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摘要:為培養(yǎng)醫(yī)學(xué)院校生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生的生物信息學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握和軟件的應(yīng)用能力,結(jié)合近年該課程的教育教學(xué)改革實踐,不斷探索科學(xué)完善的教學(xué)體系和教學(xué)模式。從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和實踐能力培養(yǎng)等幾個方面進行了探索與實踐。使學(xué)生在生物大數(shù)據(jù)時代,具備初步的生物信息學(xué)分析技能和實踐操作能力。
關(guān)鍵詞:生物信息學(xué);生物科學(xué);生物技術(shù);教學(xué)模式改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)26-0145-02
一、開設(shè)生物信息學(xué)課程的必要性
生物信息學(xué)學(xué)科發(fā)展迅速,不斷與其他學(xué)科相互滲透,而醫(yī)學(xué)院校生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生主要從事生命科學(xué)相關(guān)的研發(fā)和技術(shù),涉及生物、醫(yī)藥、食品、環(huán)境、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。掌握生物信息學(xué)這門工具,為今后走上工作崗位,提供新的研究手段和途徑是十分必要的。因此,在醫(yī)學(xué)院校部分專業(yè)(如生物科學(xué),生物技術(shù)等)開設(shè)生物信息學(xué)必選課程具有重要意義。
二、目前存在的問題
1.教學(xué)內(nèi)容陳舊和教學(xué)資源缺乏。我國高等院校開設(shè)生物信息學(xué)時間相對較晚,在教材選擇中首先調(diào)研了其他院校和目前出版的教材內(nèi)容情況。發(fā)現(xiàn)大部分生物信息學(xué)教材都包括生物大分子(核酸和蛋白質(zhì))的信息資源,基因組分析信息資源,數(shù)據(jù)庫搜索軟件,核酸序列分析和多序列比對等軟件的核心內(nèi)容,除了共性的章節(jié)外,不同的教材內(nèi)容和重點各不相同。但是生物信息學(xué)發(fā)展迅速,除了基礎(chǔ)內(nèi)容外,大部分內(nèi)容都在快速地更新,比如引物設(shè)計軟件的使用等。而目前,生物信息學(xué)教學(xué)資源較匱乏,完善的生物信息學(xué)課程的教學(xué)大綱、教案、教學(xué)視頻、多媒體課件和習(xí)題等教學(xué)資源稀少。
2.課程內(nèi)容與教學(xué)課時不匹配,教學(xué)進程安排不夠合理。首先,由于生物信息學(xué)是一門多學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科,生物信息學(xué)課程學(xué)習(xí)前需要理解和掌握一些生命科學(xué)相關(guān)知識背景,如基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)和遺傳學(xué)等,深刻理解一些生物學(xué)基本概念,如基因序列、蛋白質(zhì)序列、非編碼區(qū)、啟動子等,并初步了解一些重要的生物學(xué)數(shù)據(jù)庫。因此,講解透徹該門課程需要教師在課堂上花費一定的時間介紹相關(guān)背景知識。然而由于醫(yī)學(xué)院校學(xué)生課程門類眾多,客觀條件決定無法為生物信息學(xué)安排足夠多的課時。目前我校教學(xué)大綱規(guī)定的授課僅為20學(xué)時,學(xué)時少與教學(xué)內(nèi)容多的矛盾就顯得非常突出。教師需要在有限的教學(xué)時數(shù)下灌輸大量內(nèi)容,因此無法深入講解每個章節(jié)的內(nèi)容,增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度,降低了教學(xué)質(zhì)量。
其次,教學(xué)進程安排不夠合理。以我校生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生為例,本科二年級第一學(xué)期學(xué)習(xí)生物信息學(xué)課程。此階段學(xué)生雖然學(xué)習(xí)了一年多的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識,但是專業(yè)基礎(chǔ)知識較為薄弱,同時實驗設(shè)計等相關(guān)實踐較少,缺乏對實驗細節(jié)的理解與實驗設(shè)計的整體把握。而生物信息學(xué)課程是一門實踐性學(xué)科,所以有必要在生物信息學(xué)課程的教學(xué)中滲透實驗設(shè)計的理念,課程學(xué)習(xí)中靈活運用專業(yè)基礎(chǔ)知識,達到學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識與生物信息學(xué)的知識與不脫節(jié),從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。
