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2021生物信息学专业人才培养方案

来源: 时间:2021年09月07日 09:41 编辑:齐彤辉 点击:

生物信息学专业人才培养方案

(专业代码C071021)

一、培养目标

本专业旨在培养德智体美全面发展,致力于生物信息科学领域研究与探索,具有坚实的数理化基础,受到系统的科学研究训练,掌握生物信息科学的基础理论、基本知识和基本技能并能灵活运用,了解数据科学在生物、医学及健康领域的发展和前沿,具备国际视野和良好的团队合作精神,能在教学、科研、生物信息及生物医学健康数据产业以及医药、公众健康、环境、食品等部门和企事业单位从事与数据分析及挖掘相关科学研究、技术开发、人才培养和管理等工作的应用型创新人才,也可继续攻读数据科学、生物信息学、公共卫生等及其相关领域的研究生。

二、专业毕业要求

本专业培养应用型创新人才,应具备沟通、合作、批判式思维和创新能力,应达到以下要求:

1.素质结构要求

1)具备较高的思想道德素质:包括正确的政治方向,遵纪守法、诚信为人,有较强的团队意识和健全的人格;

2)具备较高的文化素质:掌握一定的人文社科基础知识,具有较好的人文修养;具有国际化视野和现代意识和健康的人际交往意识;

3)具备良好的专业素质:受到严格的科学思维训练,掌握一定的科学研究方法,有求实创新的意识和革新精神;在生物与健康数据科学领域具有较好的综合素养和应用能力;

4)具备良好的身心素质:包括健康的体魄、良好的心理素质和生活习惯。

2.知识结构要求

1)扎实掌握高等数学(包括微积分、显性代数)、物理、化学的基础知识。

2)扎实掌握生命科学的基础知识和基本理论,包括普通动植物学、分子生物学与生物化学、细胞生物学、遗传学等。

3)熟练掌握概率论与数理统计、实验设计、混合效应模型、离散数学等数据科学专业知识。

4)熟练掌握C语言程序设计、Python语言、Linux操作系统、R语言等编程语言及数据科学基本编程工具,以及数据库原理、并行处理与分布系统等数据科学专业基础知识。


学院()院长(主任)或学术委员会主任:  陈新

学院()教学院长(主任)曾万勇

专业教研室主任(学科负责人) 陈思

2021 6 18

5)熟练掌握基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学、宏基因组学、流行病学等生物医学健康数据科学专业知识。

6)初步具备生物医学健康类数据的调查收集、整理的技能,初步具备基因组组装、注释、比较等技能,初步具备转录组、蛋白组、代谢组数据分析能力,初步具备医学健康数据分析能力

7)了解生物信息学前沿,初步了解数学建模及算法开发,初步具备发现、提出、分析并应用数据科学原理和技能解决生物学、医学、公众健康领域问题的能力。

8)具备良好的自学习惯和能力、较好的表达交流能力、自主学习、自主发展能力。

9)具有一定的国际视野、一定的外语应用能力和跨文化交流与合作能力。

10)具有一定的创新意识、批判性思维、可持续发展理念。

3.能力结构要求

1)获取知识的能力:具有良好的自学习惯和能力、有较好的表达交流能力、有较强的计算机及信息技术应用能力;

2)应用知识能力:具有综合运用所掌握的理论知识和技能,从事生物信息相关数据的收集整理、分析、挖掘、提炼、预测能力;

3)创新能力:具有有较强的创造性思维能力,面对新型生物信息相关数据具有一定的数学建模和算法及分析软件开发的能力。

 

三、课程体系与毕业要求关系矩阵

主干学科:生物信息学

主要课程:普通生物学、生物化学、微生物学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、数据结构与算法、数据库原理、Linux操作系统、Python语言及实验、概率论与数理统计、实验设计与生存分析、基础生物信息学、蛋白质结构与功能、流行病学。

专业方向: 生物信息学。

毕业要求

实现途径   (毕业要求指标点     支持课程)

