摘要：学科交融是现代科学的趋势、当今高等教育的难点。以医学生物信息学为教学平台，研究交叉学科的创新性教学。创立以专业背景为基础、整合型教学大纲为主线、创新型教学内容为载体、大实验体系为抓手、“多样性教学模式”为工具的立体型教学体系。该体系能发挥学生学习积极性、协同性和创造性，提升学生学习、科研、应用能力，对提高交叉学科的教学质量、培养创新性人才有很强的借鉴意义。

　　关键词：交叉学科;医学生物信息学;立体型教学体系

　　一.当今高等教育和人才培养的特点

　　学科的综合、交叉、融合已经成为当代科学的发展趋势[1]。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，学科之间因此出现相互融合与渗透，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，为高等教育提出了新要求。

　　同时，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。

　　因此，如何根据时代发展的需要，建立高质量的交叉学科课程教学体系、改革课程重知识传承的单一功能、培养创新人才是摆在我们面前的一个不可回避的课题。

　　二.当今交叉学科趋势下人才培养的不足

　　1.教育思想和教学观念不明确，教学内容设置缺乏合理性。

　　交叉学科学科交融的特点导致了它的前沿性和特殊性。因此，对于很多交叉学科，国内外还没有成熟的教学体系。“有哪些教学内容?”、“哪些专业应该开设?”、“在其诸多研究方向中，应整合哪些内容进行教学?”，诸如此类问题尚未明确。教学内容设置不合理，没有形成针对专业的教学侧重点。

　　2.缺少与教学内容相符的教材。

　　中国前沿交叉科学的发展，相对于国外还有滞后性。随之产生的结果是相关学科教学开展存在滞后性、相关教学辅助资料特别是教材存在滞后性。国内教材数量不少，但有特色和针对性的教材比较缺乏。一些是对国外原版教材的翻译，大而全，与我国专业教学不相适应。另一些则太过简单，内容重复率高、与学科发展脱节。有针对性的实验教材更是寥寥无几。

　　3.教学方法传统单一，缺乏创新。

　　在教学上，沿用以“理论教学为主”、“教师讲授为主”的传统教学方式，缺乏与学科特点相适应的教学模式。同时，实验教学较为单一，常以验证性为目的，缺乏和专业相适应的设计性、综合性实验。

　　三.立体型教学体系在交叉学科教学中的探索与实施——以医学生物信息学为例

　　(一)医学生物信息学的学科特点

　　医学生物信息学(Bioinformatics)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]。在后基因组时代，它能帮助我们挖掘生物、医药、健康等方面的本质规律，是生物医学进入后基因组时代的载体。

　　医学生物信息学主要有三大特点：(1)以生物医学数据库为基础，随着组学时代的深入，数据极其庞大复杂;(2)生物信息的操作分析主要依靠计算机为工具，在互联网环境中运行，实现数据收集、储存、管理与服务提供;(3)是一门生物学、医学、数学、信息科学及计算机科学等诸多学科综合交融的前沿产物，综合交叉性强、难度大、发展时间短、还在不断完善与更新中。

　　鉴于此，医学生物信息学是典型的、有代表意义的新兴交叉学科。

　　(二)整合型教学大纲、创新型教学内容的建立。

　　1.建立与设计以专业特色为基础的教学大纲与教学内容。

　　医学生物信息学是生物医学进入后基因组时代的载体，研究内容极其庞杂。大类上可以分：生物医学数据收集、储存、管理与提供;基因组信息提取与分析;功能基因组分析;疾病诊断和治疗;基因药物开发研究;生物大分子结构模拟与药物设计;算法分析与方法研究等。小类涵盖了生物医学的各个方面。全部涉及既不可取也不现实。对于不同的专业，要有不同的教学内容侧重点，整合成不同的大纲体系。

　　对于生物、医学类专业，教学大纲要以“如何利用海量生物医学数据探索新知识、发现新规律”为核心，教学内容要以生物医学数据库为基础，序列比对算法为辅助，着重强调对生物医学信息的提取和利用，例如“核酸、蛋白质分析与鉴定”、“大分子结构预测”、“疾病基因分离和鉴定”、“基因药物模拟设计”等模块。根本着眼点是医学生物信息学在生物、医学领域的实际应用。

　　对于医学类或综合类院校的信息、计算机类专业，教学大纲要以“如何利用数学、信息与计算机科学手段挖掘生物医学数据、进行生物医学数据的管理与服务提供”为核心，教学内容要以生物医学基本知识和数据库知识为基础，数学、信息学知识为推手，着重强调信息计算机手段对生物医学数据利用的支持，例如“生物医学数据库建立与维护”、“序列比对算法发展与研究”、“数据挖掘算法发展与研究”、“某某生物软件设计与开发”等模块。根本着眼点是数学、信息学、计算机科学对生物、医学研究的支持。

　　2.建立与设置大实验体系。

　　医学生物信息学与大多数交叉学科一样，具有较强的实践性和应用性，实验教学特别重要。鉴于其特点，实验教学要以验证性实验为辅助、设计性和综合性实验为主体，建立大实验体系。

　　对于生物、医学类专业，可以设计以下大实验体系：(1)验证性实验：“生物医学数据库识别与理解”、“通过Entrez和SRS系统进行生物医学数据的检索利用”、“blast序列比对”、“clustalw多序列比对”。(2)设计性实验：“某某疾病基因的分析与鉴定”、“疾病相关蛋白质的结构分析”、“针对性药物的模拟设计”等。(3)可选综合性实验：“某某疾病的生物信息分析”、“某某疾病的药物设计”、“某某药物的生物信息分析”等。

　　对于医学类或综合类院校的信息、计算机类专业学生，可以设计以下大实验体系：(1)验证性实验，可以与上通用。(2)设计性实验：“利用Sql-Server或Oracle建立生物医学数据库”、“利用经典比对算法进行序列比对程序的开发”等。(3)可选综合性实验：“新型数据挖掘算法的利用与开发”、“核酸分析软件的设计与开发”、“蛋白质分析软件的设计与开发”、“大分子结构分析与药物对接设计软件的设计与开发”等。

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