生物信息學(xué)產(chǎn)生的背景精選(九篇)

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第1篇：生物信息學(xué)產(chǎn)生的背景范文

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué)；教學(xué)方法；醫(yī)學(xué)本科生

中圖分類號(hào)：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1674-9324（2017）51-0146-03

生物信息學(xué)是20世紀(jì)80年代末隨著人類基因組計(jì)劃的啟動(dòng)而興起的一門新的交叉學(xué)科[1-2]。它包含了生物信息的獲取、處理、儲(chǔ)存、分發(fā)、分析和解釋等在內(nèi)的所有方面；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，來闡明和理解大量數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義。目前，生物信息學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中已廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)及藥學(xué)等多個(gè)學(xué)科。特別在科學(xué)研究工作中，生物信息學(xué)的作用逐步顯現(xiàn)，越來越受到重視。近期，精準(zhǔn)醫(yī)療概念的提出與相應(yīng)模式的推進(jìn)，進(jìn)一步強(qiáng)化了運(yùn)用生物信息學(xué)工具的要求。精準(zhǔn)醫(yī)療是將臨床信息、患者表型與基因蛋白譜進(jìn)行整合，從而為患者量身制定精準(zhǔn)診斷、預(yù)后及治療策略。因此在高通量測序產(chǎn)生數(shù)以萬計(jì)的龐大組學(xué)數(shù)據(jù)中，只有依托生物信息學(xué)技術(shù)，才能探尋基因突變、藥物靶向等隱含遺傳學(xué)奧秘的精確位點(diǎn)，進(jìn)而提供可靠的個(gè)性化治療方案?？梢姡镄畔W(xué)是精準(zhǔn)醫(yī)療的核心內(nèi)容之一。當(dāng)前，大多數(shù)醫(yī)學(xué)院校均已開設(shè)研究生生物信息學(xué)課程，但尚未將生物信息學(xué)正式列入本科生培養(yǎng)方案，以選修課形式開設(shè)生物信息學(xué)課程的院校也極為鮮見。醫(yī)學(xué)本科生是祖國醫(yī)學(xué)的未來，是臨床一線最直接的儲(chǔ)備軍，面對飛速發(fā)展的生物技術(shù)和以幾何級(jí)數(shù)增長的生物大數(shù)據(jù)，如果現(xiàn)階段的醫(yī)學(xué)本科生還不能學(xué)會(huì)如何利用和解讀這些資源，這將大大阻礙臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展。綜上，一方面醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)ι镄畔W(xué)方面存在旺盛的需求，另一方面大多數(shù)院校均未正式開設(shè)本科生生物信息學(xué)課程，造成生物信息學(xué)人才極度緊缺。針對這一現(xiàn)狀，筆者近年來圍繞在研的各項(xiàng)科研課題，選拔學(xué)有余力的優(yōu)秀學(xué)生，在學(xué)校開展的各項(xiàng)大學(xué)生科研能力訓(xùn)練、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目支持下，吸收本科生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，對醫(yī)學(xué)類本科生的生物信息學(xué)教學(xué)實(shí)踐方面做了一些嘗試，培養(yǎng)了一些初步掌握生物信息學(xué)知識(shí)與方法的本科學(xué)生。在此對教學(xué)過程中的感想和體會(huì)做一簡要總結(jié)，并對本科生生物信息學(xué)的教學(xué)模式進(jìn)行了探討。

一、在醫(yī)學(xué)本科生中開展生物信息學(xué)的教學(xué)實(shí)踐

（一）尊重學(xué)生的教育主體地位，實(shí)施因材施教

由于生物信息學(xué)涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)等諸多學(xué)科相關(guān)知識(shí)，所以一般情況下生物信息學(xué)科研實(shí)踐的開展要遲于上述各門課程。在開展的過程中，要充分考慮學(xué)生的自身?xiàng)l件，進(jìn)行分組施教。因?yàn)椴煌瑢W(xué)生對相關(guān)背景知識(shí)的掌握不同，會(huì)導(dǎo)致他們接受相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的快慢程度不一樣，因此要針對不同層次的學(xué)生開設(shè)不同等級(jí)的實(shí)踐內(nèi)容。此外，根據(jù)學(xué)生將來從事的工作類型導(dǎo)致的對生物信息學(xué)的需求不同，可有針對性地分成科研組和臨床組。如有些學(xué)生將來可能主要從事科研工作，因此希望掌握較多的生物信息學(xué)知識(shí)，包括各種計(jì)算機(jī)語言的使用、編程、復(fù)雜統(tǒng)計(jì)軟件的使用等等，這類學(xué)生學(xué)習(xí)熱情比較高漲。

（二）構(gòu)建多學(xué)科教師組成的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的互補(bǔ)與整合

由于生物信息學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，需要計(jì)算機(jī)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、醫(yī)學(xué)生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)等相關(guān)學(xué)科的共同發(fā)展來支撐。此外，生物信息學(xué)專業(yè)知識(shí)較為前沿，而且涉及的醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域較多。再加上目前生物信息學(xué)的專業(yè)教師缺少，這就限制了學(xué)科的發(fā)展。因此，在教學(xué)過程中應(yīng)該合理組建教學(xué)團(tuán)隊(duì)，授課教師需要來自不同的專業(yè)，了解本專業(yè)最新的知識(shí)，教師之間相互學(xué)習(xí)溝通，將不同學(xué)科的相關(guān)知識(shí)整合起來[3]，并需持續(xù)補(bǔ)充和學(xué)習(xí)生物信息學(xué)前沿知識(shí)，在授課內(nèi)容上還要體現(xiàn)教師自身優(yōu)勢。這樣不但可以在知識(shí)結(jié)構(gòu)上互補(bǔ)，還可以滿足不同專業(yè)學(xué)生的需求。

（三）圍繞教師在研科研課題和學(xué)術(shù)會(huì)議，追蹤醫(yī)學(xué)研究前沿

生物信息學(xué)是一門快速發(fā)展的學(xué)科。近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)、生物技術(shù)以及醫(yī)學(xué)技術(shù)及醫(yī)療模式都在快速更新。因此醫(yī)學(xué)生生物信息學(xué)實(shí)踐教學(xué)不能拘泥于原有教材。在進(jìn)行基礎(chǔ)和共性的知識(shí)教學(xué)時(shí)要利用教材。而對于前沿的知識(shí)，教師一方面要結(jié)合在研的各項(xiàng)科研課題引入知識(shí)點(diǎn)，另一方面可帶學(xué)生參加一些與生物信息學(xué)相關(guān)的學(xué)術(shù)會(huì)議，讓他們開闊眼界，增長見識(shí)，激發(fā)科研靈感。

（四）調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性，激發(fā)其學(xué)習(xí)潛能

由于學(xué)生專業(yè)背景知識(shí)掌握程度差異較大，以及學(xué)生自身興趣不同，傳統(tǒng)的大班教學(xué)較難達(dá)到一致性的教學(xué)效果。因此，在教學(xué)過程中可以采取不同的分組方式以滿足學(xué)生不同的需求。由于現(xiàn)階段生物信息人才非常缺乏，因此在教學(xué)過程中，對于個(gè)別基礎(chǔ)較強(qiáng)的學(xué)生，教師可以有針對性地對他們進(jìn)行一些更深層次的培養(yǎng)，充分挖掘?qū)W生的潛力，利用課余時(shí)間，合理安排一些“實(shí)戰(zhàn)”性任務(wù)，通過實(shí)踐鍛煉，提升他們的專業(yè)科研素質(zhì)，為當(dāng)代生物信息學(xué)的發(fā)展培養(yǎng)特色人才。如我校2009級(jí)臨床專業(yè)熊同學(xué)、2010級(jí)藥學(xué)專業(yè)本科生熊同學(xué)，都對生物信息學(xué)興趣非常濃厚，在科研實(shí)踐中表現(xiàn)得十分出色，充分利用課余和寒暑假時(shí)間，在老師的精心指導(dǎo)下，用perl語言成功編寫出分析組學(xué)數(shù)據(jù)的一系列程序。在研究生面試時(shí)，他們扎實(shí)的生物信息學(xué)功底獲得導(dǎo)師的青睞，并成功讀取/保送了國內(nèi)知名大學(xué)的研究生。

二、醫(yī)學(xué)本科生生物信息學(xué)教學(xué)方法、教學(xué)模式的探討

（一）PBL教學(xué)法在案例教學(xué)中的應(yīng)用

PBL（Problem-BasedLearning）教學(xué)法[4]，也稱作問題式學(xué)習(xí)。生物信息學(xué)是一門操作性和實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，要利用互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)和各種生物信息學(xué)數(shù)據(jù)處理軟件來解決實(shí)際問題。目前，生物信息學(xué)已成為生命科學(xué)研究領(lǐng)域的重要工具。在實(shí)際訓(xùn)練中應(yīng)以問題為導(dǎo)向，針對每個(gè)知識(shí)點(diǎn)盡量從實(shí)際的應(yīng)用案例出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生自主探究、合作學(xué)習(xí)、進(jìn)行交流。注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和解決問題的能力，使學(xué)生能在解決問題的過程中學(xué)會(huì)各種技能，如統(tǒng)計(jì)方法、計(jì)算機(jī)語言和軟件的基本使用、編程技巧及數(shù)據(jù)庫的運(yùn)用等。隨著生物信息學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，整合不同生物技術(shù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將有利于人們發(fā)現(xiàn)疾病致病相關(guān)位點(diǎn)和藥物作用靶點(diǎn)。在本實(shí)驗(yàn)室開展的PBL教學(xué)實(shí)踐中，我們以代謝性疾病作為主要研究方向，對糖尿病、高膽固醇血癥及肝癌等展開了疾病相關(guān)基因/位點(diǎn)的全基因組篩查。

（二）在教學(xué)過程中發(fā)揮優(yōu)秀學(xué)生的引領(lǐng)作用，以點(diǎn)帶面

由于生物信息學(xué)在醫(yī)學(xué)研究中的重要性逐漸凸現(xiàn)，因此要求參加科研實(shí)踐培訓(xùn)的學(xué)生人數(shù)逐年增多。而目前生物信息學(xué)專業(yè)的老師相對缺乏，為了解決這一矛盾，我們在實(shí)踐教學(xué)和科研中摸索出一種新的方法，即以“導(dǎo)師-學(xué)生雙向選擇制”遴選學(xué)生進(jìn)入老師課題組后，以優(yōu)秀學(xué)生為中心，采用以點(diǎn)及面式訓(xùn)練。與以往的老師帶學(xué)生做試驗(yàn)的傳統(tǒng)模式不同，在培訓(xùn)中教師除作為指導(dǎo)老師外，還要善于在眾多的學(xué)生中發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀的人才，并對這些有天分的學(xué)生進(jìn)行精細(xì)培養(yǎng)，然后以這些人才為中心點(diǎn)，進(jìn)行放大，即由一個(gè)優(yōu)秀的學(xué)生指導(dǎo)幾個(gè)后參加培訓(xùn)的學(xué)生，在這幾個(gè)學(xué)生中再選出優(yōu)秀的學(xué)生作為下一輪的指導(dǎo)“老師”，這種以點(diǎn)帶面的特色實(shí)踐教學(xué)模式不但能節(jié)約大量教學(xué)資源，而且將最大限度地挖掘?qū)W生的科研潛力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新素質(zhì)。

（三）以大學(xué)生的各類科研訓(xùn)練、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目為載體開展教學(xué)活動(dòng)

目前，科技創(chuàng)新已成為發(fā)達(dá)國家保持持久競爭力的“法寶”。中國早在若干年前就確立了“科技興國”的戰(zhàn)略目標(biāo)。大學(xué)生是祖國的未來，大學(xué)生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是21世紀(jì)高校人才培養(yǎng)的核心內(nèi)容。國內(nèi)外眾多高校都開展了多種形式的大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃。因此，將生物信息學(xué)科研訓(xùn)練與學(xué)校開展的各類科研創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃（如大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”、“創(chuàng)新學(xué)分”或“大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”等）相結(jié)合，將更加有效地利用各種資源，全面鍛煉學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，例如，文獻(xiàn)的檢索與閱讀，各種組學(xué)數(shù)據(jù)的收集、處理和分析，程序的編寫，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作，科研項(xiàng)目書的撰寫，科研論文的書寫等。

（四）同步開展科技文書的寫作訓(xùn)練，總結(jié)成果保持學(xué)生的熱情

疾病的發(fā)生發(fā)展與特異基因的改變密切相關(guān)，鑒定與疾病相關(guān)的基因是醫(yī)學(xué)科研工作的重要內(nèi)容之一。在科研實(shí)踐訓(xùn)練中，學(xué)生利用生物信息學(xué)方法，通過分析處理感興趣的數(shù)據(jù)（如基因組、轉(zhuǎn)錄組、單核苷酸多態(tài)性、全基因組關(guān)聯(lián)分析等），可挖掘出一些與疾病相關(guān)的內(nèi)在信息，或再通過實(shí)驗(yàn)對分析結(jié)果加以驗(yàn)證。教師可鼓勵(lì)學(xué)生將這些階段性的成果進(jìn)行發(fā)表，這對學(xué)生來說是一種能力上的認(rèn)可，可以增加學(xué)生的科研信心，激發(fā)他們的科研熱情和動(dòng)力。此外還要鼓勵(lì)學(xué)生積極申請學(xué)校乃至全國性的大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”等競賽。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和挑戰(zhàn)激情，以便激勵(lì)他們在科研之路上能再創(chuàng)新高。如我校2012級(jí)本科生王同學(xué)，從大學(xué)一年級(jí)開始就進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)生物信息學(xué)分析數(shù)據(jù)，勤奮鉆研，已分別于2013和2014年發(fā)表了2篇核心文章，并已成功申請到我校大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”項(xiàng)目，在我校大學(xué)生作品“挑戰(zhàn)杯”競賽中獲得二等獎(jiǎng)。這些成果極大地鼓舞了同學(xué)們的科研熱情。

三、本科生生物信息學(xué)科研實(shí)踐中存在的問題

隨著生物信息學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，越來越多的學(xué)生意識(shí)到這門學(xué)科的重要性，都積極參與實(shí)踐練習(xí)。而生物信息學(xué)實(shí)踐離不開計(jì)算機(jī)這一硬件設(shè)備，同時(shí)由于生物數(shù)據(jù)量龐大，這就要求較高的計(jì)算機(jī)的配置。此外，現(xiàn)階段生物信息學(xué)專業(yè)教師比較缺乏，在一定程度上也會(huì)影響教學(xué)實(shí)踐的開展。因此，對醫(yī)學(xué)本科生開展生物信息學(xué)實(shí)踐訓(xùn)練尚需相關(guān)資源的配套和完善。

四、結(jié)語

本文主要探討了對醫(yī)學(xué)本科生開展生物信息學(xué)科研實(shí)踐過程中的一些感想和體會(huì)，并在多年教學(xué)實(shí)踐基礎(chǔ)上，總結(jié)出一種以科研為核心、學(xué)生為主體、訓(xùn)練項(xiàng)目為載體的科研實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式。當(dāng)前雖然一些醫(yī)學(xué)院校已經(jīng)開設(shè)了生物信息學(xué)課程，但是在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)模式上還有很多不足，尚有待進(jìn)一步的摸索和改進(jìn)[5-6]。此外，我們要加大硬件設(shè)施的投入，并不斷加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，積極參與教學(xué)改革，整合各種教學(xué)力量，從而提高生物信息學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

致謝：感謝南昌大學(xué)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心汪雁老師生前對本科生生物信息學(xué)教學(xué)方面的貢獻(xiàn)！

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[4]祝鴻程，劉浩，王迎偉，等.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程PBL教學(xué)應(yīng)用的新思路[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床，2011，31（12）：1410-1412. 

