生物信息學(xué)方法精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的生物信息學(xué)方法主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：生物信息學(xué)方法范文

【關(guān)鍵詞】組合數(shù)學(xué) 教學(xué)方法 生物醫(yī)學(xué) 生物信息學(xué)

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）09-0132-02

伴隨著信息時(shí)代的來(lái)臨，特別是生物醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的迅猛發(fā)展，尤其是生物信息學(xué)這門科學(xué)的出現(xiàn)使得原來(lái)的生物醫(yī)學(xué)研究向低通量的臨床數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)向高通量分子生物學(xué)數(shù)據(jù)。組合數(shù)學(xué)作為一門應(yīng)用性較強(qiáng)的數(shù)學(xué)分支，在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用廣泛，面對(duì)多因素高通量的生物醫(yī)學(xué)問(wèn)題，增加高等學(xué)校，特別是生物信息學(xué)專業(yè)學(xué)生的組合數(shù)學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)他們運(yùn)用組合數(shù)學(xué)方法分析和解決生物醫(yī)藥科學(xué)問(wèn)題的能力已經(jīng)成為必要。如何在教學(xué)過(guò)程中提高學(xué)生學(xué)習(xí)組合數(shù)學(xué)的興趣，建立組合數(shù)學(xué)的邏輯思維用于解決醫(yī)學(xué)問(wèn)題是我們教育工作者需要思考的問(wèn)題。

一、高等學(xué)校組合數(shù)學(xué)的特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀

組合數(shù)學(xué)是一門研究離散對(duì)象的科學(xué)，在計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)中具有重要的地位，是理科及工科院校的一門必修課，隨著現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)的日益發(fā)展，組合數(shù)學(xué)的重要性也日漸凸顯。組合數(shù)學(xué)對(duì)于生物醫(yī)學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課有著直接的衍射作用。目前，部分開(kāi)設(shè)組合數(shù)學(xué)課程的生物高等學(xué)校的主要面向生物信息學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等等專業(yè)開(kāi)設(shè)，講授學(xué)時(shí)30到60學(xué)時(shí)。在大部分生物高等學(xué)校并沒(méi)有該類課程的設(shè)置，也是導(dǎo)致高等學(xué)校組合數(shù)學(xué)教師隊(duì)伍的匱乏的主要原因。而且目前組合數(shù)學(xué)授課考核形式也比較單一。組合數(shù)學(xué)主要是以理論授課形式為主的教學(xué)方式，考試成績(jī)是考核學(xué)生的唯一標(biāo)準(zhǔn)，忽視了學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的考核。信息時(shí)代學(xué)科的交叉發(fā)展體現(xiàn)在組合數(shù)學(xué)在各個(gè)學(xué)科中不可替代的作用，因此提高生物高等學(xué)校學(xué)生的組合數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們運(yùn)用組合數(shù)學(xué)的能力是目前迫切需要解決的問(wèn)題。

二、改進(jìn)組合數(shù)學(xué)教學(xué)措施，提高學(xué)生興趣

（一）更新教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法

目前的組合數(shù)學(xué)內(nèi)容主要有： 鴿巢原理、排列與組合、容斥原理、遞推關(guān)系、生成函數(shù)等基本的組合數(shù)學(xué)知識(shí)及其在數(shù)學(xué)中的應(yīng)用。為了讓學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)學(xué)完必要的知識(shí)，更新和精選教學(xué)內(nèi)容顯得尤為必要，將以組合數(shù)學(xué)內(nèi)容為主導(dǎo)的教學(xué)模式改進(jìn)成以生物醫(yī)學(xué)問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)模式。由于面向醫(yī)學(xué)專業(yè)的特殊性，從內(nèi)容上應(yīng)著重選擇與醫(yī)學(xué)知識(shí)聯(lián)系緊密的內(nèi)容，采取精講和略講相結(jié)合的方式。根據(jù)不同專業(yè)背景更新組合數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容往往能夠起到事半功倍的效果。以下是我們?cè)谥v解排列與組合一章時(shí)的一個(gè)教學(xué)實(shí)例：“生物遺傳信息是由DNA分子中4個(gè)堿基核苷酸就像電報(bào)密碼似的以不同的排列順序記錄下來(lái)，它載著人類的全部基因或全部遺傳信息，人的DNA約有30億（3×109） 堿基對(duì)，按照排列的思想可知人類基因組可能的排列方式有N=4■=（4■）■≈（1.52）■種，然而人類僅從這無(wú)窮多的方式中選了一種作為全人類共同的遺傳密碼，可見(jiàn)我們的基因組是祖先們留給人類的最寶貴的財(cái)富！”。這樣的實(shí)例教學(xué)不僅可以讓學(xué)生熟悉課堂知識(shí)，還能讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行綜合的運(yùn)用，更重要的與生物醫(yī)學(xué)問(wèn)題的結(jié)合提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)興趣小組討論學(xué)習(xí)提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)組合數(shù)學(xué)的興趣，從而充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

（二）加強(qiáng)多媒體輔助教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

組合數(shù)學(xué)傳統(tǒng)的授課方式是在黑板上將定義、定理的內(nèi)容進(jìn)行逐步嚴(yán)密的推導(dǎo)證明，這在一定程度上讓學(xué)生緊跟授課教師的思維和建立學(xué)生的邏輯思考能力。然而隨著多媒體技術(shù)的不斷進(jìn)步，利用多媒體和板書相結(jié)合的策略成為下一階段組合數(shù)學(xué)教學(xué)模式的主要教學(xué)手段。對(duì)于繁瑣的定理公式例如容斥原理避免推導(dǎo)證明，結(jié)合多媒體的幾何圖形使學(xué)生更加直觀的理解和應(yīng)用。以我們?cè)诮淌谌莩庠頃r(shí)的一個(gè)實(shí)例，容斥原理的根本思想是將難的問(wèn)題分解成若干簡(jiǎn)單問(wèn)題，通過(guò)間接計(jì)數(shù)來(lái)解決直接計(jì)數(shù)不容易解決的問(wèn)題，我們用多媒體幻燈片分別展示兩集合和三集合的容斥原理（圖1A和B），并按照容斥原理的邏輯順序利用多媒體動(dòng)畫技術(shù)控制每一部分的出現(xiàn)順序，不僅避免了大量繁重枯燥的板書推導(dǎo)，最重要的是圖形式教學(xué)可以幫助學(xué)生對(duì)容斥原理建立更直觀的理解?？梢?jiàn)在組合數(shù)學(xué)的教學(xué)過(guò)程多媒體的充分利用可以起到事半功倍的效果。

圖1 多媒體在組合數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用――容斥原理實(shí)例

（三）增設(shè)組合數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維

組合數(shù)學(xué)除了基本理論課之外還應(yīng)該開(kāi)設(shè)適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)課，在實(shí)驗(yàn)課上讓學(xué)生自己動(dòng)手解決一些與生物醫(yī)學(xué)有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)讓學(xué)生自己編程實(shí)現(xiàn)排列組合的算法，不僅可以增進(jìn)學(xué)生對(duì)排列與組合的深入認(rèn)識(shí)，也能夠培養(yǎng)學(xué)生利用排列組合思想解決實(shí)際問(wèn)題的能力。以下是我們的一個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)例：“任選一種排列生成算法，編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成n個(gè)（如n=6）不同元素中取r個(gè)元素的排列，并輸出指定任意n和r的所有排列?！?，不僅讓學(xué)生掌握了課堂上講解的排列原理，還鍛煉了編程能力，初步體驗(yàn)了科研的樂(lè)趣，由消極的被動(dòng)學(xué)習(xí)升級(jí)為積極的主動(dòng)學(xué)習(xí)?？梢?jiàn)通過(guò)組合數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課更能培養(yǎng)學(xué)生自己動(dòng)手自己學(xué)習(xí)的能力，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。

（四）精挑細(xì)選課后練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力

組合數(shù)學(xué)作為一門應(yīng)用性較強(qiáng)的數(shù)學(xué)課，需要學(xué)生掌握其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，這就必須加強(qiáng)組合數(shù)學(xué)課堂后練習(xí)。因此習(xí)題是組合數(shù)學(xué)課程重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，也是理論教學(xué)必不可少的補(bǔ)充。然而習(xí)題課并不意味著單純地大量做題，教師應(yīng)根據(jù)課堂內(nèi)容，精挑細(xì)選出質(zhì)量比較高的少量題目，供學(xué)生課余時(shí)間認(rèn)真研究，要在習(xí)題中體現(xiàn)組合數(shù)學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立給出解決問(wèn)題的新觀點(diǎn)和新方法。設(shè)置習(xí)題時(shí)，應(yīng)以問(wèn)題為導(dǎo)向，即給定一個(gè)實(shí)際的有興趣的問(wèn)題，讓學(xué)生利用所學(xué)的組合數(shù)學(xué)理論進(jìn)行解決，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)細(xì)節(jié)的理解和掌握，并讓學(xué)生舉一反三熟練掌握所學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生的理解更加深刻。如我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中的一個(gè)課后習(xí)題實(shí)例：“一位國(guó)際象棋大師有11周的時(shí)間備戰(zhàn)一場(chǎng)錦標(biāo)賽，他決定每天至少下一盤棋，但是為了使自己不過(guò)分疲勞他還決定在每周不能下棋超過(guò)12盤。證明存在連續(xù)若干天，期間這位大師恰好下了21盤棋。”，該實(shí)例引起了學(xué)生在課余時(shí)間學(xué)習(xí)組合數(shù)學(xué)的一個(gè)熱潮。

總之，面對(duì)高等學(xué)校生物信息學(xué)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，傳統(tǒng)的單一的純理論的組合數(shù)學(xué)教學(xué)方法已經(jīng)不再適用。應(yīng)該考慮改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和方法，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生在快樂(lè)進(jìn)取的氛圍里學(xué)習(xí)組合數(shù)學(xué)，具體的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改進(jìn)仍有待教學(xué)工作者進(jìn)一步探討和研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧開(kāi)澄，盧華明.組合數(shù)學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2002.

[2]蘇建忠，張巖，劉洪波，王芳，崔穎.組合數(shù)學(xué)在生物信息學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012，6，142-143.

作者簡(jiǎn)介：

劉洪波（1983-），男，漢族，山東德州人，博士，講師，主要研究方向：生物信息學(xué)，計(jì)算表觀遺傳學(xué)。

王芳（1982-），女，漢族，吉林松原人，博士，副教授，主要研究方向：生物信息學(xué)，計(jì)算表觀遺傳學(xué)。

第2篇：生物信息學(xué)方法范文

【關(guān)鍵詞】高中物理；學(xué)習(xí)；方法

剛從初中升上高中的學(xué)生普遍不能一下子適應(yīng)過(guò)來(lái)，都覺(jué)得高一物理難學(xué)，特別是對(duì)意志品質(zhì)薄弱和學(xué)習(xí)方法不妥的那部分學(xué)生更是使他們過(guò)早地失去學(xué)物理的興趣，甚至打擊他們的學(xué)習(xí)信心。如何搞好高初中物理教學(xué)的銜接，如何幫助學(xué)生盡快適應(yīng)高中物理教學(xué)特點(diǎn)和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，跨過(guò)“高臺(tái)階”，就成為高一物理教師的首要任務(wù)。本文試圖從以下五個(gè)方面探討高中新生在學(xué)習(xí)物理中存在的問(wèn)題和可能的解決對(duì)策。

高中物理難學(xué)，難就難在初中與高中銜接中出現(xiàn)的“高臺(tái)階”。

初中物理教材的文字?jǐn)⑹鐾ㄋ滓锥?，語(yǔ)法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。所敘述的物理現(xiàn)象與日常生活聯(lián)系緊密且比較表面。絕大部分與學(xué)生日常生活的感受或體驗(yàn)是吻合的、一致的。其規(guī)律不太復(fù)雜。運(yùn)用的數(shù)學(xué)知識(shí)基本上是四則運(yùn)算。且其公式參量也較少，實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)單，易于操作，因此，學(xué)生對(duì)初中物理并不感到太難。所以，就整個(gè)初中物理而言，“教師難教，學(xué)生難學(xué)”的現(xiàn)象還沒(méi)有高中這么明顯。

