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东森游戏提高生物学专业《生物信息学》关于教学的一些建议

作者:东森游戏    文章来源:东森娱乐平台原创    点击数:    更新时间:2020-03-04 10:43    

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生物信息学是在生命科学,计算机科学和数学的基础上发展起来的一门新兴的交叉学科。其实质是利用信息科学和技术来获取,处理,存储,发布,分析和解释生物数据。这揭示了复杂数据的生物学性质[1]。作为21世纪生命科学领域发展最快的学科之一,生物信息学已成为生命科学研究领域的一门重要学科[2]。从简单的基因克隆,遗传数据分析到生物大分子进化研究,实验室中的每种技术都需要应用于生物信息学。因此,对于生物专业的学生来说,生物信息学的知识尤为重要。中国所有的大学都在不断努力创新和改进现有生物信息学课程的教学方法。因此,笔者结合近五年来生物信息学课程的教学实践,分析了当前生物信息学课程教学中存在的主要问题,并提出了一些建议,以期有助于提高生物信息学课程的教学质量。改善。

东森游戏提高生物学专业《生物信息学》关于教学的一些建议

1.选择生物信息学教科书。生物信息学的发展是迅速而广泛的。目前,国内大学使用的许多教科书大多是外国教科书的影印本或中文译本。在中国引入的一些与生物信息学有关的原始英语教科书是通俗的,而且过于简单。但是,引入生物信息学的某些计算方法或模型过于复杂[3]。但是,相关的国内教材更新缓慢,课堂内容所涵盖的知识点和知识点相对减少,一些前沿数据和高级软件也没有教授。这些对于学生的发展和生物信息知识的合理利用是极为不利的[4]。目前,许多大学教师无法选择适合生物学科的生物信息学材料。

2.教学大纲不合理。生物信息学是一门综合了分子生物学,计算机科学和数学的交叉学科。它包括遗传数据采集,基因预测,序列比对,序列剪接,分子进化,蛋白质序列分析和蛋白质结构预测。内容模块,例如分子建模,药物设计和基因芯片蛋白芯片,以及特定的计算方法,概率统计,机器语言和其他知识模块。由于时间安排有限,如果教师在课堂教学的各个方面都很全面,那么大部分内容将只是一点点水。学生完成学习后,已经接触了很多东西,但是他们在生物学研究中仍然没有实际问题。

3.教学内容落后。生物信息学是一个快速发展的学科。随着生物学部门自身的发展和研究,新的数据库和信息资源不断涌现,各种数据库和软件也经常更新。如果教师教在线服务器,则分析软件和解释示例目前并非最常见。学习后打开最新的在线服务器或相关分析软件,学生将无法操作。

4.教学方法和教学方法不足。生物信息学教学通常使用普通的课堂多媒体教学,而生物信息学课程则是一门实用的操作课。学生经常进行动手操作,而普通的多媒体教学与实际的操作教学脱节。与实际教学效果相比,许多学生已经完成了生物信息学课程并接受了许多生物信息学的理论知识。但是,当他们进入第四阶段对该主题进行研究时,他们遇到了麻烦。在数据库查询序列,序列或蛋白质特性的软件分析,结构特征等方面,仍然茫然无措。

1.调整课程提纲。对于生物学专业的学生来说,生物信息学是生物学研究的辅助工具。学生应该掌握生物信息学方法来解决生物研究中遇到的问题,而不是掌握生物信息学算法或软件编程细节。诸如使用搜索工具查找相关数据(例如序列),使用比较软件或BLAST在线服务器比较目标序列的能力,以及选择适当的树木构建方法来构建DNA或蛋白质序列的系统树之类的问题。它可以分析蛋白质序列信息并预测其三维结构和引物设计。因此,对于生物学专业的学生来说,重要的是培养学生的动手能力,特别是在数据库的使用和分析软件的操作方面,以便他们将来能够将其应用于生物学相关的工作领域,因此当前生物学专业的培训目标应基于课程大纲的应用。基于此,确定以下教学内容的教学内容为54小时,分为理论基础和在机实践两部分。理论教学内容包括36个小时的生物信息学入门,生物信息学数据库查询和搜索,基因和蛋白质序列比对,序列剪接,生物进化和分子系统发育分析,基因预测和引物设计,蛋白质结构和预测,计算机辅助药物设计;共进行了18个小时的在线练习,包括查询和搜索通用生物学数据库,核酸序列搜索和分析,多序列比对和系统树构建,PCR引物设计和评估,蛋白质序列分析和结构预测。

