生物信息学论文大全11篇

生物信息学论文篇（1）

近年来，生物信息学在各医药院校越来越受到重视，多所院校相继在研究生教学中开设了生物信息学课程[1]。而对于医学本科层次是否需要开设生物信息学课程这一问题，虽然目前各方面的观点不一，但是已经有一些院校开始进行尝试。目前医学检验专业（五年制，毕业时授予医学学士学位）已调整为医学检验技术专业（四年制，毕业时授予理学学士学位），而生物信息学作为一门新课程，在医学检验（技术）专业学生培养中的作用正日益受到关注，逐步被某些院校选择作为必修课或者选修课。

一、开设课程的必要性

空前繁荣的生物医学大数据的产出，及其蕴含的重大生命奥秘的揭示，将决定现代生命科技和医药产业研发的高度，决定人们对疾病的认识和掌控能力，也将对主导生物医学大数据存储、管理、注释、分析全过程，解决生命密码的关键手段———现代生物信息学技术的发展带来前所未有的机遇和挑战[2]。对于医学专业学生而言，通过学习生物信息学，从而掌握利用各种网络信息资源来检索和获取生物信息数据，并选择和使用各种生物信息学软件来分析数据。在当今大数据时代，这方面的知识和技能的培养对于医学生今后从事医学科研工作是非常重要的。因此，在医学专业学生中开设生物信息学课程非常必要。我校从2010年开始将生物信息学设置为研究生教学的必修课；从2013年开始在医学检验专业中开设生物信息学选修课，自2015年开始转为医学检验技术专业。在医学检验技术专业中开设生物信息学课程，能够为该专业学生的临床和科研方面的素质积累提供必要的支持，更重要的是增强了在医学和信息科学交叉领域解决问题的技能，其意义几乎等同于在研究生教学中的设课意义。

二、教学内容的安排

医学检验技术专业的教学任务非常紧张，几乎将原来医学检验专业前八个学期（最后两个学期为实习阶段）课程压缩到六个学期来完成，学生学习压力可想而知。我校为了减轻学生负担，各课程的课时数都比医学检验专业有所减少。但生物信息学并未改变，仍然为16学时。为了在较短的学时内实现教学效果的最大化，我们结合该专业学生的特点和需求，将授课内容分为理论课和实践课两部分，实践课不占学时。理论课主要介绍基本的生物信息学理论、资源和数据的获取、分析方法和工具的使用；实践课则通过布置作业，课后上机操作来解决问题。理论课主要内容包括：生物信息学导论、DNA测序技术、序列的获取、双序列比对、多序列比对、蛋白质结构分析和预测共计六个专题。实践课主要内容包括：cDNA及基因组参考序列的获取；常见序列格式的释义与转换；双序列比对（局部比对）；多序列比对（全局比对）；蛋白质综合信息查询；蛋白质基本性质、疏水区、亚细胞定位、信号肽、跨膜区、模体及结构域分析与二级结构预测；蛋白质三级结构预测。在理论课实施过程中，注重将与生物信息学相关的生命科学和医学前沿的一些最新进展和最新成果引入理论知识讲授中，让学生在有限学时内能够进一步认识生物信息学的内涵和课程的价值，追踪前沿学科的动态，开拓视野。

三、教学方法的设计

生物信息学涉及多个学科领域，交叉性强，在较短的学时内学好这门课程的难度很大。学生的学习兴趣与教学内容和手段关系密切，除了精心选择教学内容外，教学方法上也有很多需要革新乃至创新的地方。在教学过程中，我们形成了颇具特色的教学经验，由授课教师独创的授课———实践———演示（Teaching-Practicing-Showing，TPS）教学模式已应用于教学。TPS教学模式着力于以实际问题为引线，将理论授课与上机实践有机地融为一体，逐步介绍生物数据分析的各项技能，并指导学生将其融会贯通以真正掌握相关的基本方法与常用工具。首先，在教学内容上引入具体实例来进行教学，比如讲解生物信息数据库（Gene、Nucleotide、UniProt、PDB等）时，通过给出检索某个人类疾病基因数据的例子来学习数据库的使用方法。课堂上教学实例的设计需要任课教师在备课时投入大量精力来完成，还需要教师具备多学科交叉的知识。教学实践表明，与医学相关的生物信息学分析实例可以让学生更好地认识该课程的作用，大幅度提高学生的学习兴趣和学习的主动性。此外，课堂教学手段也应该丰富多彩，多媒体教学中可以充分使用图片、动画等元素。其次，举例分析时可以进行一定的现场演示，比如讲解检索Unigene数据库时可以一边上网演示一边解释说明。

四、考核方式的变革

生物信息学作为选修课，既要遵循学校相关的考试制度，也要通过对考试方式的变革来提高考试效果。我们将理论考核与学生的实践能力考核联系起来，结合学生课外实践任务的完成情况和开卷考试成绩进行综合评定。在课程中安排一次课外实践任务，要求每位学生独立完成相关分析并提交书面分析报告，该部分占考核成绩的20%。具体内容为自行选择一个人类细胞外功能蛋白：1.利用ClustalX对各物种参考蛋白序列进行多序列比对（输出PS格式结果）；2.分析分子量、等电点、分子式、稳定性、亲疏水性及亚细胞定位；3.预测二级结构并模拟三维结构。课程结束后进行开卷考试，内容包括基础知识和综合分析，尽量采取灵活的出题方式，并控制题量，该部分占考核成绩的80%。近年来的教学实践表明，这种综合评定的方式能够反映学生对该课程的掌握程度，体现学生利用生物信息学知识解决问题的能力。

五、展望

实践表明，生物信息学课程教学能够给学生提供所需要的生物信息学知识和技能，但是在教学内容安排、教学方法设计、教学手段使用和教学效果评价等诸多环节都需要进一步探讨。在这个过程中，我们既需要吸收传统教学模式中的优点和精髓，做到严谨和切合实际，又需要更新教学理念，突出医学特色，大胆尝试新的教学方法和手段，最终形成本课程别具一格的教学特色。

作者:伦永志 单位:大连大学

生物信息学论文篇（2）

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

生物信息学论文篇（3）

信息技术在中学教学中的应用，使教学内容呈现出更多样的方式，在教学过程中实行视觉和听觉的有效结合，突破了古板的教学方式，例如，我们可以把心脏制造成跳动的动态节奏；“动脉血”用鲜红色表示，“静脉血”用暗红色表示，“血液”的流动方向用“红细胞”的运动代表；毛细血管制作成动画来响应机体循环中各种物质的交换过程，和血液颜色在与气体交换后的变化形式。这样，我们会更好地向学生展示“心脏”跳动的频率，“血液”流动的方向，“动脉血”和“静脉血”的转变过程，学生会在他们的头脑中留下深刻的烙印，加上学生的仔细观察和认真思考，学生一定会更快地体会到血液循环的途径和重要意义，一定可以收获到意想不到的结果。

