时间：2023-12-04 18:20:49
导语：在生物信息学的研究方向的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：生物信息学；生物技术；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）36-0197-03
一、生物信息学课程的教学背景
生物信息学（Bioinformafics）是一门集数学、计算机科学以及生物学等多学科交叉而形成的新兴热点学科，实质就是利用信息科学与技术解决生物学问题。它的内涵目前包含了分子生物大数据的获取、加工、存储、分配、分析、解释等在内的所有方面。依据分子生物大数据的类型不同，生物信息学的数据对象分布在基因组、转录组、蛋白质组等不同水平层次的数据以及跨层次的转录调控、转录后调控和表观遗传修饰等纵向连接。依据学科任务的不同，生物信息学一方面要组织好生物大数据的储存和获取，一方面要开发优良的算法和工具软件对生物大数据教学分析，同时还要利用这些生物大数据和工具来产生新的生物学认识，为下游的湿实验生物学家提供理论依据和指导。近年来，随着高通量生物大数据检测技术，如基因芯片技术、高通量测序技术等的发展，生物信息学已经在生物、医学、药物开发、环境保护以及农业应用等众多领域普及推广了起来。大量的生物数据急迫地需要处理，相应地产生了对生物信息专门人才的广泛需求。
因此，《生物信息学》课程也快速地在各院校大学生教学中开展了起来，甚至在局部高校产生了生物信息学本科专业。然而在实际的教学中也伴随着种种问题，影响了该课程的教学效果。本文现就近年来在生物背景的学生中所开展的生物信息学的教学实践浅谈一点体会，对其存在的问题和对策作一论述。
二、生物信息学课程教学改革
（一）教学内容特点
生物信息学属于多学科交叉学科，需要在分子生物学、遗传学、高等数学以及计算机编程等的课程基础上进行讲授。不同学科基础以及不同来源的生物数据反映在教学内容上，生物信息学的一个特点就是信息量大。它囊括了概率统计、计算机语言、人工智能和机器学习、生物数据库介绍、序列比对、分子进化分析、基因组序列分析、基因注释与功能分类、基因表达谱分析、蛋白质表达与结构分析、生物分子网络以及计算表观遗传学等众多的内容模块。
从历史发展角度看，这些内容以基因组测序为主体，生物信息学的发展可以划分为3个阶段：前基因组时代、基因组时代以及后基因组时代（又称为功能基因组时代）。以人类基因组计划的完成为时间节点标记，目前的生物信息学已经进入到了功能基因组学时代。因此，体现在当前的生物信息学教学内容上的另外一个特点就是“新”。
（二）教材的选择
生物信息学教学内容的以上特征要求在教材的选择上更需要全面衡量考虑。由于对生物信息学知识的大量需求，目前教材市场上的相关书籍也琳琅满目，选择余地较大。我们推荐的教材是科学出版社2010年第二版的Instant Notes Bioinformatics，由T. Charlie Hodgman等人编写[1]。这本书的教学内容以基因组的生物信息学分析为主体，兼顾概率统计、机器学习、代谢组学等数理基础知识和后续功能基因组分析。其中尤以序列比对、打分矩阵、系统发育树的构建分析为核心内容。这种课程设置把庞大的生物信息学体系缩小集中在了序列分析部分，这样既便于学生系统充分地掌握生物信息学知识，又兼顾了学科的发展基础和趋势。
另外，本教材为英文教材，这适应了生物信息学快速发展的要求，让学生近距离地体验到学科前沿气息。为了扩大学生的知识渠道来源，我在教学中推荐了几种不同类型的参考书籍。其中，David W. Mount编写的《Bioinformatics Sequence and Genome Analysis》和本校陶士珩教授主编的《生物信息学》，在教学内容以及体系上均和本教材较为相近[2，3]。乔纳森.佩夫斯纳著，孙之荣主译的《生物信息学与功能基因组学》则更侧重功能基因组学的内容[4]。李霞主编的《生物信息学》在内容全面、丰富的同时，也较为侧重功能基因组学的内容，同时还强调在医药卫生领域的应用和研究热点[5]。
该书使用了彩印版，同时伴有光盘、习题集以及参考答案，目前在教材市场上较为受欢迎。最后，考虑到生物学背景的学生在计算机实际动手能力方面相对较为弱势，我在教学中还特别推荐了几本结合生物信息学与编程语言的书籍供同学们课后学习。这些教材包括：A.基于Perl语言的《Beginning Perl for Bioinformatics》、《Mastering Perl for Bioinformatics》；B.基于R语言的《R Programming for Bioinformatics》；C.基于Python语言的《Bioinformatics Programming Using Python》[6-9]。
（三）学时和考核方式的设定
生物信息学课程尽管面临学科发展的迫切需要，教学内容广泛而众多，但由于大学本科生的学时学分限制，目前我们的相关教学仅包括32学时的理论学时以及两周的生物信息学实习。为了弥补学时不足的限制，我们更突出强调了实际表现的考核方式。考核成绩中的平时成绩由30%上升到40%，包括平时表现、随堂测验以及课后作业等。
（四）存在的主要问题与解决办法
1.激发兴趣。由于所教授的学生为生物学背景，不少学生均对数学、计算机等数理课程较为恐惧，缺乏学习兴趣和韧性。这是本课程讲授过程中所面临的第一大问题。为此，我尝试了多种教学办法进行解决，取得了一定的效果。
（1）去除学生的恐惧心理。从心理学上讲，恐惧的形成源于过去失败经历的阴影以及对于未知事物的不确定性。因此，我在教学中注意突出生物学在生物信息学中的重要地位，以生物信息学领域的成功科学家为例，破除以往失败经历的阴影。同时，适当地浓缩教学内容，降低学生对未知事物不确定性的恐惧。
（2）激发学习生物信息学的热情。通过教学的互动，让学生在互动中消除对生物信息学的陌生感，熟悉生物信息学，激起学习的欲望。
（3）在学习中感受生物信息学发展的脉搏。通过介绍生物信息学的发展史，对比历史上类似的科学发展历程，让学生深刻地领悟到当前的生物信息学在学科史中的定位。
（4）在实践中感受生物信息学的魅力。比如，在进行系统发育树构建的讲授中，同学们可以看到由于数学算法的使用，原本枯燥无味的序列数据居然能够反映物种和基因的进化历程。通过教学中的改革实践，同学们的学习兴趣有了较大的提升。
2.夯实基础。生物学背景的学生另外一个特点是数理基础和计算机语言编程能力相对较为薄弱。在教学过程中，我首先注意引导学生扬长避短，充分发挥学生在生物学理解能力上的优势，避免进入基础性的数学算法纠缠中。同时，让学生认识到，作为一个交叉性的学科，生物信息学的上下游学科链较长，同学们可以根据自身条件选择进入不同的环节。比如，擅长基础性的算法工具软件开发的同学可以进入上游的理论环节，擅长生物学理解的同学可以使用这些工具进入下游的生物信息应用领域。第三，在课程设置上，着重加强生物信息学方向的数理基础课程，比如生物统计、Linux以及Perl语言等，改善生物技术专业的学生在生物信息学方向的薄弱环节。最后，向同学们强调，注意在学习的过程中提高学习能力才是根本。让同学们意识到，基础不是问题，只要提高了学习能力，持之以恒地去实践，均能学好本门课程。
3.紧跟前沿。生物信息学是一门前沿性很强的学科。为了既能提高学生的知识水平，又提高学生的学习能力，这就要求在教学中既要恰当地剪裁知识结构和体系，又要有提供充分的学习锻炼空间。为此，我们将课程设置为双语课程，这样做的好处是既不耽误知识的学习，又能适当地提高学生的适应能力，为学生在将来英文环境较普遍的生物信息学领域中的学习研究应用打下扎实基础。同时，为了更适应将来学生对生物信息的使用环境，同时也为了降低难度，我们的双语课程更侧重阅读、理解能力的提高，以避免简化为英语学习课，和普通的英文课程内容的重叠。另外，前沿性很强的生物信息学处处蕴藏着创新的机会，在教学过程中，我注意鼓励学生的创新意识。比如，学生在上课过程中的一些小想法，我鼓励其大胆投入，形成研究性论文。
4.注重实践性。生物信息学在教学中既要注重对学生思维方式的转变的教育，形成用生物信息学去看待生物大数据的思想，而不仅仅是解决某个具体生物学问题的“小工具”，又要求学生在课程学习中具备一定的实践能力。由于长久以来的教育体制和学习习惯的制约，同学们的学习重点仍然集中在知识的记忆、考试的应付上面，缺乏对实际动手能力的正确认识。这给生物信息学这门课程的教学，特别是实践教学带来了较大的压力。为此，我在教学中着重采用身边的典型案例教学法进行教学。比如，以往届学生由于其突出的实践能力最后促成了他毕业就业的成功为例，说明动手能力的重要性。贯穿在课程教学中，我对学生实验课程的理念是鼓励其独立自主地完成实验，尽量少干涉，允许其在实践中犯错误，在犯错中学习提高。经过思想观念的转变、实践中的反复雕琢提高，学生们的实践动手能力都得到了较好的提升。
三、结语
生物信息学是一门快速发展的新型热门学科，其发展与生命科学发展是相辅相成的。本文针对《生物信息学》的教学进行了一些探讨，特别是针对生物背景学生的教学进行了深入集中的研究。
本文认为，只有激发学生的学习兴趣，夯实基础，注重实践动手能力，紧跟学科发展前沿趋势，这样才能切实做好生物信息学的课程教学工作，提高该课程的教学质量，以此满足我国目前该领域对人才的教育需要，培养出具有一定的实践操作能力和很强的创新能力的大学生。
参考文献：
[1]T.Chalie Hodgman AF，David R. Westhead.生物信息学导读版[M].北京：科学出版社，2010.