3.教學(xué)模式單一,理論與實踐教學(xué)脫節(jié)。對于醫(yī)學(xué)院校生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生,本課程培養(yǎng)的主要目標是:如何在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中查找想要的信息,如何通過在線程序或利用現(xiàn)有的分析軟件,處理相關(guān)數(shù)據(jù),解決生物學(xué)問題。學(xué)生需要通過親身實踐,才能熟練掌握生物信息學(xué)的數(shù)據(jù)庫、分析方法、軟件。但是很多醫(yī)學(xué)院校教學(xué)條件有限,沒有相應(yīng)的計算機實訓(xùn)室,配套軟件也相對匱乏,教師在授課過程中根據(jù)課件照本宣科,并不能結(jié)合具體實例邊講解邊示范操作,同時,多數(shù)高校開設(shè)的生物信息學(xué)課程以理論教學(xué)為主,缺乏實踐教學(xué)課時。然而,生物信息學(xué)的學(xué)習(xí),如數(shù)據(jù)庫的檢索與使用、序列比對分析軟件的應(yīng)用、引物設(shè)計軟件的應(yīng)用等都需要學(xué)生在實踐課中進行驗證或操作,理論知識與實踐環(huán)節(jié)脫節(jié)嚴重,從而影響了學(xué)生對課程的理解和掌握。
三、生物信息學(xué)教學(xué)模式改革探索
1.修改理論教學(xué)大綱,精選教學(xué)內(nèi)容。由于生物信息學(xué)內(nèi)容繁多,應(yīng)針對不同專業(yè)特點精心挑選授課內(nèi)容,在有限的課時中讓學(xué)生學(xué)到最基本且重要的生物信息學(xué)理論知識。目前我們選用的是浙江大學(xué)出版社第一版的生物信息學(xué),結(jié)合生物科學(xué)和生物技術(shù)兩個專業(yè)的特點,本教學(xué)團隊編寫了教學(xué)大綱,對教材內(nèi)容進行了更新和優(yōu)化,將重點集中于應(yīng)用性較強的生物信息學(xué)實踐分析技能和離線單機版生物信息學(xué)軟件的使用上,具體內(nèi)容包括核酸及蛋白序列數(shù)據(jù)庫、序列的相似性搜索、序列比對、系統(tǒng)進化樹的構(gòu)建以及蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與預(yù)測和引物設(shè)計等基本內(nèi)容。同時考慮生物信息學(xué)學(xué)科的前沿性和交叉性,我們又增加了蛋白質(zhì)組學(xué)和非編碼RNA,基因芯片、qPCR、深度測序等操作原理及流程預(yù)測等內(nèi)容。為了適應(yīng)生物信息學(xué)快速發(fā)展的要求,擴大學(xué)生的知識面,推薦了包括DavidW .Mount編寫的《Bioinformatics Sequence and Genome Analysis》和國家“十一五”規(guī)劃教材李霞主編的生物信息學(xué)等幾種不同類型的參考教材供同學(xué)課外閱讀。
2.創(chuàng)新教學(xué)方式,推行靈活多樣的教學(xué)模式。生物信息學(xué)的課程學(xué)習(xí)和軟件使用與網(wǎng)絡(luò)的使用緊密相關(guān),一方面,為克服學(xué)生多,無法使每位學(xué)生實時進行電腦操作的弊端,我們利用能夠接收無線網(wǎng)絡(luò)信號的設(shè)備,實現(xiàn)上課時教室內(nèi)有網(wǎng)絡(luò),這樣在授課過程中就可以實時在線帶領(lǐng)學(xué)生進行生物信息學(xué)分析,如稻菘獠檠、序列提交過程、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域分析、蛋白理化性質(zhì)及結(jié)構(gòu)預(yù)測等重要內(nèi)容,通過實時演示連貫教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生得到了更加直觀的實踐體驗,加深了對各種分析方法的學(xué)習(xí)和理解[1]。另一方面,由于課程學(xué)時(僅20學(xué)時)的限制,學(xué)生們不可能完全依賴課堂時間很好的掌握該課程,除了采取集中授課方式之外,本團隊利用搭建的“分子生物學(xué)”省級精品資源共享課程網(wǎng)絡(luò)平臺,開辟了“生物信息學(xué)”專欄,提供相關(guān)文獻、相關(guān)分析軟件及其使用步驟等信息;并聘請校內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)<议_展專題講座,組織相關(guān)領(lǐng)域青年教師開展專題研討等形式,從而加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解。