高中物理每節(jié)的內(nèi)容較多，篇幅較長(zhǎng)，語(yǔ)言敘述較為嚴(yán)謹(jǐn)、簡(jiǎn)練，敘述方式較為抽象、概括、理論性較強(qiáng)。描述方式較多：有文字法、公式法、圖像法，它們互相補(bǔ)充，互相完善。對(duì)同一物理現(xiàn)象或規(guī)律從多側(cè)面觀察它、研究它。對(duì)學(xué)生的思維能力和方式的要求大大地提高和加寬了。初中學(xué)生進(jìn)入高中學(xué)習(xí)，往往感到模型抽象，不可以想象。

由于高一學(xué)生的閱讀理解、邏輯思維、推理判斷、分析綜合、比較鑒別、抽象概括、歸納演繹、空間想象、靈活應(yīng)用等能力都還一時(shí)沒(méi)能很好地形成，因此，思維要求的突然提高，再加之教材從物理學(xué)的知識(shí)體系出發(fā)，將力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、原子物理這五部分內(nèi)容中最難的部分“力學(xué)”放在高一起始階段，也就必然會(huì)給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)困難，造成障礙。這是目前課程體系讓人無(wú)可奈何的客觀存在。

進(jìn)入高中后，由于定義、概念、規(guī)律、現(xiàn)象、公式多，敘述多，進(jìn)度快，方法靈活，題型花樣多，加之科目多，如果仍靠初中那種以機(jī)械記憶為主的學(xué)習(xí)方法，顯然是無(wú)能為力了。由于理解能力差，即使背得到定義、公式，因不解其意，不注意適用條件，便往往亂代公式，亂用數(shù)據(jù)，而對(duì)萬(wàn)花筒式的題型變化，更是束手無(wú)策，望而生畏，失去了信心。而對(duì)一些形同質(zhì)異、形異質(zhì)同的問(wèn)題，由于遇到一些似乎兩個(gè)看起來(lái)一樣的問(wèn)題，但要用兩個(gè)不同的物理規(guī)律來(lái)解；而兩個(gè)看起來(lái)完全不同的問(wèn)題，卻可以用同一規(guī)律來(lái)解的情況，而覺(jué)得物理好像真是無(wú)章可循。而高中物理的學(xué)習(xí)方法，必須在高一時(shí)，就應(yīng)盡最大努力去培養(yǎng)他們。當(dāng)然，整個(gè)的完善和提高，應(yīng)貫穿于全高中階段。

高一物理的力學(xué)部分所用的數(shù)學(xué)知識(shí)，遠(yuǎn)比初中物理所用的四則運(yùn)算復(fù)雜得多。力的分解與合成中的三角知識(shí)；運(yùn)動(dòng)學(xué)中的二次方程以及根的合理性的判別；萬(wàn)有引力、人造衛(wèi)星中的冪的運(yùn)算、簡(jiǎn)單的極值運(yùn)算等。然而，許多學(xué)生就連直角三角形中的正弦、余弦、正切、余切的邊角關(guān)系都似是而非，這里既有學(xué)生本身的數(shù)學(xué)知識(shí)差有關(guān)，但更重要的是他們有目的、有意識(shí)地將數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到物理中來(lái)的數(shù)理結(jié)合能力差，這一特點(diǎn)普通中學(xué)普通班的學(xué)生更為突出。

第3篇：生物信息學(xué)方法范文

【關(guān)鍵詞】高中生物教學(xué)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；方法

【中國(guó)分類號(hào)】G633.91

1、前言

在高中生物教學(xué)過(guò)程中，主要包括了高中階段的生物學(xué)科所涉及的全部知識(shí)、技能、過(guò)程、方法以及價(jià)值目標(biāo)。與此同時(shí)要包括了教師與學(xué)生之間的教與學(xué)的具體活動(dòng)。在設(shè)計(jì)高中生物教學(xué)的時(shí)候，要從宏觀到微觀來(lái)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。在高中生物教學(xué)過(guò)程中，要形成教與學(xué)的互動(dòng)形式，并且要充分利用科學(xué)的教學(xué)評(píng)價(jià)方式，從而可以使得學(xué)生課堂參與的積極性被調(diào)動(dòng)起來(lái)。

2、不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，最終提高學(xué)習(xí)效率

作為一名生物教師只有不斷激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣，從而可以使得生物課堂的教學(xué)方法得以提高。在高中生物教學(xué)過(guò)程中，新課的導(dǎo)入起著非常重要的作用。合理的導(dǎo)言不僅可以營(yíng)造良好的問(wèn)題情境，而且能夠吸引學(xué)生的注意力，最終可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。高中生物課堂中的精心設(shè)計(jì)導(dǎo)言是非常重要的，有趣的導(dǎo)言可以引導(dǎo)學(xué)生不斷思考，并且可以啟發(fā)學(xué)生的自覺(jué)思維，最終有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解以及記憶。興趣可以引導(dǎo)著學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并且可以培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。通過(guò)興趣可以使得學(xué)生的推理、思維、決策以及解決問(wèn)題的能力得到培養(yǎng)。高中生物教師要營(yíng)造一個(gè)探究性學(xué)習(xí)的環(huán)境，從而可以讓學(xué)生體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。在探究式教學(xué)活動(dòng)中，教師不僅要不斷激發(fā)學(xué)生的好奇心以及探究精神，而且要給學(xué)生提供充足的探究性材料，不斷引導(dǎo)學(xué)生找到問(wèn)題的答案。

3、探索與完善生物課堂的教學(xué)方法

對(duì)于一名高中生物教師來(lái)說(shuō)，要用新的觀念來(lái)確保課堂教學(xué)活動(dòng)的順利開(kāi)展，并且要敢于嘗試新的教學(xué)方法。教師要嘗試引導(dǎo)啟發(fā)教學(xué)法，這種教學(xué)方法要求高中生物教師在課堂教學(xué)過(guò)程中，要按照科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題，與此同時(shí)要充分結(jié)合教學(xué)中的具體內(nèi)容，不斷激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并且教師在教學(xué)生學(xué)習(xí)方法的時(shí)候，還要不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)以及創(chuàng)新能力。除此之外，教師要不斷鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。然而引導(dǎo)啟發(fā)教學(xué)法主要包括了講述背景法和提示要點(diǎn)法等教學(xué)方法。第一，講述背景教學(xué)法。在高中生物教學(xué)過(guò)程中，由于有一些理論以及概念比較簡(jiǎn)單，學(xué)生可以自學(xué)掌握其中相關(guān)的概念。在這種情況下，高中生物教師沒(méi)有必要為學(xué)生講述這些理論以及概念，教師只需要將背景知識(shí)介紹給學(xué)生，從而可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，最終有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。第二，提示要點(diǎn)教學(xué)法。在高中生物課堂教學(xué)過(guò)程中，現(xiàn)學(xué)的內(nèi)容與以前所學(xué)的知識(shí)有密切的聯(lián)系，此時(shí)高中生物教師要通過(guò)這些知識(shí)點(diǎn)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生回憶舊的知識(shí)點(diǎn)，從而引導(dǎo)學(xué)生積極思考問(wèn)題。這樣做不僅可以提高學(xué)生對(duì)新課的學(xué)習(xí)興趣，而且能夠幫助學(xué)生鞏固以及復(fù)習(xí)舊的知識(shí)，最終使得學(xué)生的思維能力與學(xué)習(xí)技巧得以提高，從而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

4、注重教師與學(xué)生的生物互動(dòng)教學(xué)

在新課程理念的指導(dǎo)下，高中生物教學(xué)課堂中要實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的教學(xué)互動(dòng)，從而能夠建立起高效的生物課堂。在高中生物教學(xué)過(guò)程中，教師要重新定位自己的角色，并且要自覺(jué)的轉(zhuǎn)變自身的角色，這樣做可以處理好教師與學(xué)生之間的關(guān)系，最終使得教師與學(xué)生的共同發(fā)展。在高中生物教學(xué)過(guò)程中，教師要注重學(xué)生的獨(dú)立性、自主性、能動(dòng)性以及創(chuàng)造性，不斷調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性以及主動(dòng)性。與此同時(shí)教師要?jiǎng)?chuàng)造生動(dòng)的教學(xué)情境，從而可以營(yíng)造民主以及和諧的教學(xué)氛圍，這樣可以鼓勵(lì)每一位學(xué)生不斷思考，最終培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題以及解決問(wèn)題的能力。在教師教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)大綱以及課本是依據(jù)，并且在生物學(xué)課堂教學(xué)過(guò)程中要按照相關(guān)的教學(xué)目標(biāo)來(lái)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，從而確保教學(xué)任務(wù)的順利完成。由于生物教學(xué)與實(shí)際生活有著密切的聯(lián)系，因此教師要在教學(xué)過(guò)程中要緊密聯(lián)系實(shí)際生活，這樣做可以將抽象的理論知識(shí)變得更加具體化，從而可以加深學(xué)生對(duì)理論的理解。

5、結(jié)束語(yǔ)

在高中生物教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中，教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生掌握相關(guān)的理論知識(shí)，而且要引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的基本技能，從而促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。由于生物課堂教學(xué)活動(dòng)是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，因此教師要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)不斷調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，不斷提高高中生物課堂的整體效率。與此同時(shí)，在高中生物教學(xué)過(guò)程中，教師要不斷增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，并且要培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力以及人際交往能力，從而使得新課程的教學(xué)目標(biāo)得以順利實(shí)現(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李述友;賀寶柱.淺談生物課堂教學(xué)的幾種導(dǎo)入方法[J];新課程(教育學(xué)術(shù)版);2010(04):90-92.

第4篇：生物信息學(xué)方法范文

關(guān)鍵詞：高中生物；新課改；高效課堂；教學(xué)方法

課堂是學(xué)生獲得知識(shí)的主陣地。課堂教學(xué)的質(zhì)量將直接決定學(xué)生成績(jī)的好壞，而且也會(huì)影響學(xué)生以后多方面的發(fā)展和成長(zhǎng)。高效的課堂教學(xué)是提高教學(xué)質(zhì)量的主要途徑，是教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。

一、培養(yǎng)師生情感，奠定高效課堂基礎(chǔ)

學(xué)生對(duì)某學(xué)科感興趣的主要原因除了需要教師精湛的教學(xué)技巧和淵博的知識(shí)外，還需有學(xué)生對(duì)教師的良好情感。所以，教師不僅要不斷地研究教學(xué)方法，提高教學(xué)能力和教學(xué)水平，在學(xué)生心目中建立起對(duì)教師的敬佩心理，更應(yīng)該注意感情投入。如何來(lái)增進(jìn)師生情感？首先，多利用課余時(shí)間走進(jìn)課堂，與學(xué)生交流，看學(xué)生所做、聽(tīng)學(xué)生所談，并適時(shí)加入他們，讓學(xué)生感覺(jué)老師是自己的朋友。其次，利用考試和平時(shí)的作業(yè)批改多關(guān)注差生，可經(jīng)常在學(xué)習(xí)較差的學(xué)生的試卷或作業(yè)上寫一些鼓勵(lì)的話語(yǔ)，比如說(shuō)：有很大進(jìn)步，加油！相信你還可以做的更好……等等這樣充滿熱情的話。雖然只是短短的幾句話，學(xué)生卻對(duì)老師充滿了感激。學(xué)生對(duì)老師的喜歡是可以“傳染”的，一批學(xué)生對(duì)某位教師的喜歡可以帶動(dòng)整個(gè)班級(jí)學(xué)生對(duì)教師的喜歡。學(xué)生喜歡某位教師，也就對(duì)他所教的學(xué)科產(chǎn)生了興趣。在這樣的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生渴望上生物學(xué)課，在課堂上思維更集中，課堂的教學(xué)效果也更好。

二、增強(qiáng)學(xué)科特色，為高效課堂添磚加瓦

做好觀察實(shí)驗(yàn)，利用多媒體、掛圖、演示等手段，加強(qiáng)直觀教學(xué)，上出具有生物學(xué)科特色的課堂教學(xué)是提高生物課堂教學(xué)效果的重要途徑。