[2]Mount DW （2002） Bioinformatics Sequence and Genome Analysis：科学出版社.
[3]陶士珩.生物信息学[M].北京：科学出版社，2007.
[4]乔纳森.佩夫斯纳.生物信息学与功能基因组学[M].孙之荣，主译.北京：化学工业出版社，2009.
[5]李霞.生物信息学[M].北京：人民卫生出版社，2010.
[6]Tisdall J （2001） Beginning Perl for Bioinformatics：O'Reilly.
[7]Tisdall J （2003） Mastering Perl for Bioinformatics：O'Reilly.
[8]Gentleman R （2008） R Programming for Bioinformatics：Chapman & Hall/CRC.
[9]Model ML （2009） Bioinformatics Programming Using Python：O'Reilly.
第九届中国青年女科学家奖评审会评语：
魏丽萍工作成绩突出，在生物信息学领域作出重要贡献。
魏丽萍寄语青年人：
未来是无法预期的，但我们要乐观、积极地生活。找到自己真正感兴趣的、比较擅长的、适合自己的工作，在每一天，都把自己能做的全部做到最好，不管未来是什么样子，我们都有准备。
随着新一代测序、芯片、质谱等高通量生物技术在生命科学领域越来越广泛的应用，各种生物学数据大量涌现，并呈现出指数增长的趋势。这些数据中蕴藏着大量的宝藏，即生物学的新规律、新发现。但是，这些海量的、指数级增长的、并且高噪声的生物数据也带来了巨大的数据分析技术上的挑战。
在机遇与挑战的双重推动下，生物信息学在上世纪80年代后期应运而生并迅速蓬勃发展。该学科针对重要的生物学问题，通过研发并应用新的数据库及算法技术，对海量的生物数据进行分析、整合、模拟，从中发现生物学新规律。
针对海量生物数据分析的挑战，魏丽萍带领课题组自主研发了11种生物信息学数据库和算法软件，全部在网上免费公开，并发表于生物信息学领域的权威杂志上，被大量的国内外生物学家应用于他们的研究中，预测结果多次被验证。她在对成瘾等人类精神疾病的研究中做出了一批有国际影响力的工作，发现了4种成瘾的5条共同分子通路以及1个和尼古丁成瘾相关的人类特有的新基因。
魏丽萍认为，有了数据库和算法软件之后，重要的是研究生物学问题。目前，她的课题组在打好了坚实的生物信息技术基础之后，选择用它来专攻儿童自闭症的致病原因，希望能找到个性化的、更有针对性的治疗方法。
据美国的最新研究显示，每88个孩子里就有1个患有自闭症谱系障碍，症状表现为交互性社会行为及交流能力的质的障碍和刻板重复行为，严重的患儿终身不能上学和工作。自闭症目前病因不明，也没有治愈的方法。
当谈到为什么会选择自闭症这一研究方向时，魏丽萍说：“我们选择研究方向时，就是要选一些复杂的、有挑战性的问题。我经常对我的学生讲，对你简单的问题对别人会更简单，所以我们要选择自己感兴趣的、需要解决的、又有一定挑战性的研究课题。”
目前，魏丽萍的研究组一方面对自闭症儿童及其家属，以及其他人进行基因组测序，试图通过比较基因组，找到自闭症的致病基因；同时，他们也在寻找中国的自闭症高发地区，用统计的方法去研究是不是因为某些环境因素导致这一现象；再进一步，他们将用生物统计和实验的方法，分析基因和环境的相互作用。
魏丽萍说：“不是说基因组学和生物信息学可以把自闭症攻克，但是它提供了一个和其他研究手段非常互补的、新的、比较独特的研究角度。”
在科研与教学的同时，魏丽萍还运用自己多年的教育经验，努力从多个层面帮助自闭症儿童，希望能为自闭症儿童的教育以及发挥自闭症儿童的特长开辟一条道路。
魏丽萍说：“有些孩子虽然有行为上的障碍，但在绘画、音乐或数学方面有超常的特长，如何能够在纠正他的行为问题的同时，发挥他的特长，这是一个非常有挑战性但又很有意义的工作。”
关键词： 生物信息学；高等数学；教学效果； 教学方法； 多媒体
生物信息学是综合计算机科学、 信息技术和数学的理论和方法来研究生物学信息的交叉学科。数学作为生物信息学研究的基本工具， 已经成为生物信息学专业的必修课程。高等数学是大学数学的基础课程， 通过高等数学的学习， 学生不仅可以掌握基本的数学概念， 公式及方法， 更可以提高自己的逻辑能力以及运用数学解决生物信息学问题的能力。因而高等数学教学效果的好坏， 直接影响到一个学校， 一门学科人才的培养， 进而会影响到我国的科技发展水平与现代化进程。笔者结合此领域教师们多年的教学实践， 结合生物信息学的专业特点从课前、 课上、 课后三个方面阐述提高高等数学教学效果的几点建议。
1做好充分的课前准备，有的放矢。
要想在有限的课堂时间内达到最好的教学效果，教师首先需要在课前认真备课， 尤其要注意重点内容的强调以及知识点的衔接， 使得一次课成为一部完整的电影， 而不是多个场景的组合。同时， 由于生物信息学是一门快速发展的交叉科学， 因此在授课的过程中教师应当将生物信息学的前沿发展动态与课程内容进行合理的融合， 这就需要教师在课前阅读大量的科研文献， 做到教学科研一体化。此外， 还要精心制作课件， 好的课件不仅要字体大小适中， 背景美观而不杂乱， 又要适当的加一些有趣的动画。对于高等数学这样一门相对枯燥的学科， 小小的动画会让学生的精神为之一振， 间接提高教学效果。同时要做到内容简洁明了， 真正起到提纲挈领的作用。对于高等数学下册来说， 课件的制作尤为重要。比如， 第一型曲面积分概念的引入， 不仅需要有准确的三维图像， 而且引入概念的过程也要提纲式地逐条列出， 使学生清晰地了解一个抽象的数学概念是怎样产生的。
2多方位开展课上教学实践。
2.1 多媒体与板书结合
多媒体的出现为高等数学的教学带来了极大方便。比如曲线与曲面积分的章节中， 很多问题都需要结合三维图像来解答， 在黑板上画立体图形既浪费时间， 又很难画得准确， 而利用多媒体则只需在课件中插入相应的三维图像就可以了。还有一些冗长的概念或公式， 用多媒体展示一目了然， 省时省力。多媒体虽然为教学带来了诸多方便， 但它并不能完全代替板书。比如， 具体的解题过程如果只写在课件上， 那么学生就只是观众， 在观看一道题怎么解答。而利用板书引导学生，在书写每一步的时候让学生思考下一步应该怎么做， 那么学生就是参与者了。定理或公式的推导也是同样的道理。所以上课时要做到多媒体与板书的有机结合， 多媒体展示提纲和图像， 板书书写具体的解题和推导过程。
2.2 重视基础知识的教学
要狠抓以基本概念、 基本理论、 基本方法为主的“ 三基” 教学。高等数学虽然看起来很难， 但它实际上是由很多基本概念和理论方法交织而成的。只有牢固地掌握基础知识， 才能理解数学的精髓， 才能熟练的运用这些知识来解决复杂的生物信息学问题。对于基本概念， 要用尽可能通俗的， 形象的语言或直观的图像来解释， 必要的时候也可以用实物演示。比如， 莫比乌斯带的定义是单侧曲面， 这个概念用语言很难形容， 但如果用一张纸条演示一下， 学生就完全理解了。对于基本定理， 一定要在黑板上写下详细的推导过程， 让学生了解怎样从一些已有的知识推导出一个新的结论， 这样学生就不是在死记硬背定理的内容， 而是真的学会了。对于基本方法， 则要让学生反复练习， 熟能生巧， 多做练习还会提高学生的计算能力。
