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生物信息学论文8篇

时间:2022-08-27 04:31:11

生物信息学论文

生物信息学论文篇1

学生对一堂课的重难点部分能否充分理解和掌握是一堂优质课的重要指标。按照课堂教学计划,几乎每堂课都会有重难点部分,如何有效突破这些重难点知识是教师在备课和实施教学活动的环节中需要重点关注的问题。在高中生物学科中,重难点知识往往都具有抽象性较强的特点,要想理解这些抽象的重难点知识,往往要求学生具备较强的抽象思维能力,而这一能力恰恰是大多数高中生所欠缺的能力,因此,对于教师来说,如何把抽象的知识进行直观化的处理就显得十分重要了。而把抽象的知识直观化的一个有效的手段就是多媒体信息技术。在教学过程中,教师可以通过视频、动画、图片等手段,将抽象的文字化的知识直观的展示出来,在形象的知识面前,学生的学习难度自然会大大降低。就拿植物细胞的有丝分裂来说,由于有丝分裂过程中染色体的变化是一个动态的过程,而通过常规的实验器材又很难把这个过程完整的呈现出来,这个时候,利用多媒体工具就是最好的选择了。教师可以在课前制作一个Flash课件,将细胞有丝分裂的过程中染色体的变化直观地呈现在学生眼前,这样学生可以看到一个形象的连续的动态的变化过程,这对于学生的理解来说具有非常大的帮助。

二、利用多媒体工具丰富教学内容

课堂教学时间只有短短的四十五分钟,为了在有限的时间内完成大量的教学任务,很多时候,教师在备课的时候必须要对一些内容进行删减,而经过删减后的教学内容容易出现这样几个问题,一是教学内容过于单薄,缺少必要的材料支撑,二是教学内容理论性过强,内容相对比较枯燥,三是教学内容的完整性被切割,知识显得过于零散,不利于学生知识系统的形成。怎样才能解决教学内容和教学时间之间的矛盾呢?多媒体工具就可以起到重要的作用了。在传统的教学工具下,教师需要一字一笔地将重要的教学内容写在黑板上,形成板书,这样的方式不但效率低下,内容量也十分有限。而有了多媒体信息工具就完全改变了这一局面,教师可以通过制作课件,将教学内容先准备好,到了课堂上直接运用电子白板,在几秒钟内就将教学内容呈现到学生眼前,大大提高了课堂教学知识的传递密度。

三、利用多媒体工具优化课堂实验教学

生物信息学论文篇2

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”。

4.建立评价机制,让师生看到整合效益

生物信息学论文篇3

(一)教师应通过积极主动的学习和应用,不断加深对信息技术的认识我认为,要想实现信息技术和生物学科的“整合”,教师首先要对信息技术有一个全面的认识,至少每一位教师要能熟练使用电脑,平时要经常主动上网搜集各种与生物学科相关的信息资料来丰富自己的课堂教学资源,并结合课堂教学内容经常动手制作PPT、FLASH、AUTHWARE等,还要积极学习和掌握电脑的多种应用手段,在不断尝试中将其变成自己生活的一部分。

(二)对信息技术与课堂教学整合的理解“整合”实际上是一种课堂教学中呈现出来的状态,或是效果,每一节课都有具体的任务,都有一定的教学目标。在信息技术的强大功能面前,教学不能退居于后,成为次要部分,无论如何,教学都是首要内容,教学目标的达成,学生获得的学习结果,都是第一位的东西。利用信息技术的强大功能去实现课堂教学的目标是必要的,但信息技术从属于课堂教学的地位也是必然的。若信息技术能在教学过程最需要的时刻发挥作用,非常自然真实地成为教学过程中一个环节、一个步骤、一段过程……,这样状态下的课堂教学,就成为一种整合状态,它所达到的效果是我们所追求的课堂教学效果,此刻很难说是教学还是信息技术在起决定性作用,因为它们之间不分彼此,已经完全融为一体,也就整合在一起了。

(三)信息技术在生物课堂教学中的应用1.将微观世界或宏观现象通过视频、动画、声音、图片等形式展现在学生面前,加强了教学的直观性,激发学生学习的兴趣,有利于揭示事物本质,使抽象事物具体化。同时运用信息技术还可以刺激学生的视、听、看等多种感官,如用形象生动的图像信号吸引学生的视觉,用音响适中、悦耳精炼的语言信号吸引学生的听觉,特别是电教媒体的特技效果突破了信息传递中的时间和空间的限制,使学生能直观地看到宏观世界、微观世界、远方或过去的事物,使信息通道得到了无限的延伸和扩展。2.关注全体、分层教学、因材施教,从而激发学生学习兴趣,改变学生对学习的倦怠心理,提高学习效率。例如:在学生做题时,可以运用PPT打出不同难度的题,教师通过活动让不同层次的学生参与其中,这样既关注了全体,又达到了分层教学,同时也照顾了学困生的自尊心,起到了一举两得的作用。

