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生物信息学

生物信息学

生物信息学是中国普通高等学校本科专业，属于生物科学类专业，修业年限为四年，授予理学学士或工学学士学位，专业代码为071003。

本专业培养具有数理科学、统计学、生物学、信息科学与技术的基本理论和基本知识,接受生物信息学理论与应用研究方面的科学思维培养和基本技能训练,掌握扎实的科学理论基础知识,具备一定的生物信息处理和研发能力。学生毕业后主要从事刑侦技术、生物信息算法开发与生物信息的临床应用工作。此外，生物信息学毕业生可以选择继续深造。研究生生专业有生物工程(专业代码071000)，研究方向包括遗传学、细胞生物学、生物化学与分子生物学、生物医学信息学等。

设置背景

生物信息学是生命科学领域中的新兴交叉学科。生物信息学结合生命科学，计算机科学，数学和统计学的诸多要素，以实现对海量生物学和医学数据的分析理解和有效管理。随着基因测序技术的进步以及大数据科学和人工智能的广泛应用，生物信息学在预防出生缺陷、肿瘤防治、分子诊断和药物研发、骨髓配型、以及控制传染病等方面体现出了重要作用。

专业发展

自上世纪90年代后期起，许多大学都为生命科学领域的本科生开设了《计算机在生物学中的应用》一类的课程。近年来，相当大一部分学校直接将其转为《生物信息学》课程。目前，我国生物学本科教育主要围绕生物科学和生物技术这两个专业开展研究。

从2002年起，我国一些高等院校开始向教育部申请设立生物信息学本科专业，如浙江大学、同济大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学、上海交通大学、西南交通大学、郑州大学等校先后获得批准。有些学校（如哈尔滨医科大学和上海交通大学等）已新建了生物信息学系，旨在培养跨生命科学、计算科学、医学、化学、数理科学等不同领域，具备"大科学"素质的复合型人才。2012年，教育部印发《普通高等学校本科专业目录（2012年）》、制定《普通高等学校本科专业目录新旧专业对照表》，将原生物信息学（专业代码070403W）和生物信息技术（专业代码070404W）合并生物信息学专业，属生物科学类专业，专业代码为071003，授理学或工学学士。2015年，教育部公布《2014年度普通高等学校本科专业备案或审批结果的通知》，生物信息学专业保留。2021年，教育部公布《2020年度普通高等学校本科专业备案和审批结果》，生物信息学专业不变。2023年，教育部公布《2022年度普通高等学校本科专业备案和审批结果的通知》、制定《普通高等学校本科专业目录》，生物信息学专业不变。

培养标准

培养目标

生物信息学本科专业是生命科学与技术、数理科学、统计学、信息科学与技术交叉的复合型专业。本专业培养具有人文科学概论素养、社会责任感和职业道德，适应社会与经济发展需要，掌握生命科学与技术、数理科学、统计学、信息科学与技术、生物信息学的基本理论、知识和技能,能在教学、科研、高新技术产业及其相关领域从事人才培养、科学研究、技术开发和管理理等工作的复合型人才。

知识要求

各高校应根据上述培养目标和自身办学定位，结合各自专业基础和学科特色，在对生物信息学前沿、国家与区域发展需求、生物信息学相关产业领域的行业特点以及学生未来发展需求进行充分调研和系统分析的基础上，以适应生物信息学以及国家和社会发展对多样化人才培养需要为目标，细化人才培养目标的内涵，准确定位各高校生物信息学的人才培养目标。各高校还应根据科技及经济、社会可持续发展的需要，对人才培养质量与培养目标的吻合度进行定期评估，建立适时调整专业发展定位和人才培养目标的有效机制。

课程体系

专业课程体系

课程体系构建原则

知识体系给出了生物信息学专业的知识框架，框架内的知识应通过课程教学传授给学生。各高校可根据本校的学科优势与实际情况，依据学生知识、素质、能力的形成规律和学科的内在逻辑关系，构建相应的课程体系，并形成自己的办学特色。课程教学包括理论教学和实验教学。课程可以按知识领域进行设置，也可以由1个及以上知识领域构成一门课程，还可以从各知识领域中抽取相关的知识单元组成课程，但最后形成的课程体系应覆盖知识系的核心知识单元。