3.緊密聯(lián)系科研,開展基于實踐的問題式教學(xué)。針對生物信息學(xué)課程的特點,打破應(yīng)試考核方式,本教學(xué)團隊注重理論結(jié)合實踐的問題式教學(xué)方式引導(dǎo)。一方面,各專業(yè)課程中增加實踐教學(xué)課程比例,根據(jù)生命科學(xué)的發(fā)展,不斷充實實踐教學(xué)內(nèi)容,增加綜合性、設(shè)計性實驗,從而將生物信息學(xué)技術(shù)滲入日常教學(xué)環(huán)節(jié)中;另一方面,面向全校招募相關(guān)領(lǐng)域青年教師,鼓勵并指導(dǎo)學(xué)生參與青年教師科研項目,并積極申報國家級和省級大學(xué)生科研項目。目前創(chuàng)新性實驗和探索性實驗全面覆蓋生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)全體學(xué)生,學(xué)生在解決科研問題時逐步學(xué)會運用生物信息學(xué)知識,如文獻查閱、目的基因序列的獲取、基因序列的分析方法等,提高了學(xué)生生物信息學(xué)知識和技術(shù)的實踐能力和理論理解力。
四、結(jié)語
生物信息學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域研究的重要的工具和載體[2],針對生物信息學(xué)課程的特點,醫(yī)學(xué)院校生物信息課程的改革可進一步加強理論教學(xué)的系統(tǒng)性、規(guī)范性和針對性,提高學(xué)生對生物信息學(xué)知識的應(yīng)用能力。在課程體系建設(shè)基礎(chǔ)上,大膽嘗試新的教學(xué)方法和手段,突出醫(yī)學(xué)特色,培養(yǎng)適用于現(xiàn)代精準醫(yī)療的創(chuàng)新型生物學(xué)專業(yè)人才。
參考文獻:
在傳統(tǒng)高中生物教學(xué)中,教學(xué)的重點是對書本知識的強調(diào),主要使用以教師講授,學(xué)生傾聽接受教學(xué)模式。引入信息技術(shù)教學(xué)之后,多媒體也多用作知識的展示和呈現(xiàn)。不少教師也僅僅是將多媒體課件依照順序播放下去,同時加上教師生動的講述。這種教學(xué)情形中,僅僅是將多媒體當做教學(xué)工具,還是沒有擺脫“教師為中心”傳統(tǒng)的教學(xué)模式。不能最大限度地發(fā)揮計算機教學(xué)的效果,讓學(xué)生的被動學(xué)習(xí)變成主動學(xué)習(xí)。直接影響生物教學(xué)的課堂教學(xué)效果。這樣只能稱“流水課”,學(xué)生的思路仍然是在教師引導(dǎo)下朝著既定流程上來。需要認識到的是,生物的新課程改革與這種教學(xué)模式是完全不同的。所以說,生物課堂的信息技術(shù)教學(xué)需要在教育理論指導(dǎo)下,進行自主教學(xué)模式的改革。
2建構(gòu)主義理論
建構(gòu)主義是出自于認知理論的分支,最早是由認知發(fā)展領(lǐng)域最有影響的瑞士著名心理學(xué)家皮亞杰在20世紀的60年代提出的,之后經(jīng)過了杜威、維果斯基的不斷完善。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)者以自己原有的知識和經(jīng)驗為基礎(chǔ),對新信息重新認知與編碼,從而促進對知識的學(xué)習(xí)。在這個過程中,要在與周圍環(huán)境相互作用的過程中逐步建構(gòu)起對外部世界的認識,從而使個體認知發(fā)生心理機制或途徑的同化和順應(yīng)。構(gòu)建主義在理論中的應(yīng)用,可以將學(xué)生在學(xué)習(xí)中的內(nèi)驅(qū)力激發(fā)出來,使得學(xué)生的學(xué)習(xí)活動協(xié)調(diào)增強。建構(gòu)主義理論強調(diào)學(xué)生自覺,并且學(xué)生要主動去完成,教師適應(yīng)外界環(huán)境的目的是幫助并且促進學(xué)生對知識實現(xiàn)建構(gòu)。傳統(tǒng)“灌輸式”教學(xué)束縛了學(xué)生的認知,但是建構(gòu)主義教學(xué)理論強調(diào)學(xué)生的主體地位,倡導(dǎo)以學(xué)生為中心,形成積極主動的建構(gòu)過程。
3建構(gòu)主義模式下的高中生物信息技術(shù)教學(xué)優(yōu)越性
3.1拓展了知識建構(gòu)方式
