導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇生物信息學論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

Klingler(Lncytepharmaceuticals,PaloAlto,CA,USA)強調基因組學正推動制藥業進入信息時代。隨著不斷增加的序列、表達和作圖數據的產生，描述和開發這些數據的信息工具變得對實現基因組研究的任務至關重要。他談到了Incytepharmaceuticals對大規模基因組數據和生物信息學的貢獻。

Lipshutz(Affymetrix,Santaclara,CA,USA)描述了一種利用DNA探針陣列進行基因組研究的方法，其原理是通過更有效有作圖、表達檢測和多態性篩選方法，可以實現對人類基因組的測序。光介導的化學合成法被應用于制造小型化的高密度寡核苷酸探針的陣列，這種通過軟件包件設計的寡核苷酸探針陣列可用于多態性篩查、基因分型和表達檢測。然后這些陣列就可以直接用于并行DNA雜交分析，以獲得序列、表達和基因分型信息。Milosavljevic(CuraGen,Branford,CT,USA)介紹了一種新的基于專用定量表達分析方法的基因表達檢測系統，以及一種發現基因的系統GeneScape。為了有效地抽樣表達，特意制作片段模式以了解特定基因的子序列的發生和冗余程度。他在酵母差異基因表達的大規模研究中對該技術的性能進行了驗證，并論述了技術在基因的表達、生物學功能以及疾病的基礎研究中的應用。

二、基因的功能分析

Overton(UniversityofPennsylvaniaSchoolofMedicine,Philadelphia,PA,USA)論述了人類基因組計劃的下一階段的任務——基因組水平的基因功能分析。這一階段產生的數據的分析、管理和可視性將毫無疑問地比第一階段更為復雜。他介紹了一種用于脊椎動物造血系統紅系發生的功能分析的原型系統E-poDB，它包括了用于集成數據資源的Kleisli系統和建立internet或intranet上視覺化工具的bioWidget圖形用戶界面。EpoDB有可能指導實驗人員發現不可能用傳統實驗方法得到的紅系發育的新的藥物靶，制藥業所感興趣的是全新的藥物靶，EpoDB提供了這樣一個機會，這可能是它最令人激動的地方。

Sali(Rockefelleruniversity,NewYork,NY,USA)討論了同源蛋白質結構模建。比較蛋白質模建（comparativeproteinmodeling）也稱為同源模建（homologymodeling），即利用實驗確定的蛋白質結構為模式（模型）來預測另一種具有相似氨基酸序列的蛋白質（靶）的構象。此方法現在已經具有了足夠的精確性，并且被認為效果良好，因為蛋白質序列的一個微小變化通常僅僅導致其三維結構的細微改變。

Babbitt(UniversityofCalifornia,SanFrancisco,CA,USA)討論了通過數據庫搜索來識別遠緣蛋白質的方法。對蛋白質超家族的結構和功能的相互依賴性的理解，要求了解自然所塑造的一個特定結構模板的隱含限制。蛋白質結構之間的最有趣的關系經常在分歧的序列中得以表現，因而區分得分低（low-scoring）但生物學關系顯著的序列與得分高而生物學關系較不顯著的序列是重要的。Babbit證明了通過使用BLAST檢索，可以在數據庫搜索所得的低得分區識別遠緣關系（distantrelationship）。Levitt(Stanforduniveersity,PaloAlto,CA,USA)討論了蛋白質結構預測和一種僅從序列數據對功能自動模建的方法。基因功能取決于基因編碼的蛋白質的三級結構，但數據庫中蛋白質序列的數目每18個月翻一番。為了確定這些序列的功能，結構必須確定。同源模建和從頭折疊（abinitiofolding）方法是兩種現有的互為補充的蛋白質結構預測方法；同源模建是通過片段匹配（segmentmatching）來完成的，計算機程棄SegMod就是基于同源模建方法的。

三、新的數據工具

Letovsky(JohnshopkinsUniversity,Baltimore,MD,USA)介紹了GDB數據庫，它由每條人類染色體的許多不同圖譜組成，包括細胞遺傳學、遺傳學、放射雜交和序列標簽位點（STS）的內容，以及由不同研究者用同種方法得到的圖譜。就位置查詢而言，如果不論其類型（type）和來源（source），或者是否它們正好包含用以批定感興趣的區域的標志（markers），能夠搜索所有圖譜是有用的。為此目的，該數據庫使用了一種公用坐標系統（commoncoordinatesystem）來排列這些圖譜。數據庫還提供了一張高分辨率的和與其他圖譜共享許多標志的圖譜作為標準。共享標志的標之間的對應性容許同等于所有其它圖譜的標準圖譜的分配。

Markowitz(LawrenceberkeleyLaboratory,Berkeley,CA,USA)討論了分布式數據庫與局部管理的關系，以及用基于工具的方法開發分子生物學數據庫（MDBs）的問題。許多方案當前正在促進搜索多種不同來源MDBs的數據，包括建立數據倉庫；這要求對各種MDBs的組合有一種全局觀，并從成員MDBs中裝填數據入中心數據庫。這些方案的主要問題是開發整體視圖（globalviews），構建巨大的數據倉庫并使集成的數據庫與不斷發展中的成員MDBs同步化的復雜性。Markowitz還討論了對象協議模型（objectprotocolmodel,OPM），并介紹了支持以下用途的工具：建立用于文本文件或者關系MDBs的OPM視圖；將MDBs作成一個數據庫目錄，提供MDB名稱、定位、主題、獲取信息和MDB間鏈接等信息；說明、處理和解釋多數據庫查詢。Karp(SRIinternational,MenloPark,CA,USA)解釋了Ocelot,一種能滿足管理生物學信息需求的面向對象知識陳述系統（一種面向對象系統的人工智能版）。Ocelot支持略圖展開（schemaevolution）并采用一種新的最優化并行控制機制（同時進行多項訪問數據的過程），其略圖驅動圖形編輯器提供了交互式瀏覽和編輯功能，其注釋系統支持數據庫開發者之間的結構通訊。

Riley(MarinebiologicalLaboratory,WoodsHole,MA,USA)在討論大腸桿菌蛋白質的功能同時，特別提到了GPEC數據庫，它包括了由實驗確定的所有E.coli基因的功能的信息。該數據庫中最大比例的蛋白質是酶，其次則為轉運和調控蛋白。

Candlin(PEappliedBiosystems,FosterCity,CA,USA)介紹了一種新的存儲直接來自ABⅠPrismdNA測序儀的數據的關系數據庫系統BioLIMS。該系統可以與其它測序儀的數據集成，并可方便地與其它軟件包自動調用，為測序儀與序列數據的集成提供了一種開放的、可擴展的生物信息學平臺。

Glynais(NetGenics,Cleveland,OH,USA)認為生物信息學中最關鍵的問題之一是軟件工具和數據庫缺乏靈活性。但是，軟件技術的發展已得到了其它領域如金融業和制造業的發展經驗的借鑒，可以使來自不同軟件商的運行于各種硬件系統的軟件共同工作。這種系統的國際標準是CORBA，一種由250多個主要軟件和硬件公司共同合作開發的軟件體系。聯合使用CORBA和Java可以開發各種通過一個公用用戶界面訪問任何種類的數據或軟件工具的網絡應用軟件，也包括生物信息學應用軟件。Overton不同意Glynias的這種想法，他強調說CORBA僅對軟件集成有用，不兼容的數據庫軟件可能是計算生物學所面臨的最困難問題，一些制藥公司和數據庫倉庫最近資助了一項用OCRBA鏈接不同的數據庫的計劃[2,3]。

四、制藥先導的發現

Burgess(Sturcturalbioinformatics,SanDiego,CA,USA)討論了填補基因組學和藥物設計之間鴻溝的蛋白質結構中的計算問題。在缺乏主要疾病基因或藥物靶的精確描述數據的情況下，藥物設計者們不得不采用大規模表達蛋白質篩選方法；而結構生物信息學則采用一種更為實用有效的計算方法直接從序列數據中確定靶蛋白質的活性位點的精細結構特征，它利用一種集成專家系統從現實的或虛擬的化學文庫中進行迅速的計算篩選，可以達到一個很大的規模。

Elliston(Genelogic,Columbia,MD,USA)討論了治療藥物開發中發現新的分子靶的過程，著重討論了基因發現方法。他認為，隨著日益臨近的人類基因組測序的完成，幾乎全部基因的特征將在序列水平得到揭示。但是，對基因的認識將有賴于更多的信息而不僅僅是序列，需要考慮的第一類信息是轉錄表達水平信息，而Genelogic公司的GeneExpress就是一個由mRNA表達譜、轉錄因子位點、新基因和表達序列標簽組成的數據庫。