2.信息技术教学能实现生物教学中微观向宏观的转变

微观性在中学生物学中是一个重要的特性。如，细胞是生命中最基本的单位，这节就讲述了细胞的结构和功能；细胞的繁衍和分化；癌变和衰老等一切关于微观生物学的实质，但其微观性较强，学生在学习过程中会有很大的阻碍，也让初学者很难迈出这第一步门槛，造成很多学生对生物学失去了兴趣。传统的教学是以老师的语言叙述、板书的描写、模型的展示来对学生进行教学，逼迫学生重复记忆学习，使学生产生了厌烦的情绪。我们运用信息技术就可以解决这方面的问题。例如，利用多媒体讲述“细胞器———系统内的分工与合作”这节内容效果会大大不同，通过色彩形象的细胞亚显微结构整体演示，在学生的脑海中形成了整体的印象，之后演示细胞质基质部分闪动方式和颜色的体现，这样可以使学生对细胞质基质和细胞器更好地区分开。接着逐一对细胞器进行逐一的扩大和特写，通过学生的仔细观察、认真的感知和自主探究的过程掌握了各个细胞器的结构和功能。

3.对生物实验进行模拟，从而达到教学质量的提高生物学中离不开生物实验，在实验中，学生可以亲身经历科学研究的基本过程，这对学生理解和掌握所学知识起到了重要的作用。通过实验还可以提高学生的动手能力、创新能力、互相交流的能力等。但是实际的教学中，实验经常会被许多方面的条件制约导致无法实施。这样教师只能借助教材空讲实验，学生也只能勉强地熟记实验的过程，学生的学习质量可想而知。现在信息技术走进教学，为中学生物实验提供了宽阔的空间，也解决了技术条件不足的问题。

二、信息技术教学在中学生物教学中存在的缺点与不足

生物信息学论文篇（4）

1.1图像成像

从本质上来看，生物医学图像成像技术（下文简称“图像成像技术”）与医学影像技术的区别并不大，仅仅是人们更习惯将其表达为医学影像。生物医学图像成像技术的研究内容为：利用染色方法和光学原理，清晰地表达出机体内的相关信息，并将其转变为可视图像。图像成像技术研究的图像对象有：人体的标本摄影图像、观察手绘图像、断层图像（如ECT、CT、B超、红外线、X光）、脏器内窥镜图像、激光共聚焦显微镜图像、活细胞显微镜图像、荧光显微镜图像、组织细胞学光学显微镜图像、基因芯片、核酸、电泳等显色信息图像、纳米原子力显微镜图像、超微结构的电子显微镜图像等等。

图像成像技术主要包括2个部分：现代数字成像和传统摄影成像。通常可采用扫描仪、内窥镜数码相机、采集卡、数字摄像机等进行数字图像采集；显微图像采集则可应用光学显微镜成像设备及超微结构电子显微镜成像设备；特殊光源采集可应用超声成像仪器、核磁共振成像仪器及X光成像设备。目前，各种医学图像技术的发展都十分迅速，特别是MRI、CT、X线、超声图像等技术。在医学图像成像技术方面，如何提高成像分辨力、成像速度、拓展成像功能，尤其是在生理功能及人体化学成分检测方面，已经引起了相关领域的重视。

1.2图像处理

生物医学图像处理技术，是指应用计算机软硬件对医学图像进行数字化处理后，进行数字图像采集、存储、显示、传输、加工等操作的技术。图像处理是对获取的医学图像进行识别、分析、解释、分割、分类、显示、三维重建等处理，以提取或增强特征信息。目前，医学领域所应用的图像处理技术种类较多，统计学知识、成像技术知识、解剖学知识、临床知识等的图像处理均得到了较快的发展。另外，人工神经网络、模糊处理等技术也引起了图像处理研究领域的广泛重视。

1.3图像分析及图像传输

生物医学图像分析技术，是指测量和标定医学图像中的感兴趣目标，以获取感兴趣目标的客观信息，建立相应的数据描述。通过计算测定的图像数据，可揭示机体功能及形态，推断损伤或疾病的性质及其与其他组织的关系，进而为临床诊断、治疗提供可靠依据。生物医学图像传输技术，是指应用网络技术，在互联网上开展医学图像信息的查询与检索。通过网上传输图像，在异地间进行图像信息交流，可实现远程诊断。同时，在院内通过PACS（数字医学系统—医学影像存档与通信系统），也能在医院内部实现医学图像的网络传递。

生物信息学论文篇（5）

关键词

信息技术；初中生物；整合

在新课改推动下，教育领域发生了很大变化，目标是为国家培养出具有高学历、高素质、过硬的实践能力的优秀人才，符合国家的发展要求。但是，要实现这一目标，就需要在教学实践中运用现代化的技术指导教学，将两者进行整合。随着经济与科技的不断发展，新型科技也在不断走进课程教学，而对于实践性较强的生物教学来说，实现生物教学与信息技术的整合就显得十分重要。

一、信息技术在生物教学中的作用

在信息技术中有一种教学方式叫做多媒体教学，将多媒体教学应用到生物教学中，不仅能够让学生在学习中进行视觉、听觉的有机整合，还能让学生从多方面进行感受，将成果通过更直观的形式展现出来，可以调节课堂氛围，提升学习效率。在教学方法上，还能将教师所要表达的思想更直接地表现出来，让学生对教师的要求更加明确，并有针对性地回答问题，在这种教学模式下，可以让学生了解到更多的教科书以外的内容，开拓学生的视野。在必要的教学内容中播放相关影片进行教学还能引发学生的思考，加深其对教学内容的掌握程度。同时，学生遇到问题可以随时提出，教师立即进行解答，改变了传统的教师只负责教而学生只负责学的教学模式，师生之间进行良好的互动，充分体现了学生的主体地位。

二、将信息技术与生物教学进行整合的益处

（一）提高了学生学习的积极性

传统的生物教学方式基本都是教师在进行照本宣科的工作，提出的问题也很有局限性，学生只负责学习，对于教师提出的问题经常是处于朦胧状态，似懂非懂，师生之间进行的互动也较少。新课改以后，教学方式得到了改善并引进了新的教学设备，增添了教学手段。将信息技术与生物教学相整合，教师不仅可以利用多媒体对教学所需的图像、影视动画进行综合处理，还可以根据教学要求自主设置教学主题，将所讲内容通过多媒体教学展现得更加直观，带动学生的学习积极性，引发学生思考，实现课本与信息技术相结合，增加学生的学习动力。

（二）使教学内容更加贴近学生的生活

现阶段的学生在物质生活上已经有了很大的提高，对于网络信息也不陌生，但网络技术在发展中有利有弊，所以这就要引导学生正确利用网络进行学习。网络中的教学内容是丰富多彩的，具有新颖、更新速度快的特点，便于学生掌握新的知识。在生物教学中运用网络进行教学，可以帮助学生及时找到要了解的内容，并出色地完成作业。

（三）提高学生的复习效率

在经过一阶段或一学期的学习后，教师就要对学生的学习情况进行检验，如期中考试、期末考试，这就要求学生将学习内容进行很好的复习，但由于时间有限，不能对所学的各个章节进行重复讲解，所以在进行期中考试、期末考试之前，教师可以通过多媒体对以往的教学重点、难点进行播放，对教学内容进行总结，以加深学生对教学内容的印象，从而起到巩固知识的作用。

