生物信息学论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇生物信息学论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

Klingler(Lncytepharmaceuticals,PaloAlto,CA,USA)强调基因组学正推动制药业进入信息时代。随着不断增加的序列、表达和作图数据的产生，描述和开发这些数据的信息工具变得对实现基因组研究的任务至关重要。他谈到了Incytepharmaceuticals对大规模基因组数据和生物信息学的贡献。

Lipshutz(Affymetrix,Santaclara,CA,USA)描述了一种利用DNA探针阵列进行基因组研究的方法，其原理是通过更有效有作图、表达检测和多态性筛选方法，可以实现对人类基因组的测序。光介导的化学合成法被应用于制造小型化的高密度寡核苷酸探针的阵列，这种通过软件包件设计的寡核苷酸探针阵列可用于多态性筛查、基因分型和表达检测。然后这些阵列就可以直接用于并行DNA杂交分析，以获得序列、表达和基因分型信息。Milosavljevic(CuraGen,Branford,CT,USA)介绍了一种新的基于专用定量表达分析方法的基因表达检测系统，以及一种发现基因的系统GeneScape。为了有效地抽样表达，特意制作片段模式以了解特定基因的子序列的发生和冗余程度。他在酵母差异基因表达的大规模研究中对该技术的性能进行了验证，并论述了技术在基因的表达、生物学功能以及疾病的基础研究中的应用。

二、基因的功能分析

Overton(UniversityofPennsylvaniaSchoolofMedicine,Philadelphia,PA,USA)论述了人类基因组计划的下一阶段的任务——基因组水平的基因功能分析。这一阶段产生的数据的分析、管理和可视性将毫无疑问地比第一阶段更为复杂。他介绍了一种用于脊椎动物造血系统红系发生的功能分析的原型系统E-poDB，它包括了用于集成数据资源的Kleisli系统和建立internet或intranet上视觉化工具的bioWidget图形用户界面。EpoDB有可能指导实验人员发现不可能用传统实验方法得到的红系发育的新的药物靶，制药业所感兴趣的是全新的药物靶，EpoDB提供了这样一个机会，这可能是它最令人激动的地方。

Sali(Rockefelleruniversity,NewYork,NY,USA)讨论了同源蛋白质结构模建。比较蛋白质模建（comparativeproteinmodeling）也称为同源模建（homologymodeling），即利用实验确定的蛋白质结构为模式（模型）来预测另一种具有相似氨基酸序列的蛋白质（靶）的构象。此方法现在已经具有了足够的精确性，并且被认为效果良好，因为蛋白质序列的一个微小变化通常仅仅导致其三维结构的细微改变。

Babbitt(UniversityofCalifornia,SanFrancisco,CA,USA)讨论了通过数据库搜索来识别远缘蛋白质的方法。对蛋白质超家族的结构和功能的相互依赖性的理解，要求了解自然所塑造的一个特定结构模板的隐含限制。蛋白质结构之间的最有趣的关系经常在分歧的序列中得以表现，因而区分得分低（low-scoring）但生物学关系显著的序列与得分高而生物学关系较不显著的序列是重要的。Babbit证明了通过使用BLAST检索，可以在数据库搜索所得的低得分区识别远缘关系（distantrelationship）。Levitt(Stanforduniveersity,PaloAlto,CA,USA)讨论了蛋白质结构预测和一种仅从序列数据对功能自动模建的方法。基因功能取决于基因编码的蛋白质的三级结构，但数据库中蛋白质序列的数目每18个月翻一番。为了确定这些序列的功能，结构必须确定。同源模建和从头折叠（abinitiofolding）方法是两种现有的互为补充的蛋白质结构预测方法；同源模建是通过片段匹配（segmentmatching）来完成的，计算机程弃SegMod就是基于同源模建方法的。

三、新的数据工具

Letovsky(JohnshopkinsUniversity,Baltimore,MD,USA)介绍了GDB数据库，它由每条人类染色体的许多不同图谱组成，包括细胞遗传学、遗传学、放射杂交和序列标签位点（STS）的内容，以及由不同研究者用同种方法得到的图谱。就位置查询而言，如果不论其类型（type）和来源（source），或者是否它们正好包含用以批定感兴趣的区域的标志（markers），能够搜索所有图谱是有用的。为此目的，该数据库使用了一种公用坐标系统（commoncoordinatesystem）来排列这些图谱。数据库还提供了一张高分辨率的和与其他图谱共享许多标志的图谱作为标准。共享标志的标之间的对应性容许同等于所有其它图谱的标准图谱的分配。

Markowitz(LawrenceberkeleyLaboratory,Berkeley,CA,USA)讨论了分布式数据库与局部管理的关系，以及用基于工具的方法开发分子生物学数据库（MDBs）的问题。许多方案当前正在促进搜索多种不同来源MDBs的数据，包括建立数据仓库；这要求对各种MDBs的组合有一种全局观，并从成员MDBs中装填数据入中心数据库。这些方案的主要问题是开发整体视图（globalviews），构建巨大的数据仓库并使集成的数据库与不断发展中的成员MDBs同步化的复杂性。Markowitz还讨论了对象协议模型（objectprotocolmodel,OPM），并介绍了支持以下用途的工具：建立用于文本文件或者关系MDBs的OPM视图；将MDBs作成一个数据库目录，提供MDB名称、定位、主题、获取信息和MDB间链接等信息；说明、处理和解释多数据库查询。Karp(SRIinternational,MenloPark,CA,USA)解释了Ocelot,一种能满足管理生物学信息需求的面向对象知识陈述系统（一种面向对象系统的人工智能版）。Ocelot支持略图展开（schemaevolution）并采用一种新的最优化并行控制机制（同时进行多项访问数据的过程），其略图驱动图形编辑器提供了交互式浏览和编辑功能，其注释系统支持数据库开发者之间的结构通讯。

Riley(MarinebiologicalLaboratory,WoodsHole,MA,USA)在讨论大肠杆菌蛋白质的功能同时，特别提到了GPEC数据库，它包括了由实验确定的所有E.coli基因的功能的信息。该数据库中最大比例的蛋白质是酶，其次则为转运和调控蛋白。

Candlin(PEappliedBiosystems,FosterCity,CA,USA)介绍了一种新的存储直接来自ABⅠPrismdNA测序仪的数据的关系数据库系统BioLIMS。该系统可以与其它测序仪的数据集成，并可方便地与其它软件包自动调用，为测序仪与序列数据的集成提供了一种开放的、可扩展的生物信息学平台。

Glynais(NetGenics,Cleveland,OH,USA)认为生物信息学中最关键的问题之一是软件工具和数据库缺乏灵活性。但是，软件技术的发展已得到了其它领域如金融业和制造业的发展经验的借鉴，可以使来自不同软件商的运行于各种硬件系统的软件共同工作。这种系统的国际标准是CORBA，一种由250多个主要软件和硬件公司共同合作开发的软件体系。联合使用CORBA和Java可以开发各种通过一个公用用户界面访问任何种类的数据或软件工具的网络应用软件，也包括生物信息学应用软件。Overton不同意Glynias的这种想法，他强调说CORBA仅对软件集成有用，不兼容的数据库软件可能是计算生物学所面临的最困难问题，一些制药公司和数据库仓库最近资助了一项用OCRBA链接不同的数据库的计划[2,3]。

四、制药先导的发现

Burgess(Sturcturalbioinformatics,SanDiego,CA,USA)讨论了填补基因组学和药物设计之间鸿沟的蛋白质结构中的计算问题。在缺乏主要疾病基因或药物靶的精确描述数据的情况下，药物设计者们不得不采用大规模表达蛋白质筛选方法；而结构生物信息学则采用一种更为实用有效的计算方法直接从序列数据中确定靶蛋白质的活性位点的精细结构特征，它利用一种集成专家系统从现实的或虚拟的化学文库中进行迅速的计算筛选，可以达到一个很大的规模。

