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生物信息學(xué)的優(yōu)勢范文第1篇

一、學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。以實(shí)驗(yàn)為中心、以實(shí)驗(yàn)帶動知識點(diǎn)是新課標(biāo)最明顯的特點(diǎn)

因此，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)不僅對于完成整個實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要，而且是以實(shí)驗(yàn)帶動知識點(diǎn)的佐證。例如，在觀察細(xì)胞有些分裂的實(shí)驗(yàn)過程之前，教師通過多媒體課件先復(fù)習(xí)細(xì)胞有絲分裂的過程、了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒗斫鈱?shí)驗(yàn)原理，有助于學(xué)生對細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的描述，使學(xué)生有理可依，避免盲目實(shí)驗(yàn)。

二、監(jiān)控實(shí)驗(yàn)過程

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課上，學(xué)生自己動手操作實(shí)驗(yàn)步驟，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。老師不能同步的和每個學(xué)生一起去觀察他們實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以及實(shí)驗(yàn)失敗的原因。這種情況下，師生互動就會脫節(jié)。而運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，將每臺帶有顯微攝像的計(jì)算機(jī)和實(shí)驗(yàn)老師的主機(jī)相連，所有同學(xué)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都能夠同時在屏幕上看到，老師可以隨時點(diǎn)評同學(xué)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析失敗或成功的原因，學(xué)生在自己動手實(shí)驗(yàn)操作的基礎(chǔ)上，有了一種成功或失敗的體驗(yàn)，師生互動更加的和諧，這樣更加有利于學(xué)生對新知識的掌握，而且學(xué)生邊實(shí)驗(yàn)，邊研究，邊討論，創(chuàng)造性思維的意識在此過程中也可以不斷增強(qiáng)。

三、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由于有些實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠清晰或受到時空條件限制的原因，不能滿足教學(xué)的實(shí)際需求，需教師在真實(shí)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上再以模擬進(jìn)行補(bǔ)充。例如：《葉綠體色素的提取和分離》實(shí)驗(yàn)中，教材上的葉綠體色帶分布自下而上是橙黃色的胡蘿卜素、黃色的葉黃素、藍(lán)綠色的葉綠素a及黃綠色的葉綠素b，而我們在實(shí)驗(yàn)中由于條件的限制和其它外界因素的干擾導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不清。這種情況下，我們可以說明原因，并用計(jì)算機(jī)模擬獲取準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，糾正實(shí)驗(yàn)中的誤差。

四、再現(xiàn)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)

生物學(xué)發(fā)展的過程是科學(xué)家不斷探索的過程，生物科學(xué)史上有許多偉大的發(fā)現(xiàn)和經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。在教學(xué)過程中，重現(xiàn)這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)使學(xué)生身臨其境地體驗(yàn)科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)歷程，認(rèn)識到科學(xué)是一個不斷發(fā)現(xiàn)、不斷進(jìn)步的過程，促使學(xué)生用辨證的目光、理性的思維學(xué)習(xí)生物學(xué)。學(xué)習(xí)光合作用時，利用靜態(tài)掛圖配合教師“生動”講解來“講實(shí)驗(yàn)”，教學(xué)效果很不理想，學(xué)生印象不深刻。但相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備比較復(fù)雜，在中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室里不能做。我們就可以利用動畫再現(xiàn)普利斯特利、英格豪斯、梅耶、薩克斯、魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)，揭示植物生命活動的奧秘，可以讓學(xué)生認(rèn)識到生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙和嚴(yán)密，逐步探究光合作用的原料、產(chǎn)物、場所和條件。這樣學(xué)生易于接受，教學(xué)效果非常理想。

五、演示實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)是直觀教學(xué)的一種高級形式，演示實(shí)驗(yàn)既可以演示實(shí)驗(yàn)的全過程，也可以演示實(shí)驗(yàn)的一部分；既可通過演示實(shí)驗(yàn)傳授生物學(xué)新知識，也可以驗(yàn)證鞏固生物學(xué)知識，或是指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)操作等實(shí)踐活動。教師課堂演示實(shí)驗(yàn)由于時間和條件的限制往往存在一定的難度，實(shí)驗(yàn)失敗或者無法使全班同學(xué)清楚地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，影響教學(xué)效果。因此在有限的資源下充分利用多媒體演示實(shí)驗(yàn)可有效地解決這些困難。例如，滲透作用演示實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象需要時間過長，而且只有靠近講臺的學(xué)生能看清楚，教師就可以采用多媒體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的演示。又如，在學(xué)習(xí)“基因工程及其應(yīng)用”這一節(jié)時，出于實(shí)驗(yàn)室條件的限制教師可用視頻、錄像等多媒體技術(shù)演示基因工程操作實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生易于理解抽象的實(shí)驗(yàn)步驟。

六、模擬實(shí)驗(yàn)