實(shí)驗(yàn)步驟是學(xué)生動(dòng)手規(guī)范操作的要領(lǐng)，只有理解、掌握才能規(guī)范操作，實(shí)驗(yàn)才能成功。實(shí)驗(yàn)前指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)，將步驟由繁化簡(jiǎn)，抓住關(guān)鍵詞語(yǔ)。如顯微鏡使用過(guò)程中的“三個(gè)一”：一、安放距桌邊一掌；二、對(duì)光要目物通光一直線，光強(qiáng)用平面鏡，光弱用凹面鏡；三、觀察時(shí)標(biāo)本對(duì)孔正中距離物鏡一厘米，視野中出現(xiàn)標(biāo)本顏色時(shí)觀察目標(biāo)即將到位，微調(diào)粗旋鏡升降，細(xì)旋校像清晰，找不到目標(biāo)時(shí)緩緩移動(dòng)玻片標(biāo)本即可找到。教師規(guī)范操作一步，邊講該步的注意事項(xiàng)，邊讓學(xué)生模仿操作一步，教師巡視，及時(shí)表?yè)P(yáng)規(guī)范操作快而且準(zhǔn)確的學(xué)生。糾正錯(cuò)誤操作。這樣學(xué)生很快對(duì)好光，觀察到標(biāo)本在視野中的圖像。制作臨時(shí)裝片的實(shí)驗(yàn)，先將擦滴取展蓋染的實(shí)驗(yàn)步驟寫在黑板上，讓學(xué)生看書了解每一步的涵義，圈上關(guān)鍵的詞語(yǔ)，教師再講每一步的涵義及注意的問(wèn)題，邊操作邊叫學(xué)生模仿操作。然后強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)。這樣學(xué)生很快掌握步驟、要領(lǐng)，在顯微鏡下觀察到自己制作臨時(shí)裝片，然后繪出看到的圖像。這樣既達(dá)到了實(shí)驗(yàn)的目，又激發(fā)了學(xué)生興趣，同時(shí)提高了學(xué)習(xí)的效果。

教學(xué)目的在于讓學(xué)生認(rèn)識(shí)生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能，在課堂教學(xué)中可以充分利用多媒體的直觀優(yōu)勢(shì)作為教學(xué)的輔助達(dá)到這一目的。多媒體可將書本知識(shí)化靜為動(dòng)，化虛為實(shí)，化抽象為直觀，在課堂教學(xué)中合理運(yùn)用，能起到調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的作用。如課件展示“細(xì)胞的減數(shù)分裂”，將同源染色體的聯(lián)會(huì)、分離整個(gè)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程及染色體的數(shù)目變化生動(dòng)形象地展示出來(lái)，有利于學(xué)生牢固掌握，形成深刻的印象。利用標(biāo)本、模型、掛圖和演示也是上好此類課必不可少的。如展示“細(xì)胞膜亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖”，可以形象、直觀地向?qū)W生傳授生物學(xué)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣。這些都有利于提高生物課堂教學(xué)的效果。

三、通過(guò)有效的課堂提問(wèn)提高教學(xué)的效果

課堂提問(wèn)，可以檢查學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)的掌握情況，啟發(fā)學(xué)生的思維，幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)，及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)程，使課堂按預(yù)先設(shè)計(jì)好的路子進(jìn)行，活躍課堂氣氛，增進(jìn)師生間的感情，促進(jìn)課堂教學(xué)的和諧發(fā)展。所以好的課堂提問(wèn)對(duì)教學(xué)的作用就不言而喻了。教師提出問(wèn)題，啟迪學(xué)生思維，是啟發(fā)式教學(xué)的主要手段，也是聯(lián)系師生雙邊活動(dòng)的一條重要紐帶。著名教育學(xué)家陶行知先生談到問(wèn)的重要性時(shí)，曾風(fēng)趣地說(shuō)：“發(fā)明千千萬(wàn)，起點(diǎn)在一問(wèn)；智者問(wèn)得巧，愚者問(wèn)得笨?！笨梢?jiàn)，在教學(xué)中，問(wèn)很重要，也有藝術(shù)性。問(wèn)題設(shè)置要難易適中，面向全體，啟發(fā)誘導(dǎo)性強(qiáng)，能夠搭建學(xué)生的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)到學(xué)科知識(shí)的橋梁，實(shí)現(xiàn)兩者之間的自然過(guò)渡，如絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，那么組成酶的基本單位是什么、合成場(chǎng)所在哪里、植物葉肉細(xì)胞含有葉綠體和線粒體，能否用于同時(shí)觀察兩者的實(shí)驗(yàn)、從哪幾個(gè)方面區(qū)分生長(zhǎng)素和生長(zhǎng)激素等等。對(duì)學(xué)生的回答，教師要注意傾聽(tīng)，給以適當(dāng)?shù)墓膭?lì)、表?yè)P(yáng)，使其有成就感。答錯(cuò)，要給予必要的疏導(dǎo)，讓大家都來(lái)參與，使課堂充滿生機(jī)和活力，進(jìn)而提高課堂教學(xué)的效果。

四、通過(guò)課堂反饋練習(xí)提高教學(xué)的效果

第5篇：生物信息學(xué)方法范文

人類基因組計(jì)劃的實(shí)施為分子生物學(xué)家提供了大量的生物組學(xué)數(shù)據(jù)，分析和處理這些數(shù)據(jù)以探索其中隱藏的生物學(xué)奧秘需要綜合利用數(shù)學(xué)、信息科學(xué)與物理學(xué)等知識(shí)，生物信息學(xué)由此應(yīng)運(yùn)而生[1]。它是分子生物學(xué)與上述學(xué)科交叉結(jié)合的產(chǎn)物，其研究已經(jīng)滲透到生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域并極大促進(jìn)了生命科學(xué)及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，已成為生命科學(xué)研究者強(qiáng)有力的輔助工具之一。國(guó)內(nèi)很多醫(yī)學(xué)院校已開(kāi)辦生物信息學(xué)課程，多種專業(yè)選擇其作為必修課或選修課。該課程旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用生物信息學(xué)知識(shí)和方法進(jìn)行生物信息提取、儲(chǔ)存、處理和分析的能力，但該課程的教學(xué)研究仍處于起步階段，缺乏完善的教學(xué)模式和有效的教學(xué)方法，如何在醫(yī)學(xué)院校開(kāi)展生物信息學(xué)教學(xué)還有待進(jìn)一步探索。

1 課程開(kāi)設(shè)的重要性

生物信息學(xué)跨越了整個(gè)生命科學(xué)領(lǐng)域，是一門實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科，也是未來(lái)生物醫(yī)學(xué)的重要研究工具。生物技術(shù)、計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展引領(lǐng)了一個(gè)生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)時(shí)代，生物信息學(xué)在生命科學(xué)領(lǐng)域的地位也愈發(fā)重要。利用生物信息學(xué)的知識(shí)和方法能夠深入挖掘和剖析海量生物學(xué)數(shù)據(jù)，進(jìn)而探索隱藏在數(shù)據(jù)背后的生物學(xué)奧秘。無(wú)論是從分子生物學(xué)的角度闡述疾病病因，還是對(duì)疾病的預(yù)防、診斷、防治與藥物設(shè)計(jì)，生物信息學(xué)均發(fā)揮了十分重要的作用，掌握該課程的基本知識(shí)和理論無(wú)論對(duì)以后的科學(xué)研究還是從事一線醫(yī)務(wù)工作都具有比較深遠(yuǎn)的意義。因此，在醫(yī)學(xué)院校部分專業(yè)（如：生物統(tǒng)計(jì)、藥學(xué)等）開(kāi)設(shè)生物信息學(xué)課程具有重要意義。

2 生物信息學(xué)教學(xué)存在的問(wèn)題

2.1 課程內(nèi)容與教學(xué)課時(shí)不成比例

生物信息學(xué)是一門綜合性學(xué)科，理解和掌握該課程需要具有一定的計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)和分子生物學(xué)等的背景知識(shí)。醫(yī)學(xué)院校學(xué)生普遍存在理科知識(shí)比較薄弱，因此，講解透徹該門課程需要教師在課堂上花費(fèi)一定的時(shí)間普及相關(guān)背景知識(shí)。然而由于醫(yī)學(xué)院校學(xué)生課程門類眾多，客觀條件決定無(wú)法為生物信息學(xué)安排足夠多的課時(shí)。較之生物信息學(xué)繁多的內(nèi)容而言，課時(shí)分配明顯不足。在課時(shí)相對(duì)較少的情況下，無(wú)法深入講解將每個(gè)章節(jié)的內(nèi)容。

2.2 教學(xué)師資力量薄弱

生物信息學(xué)作為一門交叉學(xué)科，要求任課教師精通生物學(xué)、計(jì)算機(jī)和統(tǒng)計(jì)學(xué)等相關(guān)知識(shí)。由于國(guó)內(nèi)生物信息學(xué)興起時(shí)間較短，培養(yǎng)人才數(shù)量有限，且有限的人才都流向了一流的學(xué)校，普通高校無(wú)法招到專業(yè)對(duì)口的教師。因此，能夠勝任生物信息學(xué)教學(xué)任務(wù)的老師十分匱乏。以該校為例，生物信息學(xué)課程沒(méi)有固定的任課教師，基本由生物學(xué)、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)教師完成，這些老師中大多數(shù)無(wú)法完全勝任生物信息學(xué)的教學(xué)任務(wù)。最終致使生物信息學(xué)教學(xué)質(zhì)量不高。

2.3 教學(xué)模式落后

雖然多媒體已被廣泛應(yīng)用于生物信息學(xué)的教學(xué)中，但由于該課程涉及內(nèi)容多且有大量的數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件知識(shí)，導(dǎo)致多媒體課件的容量非常大，教師在課堂上基本是照本宣科的讀完課件完成教學(xué)任務(wù)而已，忽略了學(xué)生的接受能力。這種教學(xué)模式雖然運(yùn)用了先進(jìn)的教學(xué)工具，但實(shí)質(zhì)上采用的還是傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)，學(xué)生仍然是被動(dòng)地學(xué)習(xí)。

2.4 實(shí)踐教學(xué)流于形式

生物信息學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)踐課程非常重要。然而在教學(xué)過(guò)程中，由于各種原因?qū)嵺`課往往流于形式，原因主要包括：（1）教學(xué)設(shè)備及手段落后。雖然有些學(xué)校有計(jì)算機(jī)室，但計(jì)算機(jī)配置較低且未提供連網(wǎng)服務(wù)，生物信息學(xué)很多知識(shí)的學(xué)習(xí)需要借助互聯(lián)網(wǎng)，例如：各種數(shù)據(jù)庫(kù)、在線軟件等，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法親自操作而降低實(shí)踐課學(xué)習(xí)效果；（2）課時(shí)少、內(nèi)容多。生物信息學(xué)的章節(jié)往往涉及到很多軟件和平臺(tái)，甚至有些軟件需要編寫程序。在實(shí)踐課時(shí)少的情況下，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)讓學(xué)校親自操作每一種軟件。

3 教學(xué)改革

3.1 針對(duì)不同專業(yè)精選教學(xué)內(nèi)容

針對(duì)生物信息學(xué)內(nèi)容繁多的事實(shí)，應(yīng)針對(duì)不同專業(yè)特點(diǎn)精心挑選課授課內(nèi)容，在有限的課時(shí)中讓學(xué)生學(xué)到最基本且重要的生物信息學(xué)理論知識(shí)。另外，要善于挖掘課外時(shí)間，組建課外興趣小組，設(shè)置研究課題作為課外作業(yè)，鞏固和加深學(xué)生對(duì)生物信息學(xué)的理解。