Liebman(Vysis,Downessgrove,IL,USA)介紹了Vysis公司開發的計算和實驗方法，這些主法不僅用于管理序列數據，而且被用于以下用途：分析臨床數據庫和自然—突變數據庫；開發新的算法以建立功能同源性（區別于序列同源性）模擬生物學通路以進行風險評估；藥物設計的靶評估；聯系復雜的通路特性以便識別副作用；開發疾病發展的定性模型并解釋臨床后果。

隨著發現的新基因的日益增多，這個問題顯得格外重要：基因的功能是什么？Escobedo(Chirontechnologies,Emeryville,CA,USA)提出了這個問題的一種方法：將分泌蛋白質的基因的功能克隆與篩選這些克隆（可能的藥物靶）結合起來。在這種方法中，在微粒體cDNA文庫池中進行體外翻譯避免了勞動密集的克隆、表達和純化步聚，對文庫池中的翻譯產物在細胞水平進行篩選，測試其在細胞增殖和分化中的作用。例如，在用這種方法識別的111個克隆中，56個屬于已知的分泌蛋白質，25個為膜相關蛋白，另外30個功能未知，可能是新的蛋白質。一種相似的方法在轉移到小鼠模型系統中的基因傳導載體中構建分泌蛋白質的cDNA文庫來克隆特定的功能基因。

Ffuchs(Glaxowellcome,ResearchTrianglePark,NC,USA)討論了生物信息學更為廣義的影響：它不僅影響到新藥物靶基的發現，還對改善藥物開發的臨床前期和臨床期的現狀極具重要性。眾所周知，涉汲數以千計病人的臨床試驗（可能是藥物開發最為花錢的部分）的設計不論多么仔細，也不能為正確的藥物選擇正確的病人。而在基因組水平劃分病人群體的方法可以大大改善發現新藥的效率。Fuchs介紹了一種將病人的基因型和表型標志結合起來以改善臨床前期和臨床期藥物開發過程的系統GeneticinformationSystem.他強調將遺傳學和生物信息學數據同化學、生物化學、藥理學和醫學數據連接起來的集成信息管理和分析方法是極其重要的。

Green(HumanGenomeSciences,Rockville,MD,USA)介紹了他的測序工作中采用的數據管理工具。基于EST的測序方法所面臨的挑戰是，在對幾百個cDNA克復測序之后，產生的數據堆積如山。由于大多數人類基因都是用這種方法發現并在么有數據庫中分類編排的，面臨的識別開放讀框、重疊序列的重疊圖譜、組織特異表達和低豐度mRNA基因的任務是令人生畏的。HumangenomeSciences公司開發了一些可用戶化數據庫工具，在同一個數據庫中可包括以下功能：WWW上訪問和檢索數據，序列拼接，臨視潛在藥物靶基因的研究進展等。這些能夠管理多項任務——從注釋基因序列到成功開發基因產物進入藥物發現的流程——的軟件工具，極其可望從一種基于基因組知識的藥物發現方法中得到新的藥物靶。

Summer-Smith(Base4bioinformatics,Mississauga,Ontario,Canada)描述了一種相關的策略。藥物發現階段中所要求的軟件工具的任務是多樣化的，要能注釋基因，并闡明它的生理和病理功能及其商業潛質。對這樣多種來源的信息的集成與分析，在派生的、項目取向的數據庫（project-specificdatabase,PSD）中可以很好完成。由于項目貫穿于發現到開發全過程，其間又不斷加入背景的成員，PSD在項目的管理與發展中成為一種關鍵性的資源。

按照Smith(Bostonuniversity,Boston,MA,USA)的觀點[2]，我們并不需要更快捷的計算機或更多的計算機科學家，而是需要更的生物學家和生物化學家來解釋序列的功能。這對有些軟件或硬件專家來說是個打擊，但生物學系統的復雜性是令人生畏的，并且對基因功能的認識可能需要生物學方法和計算方法的結合。探索基因的功能很可能要花費生物學家們數十年的時間，本次會議表明沒有任何單一的方法可以得出一個答案；但是，將計算生物學同大規模篩先結合起來識別一種化學靶物（hit）是一種產生化學工具來探索基因功能的方法，這些化學工具接下來就可以用作理解基因功能的“探針”。這種方法在Butt(GeneTranscriptionTechnologies,Philadelphia,PA,USA)的描述中，既是一種檢查基因功能的簡單方法，也是為潛在的藥物靶發現化學先導物的簡單方法，他描述了一種可以在酵母中重建人類基因功能的酵母大規模篩選系統。在此系統中，可以迅捷地在一個化學文庫中發現配基。這種技術的重要特征是它不僅僅是發現一種藥物靶的配基的篩板（screen），相反，由于該系統的高速度，它也是發現先導靶基因的一種篩板。過去，世界上的制藥公司通常在某一時間內僅能對有限數目（約20多個）的藥物靶基因進行工作，鑒于此，我們需要根本不同的方法如基因組學來打開通向“新”生物學的通路。由于機器人和合成化學的進步，藥物發現中最關鍵的問題不再是得到一種先導化合物（leadcompound），而是得到導向靶基因。此次會議為從計算和實驗方法中發展出的新生物學邁出很好的一步。

參考文獻

篇2

二、解決信息技術與生物教學整合問題的辦法

1．明確整合的意義，確立正確方向

信息技術與生物教學整合的意義在于利用信息技術把枯燥、復雜、抽象的生物學知識生動、活潑、具體地呈遞出來，創造一種新型的教學環境去啟發學生的思維，減輕學生的學習負擔，提高學生的學習興趣，從而達到提高教學效率的目的。教師必須明確信息技術與生物教學整合的意義，以確立正確的整合方向。

2．加強理論學習，將整合落實

在信息技術與生物教學的整合過程中，要充分加強教法、教育心理學、教學論等理論的學習指導，把這些教學理論融入信息技術與生物教學的整合過程中，依據建構主義學習理論，結合生物學科的特點，構建易于實現生物教學與信息技術整合的新型教學模式。

3．結合生物學特點，進行科學整合

現行高中生物教材，并不是每一節課的內容都適合用信息技術來完成的。比如“細胞器”“遺傳的分子基礎”“生態系統”等用實物或投影演示，效果會很好。因此我們應該從具體的教學內容和目標出發，明確信息技術教學用在什么地方，什么時候用，怎么用，期望收到什么效果，以真正達到“信息技術與生物教學的科學整合”。信息技術與生物教學的整合應科學合理，其地位是“輔助”而不是“替代”。

篇3

⒈有利于充分發揮學生的主觀能動性

高等教育提倡“以人為本”的素質教育理念，而學生教學信息員隊伍的建立無疑是落實這一先進理念的有效途徑。高等院校建立學生信息員隊伍的根本目的就在于讓學生充分融入到學校教育教學管理工作中來，如此，既能使學校的各項教育管理措施切實符合學生的實際學習與發展需要，同時又能將“學生主體”的先進理念真正落實到實處，為最大限度上調動學生的主觀能動性、推動他們積極、主動的參與到學校教學管理活動奠定了良好的基礎。

⒉有利于促進學校領導加強對于教學工作方面的管理力度

隨著高等教育的普及，高校學生在校人數較之以往有了大幅度的提升；除此之外，學分制的實施與推廣也使得以往傳統而落后的教育模式遠遠難以滿足當今高等教育的發展趨勢。從這層意義展開來講，高等院校的管理者理當深入教學一線對學校的教育教學現狀做一個細致的調查與研究，可是由于實際力量極為有效，高等院校的教學主管部門往往是心有余而力不足。學生教學信息員隊伍的建立就很好的解決了這一問題。讓學生參與到學校教學管理工作當中，一方面可以有效減輕管理者的壓力以及負擔，在一定程度上緩和管理工作與學生基數龐大、管理事項瑣碎之間的突出矛盾；另一方面通過學生教學信息員隊伍的深入調查與歸納，主管教學管理工作的領導者還可以有針對性的采取改進措施，真正做到有的放矢、對癥下藥，這對于學校領導加強教學管理工作的力度、不斷完善教學管理機制做好了充分的準備。