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)多數(shù)是微觀的、連續(xù)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程快速、瞬間完成，學(xué)生只能較抽象地推斷變化過程。另外，有些生物實(shí)驗(yàn)需要較長時間才能完成，如植物栽培、種子萌發(fā)等。軟件技術(shù)可以模擬許多現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)儀器無法做的實(shí)驗(yàn)或代替現(xiàn)有的一些實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，這樣可以將復(fù)雜的問題簡單化，將漫長或瞬間的生命過程變成可控、有序的演示過程。例如，《神經(jīng)調(diào)節(jié)》中的“興奮的傳導(dǎo)”這個難點(diǎn)，教師用傳統(tǒng)教學(xué)手段難于講清，學(xué)生難于理解，而用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬興奮在“神經(jīng)元內(nèi)”“神經(jīng)元間”的電位變化和突觸內(nèi)遞質(zhì)的釋放過程，以及電位傳導(dǎo)和化學(xué)刺激的轉(zhuǎn)化，學(xué)生很容易在頭腦中形成刺激－膜電位變化－突觸遞質(zhì)－膜電位變化這條一體化興奮傳導(dǎo)路線，從而理解興奮的傳導(dǎo)機(jī)制，達(dá)到教學(xué)目的。再 如《基因的分離定律》中基因分離定律的實(shí)質(zhì)是本節(jié)的難點(diǎn)所在，如果教師利用多媒體演示減數(shù)分裂的過程：減數(shù)分裂前期同源染色體聯(lián)會形成四分體，第一次減數(shù)分裂同源染色分開，這時位于一對同源染色體上的等位基因會隨著同源染色體的分開而分離，分別獨(dú)立分配到兩個配子中遺傳給后代。學(xué)生通過對減數(shù)分裂過程的理解很容易接受分離定律的實(shí)質(zhì)，從而突破本課的難點(diǎn)。在課堂上有效地利用多媒體技術(shù)前串后連、突破時空局限，可使學(xué)過的知識瞬時再現(xiàn)，大大節(jié)省教學(xué)時間，提高教學(xué)效率，提高教學(xué)質(zhì)量。但要注意避免不顧教學(xué)實(shí)際一味地利用課件的現(xiàn)象。

七、記錄實(shí)驗(yàn)過程

有些實(shí)驗(yàn)在課堂教學(xué)環(huán)境或?qū)嶒?yàn)室中無法完成的情況下，教師可以布置學(xué)生利用課余時間完成，采用數(shù)碼攝像機(jī)等儀器記錄整個實(shí)驗(yàn)過程。例如，選修中的制作腐乳和泡菜等實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生回家親自動手做腐乳和泡菜，定期拍攝實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，然后把腐乳和泡菜帶到課堂上展示，分享實(shí)驗(yàn)成果，有利于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)情感的發(fā)展。此外，探究生態(tài)瓶中群落的演替實(shí)驗(yàn)也需要學(xué)生在課余時間才能完成。長時間的實(shí)驗(yàn)通過快速播放將幾天甚至是幾個月的演替過程高度濃縮，親身實(shí)踐，有理有據(jù)。

八、評價實(shí)驗(yàn)教學(xué)

生物信息學(xué)的優(yōu)勢范文第2篇

關(guān)鍵詞：生物實(shí)驗(yàn)教學(xué) 信息技術(shù) 生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合

信息技術(shù)是指在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的支持下，用以采集、存貯、處理、傳遞和顯示包括文字、數(shù)據(jù)、聲音、圖象在內(nèi)的各種信息的一系列現(xiàn)代化技術(shù)。從中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中所使用的信息技術(shù)來看，信息技術(shù)主要指利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行的多媒體課件制作與應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

將信息技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，它使學(xué)生手、腦、眼、耳并用，能充分地激起學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)的興趣，從而達(dá)到優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課教學(xué)結(jié)構(gòu)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維的良好教學(xué)效果。多媒體課件上直觀的畫面，對于生物實(shí)驗(yàn)中抽象內(nèi)容的教學(xué)，起到了很好的輔助作用。因此，將信息技術(shù)與生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)相整合的教學(xué)模式，既能夠給實(shí)驗(yàn)教學(xué)注入一股新生活力，又能夠使老師從難以理解的實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中得到解放，是一種受老師和學(xué)生歡迎的新型模式。

一、利用PPT幻燈片和Flas進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，化枯燥為生動

興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)最好的老師。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，會將精力和熱情集中于使自己感興趣的課程和內(nèi)容。而高中生物實(shí)驗(yàn)在介紹原理、材料、步驟時較多采用文字、圖片以及流程圖的形式，對學(xué)生而言，這樣的展示較為枯燥。但若把單調(diào)的文字說明轉(zhuǎn)變成生動形象的動畫過程，利用交互式計(jì)算機(jī)多媒體課件產(chǎn)生出一種圖文并茂、豐富多彩的人機(jī)交互方式，容易激發(fā)學(xué)生的求知興趣，培養(yǎng)學(xué)習(xí)情感，形成學(xué)習(xí)動機(jī)。