知識建構(gòu)方式主要是通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在多媒體技術(shù)中的運用實現(xiàn)的。生物學(xué)的主要研究目的是解決真實的生命現(xiàn)象,直接觀察動態(tài)過程可以使教學(xué)效果直接明顯。例如,在講自由組合定律的過程中,同源染色體上等位基因分離,非等位基因自由組合的規(guī)律學(xué)生很難理解,如果在課堂上采用多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),教師就可以通過播放、暫停、重播多媒體課件讓學(xué)生進行學(xué)習(xí),遇到學(xué)生在課堂上提出的問題,也可以現(xiàn)場使用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)進行搜索學(xué)習(xí)。
3.2降低知識建構(gòu)難度
創(chuàng)建教學(xué)情境是建構(gòu)主義視域下降低知識建構(gòu)難度的明顯效果。建構(gòu)主義模式下利于建立真正以學(xué)生為主體的教學(xué)模式。學(xué)生在信息技術(shù)教學(xué)的條件下,可通過自己的親身感受學(xué)習(xí)到知識的精髓。例如,當講授“細胞”生理活動的時候,要使學(xué)生了解細胞的吸水與失水。整個細胞吸水與失水過程都可通過Flas來顯示,既快捷又簡單,而且因為大屏幕投影,所以學(xué)生可以看得明白、看得真切,后排的學(xué)生也可以準確觀察到。必要時,有教師的講解教學(xué)難點,教學(xué)過程就變得簡單了。
3.3利于進課堂交流促進學(xué)習(xí)
【關(guān)鍵詞】 信息技術(shù) 生物學(xué)教學(xué) 多媒體 整合
【中圖分類號】 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2013)02(b)-0036-01
信息技術(shù)與生物課程整合,就是把信息技術(shù)與生物學(xué)科教學(xué)有機地結(jié)合起來,將信息技術(shù)與生物學(xué)科課程的教與學(xué)融為一體。其中,生物科學(xué)知識是學(xué)習(xí)的載體,信息技術(shù)作為工具和手段滲透到生物教學(xué)之中。
實驗心理學(xué)家赤瑞特拉作過兩個著名的心理實驗。一個是關(guān)于人類獲取信息的來源,即人類獲取信息主要通過哪些途徑。他通過大量的實驗證實:人類獲取的信息83%來自視覺,11%來自聽覺,這兩個加起來就有94%。還有3.5%來自嗅覺,1.5%來自觸覺,1%來自味覺。信息技術(shù)既看得見,又聽得見,還能用手操作,這樣通過多種感官的刺激所獲取的信息量,比單一地聽老師講課更有效。另一個實驗是關(guān)于知識保持,即記憶持久性的實驗。結(jié)果是這樣的:人們一般能記住自己閱讀內(nèi)容的10%,自己聽到內(nèi)容的20%,自己看到內(nèi)容的30%,自己聽到和看到內(nèi)容的50%,在交流過程中自己所說內(nèi)容的70%。這就是說,如果既能聽到又能看到,再通過討論、交流,用自己的語言表達出來,知識的保持將大大優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)的效果。
因此,將信息技術(shù)與生物課堂教學(xué)有機地整合起來,這種教學(xué)方式與傳統(tǒng)教學(xué)相比較存在著巨大的優(yōu)勢。
1 提供豐富的多媒體信息
教師在準備教案時,需要大量的資料及信息源。在傳統(tǒng)的教學(xué)中,教師只能通過書本、掛圖、模型等有限手段向?qū)W生傳授信息,這樣的信息來源是非常有限的。而在多媒體教學(xué)中,師生可以搜集大量的資料信息,這些資料信息的獲取途徑是多種多樣的,教師可以通過電腦從網(wǎng)絡(luò)中得到的文字、圖像、聲音、動畫、視頻,甚至三維虛擬現(xiàn)實等多方位信息用于課件制作,使教學(xué)內(nèi)容更豐富多彩,教學(xué)方法更靈活多樣。
2 全面優(yōu)化課堂教學(xué)
生物學(xué)是一門自然科學(xué),它反映的是千姿百態(tài)的生物界、變幻莫測的生物體。傳統(tǒng)的教學(xué)方法和固有的教學(xué)手段,如掛圖、模型等較為枯燥、抽象、呆板,難以表現(xiàn)其動態(tài)變化過程,難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如果運用信息技術(shù)于課堂教學(xué),借助電腦、數(shù)碼投影機和視頻展示臺等多媒體工具,在屏幕上向?qū)W生展示圖、文、聲、像相結(jié)合的精彩內(nèi)容,吸引力大,渲染性強。教師向?qū)W生講授時,還可以借助擴音系統(tǒng)使同學(xué)們聽得更清楚,若配上優(yōu)美的輕音樂,則可欣賞性更強。
2.1 改善教學(xué)環(huán)境與教學(xué)方法