⒊有利于切實提高教師隊伍的教學效率以及質量

學生教學信息員隊伍負責向學校反映各科教師的真實教學水平以及質量；負責匯集與整理學生對學校教學管理制度、學風建設、師資配備力量等問題的意見與建議等。通過對相關反饋信息的分析，可以給廣大一線教師提供很多的信息和內容，有利于教師不斷更新自身的教育理念、轉變課堂教學模式或者組織形式。對教師自身教學水平以及學校整體教學質量的提高產生巨大的意義與影響。

二、學生教學信息員隊伍管理過程中應當注意的問題

⒈注重學生教學信息員的個人工作態度

學生教學信息員隊伍作為溝通學生、教師、學校管理者這三方的紐帶，是保證學校整體教學質量有效提高的重要因素。因此，學生教學信息員的個人素質以及工作態度不但影響所反饋信息的真實性，客觀性，也關系到信息員隊伍整體素質的提升，更重要的是還在一定程度上關系著學生信息員制度是否能順利實施從而充分發揮其重要作用，為學校管理者了解教學狀況、提高教學質量貢獻自己最大的力量。從這一層背景來講，注重學生教學信息員的個人綜合素質以及工作態度就分外重要了。總的說來，學生信息員必須具備以下素質：⑴自身要有端正的學習態度學生教學信息員本身就是協調學校教學管理方面的工作，因此，他們首先自身必須具明確的學習目的及其端正的學習態度，如此的話，才能真正起到良好的榜樣示范作用，促使其他學生向自己看齊，整個學校范圍內自然會形成一個優良的學習環境與氛圍。⑵組織管理能力學生信息員需要深入到學生與教師群體之中，頻繁的開展教學信息的調查、搜集與整理工作，這就要求他們必須具備良好的溝通協調能力與組織管理能力，這樣才能確保活動的順利實施。⑶要有無私奉獻的精神與端正客觀的工作態度學生信息員隊伍需要迅速、及時的反映各科教師的最新工作狀態，以及學生對學校教學管理制度的種種意見與看法，因此，這就需要個體信息員具備無私奉獻的精神品質，甘愿放棄自己部分的休息時間從事相關信息收集和整理工作。除此之外，學生信息員還必須持有實事求是、公正客觀的工作態度，這樣才能保證信息的真實性與合理性，從而為進一步改善學校整體的教學質量提供充足的保障。

⒉制定完善的例會制度

制定完善的例會制度，是保證學生信息員工作順利開展的必要措施。在固定的例會上，不但可以通報每位學生信息員的考勤記錄，促使他們真正將自身融入到這項工作之中；而且還可以組織學生信息員成員之間就自己的工作經驗以及看法等充分進行溝通與交流，這對于提高工作效率有著非常大的幫助。

篇4

新大綱分為五部分，即教學目的、課程安排、教學目標、教學內容和教學中應注意的幾個問題、考試、考 查、教學評估及教學設備，內容突出了“面向全體學生，面向21世紀”的總體要求。

依據《全日制中學生物學教學大綱（修訂本）》（以下簡稱舊大綱）編寫的現行高中生物（全一冊·人教 版）教材內容，體系完整、知識系統性較強，內容與課時吻合。但更多講述的是經典的生物學知識，較少聯系 當前迅速發展的生物科學新成果；在實驗課的安排上，僅有5 個實驗，且有一實驗為選做，實際只要求完成4個 實驗， 因而不利于對學生進行能力培養和科學素質——科學態度、科學方法、科學世界觀的培養。新大綱所反 映的教學目標和教學內容，則更新了部分傳統的理論性內容，如刪去了“生命起源”和“生物進化的證據”等 專題，代之以“現代的生物進化觀點簡介”內容。此外，更擴展了有關環境、營養、保健等聯系實際的知識， 且增強了對學生的社會責任感的思想教育。體現出了時代要求的特征。現從下列7個方面來淺析其特點。

1.知識體系作了較大調整

舊大綱對高中生物必修內容側重的是講述生命科學規律，對高三年級的選修內容則為復習高二年級的知識 和初中的生理衛生內容，不僅知識體系重復，更體現出是為適應高考的需要而學（選修教材內容系高考所劃定 的考試范圍）。新大綱將舊大綱的8個單元調整為10個單元， 又將“生命活動的調節”內容移至“生物的生殖 和發育”之前講述，體系略有修改，使內容順理成章，通過各單元間內在聯系使學生接受新知識。而選修內容 體系則以全新的知識為主線，選取了與人類生存發展密切相關的內容，如“人體生命活動的調節和免疫”“細 胞與細胞工程”“遺傳與基因工程”等。反映出新大綱有著適應21世紀現代化科學的特色。

2.明確提出了教學目標的三方面要求

舊大綱只是提出了教學內容，而無具體的教學目標要求。新大綱則在教學目標問題上，首次從知識、思想 、能力3 個方面提出了明確的要求。

知識教育方面：要在打好基礎知識的前提下，使學生知道如何運用生物學知識來解決生活、生產、科學技 術發展和環境保護等方面的問題，并對現代生物科學的新成就和發展趨勢有所了解。

思想教育方面：要繼續進行辯證唯物主義和愛國主義教育，同時加強科學世界觀教育，以形成生物的進化 觀點和生態學觀點；還要加強科學態度和科學價值觀方面的教育，促進對保護生物資源之重要性的認識。

能力培養方面：由于高中階段的學生，思維活動較活躍，思維方式即將定型，因而一方面要重視基本技能 的訓練，培養學生的觀察能力、實驗能力、思維和自學能力，同時要培養學生的分析、綜合、比較、判斷和推 理的科學研究能力以及創造能力。

3.教學的知識點有所更新

新大綱對教學的知識點有較多的更新。原則是：在突出基礎性，對基礎知識進行精選的前題下，要體現出 知識的先進性，要加強知識的實用性，要考慮學生的可接受性，還要重視與九年義務教育知識的銜接性。

新大綱在教學目的中指出：“生物課程是普通高中開設的一門學科類基礎課程”，說明了高中仍應著眼于 基礎教育。因此，新大綱對現行高中生物教材的知識點進行了選擇，刪去了當今學術界已經不用和使用價值不 大的，諸如原生質概念和生命起源化學進化過程的內容等，保留了關于生命的物質基礎和生命結構的基本單位 、關于生命活動的本質和生命活動的基本規律、關于生物進化和生物與環境關系等基礎性的知識，還增添了動 物行為產生的生理基礎，加強了與九年義務教育知識的銜接。此外，新大綱還選擇了一些理論較淺且易被學生 接受的反映現代生物科學水平的先進知識，如細胞的分化和衰老、細胞的癌變、無公害綠色食品、生物凈化等 ，填補了現行生物教材在知識先進性和實用性方面的不足。

4.重視理論聯系實際

新大綱選取補充的新知識點，普遍具有實用性。除重視教材內容與生產實際、生活實際的聯系外，更從理 論聯系實際出發，在講解某個知識點后，配合安排了相應的學生實驗或實習。有利于實現“要使學生……知道 這些知識在生產、生活和社會實踐等方面的應用”這一教學目的。例如，必修課中，在講“組成生物體的化合 物”知識點后，配有“生物組織中可溶性糖、脂肪、蛋白質的鑒定”實驗；在講“人類遺傳病與優生”知識點 后，安排有“調查人群中的遺傳病”實習；在講“環境污染對生物的不利影響”知識點后，配合了“調查或觀 察環境污染對生物的影響”實習等。這些都為學生提供了理論在實踐應用上的示例。在選修課中聯系生產和生 活的新知識則更多，如“生物固氮在農業生產中的應用”“自生固氮菌的分離實驗”“微生物的營養和生長” “學習細菌培養的基本技術實驗”“營養與健康的關系”和“幾種果蔬V[,c] 含量的測定實驗”等，都是教給 學生如何理論聯系實際的具體典例，體現了國際上“科學—技術—社會”（STS）的現代教育思想。

5.強調科學素質的培養

舊大綱在教學目的中僅提出了關于基礎知識、基本技能和能力培養的要求。新大綱則提出了科學素質的培 養要求：“要使學生掌握生物科學的一些基本方法……提高科學素質”。在教學目標中更進一步明確提出了“ 養成實事求是的科學態度”“初步掌握基本的生物科學研究方法”的要求。

科學素質的培養包括了科學知識、科學態度、科學方法、科學手段、科學精神、科學思維能力等方面。對 于生物學科來說，通過實驗和實習，能夠兼顧多方面的科學素質培養，因而是培養科學素質的可行途徑。