专业理论课程分为专业基础课程、专业课程两个层次。专业基础课程用以奠定生物信息学专业基础；专业课程是在掌握专业基础知识的前提下，根据本校特色与优势强化专业教育的课程，可设置为必修或选修。各核心知识单元应列人所修课程之中。生物信息学专业的课程中选修课程学时数应不低于25%。课程的具体名称、教学内容、教学要求及相应的学时、学分等教学安排，由各高校自主确定，并设置体现学校、地域或者行业特色的相关选修课程。实验与实践课程要求各类实践类教学环节所占比例应不低于25%。实验课程如化学、物理、生物学等实验，以及生物信息学实验等实验教学应不少于450学时。实验教学中应加强实验室安全意识和安全防护技能教育，注重培养学生的创新意识和实践能力。实验教学中应构建基础实验一综合性实验一研究性实验的多层次实验教学体系，其中综合性实验与研究性实验的学时数不少于总实验学时数的20%。生物信息学实验教学应介绍生物信息学常用分析工具及具体使用实例，提高学生的操作能力。在理论课程中引人大型课程设计项目以加强教学实践环节。经过实验、实践教学的培养与训练，学生应具备独立完成规定的生物信息学分析的能力。欲获得生物信息学专业学士的学生，须通过毕业论文（设计）答辩，初步形成从事科学研究工作或担负专门技术工作的能力。毕业论文（设计）应安排在第四学年进行，原则上为1个学期。

核心课程体系

核心课程体系是实现专业人才培养目标的关键。各高校应根据人才培养目标，将上述核心知识领域的内容组合成核心课程，并适当增加本校研究或应用特色内容，形成专业核心课程体系。核心课程的名称、学分、学时和教学要求及课程顺序等由各高校根据学科的内在逻辑顺序和学生的知识、素质、能力形成的规律自主确定。专业理论课程可以参照以下建议名称设置：

理论课程

知识体系

除国家规定的教学内容外，人文社会科学、外语、计算机及信息技术、体育、艺术、学科导论等内容由各高校根据办学定位与人才培养目标确定。学科导论应讲授该专业发展史和现状。

主要包括大学数学（含微积分、线性代数）、统计学（概率论与数理统计）、大学物理、大学化学和大学计算机。化学主要包括无机化学、有机化学、物理化学等基础知识。计算机包括编程等基本技能。设置统计学在生物信息领域应用的内容，如生物统计学。数学、统计学、物理学、化学和计算机的教学内容应不低于教育部相关课程教学指导委员会制定的基本要求。各高校可根据自身人才培养定位提高数学、物理学、化学、计算机以及统计学的教学要求，以加强学生的相关基础。

专业知识体系由知识领域、知识单元和知识点三个层次组成。一个知识领域可以分解成若干个知识单元，一个知识单元又包括若千个知识点。知识单元又分为核心知识单元和非核心知识单元。核心知识单元是专业教学中必要的最基本知识单元；非核心知识单元是核心知识单元的补充和扩展。核心知识单元的选择是最基本的共性教学规范，非核心知识单元的选择体现各校的优势与特色。生物信息学专业核心知识领域应包括生命科学基础、信息科学与技术、生物信息学原理及应用三个知识领域。三个知识领域课程各占专业核心课程1/3左右的学时。生命科学基础包括生物化学、细胞与分子生物学以及遗传学:信息科学与技术包括程序设计、数据结构与算法、信息论、数据库基础与数据挖掘等；生物信息学原理及应用包括生物统计学、生物信息学以及基因组学等。各知识领域所包含的知识单元见附表：

上述知识领域及其知识单元代表获得生物信息学专业学士必须具备的知识。核心知识单元是该专业知识体系和组建课程的最基本要求。各高校可以根据具体情况自行选择非核心知识单元。核心单元可安排在本科阶段的专业基础课程中，也可安排在专业课程（含专业选修课程）中。核心的概念意味着必须具备，而并不限定它必须安排在哪些课程内。

实践教学

生物信息学专业的实践教学和实习活动，实验课程包括化学、物理、生物学等实验，以及生物信息学实验等实验经过实验、实践教学的培养与训练，学生应具备独立完成规定的生物信息学分析的能力。实践教学环节一般在指导教师指导下进行，整体要求上，需要符合人才培养目标和社会需求，但在具体内容上，学校可以结合自身特色和实际情况进行安排。

毕业写作

该专业学生需通过毕业论文（设计）答辩，初步形成从事科学研究工作或担负专门技术工作的能力。依据《普通高等学校本科专业类教育质量国家标准》，相关的写作需要在专业教师指导下，结合专业具体情况进行。

培养规格

学制与学位

人才培养基本要求

按照知识、能力、综合素质全面协调发展的总体要求，该专业学生主要学习数理科学、统计学、生物学、信息科学与技术的基本理论和基本知识，接受生物信息学理论与应用研究方面的科学思维培养和基本技能训练，掌握扎实的科学理论基础知识，具备一定的生物信息处理和研发能力。毕业生应具备以下几个方面的知识、能力和素质。

