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一 当代医学高等教育和医学人才培养的特点及要求
1 当今医学高等教育的重要特点——学科交叉
交叉学科是以单学科或多学科结合为表现形式的由两门或两门以上的学科相互渗透、融合而成的综合学科[1]。学科的综合、交叉、融合已经成为当代科学的发展趋势。生物、医药、健康、环境等关系到人类生存和发展的领域不断给我们提出单一学科的知识所不能解决的复杂课题，学科之间因此相互融合与渗透，涌现出众多的新兴交叉学科，并使得各种高水平的创新成果应运而生。这种学科发展趋势是高等教育面临的新特点，同时也对高等教育提出了新要求。
2 当今医学人才培养的特点——创新人才培养
培养创新人才已经成为高等教育界共同的价值追求，其不仅是理论问题，更是重要的实践课题[2]。2006年1月26日中共中央、国务院做出了关于“实施科技规划纲要，增加自主创新能力”的决定。确定要“全面实施规划纲要，经过15年努力，到2020年使我国进入创新型国家行列”，并强调要“深化教育改革，加快教育发展，推进素质教育和创新教育，为建设创新型国家培养结构合理、素质优良的各级各类人才”。培养创新人才已是高校构筑人才培养模式的根本目标。
3 带来的挑战
在上述背景下，交叉学科的教育开展与创新人才培养成为亟待解决的问题。要解决这个问题，必须从人才培养方案、教学计划修订、课程体系改革、课程教学改革等多方面入手。但无论如何改革，最终的落脚点都是课程的教与学。因此，如何根据时代发展的需要，采用高质量的交叉学科课程教学方法、改革课程重知识传承的单一功能、培养医学创新人才是摆在我们面前的一个不可回避的课题。本文从课程教学改革的角度和层面，来探索新形势下大学课程的教学模式。
二 改革研究载体课程——生物信息学
生物信息学是典型的交叉学科课程，是用数理和信息科学的观点、理论和方法去研究生命现象、组织和分析呈现指数增长的生物医学数据的一门学科[3]。它主要包括两重含义：一是对海量数据的收集、整理与服务，即管理好这些数据;二是从中发现新的规律，即利用好这些数据。在基因组和蛋白质组研究时代，它是医学、药学、生物学的研究载体和必要工具。与其他的生物医学学科相比，主要有以下三大特点：第一，以生物医学数据库为基础，数据极其庞大复杂。第二，操作分析主要依靠计算机为工具，在互联网环境中运行，通过网络强大的搜索功能实现数据收集、储存、管理与提供。第三，是一门生物医学、信息科学、计算机科学等诸多学科综合交叉的前沿产物，与其他学科相比，综合交叉性强、难度大、发展时间短、还在不断完善与更新中。因而目前还没有成熟的生物信息学教学模式，各高校、尤其是医学院校，尚处于摸索探讨的阶段。
三 生物信息学教学改革详述
1 课程改革（教学）目标
探索CM教学法与PBL教学法结合应用模式，并以交叉学科课程“生物信息学”为研究平台，将CM教学法与PBL教学法结合应用于生物信息学教学。从具体的操作层面上探讨教学模式的变革这个涉及人才培养活动中最基本、最直接、最核心的问题，构建一种可操作性很强、关键能力培养效果显著、以能力培养为中心的新的教学模式。
2 课程教学模式运用
CM教学法与PBL教学法结合使用。教学分小组进行，以“自主式学习”为核心，以教师的辅助、指导与管理为学生保驾护航，按照CM和PBL的特点进行无缝连接，形成一种包含自主式、启发式、探究式、参与式、讨论式等多种方式的新的教学实施模式。
3 问题集和案例集的制定
（1）问题集的制定
问题集分为A、B、C、D、E五大模块，具体如下。
A：生物数据库的检索和使用。
A1：如何利用Entrez系统检索和使用常用生物数据库？A2：如何利用SRS系统检索和使用常用生物数据库？
B.生物数据库的理解和识别。
B1：如何理解和识别基因序列数据库Genbank、EMBL、DDBJ？B2：如何理解和识别蛋白质序列数据库PIR、SwissProt？B3：如何理解和识别蛋白质模体功能数据库Prosite？B4：如何理解和识别大分子结构数据库PDB？B5：如何理解和识别生物功能数据库KEGG、GO？B6：如何理解和识别基因组数据库GDB？
C：生物序列比对分析。
