時(shí)間:2023-12-04 18:20:49
導(dǎo)語(yǔ):在生物信息學(xué)的研究方向的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞:生物信息學(xué);生物技術(shù);教學(xué)改革
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)36-0197-03
一、生物信息學(xué)課程的教學(xué)背景
生物信息學(xué)(Bioinformafics)是一門集數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及生物學(xué)等多學(xué)科交叉而形成的新興熱點(diǎn)學(xué)科,實(shí)質(zhì)就是利用信息科學(xué)與技術(shù)解決生物學(xué)問(wèn)題。它的內(nèi)涵目前包含了分子生物大數(shù)據(jù)的獲取、加工、存儲(chǔ)、分配、分析、解釋等在內(nèi)的所有方面。依據(jù)分子生物大數(shù)據(jù)的類型不同,生物信息學(xué)的數(shù)據(jù)對(duì)象分布在基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組等不同水平層次的數(shù)據(jù)以及跨層次的轉(zhuǎn)錄調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控和表觀遺傳修飾等縱向連接。依據(jù)學(xué)科任務(wù)的不同,生物信息學(xué)一方面要組織好生物大數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和獲取,一方面要開(kāi)發(fā)優(yōu)良的算法和工具軟件對(duì)生物大數(shù)據(jù)教學(xué)分析,同時(shí)還要利用這些生物大數(shù)據(jù)和工具來(lái)產(chǎn)生新的生物學(xué)認(rèn)識(shí),為下游的濕實(shí)驗(yàn)生物學(xué)家提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。近年來(lái),隨著高通量生物大數(shù)據(jù)檢測(cè)技術(shù),如基因芯片技術(shù)、高通量測(cè)序技術(shù)等的發(fā)展,生物信息學(xué)已經(jīng)在生物、醫(yī)學(xué)、藥物開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)以及農(nóng)業(yè)應(yīng)用等眾多領(lǐng)域普及推廣了起來(lái)。大量的生物數(shù)據(jù)急迫地需要處理,相應(yīng)地產(chǎn)生了對(duì)生物信息專門人才的廣泛需求。
因此,《生物信息學(xué)》課程也快速地在各院校大學(xué)生教學(xué)中開(kāi)展了起來(lái),甚至在局部高校產(chǎn)生了生物信息學(xué)本科專業(yè)。然而在實(shí)際的教學(xué)中也伴隨著種種問(wèn)題,影響了該課程的教學(xué)效果。本文現(xiàn)就近年來(lái)在生物背景的學(xué)生中所開(kāi)展的生物信息學(xué)的教學(xué)實(shí)踐淺談一點(diǎn)體會(huì),對(duì)其存在的問(wèn)題和對(duì)策作一論述。
二、生物信息學(xué)課程教學(xué)改革
(一)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)
生物信息學(xué)屬于多學(xué)科交叉學(xué)科,需要在分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、高等數(shù)學(xué)以及計(jì)算機(jī)編程等的課程基礎(chǔ)上進(jìn)行講授。不同學(xué)科基礎(chǔ)以及不同來(lái)源的生物數(shù)據(jù)反映在教學(xué)內(nèi)容上,生物信息學(xué)的一個(gè)特點(diǎn)就是信息量大。它囊括了概率統(tǒng)計(jì)、計(jì)算機(jī)語(yǔ)言、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)、生物數(shù)據(jù)庫(kù)介紹、序列比對(duì)、分子進(jìn)化分析、基因組序列分析、基因注釋與功能分類、基因表達(dá)譜分析、蛋白質(zhì)表達(dá)與結(jié)構(gòu)分析、生物分子網(wǎng)絡(luò)以及計(jì)算表觀遺傳學(xué)等眾多的內(nèi)容模塊。
從歷史發(fā)展角度看,這些內(nèi)容以基因組測(cè)序?yàn)橹黧w,生物信息學(xué)的發(fā)展可以劃分為3個(gè)階段:前基因組時(shí)代、基因組時(shí)代以及后基因組時(shí)代(又稱為功能基因組時(shí)代)。以人類基因組計(jì)劃的完成為時(shí)間節(jié)點(diǎn)標(biāo)記,目前的生物信息學(xué)已經(jīng)進(jìn)入到了功能基因組學(xué)時(shí)代。因此,體現(xiàn)在當(dāng)前的生物信息學(xué)教學(xué)內(nèi)容上的另外一個(gè)特點(diǎn)就是“新”。
(二)教材的選擇
生物信息學(xué)教學(xué)內(nèi)容的以上特征要求在教材的選擇上更需要全面衡量考慮。由于對(duì)生物信息學(xué)知識(shí)的大量需求,目前教材市場(chǎng)上的相關(guān)書籍也琳瑯滿目,選擇余地較大。我們推薦的教材是科學(xué)出版社2010年第二版的Instant Notes Bioinformatics,由T. Charlie Hodgman等人編寫[1]。這本書的教學(xué)內(nèi)容以基因組的生物信息學(xué)分析為主體,兼顧概率統(tǒng)計(jì)、機(jī)器學(xué)習(xí)、代謝組學(xué)等數(shù)理基礎(chǔ)知識(shí)和后續(xù)功能基因組分析。其中尤以序列比對(duì)、打分矩陣、系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建分析為核心內(nèi)容。這種課程設(shè)置把龐大的生物信息學(xué)體系縮小集中在了序列分析部分,這樣既便于學(xué)生系統(tǒng)充分地掌握生物信息學(xué)知識(shí),又兼顧了學(xué)科的發(fā)展基礎(chǔ)和趨勢(shì)。
另外,本教材為英文教材,這適應(yīng)了生物信息學(xué)快速發(fā)展的要求,讓學(xué)生近距離地體驗(yàn)到學(xué)科前沿氣息。為了擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)渠道來(lái)源,我在教學(xué)中推薦了幾種不同類型的參考書籍。其中,David W. Mount編寫的《Bioinformatics Sequence and Genome Analysis》和本校陶士珩教授主編的《生物信息學(xué)》,在教學(xué)內(nèi)容以及體系上均和本教材較為相近[2,3]。喬納森.佩夫斯納著,孫之榮主譯的《生物信息學(xué)與功能基因組學(xué)》則更側(cè)重功能基因組學(xué)的內(nèi)容[4]。李霞主編的《生物信息學(xué)》在內(nèi)容全面、豐富的同時(shí),也較為側(cè)重功能基因組學(xué)的內(nèi)容,同時(shí)還強(qiáng)調(diào)在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用和研究熱點(diǎn)[5]。
該書使用了彩印版,同時(shí)伴有光盤、習(xí)題集以及參考答案,目前在教材市場(chǎng)上較為受歡迎。最后,考慮到生物學(xué)背景的學(xué)生在計(jì)算機(jī)實(shí)際動(dòng)手能力方面相對(duì)較為弱勢(shì),我在教學(xué)中還特別推薦了幾本結(jié)合生物信息學(xué)與編程語(yǔ)言的書籍供同學(xué)們課后學(xué)習(xí)。這些教材包括:A.基于Perl語(yǔ)言的《Beginning Perl for Bioinformatics》、《Mastering Perl for Bioinformatics》;B.基于R語(yǔ)言的《R Programming for Bioinformatics》;C.基于Python語(yǔ)言的《Bioinformatics Programming Using Python》[6-9]。
(三)學(xué)時(shí)和考核方式的設(shè)定
生物信息學(xué)課程盡管面臨學(xué)科發(fā)展的迫切需要,教學(xué)內(nèi)容廣泛而眾多,但由于大學(xué)本科生的學(xué)時(shí)學(xué)分限制,目前我們的相關(guān)教學(xué)僅包括32學(xué)時(shí)的理論學(xué)時(shí)以及兩周的生物信息學(xué)實(shí)習(xí)。為了彌補(bǔ)學(xué)時(shí)不足的限制,我們更突出強(qiáng)調(diào)了實(shí)際表現(xiàn)的考核方式。考核成績(jī)中的平時(shí)成績(jī)由30%上升到40%,包括平時(shí)表現(xiàn)、隨堂測(cè)驗(yàn)以及課后作業(yè)等。
(四)存在的主要問(wèn)題與解決辦法
1.激發(fā)興趣。由于所教授的學(xué)生為生物學(xué)背景,不少學(xué)生均對(duì)數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等數(shù)理課程較為恐懼,缺乏學(xué)習(xí)興趣和韌性。這是本課程講授過(guò)程中所面臨的第一大問(wèn)題。為此,我嘗試了多種教學(xué)辦法進(jìn)行解決,取得了一定的效果。
(1)去除學(xué)生的恐懼心理。從心理學(xué)上講,恐懼的形成源于過(guò)去失敗經(jīng)歷的陰影以及對(duì)于未知事物的不確定性。因此,我在教學(xué)中注意突出生物學(xué)在生物信息學(xué)中的重要地位,以生物信息學(xué)領(lǐng)域的成功科學(xué)家為例,破除以往失敗經(jīng)歷的陰影。同時(shí),適當(dāng)?shù)貪饪s教學(xué)內(nèi)容,降低學(xué)生對(duì)未知事物不確定性的恐懼。
(2)激發(fā)學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的熱情。通過(guò)教學(xué)的互動(dòng),讓學(xué)生在互動(dòng)中消除對(duì)生物信息學(xué)的陌生感,熟悉生物信息學(xué),激起學(xué)習(xí)的欲望。
(3)在學(xué)習(xí)中感受生物信息學(xué)發(fā)展的脈搏。通過(guò)介紹生物信息學(xué)的發(fā)展史,對(duì)比歷史上類似的科學(xué)發(fā)展歷程,讓學(xué)生深刻地領(lǐng)悟到當(dāng)前的生物信息學(xué)在學(xué)科史中的定位。
(4)在實(shí)踐中感受生物信息學(xué)的魅力。比如,在進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建的講授中,同學(xué)們可以看到由于數(shù)學(xué)算法的使用,原本枯燥無(wú)味的序列數(shù)據(jù)居然能夠反映物種和基因的進(jìn)化歷程。通過(guò)教學(xué)中的改革實(shí)踐,同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣有了較大的提升。
2.夯實(shí)基礎(chǔ)。生物學(xué)背景的學(xué)生另外一個(gè)特點(diǎn)是數(shù)理基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編程能力相對(duì)較為薄弱。在教學(xué)過(guò)程中,我首先注意引導(dǎo)學(xué)生揚(yáng)長(zhǎng)避短,充分發(fā)揮學(xué)生在生物學(xué)理解能力上的優(yōu)勢(shì),避免進(jìn)入基礎(chǔ)性的數(shù)學(xué)算法糾纏中。同時(shí),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到,作為一個(gè)交叉性的學(xué)科,生物信息學(xué)的上下游學(xué)科鏈較長(zhǎng),同學(xué)們可以根據(jù)自身?xiàng)l件選擇進(jìn)入不同的環(huán)節(jié)。比如,擅長(zhǎng)基礎(chǔ)性的算法工具軟件開(kāi)發(fā)的同學(xué)可以進(jìn)入上游的理論環(huán)節(jié),擅長(zhǎng)生物學(xué)理解的同學(xué)可以使用這些工具進(jìn)入下游的生物信息應(yīng)用領(lǐng)域。第三,在課程設(shè)置上,著重加強(qiáng)生物信息學(xué)方向的數(shù)理基礎(chǔ)課程,比如生物統(tǒng)計(jì)、Linux以及Perl語(yǔ)言等,改善生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生在生物信息學(xué)方向的薄弱環(huán)節(jié)。最后,向同學(xué)們強(qiáng)調(diào),注意在學(xué)習(xí)的過(guò)程中提高學(xué)習(xí)能力才是根本。讓同學(xué)們意識(shí)到,基礎(chǔ)不是問(wèn)題,只要提高了學(xué)習(xí)能力,持之以恒地去實(shí)踐,均能學(xué)好本門課程。
3.緊跟前沿。生物信息學(xué)是一門前沿性很強(qiáng)的學(xué)科。為了既能提高學(xué)生的知識(shí)水平,又提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,這就要求在教學(xué)中既要恰當(dāng)?shù)丶舨弥R(shí)結(jié)構(gòu)和體系,又要有提供充分的學(xué)習(xí)鍛煉空間。為此,我們將課程設(shè)置為雙語(yǔ)課程,這樣做的好處是既不耽誤知識(shí)的學(xué)習(xí),又能適當(dāng)?shù)靥岣邔W(xué)生的適應(yīng)能力,為學(xué)生在將來(lái)英文環(huán)境較普遍的生物信息學(xué)領(lǐng)域中的學(xué)習(xí)研究應(yīng)用打下扎實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí),為了更適應(yīng)將來(lái)學(xué)生對(duì)生物信息的使用環(huán)境,同時(shí)也為了降低難度,我們的雙語(yǔ)課程更側(cè)重閱讀、理解能力的提高,以避免簡(jiǎn)化為英語(yǔ)學(xué)習(xí)課,和普通的英文課程內(nèi)容的重疊。另外,前沿性很強(qiáng)的生物信息學(xué)處處蘊(yùn)藏著創(chuàng)新的機(jī)會(huì),在教學(xué)過(guò)程中,我注意鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。比如,學(xué)生在上課過(guò)程中的一些小想法,我鼓勵(lì)其大膽投入,形成研究性論文。