例如在《光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程》的科學(xué)發(fā)現(xiàn)史實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于科學(xué)發(fā)現(xiàn)史的課程一般不能在課堂上再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，所以教師用現(xiàn)代多媒體動畫及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)置簡單的生物游戲，讓學(xué)生利用電腦把長達(dá)兩個世紀(jì)的實(shí)驗(yàn)通過幾分鐘輕松構(gòu)建出來。這種教學(xué)方式，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)樂趣，更重要的是讓學(xué)生在課堂上把所學(xué)知識有效的應(yīng)用到實(shí)際中。在《探究植物細(xì)胞的吸水和失水》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師避開了傳統(tǒng)的用涼拌菜實(shí)物演示法，另辟蹊徑，設(shè)計(jì)Flas演示紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的吸水和失水的過程。在這個Flash中，教師還可給予學(xué)生展示尿素、乙二醇、NaCl等能使植物細(xì)胞發(fā)生自動質(zhì)壁分離復(fù)原的過程。學(xué)生通過動畫一看，物質(zhì)進(jìn)入造成再復(fù)原既了解了實(shí)質(zhì)又有興趣。再加上設(shè)成動漫感覺更好。

二、利用視頻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，化生疏為熟悉

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中我們有很多實(shí)驗(yàn)操作在農(nóng)村學(xué)校條件較差的偏遠(yuǎn)地區(qū)是無法開展的，因?yàn)槭艿綏l件的限制，那又怎樣能讓同學(xué)們開展呢？我們可以用視頻來解決這個問題，同學(xué)們除了老師上課講了，自己可以通過在網(wǎng)絡(luò)上下載視頻資源反復(fù)觀看，然后熟悉每一步，同時自己可以提出問題相互交流討論。就是有的實(shí)驗(yàn)有條件做。我們也可以學(xué)生做以后再看看別人的做法，反思自己的實(shí)驗(yàn)不足、不成功或不同的原因。

例如《探究酵母菌呼吸方式》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們通過視頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，按照給出的操作流程，學(xué)生做了，但有的學(xué)生卻提出了一些實(shí)驗(yàn)思路，覺得有氧呼吸的實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)當(dāng)在其中再加一個檢驗(yàn)通入的氣體中是否還含有二氧化碳。這時就有不同之處了，但通過討論，學(xué)生的這種思路更為嚴(yán)密。比我們教材做的實(shí)驗(yàn)更加嚴(yán)謹(jǐn)。同時通過鼓勵也增加了學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的信心和興趣。

三、利用傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，化微觀為宏觀

利用傳感器進(jìn)行生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),不僅可開拓現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個新的領(lǐng)域,而且能改變并彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法的不足,更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,將以往的定性實(shí)驗(yàn)提高為定量研究實(shí)驗(yàn),解決了如何進(jìn)行定量研究實(shí)驗(yàn)的問題。

例如在《探究酵母菌呼吸方式》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師引入傳感器，引導(dǎo)學(xué)生利用傳感器與計(jì)算機(jī)的連接，將酵母菌在呼吸過程中產(chǎn)生二氧化碳的量用曲線形象的展示出來。教師引入的傳感器的教學(xué)，有別于傳統(tǒng)教學(xué)儀器的使用。特別是對于細(xì)胞呼吸，光合作用這些只能通過長時間實(shí)驗(yàn)，只能進(jìn)行定性的實(shí)驗(yàn)變?yōu)橹庇^的數(shù)據(jù)，而且可以在短時間之內(nèi)完成。可以說教學(xué)儀器的進(jìn)步實(shí)現(xiàn)了生物學(xué)教學(xué)質(zhì)的飛躍。同時教師還可利用濁度傳感器，快速、準(zhǔn)確的記錄了酵母菌生長過程中培養(yǎng)液濁度的變化，對學(xué)生理解種群數(shù)量變化的規(guī)律起到良好的輔助作用。

傳感器是學(xué)生感官的延伸,精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn)，拓展學(xué)生探究日常生活中生物現(xiàn)象的能力，激發(fā)學(xué)生探究的欲望。強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和開放的平臺有利于學(xué)生通過努力發(fā)現(xiàn)問題尋找規(guī)律，有利于學(xué)生將所掌握的信息技術(shù)知識運(yùn)用到數(shù)據(jù)處理中。傳感器技術(shù)應(yīng)用于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)手段的革新，是教育技術(shù)的進(jìn)步,它使教學(xué)方法多樣化，教學(xué)模式交互化，拓展了教學(xué)理念。

