導(dǎo)語：如何才能寫好一篇生物信息學(xué)方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【摘要】

目的 用生物信息學(xué)方法從世界權(quán)威數(shù)據(jù)庫檢索篩選能用于診斷或治療的細(xì)粒棘球蚴靶蛋白。方法 基于其他相近物種的寄生蟲及其靶蛋白研究，在美國生物技術(shù)信息中心（NCBI）連接的SwissProt，PIR，PRF，PDB等數(shù)據(jù)庫進(jìn)行有價(jià)值靶蛋白及其同源蛋白的篩選，最終篩選出在其他寄生蟲目前用于靶蛋白研究的蛋白或多肽，通過討論分析，找出能作為細(xì)粒棘球蚴診斷或藥物疫苗靶位的蛋白質(zhì)和多肽。結(jié)果 通過檢索扁形動(dòng)物門的蛋白，篩選出目前該門類下所有物種已經(jīng)成熟應(yīng)用或正在研究的有價(jià)值的候選蛋白：共得到154條包括32種蛋白。結(jié)論 通過高通量快速篩選法，找出32種可能用于包蟲病診斷和防治的靶位蛋白，為今后蛋白質(zhì)組學(xué)高通量篩選細(xì)粒棘球蚴靶標(biāo)分子提供理論依據(jù)和參考。

【關(guān)鍵詞】 細(xì)粒棘球蚴；生物信息學(xué)；靶標(biāo)分子；扁形動(dòng)物門；高通量篩選

Abstract: Objective To screen specific target proteins for early diagnosis or therapy of echinococcosis by screening the authoritative databases from all over the word with bioinformatics method.Methods Based on studies on target proteins of other similar species，we screened these valuable proteins or their homologous proteins from American National Center for Biotechnology Information which links with the database of proteins，such as SwissProt，PIR，PRF，PDB et al.After screening out these valuable proteins or peptides of Platyhelminthes，we found some of them for Echinococcus granulosus (Eg) through analysis and demonstrations.Results We got the valuable proteins or peptides applied already or been researching on diagnosis or therapy of species of Platyhelminthes，including 154 of them that could be classified as 32 kinds.Conclusion 32 kinds candidate of proteins (peptides) were screened for Eg. diagnosis and therapy which would provide the academic basis to further proteomic researches of screening target proteins of Eg.

Key words:Echinococcus granulosus;bioinformatics; target molecule;Platyhelminthes;high-throughput

包蟲病是由細(xì)粒棘球絳蟲的蚴蟲寄生到人體或家畜體內(nèi)而引發(fā)嚴(yán)重危害人畜健康的人獸共患寄生蟲病。包蟲病防治的理想階段是在早期預(yù)防和藥物治療階段［1］。隨著基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組技術(shù)的發(fā)展，新藥開發(fā)的研究，尤其新型藥物作用靶蛋白篩選研究發(fā)展的極為迅速，本研究擬用生物信息學(xué)方法從世界權(quán)威數(shù)據(jù)庫檢索篩選能用于診斷或治療的細(xì)粒棘球蚴靶蛋白。

1 材料與方法

利用美國生物技術(shù)信息中心（NCBI） Entrez檢索系統(tǒng)，在蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫檢索扁形動(dòng)物門目前已經(jīng)上傳注冊(cè)的蛋白質(zhì)或肽段，從得到的扁形動(dòng)物門所有物種蛋白質(zhì)研究的總體狀況，用關(guān)鍵詞進(jìn)行快速檢索分類，同時(shí)結(jié)合MEDLINE參考文獻(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行分類分析。對(duì)于信息不詳，或者命名不規(guī)范的蛋白質(zhì)，通過NCBI BLAST2.2.10分析軟件［2］在蛋白庫中進(jìn)行同源序列比對(duì)［3］，e-value參考值設(shè)定為20。然后對(duì)蛋白進(jìn)行保守區(qū)域分析，使用HMMPfam分析軟件［4］對(duì)蛋白進(jìn)行超家族歸類分析，將同一超家族的蛋白歸為一類，e-value值設(shè)定為1e-1［5］。

使用關(guān)鍵詞“Platyhelminthes”在NCBI Entrez中的protein條目下檢索注冊(cè)到NCBI數(shù)據(jù)庫的蛋白或肽段。然后按物種進(jìn)行分類，得出扁形動(dòng)物門各物種的蛋白組學(xué)研究狀況［6］。

基于以上研究狀況，然后分別輸入關(guān)鍵詞“target”、“candidate”、“diagnosis”用邏輯符號(hào)AND連接“Platyhelminthes”在NCBI Entrez中的protein條目下檢索目前用于靶位蛋白、候選分子和診斷蛋白的蛋白，分別獲得進(jìn)行研究或已經(jīng)得到應(yīng)用的物種、研究領(lǐng)域以及這些分子的研究方向。

篩選出的分子中部分蛋白僅僅有一代碼或分子量，對(duì)這些分子的核酸序列用BLAST 2.2.10進(jìn)行同源序列比對(duì)，同時(shí)用HMMPfam對(duì)這序列進(jìn)行保守區(qū)超家族分析。最后將歸類后的蛋白進(jìn)行結(jié)果分析

2 結(jié)果

2.1 扁形動(dòng)物門蛋白有32276條相關(guān)蛋白信息，其中日本血吸蟲和曼氏血吸蟲占76.39%，而其他物種的研究相對(duì)滯后。具體研究情況見表1。

2.2 將“candidate”作為關(guān)鍵詞，用邏輯符“AND”連接“Platyhelminthes”檢索，得到109條蛋白。蛋白由于部分標(biāo)注不清楚或僅有序列的蛋白用BLAST和HMMPfam分析軟件進(jìn)行同源性以及保守區(qū)域分析，然后按超家族信息歸類。并對(duì)部分研究結(jié)果不清晰或沒有及時(shí)更新者進(jìn)行MEDLINE相關(guān)文獻(xiàn)查閱，共分17類蛋白。表1 檢索到各大數(shù)據(jù)庫扁形動(dòng)物門各物種的相關(guān)蛋白及肽段數(shù)目（略）表2 目前檢索到扁形動(dòng)物門各物種中用于候選分子的相關(guān)研究及方向（略）表3 檢索到扁形動(dòng)物門各物種中用于靶位蛋白的相關(guān)研究及方向（略）