4.注重實(shí)踐性。生物信息學(xué)在教學(xué)中既要注重對(duì)學(xué)生思維方式的轉(zhuǎn)變的教育,形成用生物信息學(xué)去看待生物大數(shù)據(jù)的思想,而不僅僅是解決某個(gè)具體生物學(xué)問(wèn)題的“小工具”,又要求學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中具備一定的實(shí)踐能力。由于長(zhǎng)久以來(lái)的教育體制和學(xué)習(xí)習(xí)慣的制約,同學(xué)們的學(xué)習(xí)重點(diǎn)仍然集中在知識(shí)的記憶、考試的應(yīng)付上面,缺乏對(duì)實(shí)際動(dòng)手能力的正確認(rèn)識(shí)。這給生物信息學(xué)這門課程的教學(xué),特別是實(shí)踐教學(xué)帶來(lái)了較大的壓力。為此,我在教學(xué)中著重采用身邊的典型案例教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)。比如,以往屆學(xué)生由于其突出的實(shí)踐能力最后促成了他畢業(yè)就業(yè)的成功為例,說(shuō)明動(dòng)手能力的重要性。貫穿在課程教學(xué)中,我對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的理念是鼓勵(lì)其獨(dú)立自主地完成實(shí)驗(yàn),盡量少干涉,允許其在實(shí)踐中犯錯(cuò)誤,在犯錯(cuò)中學(xué)習(xí)提高。經(jīng)過(guò)思想觀念的轉(zhuǎn)變、實(shí)踐中的反復(fù)雕琢提高,學(xué)生們的實(shí)踐動(dòng)手能力都得到了較好的提升。
三、結(jié)語(yǔ)
生物信息學(xué)是一門快速發(fā)展的新型熱門學(xué)科,其發(fā)展與生命科學(xué)發(fā)展是相輔相成的。本文針對(duì)《生物信息學(xué)》的教學(xué)進(jìn)行了一些探討,特別是針對(duì)生物背景學(xué)生的教學(xué)進(jìn)行了深入集中的研究。
本文認(rèn)為,只有激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,夯實(shí)基礎(chǔ),注重實(shí)踐動(dòng)手能力,緊跟學(xué)科發(fā)展前沿趨勢(shì),這樣才能切實(shí)做好生物信息學(xué)的課程教學(xué)工作,提高該課程的教學(xué)質(zhì)量,以此滿足我國(guó)目前該領(lǐng)域?qū)θ瞬诺慕逃枰囵B(yǎng)出具有一定的實(shí)踐操作能力和很強(qiáng)的創(chuàng)新能力的大學(xué)生。
參考文獻(xiàn):
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第九屆中國(guó)青年女科學(xué)家獎(jiǎng)評(píng)審會(huì)評(píng)語(yǔ):
魏麗萍工作成績(jī)突出,在生物信息學(xué)領(lǐng)域作出重要貢獻(xiàn)。
魏麗萍寄語(yǔ)青年人:
未來(lái)是無(wú)法預(yù)期的,但我們要樂(lè)觀、積極地生活。找到自己真正感興趣的、比較擅長(zhǎng)的、適合自己的工作,在每一天,都把自己能做的全部做到最好,不管未來(lái)是什么樣子,我們都有準(zhǔn)備。
隨著新一代測(cè)序、芯片、質(zhì)譜等高通量生物技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,各種生物學(xué)數(shù)據(jù)大量涌現(xiàn),并呈現(xiàn)出指數(shù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。這些數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏著大量的寶藏,即生物學(xué)的新規(guī)律、新發(fā)現(xiàn)。但是,這些海量的、指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的、并且高噪聲的生物數(shù)據(jù)也帶來(lái)了巨大的數(shù)據(jù)分析技術(shù)上的挑戰(zhàn)。
在機(jī)遇與挑戰(zhàn)的雙重推動(dòng)下,生物信息學(xué)在上世紀(jì)80年代后期應(yīng)運(yùn)而生并迅速蓬勃發(fā)展。該學(xué)科針對(duì)重要的生物學(xué)問(wèn)題,通過(guò)研發(fā)并應(yīng)用新的數(shù)據(jù)庫(kù)及算法技術(shù),對(duì)海量的生物數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整合、模擬,從中發(fā)現(xiàn)生物學(xué)新規(guī)律。
針對(duì)海量生物數(shù)據(jù)分析的挑戰(zhàn),魏麗萍帶領(lǐng)課題組自主研發(fā)了11種生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)和算法軟件,全部在網(wǎng)上免費(fèi)公開(kāi),并發(fā)表于生物信息學(xué)領(lǐng)域的權(quán)威雜志上,被大量的國(guó)內(nèi)外生物學(xué)家應(yīng)用于他們的研究中,預(yù)測(cè)結(jié)果多次被驗(yàn)證。她在對(duì)成癮等人類精神疾病的研究中做出了一批有國(guó)際影響力的工作,發(fā)現(xiàn)了4種成癮的5條共同分子通路以及1個(gè)和尼古丁成癮相關(guān)的人類特有的新基因。
魏麗萍認(rèn)為,有了數(shù)據(jù)庫(kù)和算法軟件之后,重要的是研究生物學(xué)問(wèn)題。目前,她的課題組在打好了堅(jiān)實(shí)的生物信息技術(shù)基礎(chǔ)之后,選擇用它來(lái)專攻兒童自閉癥的致病原因,希望能找到個(gè)性化的、更有針對(duì)性的治療方法。
據(jù)美國(guó)的最新研究顯示,每88個(gè)孩子里就有1個(gè)患有自閉癥譜系障礙,癥狀表現(xiàn)為交互性社會(huì)行為及交流能力的質(zhì)的障礙和刻板重復(fù)行為,嚴(yán)重的患兒終身不能上學(xué)和工作。自閉癥目前病因不明,也沒(méi)有治愈的方法。
當(dāng)談到為什么會(huì)選擇自閉癥這一研究方向時(shí),魏麗萍說(shuō):“我們選擇研究方向時(shí),就是要選一些復(fù)雜的、有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。我經(jīng)常對(duì)我的學(xué)生講,對(duì)你簡(jiǎn)單的問(wèn)題對(duì)別人會(huì)更簡(jiǎn)單,所以我們要選擇自己感興趣的、需要解決的、又有一定挑戰(zhàn)性的研究課題。”
目前,魏麗萍的研究組一方面對(duì)自閉癥兒童及其家屬,以及其他人進(jìn)行基因組測(cè)序,試圖通過(guò)比較基因組,找到自閉癥的致病基因;同時(shí),他們也在尋找中國(guó)的自閉癥高發(fā)地區(qū),用統(tǒng)計(jì)的方法去研究是不是因?yàn)槟承┉h(huán)境因素導(dǎo)致這一現(xiàn)象;再進(jìn)一步,他們將用生物統(tǒng)計(jì)和實(shí)驗(yàn)的方法,分析基因和環(huán)境的相互作用。
魏麗萍說(shuō):“不是說(shuō)基因組學(xué)和生物信息學(xué)可以把自閉癥攻克,但是它提供了一個(gè)和其他研究手段非常互補(bǔ)的、新的、比較獨(dú)特的研究角度。”
在科研與教學(xué)的同時(shí),魏麗萍還運(yùn)用自己多年的教育經(jīng)驗(yàn),努力從多個(gè)層面幫助自閉癥兒童,希望能為自閉癥兒童的教育以及發(fā)揮自閉癥兒童的特長(zhǎng)開(kāi)辟一條道路。
魏麗萍說(shuō):“有些孩子雖然有行為上的障礙,但在繪畫、音樂(lè)或數(shù)學(xué)方面有超常的特長(zhǎng),如何能夠在糾正他的行為問(wèn)題的同時(shí),發(fā)揮他的特長(zhǎng),這是一個(gè)非常有挑戰(zhàn)性但又很有意義的工作。”
關(guān)鍵詞: 生物信息學(xué);高等數(shù)學(xué);教學(xué)效果; 教學(xué)方法; 多媒體
生物信息學(xué)是綜合計(jì)算機(jī)科學(xué)、 信息技術(shù)和數(shù)學(xué)的理論和方法來(lái)研究生物學(xué)信息的交叉學(xué)科。數(shù)學(xué)作為生物信息學(xué)研究的基本工具, 已經(jīng)成為生物信息學(xué)專業(yè)的必修課程。高等數(shù)學(xué)是大學(xué)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)課程, 通過(guò)高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí), 學(xué)生不僅可以掌握基本的數(shù)學(xué)概念, 公式及方法, 更可以提高自己的邏輯能力以及運(yùn)用數(shù)學(xué)解決生物信息學(xué)問(wèn)題的能力。因而高等數(shù)學(xué)教學(xué)效果的好壞, 直接影響到一個(gè)學(xué)校, 一門學(xué)科人才的培養(yǎng), 進(jìn)而會(huì)影響到我國(guó)的科技發(fā)展水平與現(xiàn)代化進(jìn)程。筆者結(jié)合此領(lǐng)域教師們多年的教學(xué)實(shí)踐, 結(jié)合生物信息學(xué)的專業(yè)特點(diǎn)從課前、 課上、 課后三個(gè)方面闡述提高高等數(shù)學(xué)教學(xué)效果的幾點(diǎn)建議。
1做好充分的課前準(zhǔn)備,有的放矢。
要想在有限的課堂時(shí)間內(nèi)達(dá)到最好的教學(xué)效果,教師首先需要在課前認(rèn)真?zhèn)湔n, 尤其要注意重點(diǎn)內(nèi)容的強(qiáng)調(diào)以及知識(shí)點(diǎn)的銜接, 使得一次課成為一部完整的電影, 而不是多個(gè)場(chǎng)景的組合。同時(shí), 由于生物信息學(xué)是一門快速發(fā)展的交叉科學(xué), 因此在授課的過(guò)程中教師應(yīng)當(dāng)將生物信息學(xué)的前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)與課程內(nèi)容進(jìn)行合理的融合, 這就需要教師在課前閱讀大量的科研文獻(xiàn), 做到教學(xué)科研一體化。此外, 還要精心制作課件, 好的課件不僅要字體大小適中, 背景美觀而不雜亂, 又要適當(dāng)?shù)募右恍┯腥さ膭?dòng)畫。對(duì)于高等數(shù)學(xué)這樣一門相對(duì)枯燥的學(xué)科, 小小的動(dòng)畫會(huì)讓學(xué)生的精神為之一振, 間接提高教學(xué)效果。同時(shí)要做到內(nèi)容簡(jiǎn)潔明了, 真正起到提綱挈領(lǐng)的作用。對(duì)于高等數(shù)學(xué)下冊(cè)來(lái)說(shuō), 課件的制作尤為重要。比如, 第一型曲面積分概念的引入, 不僅需要有準(zhǔn)確的三維圖像, 而且引入概念的過(guò)程也要提綱式地逐條列出, 使學(xué)生清晰地了解一個(gè)抽象的數(shù)學(xué)概念是怎樣產(chǎn)生的。
2多方位開(kāi)展課上教學(xué)實(shí)踐。
2.1 多媒體與板書結(jié)合
多媒體的出現(xiàn)為高等數(shù)學(xué)的教學(xué)帶來(lái)了極大方便。比如曲線與曲面積分的章節(jié)中, 很多問(wèn)題都需要結(jié)合三維圖像來(lái)解答, 在黑板上畫立體圖形既浪費(fèi)時(shí)間, 又很難畫得準(zhǔn)確, 而利用多媒體則只需在課件中插入相應(yīng)的三維圖像就可以了。還有一些冗長(zhǎng)的概念或公式, 用多媒體展示一目了然, 省時(shí)省力。多媒體雖然為教學(xué)帶來(lái)了諸多方便, 但它并不能完全代替板書。比如, 具體的解題過(guò)程如果只寫在課件上, 那么學(xué)生就只是觀眾, 在觀看一道題怎么解答。而利用板書引導(dǎo)學(xué)生,在書寫每一步的時(shí)候讓學(xué)生思考下一步應(yīng)該怎么做, 那么學(xué)生就是參與者了。定理或公式的推導(dǎo)也是同樣的道理。所以上課時(shí)要做到多媒體與板書的有機(jī)結(jié)合, 多媒體展示提綱和圖像, 板書書寫具體的解題和推導(dǎo)過(guò)程。
2.2 重視基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)
要狠抓以基本概念、 基本理論、 基本方法為主的“ 三基” 教學(xué)。高等數(shù)學(xué)雖然看起來(lái)很難, 但它實(shí)際上是由很多基本概念和理論方法交織而成的。只有牢固地掌握基礎(chǔ)知識(shí), 才能理解數(shù)學(xué)的精髓, 才能熟練的運(yùn)用這些知識(shí)來(lái)解決復(fù)雜的生物信息學(xué)問(wèn)題。對(duì)于基本概念, 要用盡可能通俗的, 形象的語(yǔ)言或直觀的圖像來(lái)解釋, 必要的時(shí)候也可以用實(shí)物演示。比如, 莫比烏斯帶的定義是單側(cè)曲面, 這個(gè)概念用語(yǔ)言很難形容, 但如果用一張紙條演示一下, 學(xué)生就完全理解了。對(duì)于基本定理, 一定要在黑板上寫下詳細(xì)的推導(dǎo)過(guò)程, 讓學(xué)生了解怎樣從一些已有的知識(shí)推導(dǎo)出一個(gè)新的結(jié)論, 這樣學(xué)生就不是在死記硬背定理的內(nèi)容, 而是真的學(xué)會(huì)了。對(duì)于基本方法, 則要讓學(xué)生反復(fù)練習(xí), 熟能生巧, 多做練習(xí)還會(huì)提高學(xué)生的計(jì)算能力。