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第2篇：生物信息學(xué)產(chǎn)生的背景范文

【關(guān)鍵詞】移動(dòng)教學(xué)微課翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)生物信息學(xué)

【中圖分類號(hào)】G642.3【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】2095-3089（2017）52-0104-02

生物信息學(xué)是20世紀(jì)80年代末隨著人類基因組計(jì)劃的啟動(dòng)而興起的一門新的交叉學(xué)科。它以生物學(xué)研究中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為研究對象，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)和生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科中的知識(shí)與方法，對研究數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取、分析、加工與存儲(chǔ)，揭示這些數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含的生物學(xué)規(guī)律[1，2]。近年來，隨著測序技術(shù)的革新，產(chǎn)生了海量的基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、代謝組、表觀組等組學(xué)數(shù)據(jù)，以及序列和結(jié)構(gòu)變異數(shù)據(jù)，生命科學(xué)研究者相應(yīng)配套開發(fā)了大量的數(shù)據(jù)分析軟件和數(shù)據(jù)庫，有力推動(dòng)了生命科學(xué)的發(fā)展。因此，開展生物信息學(xué)課程對生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生至關(guān)重要。

為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，拓寬學(xué)生的就業(yè)方向，我國一些高等院校相繼開設(shè)了生物信息學(xué)課程，有些高校還于近年設(shè)立了生物信息學(xué)專業(yè)，同時(shí)研究生的生物信息學(xué)訓(xùn)練也在日益加強(qiáng)[3]。但是由于該學(xué)科的發(fā)展日新月異，以及其交叉學(xué)科的特性，在教學(xué)過程中存在著教學(xué)大綱和學(xué)時(shí)不匹配、教材選擇較困難、理論和實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)和學(xué)生重視程度不夠等諸多問題[2]，而這些問題在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中不能夠很好地解決。近年來，得益于信息化的快速發(fā)展，各種類型的網(wǎng)絡(luò)課程擴(kuò)展了教學(xué)資源，增加了教師和學(xué)生間溝通的渠道，提高了有限課堂時(shí)間的教學(xué)效率，很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足[4]。筆者根據(jù)學(xué)習(xí)及教學(xué)過程中遇到的問題，基于生物信息學(xué)的課程特點(diǎn)，擬探討傳統(tǒng)教學(xué)方法與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)資源有機(jī)結(jié)合的教學(xué)模式，為該課程的教學(xué)改革提供思路，并為提高教學(xué)效果提高方法和參考。

一、傳統(tǒng)教學(xué)模式及其存在的問題

生物信息學(xué)是交叉學(xué)科，所涉及的基本概念廣，所要求具備的基本技能多，所包含的知識(shí)更新速度快，同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生解決相應(yīng)實(shí)際問題的能力，具有明顯的綜合性、前沿性和應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。在有限課時(shí)內(nèi)讓大部分學(xué)生理解當(dāng)前生物信息學(xué)主要理論知識(shí)、熟悉各類數(shù)據(jù)庫和軟件的使用、掌握必要分析技能，這對于老師的講述和學(xué)生的學(xué)習(xí)都是不小挑戰(zhàn)。在生物信息學(xué)教學(xué)實(shí)踐過程中我們發(fā)現(xiàn)以下四個(gè)方面的問題：

1.課程要求和課時(shí)數(shù)不匹配

生物信息學(xué)是近年來，應(yīng)分析基因組等海量數(shù)據(jù)的迫切需求，而興起的一門新興交叉學(xué)科，要求學(xué)生不僅具備生物學(xué)的相關(guān)知識(shí)，而且還需具備計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等學(xué)科的相關(guān)知識(shí)。對于生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，其信息科學(xué)背景知識(shí)薄弱，而且不同專業(yè)所講述的生物學(xué)知識(shí)也不盡相同，這就要求更多的時(shí)間介紹相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。另外，生物信息學(xué)研究內(nèi)容更新速度快，教學(xué)內(nèi)容也需要更多的課時(shí)進(jìn)行擴(kuò)展和更新。但是多數(shù)專業(yè)的教學(xué)大綱中生物信息學(xué)課程的課時(shí)數(shù)非常有限，教學(xué)內(nèi)容多與課時(shí)數(shù)少的矛盾非常突出。

2.學(xué)生實(shí)際數(shù)據(jù)分析能力訓(xùn)練不夠

生物信息學(xué)是一門高度強(qiáng)調(diào)實(shí)際數(shù)據(jù)分析能力的學(xué)科，大多數(shù)學(xué)生此前沒有接觸過相關(guān)分析內(nèi)容，盡管興趣強(qiáng)烈，但是實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生的需求。另外，學(xué)生畢業(yè)后不管是選擇從事生物信息相關(guān)行業(yè)，還是選擇在生物信息學(xué)領(lǐng)域繼續(xù)深造，都需要具備足夠的數(shù)據(jù)分析能力。教學(xué)過程中很難在有限的課時(shí)內(nèi)提升實(shí)驗(yàn)分析強(qiáng)度，個(gè)性化地解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)分析中遇到的問題，幫助學(xué)生將強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣轉(zhuǎn)化為堅(jiān)實(shí)的分析技能。

3.教材更新速度過慢

生物信息學(xué)研究內(nèi)容更新速度快，新領(lǐng)域、新問題、新數(shù)據(jù)、新方法和新結(jié)論層出不窮。但是目前大部分生物信息學(xué)教材的主要講述內(nèi)容仍是基本的數(shù)據(jù)庫搜索、核酸和蛋白質(zhì)序列分析和序列比對等內(nèi)容，而目前主要的研究內(nèi)容涉及較少，例如基于序列和結(jié)構(gòu)變異的群體遺傳研究和全基因組關(guān)聯(lián)分析研究。

4.學(xué)生專業(yè)英語掌握不夠

生物信息學(xué)研究中絕大多數(shù)重要的數(shù)據(jù)庫、軟件說明、軟件日志和報(bào)錯(cuò)信息、科研文獻(xiàn)報(bào)道和教材等等都是英文表述。但是在教學(xué)過程中，一些數(shù)據(jù)庫的說明和返回結(jié)果學(xué)生都表示理解起來很困難，自己動(dòng)手查閱的主動(dòng)性不夠，導(dǎo)致教學(xué)效果大打折扣，也挫敗了很多學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

二、現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)資源

1.微課

微課源于美國北愛荷華大學(xué)的LeRoyA.McGrew教授，其主題和重點(diǎn)突出，內(nèi)容短小精悍、交互性好，表現(xiàn)形式多樣，短時(shí)間內(nèi)有明確的教學(xué)目標(biāo)，集中說明一個(gè)問題。微課允許學(xué)生利用碎片化的時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，提供了泛在學(xué)習(xí)的可行性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，是傳統(tǒng)教學(xué)模式的有力補(bǔ)充[5]。目前各大高校都在提倡制作微課資源，并且公布與網(wǎng)絡(luò)之上，可在教學(xué)過程中加以引進(jìn)和應(yīng)用。

2.國家精品課程的網(wǎng)絡(luò)資源

國家精品課程是具有一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等特點(diǎn)的示范性課程。國家精品課程資源網(wǎng)（http：//jingpinke.com/）目前包括4000多門國家級(jí)精品課程，其中包括多個(gè)高校的生物信息學(xué)課程。學(xué)生可以課下利用便利的因特網(wǎng)和4G無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，不僅可以擴(kuò)展知識(shí)面，還可以對課堂內(nèi)容進(jìn)行有效的復(fù)習(xí)和鞏固。

3.網(wǎng)絡(luò)公開課

網(wǎng)絡(luò)公開課是指高校在網(wǎng)上提供課堂實(shí)錄的錄像，將優(yōu)勢教育資源呈現(xiàn)在全世界求知者前。目前網(wǎng)絡(luò)公開課的資源非常豐富，不僅包括高校網(wǎng)站上的公開資源，例如北京大學(xué)高歌老師等主講的生物信息學(xué)導(dǎo)論，還包括一些大型網(wǎng)站上的公開課資源，例如網(wǎng)易公開課、新浪公開課、MOOC網(wǎng)和央視網(wǎng)的中國公開課等等。另外，網(wǎng)絡(luò)上也有一些國外高校的公開課程。

4.移動(dòng)教學(xué)資源

筆記本、手機(jī)和iPad等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)工具的普及，不僅大大方便了人們的日常生活，也為生物信息學(xué)的教學(xué)改革提供了新的途徑。陳亮等將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)工具引入生物信息學(xué)課堂教學(xué)，事件證明移動(dòng)教學(xué)方法比傳統(tǒng)的教學(xué)模式更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和實(shí)踐興趣，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，同時(shí)加強(qiáng)了師生間的互動(dòng)，并最終提升了教學(xué)效果[6]。

三、網(wǎng)絡(luò)資源在生物信息學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用模式探索

雖然目前關(guān)于生物信息學(xué)課程的網(wǎng)絡(luò)資源較多，但是在生物信息學(xué)相關(guān)教學(xué)工作中應(yīng)用的并不多，尤其是綜合翻轉(zhuǎn)課堂、微課和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等的新型教學(xué)方法的應(yīng)用?？紤]到生物信息學(xué)這門新型交叉學(xué)科教學(xué)中存在的問題，充分利用公共網(wǎng)絡(luò)資源和新型教學(xué)手段，勢在必行。具體原因和方法如下：

1.建立基于“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂是通過提前介紹教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，并且公布相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源的獲取地址和方法，讓學(xué)生在課前完成學(xué)習(xí)過程。然后在課堂時(shí)間，教師通過問題收集、解答、探討和針對性輔導(dǎo)等形式，完成學(xué)生“內(nèi)化知識(shí)”的過程。通過課堂教學(xué)過程的翻轉(zhuǎn)，將大量教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐分析翻轉(zhuǎn)到學(xué)生課前進(jìn)行，利用有限的課堂教學(xué)時(shí)間，組織學(xué)生開展問題探討和項(xiàng)目分析，協(xié)助學(xué)生掌握和消化復(fù)雜的生物信息理論和分析技能更好地內(nèi)化于心，有效解決教學(xué)內(nèi)容多與課時(shí)數(shù)不足的矛盾。

2.教學(xué)資源的進(jìn)一步完善

翻轉(zhuǎn)課堂需要將教學(xué)課件、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)資源地址、前期錄制的教學(xué)錄像和輔導(dǎo)資料等在學(xué)校教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行和實(shí)施，以便于學(xué)生隨時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)和查閱。

3.教學(xué)平臺(tái)的搭建

作為高度強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)分析能力的一門學(xué)科，強(qiáng)化學(xué)生分析能力是重要的教學(xué)目標(biāo)。課程組需要搭建簡易的生物信息服務(wù)器，并提前放置教學(xué)內(nèi)容所涉及的生物信息學(xué)軟件和例子數(shù)據(jù)，然后在整個(gè)學(xué)期向?qū)W生開放，便于學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化理論與實(shí)踐的結(jié)合。

4.課程評價(jià)方式的改進(jìn)

為了督促大家在課前進(jìn)行學(xué)習(xí)，需要將最終的期末考試分散在整個(gè)學(xué)期分別進(jìn)行，可以通過提問和課堂測驗(yàn)的方法考核學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況，并記入期末考試成績。另外在期末考試中，通過實(shí)驗(yàn)?zāi)芰y試，重點(diǎn)考察學(xué)生的實(shí)際數(shù)據(jù)分析能力，降低對記憶性知識(shí)點(diǎn)的考核，督促學(xué)生平時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析能力鍛煉，以達(dá)到生物信息學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)。

綜上所述，充分考慮生物信息學(xué)的課程特點(diǎn)，探討傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題，通過教學(xué)模式和方法的改革，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，解決在教學(xué)過程中遇到的問題，為該課程教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供參考。

參考文獻(xiàn)： 

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第3篇：生物信息學(xué)產(chǎn)生的背景范文

關(guān)鍵詞：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；教學(xué)實(shí)踐；教學(xué)方法；生物信息學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）17-0208-03

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是在神經(jīng)生理學(xué)、生物學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)等學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)上提出的，模擬人類大腦的結(jié)構(gòu)和思維方式處理、記憶信息的一門學(xué)科。具體來說，早在20世紀(jì)40年代，隨著醫(yī)學(xué)、生物學(xué)家們對人腦神經(jīng)的結(jié)構(gòu)、組成以及信息處理的工作原理的認(rèn)識(shí)越來越充分，有學(xué)者提出以數(shù)學(xué)和物理方法對人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽象，并建立簡化的模型，用以進(jìn)行信息處理，這種應(yīng)用類似于大腦神經(jīng)突觸聯(lián)接的結(jié)構(gòu)進(jìn)行信息處理的數(shù)學(xué)模型，稱之為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN（Artificial Neural Network）[1]。

在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，各種待處理的對象（數(shù)據(jù)、特征、字符、抽象的模式等等）都可用神經(jīng)元處理單元表示。這些神經(jīng)元主要可以分為輸入神經(jīng)元、隱含神經(jīng)元和輸出神經(jīng)元三大類。其作用各不相同，作為輸入神經(jīng)元的處理單元用來與外界產(chǎn)生連接，接收外界的信號(hào)輸入；隱含神經(jīng)元處于中間層，為信息處理的不可見層；輸出神經(jīng)元主要實(shí)現(xiàn)結(jié)果的輸出。神經(jīng)元之間相互連接，連接的權(quán)重反映了各神經(jīng)元之間的連接強(qiáng)度，神經(jīng)元之間的連接關(guān)系中蘊(yùn)含著信息的表示和處理。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要是在不同程度、不同層次上模擬大腦處理信息的風(fēng)格，具有非程序化、較強(qiáng)的適應(yīng)性、自組織性、并行分布式等特點(diǎn)，其實(shí)現(xiàn)主要是通過網(wǎng)絡(luò)的變換和動(dòng)力學(xué)行為，涉及數(shù)學(xué)、生物學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、非線性動(dòng)力學(xué)等多個(gè)學(xué)科[1]。作為一門活躍的邊緣叉學(xué)科，在處理信息方面，相比于傳統(tǒng)人工智能方法具有非線性適應(yīng)性，成功地應(yīng)用于神經(jīng)專家系統(tǒng)、模式識(shí)別、組合優(yōu)化、預(yù)測等多個(gè)領(lǐng)域，尤其在生物信息學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。生物信息學(xué)是20世紀(jì)末發(fā)展起來的一極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦蛯W(xué)科。人類的基因中蘊(yùn)含著大量有用信息，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對這些海量的信息進(jìn)行識(shí)別與分類，進(jìn)而進(jìn)行相關(guān)的生物信息學(xué)分析。如利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析疾病與基因序列的關(guān)系，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測，基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)的分析，蛋白質(zhì)互作位點(diǎn)的預(yù)測等等，都取得了很好的效果[2]。

因此，在生物信息相關(guān)專業(yè)的本科生中開設(shè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)課程尤為重要。經(jīng)過多年的研究發(fā)展，已經(jīng)提出上百種的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，這就需要教師針對不同的專業(yè)背景，不同層次的學(xué)生，講授不同模型的核心思想、推導(dǎo)過程、實(shí)際應(yīng)用等等。本文主要根據(jù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在生物信息學(xué)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探討。

一、引導(dǎo)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一門偏于理論分析的學(xué)科，傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即首先講解模型的起源，接下來介紹模型的核心思想，然后就是一連串的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)，面對滿黑板的公式，學(xué)生很難提起興趣去認(rèn)真學(xué)習(xí)相應(yīng)的模型。所以，如何激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生重視這門課程，更好地掌握課程內(nèi)容，掌握相關(guān)的模型理論基礎(chǔ)、核心思想，更好地服務(wù)于本專業(yè)，是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)者亟待解決的問題。

首先，在導(dǎo)課的時(shí)候要生動(dòng)，以引起學(xué)生對將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容的好奇心，讓學(xué)生有興趣投入到課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容中去。布盧姆說過：“最大的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)莫過于學(xué)生對所學(xué)知識(shí)有求知的興趣。”只有在這種動(dòng)機(jī)下的學(xué)習(xí)，才會(huì)提高自身的主動(dòng)性與自覺性，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的[3]。例如，在講解hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，通過舉例對蘋果、橘子的質(zhì)地、形狀、重量等特征的描述，運(yùn)用“0，1”進(jìn)行量化描述，然后應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就可以進(jìn)行有效地分類；對于旅行商TSP問題，也可以通過hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)尋找到最優(yōu)路徑。那么，這些問題是如何解決的呢？就需要大家來一起揭開hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的神秘面紗。其次，由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)涉及大量的數(shù)學(xué)公式與數(shù)學(xué)方法，學(xué)生往往會(huì)有畏懼的心理，這就需要教師幫學(xué)生澄清思想誤區(qū)，現(xiàn)在很多用于數(shù)據(jù)分析與計(jì)算的軟件，如matlab工具箱、R軟件里面都有很成熟的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件包，所以，學(xué)生只需要理解其工作原理、核心思想，學(xué)會(huì)使用現(xiàn)成的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件包處理數(shù)據(jù)，在熟練應(yīng)用程序包的基礎(chǔ)上，對相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)，并且與其他的人工智能算法相結(jié)合，更好地為本專業(yè)服務(wù)。第三，在講授人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論內(nèi)容的時(shí)候，要摒棄傳統(tǒng)的呆板式的推導(dǎo)過程，以往的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法注重理論分析，通常是一連串的公式推導(dǎo)，公式中又涉及大量的符號(hào)，計(jì)算起來復(fù)雜又煩瑣，學(xué)生會(huì)覺得索然無趣，厭學(xué)情緒嚴(yán)重。在教學(xué)過程中，教師要精心設(shè)計(jì)，創(chuàng)設(shè)出特定的問題環(huán)境，將所學(xué)內(nèi)容與本專業(yè)相結(jié)合起來，多講應(yīng)用，啟發(fā)和誘導(dǎo)學(xué)生選取合適的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來解決本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與處理等問題。

二、理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合

除了在理論課堂上將基本的理論知識(shí)傳輸給學(xué)生，教師還應(yīng)該安排若干實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生以實(shí)驗(yàn)為主，將理論課上所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到解決實(shí)際問題中來，理論聯(lián)系實(shí)際，主動(dòng)操作思考，觀察，分析，討論，以培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。一旦學(xué)生自己動(dòng)手處理一些問題后，很自然地就會(huì)對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一種親切感，并能強(qiáng)烈激發(fā)起學(xué)生繼續(xù)探究下去的興趣。對于同一問題，可以讓學(xué)生選取不同的網(wǎng)絡(luò)模型，設(shè)置不同的參數(shù)，甚至可以讓學(xué)生自己動(dòng)手編寫相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)模型程序，并且給予改進(jìn)，根據(jù)得出的結(jié)果來評價(jià)模型在解決實(shí)際問題時(shí)的好壞，以及模型改進(jìn)的效果。作為授課教師，需要不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，在生物信息學(xué)專業(yè)開設(shè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是針對生物信息專業(yè)的海量生物數(shù)據(jù)處理與分析的實(shí)際需要，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和生物信息學(xué)知識(shí)，進(jìn)行信息的分析與處理。除了在實(shí)驗(yàn)課堂上給學(xué)生最大的自由發(fā)揮空間外，課后作業(yè)也盡量以開放式問題的形式給出，比如，可以讓學(xué)生選取相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)模型處理本專業(yè)的一些實(shí)際問題，例如，數(shù)據(jù)的分類、聚類等等，其中，數(shù)據(jù)來源可以不同，類型也可自由選取，最后給出相應(yīng)的模型參數(shù)設(shè)置、方法的改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也可以安排學(xué)生自己查詢文獻(xiàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，并安排學(xué)生作報(bào)告。這樣，學(xué)生可以在世界范圍內(nèi)了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的在本專業(yè)的應(yīng)用情況，又能提高英語的讀寫能力，還能鍛煉學(xué)生做科研報(bào)告的能力。