二、在实践中发现的一些问题

在信息技术与生物学科整合的实践过程中,我有过困惑,总结过经验教训,主要表现在以下几个方面:

(一)在课堂教学中不能盲目突出信息技术在实际教学中,不能片面追求效果的最优化,不分课型、内容,不顾实际教学需要,盲目使用各种媒体。信息技术只是一种教学工具或教学手段,如果利用得当,它就可以推动教学改革,提高教学质量;如果没有正确认识信息技术,那么素材、课件等就会变为教师的“电灌”工具。我们如果片面夸大信息技术的效果,排斥传统的教学手段和方法,如以电子板书替代传统板书,或是本应使用实物、模型、挂图等常规教具的情况下,一味使用多媒体技术,就会搞得学生视觉疲劳,失去了观看的兴趣。长此以往,不但会影响信息技术的使用效果,而且还会事倍功半。因此,我们在使用信息技术时,应注意时间长短适中,信息适量,媒体搭配合理、有序、适当,而且要根据不同年龄特点的学生及教学内容需要选择不同的信息技术手段,内容、设计上不应过于花哨,以免分散学生的注意力。

(二)使用信息技术时,应处理好教师、学生、教材的关系“教师是主导,学生是主体”。我想,不论在传统的教学模式中还是在信息技术环境下,都不能忽视教师的主导作用和学生的主体地位。在新型的课堂教学中学生应在教师的引导下适当地通过各种媒介进行自主探究、合作交流、主动质疑等来提高判断事物、解决问题的能力,培养良好的思维习惯。同时教师也能对课堂收放自如,只有这样才能达到信息技术与课程整合高效性。但大家要注意的是在使用信息技术时不能忽视教材,脱离教材,因为教材承载了当节课的教学内容、学习任务。

生物信息学论文篇4

教学重难点的处理直接关系到学生的理解程度,关系着教学的成败。重点是学习其他知识的基础,而难点则是基于学生现状,理解起来较为困难的;不管是重点还是难点,仅仅依靠教师单纯的语言描述或是阅读教材都是难以理解的,学生往往只是死记硬背,而根本没有理解,无法运用,无法用于解决现实问题。这一直是传统教学的最大“瓶颈”,是教师最为头疼的问题。现代信息技术可以跨越时空的限制,直观、形象而动态地呈现知识,利用自身的特殊效果来将学生的思维与注意力引向教学重难点。尤其对于一些难点问题,现代信息技术可以利用自身强大的优势,化抽象为形象、化静态为动态,化无形为有形、化微观为宏观,将文字描述的知识点变成活的物体与场景,这样更能在学生的形象思维与抽象的知识间搭建桥梁,缩短由形象思维发展到抽象思维的距离,加强学生的理解,有效地突出重点、突破难点。

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。

五、运用现代信息技术模拟实验展现学科魅力

生物信息学论文篇5

良好的教学情境能够吸引学生的注意力,调动学生学习的积极性和主动性,增强学生对生物学习的兴趣。当学生对生物知识产生兴趣以后,学习就不再是一种负担,而是一种倘徉在知识海洋中的享受,这样才能提高学生学习的有效性。通过信息技术创造良好的教学情境,则可以达到这一目的。例如,在学习人教版必修1第2章第2节“生命活动的主要承担者——蛋白质”当中,教师可以利用Flas展示“氨基酸脱水缩合”的过程,在展示的过程中,每产生一根肽键都要用声音来对学生的感官进行刺激,在这种环境当中学生能够更好地学习这些知识,同时,教师在再利用自己的知识进行点拨,让学生在观察的过程中寻找规律性的东西,如说氨基酸的个数与脱下来的水分子数之间的关系等,这样的教学过程比较生动直观,教学的过程既尊重了学生的主体意识,又利用了良好的教学情境,满足了学生的学习需要。在高中生物课程学习当中,可以使用这种教学方法的知识点有很多,如说“细胞的吸水与失水”、“有氧呼吸和无氧呼吸”等,当然,教师在实践中需要根据教学的需要构造相应的教学情境。

2利用信息技术培养学生的创新思维能力

教育的目标并不是单纯地传播知识,而是让学生在学习知识的同时,能够对所学到的知识进行加工和创新,并应用到工作和生活当中。高中生物的学习也是如此,在教学的过程中,教师必须将培养学生的创新思维能力作为重要的教学目标。信息技术本身就是一种灵活性的教学手段,并且信息技术始终处在不断的发展和创新的过程当中,将其应用到高中生物教学当中,对于培养学生的创新思维能力具有重要意义。高中生物教师在运用信息技术的时候,可以利用校园网、互联网、公共教育网站、专业教育网站等平台和资源,为生物的教学与学习服务,让学生利用这些平台和资源进行探索,深化自己的思想和认识。例如,在学习“光合作用”这一知识点的时候,教师可以让学生通过这些平台和资源查找鲁宾和卡门的实验的过程和内容,了解当H218O、CO2和H2O、C18O2当中的O转移到C6H12O6的变化和过程,网上有很多类似的资源,不同于课本中的知识,这些资源多数是视频资源,将实验的过程全部展示出来,学生观看这些资源能够对光合作用的过程有更加深刻的理解。教师在教学的过程中,可以设置一些启迪学生思考的问题。例如,一旦停止光合作用,ATP、NADPH等物质会发生什么样的变化等,这样的问题能够活跃学生的思维,使其能够在学习光合作用知识的同时,将所学的知识不自觉地运用到实践当中。当然,高中生物课程上有很多实验,这些实验在网络上有很多类似的实验过程,有的一样、有的不一样,学生观察相同的实验过程,可以将其运用到相同的实验当中,避免实验的失败。