2.3 注重課堂練習(xí)
在課堂上要堅(jiān)持" 教師是主導(dǎo), 學(xué)生是主體" 的教學(xué)原則,要做到精講多練、 勤練。每堂課都可能會(huì)講多個(gè)知識(shí)點(diǎn), 多種類型題, 如果一味的填鴨式教學(xué), 學(xué)生往往只是“ 懂了” , 而不是“ 會(huì)了” 。所以在每一道類型題講完之后, 要立刻找一道相似的題目, 給學(xué)生一定的時(shí)間讓學(xué)生自己練習(xí), 及時(shí)消化和掌握所學(xué)的知識(shí), 并且要重視理論聯(lián)系實(shí)際, 將數(shù)學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到具體的生物信息學(xué)研究中去。比如, 介紹了矩陣的概念之后, 就可以向?qū)W生介紹基因芯片的制備、 基因表達(dá)譜的數(shù)據(jù)格式等內(nèi)容, 將基因芯片檢測(cè)的全基因組范圍的基因表達(dá)信息用矩陣表示出來(lái)了, 矩陣的每一行代表一個(gè)基因在所有芯片實(shí)驗(yàn)中的表達(dá)水平, 每一列代表在同一張芯片上所有基因的表達(dá)值, 這樣從一個(gè)矩陣就可以觀察到不同條件下每一個(gè)基因的表達(dá)變化了。除了每堂課都要讓學(xué)生有一定的練習(xí)之外, 在每一章或者每一個(gè)大問(wèn)題結(jié)束之后還要開(kāi)設(shè)習(xí)題課。在習(xí)題課上, 教師首先要總結(jié)這一部分所學(xué)的重要知識(shí)點(diǎn)以及它們之間的聯(lián)系, 使學(xué)生在思維中形成一個(gè)完整有機(jī)的知識(shí)體系, 整體的把握知識(shí)框架, 這比掌握零散的知識(shí)點(diǎn)更有效。其次, 對(duì)本部分每一種重點(diǎn)的類型題都找一兩道類似的題目講解, 使學(xué)生在記憶開(kāi)始模糊的時(shí)候重新回憶起來(lái), 從而牢固地掌握本部分內(nèi)容, 為開(kāi)始新的篇章打好基礎(chǔ)。
2.4 建立和諧的師生關(guān)系
高等數(shù)學(xué)是一門相對(duì)較難的學(xué)科, 學(xué)生在學(xué)習(xí)起來(lái)比較吃力, 這樣就容易形成逆反心理, 因此建立和諧的師生關(guān)系是達(dá)到良好教學(xué)效果的必要條件。首先, 師生之間是平等的,聞道有先后, 術(shù)業(yè)有專攻而已。這就要求教師在上課的時(shí)候不要高高在上, 要多多與學(xué)生交流, 在每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)過(guò)后及時(shí)詢問(wèn)學(xué)生是否理解, 如果沒(méi)理解就再講一遍。課下也同樣要走入到學(xué)生中去, 及時(shí)解答他們的問(wèn)題, 還可以跟學(xué)生談一些與課程無(wú)關(guān)的東西, 拉近與學(xué)生的距離。只有切身體驗(yàn)到他們的感受和需求才能更好的完成教與學(xué)的任務(wù)。
3 通過(guò)課后的練習(xí)鞏固高等數(shù)學(xué)課上所學(xué)的知識(shí)
根據(jù)艾賓浩斯遺忘曲線, 如果只是上課記住了, 課下就不再?gòu)?fù)習(xí),那么所掌握的內(nèi)容就會(huì)迅速遺忘。所以, 適量的課后作業(yè)是非常必要的, 幾道習(xí)題幾十分鐘就可以起到鞏固知識(shí)的作用。同時(shí), 教師也可以根據(jù)自身的科研方向, 設(shè)計(jì)一些小的科研課題, 鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考, 如何利用學(xué)到的高等數(shù)學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際的生物信息學(xué)問(wèn)題。此外, 教師對(duì)n后作業(yè)的批改同樣重要, 通過(guò)對(duì)每一份作業(yè)的仔細(xì)批閱, 找出學(xué)生犯錯(cuò)的共性和個(gè)性問(wèn)題, 在下堂課著重講解, 那么學(xué)生再遇到類似問(wèn)題時(shí)就不會(huì)犯同樣的錯(cuò)誤了。同時(shí)還要對(duì)做的好的學(xué)生給予表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)。
高等數(shù)學(xué)作為生物信息學(xué)專業(yè)的必修基礎(chǔ)課, 其教學(xué)效果的好壞直接影響到生物信息學(xué)人才的培養(yǎng)以及學(xué)科的建設(shè), 而要提高高等數(shù)學(xué)的教學(xué)效果, 就要做到課前認(rèn)真?zhèn)湔n,課上利用多媒體與板書結(jié)合的教學(xué)手段, 重視基礎(chǔ)內(nèi)容的教學(xué)與練習(xí), 同時(shí)活躍課堂氣氛, 保持和諧的師生關(guān)系, 并在課后布置適量的課后作業(yè)。
參考文獻(xiàn):
[1] 張紅梅.提高高等數(shù)學(xué)教學(xué)效果的幾點(diǎn)見(jiàn)解.赤子,2009,4:45
[2] 孫嘯,陸祖宏,謝建明.生物信息學(xué)基礎(chǔ).第1版.北京: 清華大學(xué)出版社,2005.286-287.
【關(guān)鍵詞】生物電子學(xué);研究生選修課;教學(xué)探索
Postgraduate Course of Bioelectronics Opened and Teaching
SU Shao
(School of Materials Science and Engineering, Nanjing University of Posts & Telecommunications, Nanjing Jiangsu 210023, China)
【Abstract】“Bioelectronics” is a newly elective course, which has opened for different postgraduates. Bioelectronic is an emerging and fascinating interdisciplinary, covering many areas of research, has become a research hotspot. This elective course aims to broaden graduate research horizons, learn about the latest frontior research and develop students' innovative spirit and overall quality. In this paper, we discuss the experiences of the research fields of bioelectronics, reference books, teaching object, course content and teaching methods and prospect the future development of the electives course.
【Key words】Bioelectronics; Postgraduate elective course; Teaching explore
0 前沿
生物電子學(xué)(Bioelectronics)是以生物學(xué)和電子學(xué)為代表但又涉及化學(xué)、物理、材料及信息技術(shù)等許多學(xué)科和高新技術(shù)相結(jié)合的一門新興交叉學(xué)科。電子信息科學(xué)技術(shù)和生物科學(xué)(含醫(yī)學(xué)科學(xué))是十分重要的兩個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,它們對(duì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,乃至于對(duì)人類的社會(huì)生活方式都將產(chǎn)生深刻而重要的影響。生物電子學(xué)的發(fā)展充分體現(xiàn)了上述兩個(gè)學(xué)科的相互依賴和和相互促進(jìn)的關(guān)系。生物電子學(xué)自20世紀(jì)50 年代誕生以來(lái),發(fā)展迅速,領(lǐng)域不斷拓寬,地位日益重要,已經(jīng)展示了廣闊的發(fā)展前景[1-2]。子學(xué)的研究領(lǐng)域大致可以包括如下7個(gè)方面:(1)生物信息檢測(cè);(2)生物醫(yī)學(xué)信息處理;(3)生物系統(tǒng)建模和仿真;(4)場(chǎng)與生物物質(zhì)的作用;(5)分子和生物分子電子學(xué);(6)生物信息學(xué);(7)生物醫(yī)學(xué)儀器。近20年來(lái),隨著各種新原理、新技術(shù)和新方法不斷地應(yīng)用到生物電子學(xué)的研究中,生物電子學(xué)的發(fā)展日新月異,目前越來(lái)越的科研工作者聚集生物電子學(xué)方面的研究。
1 研究領(lǐng)域
生物電子學(xué)作為新興的交叉學(xué)科,發(fā)展迅猛,涉及多個(gè)研究領(lǐng)域。國(guó)外的大學(xué)很早就開(kāi)展生物電子學(xué)的相關(guān)研究。如英國(guó)的克蘭菲爾德大學(xué),其生物電子學(xué)方面的研究就包括生物信息學(xué)、生物傳感器與生物診斷、環(huán)境與健康、環(huán)境與自然、環(huán)境與安全、智能材料和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)等。我國(guó)在1985年,由韋鈺院士創(chuàng)立了分子與生物分子電子學(xué)實(shí)驗(yàn)室,通過(guò)20年的發(fā)展,2002年,東南大學(xué)生物電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始建設(shè)。目前,該重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展目標(biāo)是瞄準(zhǔn)生物電子學(xué)的國(guó)際發(fā)展前沿,開(kāi)展應(yīng)用基礎(chǔ)研究,側(cè)重綜合應(yīng)用信息科學(xué)領(lǐng)域的最新成果,發(fā)展生物領(lǐng)域研究的新方法和新技術(shù),并用于探究生命過(guò)程的本質(zhì),揭示重大疾病的機(jī)制,為醫(yī)學(xué)發(fā)展開(kāi)辟新途徑。該國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以生物信息材料與器件、生物信息獲取和傳感、生物信息系統(tǒng)和應(yīng)用為主要研究方向,研究?jī)?nèi)容涉及分子(納米)有序材料及其制備、分子有序結(jié)構(gòu)的組裝與表征、分子/納米器件、生物/納米材料及其應(yīng)用、植入式電子器件、單分子與單細(xì)胞檢測(cè)、生物傳感器、微陣列芯片技術(shù)、微流體生物芯片、生物信息學(xué)、仿生信息處理系統(tǒng)及應(yīng)用、腦信息系統(tǒng)的建模和應(yīng)用等。
2 教材選擇
本課程是專業(yè)選修課,開(kāi)設(shè)對(duì)象是低年級(jí)的碩士研究生和博士研究生。相對(duì)于本科生,研究生具有良好的自學(xué)能力和獨(dú)立思考能力,因此,如何選擇實(shí)用、全面和專業(yè)的參考教材尤其重要。目前,國(guó)內(nèi)還沒(méi)有《生物電子學(xué)》課程的材,很多醫(yī)學(xué)專業(yè)的高等院校選用的是生物電子醫(yī)學(xué)方面的教材,并不能很好的滿足普通高校本科生或者研究生的課程需要。因此,在依據(jù)本學(xué)校和本學(xué)院的專業(yè)設(shè)置(材料物理、材料科學(xué)和信息顯示等專業(yè)),以及本學(xué)院教師的科研方向,選用了以色列著名科學(xué)家Itamar Willner為主編,匯集了眾多在生物電子學(xué)方面的專家編著的《Bioelectronics》[3]教材,從生物電子學(xué)的定義,生物電子學(xué)的發(fā)展和研究領(lǐng)域等方面,并結(jié)合當(dāng)前熱門生物電子學(xué)方面的科研資料和科研文獻(xiàn),多方位、多角度的向研究生展示生物電子學(xué)的研究?jī)?nèi)容、研究方向、研究前沿和研究熱點(diǎn)。這樣的安排,讓研究生從一開(kāi)始就接觸科學(xué)前沿,開(kāi)闊了眼界,更好的領(lǐng)悟科學(xué)的真諦。
3 授課對(duì)象
《生物電子學(xué)》是碩士和博士研究生的專業(yè)選修課程,目前選修本門課程的學(xué)生的專業(yè)跨度很大,有材料化學(xué)、材料物理和高分子材料與工程等不同專業(yè)。我們開(kāi)設(shè)本門課程的宗旨是讓不同學(xué)生都了解什么是生物電子學(xué)、當(dāng)前生物電子學(xué)發(fā)展到怎樣的階段和生物電子學(xué)涉及的研究領(lǐng)域。通過(guò)對(duì)這些方面的學(xué)習(xí),結(jié)合各自的研究背景,將生物電子學(xué)領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容糅合到各自的科學(xué)研究中,實(shí)現(xiàn)科學(xué)創(chuàng)新,更好更快的進(jìn)行科學(xué)研究。
4 授課形式和課程內(nèi)容
