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生物信息學論文優選九篇

時間:2023-03-07 15:21:29

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生物信息學論文

第1篇

一、正在出現的技術

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

1LimHA,BatttR.TIBTECH,1998;16(3)):104

第2篇

(一)教師應通過積極主動的學習和應用,不斷加深對信息技術的認識我認為,要想實現信息技術和生物學科的“整合”,教師首先要對信息技術有一個全面的認識,至少每一位教師要能熟練使用電腦,平時要經常主動上網搜集各種與生物學科相關的信息資料來豐富自己的課堂教學資源,并結合課堂教學內容經常動手制作PPT、FLASH、AUTHWARE等,還要積極學習和掌握電腦的多種應用手段,在不斷嘗試中將其變成自己生活的一部分。

(二)對信息技術與課堂教學整合的理解“整合”實際上是一種課堂教學中呈現出來的狀態,或是效果,每一節課都有具體的任務,都有一定的教學目標。在信息技術的強大功能面前,教學不能退居于后,成為次要部分,無論如何,教學都是首要內容,教學目標的達成,學生獲得的學習結果,都是第一位的東西。利用信息技術的強大功能去實現課堂教學的目標是必要的,但信息技術從屬于課堂教學的地位也是必然的。若信息技術能在教學過程最需要的時刻發揮作用,非常自然真實地成為教學過程中一個環節、一個步驟、一段過程……,這樣狀態下的課堂教學,就成為一種整合狀態,它所達到的效果是我們所追求的課堂教學效果,此刻很難說是教學還是信息技術在起決定性作用,因為它們之間不分彼此,已經完全融為一體,也就整合在一起了。

(三)信息技術在生物課堂教學中的應用1.將微觀世界或宏觀現象通過視頻、動畫、聲音、圖片等形式展現在學生面前,加強了教學的直觀性,激發學生學習的興趣,有利于揭示事物本質,使抽象事物具體化。同時運用信息技術還可以刺激學生的視、聽、看等多種感官,如用形象生動的圖像信號吸引學生的視覺,用音響適中、悅耳精煉的語言信號吸引學生的聽覺,特別是電教媒體的特技效果突破了信息傳遞中的時間和空間的限制,使學生能直觀地看到宏觀世界、微觀世界、遠方或過去的事物,使信息通道得到了無限的延伸和擴展。2.關注全體、分層教學、因材施教,從而激發學生學習興趣,改變學生對學習的倦怠心理,提高學習效率。例如:在學生做題時,可以運用PPT打出不同難度的題,教師通過活動讓不同層次的學生參與其中,這樣既關注了全體,又達到了分層教學,同時也照顧了學困生的自尊心,起到了一舉兩得的作用。

二、在實踐中發現的一些問題

在信息技術與生物學科整合的實踐過程中,我有過困惑,總結過經驗教訓,主要表現在以下幾個方面:

(一)在課堂教學中不能盲目突出信息技術在實際教學中,不能片面追求效果的最優化,不分課型、內容,不顧實際教學需要,盲目使用各種媒體。信息技術只是一種教學工具或教學手段,如果利用得當,它就可以推動教學改革,提高教學質量;如果沒有正確認識信息技術,那么素材、課件等就會變為教師的“電灌”工具。我們如果片面夸大信息技術的效果,排斥傳統的教學手段和方法,如以電子板書替代傳統板書,或是本應使用實物、模型、掛圖等常規教具的情況下,一味使用多媒體技術,就會搞得學生視覺疲勞,失去了觀看的興趣。長此以往,不但會影響信息技術的使用效果,而且還會事倍功半。因此,我們在使用信息技術時,應注意時間長短適中,信息適量,媒體搭配合理、有序、適當,而且要根據不同年齡特點的學生及教學內容需要選擇不同的信息技術手段,內容、設計上不應過于花哨,以免分散學生的注意力。

(二)使用信息技術時,應處理好教師、學生、教材的關系“教師是主導,學生是主體”。我想,不論在傳統的教學模式中還是在信息技術環境下,都不能忽視教師的主導作用和學生的主體地位。在新型的課堂教學中學生應在教師的引導下適當地通過各種媒介進行自主探究、合作交流、主動質疑等來提高判斷事物、解決問題的能力,培養良好的思維習慣。同時教師也能對課堂收放自如,只有這樣才能達到信息技術與課程整合高效性。但大家要注意的是在使用信息技術時不能忽視教材,脫離教材,因為教材承載了當節課的教學內容、學習任務。

