生物信息学
Main Teacher:李余动
生物信息学(Bioinformatics)是生物学(bio-)与信息学(-informatics)结合形成的一门新兴交叉学科。 生物信息学利用计算机科学与数学的技术手段来研究生物学的问题,对生物数据进行获取、存储、传输、分析与解释等。随着人类基因组计划的开展,该学科得到了迅猛发展,成为21世纪生命科学重要研究领域之一。本课程将系统介绍生物信息学的主要概念、原理与方法,并结合具体应用案例展开学习,使学生了解并掌握生物信息学的基础理论与基本技能,同时通过上机实验掌握常用生物信息学工具的使用方法,培养学生分析、解决生物学问题能力,为其未来的学习与科研打下坚实的基础。 本课程建设获得浙江省“十四五”研究生教学改革项目(《生物信息学》混合式教学改革研究)的资助。
生物信息学在生命科学领域中发挥越来越重要的作用。本课程是食品与生物工程专业的一门重要选修课程,课程教学设计分为两条主线:一条是纵向专业知识教学,从生物信息学基础理论的讲解、生物信息学常用工具的介绍,到生物信息学核心算法推导,使学生由浅入深,系统掌握生物信息学知识体系;另一条主线是横向综合素质培养,通过“线上+线下”的混合式教学模式,采用案例教学(PBL),课程思政教学内容有机融入,培养学生的创新能力,提高学生的思想素质和文化底蕴。
在纵向专业知识教学方面:首先,论述“生命的本质是信息”,阐明“生物信息学”在生命科学领域中的重要地位,特别是对于健康中国发展战略和生物医学大数据技术的推动作用,激发学习热情。其次,突出生物信息学基础概念与理论。基中,“序列比对”是核心基础,“进化分析”、“DNA测序数据分析”和“蛋白质结构预测”是面向生物学的应用基础。另外,强调课堂教学与实践操作相结合。本课程除了讲授生物信息学理论基础之外,还要介绍各种生物信息学算法。为了使学生彻底掌握这些算法,不仅要求学生理解算法原理,还需要掌握相关软件的实用操作方法。
在横向综合素质培养方面,坚持以“线上+线上”混合式教学模式,实现案例式或项目式教学。教学案例设计的目的是在传授基础知识的同时,全面提高学生的素质,提高发现问题、解决问题的能力,塑造团队合作精神。思政教育是横向素质培养的另一个侧面。我们将课程思政元素有机地融入到教学内容中,力图在专业教学的同时提高学生的思想素质和文化底蕴。通过介绍生物信息学学科历史和主要人物事迹,弘扬科学创新精神,培养学生不畏权威、努力探索的科研素质;同时,大师人物会为学生树立榜样,激励他们更好地去学习相关知识;通过讲解生物大数据安全,使学生树立遗传资源安全意识,培养学生爱国、爱家的情怀;以我国基因组学研究进展为例,讲述我国在基因组学领域的贡献,培育学生的民族自豪感以及社会责任感。
李余动编著,生物信息学与基因组分析入门,浙江大学出版社,2021.
配套教材网址(https://adong77.github.io/bigbook/)
Dan Krane & Michael Raymer(孙啸等译), Fundamental Concepts of Bioinformatics (生物信息学概论), 清华大学出版社, 2004.
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