本門課程為研究生專業(yè)選修課,在授課形式和課程內(nèi)容上有別于本科生的專業(yè)必修課。在充分考慮研究生具有良好的自學(xué)能力和理解能力的基礎(chǔ)上,我們決定將本門課程的課時(shí)設(shè)置為32學(xué)時(shí),分8次課完成。課題上以授課和討論兩種主要形式進(jìn)行,設(shè)為8個(gè)不同的生物電子學(xué)版塊,以講座形式進(jìn)行教學(xué),并同時(shí)讓研究生依據(jù)各自的研究背景,以每次課所要將的內(nèi)容為主線,做好課下準(zhǔn)備,帶著問(wèn)題有針對(duì)性的進(jìn)行實(shí)時(shí)討論。本著“科學(xué)性、系統(tǒng)性、實(shí)用性”的原則,我們確立了具體的授課內(nèi)容,主要包括以下內(nèi)容:概論部分、生物傳感器、生物芯片、活體生物發(fā)光和熒光成像技術(shù)、微流控芯片體外診斷、臨床即時(shí)檢測(cè)儀器和DNA納米技術(shù)等。在講授這些專題的同時(shí),結(jié)合大量的最新科研的前沿和熱點(diǎn)文獻(xiàn),循序漸進(jìn),生動(dòng)直觀的介紹生物電子學(xué)方面的知識(shí),使課堂教學(xué)更為生動(dòng)、豐富。
5 教學(xué)方法
為了使研究生能在有限的課時(shí)內(nèi)掌握老師所教授的內(nèi)容,并能學(xué)以致用,就必須要運(yùn)用靈活多樣的教學(xué)方式,如:多媒體教學(xué)、互動(dòng)式教學(xué)、理論聯(lián)系實(shí)際等方法。由于生物電子學(xué)涉及多個(gè)研究領(lǐng)域,書本上的基礎(chǔ)知識(shí)往往較為枯燥、抽象,不能很好的吸引研究生的求知欲望。因此,本門課程主要以多媒體教學(xué)為主,輔以互動(dòng)式教學(xué)。在講解科學(xué)前沿和熱點(diǎn)時(shí),利用多媒體技術(shù)在功能上、空間上及時(shí)間上交互的便利性,直觀生動(dòng)的將各種原理示意圖、實(shí)驗(yàn)結(jié)果甚至影像資料展示給研究生,將抽象、枯燥的科研問(wèn)題直觀、形象又深入淺出的解釋給學(xué)生,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
為了提高研究生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,讓研究生參與到整(下轉(zhuǎn)第24頁(yè))(上接第16頁(yè))個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中,此時(shí)教師與學(xué)生不再說(shuō)簡(jiǎn)單的傳授與接受的關(guān)系,而是雙邊的互動(dòng)關(guān)系。在課堂上除了老師有針對(duì)性地向?qū)W生提問(wèn)外,學(xué)生也可以隨時(shí)向老師發(fā)問(wèn),通過(guò)互動(dòng)式教學(xué),使學(xué)生最大限度地參與教學(xué)活動(dòng),積極思維,培養(yǎng)了主動(dòng)探索、勇于創(chuàng)新的意識(shí)。
6 結(jié)語(yǔ)
目前《生物電子學(xué)》這門研究生選修課程還處于不斷探索和改革階段,作為專業(yè)教師,責(zé)任任重而道遠(yuǎn),今后除了要不斷提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì),不斷實(shí)踐、不斷總結(jié),還要依據(jù)不斷變化的科研環(huán)境和教學(xué)環(huán)境,及時(shí)與學(xué)生溝通,把《生物電子學(xué)》課程的教學(xué)工作開(kāi)展的更有深度、更有效果、更受研究生喜愛(ài),為研究生開(kāi)拓眼界、提升創(chuàng)新思維作出貢獻(xiàn)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]韋鈺.電子科技導(dǎo)報(bào)[N].1998,11,1-4.
一、基本數(shù)據(jù)
本研究的數(shù)據(jù)來(lái)源于2010年6月至12月間“教育部學(xué)位與研究生教育評(píng)估工作平臺(tái)”②所公示的申報(bào)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)碩士學(xué)位授權(quán)一級(jí)學(xué)科的農(nóng)林高校申報(bào)書中的信息。申報(bào)書有嚴(yán)格的格式要求,本文以第一部分中的基本情況、第二部分中的學(xué)術(shù)隊(duì)伍和第三部分中申報(bào)單位一級(jí)學(xué)科點(diǎn)的學(xué)科方向?yàn)檠芯繕颖緮?shù)據(jù)。需要說(shuō)明,2011年4月國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)和教育部批準(zhǔn)印發(fā)的學(xué)位辦[2011]25號(hào)文中,根據(jù)《學(xué)位授予和人才培養(yǎng)學(xué)科目錄(2011年)》,已將原計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科目錄中的“軟件工程”新增為一級(jí)學(xué)科,在本文的分析中未考慮此變化。
二、學(xué)位點(diǎn)科研基地分析
在申報(bào)書的第一部分基本情況中,要求各申報(bào)高校列出學(xué)位授權(quán)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的國(guó)家(部、省)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、工程技術(shù)研究中心、工程研究中心、人文社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地)。表1為參與申報(bào)的部分農(nóng)林高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科研究基地匯總,各農(nóng)林高校所依托的實(shí)驗(yàn)室集中在農(nóng)業(yè)信息學(xué)、農(nóng)業(yè)信息化工程、數(shù)字農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域,反映出了農(nóng)林高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)位點(diǎn)資源設(shè)置的農(nóng)林行業(yè)特色明顯。
三、學(xué)術(shù)隊(duì)伍設(shè)置分析
根據(jù)各高校申報(bào)書中現(xiàn)有在編人員信息,從年齡結(jié)構(gòu)看,36歲~45歲占到63.5%,46歲~55歲占到23.5%,55歲以上所占比例比較小,這表明,中、青年科技人員是農(nóng)林高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的主力軍。從隊(duì)伍建設(shè)的梯隊(duì)上看,“老”、“中”“、青”結(jié)合的梯隊(duì)合理。從學(xué)歷結(jié)構(gòu)看,農(nóng)林高校“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”學(xué)科學(xué)術(shù)隊(duì)伍中具有博士學(xué)位的人員比例仍然偏小(圖1),迫切需要年輕同志繼續(xù)攻讀博士學(xué)位。
四、學(xué)科研究方向設(shè)置分析
根據(jù)申報(bào)要求,各申報(bào)高校一級(jí)學(xué)科點(diǎn)的學(xué)科方向填寫不少于4個(gè),不超過(guò)6個(gè)。14所農(nóng)林高校所設(shè)置的一級(jí)學(xué)科點(diǎn)的學(xué)科方向主要集中如下9個(gè)方向(圖2)。
(一)計(jì)算機(jī)軟件與理論主要致力于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的軟件理論和軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)研究,著重面向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、維護(hù),運(yùn)用構(gòu)件化的軟件技術(shù)和智能決策技術(shù),研究農(nóng)業(yè)信息的智能化處理、分析、傳輸、管理和利用,以及智能決策軟件的構(gòu)造技術(shù)。
(二)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及應(yīng)用以計(jì)算機(jī)檢測(cè)與控制技術(shù)研究為核心,以農(nóng)業(yè)應(yīng)用為特點(diǎn),致力于農(nóng)業(yè)裝備的檢測(cè)控制、田間信息采集傳輸?shù)难芯俊T诿嫦颥F(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息監(jiān)控方向,圍繞傳感網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),信息采集,監(jiān)控信息分析與處理,展開(kāi)相應(yīng)的理論與應(yīng)用研究。
(三)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的特點(diǎn),開(kāi)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)支撐技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)、分布式計(jì)算的應(yīng)用研究。主要包括:網(wǎng)絡(luò)化的嵌入式系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估與優(yōu)化計(jì)算,傳感器網(wǎng)絡(luò),下一代網(wǎng)絡(luò)中的分布對(duì)象計(jì)算模型,網(wǎng)絡(luò)安全,網(wǎng)絡(luò)建模與模擬,普適環(huán)境中的Web服務(wù)和上下文感知服務(wù)等有關(guān)理論和方法的研究。
(四)信息安全研究信息安全的基礎(chǔ)理論方法和技術(shù)體系,主要包括:數(shù)字簽名與身份認(rèn)證,密鑰管理,生物數(shù)據(jù)安全,安全協(xié)議與多方計(jì)算等。(五)智能信息處理著重于智能算法的理論、算法模型及其應(yīng)用,在Web信息處理、模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘等方面結(jié)合農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)等學(xué)科的優(yōu)勢(shì),開(kāi)展智能技術(shù)在農(nóng)林業(yè)上的應(yīng)用研究。
(六)圖形圖像處理研究圖形圖像處理,信息可視化和人機(jī)交互技術(shù),計(jì)算機(jī)視覺(jué)以及相關(guān)技術(shù)在農(nóng)業(yè)信息化和自動(dòng)化中的應(yīng)用。主要包括:農(nóng)作物與植物分類,農(nóng)作物生長(zhǎng)仿真,農(nóng)產(chǎn)品的檢測(cè)與分級(jí),新型農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)仿真等相關(guān)需求。
(七)農(nóng)業(yè)信息化農(nóng)業(yè)信息化研究方向是在農(nóng)業(yè)科學(xué)研究信息化和輔助決策智能化過(guò)程中,為解決農(nóng)業(yè)規(guī)劃、決策、評(píng)價(jià)等研究工作對(duì)計(jì)算機(jī)軟件提出的需求所形成的研究方向。
(八)數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)挖掘結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村信息化等事業(yè)發(fā)展的需要,重點(diǎn)研究數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)新技術(shù),嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)與移動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與數(shù)據(jù)挖掘,信息檢索與數(shù)據(jù)庫(kù)等。數(shù)據(jù)挖掘研究方向主要研究數(shù)據(jù)挖掘的相關(guān)理論與技術(shù),以及集成信息檢索、模式識(shí)別、圖形圖像分析、空間數(shù)據(jù)分析、生物信息等方面的技術(shù)。
(九)嵌入式軟件與系統(tǒng)結(jié)合農(nóng)業(yè)院校的特點(diǎn),培養(yǎng)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的嵌入式技術(shù)與應(yīng)用人才,主要針對(duì)嵌入式技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用展開(kāi)研究,為區(qū)域經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)信息化服務(wù)。研究嵌入式系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用開(kāi)發(fā),利用嵌入式技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)過(guò)程的控制以及基于嵌入式技術(shù)開(kāi)發(fā)相關(guān)的產(chǎn)品。其他研究方向有:高性能計(jì)算與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、光電信息與機(jī)器視覺(jué)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、多Agent系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)算法研究、軟件測(cè)試與智能系統(tǒng)、科學(xué)計(jì)算及算法設(shè)計(jì)、分布式系統(tǒng)理論,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用等。