第3篇

一、認識信息

同樣重要的信息,有的人善于抓住,有的人卻漠然視之,這正是由于各人的信息意識強弱不同所致。信息,指的是當人們與外界接觸時,有意無意所接受到的一些事物材料,有數字、圖形、文字、影像、動畫、數量關系等。如果能使學生對接受到的這些信息源加以分析、整理,主動獲取自己所需的信息,或找到對自己有利的信息而后加以利用,則將促使他們關注周圍的事物,溝通物理與生活的聯系,大大提高他們的信息意識。

1、感知信息。信息意識形式有兩種:一是被動接受狀態,二是自覺活躍狀態。前者指人們從社會的信息環境中被動地接受事先未料及的信息;后者指信息意識的覺醒狀態,它促使人們制訂信息活動計劃,主動關心和了解各種變化,并做出相應的選擇。物理教學時應力求促使學生從被動接受狀態轉化為自覺活躍狀態,當他們面對一些信息時,能快速做出對信息的判斷并引起思考。這樣久而久之的訓練,學生就能關注起周圍的事物、外界的信息,并對信息加以描述、思考,體會到物理與信息的聯系及價值。

2、評價信息。當信息出現在我們面前時,我們就應及時做出反映并思考,做出相應的判斷,哪些信息是我們是了解,哪些是陌生的,如何評價各類信息?在物理教學時,應多讓學生接觸各種信息,并評價它們,如互相矛盾的信息,相互一致的信息,系統性的信息等,讓學生在評價中提高自己的信息感悟能力。讓學生從中選擇條件再提出相應的問題。將大大提高學生評價各類信息的靈敏度及準確度。

二、感受信息

一個武俠小說迷,只要找到自己想看的武俠小說,便會津津有味地看下去,甚至于不吃不睡。物理教學時,就應盡可能增強學生的信息情感,培養他們類似于“武俠小說迷”的熱衷情感,當他們多次從多方面感受信息時,便能形成某種持久、穩定的、反映心底需求關系的內心體驗,這便是信息情感。當學生形成較穩定的信息情感時,便能產生巨大的信息熱情,這將大大提高他們對信息的敏感性與興趣性。1、對信息的敏感性。不同的人面對同樣信息會有不同的態度,敏感性強的人,面對信息,即便是與知識結構相矛盾或不能解釋的信息,他們會發出疑問:“這是為什么?”從而激發起好奇心和求知欲,進而去探索、實驗,去求知、去尋找原因,他們對信息是熱情的、歡迎的、敏感的,從而不斷地促使自己知識結構的變化,物理教學時就應采用多種形式提高學生對信息的敏感性,便能提高對信息的敏感度,以便周密考慮問題。

2、對信息的興趣性。興趣是最好的老師,興趣是一種持久的情感體驗,人們的信息搜集活動是受信息需求驅使的,影響需求力量的大小主要是需求被意識的清晰程度——意識越明確,行動目標越清楚,信息活動的動機越穩定、持久、強烈,努力程度也就越高。在物理教學時,應有意識地設置各種情境,讓學生在信息輸入時產生濃厚興趣,并能以較穩定、濃厚的興致保持下去,從而以積極、熱情的態度對待信息,這樣將激發他們發出超常的智慧和高漲的熱情,這樣不僅學生提高學生的求知欲,還大大開闊了他們的思維。

三、利用信息

在信息時代,靜態的知識不具有情報信息價值,只有對知識的新認識和深入挖掘,并進行動態處理,才能使其產生推動社會進步的巨大能量。認識和挖掘出知識的現實價值,并利用好它,這才是信息素質的最好體現。只有具有利用信息能力的人,才知道怎樣組織知識,發現和使用信息,他們也才具有終身學習的能力。

第4篇

1996年5月, 國家教委頒發了《全日制普通高級中學生物教學大綱(供試驗用)》(以下簡稱新大綱)。 同年8月,國家教委基礎教育司在山西省大同市召開了全國各省、自治區、直轄市的普教處主任和教研室主任 以及人教社有關負責人參加的“普通高級中學新課程方案研討會”。會上宣布將于1997年秋季在山西、江西、 天津市開始使用新教材,進行新課程方案的試點工作。作為高中二年級開設的生物課,當前抓緊學習新大綱, 為在1998年秋季按照新大綱的要求來試用新教材進行教學,有著現實的意義。現就初學新大綱的一些體會,試 對高中生物新大綱的特點做一淺析,供同行參考。