2.3 注重课堂练习
在课堂上要坚持" 教师是主导， 学生是主体" 的教学原则，要做到精讲多练、 勤练。每堂课都可能会讲多个知识点， 多种类型题， 如果一味的填鸭式教学， 学生往往只是“ 懂了” ， 而不是“ 会了” 。所以在每一道类型题讲完之后， 要立刻找一道相似的题目， 给学生一定的时间让学生自己练习， 及时消化和掌握所学的知识， 并且要重视理论联系实际， 将数学的知识应用到具体的生物信息学研究中去。比如， 介绍了矩阵的概念之后， 就可以向学生介绍基因芯片的制备、 基因表达谱的数据格式等内容， 将基因芯片检测的全基因组范围的基因表达信息用矩阵表示出来了， 矩阵的每一行代表一个基因在所有芯片实验中的表达水平， 每一列代表在同一张芯片上所有基因的表达值， 这样从一个矩阵就可以观察到不同条件下每一个基因的表达变化了。除了每堂课都要让学生有一定的练习之外， 在每一章或者每一个大问题结束之后还要开设习题课。在习题课上， 教师首先要总结这一部分所学的重要知识点以及它们之间的联系， 使学生在思维中形成一个完整有机的知识体系， 整体的把握知识框架， 这比掌握零散的知识点更有效。其次， 对本部分每一种重点的类型题都找一两道类似的题目讲解， 使学生在记忆开始模糊的时候重新回忆起来， 从而牢固地掌握本部分内容， 为开始新的篇章打好基础。
2.4 建立和谐的师生关系
高等数学是一门相对较难的学科， 学生在学习起来比较吃力， 这样就容易形成逆反心理， 因此建立和谐的师生关系是达到良好教学效果的必要条件。首先， 师生之间是平等的，闻道有先后， 术业有专攻而已。这就要求教师在上课的时候不要高高在上， 要多多与学生交流， 在每一个知识点过后及时询问学生是否理解， 如果没理解就再讲一遍。课下也同样要走入到学生中去， 及时解答他们的问题， 还可以跟学生谈一些与课程无关的东西， 拉近与学生的距离。只有切身体验到他们的感受和需求才能更好的完成教与学的任务。
3 通过课后的练习巩固高等数学课上所学的知识
根据艾宾浩斯遗忘曲线， 如果只是上课记住了， 课下就不再复习，那么所掌握的内容就会迅速遗忘。所以， 适量的课后作业是非常必要的， 几道习题几十分钟就可以起到巩固知识的作用。同时， 教师也可以根据自身的科研方向， 设计一些小的科研课题， 鼓励和引导学生进行思考， 如何利用学到的高等数学知识去解决实际的生物信息学问题。此外， 教师对n后作业的批改同样重要， 通过对每一份作业的仔细批阅， 找出学生犯错的共性和个性问题， 在下堂课着重讲解， 那么学生再遇到类似问题时就不会犯同样的错误了。同时还要对做的好的学生给予表扬和鼓励。
高等数学作为生物信息学专业的必修基础课， 其教学效果的好坏直接影响到生物信息学人才的培养以及学科的建设， 而要提高高等数学的教学效果， 就要做到课前认真备课，课上利用多媒体与板书结合的教学手段， 重视基础内容的教学与练习， 同时活跃课堂气氛， 保持和谐的师生关系， 并在课后布置适量的课后作业。
参考文献：
[1] 张红梅.提高高等数学教学效果的几点见解.赤子，2009，4：45
[2] 孙啸，陆祖宏，谢建明.生物信息学基础.第1版.北京： 清华大学出版社，2005.286-287.
【关键词】生物电子学；研究生选修课；教学探索
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
生物电子学（Bioelectronics）是以生物学和电子学为代表但又涉及化学、物理、材料及信息技术等许多学科和高新技术相结合的一门新兴交叉学科。电子信息科学技术和生物科学（含医学科学）是十分重要的两个学科领域，它们对科学技术进步和经济发展，乃至于对人类的社会生活方式都将产生深刻而重要的影响。生物电子学的发展充分体现了上述两个学科的相互依赖和和相互促进的关系。生物电子学自20世纪50 年代诞生以来，发展迅速，领域不断拓宽，地位日益重要，已经展示了广阔的发展前景[1-2]。子学的研究领域大致可以包括如下7个方面：（1）生物信息检测；（2）生物医学信息处理；（3）生物系统建模和仿真；（4）场与生物物质的作用；（5）分子和生物分子电子学；（6）生物信息学；（7）生物医学仪器。近20年来，随着各种新原理、新技术和新方法不断地应用到生物电子学的研究中，生物电子学的发展日新月异，目前越来越的科研工作者聚集生物电子学方面的研究。
1 研究领域
生物电子学作为新兴的交叉学科，发展迅猛，涉及多个研究领域。国外的大学很早就开展生物电子学的相关研究。如英国的克兰菲尔德大学，其生物电子学方面的研究就包括生物信息学、生物传感器与生物诊断、环境与健康、环境与自然、环境与安全、智能材料和转化医学等。我国在1985年，由韦钰院士创立了分子与生物分子电子学实验室，通过20年的发展，2002年，东南大学生物电子学国家重点实验室开始建设。目前，该重点实验室的发展目标是瞄准生物电子学的国际发展前沿，开展应用基础研究，侧重综合应用信息科学领域的最新成果，发展生物领域研究的新方法和新技术，并用于探究生命过程的本质，揭示重大疾病的机制，为医学发展开辟新途径。该国家重点实验室以生物信息材料与器件、生物信息获取和传感、生物信息系统和应用为主要研究方向，研究内容涉及分子（纳米）有序材料及其制备、分子有序结构的组装与表征、分子/纳米器件、生物/纳米材料及其应用、植入式电子器件、单分子与单细胞检测、生物传感器、微阵列芯片技术、微流体生物芯片、生物信息学、仿生信息处理系统及应用、脑信息系统的建模和应用等。
2 教材选择
本课程是专业选修课，开设对象是低年级的硕士研究生和博士研究生。相对于本科生，研究生具有良好的自学能力和独立思考能力，因此，如何选择实用、全面和专业的参考教材尤其重要。目前，国内还没有《生物电子学》课程的材，很多医学专业的高等院校选用的是生物电子医学方面的教材，并不能很好的满足普通高校本科生或者研究生的课程需要。因此，在依据本学校和本学院的专业设置（材料物理、材料科学和信息显示等专业），以及本学院教师的科研方向，选用了以色列著名科学家Itamar Willner为主编，汇集了众多在生物电子学方面的专家编著的《Bioelectronics》[3]教材，从生物电子学的定义，生物电子学的发展和研究领域等方面，并结合当前热门生物电子学方面的科研资料和科研文献，多方位、多角度的向研究生展示生物电子学的研究内容、研究方向、研究前沿和研究热点。这样的安排，让研究生从一开始就接触科学前沿，开阔了眼界，更好的领悟科学的真谛。
3 授课对象
《生物电子学》是硕士和博士研究生的专业选修课程，目前选修本门课程的学生的专业跨度很大，有材料化学、材料物理和高分子材料与工程等不同专业。我们开设本门课程的宗旨是让不同学生都了解什么是生物电子学、当前生物电子学发展到怎样的阶段和生物电子学涉及的研究领域。通过对这些方面的学习，结合各自的研究背景，将生物电子学领域的研究内容糅合到各自的科学研究中，实现科学创新，更好更快的进行科学研究。
4 授课形式和课程内容