思想政治和德育方面

按照教育部统一要求执行。

业务方面

（1）具有人文社会科学素养、社会责任感和职业道德。

（2）掌握数理科学、统计学、生物学、信息科学与技术等方面的基本知识和理论。

（3）了解生物信息学的发展历史、学科前沿和发展趋势。

（4）掌握生物信息学基本原理、基本方法和相关技术，初步具备解决生命科学相关领域中实际问题的能力。

（5）具有一定的科学思维能力，具有适应社会需要、继续深造的潜能。

（6）具备一定的国际视野及跨文化交流、竞争和合作能力。

（7）具有一定的创新意识、批判性思维和可持续发展理念。各高校可根据自身定位和人才培养目标，结合学科特点、行业和区域特色以及学生发展的需要，在上述业务要求的基础上，增加或者强化某些方面的知识、能力和素质要求，形成人才培养特色。

体育方面

掌握体育运动的一般知识和基本方法，形成良好的体育锻炼和卫生习惯，达到国家规定的大学生体育锻炼合格标准。

发展方向

深造方向

生物信息学本科专业毕业后，可以选择继续深造。研究生生专业有生物工程(专业代码071000)，研究方向包括遗传学、细胞生物学、生物化学与分子生物学、生物医学信息学等。

就业方向

企业方向，学生毕业后工作单位包括南京市公安局、南京江北新区生物医药公共服务平台有限公司、北京安诺优达等，主要从事刑侦技术、生物信息算法开发与生物信息的临床应用工作，也可以选择报考公安部直属司局八的公务员职位。

师资队伍

师资队伍数量和结构要求（新开办专业准入要求）

专任教师数量和结构满足该专业教学需要，生师比不高于18:1。新开办专业至少应有6名专任教师。专任教师中具有硕士、博士学位的比例不低于85%。专任教师中具有高级职称的比例不低于30%。35岁以下专任教师应具有相关专业硕士及以上学位，实验技术人员应具有相关专业本科及以上学历。

教师的职业素质要求

专业带头人应具备高级专业技术职务，有较强的教学组织能力，有从事生物信息学教学和科学研究经历。专任教师应具有生物信息学或相关学科的教育背景，能准确把握高等教育的教育教学规律，系统了解生物信息学专业的专业知识和专业技能，熟练运用现代教育理念和教学技术，掌握生物信息学发展的最新动态。教师应忠实履行教师岗位职责，教书育人，从严执教，为人师表。教师的课堂教学、实践指导总体上能满足人才培养目标的要求，教学效果较好，学生基本满意。积极参与教学研究、教学改革和课程建设，积极参与教师专业发展。熟练运用现代教学手段，并与传统教学方法相结合，不断探索更新教学内容及其表现形式，增强课堂教学效果；重视对教学方法的研究，提高授课水平。教师应积极参与科学研究，严谨治学，遵守学术道德规范，有较为稳定的科研方向。科研与教学紧密结合，科研促教学成效明显，并取得一定的科研成果。

教师发展环境

建立基层教学组织，健全教学研讨、老教师传帮带、集体备课和教学难点重点研讨等机制，并为教师提供良好的工作环境和工作条件。加强教师专业职业资格和任职经历的培养，实施教师上岗资格制度、青年教师助教制度、青年教师任课试讲制度；建立确保正副教授必须为本科生上课的制度；实施青年教师培养计划，建立高效的青年教师专业发展机制，使青年教师能够尽快掌握教学技能，传承学校优良教学传统。鼓励和支持教师开展教学研究与教学改革、学术研究与交流以及社会服务等工作。加强教育理念、教学方法和教学技术培训，提高专任教师的教学能力和教学水平。设置教学质量保证和监控体系，促进教学管理的科学化和规范化，建立科学合理的教学绩效考评机制。

教学条件

教学设施

教学实验室

生物信息学专业教学实验室包括基础生物学系列实验室和生物信息学专业教学机房。基础生物学教学实验室建设及环保要求应符合国家规范标准。每名学生拥有的实验仪器设备数量、专业实验室仪器设备的固定资产总额、开设实验内容等，各高校可根据自己的专业特色和具体情况有所侧重，但必须符合基础生物学相关实验课程和生物信息学发展前沿的要求。教学实验室必须能够开展基础生物学、微生物学、生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因组学、蛋白质组学以及结构生物学等相关实验课程的教学。新开办专业初期一次性投入应不低于300万元，并随着学科发展及物价水平的变化，适时增加必需的仪器设备及人均实验经费。