Elliston(Genelogic,Columbia,MD,USA)讨论了治疗药物开发中发现新的分子靶的过程，着重讨论了基因发现方法。他认为，随着日益临近的人类基因组测序的完成，几乎全部基因的特征将在序列水平得到揭示。但是，对基因的认识将有赖于更多的信息而不仅仅是序列，需要考虑的第一类信息是转录表达水平信息，而Genelogic公司的GeneExpress就是一个由mRNA表达谱、转录因子位点、新基因和表达序列标签组成的数据库。

Liebman(Vysis,Downessgrove,IL,USA)介绍了Vysis公司开发的计算和实验方法，这些主法不仅用于管理序列数据，而且被用于以下用途：分析临床数据库和自然—突变数据库；开发新的算法以建立功能同源性（区别于序列同源性）模拟生物学通路以进行风险评估；药物设计的靶评估；联系复杂的通路特性以便识别副作用；开发疾病发展的定性模型并解释临床后果。

随着发现的新基因的日益增多，这个问题显得格外重要：基因的功能是什么？Escobedo(Chirontechnologies,Emeryville,CA,USA)提出了这个问题的一种方法：将分泌蛋白质的基因的功能克隆与筛选这些克隆（可能的药物靶）结合起来。在这种方法中，在微粒体cDNA文库池中进行体外翻译避免了劳动密集的克隆、表达和纯化步聚，对文库池中的翻译产物在细胞水平进行筛选，测试其在细胞增殖和分化中的作用。例如，在用这种方法识别的111个克隆中，56个属于已知的分泌蛋白质，25个为膜相关蛋白，另外30个功能未知，可能是新的蛋白质。一种相似的方法在转移到小鼠模型系统中的基因传导载体中构建分泌蛋白质的cDNA文库来克隆特定的功能基因。

Ffuchs(Glaxowellcome,ResearchTrianglePark,NC,USA)讨论了生物信息学更为广义的影响：它不仅影响到新药物靶基的发现，还对改善药物开发的临床前期和临床期的现状极具重要性。众所周知，涉汲数以千计病人的临床试验（可能是药物开发最为花钱的部分）的设计不论多么仔细，也不能为正确的药物选择正确的病人。而在基因组水平划分病人群体的方法可以大大改善发现新药的效率。Fuchs介绍了一种将病人的基因型和表型标志结合起来以改善临床前期和临床期药物开发过程的系统GeneticinformationSystem.他强调将遗传学和生物信息学数据同化学、生物化学、药理学和医学数据连接起来的集成信息管理和分析方法是极其重要的。

Green(HumanGenomeSciences,Rockville,MD,USA)介绍了他的测序工作中采用的数据管理工具。基于EST的测序方法所面临的挑战是，在对几百个cDNA克复测序之后，产生的数据堆积如山。由于大多数人类基因都是用这种方法发现并在么有数据库中分类编排的，面临的识别开放读框、重叠序列的重叠图谱、组织特异表达和低丰度mRNA基因的任务是令人生畏的。HumangenomeSciences公司开发了一些可用户化数据库工具，在同一个数据库中可包括以下功能：WWW上访问和检索数据，序列拼接，临视潜在药物靶基因的研究进展等。这些能够管理多项任务——从注释基因序列到成功开发基因产物进入药物发现的流程——的软件工具，极其可望从一种基于基因组知识的药物发现方法中得到新的药物靶。

Summer-Smith(Base4bioinformatics,Mississauga,Ontario,Canada)描述了一种相关的策略。药物发现阶段中所要求的软件工具的任务是多样化的，要能注释基因，并阐明它的生理和病理功能及其商业潜质。对这样多种来源的信息的集成与分析，在派生的、项目取向的数据库（project-specificdatabase,PSD）中可以很好完成。由于项目贯穿于发现到开发全过程，其间又不断加入背景的成员，PSD在项目的管理与发展中成为一种关键性的资源。

按照Smith(Bostonuniversity,Boston,MA,USA)的观点[2]，我们并不需要更快捷的计算机或更多的计算机科学家，而是需要更的生物学家和生物化学家来解释序列的功能。这对有些软件或硬件专家来说是个打击，但生物学系统的复杂性是令人生畏的，并且对基因功能的认识可能需要生物学方法和计算方法的结合。探索基因的功能很可能要花费生物学家们数十年的时间，本次会议表明没有任何单一的方法可以得出一个答案；但是，将计算生物学同大规模筛先结合起来识别一种化学靶物（hit）是一种产生化学工具来探索基因功能的方法，这些化学工具接下来就可以用作理解基因功能的“探针”。这种方法在Butt(GeneTranscriptionTechnologies,Philadelphia,PA,USA)的描述中，既是一种检查基因功能的简单方法，也是为潜在的药物靶发现化学先导物的简单方法，他描述了一种可以在酵母中重建人类基因功能的酵母大规模筛选系统。在此系统中，可以迅捷地在一个化学文库中发现配基。这种技术的重要特征是它不仅仅是发现一种药物靶的配基的筛板（screen），相反，由于该系统的高速度，它也是发现先导靶基因的一种筛板。过去，世界上的制药公司通常在某一时间内仅能对有限数目（约20多个）的药物靶基因进行工作，鉴于此，我们需要根本不同的方法如基因组学来打开通向“新”生物学的通路。由于机器人和合成化学的进步，药物发现中最关键的问题不再是得到一种先导化合物（leadcompound），而是得到导向靶基因。此次会议为从计算和实验方法中发展出的新生物学迈出很好的一步。

参考文献

篇2

二、解决信息技术与生物教学整合问题的办法

1．明确整合的意义，确立正确方向

信息技术与生物教学整合的意义在于利用信息技术把枯燥、复杂、抽象的生物学知识生动、活泼、具体地呈递出来，创造一种新型的教学环境去启发学生的思维，减轻学生的学习负担，提高学生的学习兴趣，从而达到提高教学效率的目的。教师必须明确信息技术与生物教学整合的意义，以确立正确的整合方向。

2．加强理论学习，将整合落实

在信息技术与生物教学的整合过程中，要充分加强教法、教育心理学、教学论等理论的学习指导，把这些教学理论融入信息技术与生物教学的整合过程中，依据建构主义学习理论，结合生物学科的特点，构建易于实现生物教学与信息技术整合的新型教学模式。

3．结合生物学特点，进行科学整合

现行高中生物教材，并不是每一节课的内容都适合用信息技术来完成的。比如“细胞器”“遗传的分子基础”“生态系统”等用实物或投影演示，效果会很好。因此我们应该从具体的教学内容和目标出发，明确信息技术教学用在什么地方，什么时候用，怎么用，期望收到什么效果，以真正达到“信息技术与生物教学的科学整合”。信息技术与生物教学的整合应科学合理，其地位是“辅助”而不是“替代”。

篇3

⒈有利于充分发挥学生的主观能动性

高等教育提倡“以人为本”的素质教育理念，而学生教学信息员队伍的建立无疑是落实这一先进理念的有效途径。高等院校建立学生信息员队伍的根本目的就在于让学生充分融入到学校教育教学管理工作中来，如此，既能使学校的各项教育管理措施切实符合学生的实际学习与发展需要，同时又能将“学生主体”的先进理念真正落实到实处，为最大限度上调动学生的主观能动性、推动他们积极、主动的参与到学校教学管理活动奠定了良好的基础。

⒉有利于促进学校领导加强对于教学工作方面的管理力度

随着高等教育的普及，高校学生在校人数较之以往有了大幅度的提升；除此之外，学分制的实施与推广也使得以往传统而落后的教育模式远远难以满足当今高等教育的发展趋势。从这层意义展开来讲，高等院校的管理者理当深入教学一线对学校的教育教学现状做一个细致的调查与研究，可是由于实际力量极为有效，高等院校的教学主管部门往往是心有余而力不足。学生教学信息员队伍的建立就很好的解决了这一问题。让学生参与到学校教学管理工作当中，一方面可以有效减轻管理者的压力以及负担，在一定程度上缓和管理工作与学生基数庞大、管理事项琐碎之间的突出矛盾；另一方面通过学生教学信息员队伍的深入调查与归纳，主管教学管理工作的领导者还可以有针对性的采取改进措施，真正做到有的放矢、对症下药，这对于学校领导加强教学管理工作的力度、不断完善教学管理机制做好了充分的准备。