三、加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)以及其他基本條件的建設(shè)

由于生物信息學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科[4]，這就要求人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的授課教師要熟練掌握生物信息相關(guān)專業(yè)的知識(shí)，教師的業(yè)務(wù)水平必須得到充分保證，才能給學(xué)生以全面透徹的指導(dǎo)。學(xué)院應(yīng)該本著自主培養(yǎng)與重點(diǎn)引進(jìn)的原則，優(yōu)化教師隊(duì)伍的專業(yè)結(jié)構(gòu)和學(xué)歷結(jié)構(gòu)，提高教師的自身修養(yǎng)。授課教師要將課堂的理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際生物問題進(jìn)行講授，讓學(xué)生感受到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在本專業(yè)的應(yīng)用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，同時(shí)也需要閱讀大量的專業(yè)文獻(xiàn)，提高編程技巧和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用能力，讓自己成為一名合格的復(fù)合型教師。同時(shí)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)，高度依賴于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備，因此，相關(guān)的軟硬件設(shè)施的建設(shè)也必不可少，由于，基因組測序技術(shù)的發(fā)展，目前生物信息學(xué)研究所用的數(shù)據(jù)都是海量的，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練起來所需時(shí)間太長，不能用普通的電腦完成，需要專門的服務(wù)器來處理，學(xué)校有關(guān)部門應(yīng)在條件允許的情況下，配備機(jī)房，購買服務(wù)器，以及相關(guān)的軟件，為學(xué)生創(chuàng)造良好的環(huán)境，讓學(xué)生完成課程內(nèi)容。

最后，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)涉及數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、人工智能和神經(jīng)學(xué)等專業(yè)知識(shí)，因此，需要授課教師加強(qiáng)與其他相關(guān)專業(yè)教師的交流與合作，并滲透到授課過程中去，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)時(shí)能將各專業(yè)聯(lián)系起來，更好地解決生物信息學(xué)中的問題，要想成為一名合格的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)課程教師，首先要成為一名復(fù)合型的教師，不僅要具備教學(xué)和科研能力，同時(shí)也要具備計(jì)算機(jī)、生物學(xué)、信息學(xué)等多學(xué)科的知識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

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第4篇：生物信息學(xué)產(chǎn)生的背景范文

DNA和組蛋白的甲基化修飾

DNA甲基化同眾多疾病的發(fā)生與發(fā)展密切相關(guān)，特別是癌癥，其發(fā)生過程中癌細(xì)胞基因組整體的欠甲基化和局部區(qū)域的超甲基化是其典型特征。超甲基化體現(xiàn)在抑癌基因的啟動(dòng)子區(qū)被異常甲基化，整體的欠甲基化同重復(fù)序列(如轉(zhuǎn)座子)以及癌基因的啟動(dòng)子區(qū)的甲基化程度減小、基因組遺傳不穩(wěn)定性的增加密切相關(guān)。研究特定癌癥中超甲基化基因的工作較多，包括乳腺癌、結(jié)腸癌、髓細(xì)胞性白血病、肝癌和卵巢癌等。隨著高通量分析手段如ChIP－on－chip和ChIP－seq最近的發(fā)展，現(xiàn)在研究者真正能夠在基因組尺度分析基因組－表觀組相互作用及其對基因表達(dá)的影響。一些用于表觀組分析的生物信息學(xué)軟件也已經(jīng)開發(fā)出來，如EpiGRAPH和Galaxy，兩者結(jié)合起來可以證實(shí)富含SNP的啟動(dòng)子的表觀遺傳學(xué)修飾。當(dāng)然還有一些較大規(guī)模的DNA甲基化相關(guān)數(shù)據(jù)庫:如MethDB、MethyCancer、PubMeth和MethCancerDB。

MethDB和MethyCancer還提供了DNA甲基化的可視化工具。DNA甲基化是腫瘤的形成過程中可逆的表觀遺傳修飾，其過程是由DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶(DNMT)來完成的。DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶已成為目前DNA去甲基化恢復(fù)抑癌基因功能的熱點(diǎn)靶分子，通過DN-MT抑制劑，可以使腫瘤中許多超甲基化的基因被重新激活。如DNMT抑制劑5－氮胞苷(5－azacyti-dine)，能夠參與DNA的合成，通過阻斷DNMT在甲基化反應(yīng)中的中間步驟，導(dǎo)致細(xì)胞的DNMT被迅速清除同時(shí)造成基因組DNA的去甲基。5－氮胞苷的脫氧核糖類似物，如5－aza－2＇－deoxycytidine(decitabine)、Fazarabine、zebularine等也具有DNMT抑制劑的作用。

Xu等分析了啟動(dòng)子甲基化對BRCA1轉(zhuǎn)錄的影響，用5－aza－CdR和TSA瞬間處理UACC3199細(xì)胞系后，檢測到了BRCA1mRNA和BRCA1蛋白的重新表達(dá)。而用zebularine處理該細(xì)胞系，則不能誘導(dǎo)BRCA1的重新表達(dá)。CpG位點(diǎn)的甲基化可降低BRCA1啟動(dòng)子對轉(zhuǎn)錄因子的易感性，這是嚴(yán)重甲基化的癌細(xì)胞中BRCA1下調(diào)機(jī)制之一。異染色質(zhì)蛋白1(HP1)是一種強(qiáng)轉(zhuǎn)錄抑制因子，位于濃縮的沉默染色質(zhì)區(qū)。HP1蛋白結(jié)合到染色質(zhì)上一定程度是由特異性識(shí)別第9位賴氨酸(K9)被甲基化的H3組蛋白尾端的保守染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域所介導(dǎo)的。這種結(jié)合是不穩(wěn)定的，在有絲分裂過程中，可以被H3的第10位絲氨酸(S10)磷酸化伴隨第14位賴氨酸(K14)乙?；孓D(zhuǎn)。這些組蛋白修飾也可根據(jù)幾種受MAP激酶和NFkappa－B通路調(diào)節(jié)的誘導(dǎo)型啟動(dòng)子的活性觀察到。這些修飾也可通過核受體對轉(zhuǎn)錄活性起作用。

組蛋白的乙?；揎?/p>

因核小體組蛋白乙?；腿ヒ阴；绊懭旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)及形態(tài)變化并直接參與基因表達(dá)的調(diào)節(jié)，且該修飾是可逆的，這為研究腫瘤的藥物治療提供了平臺(tái)。目前與組蛋白異常去乙?；揎椪{(diào)節(jié)相關(guān)的抗腫瘤藥物研發(fā)集中在HDACs抑制劑上。這類調(diào)節(jié)組蛋白異常去乙?；腍DACs抑制劑在體外實(shí)驗(yàn)中能選擇性的阻滯細(xì)胞周期、促進(jìn)細(xì)胞分化、誘導(dǎo)細(xì)胞調(diào)亡、抑制血管生成等，同時(shí)對正常的細(xì)胞表現(xiàn)出相對較小的毒副作用，但這種選擇性的作用機(jī)制目前尚不清楚。目前已經(jīng)確認(rèn)的HDACs抑制劑分為兩類:天然化合物及其衍生物、從化合物庫中篩選得到的藥物。

天然化合物及其衍生物包含有:TrichostatinA(TSA)、Depudecin、CHAP31、TrapoxinA、TrapoxinB、Apicidin、Butyrates、Valproicacids、Pyroxamide等，其中Butyrates，Valproicacids屬于短鏈脂肪酸類，Tri-chostatinA、Pyroxamide等屬于異羥肟酸類，Depude-cin、Apicidin、TrapoxinA、TrapoxinB等屬于環(huán)狀四肽類。從化合物庫中篩選得到的藥物主要有SAHA及MS－275，SAHA屬于異羥肟酸類，MS－275屬于苯甲酰胺類。有研究報(bào)道，HDACs抑制劑TSA與DNMT抑制劑decitabine能協(xié)同逆轉(zhuǎn)某些高甲基化的腫瘤抑制基因，使其重新表達(dá);DNMT抑制劑能增強(qiáng)HDACs抑制劑所誘導(dǎo)的對腫瘤細(xì)胞的促凋亡作用。

染色體重塑

染色質(zhì)重塑是基因表達(dá)調(diào)控過程中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。染色質(zhì)重塑主要包括2種類型:一種是依賴ATP的物理修飾，另一種是依賴共價(jià)結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)修飾。依賴ATP的物理修飾主要是利用ATP水解釋放的能量，使DNA超螺旋旋矩和旋相發(fā)生變化，使轉(zhuǎn)錄因子更易接近并結(jié)合核小體DNA，從而調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄過程。依賴ATP的染色質(zhì)重塑活性導(dǎo)致超螺旋扭轉(zhuǎn)，引起核小體重塑。依賴ATP的染色質(zhì)重塑復(fù)合體都含有一個(gè)具有DNA激活的ATP酶活性部位，即ATP酶亞基，其核心功能是水解ATP并利用ATP水解釋放的能量去減弱核小體中DNA－組蛋白的結(jié)合力。

由于核小體發(fā)生了上述重塑，使得各種染色質(zhì)重塑ATP酶聚集到特異DNA位點(diǎn)如啟動(dòng)子上，與DNA結(jié)合蛋白如轉(zhuǎn)錄因子發(fā)生直接相互作用，激活基因轉(zhuǎn)錄過程。此外，在核心組蛋白氨基末端，組蛋白乙酰化通常和基因表達(dá)活化有關(guān)，而組蛋白脫乙酰化，在基因抑制中發(fā)揮作用。越來越多的研究表明，依賴ATP的染色質(zhì)重塑復(fù)合體和腫瘤的形成發(fā)展有關(guān)，因此，對染色質(zhì)重塑復(fù)合體及其作用機(jī)制的研究對揭示基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控、基因表達(dá)的抑制、DNA重組、復(fù)制和損傷修復(fù)以及腫瘤等一些疾病的發(fā)生發(fā)展有極為重要的意義。

生物芯片技術(shù)在腫瘤研究中的應(yīng)用

高通量、基因組尺度的表達(dá)譜技術(shù)的發(fā)展可使研究者對腫瘤基因組的全貌進(jìn)行透視。特別是高密度微陣列和基于測序的策略已經(jīng)廣泛用于確證腫瘤的遺傳(如基因劑量，等位狀態(tài)，和基因序列突變)和表觀遺傳(如DNA甲基化，組蛋白修飾和microR-NA)異常。盡管這些一維表達(dá)譜技術(shù)的應(yīng)用對于癌基因的發(fā)現(xiàn)有所幫助，但受低頻率事件影響的基因常被忽略。而多維平行分析的整合手段能夠證實(shí)通常受多種機(jī)制干擾，但在低頻率時(shí)受單一機(jī)制和組分影響的基因和通路。利用平行整合的多維手段研究腫瘤基因組，能夠?qū)︱?qū)動(dòng)腫瘤細(xì)胞的關(guān)鍵基因和通路有更深入的了解。

生物芯片(bio－chip)是近年來發(fā)展起來的一種高通量分析工具，在各種組學(xué)，如轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)以及表型組學(xué)研究中發(fā)揮著重要的作用。生物芯片的廣泛應(yīng)用也促成了一些新的學(xué)科如系統(tǒng)生物學(xué)的出現(xiàn)，為腫瘤生物學(xué)研究帶來了新的希望。例如目前應(yīng)用較廣泛的一種生物芯片—DNA芯片，可用于基因診斷、基因表達(dá)分析、新基因發(fā)現(xiàn)及各種病原體的診斷等。由于生物芯片技術(shù)可以對DNA，RNA和蛋白質(zhì)進(jìn)行高通量分析，為腫瘤的分子生物學(xué)研究提供了一個(gè)良好的工具。

1突變和多態(tài)性檢測

腫瘤細(xì)胞的基因突變和多態(tài)性是腫瘤分子生物學(xué)的重要特征之一，以往研究突變和多態(tài)性多采用PCR－SSCP，手工或自動(dòng)測序、異源雙鏈分析等方法，所有這些方法都無法進(jìn)行大規(guī)模和自動(dòng)化的分析，而DNA芯片技術(shù)可克服這些不足。

Hacia等(1996)用寡核苷酸芯片檢測乳腺癌基因BRCAI第11個(gè)外顯子(3．45kb)內(nèi)所有可能的雜合性突變，包括堿基替換及小的插入、缺失等，并據(jù)此確定發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。在分析的15個(gè)病例中，14例為陽性，而20例對照均未出現(xiàn)假陽性，同時(shí)檢出8個(gè)單核苷酸多態(tài)性(singlenucleotidepolymorphisms，SNPs)。盡管BRCAI基因可在22個(gè)編碼外顯子內(nèi)發(fā)生突變，但是他們僅有5592個(gè)堿基組成，因此，有可能制造一個(gè)合適的芯片來檢測出所有可能發(fā)生的突變。單核苷酸多態(tài)性(SNPs)廣泛存在于各種生物基因組中，根據(jù)其在基因中的位置，可將SNPs分為外顯子SNPs(eSNPs)，內(nèi)含子SNPs(iSNPs)，和啟動(dòng)子SNPs(pSNPs)。在編碼區(qū)域(cSNPs)和調(diào)節(jié)區(qū)域(rSNPs)的SNPs對基因功能最可能有影響。根據(jù)但核苷酸替代對功能影響的表現(xiàn)，可分為未知功能SNPs，候選SNPs和蛋白質(zhì)SNPs?，F(xiàn)在許多生物信息學(xué)資源和分析工具已經(jīng)開發(fā)出來用于SNPs研究，例如:FlySNPWebsite，JSNPdatabase，SNPseek，SNPbrowserSoftware，SNPsFinder，GeneSNPsdatabase，SIMP，MouseSNPs，SeattleSNPs，F(xiàn)orensicSNPInformation，SNPselector和ssSNPer等。

DNA芯片技術(shù)用于基因組研究可創(chuàng)建第三代遺傳圖。Wang等用芯片技術(shù)鑒定出3241個(gè)單核苷酸多態(tài)性(SNPs)，并構(gòu)建了2227個(gè)SNPs的遺傳連鎖圖譜。個(gè)體SNPs基因型可為評價(jià)疾病易感性和治療優(yōu)化選擇的基礎(chǔ)。在人類基因組中大約1kbp出現(xiàn)一個(gè)SNPs，若能將所有SNPs信息裝入DNA芯片中，則可檢測腫瘤患者與正常人以及不同腫瘤患者遺傳背景的差異，為腫瘤的發(fā)病機(jī)理提供遺傳學(xué)依據(jù)。

2基因診斷與腫瘤基因表達(dá)模式

將正常人基因組DNA和腫瘤病人基因組DNA與DNA芯片上的微陣列進(jìn)行雜交，可分別得到標(biāo)準(zhǔn)圖譜和腫瘤的病變圖譜。通過兩種圖譜的比較分析，可以得到腫瘤的DNA信息，突變、缺失等異常發(fā)生在何部位?屬于什么樣的異常?得出正確的判斷后就可針對病變的靶序列設(shè)計(jì)基因藥物或基因疫苗，改變靶序列的表達(dá)情況，達(dá)到治療的目的。表達(dá)譜芯片以其大規(guī)模、高通量和并行處理的優(yōu)點(diǎn)，為研究腫瘤發(fā)展中的基因開關(guān)及表達(dá)程度提供了強(qiáng)有力的工具，并可隨時(shí)獲得腫瘤細(xì)胞生長各期與腫瘤生長相關(guān)基因的表達(dá)模式，從而使腫瘤的分子分型成為可能。

利用基因芯片獲取基因表達(dá)數(shù)據(jù)，采用eQTL作圖方法篩選cis－或trans－轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，對于了解腫瘤生長相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控方式，構(gòu)建基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)以及認(rèn)識(shí)腫瘤發(fā)生機(jī)制都十分重要。

3基因組分析及發(fā)現(xiàn)新基因

Welford等應(yīng)用代表性差異分析結(jié)合微陣列雜交檢測了兩例不同生物學(xué)活性的Ewing’s肉瘤組織，一例為進(jìn)展和轉(zhuǎn)移較快，另一例局限且治療效果良好。兩類腫瘤組織的mRNA經(jīng)反轉(zhuǎn)錄成cDNA后首先進(jìn)行RDA，RDA后的產(chǎn)物用“鳥槍法”克隆入質(zhì)粒載體擴(kuò)增后高密度排列到玻片上制成芯片。RDA方法可提供差異表達(dá)基因的濃聚庫，與cDNA芯片聯(lián)合則可以同時(shí)、快速、可重復(fù)地篩查上萬種DNA分子，從而獲得差異表達(dá)基因庫。

Yang等應(yīng)用抑制性消減雜交結(jié)合DNA芯片技術(shù)對ER陽性和ER陰性的乳腺癌細(xì)胞系基因差異表達(dá)進(jìn)行了研究。經(jīng)過序列分析發(fā)現(xiàn)4個(gè)克隆分別為細(xì)胞發(fā)育因子19(cytokeratin)，GA－TA－3，CD24和谷胱甘肽－S－轉(zhuǎn)移酶u－3，另外4個(gè)克隆與兩個(gè)基因的EST序列一致，其余2個(gè)克隆為新基因序列。國內(nèi)上海血液病研究所應(yīng)用DDPCR和DNA芯片技術(shù)研究全反式維甲酸對急性早幼粒白血病細(xì)胞株NB4作用前后基因表達(dá)譜的變化，發(fā)現(xiàn)169個(gè)基因上調(diào)或下調(diào)，其中8個(gè)是未知的新基因。從上述研究中可以看出DNA芯片技術(shù)分析基因在不同時(shí)空表達(dá)及發(fā)現(xiàn)新基因方面是一個(gè)非常有效的技術(shù)。