课程设置

其他(如教学方式改革、技能竞赛、第二课堂)

 

具有强烈的爱国精神,具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在实践中理解和遵守职业道德规范,履行责任

职业生涯规划与就业指导实践、思想道德修养与法律基础、马克思主义基本原理、中国近现代史纲要、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、军事训练、人文社会科学类通识选修课

各种社团活动、创业大赛

 

具备良好的身心素质

大学体育

 

系统掌握基本的自然科学知识

高等数学,线性代数,大学物理,无机与分析化学,有机化学

贯穿于实验课程教学

 

系统掌握本专业所需要的生命科学的基础知识和基本理论。

普通生物学、生物化学、微生物学、细胞生物学、遗传学、分子生物学

贯穿于实验课程教学,学术报告

 

系统掌握本专业所需要的计算机与信息科学的基础知识和基本技能。

C语言程序设计、数据结构与算法,数据库原理,Linux操作系统

贯穿于实验课程教学

 

系统掌握本专业所需要的统计学基础知识和基本理论。

概率论与数理统计,实验设计与生存分析

 

初步具备设计实验、医学与大众健康数据整理、分析、预测的能力

实验设计与生存分析,离散数学,流行病学,医学及公众健康数据分析(纵向数据分析)

贯穿于实验课程教学、实践类课程、专业实习、学术报告

 

初步具备基因组组装、注释、比较分析的能力

基础生物信息学,基因组学

贯穿于实验课程教学、实践类课程、专业实习、学术报告

 

初步具备差异基因表达与富集、关键基因筛选、可变剪接等转录组与蛋白组数据分析与预测的能力

转录组学与蛋白组学

贯穿于实验课程教学、实践类课程、专业实习、学术报告

 

初步具备代谢组学、表观遗传组学、宏基因组学数据处理、分析、预测的能力

代谢组学、表观遗传组学、宏基因组学

贯穿于实验课程教学、实践类课程、专业实习、学术报告

 

具备蛋白质结构预测与功能分析能力,初步具备计算机辅助药物设计能力

蛋白质结构与功能,药学基础,计算机辅助药物设计

贯穿于实验课程教学、实践类课程、专业实习、学术报告

 

初步具备对生物与医学健康数据进行数学建模与算法开发的能力

生态学,系统生物学,Python语言,R语言,机器学习算法

贯穿于实验课程教学、实践类课程、学术报告

 

初步具备对生物及医学健康大数据进行整理、归纳、分析的能力

并行处理与分布系统、数据挖掘

 

具有一定的国际视野、一定的外语应用能力和跨文化交流与合作能力

大学英语

普通话考试、大学英语四六级考试,英语口语演讲大赛

 

具有一定的创新意识、批判性思维和可持续发展理念。

创新教育与科研训练、毕业论文

撰写课题申报书,开展科学实验,撰写毕业论文

 

 

四、修业年限、学分要求和授予学位类别

学制:四年      修业年限:3-6年;

毕业学分要求:修满200学分,具体要求见下表。

表1  生物信息学专业学分表

收费学分

免费学分

必修课

通识教育课

36

10

学科基础课

41

专业课

21

集中性实践教学

35

15

选修课

通识教育课

8

学科基础课与

专业课

34

注:①含思想政治理论课课外实践2学分;形势与政策2学分;军事训练3学分;英语自主学习3学分,共10学分。

②指综合素质拓展学分。

授予学位类别:理学学士

五、培养措施

1、根据专业人才培养定位,加强课程教学内容、教学方法改革,增加学科前沿知识的教学,使学生知识、能力、素质全面得到培养和训练。

2、加强实践教学,注重学生实践能力培养,保证实验教学、课程设计、各类实习、毕业论文工作质量。

3、扩大人文、社会科学和管理科学的选修课程。学生在校期间必须获取8个以上通识性选修课学分,其中应至少选修4个学分的社会科学类课程。指导和鼓励学有余力的学生跨学科大类辅修专业、副修第二学士学位课程,满足学生个性化发展需要。