五、學(xué)位點(diǎn)科研項(xiàng)目資助情況分析
科研項(xiàng)目數(shù)量和質(zhì)量對(duì)于學(xué)位點(diǎn)科研水平意義重大。表2給出了農(nóng)林高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)位點(diǎn)項(xiàng)目資助情況,分為5個(gè)標(biāo)準(zhǔn):國(guó)家863/948計(jì)劃項(xiàng)目,國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目,農(nóng)業(yè)部星火計(jì)劃/教育部項(xiàng)目,國(guó)家自然科學(xué)基金,省級(jí)自然科學(xué)基金/省教育廳項(xiàng)目。由表2可見(jiàn),國(guó)家863/948計(jì)劃項(xiàng)目有33項(xiàng),占總資助項(xiàng)目的8.4%;國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目有26項(xiàng),占總資助項(xiàng)目的6.6%;農(nóng)業(yè)部星火計(jì)劃/教育部項(xiàng)目有27項(xiàng),占總資助項(xiàng)目的6.9%;國(guó)家自然科學(xué)基金有53項(xiàng),占總資助項(xiàng)目的13.5%;省自然科學(xué)基金/省教育廳項(xiàng)目有252項(xiàng),占總資助項(xiàng)目的64.5%。從立項(xiàng)項(xiàng)目主持單位來(lái)看,分布不均衡,14所農(nóng)林高校存在一定的差別。從立項(xiàng)項(xiàng)目類型來(lái)看,國(guó)家級(jí)的重大項(xiàng)目、重點(diǎn)項(xiàng)目(國(guó)家863/948計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)部星火計(jì)劃因其要求高、標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán),立項(xiàng)數(shù)量較低,省級(jí)自然科學(xué)基金/省教育廳項(xiàng)目數(shù)量較多。14所農(nóng)林高校共承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金53項(xiàng),通過(guò)科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)ISIS③查詢,14所農(nóng)林高校所承擔(dān)的國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目的學(xué)科分布主要集中在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與技術(shù)(F020301)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模擬與建模(F020102)和計(jì)算機(jī)軟件(F0202)三個(gè)領(lǐng)域。從立項(xiàng)項(xiàng)目年度統(tǒng)計(jì)分析看,2004年承擔(dān)8項(xiàng),2005年承擔(dān)6項(xiàng),2006年承擔(dān)7項(xiàng),2007年承擔(dān)7項(xiàng),2008年承擔(dān)5項(xiàng),2009年承擔(dān)15項(xiàng);從立項(xiàng)項(xiàng)目總數(shù)來(lái)看,2009年后總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì),這與國(guó)家高度重視科技投入有關(guān)。
六、學(xué)科交叉融合情況分析
作為農(nóng)林高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科,在研究方向設(shè)置上,除了注重計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科主體地位外,也力求體現(xiàn)與農(nóng)業(yè)技術(shù)和生物技術(shù)高度融合的學(xué)科特色。福建農(nóng)林大學(xué)2007年在生物學(xué)一級(jí)博士點(diǎn)下設(shè)立了生物信息科學(xué)與技術(shù)博士點(diǎn)和碩士點(diǎn)。應(yīng)用計(jì)算智能理論,處理有關(guān)序列分析,蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析和預(yù)測(cè),蛋白質(zhì)功能預(yù)測(cè),蛋白質(zhì)相互作用和進(jìn)化模型等問(wèn)題,并構(gòu)建相關(guān)軟件分析平臺(tái)。南京林業(yè)大學(xué)的林木生物信息學(xué),依托林木遺傳與生物技術(shù)省部共建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,完成了針對(duì)重要木本植物楊樹的全基因組測(cè)定工作,其先進(jìn)的海量數(shù)據(jù)處理設(shè)備為生物信息學(xué)研究提供了基礎(chǔ)保障。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)置了生物信息處理研究方向,依托“湖南省植物激素與生長(zhǎng)發(fā)育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”,重點(diǎn)研究生物計(jì)算科學(xué)及生物信息的獲取、加工與分析。利用計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)模型等方法分析和處理生物學(xué)數(shù)據(jù),開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)處理的算法和工具,對(duì)于理解復(fù)雜生命現(xiàn)象、新物種分類、藥物靶點(diǎn)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域具有重要的理論和實(shí)踐意義。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)利用計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘、知識(shí)發(fā)現(xiàn)等的算法與技術(shù),解決生物數(shù)據(jù)處理中產(chǎn)生的各種問(wèn)題。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)開(kāi)展了生物信息和生物計(jì)算研究,包括蛋白質(zhì)分子對(duì)接,動(dòng)物疫苗與獸藥的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)的生物信息智能處理研究,重點(diǎn)在于DNA序列分析及其基因表達(dá)信號(hào)處理。其他農(nóng)林高校在許多研究方向上也都涉及生物信息技術(shù)。
七、學(xué)科發(fā)展方向的建議
通過(guò)分析14所農(nóng)林高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)位點(diǎn)的資源配置,從中可以看出,經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展,我國(guó)農(nóng)林高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科有了長(zhǎng)足的發(fā)展,新的學(xué)科增長(zhǎng)點(diǎn)建議考慮如下方面:
關(guān)鍵詞:中西醫(yī)結(jié)合療法;腎臟疾病; 體會(huì)
【中圖分類號(hào)】R692.505 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-3783(2012)05-0086-01
1 中西醫(yī)結(jié)合治療慢性腎臟病的優(yōu)勢(shì)
1.1 “中西醫(yī)結(jié)合要源于中醫(yī),而高于中醫(yī);源于西醫(yī),而高于西醫(yī)”。這才是中西醫(yī)結(jié)合的目標(biāo),也是中西醫(yī)結(jié)合的優(yōu)勢(shì)所在。如難治性腎病綜合征在使用潑尼松、細(xì)胞毒劑、血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑、血管緊張素Ⅱ受體阻滯劑等治療的同時(shí),再結(jié)合雷公藤多苷、火把花根片或中藥湯劑等中西醫(yī)結(jié)合療法,其療效較單純中醫(yī)或西醫(yī)療法顯著提高。中藥還可明顯減輕大劑量激素引起的醫(yī)源性柯興綜合征副反應(yīng),減輕環(huán)磷酰胺引起的消化道反應(yīng)及骨髓和性腺功能的抑制。中西醫(yī)對(duì)疾病不同階段的治療,各有優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì),中西醫(yī)結(jié)合能取長(zhǎng)補(bǔ)短,使病人得到一體化的治療。如IgA型腎病表現(xiàn)為單純性血尿時(shí),西醫(yī)無(wú)特異性療法,中醫(yī)湯劑加火把花根或雷公藤多苷有比較好的療效;在表現(xiàn)為中等蛋白尿和血尿時(shí),以小劑量激素、ACEI加中藥湯劑或雷公藤多苷有比較好的療效;在大量蛋白尿時(shí),則以大劑量激素、ACEI加中藥湯劑、雷公藤多苷或火把花根治療;出現(xiàn)細(xì)胞性新月體時(shí),則以大劑量激素沖擊治療;出現(xiàn)慢性腎衰竭(CRF)1、2期時(shí),以中藥湯劑口服、中藥保留灌腸及中藥熏洗,同時(shí)配合減輕腎臟“高灌注、高濾過(guò)、高壓”的ACEI和ARB等治療;到尿毒癥期以替代治療為主,中藥配合改善營(yíng)養(yǎng)等中西醫(yī)結(jié)合治療為輔。中西醫(yī)結(jié)合在疾病各個(gè)不同階段切入,各施所長(zhǎng)才能得到最佳的一體化治療。
1.2 判斷疾病預(yù)后,提高治療敏感性。例如,腎病綜合征不同的病理類型都可以表現(xiàn)脾腎陽(yáng)虛證型,而微小病變的脾腎陽(yáng)虛證對(duì)治療反應(yīng)好,預(yù)后好,局灶節(jié)段硬化的脾腎陽(yáng)虛證對(duì)治療反應(yīng)差,預(yù)后差。西醫(yī)診斷下的中醫(yī)辨證,提高了中醫(yī)對(duì)腎病預(yù)后的認(rèn)識(shí)。中西醫(yī)結(jié)合治療慢性腎臟病同時(shí)也存在的問(wèn)題和困惑:中藥的成分復(fù)雜,經(jīng)過(guò)炮制、配伍、煎煮和體內(nèi)代謝后,成分的變化更是不得而知。因此,中藥很難用單一指標(biāo)去考察其療效,作用機(jī)制不明。中醫(yī)學(xué)的特點(diǎn)是辨證論治,其“證”的研究是中醫(yī)基礎(chǔ)理論的核心,是中醫(yī)現(xiàn)代化的瓶頸。
2 中西醫(yī)結(jié)合治療慢性腎臟病的前景
2.1 中西醫(yī)結(jié)合治療腎病的報(bào)道很多,療效也比較好,但現(xiàn)在還沒(méi)有中西醫(yī)結(jié)合治療CKD的優(yōu)化方案出臺(tái)。國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃已經(jīng)開(kāi)始資助中醫(yī)腎病臨床優(yōu)化方案的研究,另外,建議政府衛(wèi)生行政部門、科技部門以及企業(yè)以各種形式支持中西醫(yī)結(jié)合腎病優(yōu)化方案的研究,為編寫中西醫(yī)結(jié)合防治腎病指南提供證據(jù),為政府和衛(wèi)生行政部門的決策提供依據(jù),為行業(yè)診治CKD提供最有效的方法,提高腎病的診療水平。研究?jī)?yōu)化方案時(shí),需注意以下問(wèn)題。為使臨床試驗(yàn)信息透明化,提高研究的社會(huì)公信度,請(qǐng)?jiān)谂R床試驗(yàn)開(kāi)始前,在世界衛(wèi)生組織的國(guó)際臨床試驗(yàn)注冊(cè)平臺(tái)認(rèn)證的臨床試驗(yàn)注冊(cè)中心注冊(cè);為優(yōu)化出最佳的方案,請(qǐng)?jiān)谧鰞?yōu)化方案時(shí),先將專家的經(jīng)驗(yàn)在協(xié)作組內(nèi)討論,并在協(xié)作組外征求中醫(yī)腎病專家、西醫(yī)腎病專家、腎臟病理專家、免疫學(xué)專家、藥理學(xué)專家、統(tǒng)計(jì)學(xué)專家、醫(yī)學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)專家、倫理委員會(huì)以及護(hù)理學(xué)專家的意見(jiàn)。
2.2 優(yōu)化方案制定后,進(jìn)行多中心、大樣本、隨機(jī)盲法對(duì)照臨床試驗(yàn),客觀評(píng)價(jià)其方案的療效和安全性。第一次臨床試驗(yàn)結(jié)果出來(lái)后,針對(duì)臨床試驗(yàn)存在的問(wèn)題,將方案再優(yōu)化再試驗(yàn)直至優(yōu)化出滿意的方案;CRF應(yīng)按原發(fā)病進(jìn)行單病種優(yōu)化研究。CRF是多種病因引起的臨床綜合征,病因不同,其進(jìn)展的機(jī)制和速度不一樣,臨床療效和預(yù)后也存在差異。因此,CRF應(yīng)按其原發(fā)病分類進(jìn)行優(yōu)化研究。另外,原發(fā)性腎病綜合征和慢性腎小球腎炎也要按病理類型進(jìn)行單病種優(yōu)化方案的研究。利用系統(tǒng)生物學(xué)的方法,探索中醫(yī)腎本質(zhì)的研究 。