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。

7.完善了教學大綱的功能和作用

第5篇

1.對整合的實質內涵、目標意義把握不清

一些教師認為信息技術與生物課程整合就是把信息技術與生物學科課程簡單地疊加在一起,在一些生物課中,把一般教室換成信息技術教室、書本換成電子稿、投影儀代替黑板、鍵盤代替粉筆,教學過程仍然“濤聲依舊”。對信息技術環境下教學內容、教學過程、教學資源、教學評價和教學方式等相關因素變革缺乏清晰的認識,沒有理解整合的深刻內涵。

2.整合流于形式,忽略實際效果

有些教師不管教學內容適不適合運用現代信息技術,都要與信息技術掛鉤,以為用到信息技術就是一節好課。甚至整節課都是教師圍繞信息技術教,學生圍繞信息技術學。教師把生物課上成了“夾生飯”,學生吃到嘴里磕牙,吞到肚里不消化,長此以往,學生就會出現厭學癥。

3.忽略生物學科特點,濫用整合

生物作為一門以觀察與實驗為基礎的學科,具有很強的實踐性和科學性。因此生物教學應理論聯系實際,注重應用,這既是生物學科特點的必然體現,也是適應素質教育的迫切需求。但是,許多教師未注意到這些問題,認為整合就是無差異的整合,只要在生物課堂中用到信息技術就行,采用的教學方法全部是統一方法,生搬硬套。不考慮生物學科特點的生硬整合,無法做到生物課程與信息技術的有機融合,結果可想而知。

4.高投入低回報,不愿進行整合

要想實現信息技術與生物教學的有效整合,要求教師投入大量的時間和精力挖掘備整合課程資源,這必然會給本來就辛苦備課,疲于奔命批改作業的教師帶來更大的壓力。同時,學校還必須投入大量的人力、物力、財力,構建校園信息化平臺,建設信息技術教師隊伍等。教師教得辛苦,教學輔助部門配合得辛苦,學生學的效果也不盡如人意,投入和產出不成比例,往往高投入的背后是很低的收益,這導致許多教師也不愿意進行整合。

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”。

4.建立評價機制,讓師生看到整合效益

第6篇

由于教育改革的不斷推進和新課改的要求,推進信息技術與教育的整合已經成為社會關注的重點。初中生物教學對學生的直觀感受和操作效果較為關注,但由于課堂時間、教學條件有限,很多內容在課上無法為學生進行演示,或學生無法親自進行實驗。針對這種現象,本文對信息技術與蘇教版初中生物教學的整合進行了研究,以期能使學生理解得更加深刻、形象。

關鍵詞

信息技術;初中生物;整合

在新課改推動下,教育領域發生了很大變化,目標是為國家培養出具有高學歷、高素質、過硬的實踐能力的優秀人才,符合國家的發展要求。但是,要實現這一目標,就需要在教學實踐中運用現代化的技術指導教學,將兩者進行整合。隨著經濟與科技的不斷發展,新型科技也在不斷走進課程教學,而對于實踐性較強的生物教學來說,實現生物教學與信息技術的整合就顯得十分重要。

一、信息技術在生物教學中的作用

在信息技術中有一種教學方式叫做多媒體教學,將多媒體教學應用到生物教學中,不僅能夠讓學生在學習中進行視覺、聽覺的有機整合,還能讓學生從多方面進行感受,將成果通過更直觀的形式展現出來,可以調節課堂氛圍,提升學習效率。在教學方法上,還能將教師所要表達的思想更直接地表現出來,讓學生對教師的要求更加明確,并有針對性地回答問題,在這種教學模式下,可以讓學生了解到更多的教科書以外的內容,開拓學生的視野。在必要的教學內容中播放相關影片進行教學還能引發學生的思考,加深其對教學內容的掌握程度。同時,學生遇到問題可以隨時提出,教師立即進行解答,改變了傳統的教師只負責教而學生只負責學的教學模式,師生之間進行良好的互動,充分體現了學生的主體地位。