3利用信息技术帮助学生突破学习的难点

由于很多生物知识并不能直观地展示出来,学生在学习的时候就会感觉到很抽象,即便是教师在教学的过程中说得很细致,很多学生对于一些知识还是一知半解。在具体的教学过程中,教师可以将抽象的生物知识具体化、动态化,利用信息技术手段,直观地展示给学生,将复杂的知识点简单化,能够帮助学生认识、学习、理解和掌握。例如,在学习必修二“DNA分子的结构”“DNA的复制”、“基因的表达”这些内容的过程中,对于大多数学生来说这些内容非常抽象,也比较神秘,学习起来难度非常大,教师在教学的过程中,就可以利用信息技术,将这些知识直观化,并说明这些知识点之间的关系。在教学的过程中,教师可以先利用课件展示DNA分子的空间机构,再利用动画展示DNA的复制和表达的过程,在这一过程中教师可以根据课件的内容提出一些问题,如DNA是如何进行复制的,如果在复制的过程中出现干扰会出现什么样的后果等,然后再让学生总结DNA复制的特点。又如,在学习“遗传规律”这部分知识的时候,等位基因和非等位基因之间分离及组合的互不干扰,属于微观的、动态的变化,这种变化一般情况下学生观察不到,就可以利用信息技术模拟原始生殖细胞在进行减数分裂时等位基因随同源染色体的彼此分离而分离,又随非同源染色体自由组合而组合的动态变化过程,这样就能带给学生直观的认识和感受,学习起来就会感觉到这部分知识不再神秘。

生物信息学论文篇6

实验班和普通班的成绩比较通过对照实验随机抽取进行生物化学与信息技术整合的班级与未进行整合的班级进行对照。由以下的数据,加以分析:运用生物统计学的方法将一学期学生成绩统计出来,加以比较。由表1可以看出,进行信息技术与生物化学课程整合的实验班的成绩比普通班级平均分约高了八分。由此可以看出,进行整合课程能够大大的提高学生对生物化学的喜爱程度,也能够让学生在一个活跃的,良好的,感兴趣的课堂认真学习,轻松获得知识。

2实验的分析

访问调查实验班和普通班的学生通过对进行了信息技术与生物化学课程整合的班级学生与未整合的同时进行问卷访问调查,通过调查得出如下几个结论:第一,整合课程对提高学生的自主探究能力的作用不明显;第二,实行整合课程对有效调动学生学习的兴趣有较明显的作用;第三,实行整合课程对提高学生的合作意识和提高信息素养有着一定的作用。总而言之,进行信息技术与生物化学的整合能够让学生在学习时带有浓厚的兴趣,培养学生积极主动学习的能力。总之,课程整合益处甚多。

3进行信息技术与生物化学的课程整合的优点

3.1能帮助学生改变学习方式

过去,大多数学生都会在老师枯燥乏味的书面知识中昏昏欲睡,甚至产生厌学的情绪,完全没有学生该有的青春朝气与蓬勃。学生们喜爱的是精彩的课堂,有兴趣的课程,多样的教学方法。进行信息技术与生物化学的课程整合,恰到好处地满足了学生想要听课的动机。教师运用多种方法,如情景模式,课外活动,精彩的故事,幽默的语言,全面的感官信息等等来吸引学生的注意,同时让学生掌握学习生物化学的方法,有效地达到学生认真听课的目的。

3.2能加深学生的学习兴趣

运用丰富的多媒体视频信息,给学生感官的享受。艳丽的色彩,生动的动画,美妙的音乐,活泼的学习氛围。学生们可以寓情于景,使注意力高度集中。教师采用启发式教学,以故事或者幽默的语言来描述书本当中枯燥乏味的东西,培养学生对生物化学课程的热爱,从而能够自己独立去研究知识,学习知识,掌握知识的技能。

3.3能启发学生的思维

教师就是学生学习道路上的路标,引导着学生向正确的方向前进。在课程整合中,教师可以将多媒体中抽象的知识进行改编,以儿歌或者图像的形式输出,提高学生的形象思维能力。比如在记忆生物中人体必需的氨基酸时,可以用携(撷氨酸)一(异亮氨酸)两(亮氨酸)本(苯丙氨酸)单(甲硫氨酸又称蛋氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)来(赖氨酸)。这样一句话就可以将所有人体必需的氨基酸概括起来,记忆简单,易于学生接受。