⒊有利于切实提高教师队伍的教学效率以及质量

学生教学信息员队伍负责向学校反映各科教师的真实教学水平以及质量；负责汇集与整理学生对学校教学管理制度、学风建设、师资配备力量等问题的意见与建议等。通过对相关反馈信息的分析，可以给广大一线教师提供很多的信息和内容，有利于教师不断更新自身的教育理念、转变课堂教学模式或者组织形式。对教师自身教学水平以及学校整体教学质量的提高产生巨大的意义与影响。

二、学生教学信息员队伍管理过程中应当注意的问题

⒈注重学生教学信息员的个人工作态度

学生教学信息员队伍作为沟通学生、教师、学校管理者这三方的纽带，是保证学校整体教学质量有效提高的重要因素。因此，学生教学信息员的个人素质以及工作态度不但影响所反馈信息的真实性，客观性，也关系到信息员队伍整体素质的提升，更重要的是还在一定程度上关系着学生信息员制度是否能顺利实施从而充分发挥其重要作用，为学校管理者了解教学状况、提高教学质量贡献自己最大的力量。从这一层背景来讲，注重学生教学信息员的个人综合素质以及工作态度就分外重要了。总的说来，学生信息员必须具备以下素质：⑴自身要有端正的学习态度学生教学信息员本身就是协调学校教学管理方面的工作，因此，他们首先自身必须具明确的学习目的及其端正的学习态度，如此的话，才能真正起到良好的榜样示范作用，促使其他学生向自己看齐，整个学校范围内自然会形成一个优良的学习环境与氛围。⑵组织管理能力学生信息员需要深入到学生与教师群体之中，频繁的开展教学信息的调查、搜集与整理工作，这就要求他们必须具备良好的沟通协调能力与组织管理能力，这样才能确保活动的顺利实施。⑶要有无私奉献的精神与端正客观的工作态度学生信息员队伍需要迅速、及时的反映各科教师的最新工作状态，以及学生对学校教学管理制度的种种意见与看法，因此，这就需要个体信息员具备无私奉献的精神品质，甘愿放弃自己部分的休息时间从事相关信息收集和整理工作。除此之外，学生信息员还必须持有实事求是、公正客观的工作态度，这样才能保证信息的真实性与合理性，从而为进一步改善学校整体的教学质量提供充足的保障。

⒉制定完善的例会制度

制定完善的例会制度，是保证学生信息员工作顺利开展的必要措施。在固定的例会上，不但可以通报每位学生信息员的考勤记录，促使他们真正将自身融入到这项工作之中；而且还可以组织学生信息员成员之间就自己的工作经验以及看法等充分进行沟通与交流，这对于提高工作效率有着非常大的帮助。

篇4

新大纲分为五部分，即教学目的、课程安排、教学目标、教学内容和教学中应注意的几个问题、考试、考 查、教学评估及教学设备，内容突出了“面向全体学生，面向21世纪”的总体要求。

依据《全日制中学生物学教学大纲（修订本）》（以下简称旧大纲）编写的现行高中生物（全一册·人教 版）教材内容，体系完整、知识系统性较强，内容与课时吻合。但更多讲述的是经典的生物学知识，较少联系 当前迅速发展的生物科学新成果；在实验课的安排上，仅有5 个实验，且有一实验为选做，实际只要求完成4个 实验， 因而不利于对学生进行能力培养和科学素质——科学态度、科学方法、科学世界观的培养。新大纲所反 映的教学目标和教学内容，则更新了部分传统的理论性内容，如删去了“生命起源”和“生物进化的证据”等 专题，代之以“现代的生物进化观点简介”内容。此外，更扩展了有关环境、营养、保健等联系实际的知识， 且增强了对学生的社会责任感的思想教育。体现出了时代要求的特征。现从下列7个方面来浅析其特点。

1.知识体系作了较大调整

旧大纲对高中生物必修内容侧重的是讲述生命科学规律，对高三年级的选修内容则为复习高二年级的知识 和初中的生理卫生内容，不仅知识体系重复，更体现出是为适应高考的需要而学（选修教材内容系高考所划定 的考试范围）。新大纲将旧大纲的8个单元调整为10个单元， 又将“生命活动的调节”内容移至“生物的生殖 和发育”之前讲述，体系略有修改，使内容顺理成章，通过各单元间内在联系使学生接受新知识。而选修内容 体系则以全新的知识为主线，选取了与人类生存发展密切相关的内容，如“人体生命活动的调节和免疫”“细 胞与细胞工程”“遗传与基因工程”等。反映出新大纲有着适应21世纪现代化科学的特色。

2.明确提出了教学目标的三方面要求

旧大纲只是提出了教学内容，而无具体的教学目标要求。新大纲则在教学目标问题上，首次从知识、思想 、能力3 个方面提出了明确的要求。

知识教育方面：要在打好基础知识的前提下，使学生知道如何运用生物学知识来解决生活、生产、科学技 术发展和环境保护等方面的问题，并对现代生物科学的新成就和发展趋势有所了解。

思想教育方面：要继续进行辩证唯物主义和爱国主义教育，同时加强科学世界观教育，以形成生物的进化 观点和生态学观点；还要加强科学态度和科学价值观方面的教育，促进对保护生物资源之重要性的认识。

能力培养方面：由于高中阶段的学生，思维活动较活跃，思维方式即将定型，因而一方面要重视基本技能 的训练，培养学生的观察能力、实验能力、思维和自学能力，同时要培养学生的分析、综合、比较、判断和推 理的科学研究能力以及创造能力。

3.教学的知识点有所更新

新大纲对教学的知识点有较多的更新。原则是：在突出基础性，对基础知识进行精选的前题下，要体现出 知识的先进性，要加强知识的实用性，要考虑学生的可接受性，还要重视与九年义务教育知识的衔接性。

新大纲在教学目的中指出：“生物课程是普通高中开设的一门学科类基础课程”，说明了高中仍应着眼于 基础教育。因此，新大纲对现行高中生物教材的知识点进行了选择，删去了当今学术界已经不用和使用价值不 大的，诸如原生质概念和生命起源化学进化过程的内容等，保留了关于生命的物质基础和生命结构的基本单位 、关于生命活动的本质和生命活动的基本规律、关于生物进化和生物与环境关系等基础性的知识，还增添了动 物行为产生的生理基础，加强了与九年义务教育知识的衔接。此外，新大纲还选择了一些理论较浅且易被学生 接受的反映现代生物科学水平的先进知识，如细胞的分化和衰老、细胞的癌变、无公害绿色食品、生物净化等 ，填补了现行生物教材在知识先进性和实用性方面的不足。

4.重视理论联系实际

新大纲选取补充的新知识点，普遍具有实用性。除重视教材内容与生产实际、生活实际的联系外，更从理 论联系实际出发，在讲解某个知识点后，配合安排了相应的学生实验或实习。有利于实现“要使学生……知道 这些知识在生产、生活和社会实践等方面的应用”这一教学目的。例如，必修课中，在讲“组成生物体的化合 物”知识点后，配有“生物组织中可溶性糖、脂肪、蛋白质的鉴定”实验；在讲“人类遗传病与优生”知识点 后，安排有“调查人群中的遗传病”实习；在讲“环境污染对生物的不利影响”知识点后，配合了“调查或观 察环境污染对生物的影响”实习等。这些都为学生提供了理论在实践应用上的示例。在选修课中联系生产和生 活的新知识则更多，如“生物固氮在农业生产中的应用”“自生固氮菌的分离实验”“微生物的营养和生长” “学习细菌培养的基本技术实验”“营养与健康的关系”和“几种果蔬V[,c] 含量的测定实验”等，都是教给 学生如何理论联系实际的具体典例，体现了国际上“科学—技术—社会”（STS）的现代教育思想。

5.强调科学素质的培养

旧大纲在教学目的中仅提出了关于基础知识、基本技能和能力培养的要求。新大纲则提出了科学素质的培 养要求：“要使学生掌握生物科学的一些基本方法……提高科学素质”。在教学目标中更进一步明确提出了“ 养成实事求是的科学态度”“初步掌握基本的生物科学研究方法”的要求。