四、利用計(jì)算機(jī)模擬演示微觀世界的數(shù)量變化，化難為易

學(xué)生僅憑書本上的文字是很難把握學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)的。計(jì)算機(jī)課件具有方便的進(jìn)程可控制性和可操作性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中通過將抽象的文字與形象的動畫緊緊地聯(lián)系在一起，教師有意識地掌握好課件進(jìn)程和上課的節(jié)奏，這既加快了學(xué)生的認(rèn)知速度也解決了他們在看書自學(xué)過程中遇到的難題。

在《探究影響酶活性的條件》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師利用計(jì)算機(jī)展示學(xué)生所做數(shù)據(jù)溫度、pH等因素對酶活性影響的曲線，使學(xué)生在輕松愉悅的環(huán)境中解決教學(xué)的重難點(diǎn)，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。同樣，在《探究植物細(xì)胞的吸水和失水》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，經(jīng)常會有學(xué)生因?yàn)闆]有充分理解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和基本要求，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果不佳，甚至失敗。利用現(xiàn)代先進(jìn)的信息技術(shù)，我們可以輕松地實(shí)現(xiàn)多角度，全方位地展示實(shí)驗(yàn)操作的過程和手法，對微小材料的操作處理演示過程，也可以通過放大，清楚地展現(xiàn)在學(xué)生面前。在這種引導(dǎo)下，學(xué)生能直觀理解實(shí)驗(yàn)操作的流程，順利地完成實(shí)驗(yàn)的操作。

五、利用電子白板，化復(fù)雜為簡單

交互式電子白板是一種國際上新近崛起的替代傳統(tǒng)黑板、粉筆的數(shù)字化教學(xué)演示設(shè)備。集傳統(tǒng)的黑板、計(jì)算機(jī)、投影儀等多種功能于一身，使用非常方便。它繼承普通黑板并加以改進(jìn)，整合現(xiàn)代多媒體教學(xué)技術(shù)，在交互式學(xué)習(xí)、合作式學(xué)習(xí)、啟發(fā)式學(xué)習(xí)等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢，為教學(xué)多元化提供良好的平臺。

例如在教學(xué)《探究影響酶活性的條件》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中， 為了突破教學(xué)中的難點(diǎn)即溫度對酶活性影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，利用電子白板中的拖動功能和畫圖功能，加以演示實(shí)驗(yàn)步驟，以形象的方式展示一個復(fù)雜抽象的過程，這樣以來教學(xué)的難點(diǎn)也就被破解了。

總之，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，必然會帶動新課程標(biāo)準(zhǔn)教育教學(xué)多方面的改革。信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合融入到我們?nèi)粘＝虒W(xué)中，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使微觀的實(shí)驗(yàn)世界宏觀展現(xiàn)，使抽象的實(shí)驗(yàn)直觀化，使復(fù)雜較難的問題簡單化。是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率的重要途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何 輝：《信息技術(shù)與課程整合》

[2] 唐涌波：《信息技術(shù)與高中生物教學(xué)整合的特性》

生物信息學(xué)的優(yōu)勢范文第3篇

【關(guān)鍵詞】 信息技術(shù) 生物學(xué)教學(xué) 多媒體 整合

【中圖分類號】 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1006-5962（2013）02（b）-0036-01

信息技術(shù)與生物課程整合，就是把信息技術(shù)與生物學(xué)科教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，將信息技術(shù)與生物學(xué)科課程的教與學(xué)融為一體。其中，生物科學(xué)知識是學(xué)習(xí)的載體，信息技術(shù)作為工具和手段滲透到生物教學(xué)之中。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)家赤瑞特拉作過兩個著名的心理實(shí)驗(yàn)。一個是關(guān)于人類獲取信息的來源，即人類獲取信息主要通過哪些途徑。他通過大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí)：人類獲取的信息83%來自視覺，11%來自聽覺，這兩個加起來就有94%。還有3.5%來自嗅覺，1.5%來自觸覺，1%來自味覺。信息技術(shù)既看得見，又聽得見，還能用手操作，這樣通過多種感官的刺激所獲取的信息量，比單一地聽老師講課更有效。另一個實(shí)驗(yàn)是關(guān)于知識保持，即記憶持久性的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果是這樣的：人們一般能記住自己閱讀內(nèi)容的10%，自己聽到內(nèi)容的20%，自己看到內(nèi)容的30%，自己聽到和看到內(nèi)容的50%，在交流過程中自己所說內(nèi)容的70%。這就是說，如果既能聽到又能看到，再通過討論、交流，用自己的語言表達(dá)出來，知識的保持將大大優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)的效果。

因此，將信息技術(shù)與生物課堂教學(xué)有機(jī)地整合起來，這種教學(xué)方式與傳統(tǒng)教學(xué)相比較存在著巨大的優(yōu)勢。