4生物大分子相互作用研究

蛋白質(zhì)芯片的作用原理同酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)。蛋白質(zhì)芯片不僅可以檢測蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互作用，而且還可以測定蛋白質(zhì)與DNA，RNA，配體和其他小分子化合物之間的相互作用，在腫瘤和其他疾病中可用于藥物靶向的研究與新藥的研制，同時(shí)也可用于自身免疫性疾病的診斷。德國學(xué)者Leuking等用人胎腦cDNA文庫hExl中的92個(gè)表達(dá)克隆產(chǎn)物及4例對照標(biāo)木制成的蛋白質(zhì)芯片與單克隆抗體RCS－His孵育，檢測RCS－His6標(biāo)記融合蛋白在每一克隆的表達(dá)。在92個(gè)hEXI表達(dá)克隆中有54個(gè)克隆的插入序列與GenBank登記的人類基因序列一致。Leuking等人仍用上述蛋白質(zhì)芯片分別與人類三磷酸甘油醛脫氫酶(APDH)、熱休克蛋白90a的羧基端片段(HSP90a)和a－微管蛋白相應(yīng)的單克隆抗體反應(yīng)，以觀察單克隆抗體的特異性。蛋白質(zhì)芯片可用于檢測已知抗體的特異性;另一方面根據(jù)抗體的交叉反應(yīng)可以發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)相互作用的新途徑，特別適用于配體—受體及藥物作用機(jī)制的研究。

MacBealh等根據(jù)DNA微陣列原理，設(shè)計(jì)出了蛋白質(zhì)微陣列(Proteinmicroarray)。與微陣列上樣品共孵育的蛋白質(zhì)、酶作用的底物或小分子物質(zhì)分別標(biāo)有不同顏色的熒光基團(tuán)，反應(yīng)結(jié)束后采用通用的激光共聚焦掃描分析系統(tǒng)進(jìn)行檢測，這不但提高了檢測的信息量:而且整個(gè)操作過程簡單易行。

腫瘤生物信息學(xué)研究方法

21世紀(jì)是生命科學(xué)的時(shí)代，生物信息學(xué)為生命科學(xué)的發(fā)展提供了便利和強(qiáng)有力的技術(shù)支持，具有重要的基礎(chǔ)研究價(jià)值。在應(yīng)用研究方面，生物信息學(xué)在尋找人類疾病基因、預(yù)測基因和蛋白質(zhì)表達(dá)的結(jié)構(gòu)及功能和合理設(shè)計(jì)藥物等方面都起著至關(guān)重要的作用。過去幾十年，已經(jīng)收集了大量有關(guān)癌癥分子和遺傳特征的信息。這些知識(shí)主要是基于還原論途徑，同時(shí)癌癥也被認(rèn)為是“系統(tǒng)生物學(xué)疾病”。而復(fù)雜的生理過程不能通過簡單地了解各個(gè)部分的功能來認(rèn)識(shí)。不能用現(xiàn)有的處理復(fù)雜問題的方法將所有知識(shí)進(jìn)行整合，還必須考慮生物網(wǎng)絡(luò):復(fù)雜問題的了解不考慮基因組之外的影響是不可能的。系統(tǒng)生物學(xué)將實(shí)驗(yàn)的多變量數(shù)據(jù)與數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)方法相結(jié)合，模擬生物系統(tǒng)進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)，或從高通量數(shù)據(jù)來說明未知的東西。代謝組學(xué)可建立基因型和表型之間的連接，提供信息以對病理機(jī)制和代謝表型進(jìn)行全面了解，為新的靶向藥物提供篩選工具。人們越來越清楚，所有復(fù)雜性狀都受控于多個(gè)基因，涉及分子相互作用網(wǎng)絡(luò)。IntNetDB正是基于類似的思想為研究基因相互作用而編制的數(shù)據(jù)挖掘工具。徐興興等通過IntNetDB找到基因PPP4R1的伙伴基因，應(yīng)用CFinder工具找其社團(tuán)基因，Chilibot在線工具分析社團(tuán)基因與腫瘤的關(guān)系，繼而推測PPP4R1與胃癌的聯(lián)系。

1986年，華盛頓大學(xué)的Swanson教授提出了基于文獻(xiàn)的知識(shí)發(fā)現(xiàn)(Literature－basedDiscovery)的理論，指出非相關(guān)的生物文獻(xiàn)中可能隱含著大量的不為人知的科學(xué)知識(shí)(UndiscoveredPublicKnowl-edge，UPK)。目前，對生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)的挖掘研究已成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域。通過文獻(xiàn)挖掘的方法以及生物信息學(xué)的分析可以發(fā)現(xiàn)蘊(yùn)藏在文獻(xiàn)中潛在的知識(shí)。

李鐵求等(2009)通過FACTA工具從PubMed找出前列腺癌的相關(guān)基因進(jìn)行分類，利用GATHER、PANTHER、STRING和ToppGene等在線工具對雄激素非依賴型前列腺癌特異表達(dá)基因進(jìn)行生物信息學(xué)分析。篩選雄激素非依賴型前列腺癌特異基因128個(gè)，這些特異表達(dá)基因在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、凋亡、腫瘤生成、細(xì)胞粘附、細(xì)胞增殖和分化等生物學(xué)過程起著重要作用。通過生物信息學(xué)對雄激素非依賴型前列腺癌特異表達(dá)基因的挖掘發(fā)現(xiàn)，MMP9、EGFR、MMP2、ADM、MIF、IGFBP3、IL2、MET、BAD、RHOA、SPP1、EP300、SMAD3、RAF1、PTK2、TGFB2等基因在雄激素依賴型轉(zhuǎn)變成非依賴型前列腺癌中可能起著重要作用。建立獨(dú)立的腫瘤相關(guān)的生物信息數(shù)據(jù)庫可以更好地為腫瘤的研究提供支持。如美國癌癥研究院(NCI)的小鼠腫瘤生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(MTB，tumor．informatics．jax．org，強(qiáng)生研究院的小鼠數(shù)據(jù)庫和人類腫瘤聯(lián)盟的小鼠腫瘤模型數(shù)據(jù)庫，法國的國際癌癥研究院(IARC，www．iarc．fr/)的人類腫瘤和細(xì)胞p53基因突變數(shù)據(jù)庫，斯坦福大學(xué)的SMD(genome－www5．stanford．edu/)數(shù)據(jù)庫、耶魯大學(xué)的YMD數(shù)據(jù)庫和歐洲生物信息學(xué)研究院(EBI)的ArrayExpress數(shù)據(jù)庫等。利用EST數(shù)據(jù)庫對全基因組進(jìn)行腫瘤差異表達(dá)基因的生物信息學(xué)篩選，是一種經(jīng)濟(jì)快速有效的篩選方法。對腫瘤標(biāo)志物的鑒定具有重要意義，為腫瘤差異表達(dá)基因的篩選策略提供了新的思路。

利用gPET配對末端策略，EdisonT．L等將作圖精度提高到100bp，MCF7乳腺癌細(xì)胞系基因組結(jié)構(gòu)圖對癌基因組所有可能的遺傳重排提供了詳細(xì)綜合的注釋。為了進(jìn)一步分析，EdisonT．L等將MCF－7全長680，000bp的cDNA克隆定位到同一細(xì)胞系的gPET重排圖譜上。重疊被認(rèn)為是導(dǎo)致融合轉(zhuǎn)錄的部分有效重排。該研究組已經(jīng)證實(shí)了近450個(gè)可產(chǎn)生可變轉(zhuǎn)錄的假想重排，約75個(gè)達(dá)到了多標(biāo)簽水平。

在基因組水平對于腫瘤相關(guān)基因進(jìn)行掃描和篩選，可以很快地找到腫瘤易感基因和發(fā)病基因，同時(shí)依據(jù)生物信息學(xué)手段，可以很快地設(shè)計(jì)出針對這些靶標(biāo)的治療藥物。因此，隨著生物信息學(xué)在腫瘤研究方面的應(yīng)用，人類將逐漸認(rèn)識(shí)腫瘤發(fā)生的分子機(jī)制，為抗腫瘤藥物的設(shè)計(jì)和研究提供參考，使人類將會(huì)有更好的手段去預(yù)防和治療腫瘤。

展望

第5篇：生物信息學(xué)產(chǎn)生的背景范文

關(guān)鍵詞：microRNAs；靶基因預(yù)測；生物信息學(xué)；RNA干擾

中圖分類號(hào)：TP312文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16727800（2011）012004702

作者簡介：陳功(1990-)，男，安徽安慶人，蘇州大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院本科生，研究方向?yàn)闄C(jī)器學(xué)習(xí)；周小科（1976-），男，江西上饒人，博士，蘇州大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院講師，研究方向?yàn)樯镄畔ⅰ?miRNA靶標(biāo)統(tǒng)計(jì)特征

學(xué)界雖然對于miRNA靶標(biāo)識(shí)別機(jī)制未了解清楚，但基本認(rèn)為miRNA通過與mRNA 3'UTR綁定實(shí)現(xiàn)對靶基因調(diào)節(jié)，如圖1所示。①綁定點(diǎn)位序列有明顯遺傳保守性；②綁定區(qū)內(nèi)特征。從miRNA:Site構(gòu)成雜合結(jié)構(gòu)內(nèi)部來看，最重要特征是種子區(qū)匹配往往很精確；③綁定區(qū)上下文特征。miRNA:Site綁定的程度與綁定區(qū)的上下文有關(guān)；④綁定點(diǎn)的開放性。mRNA在由核苷組成的一級(jí)結(jié)構(gòu)順序基礎(chǔ)上，可在自身核苷間化學(xué)鍵作用下通過自身回折形成堿基配對莖區(qū)以及莖區(qū)之間不配對環(huán)區(qū)和末端單鏈區(qū)等復(fù)雜二級(jí)結(jié)構(gòu)；⑤綁定點(diǎn)位置特征。綁定偏好存在于3'UTR兩端，但不會(huì)太靠近5'端終止子處。

圖1miRNA:Target綁定結(jié)構(gòu)

由于已知靶標(biāo)數(shù)目有限，而預(yù)測結(jié)果不精確，因此上述特征不全面且易導(dǎo)致偏倚。

2各類機(jī)器學(xué)習(xí)靶基因預(yù)測算法

2.1PicTar

PicTar認(rèn)為基因3'UTR序列是由miRNA綁定點(diǎn)及背景序列組成。在考慮一個(gè)UTR被M個(gè)miRNA同時(shí)作用的情況時(shí)，該隱馬爾科夫模型有1+M個(gè)隱含狀態(tài)，狀態(tài)間概率為pi，i∈{0,…,m} ，p0表示轉(zhuǎn)換為背景序列的概率，pii∈{1,…,m}表示從當(dāng)前狀態(tài)到第i個(gè)miRNA綁定點(diǎn)位的概率。當(dāng)某miRNA綁定點(diǎn)位狀態(tài)被選擇，代表miRNA綁定點(diǎn)位7nt或8nt長的序列會(huì)被產(chǎn)生，而此綁定點(diǎn)位是完全種子匹配的概率為p，非完全種子匹配的概率為1-p；否則會(huì)產(chǎn)生堿基以表示轉(zhuǎn)移到背景序列狀態(tài)。PicTar利用BaumWelch算法來計(jì)算3'UTR序列是由此隱馬爾科夫模型產(chǎn)生的最大似然概率。

2.2miTarget

miTarget基于SVM。為訓(xùn)練miTarget，從各種已發(fā)表學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中收集152對陽性miRNA:Site和83對陰性miRNA:site，為增加陰性數(shù)據(jù)集數(shù)量，從let-7:lin41、let-7:lin-28提取出113個(gè)陰性miRNA:Site。對任一miRNA:Site對，miTarget將其首尾相連形成單鏈序列，利用RNAfold產(chǎn)生此序列的二級(jí)結(jié)構(gòu)以代表miRNA和site綁定結(jié)構(gòu)?；诖私壎ńY(jié)構(gòu)，觀察第1~20nt的匹配狀態(tài)，提取20個(gè)基于位置的特征，通過分析種子區(qū)、非種子區(qū)以及整個(gè)綁定區(qū)的匹配、錯(cuò)配、其它匹配狀態(tài)以及各區(qū)域綁定能等共21個(gè)基于區(qū)域的特征，miRNA:Site表示為一個(gè)包含41個(gè)特征的特征向量。

2.3RNA22

RNA22是2006年開發(fā)的算法。首先利用Rfam3.0中354個(gè)miRNA序列為訓(xùn)練集，利用Teiresias算法從中發(fā)挖長度可變的模序。其次以3-nt模組為最小單位，統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)頻率。隨后RNA22假設(shè)二階馬爾科夫鏈?zhǔn)菍?-nt模組“組裝”成模序的引擎，并基于此假設(shè)計(jì)算每個(gè)模序的存在概率。

2.4GenMiR

GenMiR于2007年，現(xiàn)有GenMiR、GenMiR++、GenMiR3 3個(gè)版本，基本思想是在其它基于序列的算法預(yù)測結(jié)果的基礎(chǔ)上，建立貝葉斯生成模型以反映miRNA對其靶標(biāo)的調(diào)控作用，根據(jù)mRNA和miRNA表達(dá)水平數(shù)據(jù)推斷靶基因。其推論基于兩條假設(shè)：①特定組織內(nèi)，mRNA有相同背景表達(dá)水平；②miRNA會(huì)下調(diào)其靶基因的表達(dá)水平，且多個(gè)miRNA共同作用于一個(gè)靶基因時(shí)，對表達(dá)水平的影響是單獨(dú)影響的線性疊加。如給定G個(gè)mRNA和K個(gè)miRNA，用eqt、vkt和ut表示在組織t中，mRNA g、miRNA k和背景的表達(dá)水平，并令vt=［v1t,…,vkt］T，從而上述兩個(gè)假設(shè)可被表示為(1)式：p(eqt|μ1,βq,λ,γt,vt,σ2t)=

N(μt-γtλβqm,σ2t)(1)其中βg∈{0,1}k×1 是一個(gè)指示向量，其中第k個(gè)元素βgk=1表示基因g是miRNA k的靶基因；λ∈Rk×1+表示調(diào)控權(quán)重；Ba=diag(βa);γt是對不同組織中基因表達(dá)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的變尺度因子；σ2t是高斯模型的方差。

2.5mirTarget

mirTarget是2008年發(fā)表的基于SVM算法。Wang利用miRNA過量表達(dá)實(shí)驗(yàn)的microarray數(shù)據(jù)，即對于某miRNA過量表達(dá)實(shí)驗(yàn)，定義表達(dá)水平低于40%、p0.3為正常表達(dá)基因，進(jìn)而定義包含第2~7完全種子匹配的表達(dá)下調(diào)基因?yàn)殛栃园袠?biāo)，包含2~7完種子匹配的正常表達(dá)基因?yàn)殛幮园袠?biāo)。有2~7完種子匹配處的序列被提取作為陽性及陰性綁定點(diǎn)訓(xùn)練集。

2.6TargetBoost

TargetBoost目標(biāo)是預(yù)測一個(gè)長度為24nt的序列是否是相應(yīng)miRNA的綁定點(diǎn)。采用Boosting遺傳編程作為分類引擎，用一種模式語言生成所有可能的綁定點(diǎn)位堿基組成模序{XJj=1}；其次用h(S1:N,(x)j)=1表示序列S1:N符合模序j，為0不符合；通過GPBoost算法將所有所有模序判定boosting成為最終的分類器：f(s1:N)=sign(∑Jj=1ajh(s1:N,(x)j))(2)其中aj代表第j個(gè)模序的權(quán)重。

3現(xiàn)有算法評估小結(jié)

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型算法側(cè)重對已發(fā)現(xiàn)特征的融合，通過建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型從現(xiàn)有數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱含規(guī)律，本身較為復(fù)雜，執(zhí)行效率低。

在評估數(shù)據(jù)集中，115對陽性miRNA:Target對來自TarBase收錄的經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)的靶基因；假定miRNA過量表達(dá)實(shí)驗(yàn)中，mRNA表達(dá)水平顯著上調(diào)的基因?yàn)橄鄳?yīng)miRNA的陰性靶標(biāo)，采用Linsley等人的microarray實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，選278對陰性miRNA:Target對。

表1類C語言的函數(shù)聲明和功能說明

算法名稱支持物種涉及特征種子

匹配綁定

能保守

性綁定

特征接入

性基因

表達(dá)方法發(fā)表

時(shí)間Pictar線蟲，蠅，脊椎動(dòng)物√√√HMM2005miTarget任意√√√SVM2006mirTarget任意√√√√√SVM2008RNA22線蟲，蠅√馬爾科夫鏈2006TargetBoost線蟲，蠅，脊椎動(dòng)物√√√GPBoost2005GebMiR任意√貝葉斯學(xué)習(xí)2007現(xiàn)階段算法仍有很多不足之處，較為典型的如下：①現(xiàn)有算法對完全種子匹配的要求過于嚴(yán)格。雖可減小運(yùn)算量，但很多綁定點(diǎn)沒有完全種子匹配，也會(huì)損失敏感度；②訓(xùn)練數(shù)據(jù)集不夠完善。對于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型，訓(xùn)練數(shù)據(jù)集質(zhì)量直接影響算法性能；③極高的假陽性率。假陽性率多高于20%，學(xué)界認(rèn)為每個(gè)miRNA將調(diào)控200個(gè)左右的基因。

此外，還存在特征使用不夠合理、對3'UTR建模不夠充分等問題。從生物信息學(xué)角度看也有一定改進(jìn)空間。

4結(jié)束語

本文先從生物學(xué)角度介紹miRNA，接著總結(jié)目前發(fā)現(xiàn)的miRNA:Target對的統(tǒng)計(jì)特征，然后對目前影響力較大的各類算法進(jìn)行剖析，最后進(jìn)行評估，總結(jié)了算法的現(xiàn)狀以及不足。所述內(nèi)容表明仍有充分的提升空間，本人之后的工作，會(huì)在現(xiàn)有算法基礎(chǔ)之上，研究并提出自己的預(yù)測算法，從而更好地預(yù)測靶基因。參考文獻(xiàn)：

[1]S SINHA,E VAN NIMWEGEN,E D SIGGIA.A probabilistic method to detect regulatory modules[J].Bioinformatics,2003(19).