科学素质的培养包括了科学知识、科学态度、科学方法、科学手段、科学精神、科学思维能力等方面。对 于生物学科来说，通过实验和实习，能够兼顾多方面的科学素质培养，因而是培养科学素质的可行途径。

从数量来看，旧大纲安排的学生实验和实习，只有必修课的5 个（选修课的实验为初中生理卫生课和必修 课的重复）。新大纲的必修课则安排有25个实验和实习，选修课又安排有6个。 各种不同实验项目无疑是对各 种科学方法、科学手段的培养。

从类型来看，旧大纲安排的学生实验和实习只有一种定性的、验证性的观察实验类型。新大纲的实验类型 除保留了观察实验， 还增加了5种新实验类型：定性分析类型（生物组织中可溶性糖、脂肪、蛋白质的鉴定） ；定量分析类型（几种果蔬V[c]含量的测定）；模拟探究类型（性状分离比例几率的模拟，模拟通过分子杂交 鉴定人与猿间的亲缘关系）；自行设计类型（植物向性和感应性现象的实验设计，设计并制作小生态瓶）；基 本技术类型（细菌培养的基本技术和植物组织培养技术）。这些不同类型的实验必然有利于科学思维能力的培 养。

6.增加了灵活性

旧大纲对于每单元的知识点有较详细且具体的规定，限制了教学内容的拓展。新大纲则是概括性地提出了 应讲的知识点，并未明确所包含的具体内容，在知识点的深度和广度上有着较大的伸缩余地。例如，“高等动 物的个体发育”问题，教材应涉及哪些卵裂阶段和有关内容，新大纲不似旧大纲有详尽规定，因而教师教到何 种程度，就有了相当的灵活性。既有利于“一纲多本”的教材编写实施，还可以适应不同地区的各类学校和不 同学生学习情况的需要，进行灵活教学。

此外，对某些难度稍大的知识点（基因连锁与互换规律、光合作用碳代谢类型简介、酶工程简介等），新 大纲将之安排为选讲内容，对某些需用时较长的实验（动物激素饲喂小动物，用当地某种生物做有性杂交试验 等），新大纲又将之列为供学生选作的内容，充分显示出新大纲有着弹性的特点。

篇5

一些教师认为信息技术与生物课程整合就是把信息技术与生物学科课程简单地叠加在一起，在一些生物课中，把一般教室换成信息技术教室、书本换成电子稿、投影仪代替黑板、键盘代替粉笔，教学过程仍然“涛声依旧”。对信息技术环境下教学内容、教学过程、教学资源、教学评价和教学方式等相关因素变革缺乏清晰的认识，没有理解整合的深刻内涵。

2．整合流于形式，忽略实际效果

有些教师不管教学内容适不适合运用现代信息技术，都要与信息技术挂钩，以为用到信息技术就是一节好课。甚至整节课都是教师围绕信息技术教，学生围绕信息技术学。教师把生物课上成了“夹生饭”，学生吃到嘴里磕牙，吞到肚里不消化，长此以往，学生就会出现厌学症。

3．忽略生物学科特点，滥用整合

生物作为一门以观察与实验为基础的学科，具有很强的实践性和科学性。因此生物教学应理论联系实际，注重应用，这既是生物学科特点的必然体现，也是适应素质教育的迫切需求。但是，许多教师未注意到这些问题，认为整合就是无差异的整合，只要在生物课堂中用到信息技术就行，采用的教学方法全部是统一方法，生搬硬套。不考虑生物学科特点的生硬整合，无法做到生物课程与信息技术的有机融合，结果可想而知。

4．高投入低回报，不愿进行整合

要想实现信息技术与生物教学的有效整合，要求教师投入大量的时间和精力挖掘备整合课程资源，这必然会给本来就辛苦备课，疲于奔命批改作业的教师带来更大的压力。同时，学校还必须投入大量的人力、物力、财力，构建校园信息化平台，建设信息技术教师队伍等。教师教得辛苦，教学辅助部门配合得辛苦，学生学的效果也不尽如人意，投入和产出不成比例，往往高投入的背后是很低的收益，这导致许多教师也不愿意进行整合。

二、解决信息技术与生物教学整合问题的办法

1．明确整合的意义，确立正确方向

信息技术与生物教学整合的意义在于利用信息技术把枯燥、复杂、抽象的生物学知识生动、活泼、具体地呈递出来，创造一种新型的教学环境去启发学生的思维，减轻学生的学习负担，提高学生的学习兴趣，从而达到提高教学效率的目的。教师必须明确信息技术与生物教学整合的意义，以确立正确的整合方向。

2．加强理论学习，将整合落实

在信息技术与生物教学的整合过程中，要充分加强教法、教育心理学、教学论等理论的学习指导，把这些教学理论融入信息技术与生物教学的整合过程中，依据建构主义学习理论，结合生物学科的特点，构建易于实现生物教学与信息技术整合的新型教学模式。

3．结合生物学特点，进行科学整合

现行高中生物教材，并不是每一节课的内容都适合用信息技术来完成的。比如“细胞器”“遗传的分子基础”“生态系统”等用实物或投影演示，效果会很好。因此我们应该从具体的教学内容和目标出发，明确信息技术教学用在什么地方，什么时候用，怎么用，期望收到什么效果，以真正达到“信息技术与生物教学的科学整合”。信息技术与生物教学的整合应科学合理，其地位是“辅助”而不是“替代”。

篇6

二、运用现代信息技术增大课堂容量

传统教学中以语言描述、黑板板书为传递信息的主要方式，费时费力，教师教学负担沉重，但整个课堂教学密度与课堂容量非常小，如何在有限的时间内尽可能多地实现知识的互动呢？现代信息技术实现了输出方式的多元化，正是进行高密度的知识传授，大信息量的优化处理的重要手段。首先，教师可以提前将所要讲述的内容存储于电脑，课上只要进行相应的操作，就可以将所要讲解的内容图文并茂地呈现出来，将教师从繁重的板书中解脱出来，教师就可以有更多的时间来与学生进行互动探究，从而能在有限的时间内尽可能多地来传递信息。其次，表现手段多元，扩大信息输出量。现代信息技术以图片、文字、音频、视频等来传递信息，这使得信息的种类更为多元，内容更为丰富。1.图片。众所周知，图形不是语言，但是却比语言更加直观、更加形象，更能吸引学生的注意力，同时还包含着更多更丰富的信息，甚至可以传递许多语言所不能表达与描述的信息。2.动画。动画将图片与文字结合在一起，并能够利用图形的缩放、移动、颜色的渐变等一些特殊效果来集中展现，更加生动，富有动态感。现代信息技术都可以充分利用图形、动画等来将学生带入图文并茂、声像俱全、动静结合的教学情境中，这正是增大知识密度、扩大课堂容量的重要手段。

三、运用现代信息技术丰富教学内容

生物学科是一门研究人类生产生活的生命学科，其内容广泛，跨越度大，小到细胞大到生物全部都是生物学科的研究对象，可以说只要有生命存在的地方就有生命研究。这决定了我们的生物教学不能只是就教材讲教材，而是要践行新课改所倡导的大教学观，将教学的触角延伸到无限的生命空间。生物学科既然是研究生命运动的，其传递信息的方式就不仅是文字以及插图，还有更为丰富的表现形式。现代信息技术不仅有强大的互联网为依托，同时还具有强大的综合功能与表现效果，可以实现多种教学资源的优化与重组，开发出以教材为中心的多种资源的整合，极大地丰富教学内容，让我们的生物教学与社会接轨，与世界同步。如我们可以将当今全世界人类所面对的人口、资源、环境、粮食等话题以图文声像地形式引入课题，让学生真正学到有用的生物知识，能够更深刻地认识到生物学科与人类息息相关。

四、运用现代信息技术更能全面实现因材施教

学生存在一定的差异，这是客观事实。在传统教学中这是教学的最大问题，但是在现代教学中这却正是教学的重要资源。学生有着鲜明的个性，促进学生富有个性的成长，引导学生展开富有个性的学习，这正是新课程改革的重要理念。现代信息技术具有很强的交互性，信息量大，处理速度快，可以为学生提供个别化的学习环境，让学生根据自己的基础知识、接受水平来选取适合自己的学习方法、学习进度与难易程度，更能真正实现因材施教。处于这样的学习环境与学习模式之中，更能突出学生学习的主体性，展现学生不同的学习个性，让每个学生都可以基于自身基础选择最为合适的方法展开自主学习，使得学习更加贴近学生的最近发展区，更能促进学生自身的全面发展。