2.教学内容鲜明。由于生物信息技术和分析方法的快速更新,教学内容将越来越膨胀。作者建议,生物科学的学生可以基于对生物信息学方法的掌握和生物信息学工具的应用来设计教学内容。信息学中涉及的一些数学模型和编程算法可以简单地讲授。在教学过程中,应使用有限的教学时间来解决生物学研究问题,以生物信息学为工具,避免注入“各个方面”。教育。例如,出于对序列比对这一章的了解,可以跳过用于序列比对的PAM和BLOSUN矩阵,以了解如何数学上构建这些评分矩阵。简单介绍一下PAM和BLOSUN矩阵。概念意义和使用,着重于如何使用生物信息学软件进行序列比对和理解每个参数设置的含义。此外,生物信息学的教学内容模块中涉及各种相关的数据库和软件,并且其数量在不断增加,版本也在不断更新。例如,在教授有关生物信息数据库的查询和搜索部分时,涉及的数据库包括核酸序列数据库,蛋白质序列数据库,蛋白质结构数据库,基东森游戏因组数据库,蛋白质组数据库,代谢组数据库等,每个物种都有几个不同的数据库,例如GenBank,EMBL和DDBJ,蛋白质序列数据库是swiss-prot,TrEMBL,NCBI和UniProt。

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因此,我们重点关注三个主要门户网站NCBI,EBI和SIB,其中我们重点关注NCBI提取序列信息的工具-Entrez系统,Entrez将科学文献,DNA和蛋白质序列数据库,蛋白质三维结构数据,人群研究数据和全基因组装配数据集成到高度集成的系统中。因此,我们给学生一个示范,并询问学生如何使用Entrez查询DNA和蛋白质序列。此外,在教授分子进化和系统发育分析,序列比对和系统树构建时,您可以使用ClustalW,BioEdit,DNAstar,phylip,MEGA,PAUP和其他本地软件,还可以使用ThePhylOgeneticWebRepeater(POWER)分析和在线在线服务器例如EvolutionaryTraceServer。考虑到软件的通用性和易用性以及学生的英语水平和计算机操作水平,我们选择ClustalW进行多序列比对,然后使用phylip软件包构建系统发育树,并询问学生如何使用它们二该软件构建了系统发育树。 MEGA和其他在线服务器仅介绍特定的操作方法,作为学生自学的辅助材料。

3.基础理论与实践教学相结合。生物信息学的教学强调学生动手能力的培养。当只教授理论而没有实验时间时,学生学习后仍然只停留在纸上。因此,建议生物信息学的教学应在适当的计算机环境中进行。完成理论课程后,应安排学生练习课程并练习软件和方法。此外,教师还可以将当前生命科学的发展特征与生物信息学的有机特征相结合,选择几种典型案例,进行课堂讲授,进行现场操作,或安排实际任务供学生在课后完成。在课堂上,学生是随机选择的,以便让学生进行操作,以便学生可以参与其中,以及在实践中,生物信息学知识如何解决生物学研究中的问题。例如,当作者第一次在数据库中讲授查询序列时,将学生按5-6人分成兴趣组,并根据自己的兴趣选择特定的基因。在整个课程的后续学习过程中,例如学习序列比对,基因预测,引物设计,系统树构建和蛋白质结构预测,要求学生分析基因使用的各种生物信息学分析方法,并随机进行分析。选择教室中的学生进行现场操作演示。立即解决学生遇到的问题,并重新强调教学重点。这不仅调动了课堂气氛,而且增强了学生的积极性,使学生有很强的参与意识,同时增强了学生分析问题和解决问题的综合能力。

生物学学生学习生物信息学的中心任务是学习使用生物信息学知识来揭示复杂生物学数据中隐藏的生物学含义。因此,在教学中,讲师密切关注生命科学的发展,适时调整教学大纲,选择教学内容并突出重点,采用教学方法培养学生的实践能力,在教学中做得很好。生物信息学。教学质量使学生能够学习生物信息学并将其应用于未来的生物科东森平台注册学研究所以解决实际问题。




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