從數量來看，舊大綱安排的學生實驗和實習，只有必修課的5 個（選修課的實驗為初中生理衛生課和必修 課的重復）。新大綱的必修課則安排有25個實驗和實習，選修課又安排有6個。 各種不同實驗項目無疑是對各 種科學方法、科學手段的培養。

從類型來看，舊大綱安排的學生實驗和實習只有一種定性的、驗證性的觀察實驗類型。新大綱的實驗類型 除保留了觀察實驗， 還增加了5種新實驗類型：定性分析類型（生物組織中可溶性糖、脂肪、蛋白質的鑒定） ；定量分析類型（幾種果蔬V[c]含量的測定）；模擬探究類型（性狀分離比例幾率的模擬，模擬通過分子雜交 鑒定人與猿間的親緣關系）；自行設計類型（植物向性和感應性現象的實驗設計，設計并制作小生態瓶）；基 本技術類型（細菌培養的基本技術和植物組織培養技術）。這些不同類型的實驗必然有利于科學思維能力的培 養。

6.增加了靈活性

舊大綱對于每單元的知識點有較詳細且具體的規定，限制了教學內容的拓展。新大綱則是概括性地提出了 應講的知識點，并未明確所包含的具體內容，在知識點的深度和廣度上有著較大的伸縮余地。例如，“高等動 物的個體發育”問題，教材應涉及哪些卵裂階段和有關內容，新大綱不似舊大綱有詳盡規定，因而教師教到何 種程度，就有了相當的靈活性。既有利于“一綱多本”的教材編寫實施，還可以適應不同地區的各類學校和不 同學生學習情況的需要，進行靈活教學。

此外，對某些難度稍大的知識點（基因連鎖與互換規律、光合作用碳代謝類型簡介、酶工程簡介等），新 大綱將之安排為選講內容，對某些需用時較長的實驗（動物激素飼喂小動物，用當地某種生物做有性雜交試驗 等），新大綱又將之列為供學生選作的內容，充分顯示出新大綱有著彈性的特點。

篇5

2實驗的分析

訪問調查實驗班和普通班的學生通過對進行了信息技術與生物化學課程整合的班級學生與未整合的同時進行問卷訪問調查，通過調查得出如下幾個結論:第一，整合課程對提高學生的自主探究能力的作用不明顯;第二，實行整合課程對有效調動學生學習的興趣有較明顯的作用;第三，實行整合課程對提高學生的合作意識和提高信息素養有著一定的作用。總而言之，進行信息技術與生物化學的整合能夠讓學生在學習時帶有濃厚的興趣，培養學生積極主動學習的能力。總之，課程整合益處甚多。

3進行信息技術與生物化學的課程整合的優點

3.1能幫助學生改變學習方式

過去，大多數學生都會在老師枯燥乏味的書面知識中昏昏欲睡，甚至產生厭學的情緒，完全沒有學生該有的青春朝氣與蓬勃。學生們喜愛的是精彩的課堂，有興趣的課程，多樣的教學方法。進行信息技術與生物化學的課程整合，恰到好處地滿足了學生想要聽課的動機。教師運用多種方法，如情景模式，課外活動，精彩的故事，幽默的語言，全面的感官信息等等來吸引學生的注意，同時讓學生掌握學習生物化學的方法，有效地達到學生認真聽課的目的。

3.2能加深學生的學習興趣

運用豐富的多媒體視頻信息，給學生感官的享受。艷麗的色彩，生動的動畫，美妙的音樂，活潑的學習氛圍。學生們可以寓情于景，使注意力高度集中。教師采用啟發式教學，以故事或者幽默的語言來描述書本當中枯燥乏味的東西，培養學生對生物化學課程的熱愛，從而能夠自己獨立去研究知識，學習知識，掌握知識的技能。

3.3能啟發學生的思維

教師就是學生學習道路上的路標，引導著學生向正確的方向前進。在課程整合中，教師可以將多媒體中抽象的知識進行改編，以兒歌或者圖像的形式輸出，提高學生的形象思維能力。比如在記憶生物中人體必需的氨基酸時，可以用攜(擷氨酸)一(異亮氨酸)兩(亮氨酸)本(苯丙氨酸)單(甲硫氨酸又稱蛋氨酸)色(色氨酸)書(蘇氨酸)來(賴氨酸)。這樣一句話就可以將所有人體必需的氨基酸概括起來，記憶簡單，易于學生接受。

3.4能提高教學質量

在生物化學的教學中，使用多媒體等信息技術進行知識的歸攏，能讓教師的知識層面更加廣闊，同時也減輕了教師板書的負擔，使教師與學生有更多面對面的課堂交流。另外，給了學生足夠的思考空間，使學生的思維能力開闊化。與之相應的，也提高了教育教學質量。

篇6

二、運用現代信息技術增大課堂容量

傳統教學中以語言描述、黑板板書為傳遞信息的主要方式，費時費力，教師教學負擔沉重，但整個課堂教學密度與課堂容量非常小，如何在有限的時間內盡可能多地實現知識的互動呢？現代信息技術實現了輸出方式的多元化，正是進行高密度的知識傳授，大信息量的優化處理的重要手段。首先，教師可以提前將所要講述的內容存儲于電腦，課上只要進行相應的操作，就可以將所要講解的內容圖文并茂地呈現出來，將教師從繁重的板書中解脫出來，教師就可以有更多的時間來與學生進行互動探究，從而能在有限的時間內盡可能多地來傳遞信息。其次，表現手段多元，擴大信息輸出量。現代信息技術以圖片、文字、音頻、視頻等來傳遞信息，這使得信息的種類更為多元，內容更為豐富。1.圖片。眾所周知，圖形不是語言，但是卻比語言更加直觀、更加形象，更能吸引學生的注意力，同時還包含著更多更豐富的信息，甚至可以傳遞許多語言所不能表達與描述的信息。2.動畫。動畫將圖片與文字結合在一起，并能夠利用圖形的縮放、移動、顏色的漸變等一些特殊效果來集中展現，更加生動，富有動態感。現代信息技術都可以充分利用圖形、動畫等來將學生帶入圖文并茂、聲像俱全、動靜結合的教學情境中，這正是增大知識密度、擴大課堂容量的重要手段。

三、運用現代信息技術豐富教學內容

生物學科是一門研究人類生產生活的生命學科，其內容廣泛，跨越度大，小到細胞大到生物全部都是生物學科的研究對象，可以說只要有生命存在的地方就有生命研究。這決定了我們的生物教學不能只是就教材講教材，而是要踐行新課改所倡導的大教學觀，將教學的觸角延伸到無限的生命空間。生物學科既然是研究生命運動的，其傳遞信息的方式就不僅是文字以及插圖，還有更為豐富的表現形式。現代信息技術不僅有強大的互聯網為依托，同時還具有強大的綜合功能與表現效果，可以實現多種教學資源的優化與重組，開發出以教材為中心的多種資源的整合，極大地豐富教學內容，讓我們的生物教學與社會接軌，與世界同步。如我們可以將當今全世界人類所面對的人口、資源、環境、糧食等話題以圖文聲像地形式引入課題，讓學生真正學到有用的生物知識，能夠更深刻地認識到生物學科與人類息息相關。

四、運用現代信息技術更能全面實現因材施教

學生存在一定的差異，這是客觀事實。在傳統教學中這是教學的最大問題，但是在現代教學中這卻正是教學的重要資源。學生有著鮮明的個性，促進學生富有個性的成長，引導學生展開富有個性的學習，這正是新課程改革的重要理念。現代信息技術具有很強的交互性，信息量大，處理速度快，可以為學生提供個別化的學習環境，讓學生根據自己的基礎知識、接受水平來選取適合自己的學習方法、學習進度與難易程度，更能真正實現因材施教。處于這樣的學習環境與學習模式之中，更能突出學生學習的主體性，展現學生不同的學習個性，讓每個學生都可以基于自身基礎選擇最為合適的方法展開自主學習，使得學習更加貼近學生的最近發展區，更能促進學生自身的全面發展。

篇7

經過多方面的調查研究、溝通交流，發現絕大多數的高中學生，在談到高中學習時，都反映高中的物理是所學科目中最難的，高中學生學習物理感覺較難的原因主要有：初、高中物理教材研究的內容、深度及初高中物理學習方法的要求不同，是學生感覺較難的客觀原因；物理學習中沒有斗志、毅力，不自信、心理素質差及學生的性別心理不同，是學生感覺難學的主觀原因。作為物理教師對此問題如果認識不清，將直接影響學生高中三年的物理學習，也難保證教學任務的完成。通過對學生學習中存在原因的研究，作者總結出解決方案如下，以供大家參考：