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经过多方面的调查研究、沟通交流，发现绝大多数的高中学生，在谈到高中学习时，都反映高中的物理是所学科目中最难的，高中学生学习物理感觉较难的原因主要有：初、高中物理教材研究的内容、深度及初高中物理学习方法的要求不同，是学生感觉较难的客观原因；物理学习中没有斗志、毅力，不自信、心理素质差及学生的性别心理不同，是学生感觉难学的主观原因。作为物理教师对此问题如果认识不清，将直接影响学生高中三年的物理学习，也难保证教学任务的完成。通过对学生学习中存在原因的研究，作者总结出解决方案如下，以供大家参考：

一、培养学生对物理的学科情感，提高学生的学习情商

首先，教师要使学生对学习物理有兴趣、有信心。“兴趣是最好的老师”，学生的学习活动最易从兴趣出发，教学中若不重视激发和培养学生的学习兴趣，学生便会失去学习的信心和动力，对概念、定理和重要定律似是而非、模棱两可，这就必然导致学生做不好题，对物理感到头痛，学习情绪低落，成绩自然无法提高。苏霍姆林斯基曾把学生的情感比作土地，把学生的智力比作种籽，他说：“只关心种籽而忘了耕地等于撒下种籽喂麻雀。”因此可知，兴趣和很好的动机，能够很大地促进学生学习的热情。激发学生的兴趣，教师要充分发挥主导的作用，并体现出学生的主体地位；要改变一讲到底的做法，而是根据教学目的，通过“设疑”、“析疑”启发学生的思维，鼓励学生提问和发表自己的见解，参与课堂讨论，营造一个宽松和谐的教学环境；要处理好师生关系，激励学生不怕挫折，勇于前进；要“思学生所想，解学生所难，料学生所错，投学生所好”。

其次，注重物理实验在教学中的作用。新课改中物理实验的教学加重了，演示实验可以使他们“眼见为实”，学生实验更使他们有自己动手的机会，课外小实验又有趣，学生都比较乐于参与。经过调查，实验是深受学生欢迎的，良好的实验课可以提高学生的兴趣，并且简单的、生活化的实验材料可以给学生亲切感，消除对物理学科的畏难情绪。

再次，加强多媒体的应用。多媒体技术服务于教学主要有以下优点：（1）将文字、图像、声音、动画有机结合，多种感官刺激，易于激发学生兴趣。（2）传输信息量大，传递速度可随机调节，以及操作的可重复性，易于学生对知识的接受。（3）交互性强，有益于学生主体地位的培养。以计算机为核心的信息技术推动社会进入了一个信息化的社会，新课改下以多媒体技术为灵魂的现代信息教育技术赋予传统教育以新的内涵。

认识到学习兴趣、学科情感对物理教学的重要性并能采取相应的措施，学生就会早日进入物理学习的正轨，主动克服物理学习的困难，教与学也就更加相辅相成了。

二、重视与加强培养学生良好的学习方法

西方一位颇有名气的学者埃德加•富尔在《学会生存》中写道：“未来的文盲不再是不识字的人，而是没有学会怎样学习的人。”美国的《九十年代的挑战》一书中指出：“在不断变动的世界上，没有任何一门或一套课程可供不可见的未来使用，或可供你终身受用。现在需要的最重要的技能是学会如何学习。”因此，物理教学过程，不仅是传授知识、技能的过程，更应是教会学生如何学习物理的过程。物理教学，原本就有教师的教和学生的学两个方面，当前物理教学中普遍存在着重教师教法的探讨轻学生学法的研究的现象，这对于开发学生智力，培养学生能力，提高物理教学质量，从而实现素质教育是极为不利的。实践证明：学生学物理效率的高低、成绩的好坏，很大程度上取决于学生学习方法是否科学，因此，我们不仅应重视教师教法的探讨，更应重视学生学法的指导研究。新课改更重视培养学生的科学探索过程，毕竟，科学过程是科学家们从事科学活动的智力劳动过程。把科学过程与科学思维、科学方法引入物理课程，不仅能使学生有身临其境之感，而且能领略前辈大师的研究方法、科学思想、科学精神，得其精髓，有所借鉴。所以，物理课程不应该把人类认识自然的历史擦去，科学家们曲折顽强而又闪烁着智慧的创造性思维和实践过程，不能被公式和逻辑的面纱遮盖。离开了引向结果的方法过程，而只追求裸的结果，就等于没有结果。第斯多惠指出：“一个坏的教师奉送真理，一个好的教师则教人发现真理。”我们认为，学生学习的过程实际上就是学生获取、整理、贮存、运用知识和获得学习能力的过程，因此，中学物理学习方法应主要包括如下几个方面：一是学生获取物理知识的方法，如：观察、实验、预习、听课、做笔记、思考、作业、考试的方法等；二是学生整理知识的方法；三是学生记忆的方法；四是学生运用知识处理物理问题的方法，如等效法、联想法、类比法、化归法、外推法等一般科学方法，再如临界问题分析法、动态电路分析法等具体解题方法；五是学生选择合适学法的方法，如学生如何选择合乎自身学习特点的记忆方法、做笔记的方法等。新课改理念下的教师，决非仅仅是知识的传授者，而应该把自己视为激发、鼓励、促进学生学习和探索的引导者、促进者、咨询者、支持者，应从“知识传授者”转变为“知识探索的导航者”。学生则成为教学活动的主体，具有自主性，能自我调控，主动接受教育影响，通过一系列的自主学习活动，积极地把书本上介绍的科学知识转化为自己的精神财富，并能用于实践。

教师与学生都要认识到学习方法的重要，教师如果能指导学生掌握一套良好的学习方法，学生必然会喜欢物理并能够顺利适应高中的物理教学。

三、注意性别差异，消除性别差异心理

虽然学生存在性别差异，但是要让他们都明白：每个人的大脑生理结构都是相同的，不存在思维学习上的差异。在高中物理学习中，女生处于劣势不是绝对的，不应盲目自卑，通过努力，女生也可以取得优秀的成绩，比如，2007年全国各省的高考状元绝大多数是女生。所以，教师要多通过事例与学生交流、沟通，多给女生以充分的鼓励，树立其自信心，消除过重的心理压力，让其明白“人人是可树之人”，绝不放弃与轻视任何一个学生，使每一位学生都有信心学好物理。

以上我们针对高中学生学习物理感觉较难的主客观原因，提出了一些解决的建议，我们认为教师在具体教学中应循序渐进、因势利导，逐步培养学生的学习兴趣、信心及各个方面的能力，使其养成好的学习方法；同时，当学生在物理学习上遇到心理障碍时，我们一定要想办法帮助他们尽早克服，使他们尽快适应高中学习的过渡期。相信只要我们共同关注教育的发展、重视学生的成长、思考教育中出现的问题并想法解决，必将取得师生的和谐发展、共同进步，教育事业的明天也将会更加灿烂。

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随着认知学习理论的发展，人们越来越认识到，学习是一个不断处理信息、形成知识网络并用来解决问题的内化过程。有效的学习者应当是一个积极的信息加工工作者、解释者和综合者，能使用各种不同的策略来存储和提取信息。

探究性学习既是生物新课标倡导的理念，也是新课标规定的教学内容。高中生物课堂教学中更多的是文本探究活动方式，主要以资料收集处理、逻辑推理或方案设计为呈现方式，通过开拓学生的思维来渗透探究的理念。

一、文本探究的信息流程

教学过程中，对于文本类教学内容，教师利用各种信息来源设计丰富的探究素材，并在此基础上设问质疑。这些资料在学习整合过程中就变成了数字化的信息资源，学生可以基于问题展开文本探究。

1.指导自学，提取感知信息

学生通过阅读、分析知识及其结构特点，进行信息的提取，寻找主干信息，感知变化的主线和最佳突破方案。如，学习有丝分裂和减数分裂就要提取出其变化的主干信息，即染色体的规律性变化。学生通过画关键词和重点句，捕捉关键信息，感悟知识的内涵，培养熟练接收信息的能力。