本门课程为研究生专业选修课，在授课形式和课程内容上有别于本科生的专业必修课。在充分考虑研究生具有良好的自学能力和理解能力的基础上，我们决定将本门课程的课时设置为32学时，分8次课完成。课题上以授课和讨论两种主要形式进行，设为8个不同的生物电子学版块，以讲座形式进行教学，并同时让研究生依据各自的研究背景，以每次课所要将的内容为主线，做好课下准备，带着问题有针对性的进行实时讨论。本着“科学性、系统性、实用性”的原则，我们确立了具体的授课内容，主要包括以下内容：概论部分、生物传感器、生物芯片、活体生物发光和荧光成像技术、微流控芯片体外诊断、临床即时检测仪器和DNA纳米技术等。在讲授这些专题的同时，结合大量的最新科研的前沿和热点文献，循序渐进，生动直观的介绍生物电子学方面的知识，使课堂教学更为生动、丰富。
5 教学方法
为了使研究生能在有限的课时内掌握老师所教授的内容，并能学以致用，就必须要运用灵活多样的教学方式，如：多媒体教学、互动式教学、理论联系实际等方法。由于生物电子学涉及多个研究领域，书本上的基础知识往往较为枯燥、抽象，不能很好的吸引研究生的求知欲望。因此，本门课程主要以多媒体教学为主，辅以互动式教学。在讲解科学前沿和热点时，利用多媒体技术在功能上、空间上及时间上交互的便利性，直观生动的将各种原理示意图、实验结果甚至影像资料展示给研究生，将抽象、枯燥的科研问题直观、形象又深入浅出的解释给学生，激发学生的学习兴趣。
为了提高研究生的学习主动性，让研究生参与到整（下转第24页）（上接第16页）个教学环节中，此时教师与学生不再说简单的传授与接受的关系，而是双边的互动关系。在课堂上除了老师有针对性地向学生提问外，学生也可以随时向老师发问，通过互动式教学，使学生最大限度地参与教学活动，积极思维，培养了主动探索、勇于创新的意识。
6 结语
目前《生物电子学》这门研究生选修课程还处于不断探索和改革阶段，作为专业教师，责任任重而道远，今后除了要不断提高自身的业务素质，不断实践、不断总结，还要依据不断变化的科研环境和教学环境，及时与学生沟通，把《生物电子学》课程的教学工作开展的更有深度、更有效果、更受研究生喜爱，为研究生开拓眼界、提升创新思维作出贡献。
【参考文献】
[1]韦钰.电子科技导报[N].1998，11，1-4.
一、基本数据
本研究的数据来源于2010年6月至12月间“教育部学位与研究生教育评估工作平台”②所公示的申报计算机科学与技术硕士学位授权一级学科的农林高校申报书中的信息。申报书有严格的格式要求，本文以第一部分中的基本情况、第二部分中的学术队伍和第三部分中申报单位一级学科点的学科方向为研究样本数据。需要说明，2011年4月国务院学位委员会和教育部批准印发的学位办［2011］25号文中，根据《学位授予和人才培养学科目录（2011年）》，已将原计算机科学与技术学科目录中的“软件工程”新增为一级学科，在本文的分析中未考虑此变化。
二、学位点科研基地分析
在申报书的第一部分基本情况中，要求各申报高校列出学位授权点对应的国家（部、省）重点实验室（专业实验室、工程技术研究中心、工程研究中心、人文社会科学重点研究基地）。表1为参与申报的部分农林高校计算机科学与技术学科研究基地汇总，各农林高校所依托的实验室集中在农业信息学、农业信息化工程、数字农业工程领域，反映出了农林高校计算机科学与技术学位点资源设置的农林行业特色明显。
三、学术队伍设置分析
根据各高校申报书中现有在编人员信息，从年龄结构看，36岁~45岁占到63.5%，46岁~55岁占到23.5%，55岁以上所占比例比较小，这表明，中、青年科技人员是农林高校计算机科学与技术学科的主力军。从队伍建设的梯队上看,“老”、“中”“、青”结合的梯队合理。从学历结构看，农林高校“计算机科学与技术”学科学术队伍中具有博士学位的人员比例仍然偏小（图1），迫切需要年轻同志继续攻读博士学位。
四、学科研究方向设置分析
根据申报要求，各申报高校一级学科点的学科方向填写不少于4个，不超过6个。14所农林高校所设置的一级学科点的学科方向主要集中如下9个方向（图2）。
（一）计算机软件与理论主要致力于农业领域的软件理论和软件开发技术研究，着重面向农业领域计算机软件的设计、开发、维护，运用构件化的软件技术和智能决策技术，研究农业信息的智能化处理、分析、传输、管理和利用，以及智能决策软件的构造技术。
（二）计算机控制技术及应用以计算机检测与控制技术研究为核心，以农业应用为特点，致力于农业装备的检测控制、田间信息采集传输的研究。在面向现代农业信息监控方向，围绕传感网络的体系结构，信息采集，监控信息分析与处理，展开相应的理论与应用研究。
（三）计算机网络主要针对计算机网络应用于农业的特点，开展计算机网络相关支撑技术、计算机网络体系结构、网络协议实现、分布式计算的应用研究。主要包括：网络化的嵌入式系统，网络性能评估与优化计算，传感器网络，下一代网络中的分布对象计算模型，网络安全，网络建模与模拟，普适环境中的Web服务和上下文感知服务等有关理论和方法的研究。
（四）信息安全研究信息安全的基础理论方法和技术体系，主要包括：数字签名与身份认证，密钥管理，生物数据安全，安全协议与多方计算等。（五）智能信息处理着重于智能算法的理论、算法模型及其应用，在Web信息处理、模式识别、数据挖掘等方面结合农业与生命科学等学科的优势，开展智能技术在农林业上的应用研究。
（六）图形图像处理研究图形图像处理，信息可视化和人机交互技术，计算机视觉以及相关技术在农业信息化和自动化中的应用。主要包括：农作物与植物分类，农作物生长仿真，农产品的检测与分级，新型农业机械作业仿真等相关需求。
（七）农业信息化农业信息化研究方向是在农业科学研究信息化和辅助决策智能化过程中，为解决农业规划、决策、评价等研究工作对计算机软件提出的需求所形成的研究方向。
（八）数据库与数据挖掘结合农业生产、农村信息化等事业发展的需要，重点研究数据库实现新技术，嵌入式数据库与移动数据库，数据仓库与数据挖掘，信息检索与数据库等。数据挖掘研究方向主要研究数据挖掘的相关理论与技术，以及集成信息检索、模式识别、图形图像分析、空间数据分析、生物信息等方面的技术。
（九）嵌入式软件与系统结合农业院校的特点，培养以计算机技术为核心的嵌入式技术与应用人才，主要针对嵌入式技术在农业领域的应用展开研究，为区域经济和农业信息化服务。研究嵌入式系统软件开发平台，实现嵌入式系统的应用开发，利用嵌入式技术实现工业过程的控制以及基于嵌入式技术开发相关的产品。其他研究方向有：高性能计算与系统结构、光电信息与机器视觉、精准农业、多Agent系统、计算机算法研究、软件测试与智能系统、科学计算及算法设计、分布式系统理论，物联网技术及应用等。
五、学位点科研项目资助情况分析
科研项目数量和质量对于学位点科研水平意义重大。表2给出了农林高校计算机科学与技术学位点项目资助情况，分为5个标准：国家863/948计划项目，国家科技支撑计划项目，农业部星火计划/教育部项目，国家自然科学基金，省级自然科学基金/省教育厅项目。由表2可见，国家863/948计划项目有33项，占总资助项目的8.4%；国家科技支撑计划项目有26项，占总资助项目的6.6%；农业部星火计划/教育部项目有27项，占总资助项目的6.9%；国家自然科学基金有53项，占总资助项目的13.5%；省自然科学基金/省教育厅项目有252项，占总资助项目的64.5%。从立项项目主持单位来看,分布不均衡，14所农林高校存在一定的差别。从立项项目类型来看,国家级的重大项目、重点项目（国家863/948计划项目、国家科技支撑计划项目、农业部星火计划因其要求高、标准严,立项数量较低，省级自然科学基金/省教育厅项目数量较多。14所农林高校共承担了国家自然科学基金53项，通过科学基金网络信息系统ISIS③查询，14所农林高校所承担的国家自然科学基金资助项目的学科分布主要集中在计算机系统设计理论与技术（F020301）、计算机系统模拟与建模（F020102）和计算机软件（F0202）三个领域。从立项项目年度统计分析看，2004年承担8项,2005年承担6项,2006年承担7项,2007年承担7项,2008年承担5项，2009年承担15项；从立项项目总数来看,2009年后总体呈增长趋势,这与国家高度重视科技投入有关。