3.2 培養(yǎng)和引進(jìn)專業(yè)人才

教師知識(shí)的淵博程度和教學(xué)水平的高低對(duì)教學(xué)效果的影響十分明顯。因此，在教師隊(duì)伍建設(shè)上應(yīng)采取“走出去，引進(jìn)來(lái)”的措施，一方面挖掘該校教師的潛能，支持和鼓勵(lì)該校年輕教師到國(guó)內(nèi)外知名高校訪學(xué)和進(jìn)修，著力提高該校教師自身的知識(shí)素養(yǎng)與技能；另一方面提供豐厚條件引進(jìn)國(guó)內(nèi)外生物信息學(xué)高層人才，為生物信息學(xué)教學(xué)隊(duì)伍增添新鮮血液。此外，還可通過(guò)定期或不定期舉辦講座等方式創(chuàng)造機(jī)會(huì)加強(qiáng)該校教師及與兄弟院校的交流合作，加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)，提高生物信息學(xué)教師的綜合素養(yǎng)。

3.3 推進(jìn)“教、學(xué)、研”一體化創(chuàng)新教學(xué)模式

針對(duì)生物信息學(xué)課程的特點(diǎn)，一方面根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)小型科研課題激發(fā)學(xué)生的科研興趣；另一方面鼓勵(lì)并指導(dǎo)學(xué)生申報(bào)學(xué)校、省級(jí)或國(guó)家級(jí)大學(xué)生科研項(xiàng)目，并鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目，積極開(kāi)展“教、學(xué)、研”一體化的創(chuàng)新教學(xué)模式，即融教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”，以及教師和學(xué)生共同參與到“研”的過(guò)程于一體[2]。通過(guò)這種教學(xué)模式能夠極大激發(fā)學(xué)生對(duì)生物信息學(xué)課程的興趣和創(chuàng)造力，促使學(xué)生快速高效地掌握生物信息學(xué)理論和實(shí)踐知識(shí)，有利于學(xué)生變被動(dòng)的學(xué)習(xí)為主動(dòng)探究式學(xué)習(xí)。與此同時(shí)，也能夠讓學(xué)生盡早地融入到生物學(xué)科學(xué)研究的大環(huán)境中來(lái)，學(xué)會(huì)合作、學(xué)會(huì)創(chuàng)造，真正地做到學(xué)以致用。

3.4 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)

生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)離不開(kāi)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)需要在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，升級(jí)計(jì)算機(jī)配置，并為每臺(tái)計(jì)算機(jī)提供上網(wǎng)功能，保障實(shí)驗(yàn)課教學(xué)順利進(jìn)行。積極鼓勵(lì)學(xué)生自帶計(jì)算機(jī)，方便課后繼續(xù)學(xué)習(xí)。此外，充分利用發(fā)達(dá)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，創(chuàng)建網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)并將教學(xué)內(nèi)容，最新分析軟件等傳遞給學(xué)生，通過(guò)教學(xué)平臺(tái)加強(qiáng)與學(xué)生的交流互動(dòng)，及時(shí)解決學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。在教學(xué)內(nèi)容上，要精簡(jiǎn)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，選擇有代表性的軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行深入講解，將其它的軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)等相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)成小型研究課題作為作業(yè)布置給學(xué)生，提高學(xué)生自主探索的學(xué)習(xí)能力。

第6篇：生物信息學(xué)方法范文

論文摘要：生物信息學(xué)是生物科學(xué)中一門新興的前沿學(xué)科。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)生物信息學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，基于其他學(xué)科的成功教學(xué)模式，結(jié)合生物信息學(xué)課程特點(diǎn)，提出“以知識(shí)為中心，理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合”的教學(xué)模式。

2l世紀(jì)是高科技發(fā)展的世紀(jì)，隨著人類基因組計(jì)劃的完成、遺傳語(yǔ)言的破譯、生物大分子的功能與結(jié)構(gòu)研究，一門嶄新的、擁有巨大發(fā)展?jié)摿Φ男碌膶W(xué)科生物信息學(xué)悄然興起并得以蓬勃發(fā)展。生物信息學(xué)已成為分子生物學(xué)家和從事生物學(xué)研究和學(xué)習(xí)的科研人員、教師和學(xué)生的必備工具。在生物信息學(xué)開(kāi)設(shè)條件尚不成熟的情況下，目前還沒(méi)有完善的教學(xué)模式，如何在高校進(jìn)行生物信息學(xué)教學(xué)則亟需探索。為此，筆者根據(jù)幾年的生物信息學(xué)教學(xué)實(shí)踐，提出幾點(diǎn)見(jiàn)解，期盼能“拋磚引玉”，引起同行專家學(xué)者的關(guān)注，由此推動(dòng)生物信息學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高。

1生物信息學(xué)概述

生物信息學(xué)(Bioinformatics)是生物學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)交叉所形成的一門新興學(xué)科，它主要運(yùn)用信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)手段通過(guò)數(shù)據(jù)分析和處理．揭示海量數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系和生物學(xué)含義，進(jìn)而提煉有用的生物學(xué)知識(shí)。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者W．Gilbert在1991年曾經(jīng)指出：“傳統(tǒng)生物學(xué)解決問(wèn)題的方式是實(shí)驗(yàn)的?，F(xiàn)在，基于全部基因都將知曉，并以電子可操作的方式駐留在數(shù)據(jù)庫(kù)中，新的生物學(xué)研究模式的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)是理論的，一個(gè)科學(xué)家將從理論推測(cè)出發(fā)，然后再回到實(shí)驗(yàn)中去追蹤或驗(yàn)證這些理論假設(shè)”。該論點(diǎn)預(yù)示了生物信息學(xué)在生物科學(xué)中的重要地位。

生物信息學(xué)的最大特點(diǎn)；一是數(shù)據(jù)庫(kù)龐雜，僅人類基因組一項(xiàng)，就大約有3．0×l0個(gè)A、G、C、T構(gòu)成：二是操作主要在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中運(yùn)行，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的搜索功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、檢索和分析；三是由于是一門由計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)等多學(xué)科綜合交叉產(chǎn)物．它的理論及內(nèi)容尚在不斷地完善與更新中。

2教學(xué)現(xiàn)狀

2．1缺乏合格的生物信息學(xué)師資，教師隊(duì)伍的整體數(shù)量和質(zhì)量與我國(guó)生物信息學(xué)教育快速發(fā)展的規(guī)模極不相稱。

2．2對(duì)生物信息學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)的認(rèn)識(shí)各異，造成課程設(shè)置不合理。我國(guó)高等教育的傳統(tǒng)模式在創(chuàng)新性人才和交叉學(xué)科人才的培養(yǎng)方面本身就存在不少薄弱環(huán)節(jié)，如何通過(guò)生物信息學(xué)專業(yè)課程教學(xué)與實(shí)踐加強(qiáng)學(xué)生的研究能力，從而加快培養(yǎng)不同專業(yè)背景的“復(fù)合型”人才是擺在我們面前的一項(xiàng)艱巨任務(wù)

2．3生物信息學(xué)教育與其他專業(yè)的合作還有待加強(qiáng)。盡管生物信息學(xué)是一門新興學(xué)科，但與其他專業(yè)之間存在不少聯(lián)系?，F(xiàn)階段的問(wèn)題是不同專業(yè)學(xué)科的教師之間缺乏交流與合作，難以滿足生物信息學(xué)教學(xué)的需求。

2．4在教學(xué)方法上．重視系統(tǒng)知識(shí)的傳授和授課計(jì)劃的完成，而忽視學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。此外，缺乏理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)整合，實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是以驗(yàn)證理論為目的，內(nèi)容單一，無(wú)創(chuàng)新點(diǎn)，忽視了對(duì)學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng)。

2．5教學(xué)中還缺乏適合的理論和實(shí)驗(yàn)教材。授權(quán)影印國(guó)外原版教科書和翻譯書籍仍占主導(dǎo)地位，而國(guó)人自編的教材寥寥無(wú)幾。例如，我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中已深感到《基礎(chǔ)生物信息學(xué)及其應(yīng)用》一書已不能滿足實(shí)際教學(xué)工作的需要，但由于種種原因．修訂版遲遲未能完成。此外，系統(tǒng)性也是目前生物信息學(xué)教材中普遍存在的一個(gè)問(wèn)題。

3創(chuàng)新教學(xué)模式探討

作為教學(xué)論三大流派之一的建構(gòu)主義認(rèn)為：學(xué)生在現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)環(huán)境中去感受和體驗(yàn)該知識(shí)所反映事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其他事物之間聯(lián)系，通過(guò)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和協(xié)助學(xué)習(xí)，來(lái)完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)。多媒體計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，為建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境提供了理想認(rèn)知工具．能更有效地促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展。基于其他學(xué)科的成功教學(xué)模式。結(jié)合生物信息學(xué)課程特點(diǎn)，筆者提出“一個(gè)中心，兩者結(jié)合”的教學(xué)模式。即“以知識(shí)為中心，理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合”。突出學(xué)生的主體地位，強(qiáng)化了個(gè)性教育。

3。1知識(shí)定位為中心以教學(xué)活動(dòng)的真正對(duì)象——知識(shí)定位為中心．在不同的具體教學(xué)活動(dòng)中教師與學(xué)生的“主角”與“配角”地位相互轉(zhuǎn)換．即在某些教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師是知識(shí)建構(gòu)的主角，學(xué)生當(dāng)配角，而在另一些教學(xué)環(huán)節(jié)中，則相反。同時(shí)，針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)需要．采取不同的教學(xué)方法。生物信息學(xué)是一門多學(xué)科交叉的科學(xué)，涉及的知識(shí)面即深又廣，學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立自學(xué)的難度很大。尤其是生物信息學(xué)中的相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)，諸如隱馬爾科夫鏈、動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法和幾何拓?fù)淅碚摰龋诮虒W(xué)中則需采用教師主導(dǎo)的傳統(tǒng)講授方法。

課堂教學(xué)受學(xué)時(shí)的限制，通過(guò)探究式方法，引導(dǎo)學(xué)生利用課余時(shí)間拓展知識(shí)，是不可或缺的教學(xué)方法，其教學(xué)過(guò)程大致分為3個(gè)步驟：首先確立教學(xué)目標(biāo)，目標(biāo)可以由教師設(shè)定，也可以是學(xué)生所感興趣的內(nèi)容。如：玉米基因組SSR引物設(shè)計(jì)，這類問(wèn)題一般無(wú)法找到現(xiàn)成答案．必須通過(guò)學(xué)生自己去查閱和檢索相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)后綜合分析才可得到。其次進(jìn)行分組．對(duì)一個(gè)嶄新事物的認(rèn)識(shí)單靠個(gè)人智慧的力量往往難以全面兼顧，需要集體的智慧。分組就是將學(xué)生隨機(jī)分組．以組為單位去檢索相關(guān)基因和蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)。如何使用檢索工具、哪些數(shù)據(jù)庫(kù)需要檢索、哪些指標(biāo)是可以限定、哪些地方不可以忽略等方面的問(wèn)題，指導(dǎo)教師可給予一定的啟發(fā)提示和幫助，但不能替代完成。最后集中討論，由小組成員圍繞指定的問(wèn)題，如SSR引物，則本著資源共享的原則，陳述檢索過(guò)程、分析結(jié)果，并就檢索過(guò)程中存在的問(wèn)題及技巧進(jìn)行共同討論，最后由指導(dǎo)教師就檢索結(jié)果進(jìn)行取舍、總結(jié)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況作出點(diǎn)評(píng)。并提出改進(jìn)意見(jiàn)及進(jìn)一步要求。

3．2理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)整合

3．2．1通過(guò)生物數(shù)據(jù)庫(kù)的使用，提高學(xué)生處理生物信息的能力由于大型服務(wù)器和計(jì)算機(jī)的參與，分子生物學(xué)對(duì)生物分子(主要是核酸和蛋白質(zhì))研究工作的效率大大提高。到目前為止，生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)總數(shù)已達(dá)500個(gè)以上，在DNA序列方面有GenBank、EMBL和DDBJ等；在蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)方面有SWISS—PROT、PIR和MIPS等：在蛋白質(zhì)和其他生物大分子的結(jié)構(gòu)方面有PDB等：在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分類方面有SCOP和CATH等．各數(shù)據(jù)庫(kù)均通過(guò)Intemet提供多種形式的數(shù)據(jù)檢索服務(wù)。例如：NCBI—Gen．Bank數(shù)據(jù)庫(kù)就提供Retrieve(Email)，Entrez(Web集成信息檢索)及Query(Email集成檢索)等多種方式的檢索服務(wù)。這類檢索服務(wù)是生物數(shù)據(jù)庫(kù)所能提供的多種服務(wù)中最基本的信息共享和應(yīng)用服務(wù)．也是生物專業(yè)學(xué)生和科研工作者經(jīng)常使用的。