3.4能提高教学质量

在生物化学的教学中,使用多媒体等信息技术进行知识的归拢,能让教师的知识层面更加广阔,同时也减轻了教师板书的负担,使教师与学生有更多面对面的课堂交流。另外,给了学生足够的思考空间,使学生的思维能力开阔化。与之相应的,也提高了教育教学质量。

4结论

生物信息学论文篇7

关键词:生物信息学;教学模式;探索

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)20-0214-02

生物信息学是一门由生命科学、数学和计算机科学相互渗透形成的新型交叉学科,它利用各种计算机软件、生物学工具及互联网技术对生命科学研究中产生的各种生物数据进行存储、加工及分析,从而达到理解数据中的生物学含义的目标[1-3]。当前,生物信息学已经成为生物、医学、农学、遗传学、细胞学等生命领域各学科发展的强大推动力量,已成为生命科学研究者强有力的辅助工具。近年来,随着分子生物学在动物植物育种、遗传资源创新、品种改良、病虫害防治等农业方面的应用,生物信息学作为一种实用、高效的手段被充分利用。《生物信息学》课程也相应地被列入各农业院校大学生教学计划。新疆农业大学根据学校专业发展现状及学生培养需求于2010年将《生物信息学》课程作为生物技术专业的必修专业课,通过三年来的教学实践,针对课程教学中存在的无合适教材、网络资料繁杂、教学内容陈旧、教学手段单一、考核模式简单等问题[4-5],笔者在课程的教学内容、教学方法、考核办法等方面进行了初步探索,本文现就该课程教学模式作一论述。

一、教学目标及内容

由于生物信息学是一门新兴学科,其理论及相关分析工具发展迅速、不断更新,在课程教学目标和教学内容上也在不断变化。我认为对于当前农业院校生物技术专业的培养目标和要求是让学生理解掌握生物信息学相关的一些基本理论、实验技术及实践操作,以核酸序列及蛋白质序列的实际分析为主要侧重点,着重培养学生的实践能力,使他们能适应今后工作学习的需要。据此,确定了以下的教学内容:教学内容共36学时,分为理论基础和上机实践两部分,理论课中穿插实例示范,共24学时。理论教学内容包括:生物信息学绪论、生物信息学的生物学基础、生物信息数据库及其检索、序列的基本信息分析及比对、分子系统发育分析、蛋白质结构预测及分析、组学技术及信息学分析;上机实践共12学时,内容包括:常用生物数据库的查询与搜索、核酸序列的分析方法实践、多序列比对和系统发育分析、蛋白质序列分析及空间结构预测、DNA序列中基因结构预测分析。在理论授课中介绍与农业相关生物信息数据库及应用,在实例分析中选用本校教师相关研究结果作为数据来源,拉近学生与知识点的距离,提高学习兴趣,使学生认识到学习本课程的意义,通过讲练结合使学生掌握相关实践分析能力。

二、教学材料

1.教材的选择。生物信息学目前仍处速发展时期,尤其是随着各种新技术、新理论及组学的发展,涉及到的学科越来越多。当前生物信息学专著及教材层出不穷,但中文版书籍中影印国外原版教科书和翻译书籍仍占很大比例,这类书籍中,专著专业性过强,而教材又多是针对生物信息学专业的学生或“一本”的学生编写的,难度较大,并且各自侧重点不同,并不适合作为一般的农业院校的生物信息学教材。笔者在教学过程中先后使用了由钟扬等编写、高等教育出版社出版的《简明生物信息学》及由肖浪涛主编、中国农业出版社出版的全国高等农林院校“十一五”规划教材《生物信息学》作为主要的参考教材。但是,在教学实践中笔者感到《简明生物信息学》由于出版时间较早(2001年)已不能满足实际教学工作的需要,书中的很多内容都已更新,很多网站页面也已重组或失效,而近年被广泛使用的一些著名生物信息学软件亦未涉及。而《生物信息学》一书偏重理论知识介绍,实例分析及操作应用偏少。因此,笔者根据本校专业建设需要及学生水平编写了适用于本校学生使用的简明教材。教材中理论部分主要参考上述两本教材,并进行了简化,降低难度,舍去算法、模型等专业性较强的章节;实践部分参考薛庆中等主编、科学出版社出版的DNA和蛋白质序列数据分析工具(第2版,2010年)一书,并附具体实例,最终形成理论部分简明易懂,实践部分易学易用的实用型教材。