一、培養學生對物理的學科情感，提高學生的學習情商

首先，教師要使學生對學習物理有興趣、有信心。“興趣是最好的老師”，學生的學習活動最易從興趣出發，教學中若不重視激發和培養學生的學習興趣，學生便會失去學習的信心和動力，對概念、定理和重要定律似是而非、模棱兩可，這就必然導致學生做不好題，對物理感到頭痛，學習情緒低落，成績自然無法提高。蘇霍姆林斯基曾把學生的情感比作土地，把學生的智力比作種籽，他說：“只關心種籽而忘了耕地等于撒下種籽喂麻雀。”因此可知，興趣和很好的動機，能夠很大地促進學生學習的熱情。激發學生的興趣，教師要充分發揮主導的作用，并體現出學生的主體地位；要改變一講到底的做法，而是根據教學目的，通過“設疑”、“析疑”啟發學生的思維，鼓勵學生提問和發表自己的見解，參與課堂討論，營造一個寬松和諧的教學環境；要處理好師生關系，激勵學生不怕挫折，勇于前進；要“思學生所想，解學生所難，料學生所錯，投學生所好”。

其次，注重物理實驗在教學中的作用。新課改中物理實驗的教學加重了，演示實驗可以使他們“眼見為實”，學生實驗更使他們有自己動手的機會，課外小實驗又有趣，學生都比較樂于參與。經過調查，實驗是深受學生歡迎的，良好的實驗課可以提高學生的興趣，并且簡單的、生活化的實驗材料可以給學生親切感，消除對物理學科的畏難情緒。

再次，加強多媒體的應用。多媒體技術服務于教學主要有以下優點：（1）將文字、圖像、聲音、動畫有機結合，多種感官刺激，易于激發學生興趣。（2）傳輸信息量大，傳遞速度可隨機調節，以及操作的可重復性，易于學生對知識的接受。（3）交互性強，有益于學生主體地位的培養。以計算機為核心的信息技術推動社會進入了一個信息化的社會，新課改下以多媒體技術為靈魂的現代信息教育技術賦予傳統教育以新的內涵。

認識到學習興趣、學科情感對物理教學的重要性并能采取相應的措施，學生就會早日進入物理學習的正軌，主動克服物理學習的困難，教與學也就更加相輔相成了。

二、重視與加強培養學生良好的學習方法

西方一位頗有名氣的學者埃德加•富爾在《學會生存》中寫道：“未來的文盲不再是不識字的人，而是沒有學會怎樣學習的人。”美國的《九十年代的挑戰》一書中指出：“在不斷變動的世界上，沒有任何一門或一套課程可供不可見的未來使用，或可供你終身受用。現在需要的最重要的技能是學會如何學習。”因此，物理教學過程，不僅是傳授知識、技能的過程，更應是教會學生如何學習物理的過程。物理教學，原本就有教師的教和學生的學兩個方面，當前物理教學中普遍存在著重教師教法的探討輕學生學法的研究的現象，這對于開發學生智力，培養學生能力，提高物理教學質量，從而實現素質教育是極為不利的。實踐證明：學生學物理效率的高低、成績的好壞，很大程度上取決于學生學習方法是否科學，因此，我們不僅應重視教師教法的探討，更應重視學生學法的指導研究。新課改更重視培養學生的科學探索過程，畢竟，科學過程是科學家們從事科學活動的智力勞動過程。把科學過程與科學思維、科學方法引入物理課程，不僅能使學生有身臨其境之感，而且能領略前輩大師的研究方法、科學思想、科學精神，得其精髓，有所借鑒。所以，物理課程不應該把人類認識自然的歷史擦去，科學家們曲折頑強而又閃爍著智慧的創造性思維和實踐過程，不能被公式和邏輯的面紗遮蓋。離開了引向結果的方法過程，而只追求裸的結果，就等于沒有結果。第斯多惠指出：“一個壞的教師奉送真理，一個好的教師則教人發現真理。”我們認為，學生學習的過程實際上就是學生獲取、整理、貯存、運用知識和獲得學習能力的過程，因此，中學物理學習方法應主要包括如下幾個方面：一是學生獲取物理知識的方法，如：觀察、實驗、預習、聽課、做筆記、思考、作業、考試的方法等；二是學生整理知識的方法；三是學生記憶的方法；四是學生運用知識處理物理問題的方法，如等效法、聯想法、類比法、化歸法、外推法等一般科學方法，再如臨界問題分析法、動態電路分析法等具體解題方法；五是學生選擇合適學法的方法，如學生如何選擇合乎自身學習特點的記憶方法、做筆記的方法等。新課改理念下的教師，決非僅僅是知識的傳授者，而應該把自己視為激發、鼓勵、促進學生學習和探索的引導者、促進者、咨詢者、支持者，應從“知識傳授者”轉變為“知識探索的導航者”。學生則成為教學活動的主體，具有自主性，能自我調控，主動接受教育影響，通過一系列的自主學習活動，積極地把書本上介紹的科學知識轉化為自己的精神財富，并能用于實踐。

教師與學生都要認識到學習方法的重要，教師如果能指導學生掌握一套良好的學習方法，學生必然會喜歡物理并能夠順利適應高中的物理教學。

三、注意性別差異，消除性別差異心理

雖然學生存在性別差異，但是要讓他們都明白：每個人的大腦生理結構都是相同的，不存在思維學習上的差異。在高中物理學習中，女生處于劣勢不是絕對的，不應盲目自卑，通過努力，女生也可以取得優秀的成績，比如，2007年全國各省的高考狀元絕大多數是女生。所以，教師要多通過事例與學生交流、溝通，多給女生以充分的鼓勵，樹立其自信心，消除過重的心理壓力，讓其明白“人人是可樹之人”，絕不放棄與輕視任何一個學生，使每一位學生都有信心學好物理。

以上我們針對高中學生學習物理感覺較難的主客觀原因，提出了一些解決的建議，我們認為教師在具體教學中應循序漸進、因勢利導，逐步培養學生的學習興趣、信心及各個方面的能力，使其養成好的學習方法；同時，當學生在物理學習上遇到心理障礙時，我們一定要想辦法幫助他們盡早克服，使他們盡快適應高中學習的過渡期。相信只要我們共同關注教育的發展、重視學生的成長、思考教育中出現的問題并想法解決，必將取得師生的和諧發展、共同進步，教育事業的明天也將會更加燦爛。

篇8

隨著認知學習理論的發展，人們越來越認識到，學習是一個不斷處理信息、形成知識網絡并用來解決問題的內化過程。有效的學習者應當是一個積極的信息加工工作者、解釋者和綜合者，能使用各種不同的策略來存儲和提取信息。

探究性學習既是生物新課標倡導的理念，也是新課標規定的教學內容。高中生物課堂教學中更多的是文本探究活動方式，主要以資料收集處理、邏輯推理或方案設計為呈現方式，通過開拓學生的思維來滲透探究的理念。

一、文本探究的信息流程

教學過程中，對于文本類教學內容，教師利用各種信息來源設計豐富的探究素材，并在此基礎上設問質疑。這些資料在學習整合過程中就變成了數字化的信息資源，學生可以基于問題展開文本探究。

1.指導自學，提取感知信息

學生通過閱讀、分析知識及其結構特點，進行信息的提取，尋找主干信息，感知變化的主線和最佳突破方案。如，學習有絲分裂和減數分裂就要提取出其變化的主干信息，即染色體的規律性變化。學生通過畫關鍵詞和重點句，捕捉關鍵信息，感悟知識的內涵，培養熟練接收信息的能力。

2.質疑設問，篩選加工信息

學生在閱讀感知信息的過程中產生疑問，因個人理解的角度不同而獲得不同的體驗，在客觀提供的信息材料中結合自己已有經驗進行思考和判斷，從中篩選出與學習內容相關的信息，形成自己的推論。學生通過質疑和推測對學習材料進行精加工，挖掘課本表述的言下之意和言外之意，通過討論爭辯，在思維的相互碰撞中加深對知識的理解。

3.提煉總結，編碼交流信息

信息只有經過加工處理，并以一定形式正確表達出來，才能說明真正掌握。學生明確自己的觀點后，在與同伴交流中，用自己的語言或通過繪制概念圖、思維導圖等概括新概念，通過語言表達和圖示繪畫的雙重編碼，掌握內化所學的信息，從而被長期記憶。