三、将信息技术与苏科版初中生物教学进行整合的具体方法

（一）多媒体教学方式走进课堂

在苏科版初中生物教学中需要大量的道具，但不能将所需要的道具都拿到课堂上，即便有些道具方便带到课堂，但由于季节或条件的限制还是在教学中无法充分应用。如在“观察花的结构”这项实验中就需要大量的花朵作为道具，这就增加了实验的难度，没有任何一种花朵是可以随意采摘的，所以在实验中利用多媒体进行教学就可以解决这个问题，不仅可以找到实验中所需的内容，还能让学生观看得更清晰、生动，能很好地解决采摘等带来的问题。

（二）将信息技术作为师生进行互动的工具

现代技术较为发达，因而要正确利用这一点。学生在学习时难免会遇到困难，可以利用网络与教师进行互动，但这种教学方法需要教师进行引导，提出问题让学生进行思考，如在进行“探究唾液淀粉酶对淀粉的消化作用”这项实验时，自行操作存在一定的困难，这时教师就可以根据实际情况，在网络上选取相关教学视频进行教学，通过视频中的试验，提出“在这项实验中淀粉经过唾液淀粉酶的分解后产生了什么变化？”学生会看到，在不同温度下，加入碘液后淀粉的颜色会不同，在37摄氏度时加入碘液颜色不变，但在100摄氏度时，加入碘液后颜色会呈现蓝色，这就增加了学生与教师之间的互动，学生观察越仔细，收获也就越多。

（三）运用信息技术生动讲解教学内容

现代信息更新较快，教材更新永远跟不上科学研究，这时就需要教师利用信息技术拓展学生的知识面，将最新的研究成果引入到教学中。如在关于“观察小鱼尾鳍血液的流动”的实验中需要小鱼作为实验对象，但传统的实验方法已经不能适应现代的教学要求，教师就可以选择最新的实验方法进行教学，如用载玻片将小鱼的尾鳍压住，关注小鱼尾鳍的摆动情况，利用多媒体进行展示，这样不仅能达到实验目的，还能让学生了解到更多的实验方法。

综上所述，通过以上的研究发现，将信息技术应用到苏科版初中生物教学中是必然的，将二者进行整合以后，不仅提升了学生的学习积极性，还让学生对实验理解得更深刻。

作者：周婧玉 单位：江苏省昆山市陆家中学

生物信息学论文篇（6）

2建构主义理论

建构主义是出自于认知理论的分支，最早是由认知发展领域最有影响的瑞士著名心理学家皮亚杰在20世纪的60年代提出的，之后经过了杜威、维果斯基的不断完善。建构主义学习者以自己原有的知识和经验为基础,对新信息重新认知与编码,从而促进对知识的学习。在这个过程中，要在与周围环境相互作用的过程中逐步建构起对外部世界的认识,从而使个体认知发生心理机制或途径的同化和顺应。构建主义在理论中的应用，可以将学生在学习中的内驱力激发出来，使得学生的学习活动协调增强。建构主义理论强调学生自觉，并且学生要主动去完成,教师适应外界环境的目的是帮助并且促进学生对知识实现建构。传统“灌输式”教学束缚了学生的认知，但是建构主义教学理论强调学生的主体地位,倡导以学生为中心,形成积极主动的建构过程。

3建构主义模式下的高中生物信息技术教学优越性

3.1拓展了知识建构方式

知识建构方式主要是通过网络通信技术在多媒体技术中的运用实现的。生物学的主要研究目的是解决真实的生命现象，直接观察动态过程可以使教学效果直接明显。例如，在讲自由组合定律的过程中，同源染色体上等位基因分离，非等位基因自由组合的规律学生很难理解，如果在课堂上采用多媒体和网络技术，教师就可以通过播放、暂停、重播多媒体课件让学生进行学习，遇到学生在课堂上提出的问题，也可以现场使用网络通讯技术进行搜索学习。

3.2降低知识建构难度

创建教学情境是建构主义视域下降低知识建构难度的明显效果。建构主义模式下利于建立真正以学生为主体的教学模式。学生在信息技术教学的条件下，可通过自己的亲身感受学习到知识的精髓。例如，当讲授“细胞”生理活动的时候，要使学生了解细胞的吸水与失水。整个细胞吸水与失水过程都可通过Flas来显示，既快捷又简单，而且因为大屏幕投影，所以学生可以看得明白、看得真切，后排的学生也可以准确观察到。必要时，有教师的讲解教学难点，教学过程就变得简单了。

生物信息学论文篇（7）

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）36-0134-02

生物信息学（Bioinformatics）的发展与上世纪90年代人类基因组计划的启动密切相关，它综合运用生物学、计算机科学和数学等多方面知识与方法来阐明和理解大量生物数据所包含的生物学意义。生物信息学已成为当今生命科学的重大前沿领域之一，是生命科学研究中重要的、不可或缺的研究工具。

我校生物信息学课程开设较晚，所以课程教学仍处于探索阶段，尚未形成成熟的课程体系。本文针对本校学生的需求、课堂教学反馈等情况对教学内容、教学方法等多方面开展了改革与实践，以期提高教学的质量和效果，培养全面发展的人才。

一、生物信息学课程教学现状

（一）教材较多，因此难以选择一本适合的教材

生物信息学教材很多，有些教材侧重于生物信息学理论和算法，如许忠能主编的《生物信息学》对生物信息学的理论和算法讲解详细，但是对于师范院校生物科学专业的本科生而言较为深奥，不易理解;有些教材侧重于生物信息学软件使用，学生对于软件分析所需要的背景知识掌握不够，即使能够运用软件，却不能正确分析和理解所得到的分析结果;由于生物信息学发展较快，教材更新速度相对较慢，一些新的生物信息学知识未能及时纳入到已出版的教材中，而且有些书中所讲的数据库资源早已停用，有些软件及其应用也早已更新版本。

（二）学生理论基础薄弱，学习主动性不够

虽然这门课程在我校是专业选修课程，考核方式以考查为主，但是选修这门课程的学生都对生物信息学有浓厚的兴趣。这门课程开设在大三下学期，很多同学尚未开展或即将毕业课题设计，希望通过本课程的学习对毕业论文或将来考研深造有所帮助。然而在学习过程中，由于对分子生物学、生物化学、遗传学等理论知识掌握不扎实，并且对学科前沿进展关注不够，很少阅读实验性论文，在学习生物信息学相关理论知识时理解困难，而且对于如何将生物信息学应用于实际的课题研究也感到困惑。

（三）学生英语基础不同，学习过程中容易产生消极情绪

要学好生物信息学，离不开大量专业文献的阅读，尤其是外文文献，追踪学科前沿研究进展，这就需要具备一定的专业英语基础。此外，很多生物信息学数据库以及应用软件都是全英文的，涉及专业英语词汇较多。由于学生的英语基础不同，在学习过程中有些学生感觉专业英语阅读和理解方面较吃力，容易产生畏难情绪。