六、学科交叉融合情况分析
作为农林高校计算机科学与技术学科，在研究方向设置上，除了注重计算机科学与技术学科主体地位外，也力求体现与农业技术和生物技术高度融合的学科特色。福建农林大学2007年在生物学一级博士点下设立了生物信息科学与技术博士点和硕士点。应用计算智能理论，处理有关序列分析，蛋白质结构分析和预测，蛋白质功能预测，蛋白质相互作用和进化模型等问题，并构建相关软件分析平台。南京林业大学的林木生物信息学，依托林木遗传与生物技术省部共建重点实验室，完成了针对重要木本植物杨树的全基因组测定工作，其先进的海量数据处理设备为生物信息学研究提供了基础保障。湖南农业大学设置了生物信息处理研究方向，依托“湖南省植物激素与生长发育重点实验室”，重点研究生物计算科学及生物信息的获取、加工与分析。利用计算机、数学模型等方法分析和处理生物学数据，开发数据处理的算法和工具，对于理解复杂生命现象、新物种分类、药物靶点设计等领域具有重要的理论和实践意义。南京农业大学利用计算机科学与技术学科的数据库、数据挖掘、知识发现等的算法与技术，解决生物数据处理中产生的各种问题。华南农业大学开展了生物信息和生物计算研究，包括蛋白质分子对接，动物疫苗与兽药的计算机辅助设计等。山东农业大学的生物信息智能处理研究，重点在于DNA序列分析及其基因表达信号处理。其他农林高校在许多研究方向上也都涉及生物信息技术。
七、学科发展方向的建议
通过分析14所农林高校计算机科学与技术学位点的资源配置,从中可以看出,经过十余年的发展,我国农林高校计算机科学与技术学科有了长足的发展，新的学科增长点建议考虑如下方面：
关键词：中西医结合疗法;肾脏疾病; 体会
【中图分类号】R692.505 【文献标识码】A 【文章编号】1672-3783(2012)05-0086-01
1 中西医结合治疗慢性肾脏病的优势
1.1 “中西医结合要源于中医，而高于中医;源于西医，而高于西医”。这才是中西医结合的目标，也是中西医结合的优势所在。如难治性肾病综合征在使用泼尼松、细胞毒剂、血管紧张素转化酶抑制剂、血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂等治疗的同时，再结合雷公藤多苷、火把花根片或中药汤剂等中西医结合疗法，其疗效较单纯中医或西医疗法显著提高。中药还可明显减轻大剂量激素引起的医源性柯兴综合征副反应，减轻环磷酰胺引起的消化道反应及骨髓和性腺功能的抑制。中西医对疾病不同阶段的治疗，各有优势和劣势，中西医结合能取长补短，使病人得到一体化的治疗。如IgA型肾病表现为单纯性血尿时，西医无特异性疗法，中医汤剂加火把花根或雷公藤多苷有比较好的疗效;在表现为中等蛋白尿和血尿时，以小剂量激素、ACEI加中药汤剂或雷公藤多苷有比较好的疗效;在大量蛋白尿时，则以大剂量激素、ACEI加中药汤剂、雷公藤多苷或火把花根治疗;出现细胞性新月体时，则以大剂量激素冲击治疗;出现慢性肾衰竭(CRF)1、2期时，以中药汤剂口服、中药保留灌肠及中药熏洗，同时配合减轻肾脏“高灌注、高滤过、高压”的ACEI和ARB等治疗;到尿毒症期以替代治疗为主，中药配合改善营养等中西医结合治疗为辅。中西医结合在疾病各个不同阶段切入，各施所长才能得到最佳的一体化治疗。
1.2 判断疾病预后，提高治疗敏感性。例如，肾病综合征不同的病理类型都可以表现脾肾阳虚证型，而微小病变的脾肾阳虚证对治疗反应好，预后好，局灶节段硬化的脾肾阳虚证对治疗反应差，预后差。西医诊断下的中医辨证，提高了中医对肾病预后的认识。中西医结合治疗慢性肾脏病同时也存在的问题和困惑：中药的成分复杂，经过炮制、配伍、煎煮和体内代谢后，成分的变化更是不得而知。因此，中药很难用单一指标去考察其疗效，作用机制不明。中医学的特点是辨证论治，其“证”的研究是中医基础理论的核心，是中医现代化的瓶颈。
2 中西医结合治疗慢性肾脏病的前景
2.1 中西医结合治疗肾病的报道很多，疗效也比较好，但现在还没有中西医结合治疗CKD的优化方案出台。国家“十一五”科技支撑计划已经开始资助中医肾病临床优化方案的研究，另外，建议政府卫生行政部门、科技部门以及企业以各种形式支持中西医结合肾病优化方案的研究，为编写中西医结合防治肾病指南提供证据，为政府和卫生行政部门的决策提供依据，为行业诊治CKD提供最有效的方法，提高肾病的诊疗水平。研究优化方案时，需注意以下问题。为使临床试验信息透明化，提高研究的社会公信度，请在临床试验开始前，在世界卫生组织的国际临床试验注册平台认证的临床试验注册中心注册;为优化出最佳的方案，请在做优化方案时，先将专家的经验在协作组内讨论，并在协作组外征求中医肾病专家、西医肾病专家、肾脏病理专家、免疫学专家、药理学专家、统计学专家、医学经济学专家、伦理委员会以及护理学专家的意见。
2.2 优化方案制定后，进行多中心、大样本、随机盲法对照临床试验，客观评价其方案的疗效和安全性。第一次临床试验结果出来后，针对临床试验存在的问题，将方案再优化再试验直至优化出满意的方案;CRF应按原发病进行单病种优化研究。CRF是多种病因引起的临床综合征，病因不同，其进展的机制和速度不一样，临床疗效和预后也存在差异。因此，CRF应按其原发病分类进行优化研究。另外，原发性肾病综合征和慢性肾小球肾炎也要按病理类型进行单病种优化方案的研究。利用系统生物学的方法，探索中医肾本质的研究 。
2.3 系统生物学是由基因组学、蛋白质组学、代谢组学、相互作用组学、表型组学及生物信息学等组成，通过生物信息学把基因、蛋白质、代谢产物及表型等横向的研究结果整合起来，采用系统综合的思路和手段从整体水平上动态地对一个集合体的存在特征、活动规律和相互联系加以描述。中医传统理论最具特色的就是整体观和辨证观，与现代的系统生物学思路不谋而合。以功能基因组学和蛋白质组学为核心的系统生物学方法，将为中医肾虚证本质的研究提供科学的手段。
3 结论
中华医学会肾脏病分会已经在媒体开展宣传，举行讲座，组织普查，但还有待其他相关学会及政府部门积极行动起来，加大宣传，引起社会的广泛重视，并组织专业人士参与大规模尿常规普查。建议及早建立我国在临床广泛应用检测肾小球滤过率的方法，对可能引起慢性肾脏病的住院病人和体检者进行GFR评价;对高血压病、糖尿病、痛风等引起继发性肾脏病的因素及早进行预防;对已有肾脏病要积极干预治疗，防止肾损害的进展。
关键词：生物；网络资源；学习
中图分类号：G40-056 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）29-0244-02