C1：什么是双序列比对和多序列比对？C2：如何利用blast软件进行双序列比对？C3：如何利用Clustal W/X软件进行多序列比对分析？
D：核酸序列分析。
D1：如何进行重复序列分析？D2：如何利用数据库搜索比对确定编码序列？D3：如何利用编码区统计特性分析确定编码序列？D4：如何进行启动子分析？D5：如何进行内含子/外显子剪接位点分析？D6：如何进行翻译起始位点和翻译终止信号分析？D7：如何人工翻译基因？D8：如何利用序列综合分析软件进行核酸序列综合分析？
E：蛋白质序列分析。
E1：如何从氨基酸组成辨识蛋白质？E2：如何预测蛋白质的物理性质？E3：如何进行蛋白质二级结构预测？E4：如何进行蛋白质特殊局部结构预测？E5：如何进行蛋白质空间结构预测？E6：如何利用空间结构互补进行药物设计？
上述每个问题下还有子问题，因篇幅原因，不在此一一详述。
（2）案例集的设定
根据学生分组数设置相应的案例集，每个案例要涵盖上述A到E五大模块的问题集，且涵盖顺序要符合课程内容的教学规律。因为篇幅原因，这里仅以其中一个案例为例来说明。
案例：乳腺癌相关致病基因的生物信息分析及潜在药物设计。备注：已有研究表明，某基因X在乳腺癌患者中常常呈现特异性表达，该基因序列如下（***），请分析该基因的相应情况，并设计抑制该基因表达的药物。提示：首先，在数据库中检索到该基因（要完成该步骤需先解决A1、A2）。其次，对该基因进行基本解读（需先解决B1）。第三，要将该基因进行序列比对分析其总体特征（需先解决C1、C2）。第四，分析该基因的特征并翻译成蛋白质（需先解决D1-D6）。最后，分析其蛋白质相关特征并进行药物设计（需先解决B2、B4、E1-E6）。 4 教学实施策略
分组：根据能力和兴趣分组，选择能力互补且有共同兴趣的学生组成不同学习小组，一般以4～6人为一组，对于总体能力特别强的小组可以适当减少人数。
学习策略：对每组学生分发问题集，并针对每组布置不同的案例。给所有学生提供学习资源，包括书本、资料、网络学习地址、网络资源、软件资源等。让学生根据案例、提示和问题集，参考相关的学习资源，自主学习。学习方式以自主探究、小组讨论为主。教师全程参与指导、启发和答疑，并定期组织集中讨论。在课堂时间外，全程开放实验室，供学生学习、讨论和探究。
5 教学评价体系设置
制定以能力为本位的、多样式的教学考核评价体系。第一，理论考试分，占50分，考查重点是在完成案例过程中，通过系统性解决问题集，所获得的基本概念、基本思路、总体架构等理论性知识体系。第二，案例完成分，占30分，包括案例解决过程15分（过程记录）、案例最终完成报告文档15分，主要考查在完成案例过程中的学习过程，以及边学习边解决实际案例的能力。第三，拓展测试分20分，在此项考查中，会给学生布置一个新的案例，让学生去解决，考查学生利用所学知识解决实际科研、应用问题的能力。
6 教学效果
在此次课程教学改革中，我们以2个班为对象。其中一个班为实验班，采用CM和PBL结合教学。另一个班为对照班，采用普通教学，进行教学实施和对照。对普通班只进行第一、三项教学评价。
在两个班的对比中，我们发现，第一项理论考试，普通班的平均成绩为82.45，实验班的平均成绩为83.52，实验班的成绩略好，经T检验分析，两者无显著性差异。第三项拓展测试中，普通班的平均成绩为62.76，实验班的平均成绩为88.95，经T检验分析，其P值小于0.01，有显著性差异。从评价结果中可看出，与普通教学形式相比，实验班的理论考试成绩并不逊色，反而还略有优势。更为重要的是，在解决实际科研与应用性问题能力的测试中，实验班占据明显优势。此外，在课程结束后，实验班的30位同学均组成科研团队（每队5人），先后参加了校生命科学竞赛和浙江省第六届生命科学竞赛（生物与健康竞赛），1队获省竞赛一等奖、1队获省竞赛三等奖、1队获校竞赛二等奖，为我校创造参与该项赛事取得历史最好成绩做出了重要的贡献。
参考文献
[1]姜维寰.科学分类的历史沿革及当代交叉科学体系[J].科学学研究，2013（3）.
[2]朱崇实.研究型大学与创新人才培养[J].国家教育行政学院学报，2014（9）.
[3]陈铭，包家立.生物信息学[M].北京：科学出版社，2013（18）.