2.生物信息学相关数据库及软件的选择。生物信息学发展迅速,相关生物信息数据库及生物信息软件数量不断增加,版本不断更新,这为生命科学相关研究提供了极大便利,但同时也为《生物信息学》课程实践部分的教学带来了挑战与压力。例如要分析一条蛋白质序列的分子量、等电点、氨基酸组成等信息,我们可以使用DNAMAN、Bioedit、DNAStar、Vector NTI等本地软件分析,也可以使用ProtParam、SAPS等网络在线程序分析。在有限的教学时间内,如何选择数据库及高效易用的生物信息学分析软件也是教学中一个重要的问题。通过参考相关生物信息学分析的书籍及近年文献,综合考虑数据库及软件的通用型、易用性及本校学生的英语水平、计算机操作水平,结合教学目标及内容,我们选择常用的核酸序列数据库GenBank、蛋白质数据库PDB等,软件方面选择DNAMAN、Bioedit、Clustal W、MEGA、Primer Premier、RasMol等常见的生物信息学离线分析软件及整合于NCBI、EXPASY、PDB等网站上的在线分析软件开展实践教学,而其他软件在课堂上只做简单介绍,具体操作方法作为辅助资料供学生自学。这样学生在有限的学时内可掌握更多的分析内容,达到“高效”的教学目的。

三、教学方法

1.及时更新完善多媒体教学资料。生物信息学课程理论知识较抽象,实践操作多,与计算机、互联网联系紧密,内容更新快,当代大学生已习惯并乐于使用各种多媒体途径获取信息,这些特点决定了其非常适于进行多媒体教学。为此,我们根据教学内容开发制作了一套多媒体教学资料并及时更新完善。教学多媒体资料包括Power Point课件和Flas,课件注重知识的层次性、联系性,将理论基础、实验技术操作流程等较抽象的生物信息学知识通过大量图片形象地展示给学生,从而提高学生的学习兴趣并加快学生对抽象知识的理解;动画的内容是利用屏幕录像软件将实例分析过程录像并配音,最后转为Flash格式,穿插在理论教学及实践教学过程中使用,从而使学生在自己实践操作前先有一个形象的认识,将理论知识与实践操作有机联系在一起。

2.充分利用网络教学平台辅助教学。生物信息学是一门以互联网为媒介、计算机为工具的学科。在教学中,网络教学平台的使用在提高学生学习兴趣、增强师生互动、强化教学效果等方面起到了很好的辅助作用。利用网络教学平台,教师可将课程课件、动画、分析工具、实践教学内容等共享给学生并及时了解学生学习动态,学生可将实验报告、作业、学习问题及意见反馈给教师,师生可以通过网络教学平台的论坛版块在课余就学习或实践中的问题进行讨论,达到“教学相长”的教学目的。此外,利用网络教学平台还可将课堂中未详细讲述的大量数据库、软件的使用过程及相关电子参考书、文献共享给学生,有利于提高学生学习自主性并拓宽课程外延。

3.边讲边练,理论知识密切联系实践操作。德国心理学家艾宾浩斯研究发现,在学习和记忆过程中,最初阶段遗忘速度最快,随着时间推延,遗忘越来越慢。因此,为了让学生能牢固掌握所学知识及实践技能,我们在教学中采取边讲边练的形式。对于理论知识,我们采取课前提问、课中提问、小测验及实践操作过程中知识点重现等方式,使重要理论知识在整个教学过程中多次出现,增强学生对课程知识体系的系统认知并强化其对理论知识的记忆。对于实践操作,我们采取案例式教学,直接将实例分析穿插在理论授课过程中,并在理论课后及时安排学生在计算机房上机联网操作,如在讲授序列比对理论课时,实例演示使用DNAMAN、Blast等软件进行序列比对的过程,并在理论课后紧跟DNAMAN软件使用、数据库搜索的实践操作,这样既加深学生对理论知识的理解,还有利于学生掌握实践操作能力。

4.布置实践任务,加强综合能力培养。生物信息学教学强调学生的实践能力培养。因此,在教学设计上,我们将学生按4~5人分成小组,通过学生自选或制定的方式布置特定实践任务,要求学生以小组为单位,利用本课程所学知识及技能完成任务并提交任务报告。例如,在课程一开始讲授数据库时,要求学生通过查文献、了解本校相关分子生物学研究内容并结合自己的兴趣选择特定基因,围绕该基因,在后续整个课程的学习过程中利用掌握的各种生物信息学分析方法对其进行序列查询、引物设计、序列比对、编码区分析、蛋白理化性质预测、保守结构域预测、结构预测、分子系统发育分析等操作,过程中学生互相讨论、取长补短,最终协作完成实践任务。这样既使学生较全面地掌握了课程内容,同时又加强了学生分析问题、解决问题的综合能力。