4.融會貫通，概括輸出信息

引導學生把已編碼的信息進行重組、提煉，在課堂中善于將所學知識運用到新的學習情境中，積極嘗試運用生物學知識解決生活生產中的實際問題，達到學以致用的目的。

案例：“細胞有絲分裂”的學習，學生首先提取感知信息，觀看教師提供的“植物（動物）有絲分裂過程Flash”，認識到有絲分裂是一個過程性的知識，并直觀地發現有絲分裂過程中最重要的變化發生在細胞核。學生從動畫中已提取到了主干信息和最佳突破口，接下來篩選加工信息，閱讀、對比、分析不同分裂時期的圖片，抓住其中最重要的信息——染色體的變化，從而概括出各時期特點。通過表達交流，達成共識，掌握細胞分裂的內在規律，即染色體的規律性變化，并總結出染色體、染色單體、DNA數目之間的關系，用曲線圖加以描繪，實現信息的編碼。

如果學習過程僅到此，還不足以讓知識轉變為長時記憶，進行信息輸出尤為重要。學生必須能用自己的語言概述出每個時期的特點，因為會說在一定程度上代表掌握。在此基礎上，學生還必須會用簡筆畫繪出細胞分裂各時期染色體（或染色質）的形態，能畫出包括紡錘體、染色體行為在內的整個細胞圖，因為會畫，才說明知識已內化。能否用正確的圖像表達各時期的特點，是檢查學生對細胞有絲分裂過程是否掌握的最簡潔的方法。這種編碼處理信息的方式有助于加強學生對知識的建構，加強長時記憶。

二、文本探究的教學策略

在學習的信息加工系統中，存在著對信息流動的執行控制過程，監視和指導認知活動的進行，評估學習中的問題，確定使用什么教學策略來解決問題，評價所選策略的效果。

1.“復述策略”培養知識的遷移

復述策略是在工作記憶中為了保持信息，對信息進行反復加工，即運用內部語言在大腦中重現學習材料，以便將注意力維持在學習材料之上的教學策略。任何新的學習都是建立在原有的知識經驗上的。現代認知心理學把知識的遷移看成是先前學習的知識在后繼學習中的應用。教師要引導學生在學習新知識時不僅能熟練使用學過的知識，而且能將舊知識組織、歸納并應用到新的學習情境中，使他們具有一定的知識遷移能力。

例如，減數分裂是一種特殊形式的有絲分裂。在進入減數分裂過程的學習時，讓學生先回憶并復述有絲分裂的相關內容，即分裂過程中DNA、染色體、染色單體數目的變化和每個時期的分裂特點，然后再通過閱讀減數分裂的圖群，分析其“特殊性”主要表現在哪些方面，通過比較兩者的異同，認識到減數分裂的特殊性，從而實現知識的遷移。

2.“主線策略”建立知識的邏輯

新課標下教材的編寫是圍繞主線展開的，學生在學習過程中也要遵循這樣一條主線，在頭腦中建構起知識的框架，從而讓學習變得富有邏輯性。必修三個模塊遵循的主線分別是：探究生命的物質基礎和結構基礎；人類對基因的本質、功能及其現代應用的研究歷程；生物個體、種群、群落和生態系統各個層次系統穩態的維持。學生在學習過程中要立足知識的主干，建立思維的連續性和邏輯性。

例如，“基因指導蛋白質合成”是必修2中遺傳學知識在個體、細胞、分子水平內在邏輯聯系這條主線中的一個重要環節。轉錄、翻譯是連接DNA與性狀關系的橋梁，因此在探究過程中，要明確一條主線，建立邏輯推理過程。引導學生探究四個問題：（1）基因位于細胞核中，怎么去指導細胞質中的核糖體合成蛋白質？（2）mRNA只有4種堿基，如何決定20種氨基酸？（3）翻譯過程如何決定氨基酸的順序？（4）游離存在于細胞質基質中的氨基酸如何到達核糖體合成多肽鏈？學生不斷利用已有的基礎知識進行邏輯推理，完成主線建構。

3.“視覺策略”提升知識的整合

根據信息模式的分類學，信息可以用視覺方式進行表征。教材中的結構模式圖、生理活動示意圖等，是生物學科獨特的語言符號。視覺符號易被快速識別，可以幫助學生在短時間內準確接收大量信息，與文字相比更易于被學生接受。視覺圖式信息，能使學生迅速、準確地獲取信息，通過掃描關鍵詞從信息資源中抓住知識的脈絡，形成整體輪廓式的信息認知。實際上，學生“讀”圖的過程就是積極思維的過程，是提取信息、分析信息、處理信息的過程。教師在指導學生讀圖與圖群時，設計與圖文相匹配的讀圖指導題，使學生通過識圖——析圖——釋疑，最終自主構建知識。

例如，“興奮在神經元之間的傳導”的學習，就是完全建立在對突觸圖群理解的基礎上。學生提取圖中的畫面信息可以確定：神經元之間有間隙，突觸小體是軸突的末梢，神經遞質通過外排作用釋放，線粒體表明需要耗能，突觸后膜上有受體等。再通過探究問題把零散的知識整合起來：

（1）神經纖維上的神經沖動以電信號的形式傳遞，電信號如何從前膜經間隙傳到后膜？

（2）興奮能從樹突傳到軸突嗎？

（3）興奮在神經纖維上的傳導速度與在神經元之間的傳遞速度一樣么？

需要學生將直觀的視覺信息與原有的知識結構關聯起來，讓新舊知識發生相互作用，推測出興奮在神經元之間的傳遞需要經過一個信號轉變過程，在此基礎上提供突觸的膜電位變化圖示，通過討論交流，完成“興奮在突觸間單向傳遞”的特點歸納。

4.“精加工策略”讓知識融會貫通

美國教育心理學家布魯納認為：“人類記憶的首要問題在于組織”。組織好的、系統的知識容易鞏固在記憶中，即使忘掉了其中的某一點，通過聯想也容易把它恢復重現出來。“精加工”是指對學習材料做精細的加工活動，即通過在要記憶的材料基礎上增加相關的信息來達到對新的材料記憶的學習方法。通過形成新舊信息間的附加聯系，把所學的新信息和知識聯系起來，應用已有的圖式和已有的知識使新信息合理化，從而促進對新信息的理解與記憶。對生物學概念和規律的理解，要關注其內涵和外延，在對關鍵概念全面認知的基礎上把那些分散的、零星的、在課本里跳躍性出現的知識點整理出來，對它們進行比較、歸納，找出各部分之間的內在聯系和規律性的東西，串聯成清晰的知識鏈，從而使學生對所學知識能上下相互溝通、左右觸類旁通。

如，對于“遺傳物質”這一知識點的學習，可將分散于必修1、必修2不同章節中有關“細胞中的生物大分子”、“減數分裂”、“DNA的結構和復制”、“基因控制蛋白質的合成”等片斷的、零亂的知識點進行梳理，按照“配子、染色體、DNA、基因、蛋白質、性狀”這樣一條主線來組織內容。

精加工策略一方面能夠使新知識與已有知識取得聯系，增進對新知識的理解；另一方面經精加工的信息進入已有知識體系中，在以后需要喚起時易于檢索。

5.“組織策略”構建知識網絡

篇9

關鍵詞：師范教育改革；生物學信息學；課程建設

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）21-0102-02

隨著教育的發展，教師體制也不斷發生改變，順應發展的趨勢，教師資格證的改革開始不斷推進與完善。2012年《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》精神和教育部部署啟動全國中小學和幼兒園教師資格證改革試點工作，2013年《中小學教師資格考試暫行辦法》出臺并規定：試點啟動后入學的師范專業學生申請中小學教師資格應參加教師資格考試。2015年我國正式實施教師資格證國考制度，并實行五年一個周期的注冊制度。教師資格證制度的變革是對高師院校實施教學改革的促進同時也是對師范生的挑戰。改革制度下更要求提高教師的綜合素質和學生能力的培養，而《生物信息學》所具備的專業性與前沿性正是師范教育對學生著重培養的方向與目標。

《生物信息學》是一門交叉學科，包含了對生物信息的獲取、加工、存儲、分配、分析、解釋等在內的所有方面，運用數學、計算機科學和生物學的各種工具闡明和理解大量數據所包含的生物學意義。隨著大規模的基因組測序工作的開展，生物學數據獲得了大量的積累，生物信息學悄然興起并得以蓬勃發展。生物信息學使學生了解學科前沿和新技術進展，同時培養學生綜合運用知識的能力。但目前多數院校只將其設為選修課程，重視程度很低，而且在教學內容、方法等方面存在一些問題。由于師范教育改革對師范生要求不斷提高，課程的學法和內容也要與時俱進，怎樣建構新的課程體系是高師院校需要解決的問題。