2.3 將“target”作為關(guān)鍵詞，用邏輯符“AND”連接“Platyhelminthes”檢索，由于部分標(biāo)注不清楚或僅有序列的蛋白用BLAST和HMMPfam分析軟件進(jìn)行同源性以及保守區(qū)域進(jìn)行分析，然后按照超家族信息歸類。并對(duì)部分研究結(jié)果不清晰或沒有及時(shí)更新者進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)查閱。

3 討論

NCBI是為儲(chǔ)存和分析分子生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)研究成果而創(chuàng)建的自動(dòng)化系統(tǒng)，它的出現(xiàn)使各個(gè)實(shí)驗(yàn)室能快速有效的獲取世界范圍內(nèi)的生物技術(shù)信息。Entrez是NCBI為用戶提供核酸和蛋白質(zhì)序列、定位、分類和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的信息檢索系統(tǒng)［7］，具有強(qiáng)大的檢索功能，包括檢索相關(guān)的序列、結(jié)構(gòu)和參考文獻(xiàn)。該系統(tǒng)整合了GenBank、EMBL、PIR和SWISS-PROT等數(shù)據(jù)庫的序列信息以及MEDLINE有關(guān)序列的文獻(xiàn)信息，使得子檢索系統(tǒng)Protein Entrez能夠連接SwissProt，PIR，PRF，PDB等數(shù)據(jù)庫，并通過該連接快速檢索世界上最新上傳的蛋白數(shù)據(jù)［8］。本次研究根據(jù)這一強(qiáng)大的檢索分析系統(tǒng)，運(yùn)用了信息學(xué)的方法，通過高通量的篩選，檢索了世界權(quán)威數(shù)據(jù)庫收錄的目前用于寄生蟲診斷、防治等研究的大量蛋白，并對(duì)檢索到標(biāo)注不明確或信息未及時(shí)更新的蛋白進(jìn)行同源性比對(duì)，蛋白家族歸類等分析，共檢索到扁形動(dòng)物門蛋白信息32276條，然后對(duì)這些蛋白進(jìn)行二次檢索、分析、分類整理，篩選出目前用于臨床的靶蛋白或正在研究中的候選靶蛋白33種，這將給細(xì)粒棘球蚴甚至整個(gè)扁形動(dòng)物門寄生蟲有價(jià)值分子的篩選都提供了研究捷徑。

本研究表明：曼氏血吸蟲和日本血吸蟲的研究較多，合計(jì)占總數(shù)的76.39%，其它寄生蟲的研究還比較落后。其中以候選分子為關(guān)鍵詞檢索，檢索出來的蛋白以候選疫苗為主，提示其它寄生蟲的疫苗防治研究可以借鑒曼氏血吸蟲或日本血吸蟲的蛋白候選分子的研究。通過本次研究分析，也進(jìn)一步證實(shí)了國際上和世界衛(wèi)生組織推薦的候選分子如谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶（GST）、脂肪酸結(jié)合蛋白（Fatty Acid-Binding Protein）、細(xì)粒棘球蚴95抗原（EG95）等［9-14］，取得了比較好的研究成果。另外，也可以通過查閱其它的已經(jīng)進(jìn)行過疫苗方面研究的文獻(xiàn)，進(jìn)一步論證例如filamin、gp18-22等蛋白的細(xì)粒棘球蚴同源蛋白是否能作為其疫苗候選分子。在靶位分子研究中，目前研究的分子有藥物靶位分子、調(diào)節(jié)分子靶位、疫苗靶位分子、診斷靶位分子等，對(duì)細(xì)粒棘球蚴有價(jià)值靶位分子篩選提供了參考依據(jù)，提供了捷徑。

參考文獻(xiàn)

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篇2

良好的開端是成功的一半，新課的導(dǎo)入是一堂課的開始，課堂的教學(xué)是整個(gè)教學(xué)工作的中心環(huán)節(jié)，是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。在教學(xué)過程中，生物的遺傳可用“龍生龍鳳生鳳，老鼠的兒子會(huì)打洞”引入;變異用“一母生九仔，連母十個(gè)樣”;條件反射用“一朝被蛇咬，十年怕井繩，望梅止渴，談虎色變”;“大樹底下好乘涼”——蒸騰作用;“落紅不是無情物，化作春泥更護(hù)花”——細(xì)菌的作用;“螳螂捕蟬，黃雀在后”引出食物鏈。當(dāng)然，如果過多過濫的使用生活中的俗語，會(huì)讓學(xué)生思維散亂，注意力難以聚焦在學(xué)習(xí)內(nèi)容的知識(shí)重點(diǎn)上，因此俗語的運(yùn)用要精心設(shè)計(jì)，用量適中。

二、巧設(shè)疑問，誘發(fā)興趣

渴望了解生物的各種生命現(xiàn)象及活動(dòng)，揭開生命活動(dòng)的本質(zhì)規(guī)律，這是學(xué)生普遍存在的心理狀態(tài)。依據(jù)所教內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)在課堂上巧設(shè)疑問，可以很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如講解植物的蒸騰作用：人往高處走，水往低處流，植物中的水分為什么往高處流？在顯性基因遺傳和子代性狀時(shí)，提出了有的父母是正常人，可子女卻有白發(fā)病，為什么自然界花的顏色都很鮮艷，同一種動(dòng)物生活在沙漠里的和生活在草原上的有什么不同，這些問題必然引起學(xué)生的好奇，開動(dòng)腦筋，從而吸引學(xué)生注意力，使學(xué)生很快進(jìn)學(xué)習(xí)狀態(tài)。