2.质疑设问，筛选加工信息

学生在阅读感知信息的过程中产生疑问，因个人理解的角度不同而获得不同的体验，在客观提供的信息材料中结合自己已有经验进行思考和判断，从中筛选出与学习内容相关的信息，形成自己的推论。学生通过质疑和推测对学习材料进行精加工，挖掘课本表述的言下之意和言外之意，通过讨论争辩，在思维的相互碰撞中加深对知识的理解。

3.提炼总结，编码交流信息

信息只有经过加工处理，并以一定形式正确表达出来，才能说明真正掌握。学生明确自己的观点后，在与同伴交流中，用自己的语言或通过绘制概念图、思维导图等概括新概念，通过语言表达和图示绘画的双重编码，掌握内化所学的信息，从而被长期记忆。

4.融会贯通，概括输出信息

引导学生把已编码的信息进行重组、提炼，在课堂中善于将所学知识运用到新的学习情境中，积极尝试运用生物学知识解决生活生产中的实际问题，达到学以致用的目的。

案例：“细胞有丝分裂”的学习，学生首先提取感知信息，观看教师提供的“植物（动物）有丝分裂过程Flash”，认识到有丝分裂是一个过程性的知识，并直观地发现有丝分裂过程中最重要的变化发生在细胞核。学生从动画中已提取到了主干信息和最佳突破口，接下来筛选加工信息，阅读、对比、分析不同分裂时期的图片，抓住其中最重要的信息——染色体的变化，从而概括出各时期特点。通过表达交流，达成共识，掌握细胞分裂的内在规律，即染色体的规律性变化，并总结出染色体、染色单体、DNA数目之间的关系，用曲线图加以描绘，实现信息的编码。

如果学习过程仅到此，还不足以让知识转变为长时记忆，进行信息输出尤为重要。学生必须能用自己的语言概述出每个时期的特点，因为会说在一定程度上代表掌握。在此基础上，学生还必须会用简笔画绘出细胞分裂各时期染色体（或染色质）的形态，能画出包括纺锤体、染色体行为在内的整个细胞图，因为会画，才说明知识已内化。能否用正确的图像表达各时期的特点，是检查学生对细胞有丝分裂过程是否掌握的最简洁的方法。这种编码处理信息的方式有助于加强学生对知识的建构，加强长时记忆。

二、文本探究的教学策略

在学习的信息加工系统中，存在着对信息流动的执行控制过程，监视和指导认知活动的进行，评估学习中的问题，确定使用什么教学策略来解决问题，评价所选策略的效果。

1.“复述策略”培养知识的迁移

复述策略是在工作记忆中为了保持信息，对信息进行反复加工，即运用内部语言在大脑中重现学习材料，以便将注意力维持在学习材料之上的教学策略。任何新的学习都是建立在原有的知识经验上的。现代认知心理学把知识的迁移看成是先前学习的知识在后继学习中的应用。教师要引导学生在学习新知识时不仅能熟练使用学过的知识，而且能将旧知识组织、归纳并应用到新的学习情境中，使他们具有一定的知识迁移能力。

例如，减数分裂是一种特殊形式的有丝分裂。在进入减数分裂过程的学习时，让学生先回忆并复述有丝分裂的相关内容，即分裂过程中DNA、染色体、染色单体数目的变化和每个时期的分裂特点，然后再通过阅读减数分裂的图群，分析其“特殊性”主要表现在哪些方面，通过比较两者的异同，认识到减数分裂的特殊性，从而实现知识的迁移。

2.“主线策略”建立知识的逻辑

新课标下教材的编写是围绕主线展开的，学生在学习过程中也要遵循这样一条主线，在头脑中建构起知识的框架，从而让学习变得富有逻辑性。必修三个模块遵循的主线分别是：探究生命的物质基础和结构基础；人类对基因的本质、功能及其现代应用的研究历程；生物个体、种群、群落和生态系统各个层次系统稳态的维持。学生在学习过程中要立足知识的主干，建立思维的连续性和逻辑性。

例如，“基因指导蛋白质合成”是必修2中遗传学知识在个体、细胞、分子水平内在逻辑联系这条主线中的一个重要环节。转录、翻译是连接DNA与性状关系的桥梁，因此在探究过程中，要明确一条主线，建立逻辑推理过程。引导学生探究四个问题：（1）基因位于细胞核中，怎么去指导细胞质中的核糖体合成蛋白质？（2）mRNA只有4种碱基，如何决定20种氨基酸？（3）翻译过程如何决定氨基酸的顺序？（4）游离存在于细胞质基质中的氨基酸如何到达核糖体合成多肽链？学生不断利用已有的基础知识进行逻辑推理，完成主线建构。

3.“视觉策略”提升知识的整合

根据信息模式的分类学，信息可以用视觉方式进行表征。教材中的结构模式图、生理活动示意图等，是生物学科独特的语言符号。视觉符号易被快速识别，可以帮助学生在短时间内准确接收大量信息，与文字相比更易于被学生接受。视觉图式信息，能使学生迅速、准确地获取信息，通过扫描关键词从信息资源中抓住知识的脉络，形成整体轮廓式的信息认知。实际上，学生“读”图的过程就是积极思维的过程，是提取信息、分析信息、处理信息的过程。教师在指导学生读图与图群时，设计与图文相匹配的读图指导题，使学生通过识图——析图——释疑，最终自主构建知识。

例如，“兴奋在神经元之间的传导”的学习，就是完全建立在对突触图群理解的基础上。学生提取图中的画面信息可以确定：神经元之间有间隙，突触小体是轴突的末梢，神经递质通过外排作用释放，线粒体表明需要耗能，突触后膜上有受体等。再通过探究问题把零散的知识整合起来：

（1）神经纤维上的神经冲动以电信号的形式传递，电信号如何从前膜经间隙传到后膜？

（2）兴奋能从树突传到轴突吗？

（3）兴奋在神经纤维上的传导速度与在神经元之间的传递速度一样么？

需要学生将直观的视觉信息与原有的知识结构关联起来，让新旧知识发生相互作用，推测出兴奋在神经元之间的传递需要经过一个信号转变过程，在此基础上提供突触的膜电位变化图示，通过讨论交流，完成“兴奋在突触间单向传递”的特点归纳。

4.“精加工策略”让知识融会贯通

美国教育心理学家布鲁纳认为：“人类记忆的首要问题在于组织”。组织好的、系统的知识容易巩固在记忆中，即使忘掉了其中的某一点，通过联想也容易把它恢复重现出来。“精加工”是指对学习材料做精细的加工活动，即通过在要记忆的材料基础上增加相关的信息来达到对新的材料记忆的学习方法。通过形成新旧信息间的附加联系，把所学的新信息和知识联系起来，应用已有的图式和已有的知识使新信息合理化，从而促进对新信息的理解与记忆。对生物学概念和规律的理解，要关注其内涵和外延，在对关键概念全面认知的基础上把那些分散的、零星的、在课本里跳跃性出现的知识点整理出来，对它们进行比较、归纳，找出各部分之间的内在联系和规律性的东西，串联成清晰的知识链，从而使学生对所学知识能上下相互沟通、左右触类旁通。

如，对于“遗传物质”这一知识点的学习，可将分散于必修1、必修2不同章节中有关“细胞中的生物大分子”、“减数分裂”、“DNA的结构和复制”、“基因控制蛋白质的合成”等片断的、零乱的知识点进行梳理，按照“配子、染色体、DNA、基因、蛋白质、性状”这样一条主线来组织内容。