通過信息技術(shù)與生物課程的有效整合,可以為生物教學(xué)構(gòu)建一個多媒體、網(wǎng)絡(luò)和智能有機結(jié)合的個別化、交互式、開放性的動態(tài)教學(xué)環(huán)境,為創(chuàng)建新型的學(xué)科教學(xué)模式提供了最理想的教學(xué)環(huán)境和切實可行的道路。教學(xué)方法可由原來單純的基于歸納或演繹的講解轉(zhuǎn)變?yōu)榛凇扒榫硠?chuàng)設(shè)”、“主動探索”、“協(xié)作學(xué)習(xí)”、“會話商討”和“意義建構(gòu)”等多種新型教學(xué)方法的綜合運用。學(xué)生置身于這樣一個輕松、和諧的教學(xué)情境中,學(xué)習(xí)興趣會得到極大的提高,學(xué)習(xí)的主動性也將得到更大的激發(fā)。
2.2 使教學(xué)變得高效輕松
多媒體輔助教學(xué),能使抽象的內(nèi)容具體化、形象化,使學(xué)生能較好地理解教師難以用語言講清的事物原理,縮短了授課時間,有效地提高了課堂教學(xué)效率。比如,利用Word寫成的電子教案,只要調(diào)整一下字體大小就可以在網(wǎng)絡(luò)平臺的屏幕上一幕幕地清晰投影出來;利用簡易的PowerPoint制作的課件進行教學(xué),可以把標準的文字以動態(tài)的效果一幕幕地展示,需要時還可以把一些反映重點和難點的動畫反復(fù)地、有選擇地加以觀看;利用Flash制作的課件,動感更強,更有吸引力和渲染性;運用網(wǎng)頁課件進行教學(xué),界面美觀、導(dǎo)航清晰、操作方便、效果顯著。因此,充分運用信息技術(shù)于課堂教學(xué),可使教學(xué)變得高效輕松。
2.3 提高教與學(xué)的效率,改善教與學(xué)的效果,改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式
在新的教學(xué)環(huán)境中,教師應(yīng)放下權(quán)威者的架子,從知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢n程的組織者、情感的支持者、學(xué)習(xí)的參與者、信息的咨詢者”。教師的任務(wù)不再只是講授和歸納,而是對學(xué)生的多種學(xué)習(xí)活動進行指導(dǎo)、計劃、組織、協(xié)調(diào),促進學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的形成,加強對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。學(xué)生從被動接受的知識容器和知識受體轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃咏?gòu)的知識主宰、教學(xué)活動的積極參與者。實施生物學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的有機整合,在多媒體、網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)環(huán)境下,以“學(xué)”為中心的交互式教學(xué)方式有了得天獨厚的土壤。教學(xué)方式由傳統(tǒng)的以“教”為中心逐漸向以“學(xué)”為中心轉(zhuǎn)變,既能幫助學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù),又能培養(yǎng)學(xué)生收集和處理各種生物信息,解決生物科學(xué)問題的能力,提高教與學(xué)的效率,改善教與學(xué)的效果,改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。
1.對于兩個數(shù)a與b,規(guī)定ab=a×b-(a+b)。試計算35。
2.設(shè)a*b=,那么求5*(2*8)。
3.
如果1*5=1+11+111+1111+11111,2*4=2+22+222+2222,3*3=3+33+333,4*2=4+44。那么7*4=?210*2=?
4.定義運算為,如果3(5)=3,求。
5.對于任意的整數(shù)與定義新運算””:=
(其中是一個確定的整數(shù)).如果12=2,則29=_______。
6.找出下列各數(shù)列的規(guī)律,并按其規(guī)律在(
)內(nèi)填上合適的數(shù):
(1)18,20,24,30,(
);
(2)11,12,14,18,26,(
);
(3)2,5,11,23,47,(
),(
)。
7.按一定規(guī)律排列的一列數(shù)依次為…按此規(guī)律排列下去,這列數(shù)中的第7個數(shù)是________。
8.觀察如下圖的點陣圖和相應(yīng)的等式,探究其中的規(guī)律:
(1)在④和⑤后面的橫線上分別寫出相應(yīng)的等式;
9.用黑白兩種顏色的正方形紙片,按黑色紙片數(shù)逐漸加1的規(guī)律拼成一列圖案:
請問第n個圖案中有白色紙片的張數(shù)為(
)。
A.4n+3
B.