三、緊貼生活，激發(fā)興趣

教師可以結(jié)合生活中的事例，把相關(guān)的生活知識(shí)帶進(jìn)課堂，從身邊的生活實(shí)例引導(dǎo)。在講授“合理營養(yǎng)和食品安全”一課時(shí)，從學(xué)生的早餐開始，對(duì)學(xué)生的早餐現(xiàn)狀和飲食習(xí)慣入手，來分析他們的早餐都有什么，從營養(yǎng)的角度分析。他們各抒己見，紛紛表示以后絕不吃沒有營養(yǎng)的早餐，引出怎樣搭配一份合理營養(yǎng)的早餐，對(duì)他們身體所起的好處。又如針對(duì)女生愛美之心，在冬天如何讓自己的溫度烘托出風(fēng)度，把枯燥乏味的課，通過教學(xué)和大家相互交流，把書本上的知識(shí)變成了自己生活中經(jīng)歷的內(nèi)容，讓這些知識(shí)真正成為他們生活中的重要的寶貴財(cái)富，使課堂教學(xué)從理論到實(shí)際，讓學(xué)生樂于學(xué)習(xí)，對(duì)課堂教學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。

四、聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)探究意識(shí)

當(dāng)今社會(huì)日新月異，學(xué)生要掌握的不只是知識(shí)，還應(yīng)包括過程和方法，教師在教學(xué)中一定要將書本知識(shí)與實(shí)際結(jié)合起來，使理論回到實(shí)際。教師首先要發(fā)動(dòng)學(xué)生關(guān)注周圍的事物，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，從點(diǎn)滴做起，積累生活經(jīng)驗(yàn);其次為學(xué)生搭建交流平臺(tái)，開展課題探究活動(dòng)，如在學(xué)習(xí)了《植物的作用》后，針對(duì)特有的濕地公園優(yōu)勢(shì)，在筆者所教的學(xué)生中，又有很多來自農(nóng)村的孩子，他們雖然和大自然很親近，卻不能把生物和生活聯(lián)系在一起。教師可以利用各種時(shí)機(jī)，讓他們參與到活動(dòng)當(dāng)中來，課堂上大家互相交流，共同分析，在此過程中，活躍了氣氛。使學(xué)生們的印象深刻，教師及時(shí)指導(dǎo)、激勵(lì)、肯定，學(xué)生們都情緒高漲，積極投入調(diào)查實(shí)驗(yàn)，探究的火花在時(shí)間中迸發(fā)，探究的意識(shí)自活動(dòng)中培養(yǎng)。

五、利用各種直觀教學(xué)手段激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生接受知識(shí)離不開具體形象，利用課本插圖、掛圖、生物標(biāo)本這些傳統(tǒng)直觀教學(xué)手段。隨著教學(xué)條件的改變，幻燈片，投影、多媒體等現(xiàn)代化直觀教學(xué)手段，調(diào)動(dòng)學(xué)生的視覺聽覺的積極性，將語言、文字、靜態(tài)圖像、視頻，這些感官刺激帶給學(xué)生直觀和形象感，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，將學(xué)生被動(dòng)的學(xué)習(xí)改成主動(dòng)學(xué)習(xí)，喜迎學(xué)生的注意力。在教學(xué)過程中，利用多媒體技術(shù)能節(jié)省板書的時(shí)間，可以使學(xué)生在一節(jié)課的時(shí)間里傳遞更多的知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)生的信息量，還可以突出重點(diǎn)難點(diǎn)，加上教師的適時(shí)點(diǎn)撥講解，使學(xué)生更容易懂，突破重難點(diǎn)，從而使抽象難以理解的概念變成具體可觀察的畫面。但是要避免光電教學(xué)的嘩眾取寵，過多花哨的內(nèi)容影響教學(xué)效果，有些學(xué)生過多的注意背景音樂和動(dòng)畫，而忽視了主要內(nèi)容，使得上課主次不分，所以要突出重點(diǎn)，利用好多媒體，激發(fā)學(xué)生興趣。

六、對(duì)學(xué)生多用激勵(lì)語言

篇3

    1、根據(jù)薄弱的課程來分析

    許多學(xué)生在學(xué)習(xí)中都曾經(jīng)或正在遇到這樣的一個(gè)問題,那就是偏科。有的程度還不明顯,有的偏科差距驚人。我知道的一個(gè)學(xué)生,她在高考中語文和數(shù)學(xué)的成績居然相差了100分,嚴(yán)重的偏科現(xiàn)象,不能不引起我們的重視。其實(shí)薄弱的課程,就是你發(fā)現(xiàn)問題和總結(jié)問題的切入點(diǎn)。成績表現(xiàn)不高的科目暴露的問題勢(shì)必最多,發(fā)現(xiàn)問題也會(huì)容易得多。對(duì)薄弱課程的解決方法通常有兩種:

    a、集中利用課外時(shí)間進(jìn)行自我補(bǔ)習(xí),遇到問題找家長、老師或網(wǎng)校幫助解決。如果你想取得成功,高效地達(dá)到目的,那么就一定要讓自己理性一些成熟一些。面對(duì)問題,特別是學(xué)習(xí)上的問題千萬不要感情為先,把興趣愛好甚至對(duì)老師的評(píng)價(jià)牽扯到自己的學(xué)習(xí)中來,要明白自己為什么學(xué)習(xí),要知道自己的目標(biāo),也要發(fā)現(xiàn)自己的問題。只有清醒理智地上路,才可能在學(xué)習(xí)的道路上披荊斬棘,取得最終的成功。拋開心理上的各種問題后,就應(yīng)該開始著手補(bǔ)習(xí)自己的薄弱環(huán)節(jié)。其實(shí)你最先想到的不該是家教,而是自己。自己找到問題,自己解決問題,取得的效果會(huì)比依賴別人所取得的效果強(qiáng)很多。補(bǔ)習(xí)一定要利用課余的時(shí)間,千萬不要把自己搞得太疲憊,對(duì)于落下的知識(shí)不要著急,如果急于求成,可能會(huì)由于過于浮躁而適得其反。另外,不要因?yàn)檠a(bǔ)習(xí)弱項(xiàng)而“冷落”了原本學(xué)得好的科目,要注意平衡協(xié)調(diào),不能顧此失彼。