二、教学改革与实践

（一）修改教学大纲，理论与实践结合

生物信息学是一门实践性很强的学科，仅仅靠教师单一的讲解理论和软件的使用方法学生是很难理解和掌握的，因此在教学过程中要理论和上机实践结合。教学大纲中原36学时为理论24学时、上机实践12学时。考虑到我校学生学习该门课程的实际需求，强化实践运用，将理论和上机实践课时均调整为18学时，学生在实践的过程中带着问题主动去思考，发现问题、解决问题，更好地去理解生物信息学的理论知识。原教学大纲中理论课学习结束后再进行上机实践，但是教学过程中发现理论课信息量大，有些知识学生初次接触没有较好地理解，或者当时能够理解，但过了一段时间后再进行上机实践时又要重新学习。在课程安排方面，调整为一个章节的理论课学习结束后开设相应的上机实践，通过实际操作练习有利于巩固所学理论知识，学生也比较喜欢这样的教学方式。

（二）调整教学目标，优化教学内容

生物信息学内涵广泛，应用领域广，但是生物信息学在不同研究领域中的研究内容和应用程度有所不同。选修本课程的学生都是生物学背景，主要希望运用生物信息学知识去解释课题研究中的生物学问题。考虑到本科生理论知识基础相对较弱，很多学生尚未开展课题研究，因此应该在有限的学时里让学生掌握与专业需求相关的生物信息学知识和实用技术，教学的重点和难点要根据本校学生特点进行调整，对教学内容进行优化、精简。例如多序列比对算法、马尔科夫模型等涉及数学、计算机知识，可以简要介绍，但不做深入的讲解。理论和上机实践部分主要介绍生物信息学数据库资源、序列比对、核酸序列分析、系统进化分析、蛋白质结构与预测，同时理论部分还包括生物芯片、高通量测序技术、介绍生物信息学的前沿进展。此外，还结合学生的需求在上机实践课中增加了引物设计内容。

课堂教学内容并不拘泥于一套教材，而是根据讲授的章节选择该章节适合的2～3套教材综合讲解，最终形成适合我校学生学习的讲义。例如在讲系统进化发育时，理论讲解选择由Masatoshi Nei和Sudhir Kumar编写的高等教育出版社出版的《分子进化与系统发育》和蔡禄编写的《生物信息学教程》，上机实践选择吴祖建等编写的《生物信息学分析实践》。

（三）教学与科研相结合，学以致用

生物信息学有很多分析软件，应用很广，即使是分章节按照序列比对、核酸序列分析、系统进化树构建等给学生逐一讲解相关的算法和实际的应用，学生仍然感觉知识零散，信息量太大难以掌握，容易产生畏难情绪而导致学习积极性不高。有些应用软件学生即使有所了解，却又不知道在科研中如何运用。所以在教学过程中，我们以课题研究为例，再结合相关的文献来进行讲解。例如选择DNA条形码开展物种鉴定为例，让学生去查阅相关文献，如DNA条形码在中药材混伪品鉴定中的应用、DNA条形码在肉制品掺假中的鉴定等。这个课题应用性强，对本科生而言阅读专业文献的难度相对较小，仅涉及DNA提取、PCR扩增等实验内容，容易激发学生的学习兴趣。在学生理解课题背景知识的基础上，让学生重点看文献中涉及的生物信息学相关知识，要求学生下载文献中涉及的基因序列，根据下载的序列用MEGA软件进行序列比对，计算遗传距离，同时利用MEGA软件构建NJ树。这个过程就把生物信息数据库、序列比对、系统发育分析等几个章节的教学知识串联起来，学生就知道为什么要下载序列、做序列比对，更好地理解系统进化树构建的原理及意义。同时，也促进了学生阅读专业文献，尤其是外文文献，增加专业英语词汇量，主动关注学科前沿发展动态，更好的利用生物信息开展课题研究，做到学以致用。

（四）改革教学手段和教学方法

生物信息学理论教学中往往是教师主讲、学生听，学生被动接受，这种“灌输式”的学习让学生感觉枯燥乏味，教学效果较差。教学时应突出学生的主体地位，教师起主导作用，引导学生积极思考，参与课堂教学，激发学生的学习热情。例如讲解生物信息学数据库资源时，可以布置课后作业，要求学生搜索国外生物信息学数据库资源，并将查阅的资料制作成PPT，下一次上课时让学生利用PPT讲解搜索情况，分享经验。教师在学生讲完后点评，鼓励学生关注生物信息学的前沿进展，在学习生物信息学的同时提高专业英语的水平。在讲解生物芯片与高通量测序技术时，布置课前预习作业，针对高通量测序技术原理、应用、数据分析等教学内容设置几个选题，让学生分小组，每个小组选择一个选题，通过查阅文献资料，以PPT形式在课堂上讲解。学生根据讲解内容提问，交流讨论。教师根据学生的汇报内容进行点评，进行有针对性的讲解、补充。这样的形式使学生主动去探究问题，而不是被动地接受教师传递的信息，对知识的理解更加深入，学生也反馈这种教学活动提高了学习的积极性，并留下深刻的印象。

三、结语

生物信息学作为一门新兴学科，仍然在不断的发展中，知识更新速度快，因此生物信息学课程的教学内容、教学方式应紧跟学科前沿发展，立足学校专业特点及培养特色，不断摸索教学经验，在教学模式上深入研究，提高教学质量，实现培养学生理论与实践运用综合能力的教学目标。

参考文献：

[1]许忠能.生物信息学[M].北京：清华大学出版社，2008.

[2]Masatoshi Nei，Sudhir Kumar.分子进化与系统发育[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]蔡禄.生物信息学教程[M].北京：化学工业出版社，2007.

生物信息学论文篇（8）

早期哲学家意指的“自然”（Physis）特指事物运动变化的“本性”（Nature）、“本原”（Arche）、“太初”。这种最初存在的东西在事物运动变化过程中始终起作用，它们赋予事物质料，是最原始的“基质”，并内涵引导形成事物运动和存在的秩序的“原则”。这一“自然”存在与中医和气功等传统文化的“气”或“元气”概念是一致。近代以前，这种存在之物只能存在于哲学家的主观思维和意识对象之中，与物理科学的实证实验对象无缘，但是现在前沿的量子物理学已为这种以前只能靠思辩或“神秘”体验去把握的存在对象提供了客观实证的物质基础———量子真空零点能全信息场。从一元论宇宙发生论和科学认识的客观信息性上，只能将这一本体的客观存在称为“信息场”、“本体信息”，它是未显现的宇宙“隐信息”、“所有信息”（全信息），中华传统文化称其为“道”、“无”。它通过生成“气”来化生宇宙万物世界。〖信息生命科学〗的“信息”即是立足于这一“量子真空零点总信息场”（“道场”）的宇宙本体信息而言。

2尧信息生命科学对气功尧中医和武术基础的野气冶理论解读

（1）信息生命系统中与先天“炁”和后天“气”生成世界万物的暗物质暗能量宇宙本体隐信息源———“道•气”场，布达佩斯俱乐部的欧文•拉兹洛将其比喻为“微漪之溏”，显性世界只是本体宇宙“池溏”背景上的微漪。这一混沌的生成本体，老子给了其恰当的描述，“有物混成，先天地生，寂兮寥兮，独立不改，周行而不殆，可以为天下母。吾不知其名，字之曰道”（老子•25章）。著名量子物理和科学思想家戴维•玻姆创造了隐含序（Implicateorder）的概念，与显现序（Explicateorder）相对，表达了这一宇宙本体的特征；（2）气功修炼和医学实践中对生命“先天元气”的提取和运用；（3）元气的本体信息多维复合一体性的物理奥秘———纵波磁旋构成的挠场；（4）传统文化中的天（地）、道（德）、无极（太极）、性（命）都与这一本体信息场相应。3尧结论和建议在道（气）一元的基础上，运用信息生命科学整合中医、气功和武术等，是传统文化创新的科技之路。

参考文献

[1]赵敦华.西方哲学简史[M].北京：北京大学出版社，2001年1月，第一版.