精加工策略一方面能够使新知识与已有知识取得联系，增进对新知识的理解；另一方面经精加工的信息进入已有知识体系中，在以后需要唤起时易于检索。

5.“组织策略”构建知识网络

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关键词：师范教育改革；生物学信息学；课程建设

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）21-0102-02

随着教育的发展，教师体制也不断发生改变，顺应发展的趋势，教师资格证的改革开始不断推进与完善。2012年《国家中长期教育改革和发展规划纲要》精神和教育部部署启动全国中小学和幼儿园教师资格证改革试点工作，2013年《中小学教师资格考试暂行办法》出台并规定：试点启动后入学的师范专业学生申请中小学教师资格应参加教师资格考试。2015年我国正式实施教师资格证国考制度，并实行五年一个周期的注册制度。教师资格证制度的变革是对高师院校实施教学改革的促进同时也是对师范生的挑战。改革制度下更要求提高教师的综合素质和学生能力的培养，而《生物信息学》所具备的专业性与前沿性正是师范教育对学生着重培养的方向与目标。

《生物信息学》是一门交叉学科，包含了对生物信息的获取、加工、存储、分配、分析、解释等在内的所有方面，运用数学、计算机科学和生物学的各种工具阐明和理解大量数据所包含的生物学意义。随着大规模的基因组测序工作的开展，生物学数据获得了大量的积累，生物信息学悄然兴起并得以蓬勃发展。生物信息学使学生了解学科前沿和新技术进展，同时培养学生综合运用知识的能力。但目前多数院校只将其设为选修课程，重视程度很低，而且在教学内容、方法等方面存在一些问题。由于师范教育改革对师范生要求不断提高，课程的学法和内容也要与时俱进，怎样建构新的课程体系是高师院校需要解决的问题。

一、课程教学现状

1.师资力量薄弱。生物信息学不仅对教师专业知识要求高，同时也需要有计算机理论基础的教师来授课。但目前教授生物信息学课程的教师大多都为其他生物学课程的教师，这些教师往往缺乏专业的生物信息学分析软件操作训练和计算机基础，不能将各学科更好融合。

2.教学方法滞后。生物信息学是一门交叉学科，但教师在教学过程依旧采用传统教学方法，计算机辅助教学不常见，这种授课方式不仅效果欠佳也没有发挥此学科的优势。而且在教学过程中不注重培养学生对生物信息学的重要性的认识，所以学生认为该课程只是理论学科，认识不到其对实践操作能力的重要和生物数据分析的意义。

3.实践教学不足。受传统的教学观念影响，教师在教学过程中只注重理论教学忽视实践教学，导致学生所学的理论知识与实践脱节。因为生物信息学对于网络高度依赖，但由于受学时限制，课堂教学的内容有限，实践教学课时数较少，内容也比较简单，缺乏完善的实践教学过程，学生也缺乏实际动手操作的能力。

4.考评方案简单。生物信息学的考核重点是学生对生物信息基本概念的理解，软件操作的掌握程度及生物数据分析解释的能力。但一些学校的考试形式还全部是理论知识，缺少实际操作能力的检验，这种考评办法的评价效能差，而且不能体现学科的特点。

二、课程体系建设优化

1.提高教师素质。教师是教学的核心资源，其知识水平和操作技能都会影响教学的效果。提高教师素质首先要对任课教师开展《生物信息学课程教学改革和实践》专题讲座，其次鼓励教师通过查阅相关文献，了解课程的特点及发展，组织大家进行讨论，再次，也要积极组织教师参加科研活动，提高科研新能力，在科研过程中进一步了解本学科的前沿内容。

2.编写教学标准。如今的教师专业化不只是强调教师要有扎实的理论知识，更要有实践能力。所以生物信息学的课程建设改革要组织新的教学内容，合理安排理论学时特别是实验学时。课程标准对生物信息学的研究内容、现状和发展前景做具体的介绍，主要对生物信息学的基本概念和基本方法进行讲解，重点是分析软件的操作方法和生物学数据库的使用方法的讲解。

3.改进教学方法。师范教育改革意味着对师范生各方面要求的逐渐提高，学生不能只被动接受知识，所以教师在教学中要利用多媒体辅助进行直观教学，演示生物学数据库的浏览与检索，软件的使用，基因序列的检索、基因阅读框架的找寻、序列比对、进化树的构建等操作。教师也可以提供课件和DNASTAR、DNAMAN、MEGA、BIOEDIT等软件安装程序及使用手册等扩大学生的自学空间，使学生的被动学习变为主动学习，也符合师范教育对学生创造能力、应用能力的培养。

4.教学科研结合。生物信息学教学强调能力的培养，且学科的交叉性也能使学生将所学知识与之结合。教师可以鼓励学生参与相关课题研究，学校也可以提供机会让学生参与到创新创业性研究的科研项目中，这样的学习方式可以激发学生对科研的兴趣，巩固课程中所学到的知识，使学生掌握生物信息学课程的实践技能，也更好的体现对师范生创新能力培养。

5.优化理论课结构。师范教育提倡以学生为主体的授课方式，所以课堂可以采取不同的学习方式如小组合作或学生讲述等以此丰富理论课的教学模式。教师可以提出问题由小组成员讨论研究学习，课堂也可以以自讲的方式进行学习，学生通过查阅资料了解学科在临床医学、药物产业等方面的应用以及在后基因组时代的主要研究内容等，不仅掌握了前沿知识同时也锻炼教师技能，对于师范教育培养有很好的促进作用。

6.加强实验课建设。师范教育在强调师范生理论知识的同时更注重实际的操作能力，所以实验教学起着越来越重要的作用，在学习中通过生物数据库的使用，可以提高学生处理生物信息的能力。生物学数据库均可以通过网络提供数据检索服务，学生可以根据理论知识进行相应的实际操作。学院可以进一步开放实验室，为学生创造动手操作的自学实验环境。

7.改革考核方法。考试是检测教学效果的方法，也是促进学生学习的有力手段。如何考核需要制定详细的评价指标体系。生物信息学的考核改革是在基础考核之上增加了小组答辩和论文成绩。小组答辩以生物信息学在疾病研究中的应用为拟设计命题，培养学生协作收集整理相关文献并展示其整合分析结果的能力。论文以蛋白质生物信息学分析在药物靶点挖掘和药物设计中的应用为题。最后根据论文结构完整性和内容独创性、条理逻辑性和学术水平进行评分。

三、课程体系构建的进一步设想

进一步利用网络学习平台慕课扩展生物信息学的理论深度与新技术发展，学生可以进一步接触并利用云计算等技术对大数据进行处理，或基于手机客户端让学生随时可以查询及学习，这样的构建既是生物信息学课程建设的发展，也是培养学生能力的体现。生物信息学课程建设改革对学生综合运用知识的能力起到了促进作用，也加强了理论联系实践的操作能力。生物信息学能够培养学生全面掌握生物学知识，对今后选择生物学科领域的工作有推动作用，也是师范生成为合格人民教师的理论基础。

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[9]吴建盛，李政辉，张悦.强化创新型开放性实验 促进生物信息学课程建设[J].信息通信，2013，（6）.

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人类基因组计划的成功实施使生命科学进入了信息时代。基因组学、蛋白质组学和生物芯片 技术的发展，使得与生命科学相关的数据量呈线性高速增长。对这些数据全面、正确的解读 ，为阐明生命的本质提供了可能。连接生物数据与医学科学研究的是生物信息学(Bioinform atics)。应用生物信息学研究方法分析生物数据，提出与疾病发生、发展相关的基因或基因 群，再进行实验验证，是一条高效的研究途经。医学是研究生命的科学，医学研究在基础上 就注定离不开对生物信息的了解。

我国目前医学研究生教学模式主要有两种, 一是医学本科教育延续过来的理论型, 这种类型 的教育是在本科教学大纲的基础上, 按照教学计划进行理论讲授, 最后按照导师指定的课题 完成毕业论文。这种培养模式突出理论学习, 忽视了实验机能和科研能力的培养。二是科研 能力培养的前轻后重型, 前期只是进行理论授课, 后期由导师指导学生的科研。这种模式虽 然开设了一定的实验项目, 但对研究生科研能力的培养缺乏系统性, 并且前期的培养不足直 接影响到研究生后期的学位课题和论文的进度、质量。

因此，笔者对生物信息学在医学硕士研究生中的教育初探，不但有利于该门课程尚未完全形 成成熟的课程体系之际，为教师学习借鉴先进的教育思想与教学实践经验，更有利于医学硕 士研究生对生物信息学的学习。