3．2．2通過(guò)序列比對(duì)軟件的開(kāi)發(fā)．增強(qiáng)學(xué)生使用生物信息處理軟件的能力將未知序列同整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的已知序列進(jìn)行比較分析是研究者手中的一個(gè)強(qiáng)有力的研究手段。對(duì)2個(gè)物種進(jìn)行全基因組序列比較已不再是一個(gè)夢(mèng)想．進(jìn)行序列比較的目的之一是判斷2個(gè)序列之間是否具有足夠的相似性，從而判定二者之間是否具有同源性。在世界各地，科學(xué)家每天都要進(jìn)行成千上萬(wàn)次的序列比對(duì)和數(shù)據(jù)庫(kù)搜索。實(shí)驗(yàn)操作中通過(guò)序列比對(duì)軟件開(kāi)發(fā)的培訓(xùn)，使學(xué)生熟練掌握生物信息處理軟件．并能編制解決相關(guān)問(wèn)題的小軟件。

3．2．3運(yùn)用生物信息學(xué)相關(guān)知識(shí)，提高學(xué)生獲取蛋白質(zhì)信息的能力由于構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸化學(xué)構(gòu)造上的差別遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于構(gòu)成核酸的4種堿基的差別。因而蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)和功能上存在更大的多樣性。目前實(shí)驗(yàn)方法獲取蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)信息仍然需要大量的時(shí)間，而且對(duì)技術(shù)和技巧都有很高的要求。越來(lái)越多的蛋白質(zhì)在測(cè)定空間結(jié)構(gòu)后尚不清楚其生物功能，因此蛋白質(zhì)功能預(yù)測(cè)日益受到重視。預(yù)測(cè)的方法是目前提供蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能信息的重要方法。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)雜性必須借助生物信息學(xué)的技術(shù)手段才能更好的闡明，通過(guò)對(duì)生物信息學(xué)的學(xué)習(xí)和掌握，可使學(xué)生更多更快地了解蛋白質(zhì)的信息。

3．2．4優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢(shì)生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是針對(duì)海量生物數(shù)據(jù)處理與分析的實(shí)際需要，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用生物信息學(xué)知識(shí)和方法進(jìn)行生物信息提取、儲(chǔ)存、處理、分析的能力．提高學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決問(wèn)題的能力和獨(dú)立思考、綜合分析的能力。生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選擇與安排應(yīng)按照循序漸進(jìn)的原則．針對(duì)特定的典型性的生物信息學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)，以綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為主，明確目的要求，突出重點(diǎn)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和探索精神，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性為出發(fā)點(diǎn)，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。

生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以互聯(lián)網(wǎng)為媒介、計(jì)算機(jī)為工具，全部在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。在教學(xué)中，充分利用網(wǎng)絡(luò)的交互特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與課程的結(jié)合。教師通過(guò)電子郵件將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)序列、工具等傳遞給學(xué)生，學(xué)生同樣通過(guò)電子郵件將實(shí)驗(yàn)報(bào)告、作業(yè)、問(wèn)題和意見(jiàn)等反饋給教師，教師在網(wǎng)上批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告后將成績(jī)和評(píng)語(yǔ)發(fā)送給學(xué)生，讓學(xué)生及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)情況。

第7篇：生物信息學(xué)方法范文

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué) 課堂教學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 現(xiàn)代教育技術(shù)

前言

生物信息學(xué)(Bioinformatics)是一門新興的交叉學(xué)科。廣義地說(shuō)，生物信息學(xué)從事對(duì)生物信息的獲取、加工、儲(chǔ)存、分配、分析和解釋，并綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)工具，以達(dá)到理解數(shù)據(jù)中的生物學(xué)含義的目標(biāo)［1］。其含義是雙重的:一是對(duì)海量數(shù)據(jù)的收集、整理與服務(wù)，即管理好這些數(shù)據(jù);二是從中發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律，也就是使用好這些數(shù)據(jù)。以1987年出現(xiàn)Bioinformatics這一詞匯為標(biāo)志，生物學(xué)已不再是僅僅基于試驗(yàn)觀察的科學(xué)。伴隨著21世紀(jì)的到來(lái)，生物學(xué)的重點(diǎn)和潛在的突破點(diǎn)已經(jīng)由20世紀(jì)的試驗(yàn)分析和數(shù)據(jù)積累，轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)分析及其指導(dǎo)下的試驗(yàn)驗(yàn)證上來(lái)。生物信息學(xué)作為一門學(xué)科被廣泛研究的根本原因，在于它所提供的研究工具對(duì)生物學(xué)發(fā)展至關(guān)重要，因此成為生命科學(xué)研究型人才必須掌握的現(xiàn)代知識(shí)。今天的實(shí)驗(yàn)生物學(xué)家，只有利用計(jì)算生物學(xué)的成果，才能跳出實(shí)驗(yàn)技師的框架，作出真正創(chuàng)新的研究?，F(xiàn)在基因組信息學(xué)和后基因組信息學(xué)資源已經(jīng)成了地球上全人類的共同財(cái)富。如何獲取和利用基因組和后基因組學(xué)提供的大量信息，如何具有享用全人類共有的資源的初步能力，成了當(dāng)今世紀(jì)生命科學(xué)學(xué)生必須掌握的基本技術(shù)和知識(shí)以及必須具有的初步能力［2］。

生物信息學(xué)以互聯(lián)網(wǎng)為媒介，數(shù)據(jù)庫(kù)為載體，利用數(shù)學(xué)知識(shí)、各種計(jì)算模型，并以計(jì)算機(jī)為工具，進(jìn)行各種生物信息分析，以理解海量分子數(shù)據(jù)中的生物學(xué)含義。區(qū)別于其他生命科學(xué)課程，其在教學(xué)過(guò)程中要求有發(fā)達(dá)的互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)作為必備條件。調(diào)查顯示國(guó)內(nèi)高校都已建立校園網(wǎng)，其中擁有1000M主干帶寬的高校已占調(diào)查總數(shù)的64.9%，2005年一些綜合類大學(xué)和理工類院校已率先升級(jí)到萬(wàn)兆校園網(wǎng)［3］，這些都為生物信息學(xué)課程在高校開(kāi)設(shè)提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。該門課程與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)密不可分，在教學(xué)工作中充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)較其他課程更具優(yōu)勢(shì)。另外，該門課程尚未完全形成成熟的課程體系，為教師學(xué)習(xí)借鑒先進(jìn)的教育思想與教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在各方面嘗試教學(xué)改革提供了廣闊的空間。

1 課堂教學(xué)

生物信息學(xué)主要以介紹原理、方法為主，深入淺出，注重知識(shí)更新。課堂講授以介紹生物信息學(xué)的相關(guān)算法、原理、方法為主，而這也是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在教學(xué)中對(duì)于這部分內(nèi)容應(yīng)遵循深入淺出、避繁就簡(jiǎn)的原則，結(jié)合具體實(shí)例分析算法，避免空洞復(fù)雜的算法講解，以免學(xué)生覺(jué)得枯燥乏味、晦澀難懂，產(chǎn)生畏懼心理，望而生畏;注重講解算法的思想和來(lái)龍去脈，讓學(xué)生真正掌握解決問(wèn)題的思路，培養(yǎng)其科學(xué)思維能力，并采用探討式教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生思考，通過(guò)討論與研究的方式循序漸進(jìn)地掌握復(fù)雜的內(nèi)容，介紹相關(guān)的教學(xué)和物理學(xué)知識(shí)，使學(xué)生充分體會(huì)到生物信息學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系及其他學(xué)科的思想方法對(duì)于生物科學(xué)的重要性，培養(yǎng)其自覺(jué)地將其他學(xué)科的方法和思想應(yīng)用于解決生物學(xué)問(wèn)題的科學(xué)素質(zhì)。在教學(xué)工作中教師必須能夠緊跟學(xué)科發(fā)展方向，隨時(shí)進(jìn)行知識(shí)更新，了解最新的前沿動(dòng)態(tài)，掌握新方法，將最新的知識(shí)和方法教給學(xué)生。同時(shí)，也要在教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)各種途徑自覺(jué)地關(guān)注學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，拓寬知識(shí)面，培養(yǎng)其自學(xué)能力和創(chuàng)新意識(shí)。

2 充分利用現(xiàn)代化教育技術(shù)，采用啟發(fā)式教學(xué)

目前，高等院校在教室內(nèi)配備的多媒體投影播放系統(tǒng)促進(jìn)了多媒體教學(xué)的廣泛應(yīng)用。生物信息學(xué)采用多媒體教學(xué)是適應(yīng)學(xué)科特點(diǎn)、提高教學(xué)效果和充分利用現(xiàn)代化教育技術(shù)的一項(xiàng)基本要求。作為生物信息學(xué)教學(xué)的基本模式，多媒體教學(xué)使講解的內(nèi)容更加直觀形象，尤其是對(duì)于具體數(shù)據(jù)庫(kù)的介紹以及數(shù)據(jù)庫(kù)檢索、數(shù)據(jù)庫(kù)相似性搜索、序列分析和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)等內(nèi)容涉及的具體方法和工具的講解，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，提高學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力。同時(shí)，由于生物信息學(xué)依賴于網(wǎng)絡(luò)資源和互聯(lián)網(wǎng)上的分析工具和軟件，教室內(nèi)的多媒體計(jì)算機(jī)連接到互聯(lián)網(wǎng)，極大地提高了教學(xué)效果。但在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，多媒體教室也有局限性，學(xué)生主要以聽(tīng)講為主，不能及時(shí)實(shí)踐，教師講解與學(xué)生實(shí)踐相脫節(jié)，如果將生物信息學(xué)課程安排在計(jì)算機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行，并采用多媒體電子教室的教學(xué)方式，就可以解決上述問(wèn)題。在教學(xué)中采用啟發(fā)式教學(xué)，可為學(xué)生建立教學(xué)情景，學(xué)生通過(guò)與教師、同學(xué)的協(xié)商討論、參與操作，能夠發(fā)現(xiàn)知識(shí)、理解知識(shí)并掌握知識(shí)。

3 采用講、練做一體化的教學(xué)模式，注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)

生物信息學(xué)課堂教學(xué)應(yīng)積極學(xué)習(xí)借鑒職業(yè)培訓(xùn)和計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中講、練、做一體化的教學(xué)模式，在理論教學(xué)中增加實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，在實(shí)踐教學(xué)中結(jié)合理論講授，改變傳統(tǒng)的以教師為中心、以教材和講授為中心的教學(xué)方式。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，應(yīng)靈活地采用先理論后實(shí)踐或先實(shí)踐后理論或邊理論邊實(shí)踐的方法，融生物信息學(xué)理論教學(xué)與實(shí)踐操作為一體，使學(xué)生的知識(shí)和能力得到同步、協(xié)調(diào)、綜合的發(fā)展。

通?？刹捎孟戎v后練的方法，即首先介紹原理、方法，之后設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容讓學(xué)生上機(jī)實(shí)踐。對(duì)于操作性內(nèi)容和生物信息分析的方法和工具的講解可采取進(jìn)行實(shí)際演示的方法，教師邊講解邊示范，學(xué)生在聽(tīng)課時(shí)邊聽(tīng)講、邊練習(xí)，或者教師講解結(jié)束后學(xué)生再進(jìn)行練習(xí)。理論與實(shí)踐高度結(jié)合，可充分發(fā)揮課堂教學(xué)的生動(dòng)性、直觀性，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

4 優(yōu)化生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢(shì)

生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是針對(duì)海量生物數(shù)據(jù)處理與分析的實(shí)際需要，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用生物信息學(xué)知識(shí)和方法進(jìn)行生物信息提取、儲(chǔ)存、處理、分析的能力，提高學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決問(wèn)題的能力和獨(dú)立思考、綜合分析的能力。