[2]戴维•玻姆著，洪定国等译.整体性与隐缠序[M].上海：上海科技教育出版社，2004.12.

生物信息学论文篇（9）

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）09-0182-02

大学物理是大学理工科的基础教学课程，能够帮助学生了解和熟悉自然界物质结构，对于学生的未来发展和生活都有着非常重要的意义。大学物理和其他教学学科相比，大学物理知识较为抽象，教学难度也相对较高，运用合理的教学方法和教学模式对于大学物理教学工作的开展有着非常积极的作用。

一、信息论与大学物理教学的联系

从信息论的基本原理中能够看出，信息论和物理教学之间有着较高关联性，信息论中对信息数据的解释以及信息的传输原理，对于研究物理教学工作来说将起到非常积极的作用。我国高等教育教材由我国教育部门统一编制，根据我国社会发展需求制定人才培养的目标和计划，在教育教学工作开展的过程中，对信息只是进行选择、改造以及组合，不断完善教学内容，提升教学水平，为国家培养更多具有丰富知识的优秀专业人才。

就物理教学来说，物理教学并不是单纯的灌输性教学，而是双向的交流教学，教学过程中的信息交换是一个双向的过程，老师向学生输送相关理论知识，同时学生也会向老师提供一定的信息反馈，老师和学生不存在绝对的信息发出者和接收者，两者的关系是相互的。在课堂教学当中，信息数据经过输入、记忆、变换、加工以及反馈等多个流程，最终才能够真正的完成教学目标，达成教学目的。上述的信息流程都是信息论所研究的主要内容，信息论即是对信息的研究原理，信息论研究信息的计量、传输、变化、使用规律以及反馈等过程，利用信息论对物理教学实施研究，能够从理论的角度寻求改善和提升物力教学质量和效率的有效方法，促进教育教学水平的提升。

二、基于信息论的大学物理教学设计目的

（一）提高信息传播质量，提升教学效率

信息论是应用概率论以及数据统计的方法对信息熵、数据传输等问题的应用数学学科。信息论中指出，信息是生命系统、机器系统等适应外部世界和同步世界所开展的一种交换物质的运动形式。在大学物理教学过程中，教师和学生之间所进行的便是一种交换过程，在这一过程当中，老师的教学内容即是信息，而学生则是接收这些信息的外部世界。要保证信息传输的真实性和准确性，教师首先需要做的，便是对教材的深入了解和分析，掌握教材的教学中心，提炼准确的教学元素，保证信息的输出质量和输出效果，最终实现大学物理教育教学效率的显著提升。

（二）优化教学方法，改善教学质量

从信息论角度开展大学物理教学方法的研究和设计，对于改善教学质量也将起到非常积极的租用。信息论研究的主要方向是信息的传播路径、信息的传播方法以及信息的传播形式，通过改善信息通道和优化信息传播方法，以达到提升信息量和信息传播质量的目的。大学物理教学中引入信息论，能够对大学物理教学过程中教学方法进行分析和评估，指出教学中所存在的问题和不足，根据分析结果选择合理的教学手段来优化知识传播途径，达到改善教学质量的目的。

三、基于信息论的大学物理教学设计

（一）提炼教学元素，准确输出信息

一名优秀的教师，应该懂得如何对信息进行转化，将枯燥的信息转成丰富而生动的图文，使学生能够乐于接受这些信息，让学生能够牢牢地记住教学知识。教材中关键点的挖掘，是信息传输的前提。许多教师虽然课堂教学方法灵活多变，课堂氛围活跃，但是教学水平则一般，究其原因，主要是教师没有真正的抓住教材的主要思想，没有将教学信息完全的传输给学生。因此，教师在大学物理教育教学过程中，必须要抓住信息关键，消除思维屏障。

适当的教学方法，也是提升信息传输效果的有效途径。在教学过程中，教师可以依靠合适的教学方法来提升教学氛围，提升学生对知识的理解兴趣，提高学生的学习积极性。较为常用的教学方法主要有实验法、互动学习法、实践法等多种方法，教师可以根据实际情况采取行之有效的方法达到教学目的。比如，电动势概念一直以来都被人们当做是大学物理教学中的难点和重点，概念的抽象和不便于理解，使得教师难以达到教学预期。针对这类问题，教师可以采用实验法，带领学生进行试验操作，较低教学难度和坡度，使学生在操作过程中能够掌握非静电力的有关概念，激发学生学习积极性和学习兴趣，并牢牢记住非静电力的作用原理和效果。由此可见，从信息论角度来看，教师要想准确的输出教学信息，保证信息输出质量和效果，就必须要重视信息元素的提炼和分析，采用行之有效的方法，以达到教学目的。

（二）精简教学结构，畅通信息渠道

大学物理教学过程中，教师要想实现真正意义上的信息高效率转化，就必须要从教学结构入手。所谓教学结构，就是教师对教学要点的合理布置，课堂教学时间的应用，以及对教学方法的整合。

合理的教学结果，能够使信息逐层增加难度，在不断的探索和理解过程中帮助学生掌握相关知识要点，达到教学预期。大学物理中的许多知识点都相对较为复杂，具有一定的教学难度，教师应该根据信息论进行教学结构的优化和改良。在香农-维纳公示，信息的频带宽越大，则信噪比越高，传递的理想信息量就会越大。信息组块是信息量的一个有效单位，也是测量人短时记忆的最小单位。信息论中指出人的短时记忆容量小于或者等于五个组块时才能够牢固的将信息贮存在长时记忆当中。因此，在实际的教学过程中，应该灵活的运用这一原理进行结构的调整，遵从信息块不得大于5的原则，以4个信息块来设计新的教学结构。

（三）建立信息反馈机制，发挥信息调控作用

在信息论理论当中，信息在完成输出活动之后，信息的反馈则成为信息的重要调控元素。信息的存储和长期保持，必须要有信息反馈的参与。大学物理教学中，教师通过多样的教学方法和教学结构以实现信息的传输目的，帮助学生了解和掌握相关物理学知识。然而，如果缺乏必要的信息反馈和交流，学生将无法完全的吸收和消化信息，这个信息的传输工作也便没有真正的完成。由此可见，建立信息反馈机制是非常重要的，发挥信息调控作用，能够更好的保证教学质量和教学效率。