生命科学是21世纪发展最为迅速的学科之一[1]，该专业具有实验性、实践性以及前沿性等特征。对于生物专业的大学生来说，除了课堂学习之外，进入试验室进行一定的科学研究工作，对于培养自己的独立创新能力以及适应未来工作的能力有很大的益处。大学生在着手试验室工作之前，必须阅读大量的文献资料，迅速地了解本领域国内外的最新研究进展，一方面可以借鉴前人的研究成果，并以此为基础开展自己的工作，另一方面可以避免不必要的重复，节约人力、物力和财力。试验室工作完成后，会有大量试验数据，处理这些数据不可避免会用到一些生物软件。查阅文献资料和下载使用相关软件，网络是一个很好的平台。那么，如何有效的利用网络资源，是大学生必须面对的问题。本文将从以下几方面来探讨生物科学专业大学生如何充分利用网络资源来提高自己的学习和科研水平：
一、充分利用学校的电子图书馆
目前，计算机网络飞速发展，几乎所有的大学都建立了自己的电子图书馆，购买了科技论文数据库，提供大量的电子资源。除此以外，我们还可以通过馆际互借等方法来获取自己所需的文献资料。这些方法使大学生在查阅资料的效率大大提高，并且，在使用时不需要额外付费。因此，大学生可以充分利用学校的这一资源，方便快捷的查询、下载自己所需的文献资料。生物专业常用的中文数据库有：中国学术期刊网、中国学位全文数据库、中国学术会议全文数据库、万方数据、重庆维普《中文科技期刊》。英文电子期刊数据库有：SCI数据库、EI数据库、Elsevier Science Direct全文期刊数据库、Springer全文电子期刊数据库、NSTL网络版科技期刊数据库。
二、通过网络搜索引擎查找相关信息
网络的普及可以使我们便捷得获取丰富的资源，但是，网络的高度开放性让我们每个人都有可能在网上信息。因此，获取准确可信的信息变得非常重要。如何在浩如烟海的信息中，快速有效地找到我们需要的信息？这就需要掌握一些搜索引擎。Google（http：//）是一个搜索功能非常强大的搜索引擎，很值得一提的还有Google学术搜索（http：//）和百度（http：//）。其中，中文信息检索大多使用百度。如果搜索英文信息，Google是个很好的选择。
三、登陆生物网站并下载相关生物软件
网络上很多共享的资源，或者这些资源可以免费获取。不能小看这些共享的资源，它们可能会在试验前期或者分析数据时起到举足轻重的作用。大学生可以利用网络上的搜索引擎找到相关的生物网站。进入到几乎任何一个生物网站后，如果有足够的耐心，我们可以找到绝大多数免费公用的生物软件，并且可能附带使用说明、工作原理等信息[2]。有的网站会提供免费的在线服务，我们在浏览网站的时候，一方面了解它的相关功能，另一方面也要学习使用流程。一旦自己试验需要，那么使用起来就会轻车熟路，节约不少时间。生物科学专业常用的生物网站有：①Online analysis tools（http：//molbiol-tools.ca/）：这是Guelph大学的细胞生物学及分子生物学教授Andrew Kropinski整理的在线生物学分析工具网站，主要包括DNA序列、RNA序列、基因组、蛋白的在线分析等。②Basic Local Alignment Search Tool（BLAST）（http：//ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2231712）：这是生物专业功能最为完整的网上服务器。其中核苷酸分析包括酶切位点的查找，motif、开读框的搜索等，PCR引物设计，二级结构预测，多重序列比较以及分子进化树的构建等；蛋白分析则包括酶切图谱，功能区搜索，分子进化分析，蛋白质二级结构的预测等；此外还提供序列管理等功能。③GenBank（http：//ncbi.nlm.nih.gov/）：GenBank是美国国家生物技术信息中心（NCBI）所维护的供公众自由读取的、带注释的DNA序列的总数据库，包含70，000多种生物的核苷酸序列。每条纪录都有编码区（CDS）特征的注释，还包括氨基酸的翻译。④The European Molecular Biology Laboratory（EMBL）（http：///）：欧洲分子生物学实验室（EMBL）成立于1974年，由16个国家支持。在该网站可以进行序列查找和检索以及序列的配对、通过登陆号检索EMBL核酸数据库、通过FTP传输EMBL数据库文件；还可以分析蛋白质三维结构等，此外该网站还提供一些软件。⑤DNA Data Bank of Japan（DDBJ）（http：//ddbj.nig.ac.jp/）：DDBJ数据库创建于1984年。DDBJ数据库主页包括数据库检索、数据提交、数据分析等功能。GenBank、EMBL和DDBJ这三大数据库虽然具有各自不同的数据记录格式，但是由于国际互联网的发展，用户可以任意地向其中任何一个数据库提交序列，所提交的序列也将从公布之日起同时在该三大数据库中出现[3]。一般情况下，大学生需要了解和使用的生物软件有：Bioedit：具有序列简单分析和序列对比功能的软件；Clustal W：用来对核苷酸与蛋白质序列进行多序列比较的软件；Clustal X：ClustalW Windows界面程序；）Cn3D：观看蛋白质三维结构的软件；DNAStar5.03：序列分析软件；DNAMAN：限制酶分析，引物设计，序列比对的软件；FASTA：数据库中查找同源序列软件；GeneDoc：对序列进行相关分析等操作的软件；Primer Premier 5.0：核酸序列引物分析设计软件；Peptool：蛋白分析软件；Phylip：进化树分析软件；Puzzle：核苷酸序列、蛋白质序列相似性分析及进化树构建工具；Paup：系统进化分析软件；TreeView：进化树处理软件；SeqPup 0.9：生物分子序列编辑与分析软件；SPSS：统计软件。
四、关注一些生物论坛
论坛是网络环境下一种学习与交流的平台，它可以突破常规交流在时间和地域上的局限性，和相关领域的科研人员进行沟通。比如：试验过程中遇到了技术上的问题，自己一时又难以解决，可以在论坛上和大家一起讨论。往往这些问题已有人碰到过，并且已经找到了解决的办法，讨论的时候就可以得到他们的指点，不少难题迎刃而解。常见的生物论坛有：小木虫（http：///）、丁香园（http：///）、生物谷（http：///）、中国生命科学论坛（http：///bbs/forum.php）、生物信息学论坛（http：///）等。
五、通过电子邮件和作者沟通
大学生在阅读文献资料时，难免会遇到反复思考仍不得其解的问题，有的学生可能会因为求助无门而不了了之。其实，我们有一个非常好的求助对象，那就是作者。一般在期刊论文首页的下方会留有作者的电子邮件信箱。我们在仔细阅读论文之后，如果发现有疑惑的地方，可以通过电子邮件和作者进行请教和讨论，一般作者都会很好的给予答复。
综上所述，大学生平时在完成学校设定的课程之余，可以以网络为媒介，结合自身兴趣，主动探索，充分挖掘网络资源的优势，从专业学习中选择和确定相关课题，在指导教师的帮助下，以个人或小组的方式进行科学研究，培养自己的创新精神和实践能力。
参考文献：
[1]吉爱国，王伟莉，梁浩.在生物科学专业人才培养过程中强化海洋生物特色的探讨[J].高等理科教育，2007，（5）：65-67.
[2]许忠能.生物信息学[M].第一版.北京：清华大学出版社，2008.
