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《基因組學(xué)》本科教學(xué)體會教育論文
摘要：從教學(xué)的不同環(huán)節(jié)總結(jié)了生物信息學(xué)專業(yè)學(xué)生《基因組學(xué)》教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)，并對如何提高教學(xué)效果，培養(yǎng)跨學(xué)科的生物信息學(xué)人才做了積極的探索。
關(guān)鍵詞：基因組學(xué)；教學(xué)；體會
0引言
基因組學(xué)是生物科學(xué)領(lǐng)域中的一門前沿學(xué)科，以系統(tǒng)整體的觀念研究生命的遺傳本質(zhì)。它隨著上世紀(jì)90年代興起的人類基因組計(jì)劃發(fā)展而來，并衍生出轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、代謝組等一系列組學(xué)研究分支，引發(fā)了生物科學(xué)研究的系統(tǒng)觀熱潮[1]。自從湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)2005年開設(shè)生物信息專業(yè)以來，《基因組學(xué)》一直是該專業(yè)學(xué)生的必修課程，經(jīng)過三年的的理論與實(shí)踐教學(xué)，我們在教學(xué)上積累了一些經(jīng)驗(yàn)。
1良好的開端等于成功的一半
基因組學(xué)是一門新興學(xué)科，是現(xiàn)代生物學(xué)和基因?qū)W快速發(fā)展的產(chǎn)物，引導(dǎo)得好可以學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣，如果學(xué)生經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)，沒有找到學(xué)習(xí)的樂趣，就會產(chǎn)生厭學(xué)情緒。教師應(yīng)該抓住學(xué)生的心理，從學(xué)生的立場出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生的興趣，使得學(xué)生們從自己心里喜歡這門學(xué)科，激發(fā)他們的積極性。一開始最好不要教授具體問題，而是做一個(gè)整體性的概括和介紹，使學(xué)生對基因組學(xué)有一個(gè)大致的了解。并要結(jié)合貼近生活的實(shí)例進(jìn)行講解，讓學(xué)生始終對這門學(xué)科保持濃厚的興趣和探索欲望。
2利用多媒體授課并結(jié)合當(dāng)前科學(xué)研究中的最新進(jìn)展
計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)CAI作為一種現(xiàn)代教學(xué)方式，應(yīng)用于大學(xué)教育已成為主流趨勢，多媒體課件是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的一種主要形式。利用多媒體課件可以彌補(bǔ)書本教材呆板、抽象的缺點(diǎn)。在《基因組學(xué)》教學(xué)課件中可以利用大量圖片生動地展示當(dāng)前基因組學(xué)研究領(lǐng)域的最新進(jìn)展，特別是基因組學(xué)研究的最新成果將如何幫助人類解決當(dāng)前棘手的問題等，比如，水稻基因組計(jì)劃[2]的完成鑒定發(fā)現(xiàn)了與水稻產(chǎn)量提高相關(guān)的基因，“肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃”[3]的完成獲得了大量與肝癌發(fā)生相關(guān)的功能基因信息，“千人基因組計(jì)劃”[4]的實(shí)施發(fā)現(xiàn)了與人類進(jìn)化相關(guān)的重要線索等等。這些內(nèi)容可以極大地吸引學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)積極性與學(xué)習(xí)效率。此外，教師還可以把自己的實(shí)際科研工作與體會結(jié)合學(xué)科發(fā)展動態(tài)介紹給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)探索的興趣，培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)。在教學(xué)工作中教師必須首先能夠緊跟學(xué)科發(fā)展方向，隨時(shí)更新知識，了解最新的學(xué)科前沿動態(tài)，掌握新方法，并將最新的知識和方法教給學(xué)生。這樣才能不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)樂趣。同時(shí)，還要鼓勵學(xué)生通過各種途徑自覺的關(guān)注學(xué)科發(fā)展動態(tài)，拓寬知識面，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新意識。
3設(shè)置思考題和練習(xí)題
對于每章節(jié)內(nèi)容，為了引導(dǎo)學(xué)生有效地把握要點(diǎn)，按照思維流程設(shè)置思考題與練習(xí)題非常必要。例如對于遺傳圖譜一章，有以下一些問題：為什么要繪制遺傳圖譜?遺傳圖譜發(fā)展的歷程?遺傳圖譜繪制的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是什么?遺傳圖譜的標(biāo)記類型和檢測方法?遺傳圖譜分子標(biāo)記的應(yīng)用?遺傳圖譜的缺點(diǎn)有哪些?遺傳圖譜和物理圖譜有什么關(guān)系?等等。學(xué)生可以以此為框架，搜集資料，也可以對自己感興趣的問題重點(diǎn)發(fā)揮。比如舉例說明用遺傳標(biāo)記進(jìn)行法醫(yī)學(xué)身份鑒定等。為了對重點(diǎn)問題加深理解，教師可以再安排一些練習(xí)題，比如通過分析一個(gè)SSR的家系譜圖，使得同學(xué)們對遺傳標(biāo)記這一重點(diǎn)概念的含義掌握得更扎實(shí)。
4充分利用網(wǎng)絡(luò)資源