生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選擇與安排應(yīng)按照循序漸進(jìn)的原則，針對(duì)特定的典型性的生物信息學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)，以綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為主，明確目的要求，突出重點(diǎn)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和探索精神，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性為出發(fā)點(diǎn)，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以互聯(lián)網(wǎng)為媒介、計(jì)算機(jī)為工具，全部在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。在教學(xué)中，充分利用網(wǎng)絡(luò)的交互特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與課程的結(jié)合。教師通過(guò)電子郵件將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)序列、工具等傳遞給學(xué)生，學(xué)生同樣通過(guò)電子郵件將實(shí)驗(yàn)報(bào)告、作業(yè)、問(wèn)題和意見(jiàn)等反饋給教師，教師在網(wǎng)上批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告后將成績(jī)和評(píng)語(yǔ)發(fā)送給學(xué)生，讓學(xué)生及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)情況。教師可以通過(guò)網(wǎng)上論壇、聊天室和及時(shí)通訊工具QQ、MSN等對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行指導(dǎo)，與其討論問(wèn)題等。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，給學(xué)生的學(xué)習(xí)和師生的互動(dòng)帶來(lái)極大的方便，提高教師的工作效率，而且可以及時(shí)了解掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有利于教師不斷調(diào)整教學(xué)方案，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

5 生物信息學(xué)采用無(wú)紙化考試，加強(qiáng)實(shí)踐能力考核

生物信息學(xué)主要是學(xué)習(xí)利用互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)和應(yīng)用軟件進(jìn)行生物信息分析的基本理論和基本方法?？荚囍攸c(diǎn)是考查學(xué)生對(duì)生物信息分析的基本方法和技能的掌握程度和對(duì)結(jié)果的分析解釋能力。因此，在生物信息學(xué)考試中可嘗試引入實(shí)踐技能考試，通過(guò)上機(jī)實(shí)踐操作重點(diǎn)考核學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力。實(shí)踐技能考試采用無(wú)紙化考試方式，學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，對(duì)序列進(jìn)行生物信息分析并對(duì)結(jié)果進(jìn)行解釋，不僅可考查學(xué)生對(duì)基本知識(shí)和基本原理的掌握，而且可考查學(xué)生進(jìn)行生物信息分析的實(shí)際能力和分析思考能力。通過(guò)實(shí)踐技能考試，淡化理論考試，克服傳統(tǒng)的死記硬背，可促進(jìn)學(xué)生注重提高理論用于實(shí)踐的綜合能力，同時(shí)可更有效地提高學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定大部分是以學(xué)生的考試成績(jī)?yōu)橹?，難以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)過(guò)程作全面地評(píng)價(jià)。因此，除采用實(shí)踐技能考試并將其作為學(xué)生成績(jī)的主要部分外，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維等方面的考查。

總之，生物信息學(xué)教學(xué)是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下生物教學(xué)的全新內(nèi)容。上述教學(xué)措施提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、實(shí)踐操作能力、解決實(shí)際問(wèn)題的綜合應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力，收到了良好的教學(xué)效果，得到了學(xué)生的普遍歡迎，具有較強(qiáng)的可操作性和實(shí)踐性。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，教師自身素質(zhì)的提高和進(jìn)一步的教學(xué)改革，將會(huì)不斷完善生物信息學(xué)教學(xué)，培養(yǎng)具有跨越生命科學(xué)、信息科學(xué)、數(shù)理科學(xué)等不同領(lǐng)域的“大科學(xué)”素質(zhì)和意識(shí)的生物信息學(xué)人才。

參考文獻(xiàn):

[1]趙國(guó)屏等.生物信息學(xué)[M].科學(xué)出版社，2002.

第8篇：生物信息學(xué)方法范文

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué)；高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)；不足

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）03-0156-02

21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，應(yīng)人類基因組計(jì)劃（human genome project，HGP）和生物科學(xué)迅猛發(fā)展的要求，迅速興起的生物信息學(xué)（Bioinformatics）成為生命科學(xué)浪潮中的弄潮兒。生物信息學(xué)是由林華安博士于1987年提出的，而它的起源可以追溯到20世紀(jì)50年代末計(jì)算機(jī)在生物研究中的應(yīng)用。到20世紀(jì)末期，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的革命性發(fā)展，生物信息也突飛猛進(jìn)地發(fā)展起來(lái)。它的誕生和發(fā)展是應(yīng)時(shí)所需，是歷史的必然，已經(jīng)悄然滲透到生物科學(xué)的每一個(gè)角落。生物信息學(xué)是一門交叉科學(xué)，它包含了生物信息的獲取、加工、存儲(chǔ)、分配、分析、解釋等在內(nèi)的所有方面，它綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)的各種工具，來(lái)闡明和理解大量生物數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義。生物信息學(xué)現(xiàn)已迅速發(fā)展成為當(dāng)今生命科學(xué)最具吸引力和重大的前沿領(lǐng)域，為生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、信息科學(xué)等專業(yè)的高素質(zhì)人才提供了更廣闊的發(fā)展天地。生物信息學(xué)不僅是一門新學(xué)科，更是一種重要的研究開(kāi)發(fā)工具。從科學(xué)的角度來(lái)講，生物信息學(xué)是一門研究生物和生物相關(guān)系統(tǒng)中信息內(nèi)容與信息流向的綜合系統(tǒng)科學(xué)。只有通過(guò)生物信息學(xué)的計(jì)算處理，人們才能從眾多分散的生物學(xué)觀測(cè)數(shù)據(jù)中獲得對(duì)生命運(yùn)行機(jī)制的系統(tǒng)理解。生物信息學(xué)專業(yè)是教育部1998年頒布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》中新增的一個(gè)目錄外專業(yè)，專業(yè)代碼070403W，在今年教育部新頒的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄（2012年）》中專業(yè)代碼調(diào)整為071003，設(shè)在生物科學(xué)類。從2002年起，我國(guó)一些高等院校開(kāi)始向教育部申請(qǐng)?jiān)O(shè)立生物信息學(xué)本科專業(yè)，目前有武漢大學(xué)、西南交通大學(xué)、河北大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、浙江大學(xué)、蘇州大學(xué)、華中科技大學(xué)、太原理工大學(xué)、重慶郵電大學(xué)、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、哈爾濱醫(yī)科大學(xué)、福建農(nóng)林大學(xué)、南方醫(yī)科大學(xué)等14所高校學(xué)校先后獲得批準(zhǔn)。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)是湖南省目前唯一經(jīng)教育部批準(zhǔn)設(shè)立生物信息學(xué)本科專業(yè)的學(xué)校。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物信息學(xué)專業(yè)2004年獲教育部批準(zhǔn)成立，2005年正式開(kāi)始招生。2005年招收65人，2006年招收46人，2007年招收55人，2008年招收45人，2009年招收47人，2010年招收45人，2011年招收51人，2012年招收48人，經(jīng)過(guò)八年的建設(shè)，已經(jīng)畢業(yè)四屆學(xué)生，積累了一定的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)生物信息學(xué)的專業(yè)內(nèi)涵、人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、課程設(shè)置等有了較深刻的認(rèn)識(shí)。具體地說(shuō)，我們積極開(kāi)展專業(yè)調(diào)研工作，學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)內(nèi)外高校專業(yè)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)本專業(yè)教學(xué)規(guī)范，制定和修訂了較科學(xué)的教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱和考試大綱。根據(jù)專業(yè)建設(shè)的需要，積極引進(jìn)專業(yè)教師，師資隊(duì)伍的規(guī)模逐步擴(kuò)大、知識(shí)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)基本明晰，教育管理水平得到提高。雖然通過(guò)大家的努力，我們?cè)谏镄畔W(xué)的專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)方面取得了一定成績(jī)，但在高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面存在一些不足，主要表現(xiàn)在：

1.缺乏標(biāo)準(zhǔn)的生物信息學(xué)高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。由于設(shè)立生物信息學(xué)專業(yè)的高校有綜合性大學(xué)、農(nóng)業(yè)院校、醫(yī)科大學(xué)、電子信息院校等，對(duì)生物信息學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)的認(rèn)識(shí)各異，造成課程設(shè)置的側(cè)重點(diǎn)存在較大差異。事實(shí)上，國(guó)外在生物信息學(xué)專業(yè)的課程設(shè)置方面也缺乏成功的經(jīng)驗(yàn)，圍繞“哪些是生物信息學(xué)專業(yè)的必修課程”和“生物信息學(xué)專業(yè)的本科生需要哪些基本背景”之類的問(wèn)題爭(zhēng)議頗多。我國(guó)高等教育的傳統(tǒng)模式在創(chuàng)新性人才和交叉學(xué)科人才的培養(yǎng)方面本身就存在不少薄弱環(huán)節(jié)，如何通過(guò)生物信息學(xué)專業(yè)課程教學(xué)與實(shí)踐加強(qiáng)學(xué)生的研究能力，從而加快培養(yǎng)不同專業(yè)背景的“復(fù)合型”人才是擺在我們面前的一項(xiàng)艱巨任務(wù)。

2.生物信息學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)有待進(jìn)一步完善和加強(qiáng)。高等學(xué)校的教育目標(biāo)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才。實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)共同擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)高素質(zhì)人才的任務(wù)，在提高學(xué)生實(shí)踐能力、培養(yǎng)應(yīng)用型人才方面具有更重要的作用。隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，素質(zhì)教育的深入，高教質(zhì)量工程的實(shí)施，實(shí)踐教學(xué)改革的開(kāi)展，打造、建設(shè)和優(yōu)化生物信息學(xué)專業(yè)實(shí)踐平臺(tái)以培養(yǎng)高素質(zhì)生物信息學(xué)專業(yè)人才顯得極其迫切和極為重要。目前，我校關(guān)于生物信息學(xué)專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的專業(yè)實(shí)踐平臺(tái)還存在許多不足，主要表現(xiàn)為以下四個(gè)方面：（1）專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)明顯滯后。目前與生物內(nèi)容相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)在植物科學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展；生物數(shù)據(jù)挖掘、生物軟件開(kāi)發(fā)和生物信息分析等相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)在生物安全省級(jí)實(shí)踐教學(xué)中心的計(jì)算機(jī)房開(kāi)展；至今為止還沒(méi)有一個(gè)真正意義上的生物信息學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，這對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展、學(xué)生科技活動(dòng)進(jìn)行與輔導(dǎo)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)開(kāi)展與輔導(dǎo)、教學(xué)科研工作的深入造成極為不利影響，并隨著研究生的招生，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)嚴(yán)重不足問(wèn)題將更顯突出。（2）課程教學(xué)體系系統(tǒng)性差。由于生物信息學(xué)是一個(gè)新興學(xué)科，生物信息學(xué)專業(yè)在我國(guó)的創(chuàng)辦時(shí)間不長(zhǎng)，在生物信息學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)方面沒(méi)有多少成功的經(jīng)驗(yàn)值得借鑒，加上專業(yè)建設(shè)時(shí)間不長(zhǎng)，這方面自身經(jīng)驗(yàn)積累不足，許多想法和思路有待驗(yàn)證、改善和落實(shí)，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、內(nèi)容銜接和效果評(píng)估建設(shè)等方面還欠缺，傳統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)開(kāi)展較多，開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)開(kāi)展過(guò)少，最新技術(shù)方法（如：云計(jì)算）和社會(huì)對(duì)專業(yè)技術(shù)新要求在專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入還不夠，內(nèi)容還不成體系，系統(tǒng)性還存在許多不足。（3）開(kāi)放型實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)還是空白。目前高校對(duì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)改革中進(jìn)行的實(shí)踐和探討基本上停留在把少部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改革成了開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)簡(jiǎn)單、面窄浮淺、不成體系，系統(tǒng)性和創(chuàng)新性非常欠缺，效果往往達(dá)不到預(yù)期要求，也遠(yuǎn)不能滿足不斷學(xué)科發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要。我校生物信息學(xué)專業(yè)開(kāi)放性實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)也同樣處于空白，關(guān)于生物信息學(xué)專業(yè)開(kāi)放性實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)需要緊急推動(dòng)和落實(shí)。（4）實(shí)習(xí)基地建設(shè)還存在不足。目前，我校生物信息學(xué)專業(yè)還沒(méi)有專門的校外實(shí)習(xí)基地，影響了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的提高。