    當(dāng)然,遇到問題的時(shí)候,首先不要輕易放棄,要換幾種方法思考。只有到了窮途末路,冥思苦想之后也沒有結(jié)果的時(shí)候,再請(qǐng)教老師或者家長。畢竟自己想出來的答案,會(huì)讓你體味到成功所帶來的喜悅,也會(huì)記憶深刻。

    b、如果課程落下太多,考慮請(qǐng)家教。

    如果你自己補(bǔ)習(xí)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)自己的問題太多,難以梳理,很多知識(shí)點(diǎn),憑借自己看書,看筆記已經(jīng)無法弄明白,自己的努力已經(jīng)起不到什么作用了,那么我建議你,可以找個(gè)合適的家教。但你不要過于依賴家教,千萬不要天真地以為請(qǐng)了家教,只要開展那些號(hào)稱個(gè)性化的一對(duì)一的教學(xué)能讓自己的成績有突飛猛進(jìn)的進(jìn)步,那是不可能的。因?yàn)橹R(shí)的掌握還需要一個(gè)過程。

    家教的優(yōu)勢(shì)其實(shí)更多體現(xiàn)在一對(duì)一的針對(duì)性和即時(shí)性,他可以根據(jù)你自己的問題幫助你解決,另外,遇到不明白的問題,也可以得到及時(shí)解答。但是遺憾的是,許多家長不善于請(qǐng)家教。但一般的家教老師的認(rèn)識(shí)有限水平有限,所以作用也是有限的,更多更深的內(nèi)容需要自己在學(xué)習(xí)中感悟、體會(huì)。如果自己不努力,總是處于被動(dòng)的狀態(tài)的話,那么請(qǐng)多少家教也是徒然。關(guān)于如何請(qǐng)家教的問題,請(qǐng)參考本人的《學(xué)會(huì)跟孩子說話》一書。

    2、根據(jù)考試的表現(xiàn)來分析

    有的人是平時(shí)小測(cè)驗(yàn)不錯(cuò),但大的考試卻發(fā)揮失常。其實(shí)這種情況往往說明你對(duì)平時(shí)功課的掌握還是不錯(cuò)的,但復(fù)習(xí)階段和平常的總結(jié)工作沒有做好,導(dǎo)致考試的狀態(tài)不是自己的最高水平。同時(shí)由于自己沒能總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),所以一到大的考試心理就會(huì)被以前的經(jīng)歷所困擾,久而久之,很容易形成考場(chǎng)綜合征,嚴(yán)重者,不管自己的功課有沒有準(zhǔn)備好,到了考場(chǎng)就緊張、肚疼、頭暈等現(xiàn)象。(很多癥狀已經(jīng)表現(xiàn)生理化)

    科學(xué)家曾對(duì)一些自稱考試前總是肚疼的人發(fā)現(xiàn),由于這些人普遍感到焦慮和緊張,所以胃功能不能正常發(fā)揮其作用,長此以往,就會(huì)出現(xiàn)胃潰瘍等癥狀。心理學(xué)家的實(shí)驗(yàn)也強(qiáng)有力地說明,兩只猴子被關(guān)在籠子里,一只猴子不定期地被電擊,另外一只猴子定期地被電擊。結(jié)果不定期地被電擊的猴子最后死掉了。對(duì)死的那只猴子做生理解剖發(fā)現(xiàn),胃潰瘍的問題很嚴(yán)重。所以緊張是造成這種現(xiàn)象的主要原因,而且由于對(duì)考試結(jié)果的擔(dān)憂,希望找到合適的借口來為自己開脫,那么生理的毛病是最好的擋箭牌了。所以有的學(xué)生開始假裝肚疼,到了后來可能就是真的肚疼了。

    人的記憶規(guī)律說明,對(duì)于新接觸的概念,當(dāng)時(shí)會(huì)很清楚,但過了一些日子會(huì)有一定的遺忘。當(dāng)然不會(huì)全部遺忘。很多學(xué)生就是當(dāng)時(shí)搞明白了,所以即使過了很長時(shí)間,自己對(duì)這節(jié)的內(nèi)容依然會(huì)感覺掌握的不錯(cuò),其實(shí)已經(jīng)有一些細(xì)節(jié)淡忘和陌生了,但本人實(shí)際的心理狀態(tài)還是自我感覺良好。由于自己不容易認(rèn)識(shí)到這個(gè)問題的嚴(yán)重性,所以也不知道問題在什么地方。往往是考試結(jié)束后才發(fā)現(xiàn)有一道簡單的問題也沒有做出來,就一拍腦袋:“哎呀,一下子給忘了!”這種問題最具欺騙性,以為自己掌握了,但實(shí)際情況已經(jīng)發(fā)生了變化,而自己還不是很清楚。

    解決這個(gè)問題的辦法很簡單,加強(qiáng)復(fù)習(xí)、總結(jié)歸納、查漏補(bǔ)缺,其實(shí)就是通過一些手段和措施來弄明白自己的功課到底是在什么地方有疏漏。方法就是一定要對(duì)考試結(jié)果做分析總結(jié),而結(jié)論無外乎是這幾種情況:

    a、 考試發(fā)揮失常。

    很多人把考場(chǎng)上的失利歸結(jié)于心理素質(zhì)不好,他們往往為自己辯解:“我平時(shí)學(xué)的挺好的,可是一到考試就緊張,把原本記得很清楚的東西也給忘了”。的確有些人是因?yàn)樾睦硭刭|(zhì)的問題,在考場(chǎng)中不能發(fā)揮出自己的真實(shí)水平,但是,這不是決定性因素。太多人把心理因素當(dāng)成掩飾自己知識(shí)不扎實(shí),掌握得不夠牢固的擋箭牌。試想,遇到再緊張的事情、再緊張的時(shí)刻,你會(huì)不會(huì)忘記自己的姓名、國籍、年齡甚至生日?不會(huì)。為什么不會(huì)?因?yàn)檫@些東西深深印記在腦海里,沒有人可以搶走,他們會(huì)迅速地出現(xiàn)在眼前。那么反過來想,如果你平時(shí)熟練掌握了的那些知識(shí),怎么就會(huì)在考試時(shí)全部忘光呢?