四、考核办法

在课程考核方面,本着生物信息学课程培养实践应用能力的教学原则,为使学生真正掌握生物信息学的基本理论及实践操作,我们改变了过去闭卷考试占主体或写课程论文的简单考核方式,采取了过程考核、实践考核并结合考试考核的方式对学生的学习效果进行综合评价。考勤及口头提问占考核成绩的10%,4次随堂测验占考核成绩的20%,上机操作占考核成绩的20%,实践任务作业占考核成绩的20%,期末闭卷考试占考核成绩的30%。这样考核虽然过程复杂,对学生及教师都带来更大压力,但杜绝了学生平时不学,期末突击,忽视实践的现象,学生必须注重平时的学习及实践操作才能顺利通过课程考核。这样的考核办法能够更客观准确地评价一个学生对课程的实际掌握情况。

随着生物信息学在农业各研究领域的广泛应用,掌握生物信息学知识及分析能力已成为农业院校相关专业毕业生的必备要求,生物信息学课程也必将在农业院校各相关专业建设中占据越来越重要的地位。通过本课程的教学实践探索,学生学习主动性、实践操作能力、最终学习效果均得到提高,笔者也积累了一定经验,取得了一定的教学成效,找到了一些适合农业院校的切入点,但是课程教学中还有很多需要进一步完善改进的地方。生物信息学学科的快速发展,也决定了本课程的教学模式必将是一个动态发展的过程,相信随着对生物信息学学科的深入认识,生物信息学课程教学模式也将不断完善,形成自己的独特体系。

参考文献:

[1]钟扬,张亮,赵琼.简明生物信息学[M].北京:高等教育出版社,2001.

[2]肖浪涛.生物信息学[M].北京:中国农业出版社,2006.

[3]王禄山,高培基.生物信息学应用技术[M].北京:化学工业出版社,2008.

[4]胡娜,常军,徐玲.生物信息学教学改革与探索[J].安徽农业科学,2010,38(3):1588-1589.

[5]梁琛,张建海.农科类生物信息学课程教学中存在的问题及对策[J].农业与技术,2010,30(5):136-137.

生物信息学论文篇8

计算机理论探析文博系统信息化建设

文博系统信息化,是指充分利用现代信息技术,深入开发、充分利用文物信息资源,全面提升文物保护、抢救、利用和管理工作水平。它可分技术的信息化、数据处理的信息化、管理和办公的信息化、藏品研究和管理的信息化及虚拟博物馆等五个层次。它涉及到计算机技术、数据库技术、多媒体技术、网络技术、通讯技术和自动控制技术等多项现代技术。飞速发展的信息技术正从根本上改变着人们的思想观念和工作方式,它带来挑战的同时也带来了机遇,传统的文博系统如何调整管理模式以适应信息时代的要求,与整个社会共同成长,如何让科技之光照耀不朽文明,让中华文明重放异彩,是当前亟待研究和解决的课题。

一、文博系统信息化建设的意义

促进文博队伍建设的专业化。在文物调查和数据采集中,指标体系比较复杂,这不仅要加大人员的培训力度,更要注重培训和实际操作相结合,充分发挥专业人员的传、帮、带作用,使基层工作人员在培训、工作中不断地学习新知识、掌握新技能,提高自己的专业素质和业务能力。文物系统信息化的建设过程也是对文博干部的教育、培训、提高的过程,通过文物系统信息化建设,可为文博系统培养一批高素质的信息化专业队伍。

3、促进文博行业管理的科学化。随着文物资料信息数据库的建设和摸清文物家底,使文博信息数据一目了然,从而为文物的抢救、保护及合理利用提供科学的决策依据,使我们文博行业管理机构在资产管理、经费管理、宏观决策工作上更趋科学、合理。同时文物数据库管理系统的建立,使各级文物收藏单位文物保管的科学性大为增强,工作效率大大提高。文博系统的数字化建设可直接带动保管研究、陈列展示、宣传教育、对外交流等工作,提高了文物保护资金的使用效益,促进博物馆教育功能的发挥,提升了博物馆社会服务水平,扩展了博物馆的生存发展空间。 4、促进文博资源效益的最大化。作为不可移动文物资源来讲,除部分作为旅游景点开发利用以外,大部分资源价值未得到利用;作为馆藏文物来讲,除部分通过博物馆展示以外,大部分尘封在库房,文物资源得不到合理利用,价值得不到体现。而信息化建设的开展为文博资源的合理利用提供了基础,特别是数据库建设项目的实施,给文博管理、文物宣传和文博资源信息的合理利用提供了许多启示和契机。

5、促进先进文化的大众化。通过文化遗产信息资源开发,借助虚拟展示和交互技术,建立基于祖国深厚传统文化内涵的电子游戏、网上历史文化和革命传统知识库。通过校园、家庭、网上等多种途径,把优秀文化生动具体地融入青少年成长的各个环节,用健康、益智、有趣的游戏和传统文化知识吸引青少年,使他们在游戏和娱乐中也能得到身心放松、知识积累和情操陶冶。通过数字博物馆建设,扩大、延伸文物展览的空间和时间,改善展示手段,从而更加贴近群众、贴近实际、贴近生活,使人民群众可以不受时间和空间的限制,在自主欣赏不同地域、不同主题的文物和文化知识、充分享受传统文化魅力的同时,接受中华民族优秀历史文化和革命传统的教育,增强文化认同感。