1 生物信息学的研究范围

生物信息学是一门新兴的交叉学科，涉及生物学、数学和信息科学等学科领域，并注定以互 联网为媒介，数据库为载体，利用数学知识、各种计算模型，并以计算机为工具，进行各种 生物信息分析，以理解海量分子数据中的生物学含义。

生物信息包括多种类型的数据，如核酸和蛋白质序列、蛋白质二级结构和三级结构的数据等 。由实验获得的核酸蛋白序列和三维结构数据等构成初级数据，由此构建的数据库称初级数 据库。由初级数据分析得来的诸如二级结构、疏水位点、结构域(Domain)，由核酸序列翻译 来的蛋白质以及预测的二级三级结构，称为二级数据。创新算法和软件是生物信息学持续发 展的基础，高通量生物学研究方法和平台技术是验证生物信息学研究结果的关键技术。因此 ，现代生物信息学是现代生命科学与信息科学、计算机科学、数学、统计学、物理学和化学 等学科相互渗透而形成的交叉学科，是应用计算机技术和信息论方法研究蛋白质及核酸序列 等各种生物信息的采集、存储、传递、检索、分析和解读，以帮助了解生物学和遗传学信息 的科学。从其研究所涉及的学科上看，生物信息学是集生物学、数学、信息学和计算机科学 一体化的一门新的科学；从其研究的主要内容上看，基因组信息学、蛋白质的结构模拟以及 药物设计是生物信息学的三个重要组成部分，并有机地结合在一起［1］。

2 医学硕士研究生中的生物信息学教学初探

2.1 课堂教学重在教授实践技巧与方法

生物信息学在医学研究生中的教学应以教授实践技巧为主，以介绍原理为辅，深入浅出，注 重课堂知识与科研实践的紧密结合。课堂讲授应简要介绍生物信息学的相关算法、原理，着 重介绍其使用技巧与方法，真正做到“有的放矢”，而这也是教学的重点和难点。

在教学中对于这部分内容应遵循深入浅出、避繁就简的原则，结合具体实例分析算法，避免 空洞复杂的算法讲解让学生觉得枯燥乏味、晦涩难懂，产生畏惧心理，知难而退；注重讲解 使用技巧与方法的思想和来龙去脉，让学生真正掌握解决问题的思路，培养其科学思维能力 ，并采用探讨式教学鼓励学生思考，通过讨论与研究的方式循序渐进的掌握复杂的内容，介 绍相关的教学和物理学知识，使学生充分体会到生物信息学与其他学科的关系，其他学科的 思想方法对于生物科学的重要性，培养其自觉地将其他学科的方法和思想应用于解决生物 学问题的科学素质。 任何学科都处于不断地发展、更新中，生物信息无论是理论研究还是 应用研究仍处于不断发展完善中，同时随着新的应用领域和新问题的发现，其他学科的方 法也在不断地应用于生物信息学，进一步增加了其多学科交叉融合的深度和广度。

2.2 充分利用现代化教育技术，采用案例教学

目前，高等院校在教室内配备的多媒体投影播放系统，促进了多媒体教学的广泛应用。生物 信息学采用多媒体教学是适应学科特点、提高教学效果和充分利用现代化教育技术的一项基 本要求。作为生物信息学教学的基本模式，多媒体教学使讲解的内容更加直观形象，尤其是 对于具体数据库的介绍以及数据库检索、数据库相似性搜索、序列分析和蛋白质结构预测等 内容涉及到的具体方法和工具的讲解，可以激发学生的学习兴趣，加深学生对知识的理解和 掌握，提高学生理论与实践相结合的能力。

但多媒体教室也有局限性，学生主要以听讲为主不能及时实践，教师讲解与学生实践相脱节 ，如果将生物信息学课程安排在计算机房内进行，并采用多媒体电子教室的教学方式可以解 决上述问题。在教学中采用启发式教学，为学生建立教学情景，学生通过与教师、同学的协 商讨论，参与操作，发现知识，理解知识并掌握知识。例如在讲授“目的基因序列的查寻” 时，除对基本内容的介绍，如数据库的发展、分类等，其他采用案例法，让学生利用搜索工 具查找三大公共核酸数据库，并通过数据库网站的介绍内容对该数据库的发展、内容、特点 进行学习并总结，通过讨论和实际的数据库浏览操作了解三大公共核酸数据库并且掌握数据 库使用方法。

2.3 采用“讲、练”一体化的教学模式，强调学生实践能力的培养

生物信息学课堂教学积极学习借鉴职业培训和计算机课程教学中“讲、练、做”一体化的教 学模式，在理论教学中增加实训内容，在实践教学中结合理论讲授，改变了传统的“以教师 为中心、以教材和讲授为中心”教学方式。

根据教学内容和学生的认知规律，灵活地采用先理论后实践或先实践后理论或边理论边实践 的方法，融生物信息学理论教学与实践操作为一体，使学生的知识和能力得到同步、协调、 综合发展。通常采用先讲后练的方法，即首先介绍原理、方法，之后设计相关的实训内容 让学生上机实践。对于操作性内容和生物信息分析的方法和工具的讲解采取了进行实际演示 的方法，教师边讲解边示范，学生在听课时边听讲边练习或者教师讲解结束后学生再进行练 习，理论与实践高度结合，充分发挥课堂教学的生动性、直观性，加深学生对知识的理解， 培养和提高学生的实践操作能力。

2.4 发挥网络教学优势，优化生物信息学实验教学内容

生物信息学实验教学主要是针对海量生物数据处理与分析的实际需要，培养学生综合运用生 物信息学知识和方法进行生物信息提取、储存、处理、分析的能力，提高学生应用理论知识 解决问题的能力和独立思考、综合分析的能力。生物信息学实验教学内容的选择与安排应按 照循序渐进的原则，针对特定的典型性的生物信息学问题设计，以综合性、设计性实验内容 为主，明确目的要求，突出重点，充分发挥学生的主观能动性和探索精神，以激发学生学习 的主动性和创造性为出发点，加强学生创新精神和实验能力的培养。生物信息学实验教学以 互联网为媒介、计算机为工具，全部在计算机网络实验室内完成。在教学中，充分利用网络 的交互特点实现信息技术与课程的结合。教师通过电子邮件将实验教学内容、实验序列、工 具等传递给学生，学生同样通过电子邮件将实验报告、作业、问题和意见等反馈给教师，教 师在网上批改实验报告后将成绩和评语发送给学生，让学生及时了解自己的学习情况。

生物信息实验教学与现代网络和信息技术密不可分，在教学工作中充分利用现代教育技术较 其他课程更具优势。区别于其他生命科学课程，在教学过程中要求有发达的互联网和计算机 作为必备条件。调查显示国内高校都已建立校园网，其中拥有1000 M主干带宽的高校已占调 查 总数的64.9％，2005年一些综合类大学和理工类院校将率先升级到万兆校园网［2］ ，这些都为生物信息学课程在高校开设提供了良好的物质基础。

2.5 考试无纸化，加强实践能力考核

考试重点是考查学生对生物信息分析的基本方法和技能的掌握程度和对结果的分析解释能力 。因此，在生物信息学考试中尝试引入实践技能考试，重点考核学生知识应用能力。实践技 能考试采用无纸化考试方式，学生在互联网环境下，对序列进行生物信息分析并对结果进行 解释，不仅考核学生对基本知识和基本原理的掌握，而且考查学生进行生物信息分析的实际 能力和分析思考能力。通过实践技能考试，淡化理论考试，克服传统的死记硬背，促进学生 注重提高理论用于实践的综合能力，同时更有效地提高学生计算机应用能力。除采用实践技 能考试并将其作为学生成绩的主要部分外，还加强了对学生平时学习态度、学习能力、创新 思维等方面的考核。

总之，生物信息学教学是网络环境下生物教学的全新内容。通过上述教学措施，提高了学生 的 学习积极性、实践操作能力、解决实际问题的综合应用能力及创新能力，收到了良好的教学 效果，得到了学生的普遍欢迎，具有较强的可操作性和实践性。在今后的教学实践中，随着 教师自身素质的提高和进一步的教学改革将会不断完善生物信息学教学，培养具有“大科学 ”素质和意识的医学研究生人才。

参考文献：