4、改革教学方法(如讨论式教学法、Presentation教学法、PBL教学法等)、教学手段与考核内容、考核手段,所有专业必修课均实行研究性教学。改革教学方法,倡导讲授与自学、讨论与交流、指导与研究、理论学习与社会调查相结合的教学方法;运用现代教育技术,拓展教学空间。考核内容注重创新精神和实践能力考核;考核方式灵活多样。

5、实施36年弹性修业年限和学籍预警机制,尊重学生的主体地位,拓宽学生个性发展空间。

6、鼓励学生尽早进入科研与实际生产领域,采取具体措施活跃学生科研活动;积极探索和实践第一课堂、第二课堂的协调作用和综合优势,重视课外训练。

 

六、通识教育必修课模块教学进程表(附表1

七、学科基础课必修课模块教学进程表(附表2

八、专业课必修课模块教学进程表(附表3)

九、选修课建议修读课程列表(附表4

十、各学期时间分配及进程计划表(附表5

十一、集中性实践性教学环节安排表(附表6)

十二、免收费学分课程安排表(附表7

十三、学时学分分布及比例表(附表8

附表1:通识教育课模块必修课教学进程表

课程名称

学分

总学时

理论授课

实验/

上机/

实践

(训)

课程性质

考核方式

开课学期

开课部门

备注

C语言程序设计

2.0

32

32

必修

考试

2

数计学院

C语言程序设计实验

2.0

32

32

必修

考查

2

数计学院

大学体育1

2.0

32

28

(4)

必修

考查

1

体育课部

大学体育2

2.0

32

32

 

必修

考查

2

体育课部

大学体育3

2.0

32

32

 

必修

考查

3

体育课部

大学体育4

2.0

32

32

 

必修

考查

4

体育课部

大学英语1

(含口语1)

3.0

48

48

必修

考试

1

外国语学院

大学英语2

(含口语2)

3.0

48

48

必修

考试

2

外国语学院

大学英语3

(含口语3)

3.0

48

48

必修

考试

3

外国语学院

通过外语水平考试者可选择其他英语提高课程或国学经典类课程

大学英语4

(含口语4)

3.0

48

48

必修

考试

4

外国语学院

思想道德修养与法律基础

2.5

40

40

(8)

必修

考查

1

马克思学院

中国近现代史纲要

3.0

48

48

(16)

必修

考查

2

马克思学院

马克思主义基本原理

2.5

40

40

(8)

必修

考试

3

马克思学院

毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论

4.0

64

64

(16)

必修

考试

4

马克思学院

必修课合计

36

576

540

附表2:学科基础课模块必修课教学进程表

课程名称

学分

总学时

理论授课

实验/

上机/

实践

(训)

课程性质

考核方式

开课学期

开课部门

备注

高等数学II1

4.5

70

70

必修

考试

1

数计学院

高等数学II2

4

64

64

必修

考试

2

数计学院

大学物理III

4.0

64

64

必修

考试

2

电气学院

大学物理实验Ⅱ

2.0

30

30

必修

考试

3

电气学院

无机与分析

3.0

48

48

必修

考试

1

化环学院

大学化学实验Ⅰ1

2.5

42

42

必修

2

化环学院

有机化学Ⅲ

3.0

48

48

必修

考试

1

化环学院

大学化学实验Ⅱ1

2.0

35

35

必修

考查

2

化环学院

生物化学Ⅱ

3.0

48

48

必修

考试

3

生工学院

Python程序设计

2.0

32

32

必修

考试

2

数计学院

微生物学Ⅰ

3.0

48

48

必修

考试

4

生工学院

微生物学实验Ⅰ

2.0

32

32

必修

考查

4

生工学院

Linux操作系统

2.0

32

32

必修

考查

3

数计学院

数据结构与算法

2.0

32

32

必修

考试

4

数计学院

概率论与数理统计

2.0

32

32

必修

考查

3

生工学院

理、工、农、艺

41

657

518

139

经、管、文

附表3:专业课模块必修课教学进程表

课程名称

学分

总学时

理论授课

实验/

上机/

实践

(训)