二、將信息技術與生物教學進行整合的益處

(一)提高了學生學習的積極性

傳統的生物教學方式基本都是教師在進行照本宣科的工作,提出的問題也很有局限性,學生只負責學習,對于教師提出的問題經常是處于朦朧狀態,似懂非懂,師生之間進行的互動也較少。新課改以后,教學方式得到了改善并引進了新的教學設備,增添了教學手段。將信息技術與生物教學相整合,教師不僅可以利用多媒體對教學所需的圖像、影視動畫進行綜合處理,還可以根據教學要求自主設置教學主題,將所講內容通過多媒體教學展現得更加直觀,帶動學生的學習積極性,引發學生思考,實現課本與信息技術相結合,增加學生的學習動力。

(二)使教學內容更加貼近學生的生活

現階段的學生在物質生活上已經有了很大的提高,對于網絡信息也不陌生,但網絡技術在發展中有利有弊,所以這就要引導學生正確利用網絡進行學習。網絡中的教學內容是豐富多彩的,具有新穎、更新速度快的特點,便于學生掌握新的知識。在生物教學中運用網絡進行教學,可以幫助學生及時找到要了解的內容,并出色地完成作業。

(三)提高學生的復習效率

在經過一階段或一學期的學習后,教師就要對學生的學習情況進行檢驗,如期中考試、期末考試,這就要求學生將學習內容進行很好的復習,但由于時間有限,不能對所學的各個章節進行重復講解,所以在進行期中考試、期末考試之前,教師可以通過多媒體對以往的教學重點、難點進行播放,對教學內容進行總結,以加深學生對教學內容的印象,從而起到鞏固知識的作用。

三、將信息技術與蘇科版初中生物教學進行整合的具體方法

(一)多媒體教學方式走進課堂

在蘇科版初中生物教學中需要大量的道具,但不能將所需要的道具都拿到課堂上,即便有些道具方便帶到課堂,但由于季節或條件的限制還是在教學中無法充分應用。如在“觀察花的結構”這項實驗中就需要大量的花朵作為道具,這就增加了實驗的難度,沒有任何一種花朵是可以隨意采摘的,所以在實驗中利用多媒體進行教學就可以解決這個問題,不僅可以找到實驗中所需的內容,還能讓學生觀看得更清晰、生動,能很好地解決采摘等帶來的問題。

(二)將信息技術作為師生進行互動的工具

現代技術較為發達,因而要正確利用這一點。學生在學習時難免會遇到困難,可以利用網絡與教師進行互動,但這種教學方法需要教師進行引導,提出問題讓學生進行思考,如在進行“探究唾液淀粉酶對淀粉的消化作用”這項實驗時,自行操作存在一定的困難,這時教師就可以根據實際情況,在網絡上選取相關教學視頻進行教學,通過視頻中的試驗,提出“在這項實驗中淀粉經過唾液淀粉酶的分解后產生了什么變化?”學生會看到,在不同溫度下,加入碘液后淀粉的顏色會不同,在37攝氏度時加入碘液顏色不變,但在100攝氏度時,加入碘液后顏色會呈現藍色,這就增加了學生與教師之間的互動,學生觀察越仔細,收獲也就越多。

(三)運用信息技術生動講解教學內容

現代信息更新較快,教材更新永遠跟不上科學研究,這時就需要教師利用信息技術拓展學生的知識面,將最新的研究成果引入到教學中。如在關于“觀察小魚尾鰭血液的流動”的實驗中需要小魚作為實驗對象,但傳統的實驗方法已經不能適應現代的教學要求,教師就可以選擇最新的實驗方法進行教學,如用載玻片將小魚的尾鰭壓住,關注小魚尾鰭的擺動情況,利用多媒體進行展示,這樣不僅能達到實驗目的,還能讓學生了解到更多的實驗方法。

綜上所述,通過以上的研究發現,將信息技術應用到蘇科版初中生物教學中是必然的,將二者進行整合以后,不僅提升了學生的學習積極性,還讓學生對實驗理解得更深刻。

作者:周婧玉 單位:江蘇省昆山市陸家中學

參考文獻

第7篇

【論文摘要】物理學是一切自然科學和技術科學的基礎,來源于生活實踐又應用于生活實踐,對科學的發展、社會的進步起著不可估量的作用。對于青少年來說,它可以揭開大千世界的奧秘,又可以使他們志向高遠,憧憬未來,應該是學生們最為鐘情的一門課程。然而,有時它竟是學生最為恐懼和頭疼的課程,本文重在解決高中學生學習物理時出現的問題。