    因此,不要過分夸大心理作用,從根本上講,平時(shí)學(xué)好了,考試就不容易失常。失常還是因?yàn)閷W(xué)得不夠好,自己沒有信心才會(huì)失常啊!如果在考試的時(shí)候果真有心理問題,那么無論它帶來的影響是大是小,我們首先要做的就是調(diào)整心態(tài)。緊張是正常的,明星第一次上臺(tái)會(huì)緊張,想必你一定聽過某個(gè)明星第一次開演唱會(huì)緊張得忘詞的事情吧?老師第一次講課也會(huì)緊張,著名作家沈從文第一次進(jìn)教室講課甚至緊張的說不出一句話。其實(shí)人在面對(duì)一件自己非常重視的事情時(shí),都難免有緊張情緒,比較簡單地克服緊張的辦法就是深呼吸。

    另外,就是讓自己適應(yīng)緊張的環(huán)境。如果面對(duì)考試的確感覺到緊張而難以抑制的話,最好的辦法就是常常給自己模擬考試,把作業(yè)當(dāng)作考試,把回答問題當(dāng)成考試?？傊?要自己逐漸習(xí)慣考試的氣氛,這樣到了真正考試的時(shí)候,你就會(huì)覺得它和平時(shí)做作業(yè),做習(xí)題沒什么不同。

    b、考試考出了平時(shí)學(xué)習(xí)上的漏洞和不足。

    既然出現(xiàn)了知識(shí)點(diǎn)的空白,那么就應(yīng)該及時(shí)給自己進(jìn)行補(bǔ)習(xí)訓(xùn)練。除了心理因素,考試成績不佳往往是由于知識(shí)上有漏洞,考試就像一個(gè)檢測(cè)器,它會(huì)有效地發(fā)現(xiàn)你的問題所在。就像我們反復(fù)強(qiáng)調(diào)的那樣,對(duì)于錯(cuò)題一定要給予足夠的重視,對(duì)于尋找自己在學(xué)習(xí)上的問題,它是一個(gè)很好的突破口,對(duì)每一點(diǎn)錯(cuò)誤都不能忽略,不能一帶而過,而要像對(duì)待新知識(shí)一樣,仔細(xì)弄明白,記在腦子里。

    有的學(xué)生考試成績很高,錯(cuò)題很少,但同樣不能忽略錯(cuò)誤,因?yàn)榭荚嚥⒉皇侨娴臋z測(cè),只是抽樣似的檢測(cè),有一定的偶然性,考得分?jǐn)?shù)高不一定說明學(xué)得好,也許某次考試恰恰沒有考到那些你掌握不好的知識(shí)點(diǎn),好的成績往往會(huì)蒙蔽人。因此,一點(diǎn)小錯(cuò)誤都要重視起來,比如英語中單復(fù)數(shù)的變化,也許只是一個(gè)“s”的問題,注意了重視了,下次就一定不會(huì)再錯(cuò)。有的學(xué)生成績低,卷面上暴露的問題實(shí)際上是很多的,就需要你逐一解決才好?？傊?從哪里摔倒就從哪里爬起來,還要記住一點(diǎn),下次不要再在同一個(gè)地方摔倒。

    c、馬虎成性,審題草草了事,做題不經(jīng)過認(rèn)真思考。

    也許你總結(jié)考試的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn),自己既不是因?yàn)榫o張做錯(cuò)題,更不是因?yàn)橹R(shí)掌握得不好,而僅僅是因?yàn)樽约厚R虎,審題不仔細(xì),發(fā)下卷子后再看,發(fā)現(xiàn)做錯(cuò)的題只要稍微用心些,就完全可以做好。相信你一定遇到過這種情況,考卷發(fā)到手里,一看題目簡單極了,自己全都會(huì),于是一個(gè)勁地奮筆疾書之后,檢查的工序都省了,直接交卷就等著得一百分呢。可是成績發(fā)下來卻讓你驚訝,怎么和自己預(yù)計(jì)的差這么多呢?再仔細(xì)一看,不是某個(gè)小數(shù)點(diǎn)點(diǎn)錯(cuò)了,就是看錯(cuò)了題目的意思。

篇4

關(guān)鍵詞：物理教學(xué) 學(xué)習(xí)方法 創(chuàng)新學(xué)習(xí)

培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性的學(xué)習(xí)方法是現(xiàn)代教育的主要任務(wù)之一，也是未來的現(xiàn)代化建設(shè)和新技術(shù)革命的需要，初中物理教學(xué)中，教師不僅要高效率地傳授給學(xué)生科學(xué)的物理知識(shí)，更重要的是要教給學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，讓學(xué)生會(huì)學(xué)。

一、多問細(xì)讀，理解物理概念和規(guī)律

課本是學(xué)生在學(xué)校獲得系統(tǒng)知識(shí)的重要工具，學(xué)好物理的核心問題是掌握課本中的物理概念和規(guī)律，但是，許多學(xué)生卻錯(cuò)誤地認(rèn)為能熟練地記住定律、概念、公式等就是掌握了課本的知識(shí)，反而不重視閱讀課本，把精力花費(fèi)在大量的資料和參考書上，缺乏對(duì)知識(shí)的真正理解和靈活運(yùn)用。導(dǎo)致一看就懂，一做就錯(cuò)，這樣的學(xué)習(xí)是極其有害的，教學(xué)中只有及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真閱讀課本，多質(zhì)疑、多釋疑，才能從中發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，解決問題，才能步步提高。

1、課前閱讀。主要是讓學(xué)生通過閱讀和了解將要學(xué)習(xí)的部分包含哪些知識(shí)及其這些知識(shí)點(diǎn)是如何總結(jié)出來的，同時(shí)找出學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。以便學(xué)生在課堂上聽教師講解時(shí)更能有的放矢，集中精力突破難點(diǎn)，攻克難關(guān)，為了幫助學(xué)生提前閱讀，教師可能根據(jù)教學(xué)內(nèi)容列出閱讀提綱：什么叫慣性？哪些物體具有慣性？慣性跟什么因素有關(guān)？慣性與慣性定律有什么區(qū)別？靜止物體的慣性和運(yùn)動(dòng)物體的慣性各有什么異同？同一物體是靜止時(shí)慣性大還是運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性大等。