课程性质

考核方式

开课学期

开课部门

备注

细胞生物学

3.0

48

48

必修

考试

3

生工学院

遗传学

2.0

32

32

必修

考试

4

生工学院

分子生物学

3.0

48

48

必修

考试

5

生工学院

基因组学

2.0

32

32

必修

考试

6

生工学院

基因组学实验

2.0

32

32

6

建议先修R语言

蛋白质结构与功能

3.0

48

48

必修

考试

6

生工学院

蛋白质结构与功能实验

2.0

32

32

必修

考试

6

生工学院

先修Linux系统及Python语言

实验设计与生存分析

2.0

32

32

专业课

考试

4

生工学院

基础生物信息学

2.0

32

32

必修

考试

4

生工学院

必修课小计

21

336

272

64

附表4:选修课建议修读课程列表

课程名称

学分

总学时

理论授课

实验/

上机/

实践

(训)

课程类别

考核方式

开课学期

开课部门

备注

通识教育选修课

8

通识课

2-7

全校各学院

需至少选修人文社科类2学分和美育体育类2学分

机器学习算法

2.0

32

32

专业课

考试

5

生工学院

推荐选修

机器学习算法实验

2.0

32

32

专业课

考查

6

生工学院

推荐选修,先要修机器学习算法及Python语言或R语言

转录组学与蛋白组学

2.0

32

32

专业课

考试

6

生工学院

推荐选修

转录组学与蛋白组学综合实验

2.0

32

32

专业课

考查

6

生工学院

推荐选修,先要修转录组学及Python或R语言

线性代数

2.0

32

32

学科基础课

考试

4

数计学院

推荐选修

离散数学

2.0

32

32

学科基础课

考试

6

数计学院

生物信息学与Python

2.0

32

32

专业课

考试

5

生工学院

推荐选修

生物信息学与Python实验

2.0

32

32

专业课

考查

5

生工学院

推荐选修

R语言编程

2.0

32

32

专业课

考试

5

生工学院

推荐选修

R语言编程实验

2.0

32

32

专业课

考查

5

生工学院

推荐选修

基础生物学

1.0

16

16

学科基础课

考试

1

生工学院

高考没考生物的建议选修

基础大学化学

1.0

16

16

学科基础课

考试

1

化环学院

高考没考化学的建议选修

并行处理与分布系统

2.0

32

32

学科基础课

考试

5

数计学院

推荐选修

普通生物学

2.0

32

32

学科基础课

考试

3

生工学院

推荐选修

数据库原理

2.0

32

32

学科基础课

考试

6

数计学院

推荐选修

流行病学

2.0

32

32

学科基础课

考试

5

生工学院

推荐选修

免疫学

2.0

32

32

学科基础课

考试

6

生工学院

病毒学

2.0

32

32

学科基础课

考试

5

生工学院

发育生物学

2.0

32

32

学科基础课

考试

7

生工学院

生态学

2.0

32

32

学科基础课

考试

5

生工学院

药学基础

2.0

32

32

学科基础课

考试

5

生工学院

数据挖掘

2.0

32

32

学科基础课

考试

7

数计学院

代谢组学、表观遗传组学

3.0

48

48

专业课

考试

7

生工学院

代谢组学、表观遗传组学综合实验

2.0

32

32

专业课

考查

7

生工学院

先修Python或R语言

宏基因组学

2.0

32

32

专业课

考试

7

生工学院

宏基因组学综合实验

2.0

32

32

专业课

考查

7

生工学院

先修Python或R语言

医学及公众健康数据分析(纵向数据分析)