3.師資隊(duì)伍需要進(jìn)一步優(yōu)化。教師隊(duì)伍的素質(zhì)、水平?jīng)Q定了專業(yè)建設(shè)的質(zhì)量。生物信息學(xué)是一個(gè)交叉學(xué)科，生物信息學(xué)專業(yè)需要既熟悉生物學(xué)背景，又要熟悉信息類知識(shí)的專業(yè)課教師和學(xué)術(shù)帶頭人。目前，我校生物信息學(xué)系現(xiàn)有專職教師10人，其中教授5人，副教授2人，有博士學(xué)位的9人。聽(tīng)起來(lái)實(shí)力蠻雄厚，但真正科班出身、從事生物信息研究的老師并不多，很多是從原植物保護(hù)專業(yè)的師資調(diào)整過(guò)來(lái)的，有些是近年引進(jìn)的，還沒(méi)有形成穩(wěn)定的學(xué)術(shù)梯隊(duì)。還沒(méi)有科研及教學(xué)成果獎(jiǎng)，也沒(méi)有主編規(guī)劃教材出版，師資隊(duì)伍的學(xué)術(shù)水平尚待進(jìn)一步提高，師資隊(duì)伍需要進(jìn)一步優(yōu)化。

4.教育教學(xué)改革需要進(jìn)一步深化。生物信息學(xué)專業(yè)開(kāi)辦了八年，我們?cè)诮虒W(xué)改革建設(shè)方面也做了一些工作，但需要進(jìn)一步深化；在人才培養(yǎng)模式、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、課程建設(shè)等方面做了一點(diǎn)探索，獲得湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教改項(xiàng)目4項(xiàng)，如2006年的《生物信息學(xué)專業(yè)建設(shè)及人才培養(yǎng)模式的探索》、《生物信息數(shù)據(jù)處理中心開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與服務(wù)模式研究》，修改了培養(yǎng)方案，發(fā)表了幾篇教學(xué)教改論文。在教學(xué)手段上，本專業(yè)教師能夠結(jié)合生物信息學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，開(kāi)展利用現(xiàn)代化手段進(jìn)行輔助教學(xué)的教學(xué)改革探索，我們鼓勵(lì)教師積極使用一些優(yōu)秀的教學(xué)軟件，也鼓勵(lì)教師結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，努力開(kāi)發(fā)電子課件，對(duì)于學(xué)生的深入學(xué)習(xí)起到了重要的作用。我們?cè)诮虒W(xué)改革方面雖然做了一些工作，但遠(yuǎn)不能適應(yīng)本專業(yè)的發(fā)展要求。

5.就業(yè)渠道拓展不夠。由于生物信息學(xué)專業(yè)是新興的專業(yè)，專門的產(chǎn)業(yè)尚沒(méi)有完全成熟，目前主要分布在醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)之中，因此，就業(yè)渠道有待擴(kuò)展。

當(dāng)前，生物信息學(xué)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展基本上都處于起步階段，各國(guó)所擁有的條件也大體相同。因此，這是我國(guó)生物信息學(xué)研究趕超國(guó)際先進(jìn)水平的極好機(jī)會(huì)。生物信息學(xué)研究投資少，見(jiàn)效快，可充分發(fā)揮我國(guó)基因信息資源豐富的優(yōu)勢(shì)，以及湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)在生物學(xué)領(lǐng)域，尤其是微生物基因組研究方面的特長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)十幾年或更長(zhǎng)時(shí)間的努力，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)的生物信息學(xué)專業(yè)有可能會(huì)成為湖南省的優(yōu)勢(shì)特色專業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李宏.我國(guó)生物信息學(xué)研究的發(fā)展策略[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005，22（2）：105-109.

[2]趙愛(ài)民.生物信息技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)分析[J].中國(guó)生物工程雜志，2003，23（5）：101-103.

[3]陳鋒，吳明暉.符合時(shí)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的探索與實(shí)踐[J].中國(guó)高教研究雜志，2011，（8）：32-35.

[4]舒坤賢，袁帥.生物信息學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建與實(shí)踐[J].湖南人文科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，（2）：118-120.

基金項(xiàng)目：湖南省普通高等學(xué)校教改項(xiàng)目“生物信息學(xué)專業(yè)理論教學(xué)與教學(xué)方法改革”（2013-160）和湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)校級(jí)教改項(xiàng)目（A2013057）。

第9篇：生物信息學(xué)方法范文

生物信息學(xué)教學(xué)模式探索任務(wù)引領(lǐng)生物信息學(xué)是用數(shù)理和信息科學(xué)的觀點(diǎn)、理論和方法研究生命現(xiàn)象、組織和分析呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)的生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的一門學(xué)科，它是生物醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)、信息科學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等諸多學(xué)科的嶄新交叉學(xué)科。生物信息學(xué)幾乎是今后所有生物（醫(yī)藥）研究開(kāi)發(fā)所必需的工具。

21世紀(jì)是生物科學(xué)的世紀(jì)。近年，我國(guó)生物技術(shù)公司對(duì)生物信息學(xué)人員的相關(guān)需求也迅速增加，浙江理工大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)在進(jìn)行了行業(yè)調(diào)研并進(jìn)行專業(yè)課程體系構(gòu)建研究后，于2006年定位和開(kāi)設(shè)了生物信息學(xué)課程。該門課程經(jīng)過(guò)8年多的建設(shè)后，對(duì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)、課程目標(biāo)的設(shè)定、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)教法的選擇等方面進(jìn)行了卓有成效的探索，這些探索所形成的結(jié)論，可為即將開(kāi)設(shè)或正在進(jìn)行該課程教學(xué)改革的學(xué)校提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

一、生物信息學(xué)的課程特點(diǎn)

諾貝爾獎(jiǎng)獲得者W.Gilbert1991年提出了這樣一個(gè)觀點(diǎn)：傳統(tǒng)生物學(xué)解決問(wèn)題的方式是實(shí)驗(yàn)的，而現(xiàn)在，基于全部基因都將知曉，并以電子可操作的方式駐留在數(shù)據(jù)庫(kù)中，新的生物學(xué)研究模式的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)是理論的，是一個(gè)科學(xué)家先從理論推測(cè)出發(fā)設(shè)定研究目標(biāo)，然后再回到實(shí)驗(yàn)中去追蹤或驗(yàn)證這些理論假設(shè)。而生物信息學(xué)研究正是從英特網(wǎng)上源源不斷地采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析、歸類與重組，發(fā)現(xiàn)新線索、新現(xiàn)象和新規(guī)律，用以指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)工作設(shè)計(jì)，是一條既快又省的研究路線。它對(duì)于找尋一個(gè)研究項(xiàng)目的突破口是非常重要的，選定合適的研究出發(fā)點(diǎn)，可避免許多不必要的重復(fù)，最大程度節(jié)約研究資源，使研究成果最大化。鑒于該門技術(shù)對(duì)生物科學(xué)的理論、實(shí)踐要求以及對(duì)信息技術(shù)掌握的要求，生物信息學(xué)課程與其他課程的教學(xué)有很大不同。

1.在課程目標(biāo)定位中，提高學(xué)生對(duì)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源的使用能力是該門課程的重要目標(biāo)之一。學(xué)生必需使用強(qiáng)大的搜索功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、檢索和分析，學(xué)校在教學(xué)資源配置上必需向此傾斜。

2.該門課程學(xué)科交叉性強(qiáng)，所涉及的生物及計(jì)算機(jī)等學(xué)科的相關(guān)知識(shí)更新都很快，導(dǎo)致其理論和實(shí)踐內(nèi)容不斷推陳出新，這使得在教學(xué)內(nèi)容選擇上要緊跟這些更新，不斷進(jìn)行調(diào)整。

3.課程教學(xué)實(shí)踐性強(qiáng)，同時(shí)涉及生物技術(shù)專業(yè)實(shí)踐和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的實(shí)踐，這需要教師在授課過(guò)程中根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律合理安排實(shí)踐項(xiàng)目，發(fā)揮好這兩種技術(shù)的協(xié)同作用。

二、生物信息學(xué)課程教學(xué)模式探索

1.教學(xué)目標(biāo)與其所培養(yǎng)學(xué)生的核心技能

合理的課程目標(biāo)與定位是決定課程建設(shè)成敗和教學(xué)效果的基礎(chǔ)，其主要依據(jù)是人才培養(yǎng)需求與授課對(duì)象的實(shí)際情況。經(jīng)過(guò)對(duì)該門課程教學(xué)對(duì)象的研究發(fā)現(xiàn)，在生物專業(yè)課程體系下培養(yǎng)的本科生，其前導(dǎo)課程主要集中在生物領(lǐng)域，通常沒(méi)有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過(guò)計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)、編程等知識(shí)。對(duì)信息檢索、模型建立、軟件的識(shí)別及應(yīng)用的能力相當(dāng)薄弱。因此，本門課程將提高學(xué)生的信息技術(shù)能力也作為一個(gè)重要的課程目標(biāo)。學(xué)生在本門課程中將學(xué)習(xí)與生物技術(shù)相關(guān)的各種數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件的使用。當(dāng)然，對(duì)學(xué)生信息技術(shù)能力的要求也定位在能使用、會(huì)使用就行，不需要將學(xué)生掌握生物數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建和軟件開(kāi)發(fā)作為課程教學(xué)的目標(biāo)。

在課程目標(biāo)的設(shè)定過(guò)程中，應(yīng)牢記高校對(duì)文化的傳承的功能，要使學(xué)生了解生物信息學(xué)發(fā)展的歷程。在生物信息學(xué)學(xué)科發(fā)展過(guò)程中所涌現(xiàn)出來(lái)的著名學(xué)者，眾所周知的震撼人心、啟迪心靈的奇聞秩事，能使學(xué)生對(duì)這門課程產(chǎn)生濃厚的興趣，甚至更深刻地領(lǐng)會(huì)這門課程的含義。

熟練掌握生物數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索和使用是生物信息學(xué)課程教學(xué)的首要目標(biāo)。到目前為止，生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)總數(shù)已達(dá)500個(gè)以上，在DNA序列方面有GenBank、EMBL和DDBJ等；在蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)方面有UniProt、SWISS-PROT、PIR和MIPS等；在蛋白質(zhì)和其他生物大分子的結(jié)構(gòu)方面有PDB等；在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分類方面有SCOP和CATH等。各數(shù)據(jù)庫(kù)均通過(guò)Internet提供多種形式的數(shù)據(jù)檢索服務(wù)。例如，NCBI-GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)就提供Retrieve（Email），Entrez（Web集成信息檢索）及Query（Email集成檢索）等多種方式的檢索服務(wù)。這類檢索服務(wù)是生物數(shù)據(jù)庫(kù)所能提供的多種服務(wù)中最基本的信息共享和應(yīng)用服務(wù)，也是生物專業(yè)學(xué)生和科研工作者經(jīng)常使用的。在教學(xué)過(guò)程中需通過(guò)設(shè)計(jì)檢索任務(wù)來(lái)完成對(duì)這些數(shù)據(jù)庫(kù)使用方法的學(xué)習(xí)，如通過(guò)生物數(shù)據(jù)庫(kù)檢索家蠶profilin基因的相關(guān)信息。

增強(qiáng)學(xué)生使用生物信息處理軟件的能力，是生物信息學(xué)課程教學(xué)的重要目標(biāo)。在世界各地，科學(xué)家每天都要通過(guò)序列比對(duì)軟件進(jìn)行成千上萬(wàn)次的序列比對(duì)。學(xué)生需要通過(guò)課程的學(xué)習(xí)熟練掌握各種生物信息處理軟件，有時(shí)還有必要進(jìn)行一些簡(jiǎn)單程序的設(shè)計(jì)，進(jìn)而掌握發(fā)現(xiàn)新線索、查找新規(guī)律的工具。例如，目前，借助于生物信息手段的蛋白質(zhì)預(yù)測(cè)是提供蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能信息的重要方法，對(duì)這種預(yù)測(cè)方法的學(xué)習(xí)將使學(xué)生更多更快地了解蛋白質(zhì)的信息，加深對(duì)生物技術(shù)科學(xué)的理解和運(yùn)用。除了生物數(shù)據(jù)庫(kù)和生物軟件使用學(xué)習(xí)外，還要著重體現(xiàn)生物學(xué)文獻(xiàn)調(diào)研和閱讀、論文撰寫等基本能力的訓(xùn)練，如EndNote文獻(xiàn)管理軟件的使用。