3n+1
C.n
D.2n+2
10.已知一列數(shù):1,-2,3,-4,5,-6,7…將這列數(shù)排成下列形式:
第
1
行
1
第
2
行
-2
3
第
3
行
-4
5
-6
第
4
行
7
-8
9
-10
第
5
行
11
-12
13
-14
15
…
…
按照上述規(guī)律排列下去,那么第
10
行從左邊數(shù)第
5
個數(shù)等于(
)
A.50
B.-50
C.60
D.-60
課后練習(xí)
1.將新運算“*”定義為:a*b=(a+b)×(a-b)。求27*9。
2.設(shè)p、q是兩個數(shù),規(guī)定pq=p2+(p-q)×2。求30(53)。
3.如果2*1=,3*2=,4*3=,那么(6*3)÷(2*6)=?。
4.規(guī)定
(、均為自然數(shù),),如果,求。
5.小說《達芬奇密碼》中的一個故事里出現(xiàn)了一串神秘排列的數(shù),將這串令人費解的數(shù)按從小到大的順序排列為:1,1,2,3,5,8…,則這列數(shù)的第9個數(shù)是
.
6.找出下列各數(shù)列的規(guī)律,并按其規(guī)律在(
)內(nèi)填上合適的數(shù):
(1)12,15,17,30,
22,45,(
),(
);
(2)
2,8,5,6,8,4,(
),(
)
7.已知:,,,…若(a、b為正整數(shù)),則a+b=_________。
8.觀察左下列圖形:它們是按一定規(guī)律排列的,依照此規(guī)律,第8個圖形共有
枚五角星。
9.圖中每個大三角形中白色三角形的排列規(guī)律,則第5個大三角形中白色三角形有
個。
10.自然數(shù)按一定的規(guī)律排列如下,從排列規(guī)律可知,99排在第幾行第幾列呢?
第1列
第2列
第3列
第4列
第5列
…
第1行
1
4
9
16
25
…
第2行
2
3
8
15
24
…
第3行
5
6
7
14
23
…
第4行
10
11
12
13
22
…
第5行
17
18
19
20
21
…
…
…
…
…
…
【關(guān)鍵詞】醫(yī)學(xué)圖形圖像處理;信息學(xué);大專;醫(yī)學(xué)院校
一、引言
1999年6月9日,經(jīng)紐約中華醫(yī)學(xué)基金會(China Medical Board of New York,CMB)理事會批準資助,成立了國際醫(yī)學(xué)教育專門委員會(1nstitute for Interna-
tional Medical Education,IIME)。該委員會的任務(wù)是為制定醫(yī)學(xué)教育“基本要求”提供指導(dǎo)。在該機構(gòu)制定的培養(yǎng)要求當中,生物醫(yī)學(xué)工程相關(guān)知識,特別是“醫(yī)學(xué)圖形圖像處理”被作為基礎(chǔ)知識要求被提出。[5][8]
當前我國數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)的重點是醫(yī)院內(nèi)部的數(shù)字化建設(shè)。為實現(xiàn)無膠片化,需要建立覆蓋全院醫(yī)療和辦公區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)和pacs系統(tǒng),實現(xiàn)ct、核磁、x線、病理、彩超、電子胃鏡等圖像的網(wǎng)上數(shù)字化采集、傳輸、存儲、調(diào)閱等功能。而這些方面,都需要從業(yè)者具備相關(guān)的專業(yè)知識。但是醫(yī)學(xué)圖形圖像處理教學(xué)在專科層次教學(xué)當中處于盲區(qū)。經(jīng)過調(diào)查國內(nèi)各省的40多所相關(guān)大專院校,其中開展了醫(yī)學(xué)信息教育的學(xué)校目前的有12所。[1]授課內(nèi)容基本是信息檢索,少數(shù)涉及到了一些醫(yī)療管理軟件的應(yīng)用,至于醫(yī)學(xué)圖形圖像方面的課程,高專的醫(yī)學(xué)信息學(xué)教育中沒有涉及,因此在目前大專層次的醫(yī)學(xué)信息學(xué)教育體系的現(xiàn)狀是:醫(yī)學(xué)信息教育停留在信息素養(yǎng)的培養(yǎng)的階段,沒有進一步的考慮醫(yī)學(xué)信息的處理,也就是說沒有提升到技能的層面上。
二、國內(nèi)外關(guān)于醫(yī)學(xué)信息學(xué)教育的現(xiàn)狀分析
醫(yī)學(xué)信息學(xué)是交叉學(xué)科,起源于美國?,F(xiàn)今美國的醫(yī)學(xué)信息涵蓋面,已經(jīng)不僅僅局限于醫(yī)學(xué)情報,信息資源建設(shè)、檢索,其內(nèi)涵已經(jīng)擴展到了轉(zhuǎn)化研究信息學(xué)、醫(yī)學(xué)圖像信息學(xué)。[3][4]