1 提供豐富的多媒體信息

教師在準(zhǔn)備教案時，需要大量的資料及信息源。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師只能通過書本、掛圖、模型等有限手段向?qū)W生傳授信息，這樣的信息來源是非常有限的。而在多媒體教學(xué)中，師生可以搜集大量的資料信息，這些資料信息的獲取途徑是多種多樣的，教師可以通過電腦從網(wǎng)絡(luò)中得到的文字、圖像、聲音、動畫、視頻，甚至三維虛擬現(xiàn)實(shí)等多方位信息用于課件制作，使教學(xué)內(nèi)容更豐富多彩，教學(xué)方法更靈活多樣。

2 全面優(yōu)化課堂教學(xué)

生物學(xué)是一門自然科學(xué)，它反映的是千姿百態(tài)的生物界、變幻莫測的生物體。傳統(tǒng)的教學(xué)方法和固有的教學(xué)手段，如掛圖、模型等較為枯燥、抽象、呆板，難以表現(xiàn)其動態(tài)變化過程，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如果運(yùn)用信息技術(shù)于課堂教學(xué)，借助電腦、數(shù)碼投影機(jī)和視頻展示臺等多媒體工具，在屏幕上向?qū)W生展示圖、文、聲、像相結(jié)合的精彩內(nèi)容，吸引力大，渲染性強(qiáng)。教師向?qū)W生講授時，還可以借助擴(kuò)音系統(tǒng)使同學(xué)們聽得更清楚，若配上優(yōu)美的輕音樂，則可欣賞性更強(qiáng)。

2.1 改善教學(xué)環(huán)境與教學(xué)方法

通過信息技術(shù)與生物課程的有效整合，可以為生物教學(xué)構(gòu)建一個多媒體、網(wǎng)絡(luò)和智能有機(jī)結(jié)合的個別化、交互式、開放性的動態(tài)教學(xué)環(huán)境，為創(chuàng)建新型的學(xué)科教學(xué)模式提供了最理想的教學(xué)環(huán)境和切實(shí)可行的道路。教學(xué)方法可由原來單純的基于歸納或演繹的講解轉(zhuǎn)變?yōu)榛凇扒榫硠?chuàng)設(shè)”、“主動探索”、“協(xié)作學(xué)習(xí)”、“會話商討”和“意義建構(gòu)”等多種新型教學(xué)方法的綜合運(yùn)用。學(xué)生置身于這樣一個輕松、和諧的教學(xué)情境中，學(xué)習(xí)興趣會得到極大的提高，學(xué)習(xí)的主動性也將得到更大的激發(fā)。

2.2 使教學(xué)變得高效輕松

多媒體輔助教學(xué)，能使抽象的內(nèi)容具體化、形象化，使學(xué)生能較好地理解教師難以用語言講清的事物原理，縮短了授課時間，有效地提高了課堂教學(xué)效率。比如，利用Word寫成的電子教案，只要調(diào)整一下字體大小就可以在網(wǎng)絡(luò)平臺的屏幕上一幕幕地清晰投影出來；利用簡易的PowerPoint制作的課件進(jìn)行教學(xué)，可以把標(biāo)準(zhǔn)的文字以動態(tài)的效果一幕幕地展示，需要時還可以把一些反映重點(diǎn)和難點(diǎn)的動畫反復(fù)地、有選擇地加以觀看；利用Flash制作的課件，動感更強(qiáng)，更有吸引力和渲染性；運(yùn)用網(wǎng)頁課件進(jìn)行教學(xué)，界面美觀、導(dǎo)航清晰、操作方便、效果顯著。因此，充分運(yùn)用信息技術(shù)于課堂教學(xué)，可使教學(xué)變得高效輕松。

2.3 提高教與學(xué)的效率，改善教與學(xué)的效果，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式

在新的教學(xué)環(huán)境中，教師應(yīng)放下權(quán)威者的架子，從知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢n程的組織者、情感的支持者、學(xué)習(xí)的參與者、信息的咨詢者”。教師的任務(wù)不再只是講授和歸納，而是對學(xué)生的多種學(xué)習(xí)活動進(jìn)行指導(dǎo)、計(jì)劃、組織、協(xié)調(diào)，促進(jìn)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的形成，加強(qiáng)對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。學(xué)生從被動接受的知識容器和知識受體轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃咏?gòu)的知識主宰、教學(xué)活動的積極參與者。實(shí)施生物學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的有機(jī)整合，在多媒體、網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)環(huán)境下，以“學(xué)”為中心的交互式教學(xué)方式有了得天獨(dú)厚的土壤。教學(xué)方式由傳統(tǒng)的以“教”為中心逐漸向以“學(xué)”為中心轉(zhuǎn)變，既能幫助學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)，又能培養(yǎng)學(xué)生收集和處理各種生物信息，解決生物科學(xué)問題的能力，提高教與學(xué)的效率，改善教與學(xué)的效果，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。

生物信息學(xué)的優(yōu)勢范文第4篇

中圖分類號： G643；Q-3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B 文章編號： 1008-2409(2008)05-0967-03