2.0

32

32

专业课

考试

7

生工学院

先修线性代数及离散数学

计算机辅助药物设计

2.0

32

32

专业课

考查

7

生工学院

先修蛋白质结构与功能

计算机辅助药物设计实验

2.0

32

32

专业课

考查

7

生工学院

推荐选修,先修Linux操作系统

专业英语

2.0

32

32

专业课

考查

7

生工学院

文献检索及科技论文写作

2.0

32

32

专业基础课

考试

7

生工学院

理、工、农、艺

42

672

经、管、文

附表5:各学期时间分配及进程计划表

学期

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

理论教

学周数

备注

|

16

|

 

16

|

16

|

16

|

16

|

16

|

16

0

B

符号说明:“—”理论教学;“×”假期;“|”期末考试;“△”毕业教育;“※”军事理论与军训;“0”入学教育;“J”金工实习;“D”电工电子实习;“K”课程设计;“Z”专业实习;“S”生产实习;“C”制图测绘;“B”毕业实习与设计;“Q”其它实践性环节,并在备注中标明。

附表6:集中性实践教学环节安排表

序号

名   称

课程性质

周数

学分

执行

学期

备  注

PRAC022X

生产实习

必修

2

2

4-7

由学生自主联系(导师推荐)生物及医学健康数据公司或单位,在暑假完成两周在厂实习,并出具实习证明,由院或教研室进行考核。

C语言程序设计实践

必修

1

1

2

PRAC0211

专业认识实习

必修

1

1

4

生工院组织,主要见习生物及医学健康数据公司或单位

PRAC0232

大众健康数据调查收集及分析

必修

3

3

4

PRAC0212

多组学数据综合分析实验

必修

2

2

7

医学数据调查收集及分析

必修

2

2

6

PRAC0234

基础生物信息学实验

必修

2

2

5

基础生物信息学软件使用

数据处理软件综合应用(上)

必修

2

2

5

数据处理软件综合应用(下)

必修

2

2

6

PRAC027x

创新教育与科研训练

必修

2

2

7

一般安排在6-7学期,分散进行,各学院或专业负责实施

PRAC026x

毕业实习与毕业设计(论文)

必修

4+12

16

8

亦可设置为《专业综合设计Ⅰ》和《专业综合设计Ⅱ》,周数为8+8

合计

理、工、农、艺

35

经、管、文

30

附表7:免收费学分课程安排表

课程代码

课程名称

学分

学时

课程性质

考核方式

开课学期

开课部门

备注

FEEC0100

军事训练

3.0

必修

考查

1

武装部

FEEC0300

思想政治理论课课外实践

2.0

(48)

必修

考查

1-4

马克思学院

FEEC0400

英语自主学习

3.0

(128)

必修

考查

1-4

外国语学院

FEEC0200

形势与政策

2.0

(64)

必修

考查

1-8

马克思学院

FEEC0500

综合素质拓展

15.0

必修

考查

1-8

学工处

合计

25.0

附表8:生物信息学专业学时学分分布及比例表

表8-1:理、工、农、艺专业学时学分分布表

课程模块

课程性质

学时(周)

学分

课堂教学

通识教育课

必修课

560

36

选修课

128

8

小计

688

43

学科基础课与

专业课

学科基础必修课

681

41

专业必修课

336

21

选修课

544

34

小计

1561

97

课内学时总计

2249

140

实践教学

集中性实践教学

必修

35

免费学分

军事训练

必修

3

形势与政策

必修

2

思政课课外实践

必修

2

英语自主学习

必修

3

综合素质拓展

必修

15

小计

25

总学分

200

8-2:生物信息学专业学时学分比例表

项  目

时(周)、

学分数

百分比(%)

备注

必修课与选修课

必修课

98

70

选修课

42

30

课堂教学与实践环节

课堂教学

140

70

实践环节

集中性实践教学

35

30

免收费课程

25

理论课与实验课

理论课

83.5

85%

指必修课,实验课含上机

实验课

14.5

15%