首先，信息的反馈可以在教学课堂上进行完成。老师在课堂上可以就本堂课所传输的信息提出部分问题，供学生回答和思考。根据学生对问题的回答结果，老师能够较为清楚的了解学生对信息的获取和吸收情况，并根据实际情况来调整教学内容，巩固教学知识。同时，教师也应该在课堂之外加强和学生之间的交流和沟通，在和学生的沟通当中了解课堂教学中自身所存在的问题和不足，并对其进行及时的优化和改善。例如，在楞次定律的教学中，老师便可以围绕这楞次定律提出相关问题：比如，感应电流在什么样的情况下才会产生，当线圈当中有磁感线的时候，线圈就会产生电流吗？法拉第电磁感应定律和楞次定律之间存在什么样的联系？感应电流磁场是如何阻碍原磁场的变化的？会不会将原磁场中的磁感线阻碍掉一半呢？

以上问题的提出，充分的结合了本堂课所传授的知识信息，学生对该问题进行积极思考和分析的同时，也是自身加强记忆和信息回顾的过程，这对于提升学生对知识的掌握能力以及对问题的处理能够有有着非常积极的作用。

四、基于信息论的大学物理教学设计体会

（一）调动学生积极性，提升信息传输质量

通过将信息论与大学物理教学相结合，一定程度上保证了信息提取的准确度和有效性，使教材中教学内容更为清晰的展现在学生面前，避免了信息数据不准确而导致的教学质量低下的问题。同时，结合信息论理论，实现了教学信息传输的准确性，降低了学生的理解难度，调动了学生的学习积极性。

（二）大学物理教学应用信息论开展教学设计的注意点

信息论作为一门专业的应用数学学科，信息论原理较为抽象，导致不同程度的应用困难和障碍，最终影响到信息论的应用效果和教学效果，为此在实际的运用中必须要注意以下几点。首先，应用信息论开展教学设计和教学分析，必须要循序渐进，将教学过程划分为准备阶段、教学阶段和反馈阶段，分阶段应用信息论开展评估和优化。其次，信息的传播是相互的，信息反馈是优化信息传播路径的关键。应用信息论进行教学设计，必须要重视学生的反馈，采取适当的手段在课上及课后开展信息反馈和整理工作，认真分析问题，并解决问题，从而真正的实现教学质量的提升。

信息论与大学物理教学有着非常紧密的联系。大学物理教学本身就是信息传递的过程，而这个过程也是学生双边共同进行和开展的信息交换。教师作为信息的发出者，需要懂得如何去提炼信息元素，如何选择合适的方法提高信息的传播质量和效果，真正实现教学目标的达成，以及教学质量的显著提升。

参考文献：

[1]康天斌.信息论在物理教学中的应用[J].教育时空，2009（11）

[2]鲍鸿吉.物理教学与生活实际结合[J].物理与工程，2010（03）

[3]吴天刚，倪忠强，吴於人.数字化物理教学的设计与实践――大学物理教学设计[J].物理与工程，2009（06）

生物信息学论文篇（10）

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）29-0210-02

一、引言

生物信息学是由生物学与数学、计算科学交叉形成的前沿学科，主要通过研发并应用计算机技术及数学与统计方法，对海量生物数据进行管理、整合、分析、建模，从而解决重要的生物学问题，阐明新的生物学规律，获得传统生物学手段无法获得的创新发现。生物信息学是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一，是多学科之间的交叉领域。因此，做好生物信息学教学工作对提高生物信息学研究水平具有重要的理论和实践意义。

随着高通量测序数据的大量出现，生命科学已经进入到大数据时代，生物信息学研究的重点将转移到组学的研究上。相应地，生物信息学教学的重点也要从单个基因的分析转向多个基因甚至在组学水平的分析。在生物大数据背景下，对生物信息学专业的人才需求也将越来越大。本文结合生物大数据的特点和教学经验，谈谈目前生物信息学教学中存在的问题，并针对这些问题提出自己的建议和方法。

二、生物大数据的特点

“大数据”一词最初起源于互联网和IT行业，它具有数据量大、数据多样化、高速、有价值等特点。生物大数据不仅带有“大数据”的特点，而且具有生物数据自身的特性，具体表现在：

1.数据量大：全球每年生物数据总量已经达到EB量级，完整的人体基因组有约30亿个碱基对，个体化基因组差异达6百万碱基。同时由于高通量测序成本的下降，目前大量的生物物种得以全基因组范围的基因组从头测序、重测序以及转录组测序，积累了大量的生物数据。

2.数据种类多：由于测序仪器种类繁多，产生的测序数据格式也各不相同。除高通量测序产生的基因组和转录组数据外，另外还有蛋白组、代谢组、表型组、相互作用组的序列数据和结构数据。

3.数据增速快：这主要体现在数据的急剧增长速度上，几乎每一周都有关于某一物种的全基因组或者转录组测序的信息。尤其是随着新一代测序技术的发展，更大数量级的基因组数据产出日渐增加――每台高通量的测序仪每天可产生约100GB的数据。

4.数据价值高：随着生物信息学的发展，越来越多有价值的信息可从生物数据中挖掘出来，这些价值不仅体现在生物科研领域，而且已应用于农业和医学等领域。

三、大数据背景下生物信息学教学中存在的问题

经过多年的发展，生物信息学教学虽然有了一定的提高和改善，但还存在一些问题，主要表现在：

（一）课程设置不合理

生物信息学是由生物学与数学、计算科学交叉形成的前沿学科，对生物背景的学生来说，需要掌握计算机和数学特别是统计学方面的知识和技能。但由于受课程设置的影响，很多学校只把C语言作为计算机的必修课，而没有在大一或者大二年级开设概率论和数理统计，并且生物统计学等课程也只是在大三或者大四才作为选修课或者限定选修课来开设的，造成部分开课专业学生的数理基础比较薄弱，因此在后续学习中存在一定的困难。

（二）教材内容不够全面

由于生物信息学发展日新月异，各种分析生物大数据的算法、方法和软件层出不穷，并且其更新换代是非常快的，而国内外相关教材的内容不够全面，并且其更新速度较慢，不能紧跟生物信息学的最新发展，造成教师在授课时要综合多本生物信息学教材的内容，不利于学生对生物信息学内容的全面掌握，从而制约了生物信息学教学的发展。

（三）教师的教学方法单一

生物信息学课程目前虽然在很多院校已经开设，但由于该学科对教师的授课水平和学生的学习能力要求较高，目前多数学校对于生物信息学的授课方式还是以教师讲授为主的填鸭式教学方式。随着大数据时代的到来，传统的教学方式和方法远不能满足生物信息学教学的需要。

