角度，更好地进行中西医结合的实践。

2.2医学科研中与现代医学前沿接轨的中西医结合实践

基因组学、蛋白质组学、代谢组学，使医学科研越来越精确，也成为精准医疗得以实现的基础，这些组学的理念与中医的系统观念有相似之处。如“代谢组学”的概念，是由Nicholson等在1999年提出[5]。因其“组”“群”“谱”集成的功能特点，可以更好地反映中医“证”的本质。使其成为证候标准化研究的一种有效的途径，代谢组学的系统研究方法在本质上与中医理论相一致。中医采用多成分多靶点作用方法用于疾病的治疗，与代谢组学的整体观完全吻合[6]。目前已有较多中医联合代谢组学技术的研究，如王喜军等[7]应用高通量、高分辨、高灵敏度的UPLC-MS分析仪器，结合模式识别、专家系统等生物信息学技术，建立黄疸证和阴黄、阳黄证的特征性代谢模式，并从微观角度解读黄疸、阴黄和阳黄证候的科学内涵。王广基院士课题组[8-9]采用GC-TOF/MS分析冠心病不同中医证型(痰阻心脉、气阴两虚、气虚血瘀及气滞血瘀型)患者血浆代谢谱，其结果显示能将疾病组与健康组明显区分，并与临床中医症状分级量化指标显著相关，提示中医分型的物质基础可能正是代谢组学所研究的体内小分子化合物。代谢组学技术有利于助力精准医学的发展，也有助于进行中医“整体观”临床诊疗机制的阐释，从现代科学角度进行中医药的继承与发展，这种理念上的共通之处更易于进行中西医结合。

3中医临床教育与现代医学前沿接轨中存在的问题

3.1信中还是信西的问题

在中西医结合的临床教育中，要注意培养学生“衷中参西”的观念，西医临床诊疗的过程中，以指南为参考依据，而中医临床的特点和优势决定了其临床统一模式形成的难度，因而在进行诊疗活动中，尤其是对于刚毕业的学生，西医的诊疗相对易于操作，中医的辨证相对较难把握，因而在心理上容易认为西医更加客观，中医更加主观，而且中医的阴阳五行及中药的四气五味等与西医学的认知在理论层面较难对应，所以在这个阶段，临床教育对树立中医临床信心至关重要，一方面，要肯定西医的认知模式的实用性，同时，要充分认识中医临床自身的特点、规律和优势，不能一味地在理论层面寻找对应，而要更多地从理念上寻找共同点，如目前西医学对中医扶正、驱邪的理念，未病先防的理念，并不存在认识上的冲突，从中西医的疗效优势上树立自信，进而比较中西医各自的优缺点，然后从相互弥补彼此的不足入手。随着中西医结合临床实践的深入，加深对彼此的理解，更好地为临床诊治疾病服务。

3.2会不会影响中医思维的问题

中医和西医的思维方式有差异，西医以客观数据作为诊疗的依据，中医通过望、闻、问、切收集的临床资料进行辨证论治，收集到临床信息都必须由临床医生进行主观思维的综合判断，在中西医结合教育过程中，要牢固树立采用中医思维方式进行临床的思想意识，中医辨证论治的整个过程必须完全按照理、法、方、药的思维过程进行，在此过程中西医学的认识作为参考，不能影响到辨证论治的思维过程，否则可能会影响中医疗效优势的发挥。在中西医结合临床过程中，将理念的相同之处作为结合的切入点，将临床疗效的提高作为结合的目的，将机理的阐释作为结合的手段，将理论的差异作为深入思考的方向，在保持自身特点和优势的同时，借助现代科技，借鉴现代医学研究方法，更好地将中医临床有效性的机制和原理加以阐释，使中西医能够进行更通畅的交流，更好地为提高临床疗效作出贡献。

作者：王睿林 单位：第三二医院中西医结合中心

参考文献

[1]彭亦良，周雄.精准医疗对未来医学发展的启示与质疑[J].中国医药生物技术，2016，11(1)：88-90.

[2]夏锋，韦邦福.精准医疗的理念及其技术体系[J].医学与哲学(临床决策论坛版)，2010，31(22):1-3.

[4]刘浩，林洪生.基于无尺度网络分析中医药配合肺癌靶向治疗用药与处方规律[J].中华中医药学刊，2015，33(7)：1671-1673.