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。

【參考文獻】

第8篇

關鍵詞:生物信息學;創新思維;課外訓練;文獻抄讀

隨著生物信息學在生物學、醫學中的廣泛應用,許多高校開始開辦生物信息學專業,培養生物信息學人才。哈爾濱醫科大學是最早開設生物信息本科專業的高校之一。目前,幾十所高校陸續開辦生物信息學專業,包括:東南大學、同濟大學、南方醫科大學等。多學科交叉的特點,使得生物信息學人才的培養面臨極大的困難。生物信息學的本科生需要接受數學、統計學、生物/醫學、計算機科學等多個學科課程的學習。短短的幾年時間對于掌握這些知識,非常困難。更為困難的是,生物信息學的發展速度極快,讀研深造或就業生物信息公司,需要的大多是最新的生物信息學技術[1]。因此,哈爾濱醫科大學采取了課外創新思維訓練的模式,即為學生分配指導教師,學生加入教師所在的科研團隊,學習生物信息知識[2]。本文以哈爾濱醫科大學大慶校區學生為例,探討該模式的經驗和策略。

1生物信息技術培訓

通過宣傳,讓大一的本科生自由報名參加培訓,組織系內有科研經驗的教師對學生開展生物信息基礎知識培訓課程,每年培訓10幾次,每次根據授課教師的準備內容,講授2-4學時。這些課程大部分安排在周末進行,內容主要結合基礎知識和教師科研特點來設定,包括:非編碼RNA基本概念、microRNA、Cytoscape畫圖、統計學方法、聚類分析、二代測序理論知識等,詳見表1。授課場地利用計算機機房,這樣便于學生邊學邊做。學生的課外創新思維與課內創新思維最大的不同在于有效的結合了實踐活動。這些培訓內容均為教師實際從事科研所必須的知識,教師有豐富的實踐經驗。因此,可以學生一邊上課,一邊操作。學生有困難時,教師可以輕松的解答。研究生也可以參與其中,為學生進行答疑,傳授他們實踐知識和編程技巧,有利于學生對知識產生極大的興趣,提升求知欲望。生物信息的一個特點是:高校的科研內容往往與公司所需的技術接近,因此學生對這些內容的深入學習和實踐,對以后的就業有很大的幫助。

2文獻抄讀活動

文獻抄讀是科研中掌握最新研究動態和學習最先進技術的有效手段。從事生物信息科研的教師和研究生一般會定期的進行文獻抄讀。哈爾濱醫科大學大慶校區的生物信息團隊每周有三次的文獻抄讀,往往設定在工作日晚上進行。我們要求自愿參加課外創新思維訓練的本科學生與教師、研究生一同參加文獻抄讀活動。對于低年級的本科生,只需要聽,不需要講。即使這樣安排,低年級學生也很難聽懂,因為文獻抄讀的論文經常發表在頂級期刊,如:nature、science和cell。我們發現,由于低年級學生聽不懂,一段時期內會對生物信息參數厭倦感。有的學生一兩個月后會適應,有的學生需要半年及以上,還有一部分學生堅持不了,選擇退出。這段時期,對于教師和學生都是一個極大的考驗和煎熬。教師往往因為學生多次聽不懂而一籌莫展;學生因為多次聽不懂而灰心。我們采取導師制兼課題組負責的策略,部分緩解了學生和教師的壓力。一位導師帶1至2名低年級學生,科研方向相近的導師形成團隊,共同負責學生的創新思維培養。根據團隊課題方向的特點,選擇方向相近的論文進行文獻抄讀。低年級學生主要聽所在團隊的文獻抄讀活動。有精力時,可以參加其它團隊的文獻抄讀。由于文獻抄讀內容相近,學生的接受程度有了較大的改善。對于高年級的本科生,我們選擇優秀的學生閱讀和講授文獻抄讀。在實踐過程中,發現高年級本科學生更加適合于講生物信息數據庫和軟件使用類的論文。因此,為學生主要分配這兩類論文,但要求學生要講清楚數據庫使用和軟件的操作步驟。當學生站在講臺上為其他學生、尤其教師和研究生講授論文知識后,學生的自信心會有很大的提升。從學生的講授過程,也可以考察學生的邏輯思維能力。往往邏輯思維能力有較大提升的學生,在講授論文時,表達非常清晰。在文獻抄讀過程中,我們注重與實踐結合。如果文獻中有需要使用的軟件和方法。我們會馬上安排學生去實現和使用該方法,然后寫幫助文檔并特異安排一次培訓,讓該學生教會教師、研究生、本科生軟件使用和方法。通過這一策略,一方面學生對文獻抄讀產生更大的興趣,因為文獻抄讀內容有很實用的知識和方法,學生課下可以馬上根據文獻內容來復現結果,并應用在課題組正在進行的課題當中。另一方面,真正為教師的科研起到幫助。教師安排學生立刻復現文獻抄讀內容,可以幫助對文獻理論知識的理解和掌握。學會文獻中的軟件,可以幫助科研的策略選擇。學會文獻中的數據庫使用,可以增加數據量和數據來源。但也需要注意一點,學生的知識面有限,在安排學生任務時,要評估學生是否能夠勝任該任務。