2、課堂閱讀。主要是通過教師講解之后，引導(dǎo)學(xué)生再進(jìn)一步地理解，消化所學(xué)的內(nèi)容，不輕易放過一個(gè)疑點(diǎn)，并對(duì)重要內(nèi)容及關(guān)鍵字、詞、句、段落等用符號(hào)標(biāo)記，只有抓住關(guān)鍵，才能深刻理解和準(zhǔn)確掌握所學(xué)知識(shí)，如閱讀“牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律”時(shí)要抓住“一切物體”、“不受外力”、“或”、“是在大量的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上概括推理出來的”等，鼓勵(lì)學(xué)生精讀細(xì)摳，若遇疑難，必弄清其究竟，不僅要知其然，更要知其所以然。

3、課后閱讀。主要是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)之后，結(jié)合課堂筆記，在閱讀的基礎(chǔ)上歸納總結(jié)，使所學(xué)的零散知識(shí)和復(fù)雜內(nèi)容系統(tǒng)化，條理化，加深理解，也可以適當(dāng)閱讀一些與課本內(nèi)容聯(lián)系密切的課外讀物，以鞏固課本上的內(nèi)容，擴(kuò)大知識(shí)面。

二、多思細(xì)比，找出差異，掌握本質(zhì)

物理知識(shí)本身既有許多相近之處，又有不同地方，如果不加以區(qū)分比較，就很容易混淆甚至張冠李戴，因此，教師要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生積極思維，運(yùn)用分析、比較的方法，找出它們的異同和聯(lián)系，達(dá)到掌握知識(shí)的本質(zhì)。

1、同課本中相近內(nèi)容相比較，如“誤差”與“錯(cuò)誤”都是測(cè)量值與真實(shí)值不符，但誤差不是錯(cuò)誤，錯(cuò)誤是由于測(cè)量沒有按照正確的操作規(guī)程和方法的情況下產(chǎn)生的，是可以避免的，而誤差卻只能減小。

2、同其他學(xué)科之間進(jìn)行比較，引導(dǎo)學(xué)生作比較，并經(jīng)常使用圖表及網(wǎng)絡(luò)圖等形式把相近的物理知識(shí)進(jìn)行比較，找出內(nèi)在區(qū)別及聯(lián)系，既增強(qiáng)了對(duì)物理知識(shí)的理解，同時(shí)也培養(yǎng)了獨(dú)立思考的能力。

三、勤實(shí)驗(yàn)、善觀察、理解物理過程

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，觀察與實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)物理最基本的方法，在物理新教材中，特別重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，但由于受條件限制，目前考試中的實(shí)驗(yàn)題仍主要采用筆答形式，容易造成有些學(xué)生為了應(yīng)付考試，僅僅背下各種實(shí)驗(yàn)的答案，平時(shí)反而不認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)、甚至不做實(shí)驗(yàn)。但是在各種考試中，出題人總是力圖使只有親手實(shí)驗(yàn)并認(rèn)真觀察的人才能考出好成績。因此，教學(xué)中演示實(shí)驗(yàn)決不能簡單地“老師做學(xué)生看”，不能只記住實(shí)驗(yàn)結(jié)論，而是要教給學(xué)生實(shí)驗(yàn)方法、觀察方法，把握實(shí)驗(yàn)過程。實(shí)驗(yàn)包括實(shí)驗(yàn)選用了哪些器材、如何安裝、如何實(shí)驗(yàn)、有什么條件、要觀察什么、有什么規(guī)律等，這是幫助學(xué)生形成正確概念的基礎(chǔ)，對(duì)于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，則一定要手腦結(jié)合，先弄清實(shí)驗(yàn)的目的，實(shí)驗(yàn)器材及規(guī)格性能，并對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟共同研究，然后分工協(xié)作，做好操作記錄，決不能袖手旁觀。課后做一些小實(shí)驗(yàn)，既可以幫助進(jìn)一步加深對(duì)物理知識(shí)的理解，還可以鍛煉動(dòng)手動(dòng)腦、獨(dú)立分析思考的能力。

四、巧記善憶，牢固地掌握知識(shí)

初中學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)物理，有許多物理概念、規(guī)律、公式、物理符號(hào)、術(shù)語等都需要記憶，否則就根本不可能學(xué)好物理。因此，教師根據(jù)教材內(nèi)容，面向全體學(xué)生，既要重點(diǎn)問題重點(diǎn)講，畫龍點(diǎn)睛、語言精煉、條理鮮明，歸納概括準(zhǔn)確，又要指導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的不同識(shí)記途徑，如規(guī)律性識(shí)記、理解性識(shí)記、要點(diǎn)型識(shí)記、條理性識(shí)記、歸納性識(shí)記、重復(fù)性識(shí)記等，以達(dá)到對(duì)知識(shí)的掌握。

五、精選精煉，提高學(xué)習(xí)效果

練習(xí)包括課堂練習(xí)、作業(yè)練習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作練習(xí)、單元練習(xí)、綜合練習(xí)等，是學(xué)生掌握知識(shí)、鞏固知識(shí)的重要途徑。

篇5

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué);雙語教學(xué);改革及實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）46-0125-02

生物信息學(xué)是生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)及應(yīng)用數(shù)學(xué)等學(xué)科相互交叉而形成的一門新興學(xué)科。它以DNA和蛋白質(zhì)為研究對(duì)象，通過對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取、加工、存儲(chǔ)、檢索與分析，進(jìn)而達(dá)到揭示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的生物學(xué)意義的目的[1]?；凇凹訌?qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)、強(qiáng)化能力、提高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)指導(dǎo)思想，河南科技大學(xué)生物科學(xué)及生物技術(shù)本科專業(yè)開設(shè)了《生物信息學(xué)》課程，以便讓學(xué)生理解并掌握生物信息學(xué)領(lǐng)域的基本概念和基本理論，具備初步的生物信息學(xué)分析技能和實(shí)踐操作能力，從而適應(yīng)今后工作和學(xué)習(xí)的需要。