1 当今医学高等教育的重要特点——学科交叉
交叉学科是以单学科或多学科结合为表现形式的由两门或两门以上的学科相互渗透、融合而成的综合学科[1]。学科的综合、交叉、融合已经成为当代科学的发展趋势。生物、医药、健康、环境等关系到人类生存和发展的领域不断给我们提出单一学科的知识所不能解决的复杂课题，学科之间因此相互融合与渗透，涌现出众多的新兴交叉学科，并使得各种高水平的创新成果应运而生。这种学科发展趋势是高等教育面临的新特点，同时也对高等教育提出了新要求。
2 当今医学人才培养的特点——创新人才培养
培养创新人才已经成为高等教育界共同的价值追求，其不仅是理论问题，更是重要的实践课题[2]。2006年1月26日中共中央、国务院做出了关于“实施科技规划纲要，增加自主创新能力”的决定。确定要“全面实施规划纲要，经过15年努力，到2020年使我国进入创新型国家行列”，并强调要“深化教育改革，加快教育发展，推进素质教育和创新教育，为建设创新型国家培养结构合理、素质优良的各级各类人才”。培养创新人才已是高校构筑人才培养模式的根本目标。
3 带来的挑战
在上述背景下，交叉学科的教育开展与创新人才培养成为亟待解决的问题。要解决这个问题，必须从人才培养方案、教学计划修订、课程体系改革、课程教学改革等多方面入手。但无论如何改革，最终的落脚点都是课程的教与学。因此，如何根据时代发展的需要，采用高质量的交叉学科课程教学方法、改革课程重知识传承的单一功能、培养医学创新人才是摆在我们面前的一个不可回避的课题。本文从课程教学改革的角度和层面，来探索新形势下大学课程的教学模式。
二 改革研究载体课程——生物信息学
生物信息学是典型的交叉学科课程，是用数理和信息科学的观点、理论和方法去研究生命现象、组织和分析呈现指数增长的生物医学数据的一门学科[3]。它主要包括两重含义：一是对海量数据的收集、整理与服务，即管理好这些数据;二是从中发现新的规律，即利用好这些数据。在基因组和蛋白质组研究时代，它是医学、药学、生物学的研究载体和必要工具。与其他的生物医学学科相比，主要有以下三大特点：第一，以生物医学数据库为基础，数据极其庞大复杂。第二，操作分析主要依靠计算机为工具，在互联网环境中运行，通过网络强大的搜索功能实现数据收集、储存、管理与提供。第三，是一门生物医学、信息科学、计算机科学等诸多学科综合交叉的前沿产物，与其他学科相比，综合交叉性强、难度大、发展时间短、还在不断完善与更新中。因而目前还没有成熟的生物信息学教学模式，各高校、尤其是医学院校，尚处于摸索探讨的阶段。
三 生物信息学教学改革详述
1 课程改革（教学）目标
探索CM教学法与PBL教学法结合应用模式，并以交叉学科课程“生物信息学”为研究平台，将CM教学法与PBL教学法结合应用于生物信息学教学。从具体的操作层面上探讨教学模式的变革这个涉及人才培养活动中最基本、最直接、最核心的问题，构建一种可操作性很强、关键能力培养效果显著、以能力培养为中心的新的教学模式。
2 课程教学模式运用
CM教学法与PBL教学法结合使用。教学分小组进行，以“自主式学习”为核心，以教师的辅助、指导与管理为学生保驾护航，按照CM和PBL的特点进行无缝连接，形成一种包含自主式、启发式、探究式、参与式、讨论式等多种方式的新的教学实施模式。
3 问题集和案例集的制定
（1）问题集的制定
问题集分为A、B、C、D、E五大模块，具体如下。
A：生物数据库的检索和使用。
A1：如何利用Entrez系统检索和使用常用生物数据库？A2：如何利用SRS系统检索和使用常用生物数据库？
B.生物数据库的理解和识别。
B1：如何理解和识别基因序列数据库Genbank、EMBL、DDBJ？B2：如何理解和识别蛋白质序列数据库PIR、SwissProt？B3：如何理解和识别蛋白质模体功能数据库Prosite？B4：如何理解和识别大分子结构数据库PDB？B5：如何理解和识别生物功能数据库KEGG、GO？B6：如何理解和识别基因组数据库GDB？
C：生物序列比对分析。
C1：什么是双序列比对和多序列比对？C2：如何利用blast软件进行双序列比对？C3：如何利用Clustal W/X软件进行多序列比对分析？