篇13

1引言

植物基因工程（plantgeneticengineering）是基因工程原理和技术在植物领域的研究与运用。《植物基因工程》是生命学科相关专业的研究生阶段的重要课程，涉及遗传学、现代分子生物学、生物化学、微生物学及生物信息学等多学科理论知识与实验方法[1]。它利用基因工程理论技术，从供体分离克隆外源基因，在体外与载体DNA重组后，经遗传转化导入受体植物基因组中，并获得有效表达和稳定遗传的转基因植物[2]。《植物基因工程》的教学具有理论性和实践性都很强的特点[3]，一般分为基础知识及实验操作两个部分教学。同时，该课程教学的内容信息量大，部分内容深奥，学生难以理解。近年来，生命科学研究和发展日新月异，即使是经典的《植物基因工程》教材，其中的理论和实验技术方法很容易滞后于当前最新的研究发展状况。而作为一门植物研究领域的专业课，必须在有限的教学时间内尽量提高教学效率。为了让学生在有限的时间内更好地掌握植物基因工程的原理及基本实验操作方法，激发学生研究型思维、提高科研素质。我们近年来对该课程的教学进行了改革探索，并取得一定效果。

2教学内容更新

2.1合理选择教材

我校《植物基因工程》基础理论知识部分选用的教材为王关林等编著的《植物基因工程》（科学出版社，2009），同时参考S.B.Primrose和R.M.Twyman编著的《PrinciplesofGeneManipula-tionandGenomics》（基因操作原理-英文第7版），以及P.C.特纳等编著，刘进元等译的《分子生物学》。所选用的教材系统性和层次性强，涵盖分子生物学、植物基因工程的目的基因的转化、转基因植物的检测、转基因植物的遗传特性及安全性、植物基因工程所涉及的各种现代生物技术等部分。选用的上述辅助教材中，有更为详尽的实验原理、实验操作步骤等介绍，便于我校植物学方向的硕士生根据自己的研究方向和兴趣，更全面地查找阅读实验操作原理，有助于熟悉相关专业的研究前沿，同时逐步习惯阅读英文文献，更为自身选择的研究打下坚实的基础。

2.2教学内容的优化

《植物基因工程》这门课中有很多知识点涉及生命科学的前沿。近年来，生命科学成为发展最快的科学之一[4]，该学科实验方法日新月异，新的载体、酶、菌种不断涌现，实验仪器也愈来愈智能化，经典教材其中所涉及的很多实验方法与目前最新的实验手段常常不吻合。因此，《植物基因工程》的教学过程中必须与时俱进，立足于所选择的教材，及时更新教学内容，才能让学生接触到生命科学前沿研究动态，及时掌握全新实验手段和方法，对这门课产生学习兴趣。由于《植物基因工程》的内容非常宽泛、深奥，许多内容涉及生命科学的前沿，对于缺乏实验基础的研究生而言，过多的宣讲基础知识和原理，不仅乏味，也学生难以理解。而学校安排的课时有限（仅为16课时），上述内容很难在有限的时间内系统介绍，因此，必须对《植物基因工程》教学内容进行大胆的改革探索，才能取得良好的教学效果。首先精简基础知识教学内容：上述选用的教材中，仅仅保留基因工程简介、转基因基本操作原理及植物转基因操作方法及实例这几个部分，其余基础理论知识均结合实验课讲授。由于《植物基因工程》的教学离不开植物组织培养这个环节，因此，对教学内容增加了植物组织培养的基本原理和方法。根据植物基因工程技术日新月异的特点，增加了最前沿的基因工程技术，选用《nature》《plantcell》等世界一流期刊的最新研究论文，介绍如靶向基因修饰新技术——TALEN和CRISPR/Cas9等基因工程最前沿技术原理方法，激发学生的科研的热情。

2.3教学中创设问题

根据《植物基因工程》课程理论与实践紧密联系的特点[5]，在教学的每个环节穿插具有趣味性、启发性及新颖性的知识；根据当前转基因食品成为全社会讨论和关心的热点问题，教学中创设问题，如：“我们身边有哪些转基因植物或食品”，“转基因植物（食品）安全吗”等，要求学生对转基因的每个环节可能引发的生物安全问题展开讨论，激发学生好奇心和求知欲。

