课程建设是推动教育教学改革的关键一环。高质量的课程在实现教学目标、提高人才培养质量方面发挥着至关重要的作用。上海科技大学高度重视课程建设，在近十年的教学实践中，建立了本研贯通的课程体系，培育出一批优质课程。通过精心设计、持续优化，把一门门“硬课”打造成广受学生好评的“金课”。
2023年度，学校共获批市级课程/教改类项目11项、获得市级教学设计类奖项1项。其中，生命科学与技术学院的“计算生物学”课程获批立项2023年度上海高校市级一流本科课程、2023年度上海市高校市级重点课程。
随着生物学的不断发展，其产生的数据量也呈指数级增长。在AI大规模应用、数据驱动的大背景下，计算生物学的重要性日益显现。由上科大生命学院常任副教授、iHuman研究所研究员赵素文授课的计算生物学是一门计算机科学和生物学的交叉课程，它结合了两者的原理与方法，以解决生物学领域中的复杂问题如生物序列比对、蛋白质结构预测和药物发现等。
1. 授课老师
赵素文｜常任副教授
2. 课程目标
计算生物学需要大量的基础计算机科学的技术知识，以及广泛的生物直觉和对实验生物学的一般理解。更重要的是，它要求学生能够整合这两方面领域的知识。
为了培养学生在计算和生物学之间建立桥梁，从而在生命科学研究和生物技术领域发挥作用，赵素文连续七年在上科大开设计算生物学课，通过课程讲授、作业和项目练习等多样化的形式，希望学生掌握常用的生物数据库及其使用方法，同时，可以综合运用所学知识解决日常科研和研发中碰到的较为复杂的计算生物学问题。此外，该门课程还希望同学们可以达成如下目标：
1. 理解两序列比对、多序列比对和搜库的代表性算法，会做序列相似性网络和进化树，并在此基础上进行简单的分析；
2. 会看、会分析蛋白结构，会做蛋白质结构预测和在此基础上进行分子对接，对弱相互作用可以进行仔细的分析；
3. 了解计算机辅助药物设计。
课件截图
3. 课程内容
计算生物学课程内容共分为四个模块：常用生物数据库、生物序列分析、蛋白结构预测和其他分子模拟。其中蛋白结构预测属于分子模拟，因内容丰富，设为一个独立模块。
以序列比对为例，老师会沿着时间的顺序，细数历史上序列对比领域的重要的人物、重要的思想和重要的工具。如：
作为交叉课程，这门课希望学生有一定的编程基础，并且比较重视操作与实践，在作业之外，每两周会发布一个小项目（mini project），全部课程共7个小项目。这些小项目一般都是和课题组的研究工作有关的，是实际科研问题的简化版。
2023届本科毕业生朱诚昊表示，当今生命科学的发展离不开计算机庞大的算力，但是许多同学畏于深奥复杂的算法和编程不敢涉足其中。这门课上赵老师会一步步带领学生探索未知的信息领域，打通湿实验与数据计算之间令人望而生畏的壁垒。赵老师还会深入讲解每个算法背后的原理，结合前沿的热点问题来介绍其应用场景。2020届本科毕业生郭陈君表示，赵老师在计算生物学领域有着深厚的知识储备，能够将复杂的理论和概念以清晰简明的方式传递给学生，“她对生物学和计算机科学的融合有着独到的见解，使得课程更有深度和广度。赵老师善于启发我们思考，她总能通过引导性的问题和实例，激发我们对计算生物学的兴趣。”
此外，本门课程还会发布荣誉项目，如让学生通过编程来复现BLAST(Basic Local Alignment Search Tool，基本局部比对搜索工具)，并向授课老师解释代码和展示程序的搜库结果和速度，合格者最后总评会获得相应加分。
计算生物学课程还有两大特色，一是采取基于项目的学习方式，除了巩固基础知识的习题外，每两周会发布一个项目，通过科研型导向的考核，深度锻炼学生综合解决问题的能力。二是采取小班制教学，选课人数大约控制在10人左右，方便精准定位学生需求，便于调整课程内容进行定制化培养。
“本门课程的最大特点是理论原理与实践项目结合。”朱诚昊表示，“每次实践作业都是真真正正在解决一个科研过程中可能存在的问题。为了研究冠状病毒主蛋白酶的保守序列，我们从基因库中下载了数千份基因组信息，通过多序列比对和可视化分析，不仅找到了保守序列，还像文献中的图表一样绘制出这些基因的聚类网络关系。这是我第一次发觉自己离科研如此之近。”“在赵老师的课程中，我不仅学到了许多前沿实用的知识，使我在随后阶段进行的科研工作中受益无穷；更让我对于科研工作背后的思考和创新有了不同的认识，帮助我建立了独立的科研价值观。”郭陈君说。
计算生物学课程适合对计算生物学有强烈兴趣，希望作为自己以后的研究方向或与所从事的湿实验科研有机补充的学生。赵素文建议，可以先期选修生物化学、分子生物学和信息科学导论等课程。开课时间是春学期，建议大二至大四的学生选修。选修本门课程需要掌握一种脚本语言，其他的计算机知识则多多益善。
未来将如何优化本门课程？“这几年人工智能在蛋白结构预测、蛋白复合物结构预测、核酸结构预测、蛋白设计、分子对接等领域进展迅速，我将把这些进展的核心思想和相关工具第一时间带到课堂。”赵素文说，“此外，我还有计划录制慕课，让更多同学有学习计算生物学的机会。”
课件截图
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