四、生物大数据背景下生物信息学教学的建议和方法

为了适应大数据背景下生物信息学的教学形势，针对目前教学中存在的问题，作者结合自己的教学实践，建议从以下5个方面改进和提高生物信息学教学。

（一）合理设置基础课，强化基础理论

生物信息学是一门交叉性很强的学科，以复杂而强大的理论体系作为支撑，所涉及的内容包括计算机编程、信息检索以及数据库技术等。为了让学生学好生物信息学这门课程，各院校可以合理设置生物信息学的专业基础课，将生物信息学课程定位在大三或者大四年级学生，在大一、大二年级做好高等数学、数据库原理以及Perl语言等与之相关课程的教学工作，这些学生在掌握了一些与生物信息学相关的基础理论知识后，其对生物信息学的学习能力和理解能力才会有较大的提高。此外，学校要鼓励学生了解国内外有关大数据和生物信息学技术的发展趋势，并推荐有代表性且通俗易懂的文章和书籍，以强化学生的基础理论体系，为生物信息学的学习提供必要的知识储备

（二）培养大数据意识，加强对大数据分析的科学素养

生命科学研究已经进入到大数据时代，生物大数据的挖掘已经在农林科学、医学等领域产生巨大的效益，所以我们要培养学生树立大数据思维意识，全面认识生物大数据带来的机遇和挑战。生物信息学以生物数据为对象展开分析，它同时具备具体性和抽象性的特点。具体性是指以数据为对象挖掘出的生物学知识是客观存在的，其对生物学规律的解释性较强；抽象性是针对生物信息学中的理论和方法而言的，一般要求学生具有一定的生物信息学专业基础。在进行生物信息学教学时，要激发学生的学习兴趣，逐渐培养学生的大数据意识，规范学生对大数据分析的基本方法。可以通过实例，让学生参与到具体的生物信息学分析中去，以便理解生物信息学数据分析的基本操作流程，并在业余时间开展生物大数据在农业和医药行业成功应用的案例调查，以便激发学生利用生物信息学手段分析大数据的热情。

（三）优化教材内容，精心安排教学内容

鉴于目前生物信息学发展速度快，而国内外相关教材的更新速度较慢，所以要求在生物信息学教材的选取方面要下大力气，并且在授课时整合各个教材的优点。一般在生物信息学授课中整合以下三本书的内容：David W. Mount编写的《Bioinformatics Sequence and Genome Analysis》、李霞主编的《生物信息学》以及陈铭编写的《生物信息学》。

在教学过程中，为了使学生在有限的课堂教学时间内掌握生物信息学课程的主要内容，首先要优化课程教学体系，统筹安排教学内容，在生物信息授课中要抓住以下两条主线：序列―结构―功能―进化；基因组―转录组―蛋白组―相互作用组―代谢组，多组学贯穿。同时针对不同专业的特点与人才培养目标要求，合理分配各章节的教学课时，做到突出与专业密切相关的内容重点精讲。如在生物技术专业中，增加课时讲授分子药物设计章节，不仅要让学生了解生物信息学与分子药物设计的关系，而且要让学生掌握计算机辅助药物设计的理论方法以及软件操作。因此，以生物信息学教学内容的两条主线为依托，紧密围绕各专业的培养目标，做到理论联系实际，构建的教学体系和教学内容既能让学生掌握学科的知识理论体系，又有利于培养学生理解、分析、运用学科知识解决实际问题的能力。

（四）合理选用教学方法，提高教学效果

实践表明，不同的教学内容采用不同的教学方法授课可以收到良好的教学效果。为实现生物信息学课堂教学目标，完成相应的教学任务，教师要根据每堂课的教学内容，采用合适的教学方法，调动学生学习的积极性和主动性，提高课堂教学效果。可以从解决问题的角度出发进行理论教学。在理论课教学中，如果仍沿用传统的灌输式教学模式，肯定达不到预期的教学效果。课堂教学还可以根据需要，适时融入案例教学、问卷调查、多媒体展示、影片教学等方法，提高实际教学效果，培养学生的综合素质和创新思考能力。

上机实习注重发挥学生的主观能动性。生物信息学是一门实践性很强的课程，上机实习是教学的重要环节，它不但能够帮助学生更好地理解理论课所学知识，而且能够提高学生运用生物信息学的理论和方法解决实际问题的能力，对培养学生独立思考能力、观察能力、动手能力起着重要作用，更是培养学生创新能力的重要途径。

（五）理论和实践相结合，注重考核的灵活化

生物信息学是一门融合了多个学科的实践性很强的课程，对应的考核方式应该与其他专业课程有所区别，其最终的成绩不应该只以理论课考试的成绩为准。理论知识的考核注重学生对生物信息学基本概念、分析流程和主要分析算法的掌握情况，主要以试卷考核的方式为主，采用统一考核方式和评判标准。对于上机技能的考核，主要强调的是学生对不同类型数据进行分析时应掌握的相关软件使用技能的考查，也应纳入到学生的成绩考核中，我们认为理论考试占70分、实习成绩占30分是一个好的评价方式。

五、结束语

大数据背景下对生物信息学的教学提出了新的更高的要求。本文针对《生物信息学》教学中存在的问题，结合自己的教学经历对改进生物信息学教学和方法进行了一些探讨。本文认为要做好大数据时代的生物信息学教学，要从强化基础理论、培养大数据意识、精心设计教学内容、创新教学方法和改革考核评价体系等五个方面来开展和抓好生物信息学教学。

生物信息学论文篇（11）

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.18.173

[中图分类号]F252-4；G712.4 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2015）18-0-02

物流信息管理是基于物流产业对信息系统的应用和分析设置的一门课程，也是高职物流管理专业的一门核心课程。通过学习，使学生掌握物流信息管理方面的知识和技能，让学生了解物流信息系统开发的过程，能够使用主要物流信息技术与设备，具备物流管理信息系统初始化、操作和日常维护能力，培养学生自主学习和分析解决问题的能力，为学生顶岗实习夯实基础。

1 当前高职院校物流信息管理课程教学存在的问题

传统的物流信息管理课程教学主要存在以下问题：一是课程内容只注重物流信息技术和物流信息系统的理论介绍，而没有重视其在物流管理中的应用，脱离实际，不符合高职院校培养应用技能型人才的要求；二是课程教材与教学内容更新较慢，教学内容的前沿性和创新性不足；三是教学方式简单，尤其是实训环节，仍以教师讲为主，学生只会照搬照抄，缺乏独立思考和分析，不利于培养学生的自主学习能力；四是实践教学环节薄弱，缺少专门的物流信息系统操作实训室及相关教学软件，不利于培训学生的实际操作能力。

因此，如何引起学生重视、激发学生学习兴趣，如何在教学中提高高职物流信息管理课程教学效果、体现高职院校物流管理专业的教学特色，如何培养学生的综合素质和创新能力，真正突显出这门课程在物流管理课程体系中的重要性，对于培养适合时代要求的现代物流人才十分必要。笔者通过这几年的课程改革与教学实践，认真思考，就如何提高物流信息管理课程教学效果浅谈几点看法。

2 高职院校提高物流信息管理课程教学效果的建议

2.1 从企业实际需求出发确定课程教学目标

培养高素质技能型物流管理人才是高职院校物流管理专业的培养目标。而物流信息管理本身又是一门理论与实践并重的课程，理论性、技术性内容较多，对于高职院校学生来说比较抽象、难学，加上目前高职院校学生知识结构不完善、学习方法不科学等诸多不利因素，使得物流信息管理教学难度加大，学生缺乏学习兴趣，达不到理想的教学效果。

