生物信息學(xué)專業(yè)高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的關(guān)鍵問題解析

周瑋，易圖永，何建云

摘要：生物信息學(xué)是一門研究生物和生物相關(guān)系統(tǒng)中信息內(nèi)容與信息流向的綜合系統(tǒng)科。本文以湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物信息學(xué)專業(yè)發(fā)展為例，重點(diǎn)剖析其在高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面存在的一些不足，為生物信息學(xué)專業(yè)以后的發(fā)展提供有效借鑒。

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué)；高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)；不足

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）03-0156-02

21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，應(yīng)人類基因組計(jì)劃（human genome project，HGP）和生物科學(xué)迅猛發(fā)展的要求，迅速興起的生物信息學(xué)（Bioinformatics）成為生命科學(xué)浪潮中的弄潮兒。生物信息學(xué)是由林華安博士于1987年提出的，而它的起源可以追溯到20世紀(jì)50年代末計(jì)算機(jī)在生物研究中的應(yīng)用。到20世紀(jì)末期，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的革命性發(fā)展，生物信息也突飛猛進(jìn)地發(fā)展起來。它的誕生和發(fā)展是應(yīng)時(shí)所需，是歷史的必然，已經(jīng)悄然滲透到生物科學(xué)的每一個(gè)角落。生物信息學(xué)是一門交叉科學(xué)，它包含了生物信息的獲取、加工、存儲(chǔ)、分配、分析、解釋等在內(nèi)的所有方面，它綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)的各種工具，來闡明和理解大量生物數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義。生物信息學(xué)現(xiàn)已迅速發(fā)展成為當(dāng)今生命科學(xué)最具吸引力和重大的前沿領(lǐng)域，為生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、信息科學(xué)等專業(yè)的高素質(zhì)人才提供了更廣闊的發(fā)展天地。生物信息學(xué)不僅是一門新學(xué)科，更是一種重要的研究開發(fā)工具。從科學(xué)的角度來講，生物信息學(xué)是一門研究生物和生物相關(guān)系統(tǒng)中信息內(nèi)容與信息流向的綜合系統(tǒng)科學(xué)。只有通過生物信息學(xué)的計(jì)算處理，人們才能從眾多分散的生物學(xué)觀測(cè)數(shù)據(jù)中獲得對(duì)生命運(yùn)行機(jī)制的系統(tǒng)理解。生物信息學(xué)專業(yè)是教育部1998年頒布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》中新增的一個(gè)目錄外專業(yè)，專業(yè)代碼070403W，在今年教育部新頒的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄（2012年）》中專業(yè)代碼調(diào)整為071003，設(shè)在生物科學(xué)類。從2002年起，我國(guó)一些高等院校開始向教育部申請(qǐng)?jiān)O(shè)立生物信息學(xué)本科專業(yè)，目前有武漢大學(xué)、西南交通大學(xué)、河北大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、浙江大學(xué)、蘇州大學(xué)、華中科技大學(xué)、太原理工大學(xué)、重慶郵電大學(xué)、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、哈爾濱醫(yī)科大學(xué)、福建農(nóng)林大學(xué)、南方醫(yī)科大學(xué)等14所高校學(xué)校先后獲得批準(zhǔn)。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)是湖南省目前唯一經(jīng)教育部批準(zhǔn)設(shè)立生物信息學(xué)本科專業(yè)的學(xué)校。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物信息學(xué)專業(yè)2004年獲教育部批準(zhǔn)成立，2005年正式開始招生。2005年招收65人，2006年招收46人，2007年招收55人，2008年招收45人，2009年招收47人，2010年招收45人，2011年招收51人，2012年招收48人，經(jīng)過八年的建設(shè)，已經(jīng)畢業(yè)四屆學(xué)生，積累了一定的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)生物信息學(xué)的專業(yè)內(nèi)涵、人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、課程設(shè)置等有了較深刻的認(rèn)識(shí)。具體地說，我們積極開展專業(yè)調(diào)研工作，學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)內(nèi)外高校專業(yè)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)本專業(yè)教學(xué)規(guī)范，制定和修訂了較科學(xué)的教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱和考試大綱。根據(jù)專業(yè)建設(shè)的需要，積極引進(jìn)專業(yè)教師，師資隊(duì)伍的規(guī)模逐步擴(kuò)大、知識(shí)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)基本明晰，教育管理水平得到提高。雖然通過大家的努力，我們?cè)谏镄畔W(xué)的專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)方面取得了一定成績(jī)，但在高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面存在一些不足，主要表現(xiàn)在：