关键词：研究生；信息技术及应用；大类平台课程；建设
中图分类号：G642.0？摇 ？摇文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）09-0185-02
一、引言
运用精准农业这一高新技术装备新疆农业，使农业生产向智能化、精准化、数字化和工厂化方向发展，这就需要大量从事信息技术的高层次人才。我校石河子大学信息方向硕士研究生自2002年招生以来一直由机电学院和农学院的教师授课，由于授课教师属于两个学院，导致了信息类课程设置、讲授内容重复，教学资源浪费。为了进一步优化课程体系，加快课程教学内容、方法和手段的改革，推动研究生创新能力和培养质量的提高，2011年石河子大学实施了“信息技术及其应用”硕士研究生学科大类平台课程建设工程。在大类平台课程建设过程中立足于整合教学资源，建立研究型教学学术团队；在教学实践中，更新教育观念和教学内容，根据研究方向培养计划设计全新的教学体系和教学大纲，改进教学方法和手段，为研究生后续的课题研究和学位论文工作打下坚实的基础。
二、大类平台课程建设前的基本状况
“信息技术及其应用”是研究现代信息技术在农业领域应用的理论与技术，利用高新技术改造传统农业。由于涉及农业科学、信息技术和机械装备等众多学科的交叉与融合，因此，“信息技术及其应用”大类课程教学内容十分庞杂，涉及到许多概念、理论和技术。石河子大学农学院在“数字农业和精准农业”方向，机电工程学院在“农业机械装备创新与性能设计”和“智能检测与控制技术”方向根据自身的需要与发展开设相关的信息类课程，如“农业信息技术”、“精细农业与遥感监测”、“计算机在农业中应用”、“精细农业技术与装备”等。这些课程其基本理论和方法大致相同，很多内容相近或重复，主要差别是关注的对象有所不同。而且上述课程还不同程度地存在着和本科生课程的内容没有质的区别，课程内容的高深层只是体现在对本科生课程内容在横向层面上作平面式扩展上，而没有凸显研究生教育课程内容上的要求和特色。尤其是经典性和前沿性学术内容的缺失，使研究生课程停留于讲授、灌输所谓丰富的知识层面上，缺乏启发学生探究和引领学术方向的内容。课程内容普遍忽视研究方法论的自觉意识和能力培养，片面地认为只要提供一定量的课程组合，学生研究的方法论意识和能力自然会随着这些课程的学习而水到渠成。但是，由于课程内容以知识讲授为中心，独立性思考等很难融入课程教学中，研究生反而更容易被那些陈旧的知识所承载的方法论所同化，不能自觉地运用科学的方法论开展学术研究。并且，由于每门课程的任课教师都是各自为战，很少交流，因此导致教学资源利用率低，教学效果不理想。尽管教师们都很努力，但教学质量难以有实质上的提高。更有甚者，在课程设置中，导师自己开设的课程可以因种种原因随意不开或以课题来代替，课程徒有其名，仅起增加学分的作用，研究生不仅不能获得学术研究的熏陶和提升，反而还会受到导师学术态度不端正、不负责的不良影响。
针对这些问题，相关授课教师进行了认真思考，认为学术探究性是研究生教育的本质属性，但现行信息类课程无论是在课程设置还是在教学活动中，都存在研究性弱化的问题。所以，课程设置结构和内容必须遵循独立思考的学术理念，强化知识的互动性和未完成性。为此，石河子大学于2010年开始“信息技术及其应用”大类平台课程建设，优化信息类研究生课程设置，突出经典性、前沿性、跨学科性、实践性课程的比重，整合优秀教学资源，形成研究型教学学术团队，培养基础扎实，知识交叉的人才，这样才能深化和提升信息类课程的研究性内涵，培养研究生的创新意识和能力。
三、大类平台课建设的实践
（一）培育研究型教学学术团队
大类平台课程建设最重要的任务之一，就是打造一支具有较高学术造诣、学术思想活跃、人员结构（学历结构、年龄结构、学缘结构）合理、热心研究生教学的研究型教学学术团队，这是大类课程建设取得成功的必要条件。“信息技术及其应用”大类平台课程由农学院、机电学院和动物科技学院从事农业信息化、精准农业、遥感监测和生物信息学等方面具有博士学位承担国家级或省部级的骨干教师联合组成，科学、合理地分配教学任务。授课教师长期从事信息化的课程讲授和科学研究，高级职称比例超过90%，积累了多年的教学经验和科研成果，并多次获得省部级奖励，“数字农业与精准农业”教学学术团队经过多年努力2011年获得兵团级科技创新团队，雄厚的师资力量为本课程的建设和教学效果提供了保障。
（二）构建5个知识模块
作为未来高新技术人才，必须具备应用信息技术于精确农业实践的能力。因而，在实践及应用方面，大类平台课程建设过程中增加了信息技术模拟软件实践等内容，并利用大类平台课程建设费用购置了计算软件进行相关技术的练习和计算，巩固学生对基本理论和计算技巧的掌握。以知识模块为单位循序渐进推进信息类课程教学，优化建立了5个知识模块——精准农业、农业遥感、地理信息系统、农业信息技术、生物信息学。5个模块课程总学时256学时，其中课堂讲解128学时、软件练习与教学实习相结合128学时（表1）。
针对不同专业，进一步修订和完善现有教学大纲，加强教材建设，建立教学团队工作网站，以网络作为团队相关教师以及研究生相互间联系交流的平台，实现网络资源共享，扩充教学资源，建成案例库5～8个，推进5个知识模块信息化大类平台课程的建设，形成完备的信息化大类平台课程管理体系。
（三）改革教学手段和方法
以学生为中心，着力推行“4321教学模式”。“4321教学模式”是指4种教学形式，3种教学模块，2种研究，1个培养目标。4种教学形式是指课堂、实验室（机房）、科研训练、高新农业技术园区参观。借助于参观石河子市国家级高新农业技术示范园区，激发学生从事信息农业研究和农业生产的兴趣；借助于课堂教学，使学生掌握课程体系理论知识；借助于实验室教学，训练学生专业的动手技能；借助于科学研究和论文写作，训练学生的综合技能。3种教学模块是指理论课、实验课、实习。针对学生对精准农业生产普遍缺乏共性和感性认识的实际，在教学计划安排上注重信息技术基本理论与基本技能的教学，逐步培养对基本知识、基本理论、基本技能的掌握。为此5个模块信息化大类平台课程教学均分为三个教学模块：一是技术理论传授（讲座）；二是各技术的数据处理软件教学（实验室教学）；三是反映学生综合能力的数据采集、分析和应用教学（教学实习）。2种研究是指教学研究和科学研究，通过科学研究，更加全面地把握5个模块信息化大类平台课程的国内外学术动态，将其在精量播种、精准培肥、节水灌溉理论与技术等方面的研究成果不断充实到教学中，结合新疆农业生产的规模化和现代化使课程具有鲜明的区域特色和优势，如基于GPS导航的精量播种技术、膜下滴灌技术、农田自动化灌溉技术、基于WebGIS的棉田精准施肥技术、机械收获技术、棉花机械打顶技术等。通过教学研究和科学研究的有机结合，达到了“教学为科研奠定了知识基础，科研向教学注入智能活力”的双赢目标。1个专业培养目标是指培养一大批有服务边疆社会责任感、有献身新疆精确农业事业志向、有解决农业生产实际问题能力的高新农业研究、管理和应用人才。
在教学过程中，各主讲教授将结合自身的专长和学科，以讲座的形式介绍各自的研究进展及国内外现状，加深学生对本学科研究现状的了解和理解。教学过程中注重各技术的基础知识和研究方法的讲授，注重各课程之间的结合与拓展，注重实践教学环节，软件介绍采用边介绍边练习等方法。广泛采用多媒体教学，配合图片和大量的案例，介绍各种技术的特点与优势。主讲教授亲自上阵，开发适合本方向研究生使用的多媒体课件，为特色教材的建设打下了基础。
四、结语
“信息技术及其应用”是研究现代信息技术在农业领域应用的理论与技术，是当今的热门与前沿研究领域，是跨学科、具备新增长点的课程，因此也是相关学科研究生必须掌握的课程。通过大类平台课程建设，整合了原来三个二级学科下的若干门信息课程各自的特点和优势，注重基本原理讲解，分析讨论学科前沿问题，强调实践应用，体现了“高、精、新、宽”的特点。研究生教学改革的目的就是培养更高质量，具有创新性的高层次人才。在这个改革总目标下，课程教学所涉及到的教材建设、教学内容和方法等方面，还有很多东西需要探索与改革。因此，要充分发挥课程教学传授知识和运用知识的功能，深入研究教学特点，继续进行课程改革。在此基础上，下一步的建设目标就是把该课程建设成校级研究生精品课程，并积极申报省级精品课程。
参考文献：
[1]刘永泉.加强研究生课程建设，提高研究生培养质量[J].黑龙江教育，2008，（5）：27-28.