一、課程教學現狀

1.師資力量薄弱。生物信息學不僅對教師專業知識要求高，同時也需要有計算機理論基礎的教師來授課。但目前教授生物信息學課程的教師大多都為其他生物學課程的教師，這些教師往往缺乏專業的生物信息學分析軟件操作訓練和計算機基礎，不能將各學科更好融合。

2.教學方法滯后。生物信息學是一門交叉學科，但教師在教學過程依舊采用傳統教學方法，計算機輔助教學不常見，這種授課方式不僅效果欠佳也沒有發揮此學科的優勢。而且在教學過程中不注重培養學生對生物信息學的重要性的認識，所以學生認為該課程只是理論學科，認識不到其對實踐操作能力的重要和生物數據分析的意義。

3.實踐教學不足。受傳統的教學觀念影響，教師在教學過程中只注重理論教學忽視實踐教學，導致學生所學的理論知識與實踐脫節。因為生物信息學對于網絡高度依賴，但由于受學時限制，課堂教學的內容有限，實踐教學課時數較少，內容也比較簡單，缺乏完善的實踐教學過程，學生也缺乏實際動手操作的能力。

4.考評方案簡單。生物信息學的考核重點是學生對生物信息基本概念的理解，軟件操作的掌握程度及生物數據分析解釋的能力。但一些學校的考試形式還全部是理論知識，缺少實際操作能力的檢驗，這種考評辦法的評價效能差，而且不能體現學科的特點。

二、課程體系建設優化

1.提高教師素質。教師是教學的核心資源，其知識水平和操作技能都會影響教學的效果。提高教師素質首先要對任課教師開展《生物信息學課程教學改革和實踐》專題講座，其次鼓勵教師通過查閱相關文獻，了解課程的特點及發展，組織大家進行討論，再次，也要積極組織教師參加科研活動，提高科研新能力，在科研過程中進一步了解本學科的前沿內容。

2.編寫教學標準。如今的教師專業化不只是強調教師要有扎實的理論知識，更要有實踐能力。所以生物信息學的課程建設改革要組織新的教學內容，合理安排理論學時特別是實驗學時。課程標準對生物信息學的研究內容、現狀和發展前景做具體的介紹，主要對生物信息學的基本概念和基本方法進行講解，重點是分析軟件的操作方法和生物學數據庫的使用方法的講解。

3.改進教學方法。師范教育改革意味著對師范生各方面要求的逐漸提高，學生不能只被動接受知識，所以教師在教學中要利用多媒體輔助進行直觀教學，演示生物學數據庫的瀏覽與檢索，軟件的使用，基因序列的檢索、基因閱讀框架的找尋、序列比對、進化樹的構建等操作。教師也可以提供課件和DNASTAR、DNAMAN、MEGA、BIOEDIT等軟件安裝程序及使用手冊等擴大學生的自學空間，使學生的被動學習變為主動學習，也符合師范教育對學生創造能力、應用能力的培養。

4.教學科研結合。生物信息學教學強調能力的培養，且學科的交叉性也能使學生將所學知識與之結合。教師可以鼓勵學生參與相關課題研究，學校也可以提供機會讓學生參與到創新創業性研究的科研項目中，這樣的學習方式可以激發學生對科研的興趣，鞏固課程中所學到的知識，使學生掌握生物信息學課程的實踐技能，也更好的體現對師范生創新能力培養。

5.優化理論課結構。師范教育提倡以學生為主體的授課方式，所以課堂可以采取不同的學習方式如小組合作或學生講述等以此豐富理論課的教學模式。教師可以提出問題由小組成員討論研究學習，課堂也可以以自講的方式進行學習，學生通過查閱資料了解學科在臨床醫學、藥物產業等方面的應用以及在后基因組時代的主要研究內容等，不僅掌握了前沿知識同時也鍛煉教師技能，對于師范教育培養有很好的促進作用。

6.加強實驗課建設。師范教育在強調師范生理論知識的同時更注重實際的操作能力，所以實驗教學起著越來越重要的作用，在學習中通過生物數據庫的使用，可以提高學生處理生物信息的能力。生物學數據庫均可以通過網絡提供數據檢索服務，學生可以根據理論知識進行相應的實際操作。學院可以進一步開放實驗室，為學生創造動手操作的自學實驗環境。

7.改革考核方法。考試是檢測教學效果的方法，也是促進學生學習的有力手段。如何考核需要制定詳細的評價指標體系。生物信息學的考核改革是在基礎考核之上增加了小組答辯和論文成績。小組答辯以生物信息學在疾病研究中的應用為擬設計命題，培養學生協作收集整理相關文獻并展示其整合分析結果的能力。論文以蛋白質生物信息學分析在藥物靶點挖掘和藥物設計中的應用為題。最后根據論文結構完整性和內容獨創性、條理邏輯性和學術水平進行評分。

三、課程體系構建的進一步設想

進一步利用網絡學習平臺慕課擴展生物信息學的理論深度與新技術發展，學生可以進一步接觸并利用云計算等技術對大數據進行處理，或基于手機客戶端讓學生隨時可以查詢及學習，這樣的構建既是生物信息學課程建設的發展，也是培養學生能力的體現。生物信息學課程建設改革對學生綜合運用知識的能力起到了促進作用，也加強了理論聯系實踐的操作能力。生物信息學能夠培養學生全面掌握生物學知識，對今后選擇生物學科領域的工作有推動作用，也是師范生成為合格人民教師的理論基礎。

參考文獻：

[1]藍秋燕.教師資格證“國考”下師范類教學法課程變革的探討[J].高教論壇，2014，（3）.

[2]林玉生，汪磊，久梅.談教師資格證國考框架下的高師心理學教學改革[J].遼寧師專學報（社會科學版），2016，（3）.

[3]趙屹，谷瑞升，杜生明.生物信息學研究現狀及發展優勢[J].醫學信息學雜志，2012，33（5）.

[4]于嘯，孫紅敏.計算機專業設置生物信息學課程的建設與實踐[J].計算機教育，2010，（14）.

[5]湯麗華.淺談大學本科生物信息學課程建設與教學[J].高校講壇，2010，（17）.

[6]陶嫦立.關于提高生物類專業《生物信息學》教學的一些建議[J].教育教學論壇，2016，（32）.

[7]石春海，肖建富，吳建國.構建優質教學體系 促進《遺傳學》精品教育[J].遺傳學教學，2013，35（1）.

[8]王彬，韓贊平，張澤民，等.《遺傳學》課程建設的實踐與思考[J].洛陽師范學院學報，2008，（5）.

[9]吳建盛，李政輝，張悅.強化創新型開放性實驗 促進生物信息學課程建設[J].信息通信，2013，（6）.

篇10

人類基因組計劃的成功實施使生命科學進入了信息時代。基因組學、蛋白質組學和生物芯片 技術的發展，使得與生命科學相關的數據量呈線性高速增長。對這些數據全面、正確的解讀 ，為闡明生命的本質提供了可能。連接生物數據與醫學科學研究的是生物信息學(Bioinform atics)。應用生物信息學研究方法分析生物數據，提出與疾病發生、發展相關的基因或基因 群，再進行實驗驗證，是一條高效的研究途經。醫學是研究生命的科學，醫學研究在基礎上 就注定離不開對生物信息的了解。

我國目前醫學研究生教學模式主要有兩種, 一是醫學本科教育延續過來的理論型, 這種類型 的教育是在本科教學大綱的基礎上, 按照教學計劃進行理論講授, 最后按照導師指定的課題 完成畢業論文。這種培養模式突出理論學習, 忽視了實驗機能和科研能力的培養。二是科研 能力培養的前輕后重型, 前期只是進行理論授課, 后期由導師指導學生的科研。這種模式雖 然開設了一定的實驗項目, 但對研究生科研能力的培養缺乏系統性, 并且前期的培養不足直 接影響到研究生后期的學位課題和論文的進度、質量。

因此，筆者對生物信息學在醫學碩士研究生中的教育初探，不但有利于該門課程尚未完全形 成成熟的課程體系之際，為教師學習借鑒先進的教育思想與教學實踐經驗，更有利于醫學碩 士研究生對生物信息學的學習。