基因組學(xué)屬于生命科學(xué)最活躍的研究領(lǐng)域之一，許多基因組數(shù)據(jù)和基因組數(shù)據(jù)分析軟件資源都放在網(wǎng)絡(luò)上，例如，NCBI（NationalCenterforBiotechnologyInformation，美國國立生物技術(shù)信息中心）是全球最大的基因組分析資源網(wǎng)站，存貯了大量的生物基因組數(shù)據(jù)（核酸序列和蛋白質(zhì)序列等）和文獻(xiàn)資料，提供了許多生物信息學(xué)在線分析的軟件鏈接，可能是全世界生命科學(xué)研究領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)站。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教會學(xué)生使用這些專業(yè)網(wǎng)站，要求學(xué)生多利用這些網(wǎng)站資源開展自己的實(shí)驗(yàn)分析，獲取自己感興趣的資料，從而提高了學(xué)生及時(shí)掌握各種最新信息的能力。
基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以互聯(lián)網(wǎng)為媒介、計(jì)算機(jī)為工具，全部在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。在教學(xué)中，充分利用網(wǎng)絡(luò)的交互特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與課程的結(jié)合。教師可以通過電子郵件將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)序列、工具等傳遞給學(xué)生，學(xué)生同樣通過電子郵件將實(shí)驗(yàn)報(bào)告、作業(yè)、問題和意見等反饋給教師，教師在網(wǎng)上批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告后將成績和評語發(fā)送給學(xué)生，讓學(xué)生及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)情況。教師還可以通過網(wǎng)上論壇、聊天室和及時(shí)通訊工具QQ、MSN等對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行指導(dǎo)，與其討論問題等。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，給學(xué)生的學(xué)習(xí)和師生的互動帶來極大的方便，提高教師的工作效率，而且可以及時(shí)了解掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有利于教師不斷調(diào)整教學(xué)方案，達(dá)到更好的教學(xué)效果。
5教學(xué)科研相結(jié)合
鼓勵學(xué)生課余時(shí)間參與到老師的科研工作中來。課程組的大部分老師目前都承擔(dān)與基因組學(xué)相關(guān)的研究任務(wù)。老師在教學(xué)過程中，將自己基因組學(xué)相關(guān)的科研內(nèi)容介紹給學(xué)生，并鼓勵感興趣的同學(xué)積極參與其中，要求學(xué)生利用所學(xué)的知識，開展基因信息分析和功能研究。這樣不僅鍛煉了學(xué)生的實(shí)際分析能力，對教師的科研也起到了不小的幫助。比如，2006級本科生范江，通過該門課程的學(xué)習(xí)，對煙草細(xì)胞質(zhì)雄性不育相關(guān)基因nad7進(jìn)行了生物信息學(xué)分析，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《煙草科技》上。
6改進(jìn)考核方法
在作業(yè)、考試與考核上，為糾正目前絕大多數(shù)學(xué)生存在考前突擊的學(xué)習(xí)以應(yīng)付考試的現(xiàn)象，注重平時(shí)考核，加大平時(shí)考核成績占課程總成績的比重，促進(jìn)學(xué)生平時(shí)消化所學(xué)知識。
具體措施是：
6.1要求每位學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，占課程總成績的15%；
6.2以自己感興趣的基因完成其信息分析和功能實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，占課程總成績的15%；
6.3期末提交一篇課程論文，占課程總成績的10%；
6.4期末考試為筆試，綜合考核學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握程度，占課程總成績的60%。
總之基因組學(xué)教學(xué)是生物教學(xué)的全新內(nèi)容。通過上述教學(xué)措施，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、實(shí)踐操作能力、解決實(shí)際問題的綜合應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力，收到了良好的教學(xué)效果，受到學(xué)生的普遍歡迎，具有較強(qiáng)的可操作性和實(shí)踐性。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，隨著教師自身素質(zhì)的提高和進(jìn)一步的教學(xué)改革，將會不斷完善基因組學(xué)教學(xué)工作。
參考文獻(xiàn)：
[1]楊金水.基因組學(xué)（第二版）[M].高等教育出版社，2007，1.
[2]薛勇標(biāo).“水稻基因組測序和重要農(nóng)藝性狀功能基因組研究”取得重大進(jìn)展[J].中國科學(xué)院院刊，2007，22（5）：416-417.
[3]賀福初.人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃的實(shí)施與毒理學(xué)發(fā)展的機(jī)遇[J].毒理學(xué)雜志，2005，19（A03）：171.
[4]楊純.中、英、美科學(xué)家啟動國際“千人基因組計(jì)劃”[J].魅力中國，2008，1：15.
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