2.3 系統(tǒng)生物學(xué)是由基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、相互作用組學(xué)、表型組學(xué)及生物信息學(xué)等組成,通過(guò)生物信息學(xué)把基因、蛋白質(zhì)、代謝產(chǎn)物及表型等橫向的研究結(jié)果整合起來(lái),采用系統(tǒng)綜合的思路和手段從整體水平上動(dòng)態(tài)地對(duì)一個(gè)集合體的存在特征、活動(dòng)規(guī)律和相互聯(lián)系加以描述。中醫(yī)傳統(tǒng)理論最具特色的就是整體觀和辨證觀,與現(xiàn)代的系統(tǒng)生物學(xué)思路不謀而合。以功能基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)為核心的系統(tǒng)生物學(xué)方法,將為中醫(yī)腎虛證本質(zhì)的研究提供科學(xué)的手段。
3 結(jié)論
中華醫(yī)學(xué)會(huì)腎臟病分會(huì)已經(jīng)在媒體開(kāi)展宣傳,舉行講座,組織普查,但還有待其他相關(guān)學(xué)會(huì)及政府部門積極行動(dòng)起來(lái),加大宣傳,引起社會(huì)的廣泛重視,并組織專業(yè)人士參與大規(guī)模尿常規(guī)普查。建議及早建立我國(guó)在臨床廣泛應(yīng)用檢測(cè)腎小球?yàn)V過(guò)率的方法,對(duì)可能引起慢性腎臟病的住院病人和體檢者進(jìn)行GFR評(píng)價(jià);對(duì)高血壓病、糖尿病、痛風(fēng)等引起繼發(fā)性腎臟病的因素及早進(jìn)行預(yù)防;對(duì)已有腎臟病要積極干預(yù)治療,防止腎損害的進(jìn)展。
關(guān)鍵詞:生物;網(wǎng)絡(luò)資源;學(xué)習(xí)
中圖分類號(hào):G40-056 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)29-0244-02
生命科學(xué)是21世紀(jì)發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一[1],該專業(yè)具有實(shí)驗(yàn)性、實(shí)踐性以及前沿性等特征。對(duì)于生物專業(yè)的大學(xué)生來(lái)說(shuō),除了課堂學(xué)習(xí)之外,進(jìn)入試驗(yàn)室進(jìn)行一定的科學(xué)研究工作,對(duì)于培養(yǎng)自己的獨(dú)立創(chuàng)新能力以及適應(yīng)未來(lái)工作的能力有很大的益處。大學(xué)生在著手試驗(yàn)室工作之前,必須閱讀大量的文獻(xiàn)資料,迅速地了解本領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外的最新研究進(jìn)展,一方面可以借鑒前人的研究成果,并以此為基礎(chǔ)開(kāi)展自己的工作,另一方面可以避免不必要的重復(fù),節(jié)約人力、物力和財(cái)力。試驗(yàn)室工作完成后,會(huì)有大量試驗(yàn)數(shù)據(jù),處理這些數(shù)據(jù)不可避免會(huì)用到一些生物軟件。查閱文獻(xiàn)資料和下載使用相關(guān)軟件,網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)很好的平臺(tái)。那么,如何有效的利用網(wǎng)絡(luò)資源,是大學(xué)生必須面對(duì)的問(wèn)題。本文將從以下幾方面來(lái)探討生物科學(xué)專業(yè)大學(xué)生如何充分利用網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)提高自己的學(xué)習(xí)和科研水平:
一、充分利用學(xué)校的電子圖書館
目前,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展,幾乎所有的大學(xué)都建立了自己的電子圖書館,購(gòu)買了科技論文數(shù)據(jù)庫(kù),提供大量的電子資源。除此以外,我們還可以通過(guò)館際互借等方法來(lái)獲取自己所需的文獻(xiàn)資料。這些方法使大學(xué)生在查閱資料的效率大大提高,并且,在使用時(shí)不需要額外付費(fèi)。因此,大學(xué)生可以充分利用學(xué)校的這一資源,方便快捷的查詢、下載自己所需的文獻(xiàn)資料。生物專業(yè)常用的中文數(shù)據(jù)庫(kù)有:中國(guó)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)、中國(guó)學(xué)位全文數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議全文數(shù)據(jù)庫(kù)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)、重慶維普《中文科技期刊》。英文電子期刊數(shù)據(jù)庫(kù)有:SCI數(shù)據(jù)庫(kù)、EI數(shù)據(jù)庫(kù)、Elsevier Science Direct全文期刊數(shù)據(jù)庫(kù)、Springer全文電子期刊數(shù)據(jù)庫(kù)、NSTL網(wǎng)絡(luò)版科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)。
二、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索引擎查找相關(guān)信息
網(wǎng)絡(luò)的普及可以使我們便捷得獲取豐富的資源,但是,網(wǎng)絡(luò)的高度開(kāi)放性讓我們每個(gè)人都有可能在網(wǎng)上信息。因此,獲取準(zhǔn)確可信的信息變得非常重要。如何在浩如煙海的信息中,快速有效地找到我們需要的信息?這就需要掌握一些搜索引擎。Google(http://)是一個(gè)搜索功能非常強(qiáng)大的搜索引擎,很值得一提的還有Google學(xué)術(shù)搜索(http://)和百度(http://)。其中,中文信息檢索大多使用百度。如果搜索英文信息,Google是個(gè)很好的選擇。
三、登陸生物網(wǎng)站并下載相關(guān)生物軟件
網(wǎng)絡(luò)上很多共享的資源,或者這些資源可以免費(fèi)獲取。不能小看這些共享的資源,它們可能會(huì)在試驗(yàn)前期或者分析數(shù)據(jù)時(shí)起到舉足輕重的作用。大學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)上的搜索引擎找到相關(guān)的生物網(wǎng)站。進(jìn)入到幾乎任何一個(gè)生物網(wǎng)站后,如果有足夠的耐心,我們可以找到絕大多數(shù)免費(fèi)公用的生物軟件,并且可能附帶使用說(shuō)明、工作原理等信息[2]。有的網(wǎng)站會(huì)提供免費(fèi)的在線服務(wù),我們?cè)跒g覽網(wǎng)站的時(shí)候,一方面了解它的相關(guān)功能,另一方面也要學(xué)習(xí)使用流程。一旦自己試驗(yàn)需要,那么使用起來(lái)就會(huì)輕車熟路,節(jié)約不少時(shí)間。生物科學(xué)專業(yè)常用的生物網(wǎng)站有:①Online analysis tools(http://molbiol-tools.ca/):這是Guelph大學(xué)的細(xì)胞生物學(xué)及分子生物學(xué)教授Andrew Kropinski整理的在線生物學(xué)分析工具網(wǎng)站,主要包括DNA序列、RNA序列、基因組、蛋白的在線分析等。②Basic Local Alignment Search Tool(BLAST)(http://ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2231712):這是生物專業(yè)功能最為完整的網(wǎng)上服務(wù)器。其中核苷酸分析包括酶切位點(diǎn)的查找,motif、開(kāi)讀框的搜索等,PCR引物設(shè)計(jì),二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè),多重序列比較以及分子進(jìn)化樹的構(gòu)建等;蛋白分析則包括酶切圖譜,功能區(qū)搜索,分子進(jìn)化分析,蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)等;此外還提供序列管理等功能。③GenBank(http://ncbi.nlm.nih.gov/):GenBank是美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心(NCBI)所維護(hù)的供公眾自由讀取的、帶注釋的DNA序列的總數(shù)據(jù)庫(kù),包含70,000多種生物的核苷酸序列。每條紀(jì)錄都有編碼區(qū)(CDS)特征的注釋,還包括氨基酸的翻譯。④The European Molecular Biology Laboratory(EMBL)(http:///):歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室(EMBL)成立于1974年,由16個(gè)國(guó)家支持。在該網(wǎng)站可以進(jìn)行序列查找和檢索以及序列的配對(duì)、通過(guò)登陸號(hào)檢索EMBL核酸數(shù)據(jù)庫(kù)、通過(guò)FTP傳輸EMBL數(shù)據(jù)庫(kù)文件;還可以分析蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)等,此外該網(wǎng)站還提供一些軟件。⑤DNA Data Bank of Japan(DDBJ)(http://ddbj.nig.ac.jp/):DDBJ數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建于1984年。DDBJ數(shù)據(jù)庫(kù)主頁(yè)包括數(shù)據(jù)庫(kù)檢索、數(shù)據(jù)提交、數(shù)據(jù)分析等功能。GenBank、EMBL和DDBJ這三大數(shù)據(jù)庫(kù)雖然具有各自不同的數(shù)據(jù)記錄格式,但是由于國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,用戶可以任意地向其中任何一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)提交序列,所提交的序列也將從公布之日起同時(shí)在該三大數(shù)據(jù)庫(kù)中出現(xiàn)[3]。一般情況下,大學(xué)生需要了解和使用的生物軟件有:Bioedit:具有序列簡(jiǎn)單分析和序列對(duì)比功能的軟件;Clustal W:用來(lái)對(duì)核苷酸與蛋白質(zhì)序列進(jìn)行多序列比較的軟件;Clustal X:ClustalW Windows界面程序;)Cn3D:觀看蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的軟件;DNAStar5.03:序列分析軟件;DNAMAN:限制酶分析,引物設(shè)計(jì),序列比對(duì)的軟件;FASTA:數(shù)據(jù)庫(kù)中查找同源序列軟件;GeneDoc:對(duì)序列進(jìn)行相關(guān)分析等操作的軟件;Primer Premier 5.0:核酸序列引物分析設(shè)計(jì)軟件;Peptool:蛋白分析軟件;Phylip:進(jìn)化樹分析軟件;Puzzle:核苷酸序列、蛋白質(zhì)序列相似性分析及進(jìn)化樹構(gòu)建工具;Paup:系統(tǒng)進(jìn)化分析軟件;TreeView:進(jìn)化樹處理軟件;SeqPup 0.9:生物分子序列編輯與分析軟件;SPSS:統(tǒng)計(jì)軟件。
四、關(guān)注一些生物論壇
論壇是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下一種學(xué)習(xí)與交流的平臺(tái),它可以突破常規(guī)交流在時(shí)間和地域上的局限性,和相關(guān)領(lǐng)域的科研人員進(jìn)行溝通。比如:試驗(yàn)過(guò)程中遇到了技術(shù)上的問(wèn)題,自己一時(shí)又難以解決,可以在論壇上和大家一起討論。往往這些問(wèn)題已有人碰到過(guò),并且已經(jīng)找到了解決的辦法,討論的時(shí)候就可以得到他們的指點(diǎn),不少難題迎刃而解。常見(jiàn)的生物論壇有:小木蟲(http:///)、丁香園(http:///)、生物谷(http:///)、中國(guó)生命科學(xué)論壇(http:///bbs/forum.php)、生物信息學(xué)論壇(http:///)等。
五、通過(guò)電子郵件和作者溝通
大學(xué)生在閱讀文獻(xiàn)資料時(shí),難免會(huì)遇到反復(fù)思考仍不得其解的問(wèn)題,有的學(xué)生可能會(huì)因?yàn)榍笾鸁o(wú)門而不了了之。其實(shí),我們有一個(gè)非常好的求助對(duì)象,那就是作者。一般在期刊論文首頁(yè)的下方會(huì)留有作者的電子郵件信箱。我們?cè)谧屑?xì)閱讀論文之后,如果發(fā)現(xiàn)有疑惑的地方,可以通過(guò)電子郵件和作者進(jìn)行請(qǐng)教和討論,一般作者都會(huì)很好的給予答復(fù)。
綜上所述,大學(xué)生平時(shí)在完成學(xué)校設(shè)定的課程之余,可以以網(wǎng)絡(luò)為媒介,結(jié)合自身興趣,主動(dòng)探索,充分挖掘網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)勢(shì),從專業(yè)學(xué)習(xí)中選擇和確定相關(guān)課題,在指導(dǎo)教師的幫助下,以個(gè)人或小組的方式進(jìn)行科學(xué)研究,培養(yǎng)自己的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
參考文獻(xiàn):
[1]吉愛(ài)國(guó),王偉莉,梁浩.在生物科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)過(guò)程中強(qiáng)化海洋生物特色的探討[J].高等理科教育,2007,(5):65-67.
[2]許忠能.生物信息學(xué)[M].第一版.北京:清華大學(xué)出版社,2008.