1.缺乏標(biāo)準(zhǔn)的生物信息學(xué)高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。由于設(shè)立生物信息學(xué)專業(yè)的高校有綜合性大學(xué)、農(nóng)業(yè)院校、醫(yī)科大學(xué)、電子信息院校等，對(duì)生物信息學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)的認(rèn)識(shí)各異，造成課程設(shè)置的側(cè)重點(diǎn)存在較大差異。事實(shí)上，國(guó)外在生物信息學(xué)專業(yè)的課程設(shè)置方面也缺乏成功的經(jīng)驗(yàn)，圍繞“哪些是生物信息學(xué)專業(yè)的必修課程”和“生物信息學(xué)專業(yè)的本科生需要哪些基本背景”之類的問題爭(zhēng)議頗多。我國(guó)高等教育的傳統(tǒng)模式在創(chuàng)新性人才和交叉學(xué)科人才的培養(yǎng)方面本身就存在不少薄弱環(huán)節(jié)，如何通過生物信息學(xué)專業(yè)課程教學(xué)與實(shí)踐加強(qiáng)學(xué)生的研究能力，從而加快培養(yǎng)不同專業(yè)背景的“復(fù)合型”人才是擺在我們面前的一項(xiàng)艱巨任務(wù)。

2.生物信息學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)有待進(jìn)一步完善和加強(qiáng)。高等學(xué)校的教育目標(biāo)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才。實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)共同擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)高素質(zhì)人才的任務(wù)，在提高學(xué)生實(shí)踐能力、培養(yǎng)應(yīng)用型人才方面具有更重要的作用。隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，素質(zhì)教育的深入，高教質(zhì)量工程的實(shí)施，實(shí)踐教學(xué)改革的開展，打造、建設(shè)和優(yōu)化生物信息學(xué)專業(yè)實(shí)踐平臺(tái)以培養(yǎng)高素質(zhì)生物信息學(xué)專業(yè)人才顯得極其迫切和極為重要。目前，我校關(guān)于生物信息學(xué)專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的專業(yè)實(shí)踐平臺(tái)還存在許多不足，主要表現(xiàn)為以下四個(gè)方面：（1）專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)明顯滯后。目前與生物內(nèi)容相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)在植物科學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的實(shí)驗(yàn)室開展；生物數(shù)據(jù)挖掘、生物軟件開發(fā)和生物信息分析等相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)在生物安全省級(jí)實(shí)踐教學(xué)中心的計(jì)算機(jī)房開展；至今為止還沒有一個(gè)真正意義上的生物信息學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，這對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展、學(xué)生科技活動(dòng)進(jìn)行與輔導(dǎo)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)開展與輔導(dǎo)、教學(xué)科研工作的深入造成極為不利影響，并隨著研究生的招生，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)嚴(yán)重不足問題將更顯突出。（2）課程教學(xué)體系系統(tǒng)性差。由于生物信息學(xué)是一個(gè)新興學(xué)科，生物信息學(xué)專業(yè)在我國(guó)的創(chuàng)辦時(shí)間不長(zhǎng)，在生物信息學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)方面沒有多少成功的經(jīng)驗(yàn)值得借鑒，加上專業(yè)建設(shè)時(shí)間不長(zhǎng)，這方面自身經(jīng)驗(yàn)積累不足，許多想法和思路有待驗(yàn)證、改善和落實(shí)，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、內(nèi)容銜接和效果評(píng)估建設(shè)等方面還欠缺，傳統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)開展較多，開放性實(shí)驗(yàn)開展過少，最新技術(shù)方法（如：云計(jì)算）和社會(huì)對(duì)專業(yè)技術(shù)新要求在專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入還不夠，內(nèi)容還不成體系，系統(tǒng)性還存在許多不足。（3）開放型實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)還是空白。目前高校對(duì)開放實(shí)驗(yàn)改革中進(jìn)行的實(shí)踐和探討基本上停留在把少部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改革成了開放實(shí)驗(yàn)，開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)簡(jiǎn)單、面窄浮淺、不成體系，系統(tǒng)性和創(chuàng)新性非常欠缺，效果往往達(dá)不到預(yù)期要求，也遠(yuǎn)不能滿足不斷學(xué)科發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要。我校生物信息學(xué)專業(yè)開放性實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)也同樣處于空白，關(guān)于生物信息學(xué)專業(yè)開放性實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)需要緊急推動(dòng)和落實(shí)。（4）實(shí)習(xí)基地建設(shè)還存在不足。目前，我校生物信息學(xué)專業(yè)還沒有專門的校外實(shí)習(xí)基地，影響了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的提高。endprint