因此，在设计高职院校物流信息管理教学目标时，应紧密对接物流企业对物流信息技术人才的知识能力与素质要求，不再强调传统教学目标中一些理论性过强、应用率不高的内容。若按照企业管理层次划分高职学生就业岗位，他们处于执行层；若按照在信息系统的层次划分，他们处于运行控制和业务处理层（见图1）。

作为这一层级的员工，在学生阶段除应掌握基本的信息技术应用和操作，如办公软件、物流信息系统等软件的使用以及条码设备等硬件的使用外，还应具备一定的综合素质和认知能力。通过以上分析，确定物流信息管理课程的具体教学目标如下。

首先，知识目标：

①了解物流信息化发展情况及相关基本概念。

②理解信息系统开发和信息平台搭建的过程及原理。

③熟悉各物流信息技术的应用及原理。

④熟练掌握物流信息系统的结构和操作规程。

⑤掌握物流信息安全管理的内容。

其次，能力目标：

①能够快速适应物流信息化发展。

②能够组织物流信息系统开发。

③能够熟练使用各种先进的物流信息技术。

④能够熟练操作物流信息系统。

⑤能够构建物流信息安全体系，重视物流信息管理的安全性问题。

最后，素质目标：

①培养学生团队合作的意识。

②培养学生友善沟通的作风。

③培养学生诚信处事的态度。

④培养学生爱岗敬业的精神。

⑤培养学生踏实肯干的品质。

2.2 结合具体工作岗位职责开发课程标准

2.2.1 课程标准设计理念

物流信息管理应打破传统学科课程模式，以黄炎培提出的“手脑并用，教学合一”的观点为基本指导思想进行课程设计，即：以提高学生职业能力为课程目标，以校企合作为平台共同开发课程，以企业真实工作任务作驱动，以学生为主体，多种教学方法并用组织课程教学实施，用职业技能比赛促进学生实践技能的提高，充分体现培养学生综合职业素养的育人理念。

2.2.2 课程标准设计思路

首先，聘请物流行业企业专家、物流基层管理技术人员和物流专业优秀毕业生与物流管理专业专职教师共同组建课程开发团队。

其次，深入企业进行调研，以物流信息岗位需求为导向，结合物流企业生产实际，分析不同类型行业、企业对物流信息管理人才需求的层次、工作岗位职责、标准、能力以及职业素质的要求，然后由校企双方合作确定该门课程的知识、能力、素质目标及教学内容和课程体系。

最后，依据物流行业各职业岗位的职责和标准，结合职业资格考试的相关内容，设计制定物流信息管理课程更具科学性、操作性和规范性的课程标准，其中包括课程目标、课程任务、课程内容、学习情境、教学模式、评价方法、教学建议等内容（见图2）。

2.3 按照物流信息作业的基本顺序设计课程内容

其教学内容主要包括以下几个方面。

物流信息识别与采集：运用条码技术、射频技术学会采集货物信息。

物流主要信息技术应用：运用企业的仓储和运输等管理信息系统以及数据库、物流信息分类编码等技术对采集的数据进行加工；运用EDI技术、EOS技术进行物流信息的传递；运用GPS技术、GIS技术对物流信息进行动态跟踪与定位。

物流主要业务环节信息管理：运用所学物流信息技术及方法对包括仓储、运输、配送在内的物流主要业务环节进行信息管理。

物流信息系统开发与安全管理：物流信息系统的开发及安全管理。

2.4 采用“教、学、做”一体化的课程教学模式

高等职业教育培养的是高技能实用型的专业人才，理论联系实际，学以致用是其最大的特点。而当前高职物流信息管理课程大多采用传统教室教学与上机实训交替进行的教学模式，即：实训和理论是在两个不同的空间和时间完成的。上机实训时，理论基础不扎实的学生可能会由于不熟悉理论知识而盲目操作；而对于理论扎实的学生，则可能在短时间内就能完成实训内容，大部分课堂时间又被浪费。

因此，结合高职物流专业物流信息管理课程特点，我们采用“教、学、做一体化”教学模式：在理论课程的教学环节中，融入实践教学内容，而基本理论的讲解则主要是服务于实验和实践，最终目标是提高学生信息处理和技术运用的能力。该课程针对每一学习情景，结合实际需要，采用“课堂内深化理论知识+校内模拟实践操作+校外参观演示认知及顶岗实习”的课程教学模式，实现“教、学、做”一体化，将学生从原来被动的学习转化为主动学习，突出学生的主体作用，彻底改变教与学分离的现象。具体做法如下。

首先，课堂内通过教师讲解、学生自学拓展、动手体会理解的方式实现理论知识的深化。其次，校内模拟实践操作充分利用校内物流信息实训基地，让学生在模拟环境下接触使用各物流信息技术，操作物流信息管理系统，掌握物流信息管理工作流程。最后，在校外通过参观认知真实作业环境，使学生先具有感性认识，在校外企业进行顶岗实习，在真实环境下运用所学知识，解决实际问题，提升学生职业能力，加强学生就业适应能力。

2.5 灵活运用多种先进的教学技术和教学方法

根据课程内容和学生特点，灵活运用各种教学方法，引导学生积极思考、乐于实践，提高教学效果。在采用各教学方法时，建议将学生分组，以组为单位完成各项任务，但同时也要突出个人自我分析和解决问题的能力。

2.5.1 引导文教学法

在布置某项任务时需要让学生掌握必备知识时，采用引导文教学法。教师可先根据知识点设计引导文，在引导文中提出问题即任务，并讲明任务要求和能力要求，然后按资讯、计划、决策、实施、检查和评估6个步骤引导学生自学，最后教师负责解答学生的疑问（见图3）。

2.5.2 模拟实践教学法

在进行物流管理信息系统综合操作时，采用模拟实践教学法。模拟实际情境，将每组学生分角色，按角色完成岗位任务，看哪一组完成的又快又好。在介绍各物流信息技术操作使用时，采用模拟演示法，充分利用实训室的仪器设备、录像、PPT等教学设备进行模拟演示，观看演示后让学生自己操作。演示时不仅对各物流信息技术进行操作演示，还要讲解其工作原理，加深学生对物流信息技术的理解。

2.6 采用多元评价和过程考核和结果考核相结合的考核方式，调动学习积极性

该课程考核分四部分：一是平时学习表现占10%，根据学生在学习过程中的表现进行成绩评定，主要根据学生的学习态度和参与积极性高低；二是平时作业占10%，根据课程教学安排和学习测评的要求，规定学生必须按时完成相应的任务和作业，按完成情况考评；三是理论知识测试占30%，利用网上教学资源，进行自主学习，并自行进行网上测试，主要考核学生对理论知识的掌握和自学能力；四是课堂实践操作技能考核占50%，主要考核学生的实际操作能力及实际解决问题的能力。

3 结 语

高职院校物流信息管理课程在教学过程中要努力将理论知识学习和实践应用合二为一，并尽量运用多种教学方法和教学手段来调动学生参与积极性，才能达到提高课程教学效果的目的。