1 生物信息學的研究范圍

生物信息學是一門新興的交叉學科，涉及生物學、數學和信息科學等學科領域，并注定以互 聯網為媒介，數據庫為載體，利用數學知識、各種計算模型，并以計算機為工具，進行各種 生物信息分析，以理解海量分子數據中的生物學含義。

生物信息包括多種類型的數據，如核酸和蛋白質序列、蛋白質二級結構和三級結構的數據等 。由實驗獲得的核酸蛋白序列和三維結構數據等構成初級數據，由此構建的數據庫稱初級數 據庫。由初級數據分析得來的諸如二級結構、疏水位點、結構域(Domain)，由核酸序列翻譯 來的蛋白質以及預測的二級三級結構，稱為二級數據。創新算法和軟件是生物信息學持續發 展的基礎，高通量生物學研究方法和平臺技術是驗證生物信息學研究結果的關鍵技術。因此 ，現代生物信息學是現代生命科學與信息科學、計算機科學、數學、統計學、物理學和化學 等學科相互滲透而形成的交叉學科，是應用計算機技術和信息論方法研究蛋白質及核酸序列 等各種生物信息的采集、存儲、傳遞、檢索、分析和解讀，以幫助了解生物學和遺傳學信息 的科學。從其研究所涉及的學科上看，生物信息學是集生物學、數學、信息學和計算機科學 一體化的一門新的科學；從其研究的主要內容上看，基因組信息學、蛋白質的結構模擬以及 藥物設計是生物信息學的三個重要組成部分，并有機地結合在一起［1］。

2 醫學碩士研究生中的生物信息學教學初探

2.1 課堂教學重在教授實踐技巧與方法

生物信息學在醫學研究生中的教學應以教授實踐技巧為主，以介紹原理為輔，深入淺出，注 重課堂知識與科研實踐的緊密結合。課堂講授應簡要介紹生物信息學的相關算法、原理，著 重介紹其使用技巧與方法，真正做到“有的放矢”，而這也是教學的重點和難點。

在教學中對于這部分內容應遵循深入淺出、避繁就簡的原則，結合具體實例分析算法，避免 空洞復雜的算法講解讓學生覺得枯燥乏味、晦澀難懂，產生畏懼心理，知難而退；注重講解 使用技巧與方法的思想和來龍去脈，讓學生真正掌握解決問題的思路，培養其科學思維能力 ，并采用探討式教學鼓勵學生思考，通過討論與研究的方式循序漸進的掌握復雜的內容，介 紹相關的教學和物理學知識，使學生充分體會到生物信息學與其他學科的關系，其他學科的 思想方法對于生物科學的重要性，培養其自覺地將其他學科的方法和思想應用于解決生物 學問題的科學素質。 任何學科都處于不斷地發展、更新中，生物信息無論是理論研究還是 應用研究仍處于不斷發展完善中，同時隨著新的應用領域和新問題的發現，其他學科的方 法也在不斷地應用于生物信息學，進一步增加了其多學科交叉融合的深度和廣度。

2.2 充分利用現代化教育技術，采用案例教學

目前，高等院校在教室內配備的多媒體投影播放系統，促進了多媒體教學的廣泛應用。生物 信息學采用多媒體教學是適應學科特點、提高教學效果和充分利用現代化教育技術的一項基 本要求。作為生物信息學教學的基本模式，多媒體教學使講解的內容更加直觀形象，尤其是 對于具體數據庫的介紹以及數據庫檢索、數據庫相似性搜索、序列分析和蛋白質結構預測等 內容涉及到的具體方法和工具的講解，可以激發學生的學習興趣，加深學生對知識的理解和 掌握，提高學生理論與實踐相結合的能力。

但多媒體教室也有局限性，學生主要以聽講為主不能及時實踐，教師講解與學生實踐相脫節 ，如果將生物信息學課程安排在計算機房內進行，并采用多媒體電子教室的教學方式可以解 決上述問題。在教學中采用啟發式教學，為學生建立教學情景，學生通過與教師、同學的協 商討論，參與操作，發現知識，理解知識并掌握知識。例如在講授“目的基因序列的查尋” 時，除對基本內容的介紹，如數據庫的發展、分類等，其他采用案例法，讓學生利用搜索工 具查找三大公共核酸數據庫，并通過數據庫網站的介紹內容對該數據庫的發展、內容、特點 進行學習并總結，通過討論和實際的數據庫瀏覽操作了解三大公共核酸數據庫并且掌握數據 庫使用方法。

2.3 采用“講、練”一體化的教學模式，強調學生實踐能力的培養

生物信息學課堂教學積極學習借鑒職業培訓和計算機課程教學中“講、練、做”一體化的教 學模式，在理論教學中增加實訓內容，在實踐教學中結合理論講授，改變了傳統的“以教師 為中心、以教材和講授為中心”教學方式。

根據教學內容和學生的認知規律，靈活地采用先理論后實踐或先實踐后理論或邊理論邊實踐 的方法，融生物信息學理論教學與實踐操作為一體，使學生的知識和能力得到同步、協調、 綜合發展。通常采用先講后練的方法，即首先介紹原理、方法，之后設計相關的實訓內容 讓學生上機實踐。對于操作性內容和生物信息分析的方法和工具的講解采取了進行實際演示 的方法，教師邊講解邊示范，學生在聽課時邊聽講邊練習或者教師講解結束后學生再進行練 習，理論與實踐高度結合，充分發揮課堂教學的生動性、直觀性，加深學生對知識的理解， 培養和提高學生的實踐操作能力。

2.4 發揮網絡教學優勢，優化生物信息學實驗教學內容

生物信息學實驗教學主要是針對海量生物數據處理與分析的實際需要，培養學生綜合運用生 物信息學知識和方法進行生物信息提取、儲存、處理、分析的能力，提高學生應用理論知識 解決問題的能力和獨立思考、綜合分析的能力。生物信息學實驗教學內容的選擇與安排應按 照循序漸進的原則，針對特定的典型性的生物信息學問題設計，以綜合性、設計性實驗內容 為主，明確目的要求，突出重點，充分發揮學生的主觀能動性和探索精神，以激發學生學習 的主動性和創造性為出發點，加強學生創新精神和實驗能力的培養。生物信息學實驗教學以 互聯網為媒介、計算機為工具，全部在計算機網絡實驗室內完成。在教學中，充分利用網絡 的交互特點實現信息技術與課程的結合。教師通過電子郵件將實驗教學內容、實驗序列、工 具等傳遞給學生，學生同樣通過電子郵件將實驗報告、作業、問題和意見等反饋給教師，教 師在網上批改實驗報告后將成績和評語發送給學生，讓學生及時了解自己的學習情況。

生物信息實驗教學與現代網絡和信息技術密不可分，在教學工作中充分利用現代教育技術較 其他課程更具優勢。區別于其他生命科學課程，在教學過程中要求有發達的互聯網和計算機 作為必備條件。調查顯示國內高校都已建立校園網，其中擁有1000 M主干帶寬的高校已占調 查 總數的64.9％，2005年一些綜合類大學和理工類院校將率先升級到萬兆校園網［2］ ，這些都為生物信息學課程在高校開設提供了良好的物質基礎。

2.5 考試無紙化，加強實踐能力考核

考試重點是考查學生對生物信息分析的基本方法和技能的掌握程度和對結果的分析解釋能力 。因此，在生物信息學考試中嘗試引入實踐技能考試，重點考核學生知識應用能力。實踐技 能考試采用無紙化考試方式，學生在互聯網環境下，對序列進行生物信息分析并對結果進行 解釋，不僅考核學生對基本知識和基本原理的掌握，而且考查學生進行生物信息分析的實際 能力和分析思考能力。通過實踐技能考試，淡化理論考試，克服傳統的死記硬背，促進學生 注重提高理論用于實踐的綜合能力，同時更有效地提高學生計算機應用能力。除采用實踐技 能考試并將其作為學生成績的主要部分外，還加強了對學生平時學習態度、學習能力、創新 思維等方面的考核。

總之，生物信息學教學是網絡環境下生物教學的全新內容。通過上述教學措施，提高了學生 的 學習積極性、實踐操作能力、解決實際問題的綜合應用能力及創新能力，收到了良好的教學 效果，得到了學生的普遍歡迎，具有較強的可操作性和實踐性。在今后的教學實踐中，隨著 教師自身素質的提高和進一步的教學改革將會不斷完善生物信息學教學，培養具有“大科學 ”素質和意識的醫學研究生人才。

參考文獻：