人類基因組計(jì)劃的成功實(shí)施使生命科學(xué)進(jìn)入了信息時代?；蚪M學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和生物芯片 技術(shù)的發(fā)展，使得與生命科學(xué)相關(guān)的數(shù)據(jù)量呈線性高速增長。對這些數(shù)據(jù)全面、正確的解讀 ，為闡明生命的本質(zhì)提供了可能。連接生物數(shù)據(jù)與醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的是生物信息學(xué)(Bioinform atics)。應(yīng)用生物信息學(xué)研究方法分析生物數(shù)據(jù)，提出與疾病發(fā)生、發(fā)展相關(guān)的基因或基因 群，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，是一條高效的研究途經(jīng)。醫(yī)學(xué)是研究生命的科學(xué)，醫(yī)學(xué)研究在基礎(chǔ)上 就注定離不開對生物信息的了解。

我國目前醫(yī)學(xué)研究生教學(xué)模式主要有兩種, 一是醫(yī)學(xué)本科教育延續(xù)過來的理論型, 這種類型 的教育是在本科教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上, 按照教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行理論講授, 最后按照導(dǎo)師指定的課題 完成畢業(yè)論文。這種培養(yǎng)模式突出理論學(xué)習(xí), 忽視了實(shí)驗(yàn)機(jī)能和科研能力的培養(yǎng)。二是科研 能力培養(yǎng)的前輕后重型, 前期只是進(jìn)行理論授課, 后期由導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生的科研。這種模式雖 然開設(shè)了一定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目, 但對研究生科研能力的培養(yǎng)缺乏系統(tǒng)性, 并且前期的培養(yǎng)不足直 接影響到研究生后期的學(xué)位課題和論文的進(jìn)度、質(zhì)量。

因此，筆者對生物信息學(xué)在醫(yī)學(xué)碩士研究生中的教育初探，不但有利于該門課程尚未完全形 成成熟的課程體系之際，為教師學(xué)習(xí)借鑒先進(jìn)的教育思想與教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，更有利于醫(yī)學(xué)碩 士研究生對生物信息學(xué)的學(xué)習(xí)。

1 生物信息學(xué)的研究范圍

生物信息學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，涉及生物學(xué)、數(shù)學(xué)和信息科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域，并注定以互 聯(lián)網(wǎng)為媒介，數(shù)據(jù)庫為載體，利用數(shù)學(xué)知識、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。

生物信息包括多種類型的數(shù)據(jù)，如核酸和蛋白質(zhì)序列、蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)等 。由實(shí)驗(yàn)獲得的核酸蛋白序列和三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)等構(gòu)成初級數(shù)據(jù)，由此構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫稱初級數(shù) 據(jù)庫。由初級數(shù)據(jù)分析得來的諸如二級結(jié)構(gòu)、疏水位點(diǎn)、結(jié)構(gòu)域(Domain)，由核酸序列翻譯 來的蛋白質(zhì)以及預(yù)測的二級三級結(jié)構(gòu)，稱為二級數(shù)據(jù)。創(chuàng)新算法和軟件是生物信息學(xué)持續(xù)發(fā) 展的基礎(chǔ)，高通量生物學(xué)研究方法和平臺技術(shù)是驗(yàn)證生物信息學(xué)研究結(jié)果的關(guān)鍵技術(shù)。因此 ，現(xiàn)代生物信息學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)與信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、物理學(xué)和化學(xué) 等學(xué)科相互滲透而形成的交叉學(xué)科，是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息論方法研究蛋白質(zhì)及核酸序列 等各種生物信息的采集、存儲、傳遞、檢索、分析和解讀，以幫助了解生物學(xué)和遺傳學(xué)信息 的科學(xué)。從其研究所涉及的學(xué)科上看，生物信息學(xué)是集生物學(xué)、數(shù)學(xué)、信息學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué) 一體化的一門新的科學(xué)；從其研究的主要內(nèi)容上看，基因組信息學(xué)、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)模擬以及 藥物設(shè)計(jì)是生物信息學(xué)的三個重要組成部分，并有機(jī)地結(jié)合在一起［1］。

2 醫(yī)學(xué)碩士研究生中的生物信息學(xué)教學(xué)初探

2.1 課堂教學(xué)重在教授實(shí)踐技巧與方法

生物信息學(xué)在醫(yī)學(xué)研究生中的教學(xué)應(yīng)以教授實(shí)踐技巧為主，以介紹原理為輔，深入淺出，注 重課堂知識與科研實(shí)踐的緊密結(jié)合。課堂講授應(yīng)簡要介紹生物信息學(xué)的相關(guān)算法、原理，著 重介紹其使用技巧與方法，真正做到“有的放矢”，而這也是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

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

2.2 充分利用現(xiàn)代化教育技術(shù)，采用案例教學(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 對于具體數(shù)據(jù)庫的介紹以及數(shù)據(jù)庫檢索、數(shù)據(jù)庫相似性搜索、序列分析和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測等 內(nèi)容涉及到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)生對知識的理解和 掌握，提高學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力。