第6篇：生物信息學(xué)產(chǎn)生的背景范文

2013年8月，國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)審議批準(zhǔn)我校為碩士學(xué)位授予單位，我校迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。與此同時(shí)，挑戰(zhàn)和問題也迎面而來。作為科研與教學(xué)并重的大學(xué)，教師在開展高水平科研工作、取得高水平研究成果的同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)注重及時(shí)將自己的研究成果、國內(nèi)外研究動(dòng)向及科學(xué)方法融入教學(xué)，引進(jìn)課堂和實(shí)驗(yàn)室，不斷豐富、挖掘教學(xué)資源，為培養(yǎng)高水平、創(chuàng)新型人才奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。筆者探討的主要問題是在我校當(dāng)前形勢下，如何將科學(xué)研究的優(yōu)秀成果轉(zhuǎn)化為有效的教育教學(xué)資源。

針對“科研成果如何轉(zhuǎn)化為教育資源”這個(gè)問題，國內(nèi)一些著名的高等學(xué)府已經(jīng)認(rèn)識(shí)到該課題的重要性，并組織專家開始相關(guān)研究?！扒迦A大學(xué)高等教育學(xué)會(huì)”編著的《清華大學(xué)科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源典型案例匯編》對于清華大學(xué)教師如何將豐富的科研資源轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源的方方面面進(jìn)行了梳理和論述。與清華大學(xué)等國內(nèi)著名學(xué)府相比，我?，F(xiàn)有的科研教學(xué)條件、規(guī)模層次差異巨大，如何在我校當(dāng)前形勢下，實(shí)現(xiàn)科學(xué)研究的優(yōu)秀成果向教育教學(xué)資源轉(zhuǎn)化呢？切實(shí)做到科學(xué)研究反哺教育教學(xué)，對我校未來的發(fā)展將會(huì)產(chǎn)生巨大影響。

依托筆者所在學(xué)院（海洋學(xué)院）承擔(dān)的“國家自然科學(xué)基金”和“江蘇省自然科學(xué)基金”等國內(nèi)外前沿的科學(xué)研究，指導(dǎo)我院本科生和碩士生完成科研訓(xùn)練、撰寫畢業(yè)論文，將學(xué)生的畢業(yè)論文與教師的科學(xué)研究相結(jié)合。這樣可以使學(xué)生了解當(dāng)前海洋科學(xué)領(lǐng)域的一些前沿研究，對學(xué)生拓寬思路、開闊視野大有裨益。以科研項(xiàng)目指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)論文，目的是使學(xué)生將學(xué)過的專業(yè)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合，通過動(dòng)手實(shí)踐，加深對書本知識(shí)的理解。

同時(shí)不定期舉辦專家講壇，介紹海洋科學(xué)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、前沿和熱點(diǎn)問題及未來的發(fā)展趨勢，使得本院學(xué)生對海洋科學(xué)研究領(lǐng)域的發(fā)展歷史和研究背景有較全面的認(rèn)識(shí)。隨后，系統(tǒng)講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及研究思路，要求學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解與本研究相關(guān)的專業(yè)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)。然后分配實(shí)驗(yàn)任務(wù)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，組織知名專家，指導(dǎo)學(xué)生參與研究論文和課題申請書的撰寫。

近年來，我院多名教師積極吸納各年級(jí)在校生參加教師的科研活動(dòng)，根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)給予不同的研究內(nèi)容；從設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備及開展、實(shí)驗(yàn)中問題的應(yīng)急處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的整理分析、論文的撰寫等方面進(jìn)行全面、系統(tǒng)的訓(xùn)練。以“國家自然科學(xué)基金”等項(xiàng)目為背景，指導(dǎo)學(xué)生完成畢業(yè)論文，通過文獻(xiàn)的檢索和查閱、實(shí)驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)、動(dòng)手能力的培養(yǎng)及科技論文的寫作等方面，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中提出和解決科學(xué)問題，顯著提高學(xué)生的科研素質(zhì)與創(chuàng)新實(shí)踐能力。

除此之外，將我院的優(yōu)秀科研成果開設(shè)為新課或作為現(xiàn)有課程的新增內(nèi)容，編寫成教材，開設(shè)成新的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`課程；將教師們科研工作的新進(jìn)展、國際上研究領(lǐng)域的最新內(nèi)容及時(shí)補(bǔ)充到課堂上、教材中和實(shí)驗(yàn)室，使教學(xué)內(nèi)容得到補(bǔ)充和更新；把教學(xué)內(nèi)容直接和正在開展的科研工作掛鉤，開設(shè)研究、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，自然也完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。

第7篇：生物信息學(xué)產(chǎn)生的背景范文

1精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)現(xiàn)狀

2015年1月20日，美國總統(tǒng)奧巴馬在國情咨文演講提出“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計(jì)劃”，并于當(dāng)月30日宣布啟動(dòng)該計(jì)劃。我國政府也啟動(dòng)了相關(guān)的規(guī)劃部署，如：科技部組織成立了國家精準(zhǔn)醫(yī)療戰(zhàn)略專家委員會(huì)，決定在2030年之前投資600億元人民幣用于此項(xiàng)研究；國家衛(wèi)計(jì)委和科技部又組織召開了精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)專家研討會(huì)，研討精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究計(jì)劃的實(shí)施原則、目標(biāo)及重點(diǎn)內(nèi)容。目前，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的實(shí)施和應(yīng)用主要集中在惡性腫瘤領(lǐng)域，且已取得了突破性進(jìn)展，尤其在肺癌、乳腺癌等方面，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭。但精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的癌癥研究也有很多阻力，如難以解釋的耐藥性、腫瘤組織的時(shí)空異質(zhì)性、療效評估體系的不完善以及腫瘤復(fù)發(fā)因素的復(fù)雜性等[4]，在其他領(lǐng)域的應(yīng)用更有待于進(jìn)一步探索。調(diào)查顯示，目前國內(nèi)臨床醫(yī)生對精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念普遍缺乏深刻了解[4]，醫(yī)學(xué)教育中加強(qiáng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念的傳播成為時(shí)代提出的新要求?；诂F(xiàn)行醫(yī)學(xué)本科及研究生教學(xué)體系中尚未涉及精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的專門課程，理論教學(xué)中，授課老師應(yīng)結(jié)合本專業(yè)課程，積極傳播精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念；臨床實(shí)踐教學(xué)中，適時(shí)實(shí)施個(gè)體化診療方案，促進(jìn)精準(zhǔn)診療技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

2醫(yī)學(xué)教育措施

2.1改革教育格局，優(yōu)化教育體系

在傳統(tǒng)醫(yī)療體系中，對疾病的診療過程主要依靠臨床癥狀、體格檢查、影像學(xué)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)室檢查等內(nèi)容，由此導(dǎo)致我國臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)體系側(cè)重于解剖、生理、生化、病理及藥理等基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與內(nèi)科、外科、婦產(chǎn)科及兒科等臨床醫(yī)學(xué)的培養(yǎng)。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)本質(zhì)是應(yīng)用現(xiàn)代遺傳技術(shù)、分子影像技術(shù)、生物信息技術(shù)結(jié)合患者生活環(huán)境和臨床大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的診斷與治療，制定具有個(gè)性化的疾病預(yù)防和治療方案。因此，精準(zhǔn)醫(yī)療體系在傳統(tǒng)醫(yī)療的基礎(chǔ)上還涉及如何采用測序、熒光定量PCR、熒光原位雜交（FISH）等技術(shù)分析疾病發(fā)生的分子生物學(xué)本質(zhì)；如何根據(jù)疾病的分子分型針對性地選擇靶向藥物；如何利用多維數(shù)據(jù)去揭示疾病的病理生理狀態(tài)。顯然，傳統(tǒng)的教育體系已不適應(yīng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展需求。在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)體系下，醫(yī)學(xué)生培養(yǎng)內(nèi)容除了涉及基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)外，還應(yīng)加強(qiáng)對化學(xué)、生物學(xué)、遺傳學(xué)、信息學(xué)、分子生物學(xué)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等交叉領(lǐng)域的培養(yǎng)，建立適合精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的教育體系。

2.2加強(qiáng)學(xué)科交叉，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神

目前占主導(dǎo)地位的醫(yī)學(xué)模式是循證醫(yī)學(xué)，循證醫(yī)學(xué)是遵循科學(xué)證據(jù)的臨床醫(yī)學(xué)。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)依然是遵循科學(xué)證據(jù)的臨床醫(yī)學(xué)，而且其對科學(xué)證據(jù)的要求更全面、更深入，因此，可以說精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)是循證醫(yī)學(xué)的升華。但精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)關(guān)注的不再是疾病本身，而是患者本人，其核心理念是“個(gè)體化”，即通過對患者進(jìn)行全面、深入的分析和綜合判斷，盡可能認(rèn)識(shí)和把握疾病的分子生物學(xué)本質(zhì)，定制出針對患者個(gè)體的一套診療方案[5]?；诩膊〉膹?fù)雜性和各個(gè)學(xué)科的專業(yè)局限性，單獨(dú)一個(gè)學(xué)科很難全面、深入地認(rèn)識(shí)和把握疾病復(fù)雜的病理現(xiàn)象，這就要求不同學(xué)科之間加強(qiáng)合作，建立多學(xué)科聯(lián)合診療模式。未來醫(yī)學(xué)將更加重視“環(huán)境—社會(huì)—心理—工程—生物”醫(yī)學(xué)模式，因此，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的突破性進(jìn)展不單單依靠醫(yī)學(xué)內(nèi)部多學(xué)科的交叉，亦有賴于醫(yī)學(xué)與生物學(xué)、工學(xué)等學(xué)科的結(jié)合?；谶@種背景下，我們的醫(yī)學(xué)教育必須讓每位醫(yī)學(xué)生、醫(yī)務(wù)人員認(rèn)識(shí)到精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)是一個(gè)多學(xué)科交融的新興醫(yī)學(xué)發(fā)展領(lǐng)域，提倡團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)精神，培養(yǎng)與其他學(xué)科的合作意識(shí)，這樣才能有效打破技術(shù)壁壘，融合多元數(shù)據(jù)，達(dá)到資源共享的目的。

2.3加強(qiáng)科研意識(shí)和創(chuàng)新思維培養(yǎng)

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的研究內(nèi)容主要有：①疾病防控體系研發(fā)：積極開發(fā)前瞻性的、探索性的疾病預(yù)防體系，建立個(gè)體化疾病預(yù)防模式，以期達(dá)到治病于未病、防病于未然的目標(biāo)。②分子診斷體系的完善：分子診斷是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的重要基石，其研究內(nèi)容涉及基因組、表觀遺傳組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組和代謝組等多個(gè)層面，研究目標(biāo)旨在發(fā)現(xiàn)在臨床診療過程能發(fā)揮指導(dǎo)和參考作用的生物標(biāo)志物，如：一些與疾病關(guān)聯(lián)性、特異性強(qiáng)的標(biāo)志物，可以用于疾病的篩查、早期診斷及復(fù)發(fā)監(jiān)控；一些與藥物療效密相關(guān)的標(biāo)志物，可以作為指導(dǎo)個(gè)體化用藥的參考和依據(jù)；一些反映疾病預(yù)后的標(biāo)志物，可用于疾病預(yù)后和轉(zhuǎn)歸的預(yù)測。③分子影像學(xué)技術(shù)研究：包括研發(fā)分子標(biāo)志物為指導(dǎo)的MRI、CT、超聲等多模態(tài)圖像融合技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)或無創(chuàng)的精準(zhǔn)診斷。④臨床精準(zhǔn)醫(yī)療研究：精準(zhǔn)醫(yī)療的核心即治療方案的“個(gè)體化”，以患者分子診斷結(jié)果、個(gè)人全面信息、影像學(xué)以及大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果為依據(jù)，選擇個(gè)體化的治療方案，通過開展回顧性及前瞻性的臨床研究，全面評估精準(zhǔn)治療方案的療效、優(yōu)勢和不足，作為開展精準(zhǔn)治療的循證醫(yī)學(xué)依據(jù)[6]。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展離不開人類基因組測序技術(shù)的革新，生物信息學(xué)及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的進(jìn)步；亦有賴于生物芯片技術(shù)、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)、代謝組學(xué)技術(shù)、分子影像、微創(chuàng)等生物醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展。因此，對我國醫(yī)療技術(shù)的創(chuàng)新提出了更高的要求。因此，醫(yī)學(xué)教育中除了讓廣大醫(yī)學(xué)生及醫(yī)務(wù)工作者意識(shí)到精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的戰(zhàn)略地位外，更要讓他們充分意識(shí)到精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)目前正處于發(fā)展階段，整個(gè)精準(zhǔn)診療體系的各個(gè)環(huán)節(jié)尚有待于進(jìn)一步發(fā)展和完善，充分調(diào)動(dòng)廣大醫(yī)學(xué)生及臨床醫(yī)務(wù)工作者的創(chuàng)新意識(shí)和研究熱情，積極營造濃厚的科研氛圍。同時(shí)各大醫(yī)學(xué)院校、醫(yī)療機(jī)構(gòu)出臺(tái)相關(guān)支持政策，并加大精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究平臺(tái)建設(shè)，為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供可靠的支撐。

3結(jié)語

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)將改變?nèi)藗儗膊〉恼J(rèn)知水平，并使疾病的分類、診斷、治療及后續(xù)健康管理等各個(gè)環(huán)節(jié)的指南和規(guī)范發(fā)生革命性的變化，這對我國醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)和梯隊(duì)建設(shè)，科研環(huán)境的支撐都提出了新要求。醫(yī)學(xué)教育應(yīng)順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展需求，加強(qiáng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念傳輸，優(yōu)化醫(yī)學(xué)教育體系，加強(qiáng)學(xué)科交叉培養(yǎng)，灌輸團(tuán)隊(duì)精神，激發(fā)科研和創(chuàng)新意識(shí)，深化精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)人才的培育，以期促進(jìn)我國精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的健康發(fā)展。

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第8篇：生物信息學(xué)產(chǎn)生的背景范文

[關(guān)鍵詞]圖書情報(bào)教育;教育改革;ischool

1引言

隨著社會(huì)信息化的縱深發(fā)展以及人力資源市場競爭、就業(yè)壓力的不斷加劇，我國圖書情報(bào)教育面臨的挑戰(zhàn)在不斷積聚。近年來伴隨高校院系調(diào)整、課程重組，圖書情報(bào)專業(yè)畢業(yè)生在就業(yè)去向多元化的同時(shí)，卻明顯感覺專業(yè)教育與職業(yè)發(fā)展的分化、偏離，學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)同感降低，對專業(yè)課程的興趣和滿意度下降，沒有形成顯著的專業(yè)核心能力。學(xué)生對未來發(fā)展感到茫然，專業(yè)教師也不乏憂慮。如何應(yīng)對挑戰(zhàn)、改革創(chuàng)新，擔(dān)負(fù)起為社會(huì)培養(yǎng)合格專業(yè)人才的歷史使命，一直是我國圖書情報(bào)教育工作者和研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。為此，有學(xué)者發(fā)起了讓學(xué)科之樹長青的教育討論，有學(xué)者試圖從社會(huì)對圖書情報(bào)專業(yè)人才需求結(jié)構(gòu)及畢業(yè)生就業(yè)指導(dǎo)服務(wù)體系等角度探尋原因和對策。還有學(xué)者在研究國外圖書館界新的職業(yè)核心能力標(biāo)準(zhǔn)對專業(yè)教育改革的借鑒價(jià)值。2005年，美國興起的“信息學(xué)院運(yùn)動(dòng)”(iSchoolmovement)也引起了國內(nèi)學(xué)者的廣泛關(guān)注和研究。作為長期投身圖書情報(bào)教育的專業(yè)教師，筆者關(guān)注在轟動(dòng)一時(shí)的iSchool品牌造勢后，國外的教育同行做了哪些具體努力以推進(jìn)專業(yè)教育的改革創(chuàng)新。經(jīng)過近一年對北美圖書情報(bào)院校的調(diào)研、考察及與國外同行的交流，筆者深感教育創(chuàng)新的根基源于科研創(chuàng)新，教育改革則直接體現(xiàn)在培養(yǎng)目標(biāo)、課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)方式的改變上。以下將從幾個(gè)方面分析國外圖書情報(bào)教育發(fā)展的新動(dòng)向，期望歸納總結(jié)出值得我國圖書情報(bào)教育改革所借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