2.教學(xué)內(nèi)容選擇和教學(xué)順序的組織

生物信息學(xué)的課程教學(xué)內(nèi)容的選擇，要緊隨生物信息學(xué)的發(fā)展方向，涵蓋最前沿知識(shí)和最先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域。與此同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容的選擇還應(yīng)充分考慮學(xué)生基礎(chǔ)和對(duì)該門課程的需求。生物信息學(xué)選課學(xué)生通常有兩類，一類是具有較為扎實(shí)的生物學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)生，他們學(xué)習(xí)目的非常明確，其學(xué)習(xí)重點(diǎn)在于提高對(duì)生物信息實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果的分析解釋和驗(yàn)證能力。另一類是生物學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)較弱的學(xué)生，這些學(xué)生主要是為了了解生物信息學(xué)發(fā)展前沿、掌握檢索能力以及初步的分析技能，對(duì)分析、處理、預(yù)測(cè)結(jié)果的驗(yàn)證涉及不多。無(wú)論哪種學(xué)生，都比較欠缺信息技術(shù)方面的知識(shí)，因此，這類知識(shí)在前面部分介紹。而后面部分則隨學(xué)生的類型有所改變，我們根據(jù)授課學(xué)生的分類選擇不同的授課內(nèi)容和授課重點(diǎn)，嘗試據(jù)此來(lái)劃分教學(xué)組織的各個(gè)階段，在每個(gè)教學(xué)節(jié)點(diǎn)精心設(shè)置任務(wù)（如表1所示）。

與其他課程的教學(xué)一樣，生物信息學(xué)課程的教學(xué)需遵守學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握規(guī)律，其內(nèi)容的選擇與安排應(yīng)按照循序漸進(jìn)的原則。從第一階段到第二階段，教學(xué)內(nèi)容“由易到難”。隨著教學(xué)過(guò)程的深入，課程內(nèi)容更側(cè)重于對(duì)生物信息學(xué)某一專業(yè)領(lǐng)域的引導(dǎo)，此時(shí)授課教師的指導(dǎo)更加重要，這類領(lǐng)域往往與開(kāi)課院系專業(yè)的優(yōu)勢(shì)研究領(lǐng)域和導(dǎo)師研究方向相結(jié)合。

3.課程教學(xué)方法的改革

生物信息學(xué)是一門涉及知識(shí)面深刻而廣泛，學(xué)生獨(dú)立自學(xué)的難度很大的交叉科學(xué)。依據(jù)建構(gòu)主義教學(xué)理論的特點(diǎn)，這類難度大、技術(shù)性和實(shí)踐性強(qiáng)的課程要特別重視以學(xué)生為教學(xué)主體的教學(xué)方法，應(yīng)嘗試從任務(wù)引領(lǐng)入手，將生物信息學(xué)的一些重要學(xué)習(xí)內(nèi)容逐步展現(xiàn)出來(lái)。

在生物信息學(xué)教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于任務(wù)引領(lǐng)，設(shè)定與學(xué)生生活相貼近的、接合學(xué)科發(fā)展前沿的引領(lǐng)任務(wù)。例如，可以從高水平雜志（Nature、Science）上根據(jù)任務(wù)引領(lǐng)的關(guān)鍵詞搜索綜述，根據(jù)綜述總結(jié)出該任務(wù)發(fā)展脈絡(luò)，提煉教學(xué)任務(wù)，將較為抽象的計(jì)算機(jī)算法、生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)融于任務(wù)中，使學(xué)生有積極參與的意愿。及時(shí)將任務(wù)相關(guān)工具提供給學(xué)生，或是提前引導(dǎo)學(xué)生自己查詢工具，使學(xué)生有完成任務(wù)的基礎(chǔ)。

學(xué)生在每個(gè)節(jié)點(diǎn)都非常清晰地知道下個(gè)節(jié)點(diǎn)的主題，并在完成教師的任務(wù)過(guò)程中，構(gòu)建局部知識(shí)框架，形成自己的見(jiàn)解。教師需在課堂上和課堂以外及時(shí)掌握學(xué)生對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)知識(shí)的掌握情況，找到學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，針對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)解惑，提高教學(xué)效果。這樣可以使選擇的教學(xué)任務(wù)吸引學(xué)生、引領(lǐng)學(xué)科前沿，還能在教學(xué)過(guò)程與學(xué)生的互動(dòng)中有效地實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。

4.重視切合課程設(shè)計(jì)的教材編寫

生物信息學(xué)不同于其他學(xué)科，其很多內(nèi)容和知識(shí)節(jié)點(diǎn)更新很快，很多最新成果必須教師根據(jù)生物信息學(xué)發(fā)展前沿及時(shí)整理和總結(jié)，其教學(xué)內(nèi)容設(shè)置著重于保證教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性和前沿性。教材的更新和修訂周期較短，幾乎每學(xué)期均需要重新修訂。

2001年，教育部在[2001]4號(hào)文件中明確要求直屬高校的“本科教育要?jiǎng)?chuàng)造條件使用英語(yǔ)等外語(yǔ)進(jìn)行公共課和專業(yè)課教學(xué)”，在信息技術(shù)、生物科學(xué)、管理、金融、法律等專業(yè)力爭(zhēng)在3年內(nèi)使外語(yǔ)講授的課程達(dá)到所開(kāi)課程的5%～10%，尤其強(qiáng)調(diào)了生物科學(xué)更要先行一步?，F(xiàn)實(shí)情況也使英文自編教材的編寫刻不容緩，現(xiàn)在，絕大部分前沿生物數(shù)據(jù)信息（最主要的核酸和蛋白質(zhì)）數(shù)據(jù)庫(kù)均為全英文操作界面，操作者只有熟練掌握生物信息學(xué)英文術(shù)語(yǔ)才能自如地使用該系統(tǒng)，才能更有效的進(jìn)行生物信息學(xué)的學(xué)習(xí)和研究工作。在英文自編教材編寫時(shí)，理論部分的參考書我們精心應(yīng)選定了具有非常嚴(yán)謹(jǐn)理論體系和反應(yīng)了最前沿生物信息技術(shù)的《BIOINFORMATICS：Databases，Tools， and Algorithms》。編寫時(shí)需要特別注意應(yīng)依據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)來(lái)設(shè)定來(lái)序化任務(wù)，突出不同教學(xué)階段的教學(xué)重點(diǎn)，使學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程是個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。我校采用的自編教材根據(jù)教學(xué)階段共設(shè)置五個(gè)引領(lǐng)任務(wù)：

（1）Pubmed檢索profilin基因研究進(jìn)展；

（2）家蠶profilin基因結(jié)構(gòu)分析與PCR擴(kuò)增引物的設(shè)計(jì)；

（3）家蠶profilin基因同源序列的獲取與進(jìn)化樹的構(gòu)建；

（4）家蠶profilin蛋白二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)的模擬；

（5）家蠶profilin蛋白理化性質(zhì)和功能位點(diǎn)的分析.

5.合理配置網(wǎng)絡(luò)資源和多媒體教學(xué)資源

首先，學(xué)會(huì)利用互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用軟件進(jìn)行生物信息分析的基本方法和技能本身就是生物信息學(xué)教學(xué)重點(diǎn)。以往普通的多媒體教室已難以提供一個(gè)交互式的網(wǎng)絡(luò)化、信息化的教學(xué)環(huán)境，如果想上好生物信息學(xué)這門課程，網(wǎng)絡(luò)資源和多媒體教學(xué)資源的應(yīng)用，將貫穿于整個(gè)生物信息學(xué)課程（從任務(wù)下發(fā)及申領(lǐng)、任務(wù)控制及執(zhí)行、任務(wù)完成結(jié)果檢驗(yàn)與反饋）的整個(gè)教與學(xué)的過(guò)程。而我們通過(guò)極域電子教室和學(xué)校4A網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)結(jié)合，較好的實(shí)現(xiàn)了生物信息學(xué)交互式的網(wǎng)絡(luò)化、信息化的教學(xué)環(huán)境。

課前，教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)將任務(wù)教學(xué)內(nèi)容、任務(wù)序列、工具等傳遞給學(xué)生，學(xué)生通過(guò)登陸互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，利用網(wǎng)絡(luò)資源和軟件嘗試完成預(yù)習(xí)任務(wù)。此處可以設(shè)置學(xué)情反饋點(diǎn)，教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò)論壇等形式掌握學(xué)生預(yù)習(xí)情況。授課過(guò)程中，教師利用教師機(jī)客戶端的文件分發(fā)系統(tǒng)將任務(wù)教學(xué)內(nèi)容、任務(wù)序列、工具等發(fā)送到學(xué)生桌面，再通過(guò)廣播教學(xué)多媒體技術(shù)為學(xué)生形象的講解任務(wù)內(nèi)容以及完成方法。每位學(xué)生在教師的監(jiān)督下在互聯(lián)網(wǎng)上執(zhí)行任務(wù)。教師在監(jiān)控學(xué)生完成任務(wù)過(guò)程中，不斷的得到學(xué)生任務(wù)進(jìn)程的反饋，對(duì)于任務(wù)中學(xué)生出現(xiàn)共性問(wèn)題，利用網(wǎng)絡(luò)、廣播教學(xué)或演示等形式及時(shí)解決。課下，學(xué)生同樣可通過(guò)學(xué)校4A網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)將任務(wù)報(bào)告、作業(yè)、問(wèn)題和意見(jiàn)等反饋給教師，教師在平臺(tái)上批改任務(wù)報(bào)告后將成績(jī)和評(píng)語(yǔ)發(fā)送給學(xué)生，讓學(xué)生及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)情況，師生還可以通過(guò)平臺(tái)中的網(wǎng)絡(luò)論壇進(jìn)行問(wèn)題討論等。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的生物信息學(xué)任務(wù)引領(lǐng)式教學(xué)，不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能創(chuàng)造更為有效的師生互動(dòng)信息教學(xué)環(huán)境。

三、結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)多年的生物信息學(xué)教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，如果想建設(shè)好生物信息學(xué)課程，我們需要設(shè)定非常清晰的教學(xué)目標(biāo)，理清課程需要培養(yǎng)學(xué)生的核心技能；結(jié)合行業(yè)發(fā)展的技術(shù)前沿精心選擇教學(xué)內(nèi)容，合理序化教學(xué)順序；要依據(jù)建構(gòu)教學(xué)理論，重視以學(xué)生為教學(xué)主體的教學(xué)方法，嘗試從任務(wù)引領(lǐng)入手引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；要重視切合課程設(shè)計(jì)的教材編寫，理論部分引自精選英文參考書，設(shè)計(jì)教材結(jié)構(gòu)應(yīng)切合任務(wù)引領(lǐng)的教學(xué)方法；合理配置網(wǎng)絡(luò)資源和多媒體教學(xué)資源，加強(qiáng)學(xué)生互動(dòng)，為成功地實(shí)現(xiàn)“反轉(zhuǎn)課堂”提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]張林，柴惠.現(xiàn)代教學(xué)手段在生物信息學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].新課程研究，2011，219（4）：156-158.

[2]柴惠，趙虹，張婷.高等院校生物信息學(xué)雙語(yǔ)教學(xué)課程建設(shè)之我見(jiàn)[J].中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育，2010，（4）：83-84.

[3]Gilbert，W.Towards a paradigm shift in biology[J].Nature，1991，（349）：99.

[4]劉偉，張紀(jì)陽(yáng).“生物信息學(xué)”課程中研討式教學(xué)實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2012，（23）：60-61.

[5]范丙友，賈小平，胥華偉.生物信息學(xué)課程教學(xué)改革與探索[J].大學(xué)教育，2013，（16）：61-62.