關(guān)鍵詞:研究生;信息技術(shù)及應(yīng)用;大類平臺(tái)課程;建設(shè)
中圖分類號(hào):G642.0?搖 ?搖文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)09-0185-02
一、引言
運(yùn)用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)這一高新技術(shù)裝備新疆農(nóng)業(yè),使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向智能化、精準(zhǔn)化、數(shù)字化和工廠化方向發(fā)展,這就需要大量從事信息技術(shù)的高層次人才。我校石河子大學(xué)信息方向碩士研究生自2002年招生以來(lái)一直由機(jī)電學(xué)院和農(nóng)學(xué)院的教師授課,由于授課教師屬于兩個(gè)學(xué)院,導(dǎo)致了信息類課程設(shè)置、講授內(nèi)容重復(fù),教學(xué)資源浪費(fèi)。為了進(jìn)一步優(yōu)化課程體系,加快課程教學(xué)內(nèi)容、方法和手段的改革,推動(dòng)研究生創(chuàng)新能力和培養(yǎng)質(zhì)量的提高,2011年石河子大學(xué)實(shí)施了“信息技術(shù)及其應(yīng)用”碩士研究生學(xué)科大類平臺(tái)課程建設(shè)工程。在大類平臺(tái)課程建設(shè)過(guò)程中立足于整合教學(xué)資源,建立研究型教學(xué)學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì);在教學(xué)實(shí)踐中,更新教育觀念和教學(xué)內(nèi)容,根據(jù)研究方向培養(yǎng)計(jì)劃設(shè)計(jì)全新的教學(xué)體系和教學(xué)大綱,改進(jìn)教學(xué)方法和手段,為研究生后續(xù)的課題研究和學(xué)位論文工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、大類平臺(tái)課程建設(shè)前的基本狀況
“信息技術(shù)及其應(yīng)用”是研究現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的理論與技術(shù),利用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)。由于涉及農(nóng)業(yè)科學(xué)、信息技術(shù)和機(jī)械裝備等眾多學(xué)科的交叉與融合,因此,“信息技術(shù)及其應(yīng)用”大類課程教學(xué)內(nèi)容十分龐雜,涉及到許多概念、理論和技術(shù)。石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院在“數(shù)字農(nóng)業(yè)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”方向,機(jī)電工程學(xué)院在“農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備創(chuàng)新與性能設(shè)計(jì)”和“智能檢測(cè)與控制技術(shù)”方向根據(jù)自身的需要與發(fā)展開(kāi)設(shè)相關(guān)的信息類課程,如“農(nóng)業(yè)信息技術(shù)”、“精細(xì)農(nóng)業(yè)與遙感監(jiān)測(cè)”、“計(jì)算機(jī)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用”、“精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備”等。這些課程其基本理論和方法大致相同,很多內(nèi)容相近或重復(fù),主要差別是關(guān)注的對(duì)象有所不同。而且上述課程還不同程度地存在著和本科生課程的內(nèi)容沒(méi)有質(zhì)的區(qū)別,課程內(nèi)容的高深層只是體現(xiàn)在對(duì)本科生課程內(nèi)容在橫向?qū)用嫔献髌矫媸綌U(kuò)展上,而沒(méi)有凸顯研究生教育課程內(nèi)容上的要求和特色。尤其是經(jīng)典性和前沿性學(xué)術(shù)內(nèi)容的缺失,使研究生課程停留于講授、灌輸所謂豐富的知識(shí)層面上,缺乏啟發(fā)學(xué)生探究和引領(lǐng)學(xué)術(shù)方向的內(nèi)容。課程內(nèi)容普遍忽視研究方法論的自覺(jué)意識(shí)和能力培養(yǎng),片面地認(rèn)為只要提供一定量的課程組合,學(xué)生研究的方法論意識(shí)和能力自然會(huì)隨著這些課程的學(xué)習(xí)而水到渠成。但是,由于課程內(nèi)容以知識(shí)講授為中心,獨(dú)立性思考等很難融入課程教學(xué)中,研究生反而更容易被那些陳舊的知識(shí)所承載的方法論所同化,不能自覺(jué)地運(yùn)用科學(xué)的方法論開(kāi)展學(xué)術(shù)研究。并且,由于每門課程的任課教師都是各自為戰(zhàn),很少交流,因此導(dǎo)致教學(xué)資源利用率低,教學(xué)效果不理想。盡管教師們都很努力,但教學(xué)質(zhì)量難以有實(shí)質(zhì)上的提高。更有甚者,在課程設(shè)置中,導(dǎo)師自己開(kāi)設(shè)的課程可以因種種原因隨意不開(kāi)或以課題來(lái)代替,課程徒有其名,僅起增加學(xué)分的作用,研究生不僅不能獲得學(xué)術(shù)研究的熏陶和提升,反而還會(huì)受到導(dǎo)師學(xué)術(shù)態(tài)度不端正、不負(fù)責(zé)的不良影響。
針對(duì)這些問(wèn)題,相關(guān)授課教師進(jìn)行了認(rèn)真思考,認(rèn)為學(xué)術(shù)探究性是研究生教育的本質(zhì)屬性,但現(xiàn)行信息類課程無(wú)論是在課程設(shè)置還是在教學(xué)活動(dòng)中,都存在研究性弱化的問(wèn)題。所以,課程設(shè)置結(jié)構(gòu)和內(nèi)容必須遵循獨(dú)立思考的學(xué)術(shù)理念,強(qiáng)化知識(shí)的互動(dòng)性和未完成性。為此,石河子大學(xué)于2010年開(kāi)始“信息技術(shù)及其應(yīng)用”大類平臺(tái)課程建設(shè),優(yōu)化信息類研究生課程設(shè)置,突出經(jīng)典性、前沿性、跨學(xué)科性、實(shí)踐性課程的比重,整合優(yōu)秀教學(xué)資源,形成研究型教學(xué)學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì),培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí),知識(shí)交叉的人才,這樣才能深化和提升信息類課程的研究性內(nèi)涵,培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。
三、大類平臺(tái)課建設(shè)的實(shí)踐
(一)培育研究型教學(xué)學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)
大類平臺(tái)課程建設(shè)最重要的任務(wù)之一,就是打造一支具有較高學(xué)術(shù)造詣、學(xué)術(shù)思想活躍、人員結(jié)構(gòu)(學(xué)歷結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)緣結(jié)構(gòu))合理、熱心研究生教學(xué)的研究型教學(xué)學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì),這是大類課程建設(shè)取得成功的必要條件。“信息技術(shù)及其應(yīng)用”大類平臺(tái)課程由農(nóng)學(xué)院、機(jī)電學(xué)院和動(dòng)物科技學(xué)院從事農(nóng)業(yè)信息化、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、遙感監(jiān)測(cè)和生物信息學(xué)等方面具有博士學(xué)位承擔(dān)國(guó)家級(jí)或省部級(jí)的骨干教師聯(lián)合組成,科學(xué)、合理地分配教學(xué)任務(wù)。授課教師長(zhǎng)期從事信息化的課程講授和科學(xué)研究,高級(jí)職稱比例超過(guò)90%,積累了多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研成果,并多次獲得省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì),“數(shù)字農(nóng)業(yè)與精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”教學(xué)學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年努力2011年獲得兵團(tuán)級(jí)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),雄厚的師資力量為本課程的建設(shè)和教學(xué)效果提供了保障。
(二)構(gòu)建5個(gè)知識(shí)模塊
作為未來(lái)高新技術(shù)人才,必須具備應(yīng)用信息技術(shù)于精確農(nóng)業(yè)實(shí)踐的能力。因而,在實(shí)踐及應(yīng)用方面,大類平臺(tái)課程建設(shè)過(guò)程中增加了信息技術(shù)模擬軟件實(shí)踐等內(nèi)容,并利用大類平臺(tái)課程建設(shè)費(fèi)用購(gòu)置了計(jì)算軟件進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的練習(xí)和計(jì)算,鞏固學(xué)生對(duì)基本理論和計(jì)算技巧的掌握。以知識(shí)模塊為單位循序漸進(jìn)推進(jìn)信息類課程教學(xué),優(yōu)化建立了5個(gè)知識(shí)模塊——精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)遙感、地理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)信息技術(shù)、生物信息學(xué)。5個(gè)模塊課程總學(xué)時(shí)256學(xué)時(shí),其中課堂講解128學(xué)時(shí)、軟件練習(xí)與教學(xué)實(shí)習(xí)相結(jié)合128學(xué)時(shí)(表1)。
針對(duì)不同專業(yè),進(jìn)一步修訂和完善現(xiàn)有教學(xué)大綱,加強(qiáng)教材建設(shè),建立教學(xué)團(tuán)隊(duì)工作網(wǎng)站,以網(wǎng)絡(luò)作為團(tuán)隊(duì)相關(guān)教師以及研究生相互間聯(lián)系交流的平臺(tái),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享,擴(kuò)充教學(xué)資源,建成案例庫(kù)5~8個(gè),推進(jìn)5個(gè)知識(shí)模塊信息化大類平臺(tái)課程的建設(shè),形成完備的信息化大類平臺(tái)課程管理體系。
(三)改革教學(xué)手段和方法
以學(xué)生為中心,著力推行“4321教學(xué)模式”。“4321教學(xué)模式”是指4種教學(xué)形式,3種教學(xué)模塊,2種研究,1個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)。4種教學(xué)形式是指課堂、實(shí)驗(yàn)室(機(jī)房)、科研訓(xùn)練、高新農(nóng)業(yè)技術(shù)園區(qū)參觀。借助于參觀石河子市國(guó)家級(jí)高新農(nóng)業(yè)技術(shù)示范園區(qū),激發(fā)學(xué)生從事信息農(nóng)業(yè)研究和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的興趣;借助于課堂教學(xué),使學(xué)生掌握課程體系理論知識(shí);借助于實(shí)驗(yàn)室教學(xué),訓(xùn)練學(xué)生專業(yè)的動(dòng)手技能;借助于科學(xué)研究和論文寫作,訓(xùn)練學(xué)生的綜合技能。3種教學(xué)模塊是指理論課、實(shí)驗(yàn)課、實(shí)習(xí)。針對(duì)學(xué)生對(duì)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)普遍缺乏共性和感性認(rèn)識(shí)的實(shí)際,在教學(xué)計(jì)劃安排上注重信息技術(shù)基本理論與基本技能的教學(xué),逐步培養(yǎng)對(duì)基本知識(shí)、基本理論、基本技能的掌握。為此5個(gè)模塊信息化大類平臺(tái)課程教學(xué)均分為三個(gè)教學(xué)模塊:一是技術(shù)理論傳授(講座);二是各技術(shù)的數(shù)據(jù)處理軟件教學(xué)(實(shí)驗(yàn)室教學(xué));三是反映學(xué)生綜合能力的數(shù)據(jù)采集、分析和應(yīng)用教學(xué)(教學(xué)實(shí)習(xí))。2種研究是指教學(xué)研究和科學(xué)研究,通過(guò)科學(xué)研究,更加全面地把握5個(gè)模塊信息化大類平臺(tái)課程的國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài),將其在精量播種、精準(zhǔn)培肥、節(jié)水灌溉理論與技術(shù)等方面的研究成果不斷充實(shí)到教學(xué)中,結(jié)合新疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模化和現(xiàn)代化使課程具有鮮明的區(qū)域特色和優(yōu)勢(shì),如基于GPS導(dǎo)航的精量播種技術(shù)、膜下滴灌技術(shù)、農(nóng)田自動(dòng)化灌溉技術(shù)、基于WebGIS的棉田精準(zhǔn)施肥技術(shù)、機(jī)械收獲技術(shù)、棉花機(jī)械打頂技術(shù)等。通過(guò)教學(xué)研究和科學(xué)研究的有機(jī)結(jié)合,達(dá)到了“教學(xué)為科研奠定了知識(shí)基礎(chǔ),科研向教學(xué)注入智能活力”的雙贏目標(biāo)。1個(gè)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是指培養(yǎng)一大批有服務(wù)邊疆社會(huì)責(zé)任感、有獻(xiàn)身新疆精確農(nóng)業(yè)事業(yè)志向、有解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題能力的高新農(nóng)業(yè)研究、管理和應(yīng)用人才。
在教學(xué)過(guò)程中,各主講教授將結(jié)合自身的專長(zhǎng)和學(xué)科,以講座的形式介紹各自的研究進(jìn)展及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀,加深學(xué)生對(duì)本學(xué)科研究現(xiàn)狀的了解和理解。教學(xué)過(guò)程中注重各技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和研究方法的講授,注重各課程之間的結(jié)合與拓展,注重實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),軟件介紹采用邊介紹邊練習(xí)等方法。廣泛采用多媒體教學(xué),配合圖片和大量的案例,介紹各種技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。主講教授親自上陣,開(kāi)發(fā)適合本方向研究生使用的多媒體課件,為特色教材的建設(shè)打下了基礎(chǔ)。
四、結(jié)語(yǔ)