2培養(yǎng)目標(biāo)的提升

圖書情報(bào)學(xué)教育的改革源于信息技術(shù)、社會(huì)信息需求和管理水平不斷提高等外部因素的驅(qū)動(dòng)。近年來為了取得與現(xiàn)實(shí)信息環(huán)境的默契，滿足社會(huì)發(fā)展對專業(yè)人才的需求，圖書情報(bào)教育機(jī)構(gòu)無論從名稱和內(nèi)容上都進(jìn)行了許多改變。在圖書情報(bào)學(xué)院更名潮的背后，更應(yīng)關(guān)注其內(nèi)容和實(shí)質(zhì)的改變。其中培養(yǎng)目標(biāo)的改變是具有根本性和指導(dǎo)意義的，因?yàn)榕囵B(yǎng)目標(biāo)的改變決定了課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)方式等其他教學(xué)方面的變革。通過調(diào)研北美各圖書情報(bào)學(xué)院對辦學(xué)目標(biāo)、培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)或畢業(yè)生專業(yè)能力等方面的描述，筆者發(fā)現(xiàn)盡管各家在表述上會(huì)有一些措辭的差異，但都表現(xiàn)出了圖書情報(bào)教育培養(yǎng)目標(biāo)的某種轉(zhuǎn)變和提升，即著眼于專業(yè)知識(shí)、專業(yè)人才應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，發(fā)展提升專業(yè)核心能力。具體來說就是：從傳統(tǒng)的面向圖書情報(bào)機(jī)構(gòu)培養(yǎng)工作人員過渡到面向更廣泛領(lǐng)域和機(jī)構(gòu)的信息管理培養(yǎng)信息專業(yè)人員(informationprofessional)，再發(fā)展到面向各類用戶更高層次的管理水平、更多樣的信息需求和更復(fù)雜的信息行為培養(yǎng)知識(shí)管理人員(knowledgeprofessional)。傳統(tǒng)的培養(yǎng)目標(biāo)面向圖書情報(bào)機(jī)構(gòu)的文獻(xiàn)管理，專業(yè)核心能力圍繞文獻(xiàn)的采購、分類、編目、典藏、流通等文獻(xiàn)信息管理與服務(wù)知識(shí)與技能展開。面向更廣泛領(lǐng)域信息管理工作培養(yǎng)的信息專業(yè)人員，其專業(yè)核心能力則圍繞更廣泛類型信息的信息采集、信息分類、信息描述、信息組織、信息檢索和利用、信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與評價(jià)等的知識(shí)與技能展開。而在信息管理的基礎(chǔ)上走向知識(shí)管理的知識(shí)專業(yè)人員則更關(guān)注信息活動(dòng)的主體及其信息行為，為滿足各類機(jī)構(gòu)或個(gè)人用戶更多樣、更高層次的信息獲取及學(xué)習(xí)、運(yùn)用、創(chuàng)造知識(shí)的需求，掌握知識(shí)組織、知識(shí)管理和知識(shí)傳播的能力，在各類組織機(jī)構(gòu)中發(fā)揮更大作用，保證組織的戰(zhàn)略思考、規(guī)劃、探索、創(chuàng)新、交流等活動(dòng)得到全面、有效的信息支持。

應(yīng)該指出，培養(yǎng)目標(biāo)的提升為專業(yè)課程的改革及形成相應(yīng)的課程體系提供了指導(dǎo)方針，而與之相配套的課程體系改革則是一個(gè)更為復(fù)雜艱巨的工程，只能以漸進(jìn)的形式發(fā)展。

3設(shè)立多種教育層次培養(yǎng)適用人才

為滿足社會(huì)對信息管理人才的普遍需求和教育消費(fèi)的多樣化，北美圖書情報(bào)教育的層次日益豐富。在提供碩士、博士研究生教育的同時(shí)也提供本科學(xué)士學(xué)位教育、雙學(xué)位(dual／doubledegree)、輔修課程(Mi-nor)，還有各種專業(yè)證書、高級(jí)研修證書(CertificateofAdvanceStudy，C.A.S.)、碩士后(post-master)課程等非學(xué)位教育。加拿大的Langara學(xué)院還配合加拿大圖書館協(xié)會(huì)(CanadianLibraryAssociation)對圖書館技術(shù)員(LibraryTechnicians)的需求，專門開設(shè)了兩年制圖書館與信息技術(shù)證書教育(相當(dāng)于國內(nèi)的高職或大專)。

筆者調(diào)研了在《美國新聞與世界報(bào)道》(U.S.News&WorldReport)2009年圖書情報(bào)院校排名中處于前十位的13所院校，其中有8所提供本科學(xué)位教育，這些本科項(xiàng)目面向信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的多種職業(yè)和各行業(yè)領(lǐng)域的信息要求，培養(yǎng)內(nèi)容涉及信息科學(xué)、信息系統(tǒng)與信息技術(shù)、信息管理與信息服務(wù)。包括信息構(gòu)建、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和實(shí)施以及網(wǎng)絡(luò)支持、信息咨詢等。有些院校還以輔修科目、雙學(xué)位的形式向已有一定其他學(xué)科專業(yè)背景的學(xué)生提供此類課程。如2009年排名第一的北卡羅來納大學(xué)圖書情報(bào)學(xué)院的信息科學(xué)專業(yè)本科課程要求學(xué)生學(xué)習(xí)10門專業(yè)核心課外，還要在信息技術(shù)、信息資源管理、信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域修讀一系列選修課。該院還面向其他專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與利用輔修課程(包含5門課程，該校已修完大二第一學(xué)期課程的學(xué)生都可以申請)，幫助學(xué)生了解用于解決各領(lǐng)域信息問題的計(jì)算工具、網(wǎng)絡(luò)、多媒體和各種電子信息資源等。雪城大學(xué)信息學(xué)院的信息管理與技術(shù)本科教育要求取得學(xué)士學(xué)位必須修滿120學(xué)分，其中40學(xué)分在本學(xué)院學(xué)習(xí)，其余學(xué)分則從修讀該校其他8所學(xué)院的本科課程中取得。信息學(xué)院約有10％的學(xué)生會(huì)選擇該院與Whitman管理學(xué)院建立的雙學(xué)位課程，既獲得企業(yè)管理的知識(shí)，又擁有信息技術(shù)的系統(tǒng)培訓(xùn)。這使得他們不同于一般的管理學(xué)院或商學(xué)院學(xué)生，在人才市場上具備了一定競爭優(yōu)勢。該院設(shè)立的18學(xué)分輔修科目“全球企業(yè)技術(shù)(GlobalEnterpriseTechnology)”幫助學(xué)生了解怎樣開發(fā)和管理全球企業(yè)的信息系統(tǒng)。由于目前銀行、商業(yè)零售、娛樂、保險(xiǎn)、醫(yī)療等行業(yè)的全球企業(yè)都依賴大規(guī)模的信息系統(tǒng)來開展業(yè)務(wù)，相關(guān)專業(yè)的學(xué)生可受惠于這一課程，將其與原有的專業(yè)背景相結(jié)合而發(fā)展未來的職業(yè)生涯。另一輔修項(xiàng)目“信息管理與技術(shù)”則面向更廣泛專業(yè)的學(xué)生，傳授信息、信息資源、信息通訊和信息技術(shù)相關(guān)知識(shí)，使學(xué)生在當(dāng)前信息密集的工作環(huán)境下有更多的職業(yè)選擇。

許多院校還設(shè)立了高級(jí)研修證書(Certificate0fAdvancedStudy——C.A.S.)項(xiàng)目，其課程一般屬于碩士研究生層次或碩士后培訓(xùn)，面向希望通過繼續(xù)教育更新專業(yè)知識(shí)和技能的在職人員，或在專業(yè)工作某一領(lǐng)域有深造愿望、想打造某種專業(yè)特長的在讀學(xué)生。C.A.S.因各校提供的課程不同呈現(xiàn)了多樣化的發(fā)展，如伊利諾伊大學(xué)香檳分校圖情學(xué)院提供的高級(jí)研修證書有：數(shù)字圖書館，圖書館和信息中心管理，專業(yè)圖書館服務(wù)(如兒童服務(wù)、政府信息、科學(xué)技術(shù)信息服務(wù))等；佛羅里達(dá)州立大學(xué)圖情學(xué)院提供的高級(jí)研修證書項(xiàng)目有：管理與領(lǐng)導(dǎo)，博物館研究，參考服務(wù)，網(wǎng)站設(shè)計(jì)、學(xué)校圖書館和青少年信息服務(wù)等。許多可通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的方式取得，有的還可以根據(jù)學(xué)員個(gè)人的專業(yè)發(fā)展興趣設(shè)計(jì)個(gè)性化的修讀計(jì)劃。

4精心設(shè)計(jì)課程體系

培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)要通過課程教學(xué)中的知識(shí)傳授及應(yīng)用實(shí)踐才能得到落實(shí)。為打造學(xué)生的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)、培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)核心能力，各圖書情報(bào)學(xué)院精心設(shè)計(jì)了各具特色的課程體系。盡管各校學(xué)術(shù)淵源的差異或在培養(yǎng)目標(biāo)上的不同側(cè)重，導(dǎo)致了具體課程設(shè)置和課程體系的不同，但仍有一些共同特征是值得我們注意的。

4.1提高課程廣度

配合培養(yǎng)目標(biāo)的提升，各校的課程都在面向更廣泛領(lǐng)域信息管理、信息技術(shù)和信息系統(tǒng)的方向上有所拓展。各校課程體系中基本都會(huì)有一門旨在引導(dǎo)學(xué)生專業(yè)入門的必修基礎(chǔ)課。該課名稱各異，如“Under-standingInformation”或“IntroductiontoInformationStud-ies”，但都力圖通過教學(xué)使學(xué)生了解在多樣化信息環(huán)境中信息管理專業(yè)人員的不同角色，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的興趣和才能來選擇與發(fā)展不同的學(xué)習(xí)計(jì)劃以達(dá)到相應(yīng)的職業(yè)目標(biāo)。課程廣度的提高還體現(xiàn)在關(guān)注更廣泛信息環(huán)境中的信息管理與技術(shù)問題，如：數(shù)字圖書館、電子商務(wù)、e-Learning、eGoverment等，還設(shè)立了信息政策、信息道德、信息管理中的法律問題等具有較新研究視野的課程。

4.2加強(qiáng)課程深度

為形成學(xué)生扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，打造學(xué)生的專業(yè)核心能力，各校將相近研究領(lǐng)域的教師組成研究教學(xué)團(tuán)隊(duì)，在核心專業(yè)方向上建設(shè)系列課程，以加強(qiáng)課程的深度。如：威斯康辛大學(xué)密爾沃基分校信息學(xué)院就由資深教授領(lǐng)銜成立了“信息組織研究組”和“信息檢索研究組”，其目的就是合作開展研究計(jì)劃、組織學(xué)術(shù)交流并推進(jìn)課程建設(shè)。如信息檢索研究組所涉及的領(lǐng)域有：信息行為，信息檢索系統(tǒng)的人機(jī)交互，信息檢索系統(tǒng)評價(jià)，信息檢索系統(tǒng)設(shè)計(jì)，信息可視化和多媒體信息檢索。各校致力于在傳統(tǒng)信息管理知識(shí)基礎(chǔ)上增加新技術(shù)的內(nèi)容，以深化課程內(nèi)容、強(qiáng)化某一項(xiàng)專業(yè)核心能力的培養(yǎng)。如，伊利諾伊大學(xué)香檳分校圖書情報(bào)學(xué)院的“信息組織與知識(shí)描述”模塊下就集中了20多門相關(guān)課程，除了傳統(tǒng)的書目、索引、文摘、分類與敘詞、數(shù)據(jù)庫課程外，還增加了多項(xiàng)新技術(shù)課程，有：多媒體信息、信息構(gòu)建、文檔建模、元數(shù)據(jù)、本體、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的可視化與導(dǎo)航、信息系統(tǒng)界面等。

4.3實(shí)現(xiàn)課程的模塊化及課程組織的靈活性

即在培養(yǎng)目標(biāo)的指導(dǎo)下，基于對信息專業(yè)人員的職業(yè)能力分析及課程教學(xué)和管理功能分析，將課程內(nèi)容按知識(shí)和能力的要求，編排為合理的課程模塊。模塊化課程體系的特點(diǎn)是：①每個(gè)模塊相對獨(dú)立，學(xué)完一個(gè)模塊可以獲得一項(xiàng)專業(yè)技能、知識(shí)或能力；②模塊的內(nèi)容依據(jù)專業(yè)能力需要確定，針對性、實(shí)用性強(qiáng)，比較深入；③模塊之間以及模塊課程之間可以靈活組合，以滿足學(xué)生不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)和要求；④課程模塊可及時(shí)更新，以反映行業(yè)發(fā)展所產(chǎn)生的新知識(shí)、新技術(shù)、新系統(tǒng)。

如：伊利諾伊大學(xué)香檳分校圖書情報(bào)學(xué)院就將碩士學(xué)位研究生的所有專業(yè)課程組織成7個(gè)范疇模塊，即：信息組織與知識(shí)描述，用戶與信息資源利用，信息系統(tǒng)，歷史、經(jīng)濟(jì)與政策，管理與評價(jià)，社會(huì)、團(tuán)體與組織信息學(xué)，青少年文獻(xiàn)與服務(wù)。每個(gè)模塊都由10－20多門相關(guān)專業(yè)課程組成。模塊化課程體系建立了一個(gè)“寬口徑”的專業(yè)知識(shí)平臺(tái)，每個(gè)模塊對應(yīng)打造某項(xiàng)專業(yè)技能。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)個(gè)人興趣及職業(yè)傾向，進(jìn)行模塊之間課程的選擇和組合，以形成自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃。有較寬視角的學(xué)生可以廣泛涉獵各模塊中的課程，而對發(fā)展某項(xiàng)專業(yè)能力特別感興趣的學(xué)生則可集中在一兩個(gè)模塊中深入學(xué)習(xí)相關(guān)課程。模塊化課程體系保證了課程組織的靈活性，使學(xué)生學(xué)習(xí)的選擇度更大，滿足了學(xué)生多樣化、個(gè)性化發(fā)展的要求，幫助學(xué)生在形成廣泛知識(shí)基礎(chǔ)的同時(shí)，也能發(fā)現(xiàn)更多新的、動(dòng)態(tài)的職業(yè)路徑和就業(yè)目標(biāo)，培養(yǎng)出“一專多能”的專業(yè)人才。

5以科研促進(jìn)教學(xué)發(fā)展

科研是教學(xué)的后盾，是提高教育質(zhì)量和教學(xué)水平的重要基礎(chǔ)。近年來，北美圖書情報(bào)學(xué)院在科研方面一個(gè)重要趨勢是，拓寬研究視野，關(guān)注社會(huì)各領(lǐng)域的多元信息機(jī)會(huì)，與其他學(xué)科合作開展領(lǐng)域廣泛的跨學(xué)科研究。研究范圍從圖書館到信息科學(xué)與各學(xué)科交叉的各領(lǐng)域，不僅涉及信息組織、信息檢索與利用、信息系統(tǒng)和人機(jī)交互的設(shè)計(jì)，也涉及對經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和各類組織機(jī)構(gòu)信息環(huán)境的分析研究，探討利于信息社會(huì)和諧發(fā)展的政策、法律問題。還注重研究信息、技術(shù)與人的相互關(guān)系，以信息行為主體為中心探討信息系統(tǒng)的優(yōu)化等?？梢姡芯糠秶徒嵌纫堰h(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)圖書情報(bào)學(xué)的范圍，同時(shí)又充分發(fā)揮傳統(tǒng)學(xué)科專業(yè)知識(shí)與技能的特長，在更廣闊的背景下探索信息管理、信息開發(fā)與利用、知識(shí)組織、知識(shí)管理與傳播。

在美國信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)會(huì)(ASIS&T)2009年會(huì)上，北卡羅來納大學(xué)信息學(xué)院展示了其近年來的研究項(xiàng)目和成果。該校研究人員將研究視角置于當(dāng)今世界各類信息查詢與利用中的各種社會(huì)、組織和技術(shù)問題。許多跨學(xué)科項(xiàng)目所涉及研究領(lǐng)域的廣泛和豐富性正切合了該屆年會(huì)的主題：“蓬勃發(fā)展的多樣性——多元化世界中的信息機(jī)會(huì)”(Thriving0nDiversity-Informa-tionOpportunitiesinaPluralisticWorld)。如：與國家癌癥學(xué)會(huì)(NCI)合作的簡化個(gè)人健康記錄的研究項(xiàng)目，與該大學(xué)醫(yī)務(wù)人員共同工作開發(fā)的緊急醫(yī)療文本處理軟件系統(tǒng)等項(xiàng)目，都旨在探索有效輸入病人醫(yī)療信息并易于后續(xù)者檢索和閱讀的方法，以改善民眾的診療環(huán)境，提高醫(yī)療服務(wù)效率，并支持長期的醫(yī)學(xué)研究、公共衛(wèi)生管理與監(jiān)測等。該校信息與可視化實(shí)驗(yàn)室(IV-Lab)與遺傳學(xué)、放射學(xué)、生物化學(xué)、生物工程等領(lǐng)域研究人員合作開發(fā)了醫(yī)學(xué)圖像的三維顯示，可用于乳腺癌的早期診斷；IVLab還開發(fā)了醫(yī)學(xué)圖像及信息交換的國際標(biāo)準(zhǔn)。該校交互設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室(IDL)承擔(dān)的國家科學(xué)基金會(huì)項(xiàng)目GovStat則面向公眾利用政府信息與服務(wù)的迫切要求，力求通過對政府信息的集成、開發(fā)創(chuàng)新性的用戶界面，使公眾能夠更加便利地查找、獲取政府信息資源，更有效地利用政府信息服務(wù)。而元數(shù)據(jù)研究中心(MRC)則是致力于結(jié)合各領(lǐng)域的需求研發(fā)各種更有效的元數(shù)據(jù)，以支持搜索引擎改善檢索效果、開發(fā)支持生物多樣性和自然歷史研究的數(shù)字圖書館，還將元數(shù)據(jù)研究成果應(yīng)用到生物信息學(xué)、電子商務(wù)、信息安全等許多領(lǐng)域。