D：核酸序列分析。
D1：如何进行重复序列分析？D2：如何利用数据库搜索比对确定编码序列？D3：如何利用编码区统计特性分析确定编码序列？D4：如何进行启动子分析？D5：如何进行内含子/外显子剪接位点分析？D6：如何进行翻译起始位点和翻译终止信号分析？D7：如何人工翻译基因？D8：如何利用序列综合分析软件进行核酸序列综合分析？
E：蛋白质序列分析。
E1：如何从氨基酸组成辨识蛋白质？E2：如何预测蛋白质的物理性质？E3：如何进行蛋白质二级结构预测？E4：如何进行蛋白质特殊局部结构预测？E5：如何进行蛋白质空间结构预测？E6：如何利用空间结构互补进行药物设计？
上述每个问题下还有子问题，因篇幅原因，不在此一一详述。
（2）案例集的设定
根据学生分组数设置相应的案例集，每个案例要涵盖上述A到E五大模块的问题集，且涵盖顺序要符合课程内容的教学规律。因为篇幅原因，这里仅以其中一个案例为例来说明。
案例：乳腺癌相关致病基因的生物信息分析及潜在药物设计。备注：已有研究表明，某基因X在乳腺癌患者中常常呈现特异性表达，该基因序列如下（***），请分析该基因的相应情况，并设计抑制该基因表达的药物。提示：首先，在数据库中检索到该基因（要完成该步骤需先解决A1、A2）。其次，对该基因进行基本解读（需先解决B1）。第三，要将该基因进行序列比对分析其总体特征（需先解决C1、C2）。第四，分析该基因的特征并翻译成蛋白质（需先解决D1-D6）。最后，分析其蛋白质相关特征并进行药物设计（需先解决B2、B4、E1-E6）。 4 教学实施策略
分组：根据能力和兴趣分组，选择能力互补且有共同兴趣的学生组成不同学习小组，一般以4～6人为一组，对于总体能力特别强的小组可以适当减少人数。
学习策略：对每组学生分发问题集，并针对每组布置不同的案例。给所有学生提供学习资源，包括书本、资料、网络学习地址、网络资源、软件资源等。让学生根据案例、提示和问题集，参考相关的学习资源，自主学习。学习方式以自主探究、小组讨论为主。教师全程参与指导、启发和答疑，并定期组织集中讨论。在课堂时间外，全程开放实验室，供学生学习、讨论和探究。
5 教学评价体系设置
制定以能力为本位的、多样式的教学考核评价体系。第一，理论考试分，占50分，考查重点是在完成案例过程中，通过系统性解决问题集，所获得的基本概念、基本思路、总体架构等理论性知识体系。第二，案例完成分，占30分，包括案例解决过程15分（过程记录）、案例最终完成报告文档15分，主要考查在完成案例过程中的学习过程，以及边学习边解决实际案例的能力。第三，拓展测试分20分，在此项考查中，会给学生布置一个新的案例，让学生去解决，考查学生利用所学知识解决实际科研、应用问题的能力。
6 教学效果
在此次课程教学改革中，我们以2个班为对象。其中一个班为实验班，采用CM和PBL结合教学。另一个班为对照班，采用普通教学，进行教学实施和对照。对普通班只进行第一、三项教学评价。
在两个班的对比中，我们发现，第一项理论考试，普通班的平均成绩为82.45，实验班的平均成绩为83.52，实验班的成绩略好，经T检验分析，两者无显著性差异。第三项拓展测试中，普通班的平均成绩为62.76，实验班的平均成绩为88.95，经T检验分析，其P值小于0.01，有显著性差异。从评价结果中可看出，与普通教学形式相比，实验班的理论考试成绩并不逊色，反而还略有优势。更为重要的是，在解决实际科研与应用性问题能力的测试中，实验班占据明显优势。此外，在课程结束后，实验班的30位同学均组成科研团队（每队5人），先后参加了校生命科学竞赛和浙江省第六届生命科学竞赛（生物与健康竞赛），1队获省竞赛一等奖、1队获省竞赛三等奖、1队获校竞赛二等奖，为我校创造参与该项赛事取得历史最好成绩做出了重要的贡献。
参考文献
[1]姜维寰.科学分类的历史沿革及当代交叉科学体系[J].科学学研究，2013（3）.
[2]朱崇实.研究型大学与创新人才培养[J].国家教育行政学院学报，2014（9）.
[3]陈铭，包家立.生物信息学[M].北京：科学出版社，2013（18）.