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计算机理论浅谈电子仿真在电子教学中的应用

一、电子仿真在电子教学中的优越性

随着电子计算机技术的大力发展,各种电子仿真软件不断涌现。当今世界流行的电子仿真软件如:ORCAD、PSPICE、MATLAB、PROTELDXP、MULTISIM等。而其中PROTELDXP、MULTISIM在职业院校电子教学中特点突出、功能齐全、操作方便、普及性较高。利用仿真软件来实验的数据和技术指标都是真实有效的,不需要附加额外条件,与实际电路运行相同。无需太多的抽象思维,与在实验室工作一样,任意设计电路、运行、数据分析,许多的教学内容在课堂上就能解决,教学效果好,教学效率高。而且电子仿真在计算机上完成各种实验,将大大的激发学生的学习积极性,使原来无味的理论教学变得生龙活虎。使得从感性认识上升为理性认识变得非常直观。增强了学生的互动性。

用计算机仿真代替了大包大揽的试验电路,大大减轻验证阶段的工作量,其强大的实时交互性、信息的集成性和生动直观性,为电子专业教学创设了良好的平台,极大地激发了学生的学习兴趣,能够突出教学重点、突破教学难点,并能保存仿真中产生的各种数据,为整机检测提供参考数据,还可保存大量的单元电路、元器件的模型参数,采用仿真软件能满足整个设计及验证过程的自动化。所以电子仿真在职业院校电子教学中的广泛应用将会给电子技术带来一场革命。同时也给电子设计人员带来了一场前所未有的发展前锦。

过去有些没有实验条件的学校教师在进行电子教学时,一般都是在黑板上画电路,而且不标准也不美观,起不到很好的示范作用,现在利用仿真软件可以很方便的画出标准而且美观的电路,使得电子教学不论是理论还是实验课大大的提升到新的水平,很容易激发学生的创新精神。过去由于实验器材等因素的影响,很多学生不能亲自参加电子实验。而且有的电子实验学生要接触到电,所以也存在一些不安全的因素,现在利用电子仿真软件可以使学生放心大胆的去完成各种电子实验,给电子教学带来很大的发展前锦。

二、电子仿真在电子教学理论课中的作用

过去由于电子教师在教学中大都采用理论传统的教学模式,使得理论课教学枯燥无味。采用电子仿真软件后,理论课教学可以生动活泼,特别是有些理论课要用实验去验证他的实际性,更显得电子仿真软件的必要性。在以前很难用实验去进行的理论分析,现在显得运用自如,而且电子仿真软件提供了多种理论分析的方法,这些在以前的电子教学中是不容易实现的。电子仿真软件引入电子理论课教学后,一改过去老师讲的课堂教学模式,可以和学生互动,让学生参与到电子理论教学中来,可以大大的激发学生学习理论课的积极性和趣味性,培养学生的理论水平,分析问题和解决问题的能力。

二、文博系统信息化发展现状

上世纪末,文博系统就已开始利用计算机信息化技术在对馆藏文物信息管理方面做了有益的尝试和探索,各地因地制宜、突出重点、注重实效,稳步推进,取得了明显的阶段性成果,为文博系统信息化工作开展奠定了基础。文化遗产信息资源建设初具规模;文博行业信息基础设施建设已经起步;信息化应用体系建设不断完善;信息化标准规范建设及基础性研究取得进展;信息化工作机构与人才队伍建设初见成效。

但是,我们必须看到,随着信息化技术的逐步发展,原来的计算机信息化管理只是一种初步的应用,与文博事业发展要求相比,与其他领域的信息化发展水平相比,还存在一定的差距,值得我们进一步研究与探讨。主要表现在以下方面:

对文博系统信息化建设的意义和必要性重视不够,对信息化建设的基本规律认识不足,尚未建立起统一、有效的信息化工作管理体制和运行机制,对文物信息资源开发利用和产业化运作的意识较为薄弱。

3、文博系统信息化基础设施还比较落后,尚未建立满足文博事业发展需要的大容量信息存储和交换体系。现有的网络与信息系统安全缺乏可靠保障,数据备份系统、安全认证体系亟待建立。

4、资金投入严重不足。受资金缺乏和各地区经济发展水平的制约,各地信息化发展极不平衡。在资金投入方面存在着重硬件、轻软件,重设施、轻数据,重新建、轻整合与维护等问题,资金管理力度不够,使用效率不高。

5、信息化专业人才匮乏。数量严重不足,知识结构不甚合理,专业素质亟待提高。既懂信息技术、又懂文物专业知识的复合型人才尤为紧缺。制度化、规范化的信息技术培训体系尚未建立,从业人员对信息技术的掌握和应用能力较低。