但多媒體教室也有局限性，學(xué)生主要以聽講為主不能及時實(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)房內(nèi)進(jìn)行，并采用多媒體電子教室的教學(xué)方式可以解 決上述問題。在教學(xué)中采用啟發(fā)式教學(xué)，為學(xué)生建立教學(xué)情景，學(xué)生通過與教師、同學(xué)的協(xié) 商討論，參與操作，發(fā)現(xiàn)知識，理解知識并掌握知識。例如在講授“目的基因序列的查尋” 時，除對基本內(nèi)容的介紹，如數(shù)據(jù)庫的發(fā)展、分類等，其他采用案例法，讓學(xué)生利用搜索工 具查找三大公共核酸數(shù)據(jù)庫，并通過數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站的介紹內(nèi)容對該數(shù)據(jù)庫的發(fā)展、內(nèi)容、特點(diǎn) 進(jìn)行學(xué)習(xí)并總結(jié)，通過討論和實(shí)際的數(shù)據(jù)庫瀏覽操作了解三大公共核酸數(shù)據(jù)庫并且掌握數(shù)據(jù) 庫使用方法。

2.3 采用“講、練”一體化的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)

生物信息學(xué)課堂教學(xué)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，改變了傳統(tǒng)的“以教師 為中心、以教材和講授為中心”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，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)生的知識和能力得到同步、協(xié)調(diào)、 綜合發(fā)展。通常采用先講后練的方法，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。對于操作性內(nèi)容和生物信息分析的方法和工具的講解采取了進(jìn)行實(shí)際演示 的方法，教師邊講解邊示范，學(xué)生在聽課時邊聽講邊練習(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，充分發(fā)揮課堂教學(xué)的生動性、直觀性，加深學(xué)生對知識的理解， 培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

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

生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是針對海量生物數(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)知識和方法進(jìn)行生物信息提取、儲存、處理、分析的能力，提高學(xué)生應(yīng)用理論知識 解決問題的能力和獨(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，針對特定的典型性的生物信息學(xué)問題設(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)生的主觀能動性和探索精神，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí) 的主動性和創(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)生同樣通過電子郵件將實(shí)驗(yàn)報(bào)告、作業(yè)、問題和意見等反饋給教師，教 師在網(wǎng)上批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告后將成績和評語發(fā)送給學(xué)生，讓學(xué)生及時了解自己的學(xué)習(xí)情況。

生物信息實(shí)驗(yàn)教學(xué)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。區(qū)別于其他生命科學(xué)課程，在教學(xué)過程中要求有發(fā)達(dá)的互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī) 作為必備條件。調(diào)查顯示國內(nèi)高校都已建立校園網(wǎng)，其中擁有1000 M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)和理工類院校將率先升級到萬兆校園網(wǎng)［2］ ，這些都為生物信息學(xué)課程在高校開設(shè)提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.5 考試無紙化，加強(qiáng)實(shí)踐能力考核

考試重點(diǎn)是考查學(xué)生對生物信息分析的基本方法和技能的掌握程度和對結(jié)果的分析解釋能力 。因此，在生物信息學(xué)考試中嘗試引入實(shí)踐技能考試，重點(diǎn)考核學(xué)生知識應(yīng)用能力。實(shí)踐技 能考試采用無紙化考試方式，學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，對序列進(jìn)行生物信息分析并對結(jié)果進(jìn)行 解釋，不僅考核學(xué)生對基本知識和基本原理的掌握，而且考查學(xué)生進(jìn)行生物信息分析的實(shí)際 能力和分析思考能力。通過實(shí)踐技能考試，淡化理論考試，克服傳統(tǒng)的死記硬背，促進(jìn)學(xué)生 注重提高理論用于實(shí)踐的綜合能力，同時更有效地提高學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。除采用實(shí)踐技 能考試并將其作為學(xué)生成績的主要部分外，還加強(qiáng)了對學(xué)生平時學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新 思維等方面的考核。

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。通過上述教學(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，隨著 教師自身素質(zhì)的提高和進(jìn)一步的教學(xué)改革將會不斷完善生物信息學(xué)教學(xué)，培養(yǎng)具有“大科學(xué) ”素質(zhì)和意識的醫(yī)學(xué)研究生人才。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 張陽德．生物信息學(xué)［M］．北京：科學(xué)出版社，2004：4．

生物信息學(xué)的優(yōu)勢范文第5篇

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，我國生物技術(shù)公司對生物信息學(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年定位和開設(shè)了生物信息學(xué)課程。該門課程經(jīng)過8年多的建設(shè)后，對教學(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)