3結束語

本文以介紹生物信息本科生創新思維課外訓練的經驗為例,探討了生物信息學創新思維的培養策略和方法。我們發現本科生參與文獻抄讀活動有利于培養本科生的創新思維。

參考文獻

[1]馮陳晨,李春權.如何培養本科生的科研創新能力.科技創新導報,2015.

第9篇

摘要:生物信息學是較新的交叉學科,大部分文獻資料都是英文的,對學生的專業英Z能力要求較高,僅靠開幾門課遠遠不夠。應用驅動的生物信息學專業英語教學體系在大學英語和專業英語課程的基礎上,以應用為驅動和引導,以網絡資源查詢、專業軟件使用及專業文獻資料的閱讀及寫作為核心內容,使學生在課程設計、綜合實驗及科研等實踐過程中提高專業英語水平,收到了良好的效果。

關鍵詞:應用驅動;生物信息學;專業英語

中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)21-0232-02

一、前言

生物信息學是近年新興的一門交叉學科,其研究內容包含了生物信息的獲取、處理、儲存、分發、分析和解釋等在內的所有方面,它綜合運用數學、計算機科學和生物學的各種工具,來闡明和理解大量數據所包含的生物學意義(張春霆,2000)。與其他的生物學專業一樣,該專業要求學生掌握基本的專業英語閱讀和寫作能力;同時,由于是新興專業,其大部分專業資料,包括專業網絡資源、常用軟件和文獻資料等大都是英文,并且對生物學、計算機及數學領域的專業英語詞匯都有一定要求,因此,生物信息學專業對于專業英語的要求比其他專業更高一些。近年,人們陸續提出將任務或項目驅動教學法(周冬菊等,2011)、CBI(Content-based Instruction)專業英語教學法(智慧,2011)等應用于生物類專業英語教學,并強調網絡資源和應用(劉進平等,2011,2013)以及科研文獻(方強&趙威,2014)等在生物類專業英語教學中的作用。重慶郵電大學生物信息學院生物信息學本科專業通過總結不同的教學方法,結合生物信息學專業自身的特點,系統地提出了應用驅動的生物信息學專業英語教學體系,并收到了良好的教學效果。

二、體系構成

應用驅動的生物信息學專業英語教學體系由兩部分組成:①基礎部分,包括大學英語和生物信息學專業英語;②應用部分,包括雙語教學課程、生物信息學網絡資源、生物學軟件及專業文獻資料閱讀及寫作。內容由淺到深,從基礎教學逐步過渡到專業應用。整個體系以應用為驅動和向導,其核心內容是網絡資源查詢、專業軟件使用及專業文獻資料的閱讀及寫作,其形式主要為課程設計、綜合實驗及學生課外科研。

1.大學英語。大學英語教學分為基礎階段和應用提高階段(田志環,2008),大學英語是基礎階段的主要英語教學形式,在高中階段語法學習的基礎上,鞏固提高學生的英語聽、說、讀、寫能力,為后面的應用階段英語教學奠定基礎。

2.專業英語課程。生物信息學專業英語課程是基礎階段到應用提高階段的過渡,其教材根據本專業的特點采用自編教材,內容除生物信息相關內容外,還兼顧生物、計算機和數學(主要是概率統計)等領域。生物信息學專業英語課程內容分三個層次:專業英語,主要是理科專業英語的特點,常用句型;生物類專業英語,主要是了解生物學專業名詞的構詞特點及熟悉常見生物學專業名詞;生物信息學專業英語,了解生物信息學常見的研究領域,熟悉生物信息學專業詞匯。內容從一般到特殊,學生通過該課程的學習初步了解生物信息學專業英語的特點,掌握基本的專業詞匯。