所有教学实验室的生均使用面积不小于2.5平方米。保证教学实验室的照明、通风设施良好，水、电、气管道及网络走线等布局安全、合理，符合国家规范。生物学实验台应耐化学腐蚀，并具有防水和阻燃性能。生物学教学实验室消防安全符合国家标准。应配备防护眼罩，装配喷淋器和洗眼器，备有急救药箱和常规药品，具有应急处理预案。生物学教学实验室内化学品、生物制品、生化试剂的购置、存放和管理符合国家有关规定。实验室压力容器的使用和管理应符合国家标准。生物学教学实验室具有符合环保要求的“三废”收集和处理措施。噪声应低于55分贝；具有通风设备的实验室，噪声应控制在70分贝以下。由于生物信息学网络资源分布在世界各地，生物信息学专业教学机房应满足生物信息学教学中对国际生物信息学网络资源访问的要求。生物信息学专业教学机房必须配备专业教学服务器，服务器的配置必须符合教学内容设置。除了安装必要的基础生物信息学教学软件外，各高校可根据实际情况强化自身的特点，如前沿的高性能计算课程必需的中央处理器（CPU）、云平台等教学设施和大数据分析及开发相关的框架与平台等。

2、教学实验仪器

4、实践基地

信息资源

1、基本信息资源

通过手册或者网站等形式，提供该专业的详细培养方案，各课程的教学大纲、教学要求、考核要求，毕业审核要求等基本教学信息。

2、教材及参考书

选用的教材应当具有代表性，符合教学大纲或专业规范。公共课、专业基础课、专业课教材及（上机）实验指导书可根据本校学科优势和特色，选择部分符合教学基本要求的自编教材或讲义，以及相应的实验实习指导书或讲义。有条件的高校可选择反映国际水平的外文版教材，积极稳妥地开展双语或全英语数学。有条件的高校应该积极组织教师编写高水平教材。在重视纸质教材建设的同时，加强多媒体网络等教学资源建设。

3、图书信息资源

根据生物信息学专业建设、课程建设和学科发展的需要，加强图书资料建设。注重制度建设和规范管理，保证图书资料采购经费的投入，使之更好地为教学科研工作服务。图书资料应包括纸质、光盘、声像、数据库等各种载体的中外文期刊和图书资料。

质量保障

应在学校和学院相关规章制度、质量监控体制机制建设的基础上，结合本校定位，建立专业教学质量监控和学生学习状态及发展跟踪机制。

1、教学过程质量监控机制要求

应对主要教学环节（包括理论课、实验室课等）建立质量监控机制，使主要教学环节的实施过程处于有效监控状态；各主要教学环节应有明确的质量要求；应对课程体系设置和主要教学环节教学质量建立定期评价机制，评价时应重视学生与校内外专家的意见。对培养方案制定、教学大纲编制、教材选用、课堂教学、课程考核、实验教学、专业实践与实习、毕业论文（设计）、学生课外科研训练、实验室建设、校外专业实践与实习基地建设等主要教学环节和教学场所，以及教风和学风应有明确的质量标准与教学要求，监督和保障到位。

2、毕业生跟踪反馈机制要求

应建立毕业生跟踪反馈机制，及时掌握毕业生就业去向和就业质量、毕业生职业满意度和工作成就感、用人单位对毕业生的满意度等；应采用科学的方法对毕业生跟踪反馈信息进行统计分析，形成分析报告，作为质量改进的主要依据。

3、专业的持续改进机制要求

应建立持续改进机制，针对教学过程中存在的问题和薄弱环节，采取有效的纠正与预防措施，进行持续改进，不断提升教学质量。定期举行学生评教和专家评教活动，及时了解和处理教学中出现的问题；定期开展专业评估，及时解决专业发展和建设过程中的问题；定期举行毕业生、用人单位意见征求活动，吸纳行业、企业专家参与专业教学指导工作，形成定期修订完善培养方案的有效机制。

培养模式

基于“12345”模式的生物信息学专业人才培养体系以服务地方发展需求为核心导向，围绕海南自由贸易港建设对精准医学人才的需求，构建了多层次、系统化的培养框架。该体系通过“二维保障”夯实基础，一方面深化产学研合作，联合行业导师共同开发实践课程与案例库，搭建校企科研平台；另一方面打造“双师型”教师队伍，提升教师的跨学科学教育学与实践指导能力。在培养层次上，体系采用递进式设计：基础层次注重综合性实验课程与专业特色教学；提高层次将科研融入教学，强化实验室建设和应用型教材开发；科研创新层次则通过学科竞赛、创新创业项目等第二课堂活动激发学生实践与创新能力。教学实施上推行“四优”模式，以案例化、项目化教学为抓手，将科研成果转化为教学资源，并采用线上线下混合式教学，增强学生的实战能力。最终目标是培养具备生物医学、数理科学与信息科学交叉思维能力的复合型人才，为精准医学和生物医药产业发展提供支撑。