德國是國際醫(yī)學(xué)信息學(xué)會(IMIA)的官方國家成員,其醫(yī)學(xué)信息學(xué)、生物測量和流行病學(xué)協(xié)會(GMDS)提出醫(yī)學(xué)信息學(xué)(Medizinische Informatik,MI)內(nèi)涵:應(yīng)該包括醫(yī)療信息的收集、加工與提煉過程。具體研究內(nèi)容包括:生物信息學(xué),醫(yī)學(xué)圖像處理,信息檢索、決策支持等。[9]國外一些發(fā)達國家,醫(yī)學(xué)信息學(xué)已經(jīng)從信息素養(yǎng)教育上升到了信息技術(shù)教育的程度,并形成了???研究生-博士研究生的完整培養(yǎng)體系。
20多年來,醫(yī)學(xué)影像已成為醫(yī)學(xué)技術(shù)中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一,其結(jié)果使臨床醫(yī)生對人體內(nèi)部病變部位的觀察更直接、更清晰,確診率也更高。20世紀70年代初,X-CT的發(fā)明曾引發(fā)了醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的一場革命,與此同時,核磁共振成像象(MRI:Magnetic Resonance Imaging)、超聲成像、數(shù)字射線照相術(shù)、發(fā)射型計算機成像和核素成像等也逐步發(fā)展。計算機和醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)作為這些成像技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ),帶動著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷正產(chǎn)生著深刻的變革。各種新的醫(yī)學(xué)成像方法的臨床應(yīng)用,使醫(yī)學(xué)診斷和治療技術(shù)取得了很大的進展,同時將各種成像技術(shù)得到的信息進行互補,也為臨床診斷及生物醫(yī)學(xué)研究提供了有力的科學(xué)依據(jù)。而醫(yī)學(xué)圖形圖像作為一門交叉學(xué)科,成為了一般醫(yī)學(xué)本科院校臨床專業(yè)與生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的主要的學(xué)科。
三、國內(nèi)政策對于醫(yī)學(xué)信息教育的扶持與指導(dǎo)方向
衛(wèi)醫(yī)研教發(fā)[2007]01號文件指出:衛(wèi)生部醫(yī)院管理研究所在相關(guān)部委的支持下,決定在全國開展“醫(yī)療衛(wèi)生信息技術(shù)普及教育”工作,旨在建立和完善我國“醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)信息技術(shù)教育體系”,并使之成為指導(dǎo)我國醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)信息化建設(shè)對各類IT人才需求的重要依據(jù);成為我國醫(yī)療衛(wèi)生信息技術(shù)人員和醫(yī)學(xué)院校學(xué)生走出國門與國際接軌的橋梁和紐帶;成為我國全體醫(yī)務(wù)人員和醫(yī)學(xué)院校在校生必須掌握的一門現(xiàn)代化工具,從而提高醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的整體服務(wù)水平,為更多的患者提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
衛(wèi)醫(yī)研教發(fā)[2007]02號文件指出:加速推進信息技術(shù)在醫(yī)療服務(wù)、預(yù)防保健、衛(wèi)生監(jiān)督、科研教育等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,普及醫(yī)療信息化知識,充分利用現(xiàn)代遠程教育手段為廣大醫(yī)務(wù)人員提供繼續(xù)教育機會,快速培養(yǎng)符合我國醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)信息化建設(shè)急需的專業(yè)人才,滿足人民群眾日益增長醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)需求。
衛(wèi)醫(yī)研教發(fā)[2007]03號文件指出:隨著信息技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,對“醫(yī)信”復(fù)合型人才的需求已成為各級醫(yī)療機構(gòu)在醫(yī)療信息化建設(shè)、應(yīng)用和管理中急需解決的首要問題。
作為國內(nèi)的大專院校,其教學(xué)的宗旨與目的是為基層輸送大量的實用型醫(yī)學(xué)人才,同時兼顧了向更高層次醫(yī)學(xué)教育輸送可持續(xù)培養(yǎng)的醫(yī)學(xué)生。無論是從實用出發(fā)還是從可持續(xù)的培養(yǎng)出發(fā),醫(yī)學(xué)生在醫(yī)學(xué)信息學(xué)上的教育都不容缺失。