生物信息學(xué)的研究對(duì)象為各種分子生物學(xué)數(shù)據(jù)，是在全世界各個(gè)實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生的，然后再提交到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中[2]。目前，這些大型分子生物學(xué)數(shù)據(jù)庫在存儲(chǔ)、檢索和可視化上，都是英文界面;《生物信息學(xué)》課程中講授的生物信息學(xué)軟件也均以英文為界面[3]。由于生物信息學(xué)學(xué)科的前沿性和交叉性，使得《生物信息學(xué)》課程的教學(xué)有其特殊性，其中一點(diǎn)就是適宜于開展較高水平的雙語教學(xué)。通過雙語教學(xué)，可使學(xué)生盡快掌握以英文為界面的生物信息學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源及相關(guān)生物信息學(xué)分析軟件的使用，提高本科生生物信息學(xué)基本的分析技能，繼而培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。根據(jù)《生物信息學(xué)》的課程特點(diǎn)，我們開展了雙語教學(xué)的改革和實(shí)踐，獲得了較好的教學(xué)效果。

一、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

《生物信息學(xué)》課程涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，在線生物信息學(xué)分析平臺(tái)均為英文界面，多數(shù)學(xué)生因而存在一定的畏難情緒。因此，在授課的過程中，首先引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)生物信息學(xué)基本分析方法及專業(yè)英語的學(xué)習(xí)。學(xué)生通過瀏覽英文網(wǎng)站，英文閱讀能力得到了很大提高;同時(shí)也開拓了視野，提升了知識(shí)面?？傊?，通過激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生逐步建立起學(xué)習(xí)的興趣和自信心，為開展《生物信息學(xué)》雙語教學(xué)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、選用英文原版教材

目前，適宜于本科生《生物信息學(xué)》雙語教學(xué)的英文原版教材較為欠缺[4]。其原因有兩點(diǎn)：一方面，部分《生物信息學(xué)》原版英文教材非常昂貴，因成本原因不適宜于本科生選用;另一方面，通俗易懂、適合入門的《生物信息學(xué)》英文教材又少之又少。項(xiàng)目組最終篩選到了一本適宜于我校生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)本科生選用的英文原版教材《Bioinformatics For Dummies》，該教材淺顯易懂，實(shí)踐操作性強(qiáng)，適宜于生物信息學(xué)初學(xué)者選用;另一方面，打印或復(fù)印該教材的成本較低，學(xué)生易于接受。

三、更新優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

基于英文原版教材《Bioinformatics For Dummies》，適當(dāng)更新并優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)傳授了應(yīng)用性較強(qiáng)的生物信息學(xué)實(shí)踐分析技能。如核酸及蛋白序列數(shù)據(jù)庫的查詢、核酸及蛋白序列的相似性搜索、序列比對(duì)、分子系統(tǒng)進(jìn)化樹構(gòu)建、蛋白物理特性及3D結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)等分析技能。另外還講授了離線單機(jī)版生物信息學(xué)軟件如DNAMAN 6.0、Primer Premier 5.0、MEGA 5.0的使用方法。

四、適當(dāng)講解理論算法

在注重傳授生物信息學(xué)實(shí)踐分析技能的同時(shí)，適當(dāng)講解生物信息學(xué)理論算法。由于生物信息學(xué)涉及的算法多數(shù)都較為枯燥，在授課過程中側(cè)重于分析方法的講解和應(yīng)用。如在講授Needleman-Wunsch全局比對(duì)和Smith-Waterman局部比對(duì)及分子系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建UPGMA（Unweighted pair group method with arithmetic mean，非加權(quán)算術(shù)平均組隊(duì)法）等算法時(shí)，在多媒體教學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合互動(dòng)式“提問”及“板書”等方法輔助學(xué)生理解算法的基本原理及分析方法;同時(shí)布置課后計(jì)算題作業(yè)，要求學(xué)生獨(dú)立完成后上交，從而促進(jìn)學(xué)生鞏固基本理論和基本知識(shí)[5]。

五、采用雙語多媒體授課

為了更好地執(zhí)行《生物信息學(xué)》課程的雙語教學(xué)任務(wù)，我們首先制定了《生物信息學(xué)》課程雙語教學(xué)計(jì)劃。即選用英文教材，制作英文PPT教學(xué)課件，采用中英文相結(jié)合的授課方式。隨著學(xué)生生物信息學(xué)分析能力及專業(yè)英語水平的不斷提高，逐步在授課過程中由少到多地加大英文授課的比例。項(xiàng)目組已于2014-2015學(xué)年第2學(xué)期成功應(yīng)用英漢雙語完成了《生物信息學(xué)》課程的雙語教學(xué)任務(wù)，教學(xué)效果良好。

六、實(shí)時(shí)演示在線分析過程

我?；诰W(wǎng)絡(luò)安全的考慮，在教室內(nèi)僅能登陸校園網(wǎng)而不能登陸外網(wǎng)。在以往的《生物信息學(xué)》教學(xué)過程中，只能采用網(wǎng)頁抓圖的靜態(tài)教學(xué)方式，造成學(xué)生對(duì)生物信息學(xué)分析方法的體驗(yàn)不夠強(qiáng)烈。為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，項(xiàng)目組購置了能夠接收無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的設(shè)備，在教室內(nèi)可實(shí)時(shí)在線進(jìn)行生物信息學(xué)分析，在講解數(shù)據(jù)庫查詢、BLAST分析、Bankit序列提交、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域分析、蛋白質(zhì)物理特性及3D結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)等內(nèi)容時(shí)，學(xué)生得到了更加直觀的實(shí)踐體驗(yàn)，加深了對(duì)生物信息學(xué)分析方法的印象，從而更加容易掌握這些實(shí)踐操作。

七、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)

由于受學(xué)時(shí)的限制，《生物信息學(xué)》課堂教學(xué)的內(nèi)容非常有限。為了讓學(xué)生更好地利用生物信息學(xué)豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，我們基于學(xué)校開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)，構(gòu)建了《生物信息學(xué)》課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。平臺(tái)不僅提供雙語多媒體課件、教學(xué)視頻、作業(yè)及相關(guān)要求等教學(xué)資料;還提供了Primer Premier、DNASTAR、DNAMAN、MEGA、BioEdit軟件安裝程序和使用手冊(cè)、生物信息學(xué)英文文獻(xiàn)及常用的在線生物信息學(xué)分析工具的鏈接等內(nèi)容。