[2]余玉龙.强化教学学术，促高校教学科研双赢[J].中国高等教育，2012，（1）：33-34.
>> 基于干旱区特色的生态学本科专业课程体系改革的思考 干旱荒漠区生态学本科专业课程体系优化探索 基于人才培养对生态学本科专业实践教学改革的探讨 师范类大学音乐学专业艺术实践教学体系构建与实施之我见 师范类院校本科生神经生物学教学的几点心得 教育技术学本科专业软件开发类课程体系研究 教育生态学视域下大学英语课程体系的构建 基于信息化背景的档案学专业本科课程体系构建研究 浅析新课标背景下的高师美术学（师范类）专业发展趋势 财经类院校电子商务本科专业课程体系的设计与实践 微生物学课程体系教学改革与实践 Moocs形势下大学本科专业基础课的课程体系构建 生态学视野下的高职艺术设计专业课程体系分析 环境生物学与生态学教学团队的建设与展望 创新型人才培养视角下我国教育学本科专业课程体系构建 基于生物学背景下的综合实践活动 生物工程专业普通生物学双语教学课程体系研究 烟草学专业《烟草生态学》课程教学内容体系构建 师范类心理学本科专业学生实践能力培养模式探究 设计学类本科专业素描课教学内容的改革探索与实践研究 常见问题解答 当前所在位置：）。
生态学是生物学下设的二级学科，2011年晋升为一级学科。近10 多年来， 我国许多高校陆续开办了生态学专业， 或开设了与生态学有关的课程， 作为生物类专业、环境类专业、资源类专业等的专业基础课或专业课， 或者作为其他专业学生素质教育的选修课。 目前， 生态学专业已遍及40多所高校， 并渗透到一大批相关专业[3]。国内大部分师范类高等院校如北京师范大学、东北师范大学等都已设置生态本科专业多年，形成各具特色的教学体系。相对于兄弟院校，我校的生态学本科专业2013年才开始招收第一批本科生，基于我们雄厚的生物学基础，如何建立区别于其他院校并具有自己特色的生态学课程设置是我们面临的主要问题，课程的体系设置既要符合教育部高等学校环境科学类教学指导委员会2006年制定的高等学校生态学本科专业规范[4]，同时也要与目前的生态学学科基础及教师专业背景相结合，更重要的是课程体系设置是否合理直接关系到人才培养的质量及是否适应社会对生态学人才的需求。
一 生态学专业培养目标
基于雄厚的生物学背景，师范类院校的生态学专业区别于农业院校与工科院校。农业院校偏重于农业背景下环境类课程设置，如生态农业建设与绿色食品生产，而工科院校更加偏重于生态工程及生态设计与建设。因此在设定师范类院校的生态学培养目标方面就更加注重使学生掌握有关生态学的基本概念、基本理论和基本技能，以培养具备生态学的基础知识、基本理论和较强的实验技能，能够在科研机构、职业技术学院、企事业单位及行政管理部门等从事生态学教学、科研、环境监测与评价、生态安全与预警预报及环境保护等方面工作的专业技术人才。
二 课程结构与设置
生态学专业的课程体系由公共必修课、专业必修课、专业选修课、公共选修课和实践环节五部分构成。除本科教育统一公共必修课外，我们在充分调研的基础上，将植物生物学、动物生物学、遗传学、环境科学概论、污染生态学、水生生物生态学、生态学研究方法与技术等课程设为专业必修课程，将湿地生态学、生物信息学、环境监测与评价、环境影响评价技术方法与标准及环境影响评价案例分析等课程列为专业选修课。既要使学生对生态学基础理论、方法和应用有比较全面的掌握，又要对与本学科发展方向有密切相关的理论、方法和应用有较深入的了解。通过学位课与必修课建立本学科各研究方向的理论和方法的公共平台，通过选修课满足不同研究方向对理论和方法的特殊要求，拓宽学生的知识结构，突出了生态学理论和应用并举，学生既要掌握扎实的生态学、资源环境与生物学基础知识，使之具有解决复杂生态学问题的能力；又要系统学习生态规划和设计及环境污染与监测等各种应用生态技术，使毕业生具有较宽的就业适应能力。
三 生态学实验教学与创新素质培养
生态学是一门实践性很强的学科 ， 生态学中的许多理论和认知都是建立在科学试验基础之上的。生态学专业的实验教学是培养生态学专门人才的重要手段[5]，生态学实习与实践是生态学专业教学的重要组成部分，也是理论与实践相结合的重要教学环节。通过生态学的实践教学环节， 掌握生态学的研究方法、技能， 以及提高学生的动手能力、创新能力和综合素质。我们在实践部分分别设置了专业实践、基础生态学实践和社会实践三个环节，将生态学研究方法与技术、环境监测与评价等课程与实验教学紧密结合，坚持“以学生为本”， 以训练实际动手能力为目标，以培养创新能力为主线，将实验教学由原来的实验室搬进大自然。例如，由学生分组采集水样，测定理化指标，观察认知水生生物，进而对采集区域的水环境进行初步监测与评价，学会运用生态学的理论、方法与技术， 观察和认识自然界、生态破坏和环境污染等各种问题。在生态学实习环节，通过在我校和兄弟院校比较成熟的实习基地进行，使学生掌握基本的生态学野外调查方法，以及与此有关的生物学、地理学和环境教育的野外工作技能，加深学生对相关课程基本理论的理解和掌握，建立起较为完整的生态学学科体系，培养学生实际分析问题和解决问题的能力。系统、完善的生态学实验教学有利于提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，也有利于学生创造性思维和团队协作精神的培养[6]。生态学是一门理论性强、实践性强的课程，讲课时既要重点讲述生态学的基本理论、方法与技术，又要结合当前社会发展需要，更要重视实践的操作训练。还可以结合生态学方向的研究课题，让本科生参与到生态学研究中来，对新时期学生创新能力的培养更有积极的意义。
四 建立相应的考核体系
生态学学位课程、必修课程考核主要以考试方式进行，选修课程考核以考试或考查方式进行。实践环节考核主要包括动植物分类基本技能，在有关理论课程学习的基础上，实地学习有关生态学研究的野外调查、实验以及有关数据的处理总结方法，提交实习报告，重点考核学生基本的生态学野外调查技能、数据分析能力等。包括平时成绩、实验成绩、实习实践成绩及结业考试成绩。所有课程考核一律以百分制记分，60分为合格。这样的考核方式避免了以一次期末考试定优劣的局限性，引导学生注意平时积累，注重动手实践环节。
生态学是一门发展迅速的学科，新理论与新思想不断出现，应用领域不断扩大。课程设置要具有前瞻性、综合性和应用性。课程的开设要综合考虑学科体系需要、研究方向需要和课程开设的具体条件。培养具备复合型知识结构的人才，满足现在与未来、自然与社会协调发展以及经济建设对生态学人才的需要。
参考文献
[1]骆世明.普通生态学[M].北京：中国农业出版社，2005.
[2]李博.生态学[ M].北京：高等教育出版社，2000.
[3]章家恩，骆世明，秦钟，等.我国高校生态学专业建设与人才培养方向探讨 [J]. 应用生态学报，2009（7）.
[4]辛国荣，胡文武，余世孝，等.中山大学生态学本科专业建设和课程改革的探索[J].高校生物学教学研究，2014（4）.
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