3.雙語教學專業課。生物信息學專業的雙語課程是整個專業英語教學體系的核心,是學生掌握專業英語詞匯的主要途徑。雙語課程包括分子生物學、進化生物學、Perl程序設計等,其教材采用國外原版教材(影印版),教師上課幻燈片主要用英語,講解用英語+漢語,配合學生的課前預習和課后復習,在掌握專業知識的同時,熟悉生物信息學專業詞匯,提高專業英語閱讀能力。

4.網絡資源。隨著生物信息學的快速發展,網絡上英文的生物信息學資源也越來越多,主要包括生物學數據庫、多媒體生物信息學資料(如新一代測序儀介紹等)及公開課視頻資料。網絡生物數據庫如GenBank、UniProt、Ensembl、Pfam、PDB等包含了大量的生物學數據及分析工具,內容系統完整,更新速度快,是生物科研工作者的寶庫,同時也是生物信息學專業英語學習的寶貴資源。這些數據庫的幫助頁面有詳細的資源介紹及使用方法說明,若能仔細閱讀,在學習這些網絡資源的同時,專業英語能力也會有極大的提高。另外,網絡上的很多公開課,如亞利桑那大學的“生物多樣性”、可汗學院的“生物學”及“概率”、麻省理工學院的“生物學導論”等,都是很好的在線學習資源。

5.生物信息學軟件。生物信息學領域很多常用的軟件,如序列比對軟件BLAST、FAST、TeeCoffee、ClustalW/X系統發育分析軟件MEGA、PAUP、PHYLIP、PAML,新一代測序數據分析軟件Velvet、SOAP、Bowtie、BWA等及其他生物信息學領域的很多軟件的界面及幫助文檔都是英文,在掌握使用這些軟件的同時,也可以熟悉相關領域的英文專業詞匯。

6.專業文獻資料閱讀。在學生的生物信息學課程設計、生物信息學綜合實驗、畢業設計、科研班及創新實驗等課程及活動中,需要閱讀適量的英文文獻。在前面掌握了一定量的專業詞匯的基礎上,通過英文文獻資料的閱讀,進一步提高了學生的專業英語閱讀水平,并初步掌握生物信息學專業英語寫作的基本要求,對于學生以后的研究生階段的學習或專業相關工作奠定了專業英語基礎。

三、教學效果

專業英語學習的最終目的是應用,主要包括專業英語文獻資料的閱讀及論文寫作,因此,對于教學效果也主要從閱讀和寫作兩方面進行評價。

1.專業英語閱讀。經過幾年系統的專業英語學習,學生從入學時覺得專業英語神秘莫測,看到英文資料就跳過,到畢業時能比較順利地閱讀專業文獻資料,查詢GenBank等英文專業數據庫,也不再害怕使用英文界面的專業軟件。

2.專業英語寫作。在專業英語閱讀能力提高的基礎上,學生的專業英語寫作能力也有了較大提高。尤其是科研班的同學,基本上可以用英語將自己的科研工作總結成論文初稿,畢業論文中的英文摘要也較少出現語法和拼寫錯誤。

經過四年的學習,學生生物信息學專業英語的閱讀和寫作能力都有了較大提高,為進一步的學習和工作打下了良好的基礎。

四、結語

該體系以應用為導向,從基礎到應用,由易到難,主要培養學生的生物信息學專業英語閱讀能力,兼顧專業英語寫作訓練,取得了較好的效果。英語的學習是一個積累與逐步提高的過程,專業英語更是如此,尤其是專業詞匯的積累需要大量的閱讀與寫作實踐。因此,要使學生學好專業英語,僅靠開幾門課是遠遠不夠的。學生通過課程設計及生物信息學綜合實驗等應用性課程及課外科研活動,在掌握了專業知識的同時提高了專業英語閱讀和寫作能力,為進一步深造打下基礎。

參考文獻:

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[3]智慧.基于CBI教學理念的生物信息學專業英語教學模式設計[J].創新教育,2011,(28).

[4]劉進平,莊南生,王英,唐燕瓊,許云,黃小龍.生物類專業英語利用互聯網資源輔助教學法[J].科技信息,2011,(14).

[5]劉進平,莊南生,王英,唐燕瓊,許云,黃小龍.“以應用為中心”的生物類專業英語教學改革與實踐[J].大學教育,2013,(12).

[6]方強,趙威.將科研文獻引入生物科學專業英語的教改實踐和探討[J].教育科學論壇,2014,(32).

[7]田志環.生物學專業英語教學的探索與實踐[J].高教論壇,2008,(5).

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