正是在廣泛關(guān)注社會(huì)各領(lǐng)域的信息需求、發(fā)現(xiàn)各種信息工作機(jī)會(huì)，積極開展跨學(xué)科研究的合作中，信息管理專業(yè)人員的知識(shí)和技能得以充分展示；加上各領(lǐng)域?qū)ｉT信息人才的需求日益迫切，于是各種跨學(xué)科的雙學(xué)位教育項(xiàng)目(Dual／CoordinatedDegree)應(yīng)運(yùn)而生。如密執(zhí)安大學(xué)信息學(xué)院的雙學(xué)位項(xiàng)目有：商業(yè)管理與信息(MBA／MSI)、法律與信息(JD／MSI)、醫(yī)學(xué)與信息(MD／MSI)、公共政策與信息(MPP／MSI)、社會(huì)工作與信息等。威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校圖書館與信息學(xué)院的雙學(xué)位項(xiàng)目有：法律與圖書館信息學(xué)、音樂與圖書館信息學(xué)。

6重視開展實(shí)踐性教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)

為培養(yǎng)學(xué)生的綜合專業(yè)能力、實(shí)際動(dòng)手能力和工作技能，各圖書情報(bào)院校都非常重視實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過各種實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)課程等專業(yè)活動(dòng)，使學(xué)生投入到真實(shí)的信息環(huán)境，接觸到切實(shí)的信息需求，并在專業(yè)人員或教師的指導(dǎo)下，嘗試探索解決現(xiàn)實(shí)信息問題的方案。各校開展的實(shí)踐性教學(xué)活動(dòng)形式豐富多樣，除了穿插于各專業(yè)課程中的調(diào)研、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)外，還有各種課外學(xué)生社團(tuán)活動(dòng)或社會(huì)實(shí)踐，更有與企業(yè)及其他社會(huì)機(jī)構(gòu)相結(jié)合的專門畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)活動(dòng)等。例如：

北卡羅來納大學(xué)圖情學(xué)院大力倡導(dǎo)其學(xué)生面向社區(qū)、結(jié)合專業(yè)特長開展技術(shù)開發(fā)和服務(wù)。該校學(xué)生積極運(yùn)作籌款和藏書捐獻(xiàn)，為當(dāng)?shù)責(zé)o家可歸者庇護(hù)中心建立了圖書館；開發(fā)的植物信息中心(PlantInformationCenter，PIC)網(wǎng)站收集了北卡和美國東南部375種植物的標(biāo)本和相關(guān)信息，為中小學(xué)生探索自然、學(xué)習(xí)相關(guān)生物知識(shí)、識(shí)別植物品種提供服務(wù)。PIC已成為北卡植物園、當(dāng)?shù)刂袑W(xué)和公共圖書館的合作伙伴。還與專業(yè)圖書館合作開發(fā)了北卡健康信息(NCHealthlnfo)網(wǎng)站，幫助居民查找當(dāng)?shù)氐尼t(yī)療衛(wèi)生服務(wù)機(jī)構(gòu)及各種疾病和康復(fù)中心的醫(yī)療條件、服務(wù)項(xiàng)目等。學(xué)生們還經(jīng)常在本社區(qū)公共圖書館組織親子閱讀、社區(qū)閱讀等活動(dòng)。學(xué)院還與美國環(huán)境保護(hù)局(EPA)簽署了多年的實(shí)習(xí)合同，每個(gè)學(xué)期EPA圖書館和國家環(huán)境健康科學(xué)學(xué)會(huì)圖書館會(huì)雇用該校的在讀研究生作為實(shí)習(xí)生在圖書館各崗位輪崗工作，如：編目、聯(lián)機(jī)檢索、館際互借、參考服務(wù)等，已有300多名學(xué)生參加過實(shí)習(xí)。其他合作過的實(shí)習(xí)機(jī)構(gòu)有IBM、Cisco、SAS及GlaxoSmithK—iine等著名企業(yè)。

德雷賽爾大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院則通過帶薪實(shí)習(xí)計(jì)劃(Co-op)為學(xué)生提供了極有價(jià)值的專業(yè)實(shí)踐機(jī)會(huì)。Co-op項(xiàng)目使學(xué)生有機(jī)會(huì)在財(cái)富500強(qiáng)中的微軟、CIGNA和西門子等著名企業(yè)公司中工作，既獲得了寶貴的專業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)，又可與業(yè)界人士和公司建立聯(lián)系，為求職就業(yè)提供便利。信息學(xué)院學(xué)生所任職位涉及：局域網(wǎng)絡(luò)工程、系統(tǒng)分析、數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)站開發(fā)、用戶界面設(shè)計(jì)與分析等許多方面，其平均6個(gè)月薪水為17082美元，是該大學(xué)CO-OP項(xiàng)目中最高的。

德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校信息學(xué)院重視畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)活動(dòng)，為“專業(yè)體驗(yàn)計(jì)劃(Profes-sionalExperienceProject，PEP)”等系列實(shí)踐課規(guī)定了專門的學(xué)分和輔導(dǎo)制度。PEP課要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，基于真實(shí)的信息環(huán)境，做出學(xué)術(shù)嚴(yán)謹(jǐn)、有專業(yè)水平的項(xiàng)目。PEP項(xiàng)目可以是開展系統(tǒng)的分析和評估，系統(tǒng)建檔、保存數(shù)字信息和記錄，或評估一項(xiàng)館藏或信息存儲(chǔ)，建立和執(zhí)行推廣方案的成果。其成果可以是一個(gè)詳細(xì)說明該項(xiàng)目的論文、網(wǎng)站、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)集、手冊或社區(qū)服務(wù)項(xiàng)目。

第9篇：生物信息學(xué)產(chǎn)生的背景范文

1．1醫(yī)學(xué)信息學(xué)教學(xué)與醫(yī)學(xué)實(shí)踐需求脫節(jié)

醫(yī)學(xué)信息學(xué)的教學(xué)體系應(yīng)該從醫(yī)學(xué)信息的上、中、下“三游”來加以組織。醫(yī)學(xué)信息學(xué)上游主要是指傳授醫(yī)學(xué)信息的本質(zhì)、特征、類型、產(chǎn)生機(jī)制與機(jī)構(gòu)、傳播等知識(shí)。醫(yī)學(xué)信息學(xué)中游主要是指傳授醫(yī)學(xué)信息的搜集、整理、鑒定、組織與分析，以及醫(yī)療信息化背景下的醫(yī)學(xué)信息的描述與信息庫、衛(wèi)生信息系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)信息的儲(chǔ)存、檢索和深加工等知識(shí)。醫(yī)學(xué)信息學(xué)下游主要是指傳授醫(yī)學(xué)信息資源開發(fā)、利用與服務(wù)及其文化傳承等知識(shí)。筆者認(rèn)為醫(yī)學(xué)信息學(xué)是一門應(yīng)用型較強(qiáng)的課程，對于醫(yī)學(xué)專業(yè)的學(xué)生需要根據(jù)未來所從事的職業(yè)性質(zhì)研修相應(yīng)的“三游”知識(shí)。如臨床專業(yè)的學(xué)生需要研修病案管理學(xué)、病案信息資源管理學(xué)、醫(yī)院信息系統(tǒng)、電子病歷等課程。但是就筆者所在的南京醫(yī)科大學(xué)進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在醫(yī)學(xué)學(xué)生的教學(xué)計(jì)劃中，只有衛(wèi)生信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)與醫(yī)療保險(xiǎn)專業(yè)開設(shè)了醫(yī)學(xué)信息學(xué)的相關(guān)課程，而作為未來醫(yī)學(xué)信息的產(chǎn)生者——醫(yī)生，臨床專業(yè)的醫(yī)學(xué)生教學(xué)計(jì)劃中沒有醫(yī)學(xué)信息學(xué)的相關(guān)課程。這種醫(yī)學(xué)信息學(xué)教學(xué)與醫(yī)學(xué)實(shí)踐需求之間的脫節(jié)，直接導(dǎo)致臨床專業(yè)的醫(yī)學(xué)生在大學(xué)期間沒有培養(yǎng)良好的醫(yī)學(xué)信息學(xué)素養(yǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致這些醫(yī)學(xué)生在未來成為醫(yī)生之后對醫(yī)學(xué)信息不重視，甚至為醫(yī)學(xué)信息產(chǎn)生、收集、整理而煩惱。

1．2醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科發(fā)展不深入

長春工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院對開設(shè)醫(yī)學(xué)信息學(xué)專業(yè)(或方向)的高校進(jìn)行了排名，其順序是復(fù)旦大學(xué)、中山大學(xué)、中南大學(xué)、中國醫(yī)科大學(xué)、首都醫(yī)科大學(xué)、四川大學(xué)、北京大學(xué)、南方醫(yī)科大學(xué)、山西醫(yī)科大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、石河子大學(xué)、吉林大學(xué)、重慶醫(yī)科大學(xué)、哈爾濱醫(yī)科大學(xué)、山東大學(xué)、杭州師范大學(xué)、南京醫(yī)科大學(xué)、泰山醫(yī)學(xué)院、河北醫(yī)科大學(xué)、南昌大學(xué)、天津中醫(yī)藥大學(xué)、福建醫(yī)科大學(xué)、武漢大學(xué)、上海交通大學(xué)、青島大學(xué)、天津醫(yī)科大學(xué)、延邊大學(xué)、浙江中醫(yī)藥大學(xué)、新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院、南華大學(xué)和大連醫(yī)科大學(xué)等33所高校。筆者在南京醫(yī)科大學(xué)圖書館網(wǎng)站利用“題名=醫(yī)學(xué)信息或衛(wèi)生信息，文獻(xiàn)類型選擇‘中文書籍’進(jìn)行檢索，返回結(jié)果為51本與醫(yī)學(xué)信息相關(guān)，14本與衛(wèi)生信息相關(guān)的文獻(xiàn)。在51本與醫(yī)學(xué)信息相關(guān)的檢索結(jié)果中涉及醫(yī)學(xué)信息檢索的文獻(xiàn)為31本，涉及到醫(yī)學(xué)信息學(xué)基礎(chǔ)教程的結(jié)果為8本。其余主要包括醫(yī)學(xué)信息研究、醫(yī)學(xué)信息資源組織與管理、醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)決策與支持系統(tǒng)和醫(yī)學(xué)信息分析等。綜觀這些檢索結(jié)果基本上是針對不同對象的大學(xué)課程教科書。在14本與衛(wèi)生信息相關(guān)的檢索結(jié)果中涉及衛(wèi)生信息管理的結(jié)果為8本，涉及衛(wèi)生信息系統(tǒng)的結(jié)果為2本，涉及衛(wèi)生信息化的有2本，涉及衛(wèi)生信息技術(shù)與衛(wèi)生信息資源的各1本。從檢索結(jié)果可以得出在醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科發(fā)展過程中存在創(chuàng)作重復(fù)現(xiàn)象。如在檢索結(jié)果中涉及到的知識(shí)點(diǎn)雷同多，書本編排應(yīng)急就章，重復(fù)建設(shè)，后出版之書不僅沒有超過前者，有的反而出現(xiàn)倒退現(xiàn)象。除劉冰、黃玉玲主編的《醫(yī)學(xué)信息研究》之外，主要用于醫(yī)學(xué)信息學(xué)專業(yè)教學(xué)教材。在這些教材中除了丁寶芬教授的《醫(yī)學(xué)信息學(xué)》、羅愛靜教授的《衛(wèi)生信息管理概論》和《衛(wèi)生信息管理學(xué)》作為普通高等教育國家級(jí)教材規(guī)劃教材之外，其余教材鮮有得到國際或國內(nèi)同行普遍認(rèn)同。有些著作雖然注重吸收圖書情報(bào)與檔案管理學(xué)的學(xué)科知識(shí)，但是沒有能夠與醫(yī)學(xué)信息學(xué)有效融合，移植現(xiàn)象比較明顯。當(dāng)然筆者在此無意于簡單否定醫(yī)學(xué)信息學(xué)界與出版界同行的工作，但我國33所醫(yī)學(xué)信息學(xué)相關(guān)專業(yè)的高等院校應(yīng)該反思，應(yīng)考慮利用范式理論指引學(xué)科發(fā)展，加強(qiáng)知識(shí)橫向與縱向的傳承與發(fā)展，引進(jìn)圖書情報(bào)與檔案管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和管理學(xué)等理論，彌補(bǔ)國內(nèi)醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科的空白和不足，提升學(xué)科地位。

2醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式研究是解困之舉

隨著全球化進(jìn)程的加劇，醫(yī)學(xué)信息學(xué)也將與其他學(xué)科更加相融，醫(yī)學(xué)信息學(xué)的發(fā)展必將走向開放與合作，醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科發(fā)展問題將會(huì)成為一個(gè)國際性課題。因此我國醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體利用范式理論作為研究手段，從國外學(xué)科研究成果和研究方法中汲取有益成分，使之為解決國內(nèi)醫(yī)學(xué)信息學(xué)的學(xué)科發(fā)展之瓶頸成為應(yīng)然解困之舉。

2．1范式研究有助于醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科的深化與拓展

醫(yī)學(xué)信息學(xué)要想從宏觀上和根本上提升學(xué)科地位，需要在元科學(xué)領(lǐng)域的研究上投入更多精力。元科學(xué)理論，即關(guān)于科學(xué)的科學(xué)，醫(yī)學(xué)信息學(xué)元科學(xué)即是指關(guān)于醫(yī)學(xué)信息學(xué)的科學(xué)。當(dāng)醫(yī)學(xué)信息學(xué)發(fā)展到一定階段的時(shí)候，醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體會(huì)對學(xué)科的本質(zhì)、規(guī)律及其相關(guān)元問題進(jìn)行分析與探究，便產(chǎn)生了“學(xué)中之學(xué)”、“科學(xué)之科學(xué)”的研究取向，筆者認(rèn)為可以將這類的醫(yī)學(xué)信息學(xué)分支學(xué)科稱之為“醫(yī)學(xué)信息學(xué)元科學(xué)”。醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體會(huì)遵循學(xué)科發(fā)展史的軌跡，即經(jīng)驗(yàn)研究、方法論研究和理論研究，具體發(fā)展走向?yàn)椴“腹芾怼⑨t(yī)學(xué)信息檢索、衛(wèi)生信息管理學(xué)、衛(wèi)生信息化、衛(wèi)生法律法規(guī)、醫(yī)學(xué)信息保護(hù)技術(shù)學(xué)、醫(yī)院信息系統(tǒng)、衛(wèi)生信息系統(tǒng)、電子病歷、區(qū)域醫(yī)療合作和醫(yī)學(xué)信息學(xué)史等。在此基礎(chǔ)之上，醫(yī)學(xué)信息學(xué)科分支中會(huì)產(chǎn)生醫(yī)學(xué)信息學(xué)概論(衛(wèi)生信息管理概論)——以“揭示醫(yī)學(xué)信息學(xué)現(xiàn)象本質(zhì)和規(guī)律為研究目的”的學(xué)科。醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式研究就是關(guān)于醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科自身的深化與拓展，醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體立足于宏觀抽象層面，從根本上認(rèn)識(shí)醫(yī)學(xué)信息學(xué)的元問題和本質(zhì)規(guī)律?，F(xiàn)階段我國的醫(yī)學(xué)信息學(xué)研究已具備一定的規(guī)模和水平，其研究領(lǐng)域已經(jīng)從醫(yī)學(xué)知識(shí)表達(dá)、衛(wèi)生信息系統(tǒng)、生物信息學(xué)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)教育與培訓(xùn)l等傳統(tǒng)領(lǐng)域向面向語義互操作的知識(shí)體系構(gòu)建、跨系統(tǒng)和跨應(yīng)用的互操作標(biāo)準(zhǔn)制定、網(wǎng)格與云環(huán)境下的應(yīng)用、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、人體模型建設(shè)、臨床決策和認(rèn)知學(xué)領(lǐng)域深入發(fā)展。盡管醫(yī)學(xué)信息學(xué)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展領(lǐng)域，具有較快的發(fā)展速度，但是對元問題層面的挖掘探討仍對學(xué)科的發(fā)展是至關(guān)重要的。以醫(yī)學(xué)信息學(xué)元科學(xué)代表“醫(yī)學(xué)信息學(xué)概論”或“衛(wèi)生信息管理概論”為例，現(xiàn)有的文獻(xiàn)僅有一本，即衛(wèi)生部“十一五”規(guī)劃教材——《衛(wèi)生信息管理概論》。筆者認(rèn)為作為醫(yī)學(xué)信息學(xué)元科學(xué)的《衛(wèi)生信息管理概論》應(yīng)當(dāng)注重對醫(yī)學(xué)信息學(xué)生存環(huán)境、發(fā)展史和共同體的研究，應(yīng)從醫(yī)學(xué)信息學(xué)本身的問題出發(fā)建立起本學(xué)科研究問題的獨(dú)特視角，而不宜將大量的篇幅放在對“對象性事物”的描述和闡述上?；谠茖W(xué)的重要性，醫(yī)學(xué)信息學(xué)理應(yīng)將更多的空間設(shè)定在元科學(xué)領(lǐng)域的研究上，才能從根本上提升該學(xué)科地位。醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式研究理應(yīng)針對醫(yī)學(xué)信息學(xué)自身的探討和分析，立足于宏觀抽象層面認(rèn)識(shí)醫(yī)學(xué)信息學(xué)基本問題和本質(zhì)規(guī)律的研究。鑒于此，筆者認(rèn)為醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式研究與醫(yī)學(xué)信息學(xué)發(fā)展的要求是一致的，它是醫(yī)學(xué)信息元科學(xué)研究的最佳切入點(diǎn)，它是以醫(yī)學(xué)信息學(xué)發(fā)展史為研究主線，不僅涉及到醫(yī)學(xué)信息學(xué)未來的發(fā)展方向，還需要研究醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科共同體主體作用、醫(yī)學(xué)信息范式變遷與學(xué)科外在環(huán)境因素之間的關(guān)系等。

