《生物信息学》课程教学大纲

ADDINCNKISM.UserStyle《生物信息学》课程教学大纲（理论课程）一、课程基本信息课程号1323S08022开课单位电子信息工程学院课程名称（中文）生物信息学（英文）Bioinformatics课程性质选修考核类型考查课程学分2课程学时34课程类别专业拓展课先修课程生理学适用专业（类）智能医学工程二、课程描述及目标（一）课程简介《生物信息学》课程是本专业的一门专业拓展课。旨在通过理论教学与实践操作训练，使学生掌握生物学数据（DNA/RNA和蛋白质序列等）的基础知识、生物信息学处理的原理，具备对生物信息进行获取、加工、储存、分配、分析和释读基本能力，了解综合运用数学、计算机科学和生物学对生物信息学处理的概念，为毕业设计等后续课程奠定必要的理论和实践基础。（二）教学目标通过本课程，学生将熟练掌握和使用生物信息学中的相关数据库，包括DNA序列数据库、蛋白质序列和结构数据库以及已测定全序列的植物、动物和微生物的完整基因组数据库，熟练掌握DNA和蛋白质序列的同源性比较和分析，能初步分析DNA序列转录翻译成氨基酸序列的结构和功能，了解生物信息学常用的分析软件。课程目标1：掌握如何从Internet获取基因、基因组、蛋白质以及文献数据库，并进行处理、存储、分配和解释。课程目标2：掌握如何进行核酸和蛋白质序列的比对分析以及蛋白空间结构模拟和预测。课程目标3：熟悉如何利用生物信息学常规软件。课程目标4：了解生物信息学在疾病等相关研究中的应用以及最新进展。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重2-1：能够应用数学、医学、自然科学和工程科学的基本原理对智能医学系统中复杂工程问题进行分析、识别、特性表达；课程目标130%4-3：能够对实验结果，采用科学方法进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论；课程目标2课程目标350%10-3：了解智能医学工程领域的国际发展趋势和研究热点。课程目标420%四、教学方式与方法（一）授课方式以课堂板书、多媒体教学和网络教学相结合进行基本概念、理论的讲解利用板书结合多媒体的形式完成；建立《医学数字信号处理》课程网站，把课堂内容扩展上网，弥补了教学中师生沟通不便、学生自学通道不畅等问题。（二）开展以“任务/目的”为驱动的启发式教学模式针对每一章的具体内容，在讲授理论知识之前，先给学生一个具体的工程应用实例，提出问题，启发学生的学习动机，激活思维，引导学生积极开动脑筋，主动分析其中将会面临的主要问题，督促学生课下以小组为单位自己去查找相关资料，提出解决问题的方法、思路。理论知识讲解完之后，教师再针对工程实例对各小组的完成情况进行分析和讲评，形成“教师引导，学生自主学习”的教学模式，在激发学习兴趣的同时提高了学生应用理论知识解决实际问题的能力。五、教学重点与难点（一）教学重点理解核酸和蛋白质序列的比对分析以及蛋白空间结构模拟和预测，掌握真核生物基因分离与鉴定的基本原理和方法，具备初步分析DNA序列转录翻译成氨基酸序列的结构和功能的能力，掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取信息的基本方法，能综合运用生物信息学和现代信息技术解决生物信息中的实践问题。（二）教学难点理解核酸和蛋白质序列的比对分析以及蛋白空间结构模拟和预测，掌握真核生物基因分离与鉴定的基本原理和方法，熟练分析DNA序列转录翻译成氨基酸序列的结构和功能。六、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时教学方式对应课程目标1第1章生物信息学概述掌握生物信息学的基本原理和研究对象。1讲授课程目标12第2章序列数据资源掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取信息的基本方法，了解现有公开序列数据资源和如何获取。1讲授课程目标13第3章序列比对与比对搜索理解序列比对与比对搜索的定义、基本原理和基本方法。6讲授课程目标24第4章基因组结构注释掌握基因组结构注释的基本概念和操作流程，学会对特定的基因组进行合理分析。6讲授课程目标2课程目标35第5章分子系统发生分析理解分子系统发生分析的定义、基本原理和基本方法。6讲授课程目标2课程目标36第6章蛋白质结构、蛋白质序列分析与功能预测理解核酸和蛋白质序列的比对分析的基本原理，以及蛋白空间结构模拟和预测的基本方法。6讲授课程目标2课程目标37第7章生物信息学在疾病相关研究中的应用了解生物信息学在疾病等相关研究中的应用以及最新进展。4演示课程目标48第8章生物信息学常用软件简介熟悉常见的生物信息学常规软件。4演示课程目标4合计34七、实验内容、基本要求与学时分配序号实验项目名称实验内容与要求学时类型对应课程目标1演示性课程目标12验证性课程目标23设计性课程目标34探究性课程目标1其他……合计注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括“演示性”、“验证性”、“设计性”、“探究性”、“其它”等。八、学业评价和课程考核（一）考核类型：考试考查（二）考核方式：开卷考试闭卷考试课程论文课程报告其它：（三）成绩评定：考核依据建议分值（百分比）考核/评价细则对应课程目标过程考核40%40%出勤表现10%学习通签到和发布主题讨论，全体学生参与。考查学生出勤情况和课堂上参与的积极性；每参与一次签到记为1分，共计8次，记为8分。少一次扣除1分。每回答一次记为1分，未参与的记为0分。课程目标1作业和小测15%每章习题及常考的知识点题目，至少三次小测或作业，根据完成进度、正确性、书写记录成绩；考核学生对基本概念和基本理论的理解深度与广度，以个人作业或小测的形式课上提交，增强学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。每道题完成度的评价分为三个等级：A：2分：能够准确运用课堂知识进行分析，并结果正确。B：1分：能够大致进行分析，分析逻辑有误，结果不正确。C：0分：未按时提交或所回答内容与问题无关课程目标2课程目标3课程目标4主题讨论15%在教学过程中，提供讨论话题，课上开展小组讨论和上台汇报展示；或给定某一具体涉及生物信息学的问题，如：人类基因组计划，分组准备后由学生上台讲授，开展小组共学和互评；或提供开放性问题，准备充分后开展个人上台汇报讲演。小组讨论展示汇报、个人上台讲演等环节进行互评和教师总结评分，进行过程性评价。每道题完成度的评价分为三个等级：A：8-10分：能够准确运用课堂知识进行分析汇报，逻辑清晰，内容完备。B：5-7分：能够大致进行汇报，逻辑基本正确，内容完整。C：0-4分：在查阅资料，知识汇总、PPT展示和讲解等方面只有一方面做得好，或者做的都不好；课程目标3课程目标4期末考核60%通过考试，考查学生对本课程基础知识掌握程度及知识点的综合运用能力。课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4九、课程目标达成评价课程目标的实际达成效果计算方式如下，达成值越高，教学效果越好。课程目标达成度毕业要求指标点达成度十、教材与教学参考书（一）教材《生物信息学》，刘娟主编，高等教育出版社，201