諾貝爾獎獲得者W.Gilbert1991年提出了這樣一個觀點(diǎn)：傳統(tǒng)生物學(xué)解決問題的方式是實(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，是一個科學(xué)家先從理論推測出發(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。它對于找尋一個研究項(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)對生物科學(xué)的理論、實(shí)踐要求以及對信息技術(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)需求與授課對象的實(shí)際情況。經(jīng)過對該門課程教學(xué)對象的研究發(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，通常沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)、編程等知識。對信息檢索、模型建立、軟件的識別及應(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)庫和軟件的使用。當(dāng)然，對學(xué)生信息技術(shù)能力的要求也定位在能使用、會使用就行，不需要將學(xué)生掌握生物數(shù)據(jù)庫構(gòu)建和軟件開發(fā)作為課程教學(xué)的目標(biāo)。

在課程目標(biāo)的設(shè)定過程中，應(yīng)牢記高校對文化的傳承的功能，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)展過程中所涌現(xiàn)出來的著名學(xué)者，眾所周知的震撼人心、啟迪心靈的奇聞秩事，能使學(xué)生對這門課程產(chǎn)生濃厚的興趣，甚至更深刻地領(lǐng)會這門課程的含義。

熟練掌握生物數(shù)據(jù)庫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)庫總數(shù)已達(dá)500個以上，在DNA序列方面有GenBank、EMBL和DDBJ等；在蛋白質(zhì)一級結(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)庫均通過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)過程中需通過設(shè)計(jì)檢索任務(wù)來完成對這些數(shù)據(jù)庫使用方法的學(xué)習(xí)，如通過生物數(shù)據(jù)庫檢索家蠶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)家每天都要通過序列比對軟件進(jìn)行成千上萬次的序列比對。學(xué)生需要通過課程的學(xué)習(xí)熟練掌握各種生物信息處理軟件，有時還有必要進(jìn)行一些簡單程序的設(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)測是提供蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能信息的重要方法，對這種預(yù)測方法的學(xué)習(xí)將使學(xué)生更多更快地了解蛋白質(zhì)的信息，加深對生物技術(shù)科學(xué)的理解和運(yùn)用。除了生物數(shù)據(jù)庫和生物軟件使用學(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，涵蓋最前沿知識和最先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域。與此同時，教學(xué)內(nèi)容的選擇還應(yīng)充分考慮學(xué)生基礎(chǔ)和對該門課程的需求。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，對分析、處理、預(yù)測結(jié)果的驗(yàn)證涉及不多。無論哪種學(xué)生，都比較欠缺信息技術(shù)方面的知識，因此，這類知識在前面部分介紹。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)此來劃分教學(xué)組織的各個階段，在每個教學(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)生對知識的掌握規(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)過程的深入，課程內(nèi)容更側(cè)重于對生物信息學(xué)某一專業(yè)領(lǐng)域的引導(dǎo)，此時授課教師的指導(dǎo)更加重要，這類領(lǐng)域往往與開課院系專業(yè)的優(yōu)勢研究領(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。

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)知識融于任務(wù)中，使學(xué)生有積極參與的意愿。及時將任務(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)生在每個節(jié)點(diǎn)都非常清晰地知道下個節(jié)點(diǎn)的主題，并在完成教師的任務(wù)過程中，構(gòu)建局部知識框架，形成自己的見解。教師需在課堂上和課堂以外及時掌握學(xué)生對各個節(jié)點(diǎn)知識的掌握情況，找到學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，針對重點(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)過程與學(xué)生的互動中有效地實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長。

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號文件中明確要求直屬高校的“本科教育要創(chuàng)造條件使用英語等外語進(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)力爭在3年內(nèi)使外語講授的課程達(dá)到所開課程的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，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》。編寫時需要特別注意應(yīng)依據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)來設(shè)定來序化任務(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)過程是個循序漸進(jìn)的過程。我校采用的自編教材根據(jù)教學(xué)階段共設(shè)置五個引領(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蛋白二級和三級結(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)會利用互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫和應(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）的整個教與學(xué)的過程。而我們通過極域電子教室和學(xué)校4A網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺結(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，教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺將任務(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)，教師通過網(wǎng)絡(luò)論壇等形式掌握學(xué)生預(yù)習(xí)情況。授課過程中，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)過程中，不斷的得到學(xué)生任務(wù)進(jìn)程的反饋，對于任務(wù)中學(xué)生出現(xiàn)共性問題，利用網(wǎng)絡(luò)、廣播教學(xué)或演示等形式及時解決。課下，學(xué)生同樣可通過學(xué)校4A網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺將任務(wù)報(bào)告、作業(yè)、問題和意見等反饋給教師，教師在平臺上批改任務(wù)報(bào)告后將成績和評語發(fā)送給學(xué)生，讓學(xué)生及時了解自己的學(xué)習(xí)情況，師生還可以通過平臺中的網(wǎng)絡(luò)論壇進(jìn)行問題討論等。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信息教學(xué)環(huán)境。

三、結(jié)束語

經(jīng)過多年的生物信息學(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，為成功地實(shí)現(xiàn)“反轉(zhuǎn)課堂”提供保障。

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