6、计算机数据库中录入的馆藏文物藏品的档案信息不够完整,不能全面、准确地反映文物藏品的完整情况,给藏品的保护、研究和利用带来极大不便。

7、文物信息化缺乏对外交流和宣传平台。文物事业信息化工作存在闭门造车的现象,没有广泛和高校、企业和科研院所建立技术交流与合作机制,没有充分的借鉴和吸收国内外相关领域和文物博物馆单位的信息化建设经验。文物信息资源开发利用程度低,未能主动采取行之有效的机制和手段,通过与文化产业的合作,促进文物信息资源的推广和传播。

三、文博系统信息化建设对策

人才队伍是保障。高素质的人才队伍是信息化发展的保障。在人才队伍建设上,要广泛依托高校及科研机构的人才优势,通过自主培养、引进吸收、交流合作等多种方式培养高素质、专业化的文博信息化业务骨干和复合型管理人才,建立并完善科学、有效的人才选拔和激励机制。要加强对各级领导干部和相关业务部门工作人员的信息化普及培训,创造良好的信息化应用环境。同时要研究吸引、稳定信息化人才的政策、措施,建立并完善科学、合理的人才选拔和竞争激励机制,增强人才队伍的稳定性和凝聚力,发展高水平的文物信息化人才队伍。

3、资金投入是保证。文博系统信息化建设应以政府投入为主,积极鼓励多种方式筹集资金。各级文物行政管理部门要加大信息化建设投入力度,将信息化建设资金列入年度投资计划并确保落实到位,专款专用。在积极争取财政投入的同时,要开辟多种筹资渠道,吸引社会和企业投资,扩大与相关行业和产业之间的合作,积极探索利用文物信息资源创造经济效益和社会效益的新模式。

4、传承文化的目的。中国历史悠久,源远流长,有太多的文物文化要求我们将它们展示给世界、展示给国民。博物馆的工作就是要将我们先进的文化底蕴展示给世人,通过人们的传播和理解来保证先进的文化得以传扬。要大力推动与企业、科研、教育等机构的技术交流与合作,充分借鉴国内外成功经验,采用国际先进技术,参与国际文物信息化标准和规范的制定。优选重点项目为突破口,建立若干示范工程,促进文物事业信息化的跨越式发展。要广泛宣传文物事业的发展和信息化建设,借助各种媒体和文化产业增加与社会公众之间的交流与互动,吸引全社会的关注和支持。

5、需求主导是方向。文博事业信息化的关键在于应用,应用的关键在于需求。文博事业有自身的发展规律和特定的信息技术需求,信息化建设不可能脱离实际业务工作而自行其事,要强化信息技术研发与业务工作的联系和有机结合,以行业需求指导应用信息技术研究和应用软件的开发,以信息化应用促进业务工作的发展。要重视行业信息化科研基地建设,加强考古发掘现场的数字化记录与文物保护、数字化图形图像处理、三维虚拟展示、古汉字编码等行业急需的关键应用信息技术研究。要以解决文博行业的实际需要为目标,开发功能完善、安全可靠的行业系列应用软件,加快推广应用,切实提高文博系统的工作效率和管理水平,真正实现以信息化推动文博事业的全面发展。

6、信息资源是核心。在信息时代,信息是最重要的核心资源。而我国的文博信息资源开发利用还很滞后,信息服务水平低下。因此,必须抓住信息化发展机遇,将丰富的文物资源和五千年的中华优秀文明转化为文化信息资源优势,突破数字鸿沟和数字机遇的瓶颈,实现我国从文物资源大国到信息资源大国的重要转变。要充分利用一切有利条件,加强信息资源的采集、加工和整合等基础工作,重视信息知识产权的保护,维护信息安全,面向文物的保护、利用和管理需要,提供形式多样,内容丰富的文博信息资源服务。

7、基础研究是源泉。加强对文博事业信息化基础理论和实践问题的研究,对理清发展思路,明确建设任务,有针对性的开展信息化工作具有重要的指导意义。要高度重视信息化基础性研究工作,科学地阐述文博事业信息化的概念、内涵、目标和任务,深入分析信息化发展给文博事业带来的各种机遇和挑战,构建全面、系统的文博信息化发展体系、把握行业需求,明确发展方向,加强对文物信息资源的开发利用、信息技术在行业中的应用等重大问题的研究。要加快研究制定文物事业信息化关键技术标准与规范,制定信息分类与编码、数据库、元数据、信息交换、软件开发、数据采集、数据建库、运行管理等关键技术标准和实施规范。

四、结束语

落实党的科教兴国战略,加快中国文物事业信息化建设,既是机遇又是挑战。文博系统应该抓住机遇,不可坐失良机;要开拓创新,不能因循守旧。要将先进的信息技术与古老的传统文化完美地结合起来,使文物事业在信息化时代焕发出新的生机与活力,中国文物事业的信息化时代正向我们走来。

参考文献:

[2]黄强.试论博物馆社会教育职能的发挥.牡丹江教育学院学报,2005,(04).

[3]李强.信息时代的博物馆.华中建筑,2001,(03).

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