3.師資隊(duì)伍需要進(jìn)一步優(yōu)化。教師隊(duì)伍的素質(zhì)、水平?jīng)Q定了專業(yè)建設(shè)的質(zhì)量。生物信息學(xué)是一個(gè)交叉學(xué)科，生物信息學(xué)專業(yè)需要既熟悉生物學(xué)背景，又要熟悉信息類知識(shí)的專業(yè)課教師和學(xué)術(shù)帶頭人。目前，我校生物信息學(xué)系現(xiàn)有專職教師10人，其中教授5人，副教授2人，有博士學(xué)位的9人。聽起來實(shí)力蠻雄厚，但真正科班出身、從事生物信息研究的老師并不多，很多是從原植物保護(hù)專業(yè)的師資調(diào)整過來的，有些是近年引進(jìn)的，還沒有形成穩(wěn)定的學(xué)術(shù)梯隊(duì)。還沒有科研及教學(xué)成果獎(jiǎng)，也沒有主編規(guī)劃教材出版，師資隊(duì)伍的學(xué)術(shù)水平尚待進(jìn)一步提高，師資隊(duì)伍需要進(jìn)一步優(yōu)化。

4.教育教學(xué)改革需要進(jìn)一步深化。生物信息學(xué)專業(yè)開辦了八年，我們?cè)诮虒W(xué)改革建設(shè)方面也做了一些工作，但需要進(jìn)一步深化；在人才培養(yǎng)模式、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、課程建設(shè)等方面做了一點(diǎn)探索，獲得湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教改項(xiàng)目4項(xiàng)，如2006年的《生物信息學(xué)專業(yè)建設(shè)及人才培養(yǎng)模式的探索》、《生物信息數(shù)據(jù)處理中心開放式實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與服務(wù)模式研究》，修改了培養(yǎng)方案，發(fā)表了幾篇教學(xué)教改論文。在教學(xué)手段上，本專業(yè)教師能夠結(jié)合生物信息學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，開展利用現(xiàn)代化手段進(jìn)行輔助教學(xué)的教學(xué)改革探索，我們鼓勵(lì)教師積極使用一些優(yōu)秀的教學(xué)軟件，也鼓勵(lì)教師結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，努力開發(fā)電子課件，對(duì)于學(xué)生的深入學(xué)習(xí)起到了重要的作用。我們?cè)诮虒W(xué)改革方面雖然做了一些工作，但遠(yuǎn)不能適應(yīng)本專業(yè)的發(fā)展要求。

5.就業(yè)渠道拓展不夠。由于生物信息學(xué)專業(yè)是新興的專業(yè)，專門的產(chǎn)業(yè)尚沒有完全成熟，目前主要分布在醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)之中，因此，就業(yè)渠道有待擴(kuò)展。

當(dāng)前，生物信息學(xué)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展基本上都處于起步階段，各國(guó)所擁有的條件也大體相同。因此，這是我國(guó)生物信息學(xué)研究趕超國(guó)際先進(jìn)水平的極好機(jī)會(huì)。生物信息學(xué)研究投資少，見效快，可充分發(fā)揮我國(guó)基因信息資源豐富的優(yōu)勢(shì)，以及湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)在生物學(xué)領(lǐng)域，尤其是微生物基因組研究方面的特長(zhǎng)，經(jīng)過十幾年或更長(zhǎng)時(shí)間的努力，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)的生物信息學(xué)專業(yè)有可能會(huì)成為湖南省的優(yōu)勢(shì)特色專業(yè)。

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作者簡(jiǎn)介：周瑋（1977-），女，湖南永順人，博士，講師，主要研究方向?yàn)樯镄畔W(xué)的教學(xué)和科研。

通訊作者：易圖永（1971-），男，湖南懷化人，博士，教授，主要研究方向?yàn)樯镄畔W(xué)的教學(xué)、科研和管理，郵箱：yituyong@hunau.net。endprint