2．2范式研究是醫(yī)學(xué)信息學(xué)汲取外學(xué)科精華的典型嘗試

較之于醫(yī)學(xué)信息學(xué)內(nèi)部各分支學(xué)科之間的互相融合，醫(yī)學(xué)信息學(xué)對其他學(xué)科理論和技術(shù)應(yīng)用的吸收、引進(jìn)、消化、滲透、移植等將不斷推進(jìn)醫(yī)學(xué)信息學(xué)的發(fā)展。即使醫(yī)學(xué)信息學(xué)在解謎過程中出現(xiàn)不可通約性，分歧未能達(dá)成一致意見，醫(yī)學(xué)信息學(xué)也會(huì)在反復(fù)的推敲和質(zhì)疑中逐漸成熟。因?yàn)樵谕鈱W(xué)科理論引入醫(yī)學(xué)信息學(xué)的磨合期中所產(chǎn)生的碰撞、摩擦和火花，可能為醫(yī)學(xué)信息學(xué)的發(fā)展提供爭論的焦點(diǎn)和學(xué)術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)。醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式研究正是基于這一思考與目的。美國社會(huì)學(xué)家米爾斯在《社會(huì)學(xué)的想像力》中論及：“將自己的領(lǐng)域當(dāng)作獨(dú)立的王國，而忽略它與其他領(lǐng)域，諸如經(jīng)濟(jì)、政治等方面的聯(lián)系，造成了歸納的一般性無法演變成演繹的精確性，演繹的精確性又無法上升到歸納的一般性。最終的結(jié)果就是，個(gè)人困擾沒有成為公共論題，甚至于漸行漸遠(yuǎn)。人文精神的組織力進(jìn)化成為科學(xué)精神的機(jī)械性，而概念和方法則成為了問題的主導(dǎo)因素，這不禁有本末倒置之嫌。加之于我們對社會(huì)本身是如何形成的一無所知，而只是無意識(shí)地接受了其存在的合法性，這更容易加深身處其中人的無力和無助感。”醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式從本質(zhì)上說就是社會(huì)學(xué)理論進(jìn)入醫(yī)學(xué)信息學(xué)領(lǐng)域的一大嘗試。醫(yī)學(xué)信息學(xué)由單一研究方向向多重研究方向發(fā)展，從病案管理學(xué)向病案學(xué)、醫(yī)學(xué)信息檢索、衛(wèi)生信息系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)決策支持系統(tǒng)、認(rèn)知學(xué)和醫(yī)學(xué)倫理與監(jiān)管等方向發(fā)展，醫(yī)學(xué)信息學(xué)專業(yè)呈現(xiàn)日益增多，學(xué)科日趨分化的趨勢。從醫(yī)學(xué)信息學(xué)的發(fā)展趨勢來看，符合人類的認(rèn)識(shí)發(fā)展規(guī)律。初期關(guān)于醫(yī)學(xué)信息學(xué)的知識(shí)是從病案管理實(shí)踐著手，對于學(xué)科還沒有一個(gè)完整、清晰的認(rèn)識(shí)，隨著研究活動(dòng)的深入、認(rèn)識(shí)的推進(jìn)，與學(xué)科內(nèi)外發(fā)展動(dòng)力因素的影響，對醫(yī)學(xué)信息學(xué)進(jìn)行逐塊逐層的分解研究，于是出現(xiàn)了整體知識(shí)的不斷吸收、引進(jìn)、消化、滲透、移植等，在學(xué)科組成上表現(xiàn)為學(xué)科不斷分化成病案學(xué)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)、衛(wèi)生信息系統(tǒng)等分支學(xué)科(或?qū)I(yè))。醫(yī)學(xué)信息學(xué)的發(fā)展理應(yīng)汲取外學(xué)科的精華充實(shí)與強(qiáng)化本學(xué)科內(nèi)涵建設(shè)，來解決醫(yī)學(xué)信息學(xué)科建設(shè)中的熱點(diǎn)、難點(diǎn)與焦點(diǎn)問題。因此，為了醫(yī)學(xué)信息學(xué)的科學(xué)發(fā)展，我們需要的是深刻剖析與之存在學(xué)科依賴關(guān)系及其運(yùn)作原則，并結(jié)合其他學(xué)科的研究成果來探討此情境下的醫(yī)學(xué)信息學(xué)的學(xué)科發(fā)展問題，而不是脫離其中任何一方。我國的醫(yī)學(xué)信息學(xué)發(fā)端于2O世紀(jì)80年代初的醫(yī)學(xué)圖書情報(bào)學(xué)，研究體系不夠完整和成熟，研究領(lǐng)域也不平衡，例如重視文獻(xiàn)信息管理、技術(shù)路線和微觀實(shí)踐，但是對于理論研究和學(xué)科RESEARCHONLIBRARYSCIENCE19建設(shè)研究不夠深入，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)滯后，信息共享不足、缺乏系統(tǒng)規(guī)劃，人才數(shù)量不足、質(zhì)量有待提高、結(jié)構(gòu)不盡合理。新時(shí)期的醫(yī)學(xué)信息學(xué)又面臨學(xué)科外的政治環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境的影響，與計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、社會(huì)學(xué)、倫理學(xué)、認(rèn)知學(xué)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用與滲透，意味著醫(yī)學(xué)信息學(xué)已經(jīng)沿著范式理論的軌跡，發(fā)展成為一門綜合各學(xué)科精華的邊緣交叉學(xué)科。在醫(yī)學(xué)信息學(xué)研究呈現(xiàn)多樣化趨勢的今天，借鑒社會(huì)學(xué)方法有助于分析醫(yī)學(xué)信息學(xué)的發(fā)展方向、分支學(xué)科，或許會(huì)讓我們發(fā)現(xiàn)原來的封閉視野所不能看到的演進(jìn)過程與規(guī)律；也有助于當(dāng)我們習(xí)慣于現(xiàn)有學(xué)科思維框架下的醫(yī)學(xué)信息學(xué)發(fā)展之余，換之以外學(xué)科的視角重新審視和考察醫(yī)學(xué)信息學(xué)的發(fā)展和演變，給學(xué)科的發(fā)展與建設(shè)輸入新的血液。

3醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科范式內(nèi)涵探微

“范式(Paradigm)”一詞是托馬斯•庫恩首先在《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》一書中用于科學(xué)研究的，他在該書中指出：“范式通常是指那些公認(rèn)的科學(xué)成就，他們在一段時(shí)間里為實(shí)踐共同體提供典型的問題和解答?？梢杂脕斫忉尶茖W(xué)歷史發(fā)展軌跡及其科學(xué)知識(shí)增長模式的社會(huì)學(xué)概念。”“范式的主要表現(xiàn)為‘符號(hào)概括’、‘信念’、‘價(jià)值’和‘范例’等?！痹诮庾x與理解庫恩關(guān)于范式的闡述的基礎(chǔ)上，筆者認(rèn)為，醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式是醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體在醫(yī)學(xué)信息生產(chǎn)和管理實(shí)踐活動(dòng)中所共有的世界觀、方法論、理論成果和共同遵守的行為準(zhǔn)則(即范例)等成分，是指醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體公認(rèn)的“模式”。共同體、世界觀、方法論、理論成果和范例等是醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式的重要組成成分，其雖不可能涵蓋醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式全部的“應(yīng)有之義”，但可以把這些當(dāng)作醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式的核心內(nèi)容。

3．1共同體

科學(xué)共同體簡稱為共同體，最早運(yùn)用可以追溯到1942年，英國物理學(xué)家、哲學(xué)家波朗尼(Polanyi)在其論文《科學(xué)的自治》中使用了這一概念。庫恩在《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》中把“共同體”理解為科學(xué)范式的承載體——“一個(gè)科學(xué)共同體由共有一個(gè)范式的人組成”。學(xué)科共同體是以上一切成分元素的執(zhí)行者，也是經(jīng)常被忽略的研究主體?？茖W(xué)共同體研究在范式研究中的地位毋庸置疑，醫(yī)學(xué)信息學(xué)科共同體正因?yàn)橛辛斯餐姆妒讲拍芗性谙嗤难芯款I(lǐng)域內(nèi)，不受時(shí)間和空間的限制，進(jìn)行交流和互動(dòng)。因此在研究醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式時(shí)，首先要明確醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體的概念。傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科主要研究的是醫(yī)學(xué)信息學(xué)的對象、方法論、理論標(biāo)準(zhǔn)，而很少涉及醫(yī)學(xué)信息學(xué)的認(rèn)識(shí)主體——醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體。醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體可理解為發(fā)展醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式的主體，研究醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式主體，擁護(hù)同一醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式的主體。醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體由授受相應(yīng)的醫(yī)學(xué)信息學(xué)教育背景和學(xué)科訓(xùn)I練的學(xué)者構(gòu)成，他們以發(fā)展醫(yī)學(xué)信息學(xué)為使命，具有共同的價(jià)值理念，遵循共同的學(xué)術(shù)規(guī)范和維護(hù)共同的學(xué)術(shù)尊嚴(yán)。醫(yī)學(xué)信息學(xué)科共同體通常遵循醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科發(fā)展規(guī)律，致力于醫(yī)學(xué)信息學(xué)科學(xué)研究、教育教學(xué)、實(shí)踐，是醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科的主體。醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體可以是相對穩(wěn)定的正式組織形式，也可以是自由組合的非正式組織形式。前者具有相對穩(wěn)定的組織機(jī)構(gòu)、成員、規(guī)范和活動(dòng)方式。如中國醫(yī)院管理學(xué)會(huì)下的病案管理委員會(huì)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)會(huì)，全國33所開設(shè)醫(yī)學(xué)信息學(xué)相關(guān)專業(yè)(或方向)的院校教師組成的同事式組織、導(dǎo)師與學(xué)生組成的師徒式組織，以及其他醫(yī)學(xué)信息科研、實(shí)踐機(jī)構(gòu)組成的固定團(tuán)隊(duì)等。后者一般不具備嚴(yán)格意義上傳統(tǒng)固定的組織形式、規(guī)模和穩(wěn)定人員構(gòu)成等內(nèi)容。如因課題立項(xiàng)而臨時(shí)組建的課題組形式，各地組織的擁有固定主題的學(xué)術(shù)研討會(huì)、學(xué)術(shù)論壇、博士論壇，同一學(xué)科領(lǐng)域或分支學(xué)科的共同愛好者等。從醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體發(fā)揮的作用來看，非正式組織形式的學(xué)科共同體不僅是學(xué)科建設(shè)與發(fā)展的生力軍，也是正式組織形式醫(yī)學(xué)信息學(xué)科共同體的補(bǔ)充力量。當(dāng)他們的自身作用和地位日益得到社會(huì)及統(tǒng)治階層認(rèn)可時(shí)，自組織形式隨時(shí)有可能轉(zhuǎn)化為有組織形式。

3．2世界觀

世界觀，又稱為宇宙觀，是哲學(xué)的樸素形態(tài)。由于醫(yī)學(xué)共同體所處的社會(huì)地位、觀察問題的角度不同形成不同的醫(yī)學(xué)信息學(xué)世界觀，這種觀點(diǎn)是共同體自身醫(yī)學(xué)信息學(xué)工作、學(xué)習(xí)和生活實(shí)踐的結(jié)果，往往是自發(fā)形成的，需要醫(yī)學(xué)信息學(xué)的相關(guān)研究者對其進(jìn)行自覺地概括和總結(jié)并給予理論上的論證，才能成為指導(dǎo)學(xué)科發(fā)展的哲學(xué)。醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體的世界觀是形而上的部分，是共同體對整個(gè)醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科，以及共同體與醫(yī)學(xué)信息學(xué)之間的總的看法和根本觀點(diǎn)，簡而言之即醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體對于醫(yī)學(xué)信息學(xué)這一學(xué)科的總體認(rèn)識(shí)，對醫(yī)學(xué)信息學(xué)的共識(shí)，包括醫(yī)學(xué)信息學(xué)科共同體所共有的基本信念、價(jià)值取向、思維方式等，是本體論、認(rèn)識(shí)論層面的承諾，以及對自身在醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科中的地位和作用的看法。醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體的世界觀可作為指導(dǎo)思想，指導(dǎo)醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體開展醫(yī)學(xué)信息學(xué)研究。醫(yī)學(xué)信息的世界觀往往決定著一個(gè)學(xué)科的自身定位和發(fā)展方向，表現(xiàn)在醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式研究中則是要解決“如何看待醫(yī)學(xué)信息學(xué)專業(yè)研究對象”的問題。當(dāng)認(rèn)為醫(yī)學(xué)信息體現(xiàn)為一種歷史記錄屬性時(shí)，要維護(hù)的是學(xué)科歷史有機(jī)聯(lián)系；當(dāng)認(rèn)為醫(yī)學(xué)信息體現(xiàn)為一種知識(shí)屬性時(shí)，要實(shí)現(xiàn)的是學(xué)科最大效益。

3．3方法論

醫(yī)學(xué)信息學(xué)方法論是醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體在醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)習(xí)、實(shí)踐和研究中所自覺沿襲的一般方法。醫(yī)學(xué)信息學(xué)方法論是以解決醫(yī)學(xué)信息學(xué)中的問題為目標(biāo)的一種體系或系統(tǒng)，通常涉及問題分析、任務(wù)工具和方法技巧等方面的論述。方法論體現(xiàn)在世界觀、自然觀、社會(huì)歷史觀、倫理觀、審美觀、科學(xué)觀之中，可以是由模式、方式、方法、手段等組成的經(jīng)驗(yàn)研究成果、案例和實(shí)用技術(shù)方法。醫(yī)學(xué)信息學(xué)方法論會(huì)對一系列具體的方法進(jìn)行分析研究、系統(tǒng)總結(jié)并最終提出較為一般性的原則。醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科的發(fā)展范式按照庫恩的科學(xué)范式為一般原則，即從前科學(xué)——常規(guī)科學(xué)——反常與危機(jī)——科學(xué)革命——新的常規(guī)科學(xué)為醫(yī)學(xué)信息學(xué)的學(xué)科發(fā)展線索，并利用歷史主義方法構(gòu)建醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式理論；在經(jīng)驗(yàn)層面，方法論是理論適用的方式，如在病案科整理病歷資料時(shí)，利用來源原則與事由原則進(jìn)行歸檔管理；在醫(yī)學(xué)信息學(xué)安全和實(shí)用技術(shù)中則是一些純事實(shí)性和操作性方法，如利用原型法指導(dǎo)醫(yī)院進(jìn)行信息系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)。醫(yī)學(xué)信息學(xué)方法論是用以指導(dǎo)醫(yī)學(xué)信息學(xué)進(jìn)行學(xué)術(shù)研究和實(shí)踐活動(dòng)的路徑與綱領(lǐng)，解決的是“醫(yī)學(xué)信息學(xué)如何從事專業(yè)學(xué)術(shù)活動(dòng)”的問題。如研究方法中的歷史主義研究方法、實(shí)證主義方法、論證方法、比較方法和調(diào)查研究方法等。

3．4理論成果

醫(yī)學(xué)信息學(xué)理論成果是指對醫(yī)學(xué)信息學(xué)范式形成并起著決定作用的共有醫(yī)學(xué)信息學(xué)理論。理論需要尋求解釋，而范式則提供了尋找解釋的方法。醫(yī)學(xué)信息學(xué)理論在成為共有認(rèn)識(shí)之后可以上升到范式層面，達(dá)到范式層面的理論成果同一般的理論成果有聯(lián)系，也有區(qū)別。聯(lián)系在于，范式層面的理論來自于一般理論而又高于一般理論，它是醫(yī)學(xué)信息學(xué)共有的概論、命題及其推理。概念是思維的基本單位，是反映事物本質(zhì)屬性的思維形式。作為醫(yī)學(xué)信息學(xué)理論邏輯出發(fā)點(diǎn)的概念是基本概念。共有概念是對醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科共有基本元素的約定，而這些概念必須是以醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科的本源概念的面貌出現(xiàn)。如“病歷”、“醫(yī)囑”和“病案”。命題是表明判斷結(jié)果的陳述語句，有真假意義的語句才是命題。如病案的本質(zhì)屬性是原始醫(yī)療記錄性——這是對病案本質(zhì)屬性的肯定判斷，是一個(gè)可以做真假檢驗(yàn)的語句。共有命題是指醫(yī)學(xué)信息學(xué)學(xué)科理論中類似自然科學(xué)中定理、定律性質(zhì)的命題。推理是指一判斷借以另一判斷推出的思維功能。共有推理是由共有命題中引申而來的。如從病案的原始性可能推理出病案具有憑證性。雖然范式層面的理論已經(jīng)得到充分的論證，成為共同體內(nèi)部約定俗成的公理，但是醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體不會(huì)因?yàn)榫唧w理論的不完善而影響范式共有理論的存在，對于共有理論，也不會(huì)因?yàn)檠芯恐黧w的不同闡釋而影響其范式指導(dǎo)作用。雖然處于同一學(xué)科共同體的成員往往引用同樣的理論成果，得出類似的理論觀點(diǎn)，醫(yī)學(xué)信息學(xué)共同體能夠同意確認(rèn)一個(gè)范式，但不會(huì)同意對范式的完整詮釋或合理化。缺乏標(biāo)準(zhǔn)詮釋或不能得出一致同意的規(guī)則并不會(huì)阻止范式指導(dǎo)研究。

3．5范例