“信息技術(shù)及其應(yīng)用”是研究現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的理論與技術(shù),是當(dāng)今的熱門與前沿研究領(lǐng)域,是跨學(xué)科、具備新增長(zhǎng)點(diǎn)的課程,因此也是相關(guān)學(xué)科研究生必須掌握的課程。通過(guò)大類平臺(tái)課程建設(shè),整合了原來(lái)三個(gè)二級(jí)學(xué)科下的若干門信息課程各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),注重基本原理講解,分析討論學(xué)科前沿問(wèn)題,強(qiáng)調(diào)實(shí)踐應(yīng)用,體現(xiàn)了“高、精、新、寬”的特點(diǎn)。研究生教學(xué)改革的目的就是培養(yǎng)更高質(zhì)量,具有創(chuàng)新性的高層次人才。在這個(gè)改革總目標(biāo)下,課程教學(xué)所涉及到的教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容和方法等方面,還有很多東西需要探索與改革。因此,要充分發(fā)揮課程教學(xué)傳授知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的功能,深入研究教學(xué)特點(diǎn),繼續(xù)進(jìn)行課程改革。在此基礎(chǔ)上,下一步的建設(shè)目標(biāo)就是把該課程建設(shè)成校級(jí)研究生精品課程,并積極申報(bào)省級(jí)精品課程。
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>> 基于干旱區(qū)特色的生態(tài)學(xué)本科專業(yè)課程體系改革的思考 干旱荒漠區(qū)生態(tài)學(xué)本科專業(yè)課程體系優(yōu)化探索 基于人才培養(yǎng)對(duì)生態(tài)學(xué)本科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革的探討 師范類大學(xué)音樂(lè)學(xué)專業(yè)藝術(shù)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建與實(shí)施之我見(jiàn) 師范類院校本科生神經(jīng)生物學(xué)教學(xué)的幾點(diǎn)心得 教育技術(shù)學(xué)本科專業(yè)軟件開(kāi)發(fā)類課程體系研究 教育生態(tài)學(xué)視域下大學(xué)英語(yǔ)課程體系的構(gòu)建 基于信息化背景的檔案學(xué)專業(yè)本科課程體系構(gòu)建研究 淺析新課標(biāo)背景下的高師美術(shù)學(xué)(師范類)專業(yè)發(fā)展趨勢(shì) 財(cái)經(jīng)類院校電子商務(wù)本科專業(yè)課程體系的設(shè)計(jì)與實(shí)踐 微生物學(xué)課程體系教學(xué)改革與實(shí)踐 Moocs形勢(shì)下大學(xué)本科專業(yè)基礎(chǔ)課的課程體系構(gòu)建 生態(tài)學(xué)視野下的高職藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)課程體系分析 環(huán)境生物學(xué)與生態(tài)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)與展望 創(chuàng)新型人才培養(yǎng)視角下我國(guó)教育學(xué)本科專業(yè)課程體系構(gòu)建 基于生物學(xué)背景下的綜合實(shí)踐活動(dòng) 生物工程專業(yè)普通生物學(xué)雙語(yǔ)教學(xué)課程體系研究 煙草學(xué)專業(yè)《煙草生態(tài)學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容體系構(gòu)建 師范類心理學(xué)本科專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)模式探究 設(shè)計(jì)學(xué)類本科專業(yè)素描課教學(xué)內(nèi)容的改革探索與實(shí)踐研究 常見(jiàn)問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置:)。
生態(tài)學(xué)是生物學(xué)下設(shè)的二級(jí)學(xué)科,2011年晉升為一級(jí)學(xué)科。近10 多年來(lái), 我國(guó)許多高校陸續(xù)開(kāi)辦了生態(tài)學(xué)專業(yè), 或開(kāi)設(shè)了與生態(tài)學(xué)有關(guān)的課程, 作為生物類專業(yè)、環(huán)境類專業(yè)、資源類專業(yè)等的專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課, 或者作為其他專業(yè)學(xué)生素質(zhì)教育的選修課。 目前, 生態(tài)學(xué)專業(yè)已遍及40多所高校, 并滲透到一大批相關(guān)專業(yè)[3]。國(guó)內(nèi)大部分師范類高等院校如北京師范大學(xué)、東北師范大學(xué)等都已設(shè)置生態(tài)本科專業(yè)多年,形成各具特色的教學(xué)體系。相對(duì)于兄弟院校,我校的生態(tài)學(xué)本科專業(yè)2013年才開(kāi)始招收第一批本科生,基于我們雄厚的生物學(xué)基礎(chǔ),如何建立區(qū)別于其他院校并具有自己特色的生態(tài)學(xué)課程設(shè)置是我們面臨的主要問(wèn)題,課程的體系設(shè)置既要符合教育部高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)類教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)2006年制定的高等學(xué)校生態(tài)學(xué)本科專業(yè)規(guī)范[4],同時(shí)也要與目前的生態(tài)學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)及教師專業(yè)背景相結(jié)合,更重要的是課程體系設(shè)置是否合理直接關(guān)系到人才培養(yǎng)的質(zhì)量及是否適應(yīng)社會(huì)對(duì)生態(tài)學(xué)人才的需求。
一 生態(tài)學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
基于雄厚的生物學(xué)背景,師范類院校的生態(tài)學(xué)專業(yè)區(qū)別于農(nóng)業(yè)院校與工科院校。農(nóng)業(yè)院校偏重于農(nóng)業(yè)背景下環(huán)境類課程設(shè)置,如生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)與綠色食品生產(chǎn),而工科院校更加偏重于生態(tài)工程及生態(tài)設(shè)計(jì)與建設(shè)。因此在設(shè)定師范類院校的生態(tài)學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)方面就更加注重使學(xué)生掌握有關(guān)生態(tài)學(xué)的基本概念、基本理論和基本技能,以培養(yǎng)具備生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技能,能夠在科研機(jī)構(gòu)、職業(yè)技術(shù)學(xué)院、企事業(yè)單位及行政管理部門等從事生態(tài)學(xué)教學(xué)、科研、環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)、生態(tài)安全與預(yù)警預(yù)報(bào)及環(huán)境保護(hù)等方面工作的專業(yè)技術(shù)人才。
二 課程結(jié)構(gòu)與設(shè)置
生態(tài)學(xué)專業(yè)的課程體系由公共必修課、專業(yè)必修課、專業(yè)選修課、公共選修課和實(shí)踐環(huán)節(jié)五部分構(gòu)成。除本科教育統(tǒng)一公共必修課外,我們?cè)诔浞终{(diào)研的基礎(chǔ)上,將植物生物學(xué)、動(dòng)物生物學(xué)、遺傳學(xué)、環(huán)境科學(xué)概論、污染生態(tài)學(xué)、水生生物生態(tài)學(xué)、生態(tài)學(xué)研究方法與技術(shù)等課程設(shè)為專業(yè)必修課程,將濕地生態(tài)學(xué)、生物信息學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)方法與標(biāo)準(zhǔn)及環(huán)境影響評(píng)價(jià)案例分析等課程列為專業(yè)選修課。既要使學(xué)生對(duì)生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)理論、方法和應(yīng)用有比較全面的掌握,又要對(duì)與本學(xué)科發(fā)展方向有密切相關(guān)的理論、方法和應(yīng)用有較深入的了解。通過(guò)學(xué)位課與必修課建立本學(xué)科各研究方向的理論和方法的公共平臺(tái),通過(guò)選修課滿足不同研究方向?qū)碚摵头椒ǖ奶厥庖螅貙拰W(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu),突出了生態(tài)學(xué)理論和應(yīng)用并舉,學(xué)生既要掌握扎實(shí)的生態(tài)學(xué)、資源環(huán)境與生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),使之具有解決復(fù)雜生態(tài)學(xué)問(wèn)題的能力;又要系統(tǒng)學(xué)習(xí)生態(tài)規(guī)劃和設(shè)計(jì)及環(huán)境污染與監(jiān)測(cè)等各種應(yīng)用生態(tài)技術(shù),使畢業(yè)生具有較寬的就業(yè)適應(yīng)能力。
三 生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)
生態(tài)學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科 , 生態(tài)學(xué)中的許多理論和認(rèn)知都是建立在科學(xué)試驗(yàn)基礎(chǔ)之上的。生態(tài)學(xué)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)生態(tài)學(xué)專門人才的重要手段[5],生態(tài)學(xué)實(shí)習(xí)與實(shí)踐是生態(tài)學(xué)專業(yè)教學(xué)的重要組成部分,也是理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)生態(tài)學(xué)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié), 掌握生態(tài)學(xué)的研究方法、技能, 以及提高學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。我們?cè)趯?shí)踐部分分別設(shè)置了專業(yè)實(shí)踐、基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)實(shí)踐和社會(huì)實(shí)踐三個(gè)環(huán)節(jié),將生態(tài)學(xué)研究方法與技術(shù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)等課程與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合,堅(jiān)持“以學(xué)生為本”, 以訓(xùn)練實(shí)際動(dòng)手能力為目標(biāo),以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為主線,將實(shí)驗(yàn)教學(xué)由原來(lái)的實(shí)驗(yàn)室搬進(jìn)大自然。例如,由學(xué)生分組采集水樣,測(cè)定理化指標(biāo),觀察認(rèn)知水生生物,進(jìn)而對(duì)采集區(qū)域的水環(huán)境進(jìn)行初步監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià),學(xué)會(huì)運(yùn)用生態(tài)學(xué)的理論、方法與技術(shù), 觀察和認(rèn)識(shí)自然界、生態(tài)破壞和環(huán)境污染等各種問(wèn)題。在生態(tài)學(xué)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié),通過(guò)在我校和兄弟院校比較成熟的實(shí)習(xí)基地進(jìn)行,使學(xué)生掌握基本的生態(tài)學(xué)野外調(diào)查方法,以及與此有關(guān)的生物學(xué)、地理學(xué)和環(huán)境教育的野外工作技能,加深學(xué)生對(duì)相關(guān)課程基本理論的理解和掌握,建立起較為完整的生態(tài)學(xué)學(xué)科體系,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。系統(tǒng)、完善的生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,也有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的培養(yǎng)[6]。生態(tài)學(xué)是一門理論性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)的課程,講課時(shí)既要重點(diǎn)講述生態(tài)學(xué)的基本理論、方法與技術(shù),又要結(jié)合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展需要,更要重視實(shí)踐的操作訓(xùn)練。還可以結(jié)合生態(tài)學(xué)方向的研究課題,讓本科生參與到生態(tài)學(xué)研究中來(lái),對(duì)新時(shí)期學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)更有積極的意義。
四 建立相應(yīng)的考核體系
生態(tài)學(xué)學(xué)位課程、必修課程考核主要以考試方式進(jìn)行,選修課程考核以考試或考查方式進(jìn)行。實(shí)踐環(huán)節(jié)考核主要包括動(dòng)植物分類基本技能,在有關(guān)理論課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,實(shí)地學(xué)習(xí)有關(guān)生態(tài)學(xué)研究的野外調(diào)查、實(shí)驗(yàn)以及有關(guān)數(shù)據(jù)的處理總結(jié)方法,提交實(shí)習(xí)報(bào)告,重點(diǎn)考核學(xué)生基本的生態(tài)學(xué)野外調(diào)查技能、數(shù)據(jù)分析能力等。包括平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、實(shí)習(xí)實(shí)踐成績(jī)及結(jié)業(yè)考試成績(jī)。所有課程考核一律以百分制記分,60分為合格。這樣的考核方式避免了以一次期末考試定優(yōu)劣的局限性,引導(dǎo)學(xué)生注意平時(shí)積累,注重動(dòng)手實(shí)踐環(huán)節(jié)。
生態(tài)學(xué)是一門發(fā)展迅速的學(xué)科,新理論與新思想不斷出現(xiàn),應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。課程設(shè)置要具有前瞻性、綜合性和應(yīng)用性。課程的開(kāi)設(shè)要綜合考慮學(xué)科體系需要、研究方向需要和課程開(kāi)設(shè)的具體條件。培養(yǎng)具備復(fù)合型知識(shí)結(jié)構(gòu)的人才,滿足現(xiàn)在與未來(lái)、自然與社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)生態(tài)學(xué)人才的需要。
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