四、目前醫(yī)學(xué)信息教育環(huán)節(jié)當中的拓展方向
醫(yī)學(xué)信息學(xué)是醫(yī)學(xué)和計算機學(xué)科的結(jié)合,是醫(yī)學(xué)發(fā)展的必經(jīng)階段。[2]該學(xué)科的發(fā)展需要大批掌握相關(guān)計算機技術(shù)和醫(yī)學(xué)只是的高素質(zhì)符合人才。
當前社會對于醫(yī)學(xué)信息處理方面的人才需求量大,通過課程建設(shè)能夠培養(yǎng)出符合社會要求的懂得醫(yī)學(xué)信息處理應(yīng)用類人才。使學(xué)生掌握醫(yī)學(xué)圖像的相關(guān)概念與圖像處理中的圖像變換,增強,恢復(fù),壓縮,圖像的分割及特征提取等基本理論;掌握醫(yī)學(xué)圖像處理的基本理論、技術(shù)、方法、應(yīng)用和進展;了解醫(yī)學(xué)信息三維可視化的技術(shù)和基本實現(xiàn)方法;并在此基礎(chǔ)上掌握醫(yī)學(xué)圖像處理的整體結(jié)構(gòu)框架,逐漸形成觀察、思考、分析和解決有關(guān)理論和實踐問題的能力,并通過圖像處理算法的編程來提高學(xué)生的動手能力。這樣的才能使學(xué)生在數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)的大背景下適應(yīng)需求,提高競爭力。[7]
五、專科層次開展醫(yī)學(xué)圖形圖像教學(xué)的必要性和可行性
醫(yī)學(xué)圖像處理是當今各醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用和需求廣泛的一門學(xué)科,是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的必修課程,也是計算機科學(xué)與技術(shù)(醫(yī)學(xué)應(yīng)用和醫(yī)學(xué)智能信息處理方法)的專業(yè)主要課程。設(shè)置本課程的目的是:(1)使學(xué)生掌握數(shù)字圖像的相關(guān)概念與圖像處理中的圖像變換,增強,恢復(fù),壓縮,圖像的分割及特征提取等基本理論;(2)掌握醫(yī)學(xué)圖像處理的基本理論、技術(shù)、方法、應(yīng)用和進展,并在此基礎(chǔ)上掌握醫(yī)學(xué)圖像處理的整體結(jié)構(gòu)框架;(3)掌握數(shù)字圖像與醫(yī)學(xué)圖像處理的基本方法,逐漸形成觀察、思考、分析和解決有關(guān)理論和實踐問題的能力,并通過圖像處理算法的編程來提高學(xué)生的動手能力。[7][8]
目前國內(nèi)的專科院校鮮有開展這門學(xué)科的基礎(chǔ)教育,主要原因是相關(guān)的教學(xué)條件要求較高(師資,設(shè)備)。但是做為專科院校,無論是從向基層輸送基層的醫(yī)療服務(wù)人才這個方向來看,還是從為本科醫(yī)療院校輸送繼續(xù)教育人才方面來看,我們都有必要把這門重要的學(xué)科,在醫(yī)學(xué)類專科層次進行普及性的基礎(chǔ)教學(xué)。最為恰當?shù)姆绞骄褪窃卺t(yī)學(xué)信息學(xué)的教學(xué)內(nèi)容中補充豐富醫(yī)學(xué)圖形圖像內(nèi)容。
??茖哟蔚膶W(xué)生有他們的特點:基礎(chǔ)和自學(xué)能力有待強化,而且在校學(xué)習(xí)時間比較短,他們需要和能夠掌握的是跟專業(yè)相關(guān)的簡易并實用的醫(yī)學(xué)信息概念和技術(shù),而不是高深的理論。根據(jù)??茖W(xué)校的特點和學(xué)生基礎(chǔ)情況,以及各用人單位(基層醫(yī)院)對醫(yī)學(xué)信息技術(shù)的需求情況,查閱國內(nèi)外各醫(yī)學(xué)院校醫(yī)學(xué)信息專業(yè)教學(xué)資料,在現(xiàn)有計算機課程內(nèi)容基礎(chǔ)上,引入一定課時的醫(yī)學(xué)數(shù)字圖形圖像處理,通過實踐教學(xué)進行論證之后,完善出一套適合??茖哟蔚慕虒W(xué)大綱和實驗大綱。
通過對大專醫(yī)藥各專業(yè)學(xué)生進行實用的醫(yī)學(xué)信息技術(shù)與醫(yī)學(xué)圖形圖像學(xué)教育,其目的是使學(xué)生更能適應(yīng)各專業(yè)崗位的需求,從而提高專科層次畢業(yè)生就業(yè)競爭力;提高基層醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的整體服務(wù)水平,為更多的患者提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
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