1. 引言
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[1]。课程学习作为研究生教育体系的核心组成部分，在研究生的成长与发展过程中发挥着全面、综合且基础性的功能，是达成研究生培养目标的关键途径和保障研究生培养质量的核心环节[2]。《关于加快新时代研究生教育改革发展的意见》[1]和《学位与研究生教育发展“十三五”规划》[3]进一步强调课程学习在研究生教育改革与发展中的战略地位，意见和规划指出，要深化课程体系改革，优化课程设置，加强课程的系统规划、整合和衔接，提高教学质量，以适应新时代对高层次人才的需求。因此，研究生课程建设不仅是实现高质量教育的基础，更是培养适应新时代挑战与需求的高层次创新型人才的关键举措，对于培养适应新时代需求的高素质创新型人才具有不可替代的作用。
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[4]。在此背景下，我校紧跟时代步伐，积极探索研究生教育的创新路径，积极开展《系统生物学与生物信息学》课程的建设与改革。从2017年起，我校在各医学专业硕士研究生中开设《生物信息学》选修课程，随后在生物医学工程专业硕士研究生中增设《系统生物学与生物信息学》专业课程。2022年，随着研究生教学标准化工作的不断推进，我校对课程设置进行优化调整，生物医学工程硕士研究生的《系统生物学与生物信息学》更名为《系统生物医学》，这一变革使我校课程体系形成工科专业研究生《系统生物医学》与医学类研究生《生物信息学》并驾齐驱的新格局。尽管课程名称有所更迭，但其核心教学内容依然聚焦于生物信息学的精髓。在此基础上，教学团队坚持“以学生为中心”，充分考虑学生的学习需求和发展目标，进一步深化课程内容与教学方法的改革，构建适应学生多元化需求的课程体系，培养具备创新能力和实践技能的研究生，为其他高校在类似课程的建设与改革提供参考和借鉴。
2. 课程教学面临的挑战
由于考研中跨学科报考的考生人数增加[5] [6]，我校系统生物学与生物信息学课程教学面临着一个重要挑战，即新生本科教育背景呈现显著的多样化，一方面，部分研究生拥有生物学或医学等相关专业背景，具备较为扎实的生物学知识基础，另一方面，有部分新生本科专业为理工科领域，生物学相关的知识储备相对较少。为应对这一挑战，教学团队为生物医学工程专业设计的《系统生物医学》课程，共计54学时，在研究生入学第一个学期开设，并配套实践技能教学，旨在为该专业研究生奠定坚实的系统生物学理论基础和基本技能，同时提升他们在实际科研工作中的应用能力，全校医学专业研究生的选修课也参照这一模式，设置36学时的相关课程，以拓宽学生的专业知识面。然而，在这一过程中，我们发现原有教学体系中的一些关键问题亟需解决。这些问题主要表现在：课程内容散乱，缺乏系统性，难以形成清晰的知识脉络，不利于学生构建系统的思维模式；理论与实践的结合不够紧密，导致学生难以将所学知识有效应用于实际问题的解决；课程在培养研究生的创新能力方面存在显著不足，缺乏实践环节和具有挑战性的问题，难以激发学生的创新思维。
3. 课程建设与改革的理念和总体思路
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。
3.1. 实施教学内容模块化，构建课程新体系
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[7]。针对课程内容零散，缺乏系统性主线，难以
Table 1. Modular content of the course and applicable students
表1. 课程模块化内容及适用学生
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(表1)。各模块之间紧密相连，形成一个完整的知识体系。在学分要求上学生必须选择至少三个模块，并取得合格的考试成绩，才能获得相应的学分。模块化教学满足了不同专业背景学生的个性化需求；同时，通过明确的学分获取条件，有效激发学生的学习积极性和自我提升的动力，强化学生的自主学习与综合应用能力，充分体现了以学生为中心的教育理念。
3.2. 整合优质在线资源，实施双语教学
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。
3.3. 思政教育融合与专业能力培养并进
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[8]。为充分发挥课堂教学在研究生思政教育中的主导作用，教学团队积极深挖课程中的思政内涵，巧妙地将思政元素渗透并融入到专业知识的教学与传授之中。在系统生物学模块中，教学团队引入我国科学家在疫情初期迅速测定并发布新冠病毒序列，为全球疫情防控提供了重要信息支持的实例，在此基础上，进一步将新冠病毒序列分析融入实验教学之中，以此为契机，引导学生深刻反思科学探索与社会责任的内在联系，激发学生投身于国家和人民健康事业的热情，实现专业教学与思想政治教育在课程中的深度融合与协同增效，为培养具有社会责任感的科研人才奠定了坚实基础。
3.4. 采用多种教学方法和教学手段，提升学生学习成效
为了提升研究生的学习成效，教学团队在教学实践中采用多元化的教学方法，包括讲授法、问题探究式实例教学法、互动式教学方法以及信息化教学手段。以“基因组测序技术”为例，教师在课堂上除了通过传统讲授法分享基因组测序的基础理论，如测序技术的基本原理、各类测序方法及其应用场景，还引入实际案例，如针对一名乳腺癌患者的基因组数据，教师提出一个关键问题：“在这组基因变异中，哪些突变可能与患者的抗药性相关？”学生们分成小组，围绕该问题进行数据分析，使用生物信息学工具识别与肿瘤进展和抗药性相关的突变位点。通过这一问题探究式的实例教学法，学生们在合作讨论中培养应用所学理论知识解决医学实际问题的能力，进一步加深对基因组分析在临床应用中的重要性的理解。在“计算生物学”这一模块中，采用互动式教学方法，教师首先介绍网络药理学的基本概念和应用，包括药物靶点及其相互作用的网络结构。随后，教师利用生物信息学分析工具，如Cytoscape，实时演示如何构建和分析药物–靶点–疾病的网络。学生在观看实操演示的同时，参与数据建模和分析活动，通过指导性练习增强对药物作用机制和复杂网络的理解，提升学生的动手能力，加深对网络药理学内容的理解。
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[9]。课后，教师通过雨课堂等平台布置相关的习题和小型项目，引导学生独立完成，以复习和巩固课堂知识，提升独立分析问题的能力。同时，通过QQ群提供课后继续交流思想、分享资源和讨论问题的空间，延伸了课堂的互动和学习体验。这种整合课前、课中和课后的全方位教学设计，增强了学生的理论与实践能力，也培养了他们的自主学习能力和批判性思维。
3.5. 构建多元化评价体系，促进学生能力提升
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。
3.6. 强化师资队伍建设，全面提升教学质量
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。
4. 结束语
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。
基金项目
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)。
NOTES
*第一作者。
#通讯作者。