3实验教学方法的改革

3.1将部分基础知识和实验操作要领融合教学

《植物基因工程》是一门理论知识和实践紧密结合的课程，培养学生对该课程的兴趣及动手操作能力，是该课程的重要目的之一。而实验课程中所涉及的仪器、试剂、载体、工程菌种类繁多，植物转基因操作要求动手能力强、实验周期长，初次操作容易失败，获得的转基因产物存在假阳性，需要步步检测验证等问题。如何在较短的时间内完成所有实验教学内容，提高教学效果，是实验教学中必须面对的重要问题。《植物基因工程》的实验过程是一个层次化渐进的过程。以实验项目——木本植物桑树的转基因为例，整个实验从植物组织培养开始，涵盖工程菌的选择、培养及鉴定；表达载体的选择、转化、扩增，目的基因克隆、片段回收，转入载体；目的基因与载体的连接、验证及转化农杆菌；含转基因载体的农杆菌侵染事先准备的组织培养的器官或植株，转基因植株的培养和鉴定等多个环节和步骤，实验周期长。由于高等植物自身特点，每操作完一个步骤，往往需要等待较长时间，才能进行下一个实验步骤的操作教学。根据上述特点，我们以实验进展引领理论教学，将植物学的基础知识融入到实验过程中，使多个实验项目层层递进，又有机衔接成为一个整体。这样有利于学生更加高效、直观地掌握基本理论。

3.2鼓励学生动手实践

教师在讲授基础知识结束后，一般随即动手演示，并且讲解每个操作细节的要领。实验室一般尽可能准备实验仪器、器材及试剂，让学生亲自动手实验，使其获得感性认识，增强实验主观能动性，增强对基础知识和基本概念的了解，增强科研热情。

3.3实验教学中充分利用微信工具辅助教学

微信等通信工具已融入现代社会生活中，成为大部分学生日常生活的一部分。利用微信工具辅助实验教学，会带来出其不意的良好效果。每一部分实验均以老师演示，将实验操作细节拍摄成为视频，传到微信群，供学生反复播放揣摩，这样可以提高教学效率，避免大批学生围观教师实验操作，看不清楚其中关键细节；实验中相邻两个步骤之间等待的时间，教师可以将该部分实验所涉及的基础知识总结后上传微信群，并利用微信布置作业，提出问题；可以让少量学生轮流查看如无菌苗生长状态、农杆菌扩增的浓度、目的基因扩增的条带等操作结果，及时拍摄成照片传到微信群，以便于其他学生第一时间知晓实验结果，及时准备下一部分实验；实验中遇到的问题，可以在课外利用微信组织讨论，大大活跃了学习气氛，提高学生学习兴趣，增强了团队协作解决问题的能力。实践证明，利用微信辅助教学的方法，可以彻底改变“灌输式”教学中学生被动接受知识的状况，使每一位学生真正融入实验教学，成为这门课学习的主体。

4结束语

《植物基因工程》的教学方法和思路必须围绕该门课程的特点进行。该门课程涉及生命科学的前沿、同时兼具实验性很强的特点。教师不仅要合理选择教材，同时在教学中，必须合理调整基础知识讲授与实验课的时间比例，以实验教学带动课本教学，将书本基础知识贯穿于整个实验环节。教师自身应该注意以科研促教学，不断提高自身的科研能力和素质，拓宽自身的知识面，及时掌握基因工程最新研究动态，自动掌握和更新实验方法，才能真正掌握这门课的授课艺术，让学生有热情参与到这门课的教学中。和其他任何学科的教学一样，学生始终是《植物基因工程》的学习主体。根据当前学生生活已经离不开手机等特点，利用微信工具辅助实验教学，获得了出其不意的良好效果，激发了学生研究型思维、提高了动手能力及处理解决问题能力，有效培养学生的科研素质。经过两年多的尝试，《植物基因工程》这门课的教学效果获得了极大提高，学生反映这门课再也不枯燥了，在短短16学时的教学中，掌握了基因工程的原理及基本实验操作方法，对转基因的植物有了全新的认识，并且了解到许多生命科学前沿知识，可谓是受益匪浅。许多学生由此对该学科的科研产生了浓厚的兴趣，增强了学习和研究中解决问题的能力。当然，《植物基因工程》这门课的教学是一项系统工程，需要教师在今后教学中继续探索更合理、更科学的教学改革思路，需要教师和学生更多的互动，才能获得更好的教学效果，为社会培养更多具有一定科研素质的人才。

参考文献

[1]王丽,姜寒玉,司怀军.植物基因工程教学的实践体会[J].科教文汇,2012(2):36-37.

[2]王关林,方宏筠.植物基因工程.2版[M].北京:科学出版社,2002.

[3]李晓薇,董园园,李海燕.《植物基因工程》教学实践的几点体会[J].高教学刊,2016(3):116.