Construction and Reform Practices of Graduate Courses in Systems Biomedicine and Bioinformatics Based on “Student-Centered”
Graduate education plays a crucial role in nurturing high-quality talent and fostering innovative capabilities. We actively implement a “student-centered” teaching philosophy aimed at developing a curriculum in graduate Systems Biomedicine and Bioinformatics that aligns with students’ needs and developmental principles. This paper focuses on the construction and reform of graduate courses in Systems Biomedicine and Bioinformatics. It outlines a series of reform measures that include the implementation of modular teaching content, the integration of high-quality online resources, the incorporation of ideological and political education, and the adoption of diverse teaching methods and strategies. Additionally, it emphasizes the establishment of a comprehensive evaluation system and the strengthening of faculty expertise. Through these initiatives, the approach aims to enhance the systematic and practical aspects of the courses, ultimately providing valuable insights for the development and reform of related curricula.
Systems Biomedicine
研究生教育肩负着培养高素质创新型人才的历史使命,是国家发展和社会进步的重要基石
生物信息学作为一门新兴学科,近二十年来取得了显著进展,已成为生物学和生物医学等领域不可或缺的研究工具,对生命科学领域的研究范式产生了深远的影响
由于考研中跨学科报考的考生人数增加
课程建设与改革的核心理念聚焦于“以学生为中心”,通过实施系统化的课程设计,为学生搭建起条理清晰的知识框架,强化他们对学科内在逻辑的理解。在此基础上,加强理论与实践的深度融合,确保学生能够将所学知识灵活应用于实际问题的解决中,以推动学生的全面发展,为其未来的学术研究与职业生涯奠定坚实基础。
模块化教学作为新兴教学法,通过分设独立关联模块并合理设置结构,实现知识整合与衔接,既传授知识又促进知识扩展,增强学生的学习兴趣与主动性
模块名称 |
授课内容 |
适用学生 |
I 系统生物学基础 |
阐述系统生物学的基本理念,其所面临的挑战以及内在局限。讲解复杂系统的特点和思维方式、生物调控网络和分析方法以及构建网络的实验基础(如多种组学数据的关系等) |
各学科背景研究生同学必选 |
II 系统生物医学技术基础 |
系统介绍高通量组学技术,包括高通量基因测序技术、单细胞组学技术、代谢组学蛋白质组学;相应的生物大数据分析方法,包括人群和个体特异性等 |
各学科背景研究生同学可选修,本科修习过生物信息学的生物学背景同学可免修 |
III 分子病理学基础 |
以疾病的临床诊治为主线,阐述重大疾病的分子基础,并在系统生物学的框架下讨论疾病发生的机制 |
本模块主要是为生物学/医学基础较为薄弱的学生设置 |
IV 计算生物学 |
介绍与常用的生物信息学有关的数据库、算法及工具,特别是组学数据的处理方法及其潜在局限性;本模块还包括基本的网络建模方法;本模块侧重实际应用,通过课外作业提高学生实际运用若干通用软件的能力。 |
各学科背景研究生同学可选修,计算机专业同学可免修 |
V 重大人类疾病的机理与应用 |
选取肿瘤(如遗传性乳腺癌)、心脑血管等重大疾病以及衰老(如阿兹海默症)过程,在系统生物学的框架内讨论相关研究的最新进展,探讨在诊断、干预、预防等方面的突破与挑战。 |
各学科背景研究生同学可选修 |
VI 合成生物学与应用 |
合成生物学是构建系统生物学体系的重要手段:本模块主要介绍通过内在网络重编程的技术解析细胞网络的关键节点,以及如何通过重编程构建新的功能,并探讨其在临床医学中的应用。 |
各学科背景研究生同学可选修,本科生物学背景同学可免修 |
培养学生系统思维模式的问题,教学团队采取模块化教学内容设置,构建包含六个模块的新体系,这些模块分别为:系统生物学基础、分子病理学基础、系统生物医学技术基础、计算生物学、重大人类疾病的机理与应用以及合成生物学与应用模块(
作为地处西部的医学院校,面对网络课程资源的多样性和丰富性,教学团队采取“优选而非自建”的策略,团队精心挑选一系列高质量的在线资源提供给学生,如北京大学生物信息研究中心魏丽萍教授和高歌研究员的《生物信息学》课程,以及哈佛大学刘小乐教授的在线课程平台,鼓励学生自主学习,确保学生能够接触到最前沿的学术内容和教学方法。在此基础上,教学团队实施双语教学,促进教学内容的国际化与本土化深度融合,为学生提供更为广阔的学习空间和更为丰富的学术资源。
思政教育是培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人的关键环节
为增强教学互动和提升教育成果,教学团队将QQ、微助教和雨课堂等多种数字工具融入教学中。以“系统生物医学技术基础”模块为例:课前,教师在利用微助教在线平台发布数据集,布置分析任务,鼓励学生运用所学知识进行课前预习和自主探索。课中,学生通过雨课堂平台分享他们的分析结果,与教师进行深入的互动讨论,探讨分析过程中的挑战和解决策略,通过即时互动提升学生的学习积极性和参与度
在成绩评定方面,课程采用多元化的评价体系,其中平时成绩占总评成绩的40%,主要考察学生的日常学习投入度与实践操作能力,包括考勤、随堂作业、阶段性模块知识考核、实践活动及课堂互动等;期末考试占总评成绩的60%,重点考察学生对课程核心课程内容的掌握程度。以上多元化的成绩评定体系,旨在加深学生对系统生物医学与生物信息学领域的理解,培养学生利用所学知识进行实践操作的能力、团队协作能力及创新能力,为日后科研和临床实践工作的顺利开展奠定基础。
教学团队深知,优秀的师资队伍是培育创新人才和推动创新成果的核心力量。基于这一认识,本课程配备了一支资深教师队伍,所有成员均持有博士学位并拥有高级职称,以确保教学的高质量和创新教育的有效性。在日常教学中,通过定期组织教学研讨会、授课比赛和集体备课等活动,教师们相互学习,共同进步。此外,教学团队还积极利用信息化教学手段,录制上课视频,教师在课后通过观看录像进行自我反思,从而不断优化教学方法与策略。如在“系统生物医学技术基础”的教学过程中,教师采用信息化手段进行课堂实录,课后,教师通过观看这些教学视频,并结合学生的反馈意见,对教学效果进行深入分析。基于分析结果,教师调整实践课程内容的深度与实践环节的设置,确保学生能够理解与熟练应用所学知识解决遇到的问题。这些举措增强了教师的自我反思能力与专业素养,为教学质量的持续提高提供坚实基础。
近年来,教学团队通过对研究生系统生物医学和生物信息学课程的建设与改革,实现教学内容系统化、理论与实践紧密结合、评价体系多元化和强化师资队伍建设,推动教学质量的全面提升,为学生提供了更为全面的知识体系,也为其未来的科研及实践能力的提升创造良好条件。在今后的教学过程中,教学团队将继续关注课程的持续优化,为培养具备创新能力和实践能力的高素质人才贡献力量。
广西学位与研究生教育改革课题(JGY2024224, JGY2021134),桂林医学院研究生课程思政示范课程(GYYSZ202303);广西高等教育本科改革工程项目(2023GJA271)。
*第一作者。
#通讯作者。