八、科研與教學(xué)相長

在生物信息學(xué)課程的雙語教學(xué)過程中，我們堅(jiān)持教學(xué)和科研互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)科研與教學(xué)相長。一方面，主講教師將科研中積累到的涉及到生物信息學(xué)的研究成果應(yīng)用于《生物信息學(xué)》教學(xué)過程中，豐富了教學(xué)內(nèi)容。如在講授Bankit在線序列提交序列時(shí)，我們以提交至國際核酸序列數(shù)據(jù)庫GenBank的芍藥（Paeonia lactiflora）乙烯受體ETR1（JX406435）、ETR2（KP265307）、ERS1（KP265307）、EIN4（KP265308）基因序列為例;在講授基因外顯子和內(nèi)含子結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)時(shí)，以芍藥ACO（KJ719260）和ACS（KP265309）基因組DNA序列為例;在講授Primer Premier軟件時(shí)，以芍藥ACO基因?yàn)槔謩e設(shè)計(jì)用于半定量RT-PCR、CDS擴(kuò)增及原核表達(dá)載體構(gòu)建所需的PCR引物。通過把科研思路帶入教學(xué)中，從而有效培養(yǎng)了學(xué)生的科研能力及創(chuàng)新能力。另一方面，教學(xué)實(shí)踐也有利于教師全面了解生物信息學(xué)和相關(guān)學(xué)科的最新進(jìn)展，不斷為科研提供新思路。

九、考試方式改革

《生物信息學(xué)》課程教學(xué)的目的是提高學(xué)生利用信息技術(shù)解決生物學(xué)問題的能力。因此，考試主要考查學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)分析問題和解決問題的能力。項(xiàng)目組對(duì)考試方式進(jìn)行了改革，改閉卷考試為大作業(yè)。要求學(xué)生一人一題，綜合應(yīng)用所學(xué)的生物信息學(xué)分析技能對(duì)所研究的核酸及其編碼的蛋白序列進(jìn)行序列查詢、序列同源性搜索，PCR引物的設(shè)計(jì)，分子系統(tǒng)進(jìn)化樹的構(gòu)建，蛋白的物理性質(zhì)及3D結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)等分析，占考核成績的70%。采用這種考試方式，一方面促使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不必花大量工夫去死記硬背，而把重點(diǎn)放在了基本理論、基本知識(shí)的鞏固及實(shí)踐操作技能的提高上，有效地提高了學(xué)生的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新能力;另一方面，也促使教師在教學(xué)過程中，注重從能力培養(yǎng)的角度進(jìn)行教學(xué)課堂設(shè)計(jì)，提升教學(xué)質(zhì)量和水平。

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[3]戴凌燕，姜述君，高亞梅.《生物信息學(xué)》課程教學(xué)方法探索與實(shí)踐[J].生物信息學(xué)，2009，7（4）：311-313.

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生物信息學(xué)是在生命科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展而形成的一門新興交叉學(xué)科，其實(shí)質(zhì)就是利用信息科學(xué)與技術(shù)對(duì)生物數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取、處理、存儲(chǔ)、、分析和解釋，進(jìn)而揭示紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含的生物學(xué)本質(zhì)[1]。作為21世紀(jì)生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一，生物信息學(xué)已經(jīng)成為生命科學(xué)研究領(lǐng)域的重要學(xué)科[2]。實(shí)驗(yàn)室的每一項(xiàng)技術(shù)，從簡單的基因克隆、基因數(shù)據(jù)分析到生物大分子進(jìn)化研究都需要應(yīng)用到生物信息學(xué)，因此，對(duì)于生物類專業(yè)的學(xué)生而言，掌握生物信息學(xué)的相關(guān)知識(shí)尤為重要。我國各大專院校都在不斷努力創(chuàng)新和改進(jìn)現(xiàn)有生物信息學(xué)課程的教學(xué)方法與方式。因此，作者結(jié)合近五年來開設(shè)生物信息學(xué)課程的教學(xué)實(shí)踐，分析了目前生物信息學(xué)課程教學(xué)中存在的主要問題，提出幾點(diǎn)建議，希望能夠有助于推動(dòng)生物類專業(yè)生物信息學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的提高。

一、生物類專業(yè)生物信息學(xué)課程教學(xué)中的問題

1.生物信息學(xué)教材的選擇。生物信息學(xué)的發(fā)展速度快、內(nèi)容廣泛，目前很多國內(nèi)高校使用的教材多為國外教材的影印版或者中文翻譯版本，國內(nèi)引進(jìn)的生物信息學(xué)相關(guān)的英文原版教材中有些屬于科普性質(zhì)，內(nèi)容過于簡單，而有些偏重介紹生物信息學(xué)的計(jì)算方法或模型的建立，過于復(fù)雜[3]。而國內(nèi)相關(guān)教材更新較慢，課堂內(nèi)容涵蓋的知識(shí)面和知識(shí)點(diǎn)相對(duì)減縮，而且一些前沿的數(shù)據(jù)和先進(jìn)軟件沒有講授，這些對(duì)學(xué)生的發(fā)展和生物信息知識(shí)的合理運(yùn)用極為不利[4]，因此，目前導(dǎo)致很多高校教師無法選擇適用于生物類專業(yè)的生物信息學(xué)教材。

2.教學(xué)大綱安排不合理。生物信息學(xué)是一門集分子生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)等多個(gè)學(xué)科的交叉學(xué)科，它囊括了基因數(shù)據(jù)獲取、基因預(yù)測(cè)、序列比對(duì)、序列拼接、分子進(jìn)化、蛋白質(zhì)序列分析、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、分子建模、藥物設(shè)計(jì)以及基因芯片蛋白芯片等內(nèi)容模塊，同時(shí)各領(lǐng)域內(nèi)容還涉及到具體的計(jì)算方法、概率統(tǒng)計(jì)、機(jī)器語言等知識(shí)模塊。由于課時(shí)設(shè)置有限，如果教師在課堂教學(xué)對(duì)各領(lǐng)域內(nèi)容面面俱到，會(huì)造成大部分內(nèi)容都只是蜻蜓點(diǎn)水，學(xué)生學(xué)完以后雖然接觸了很多東西，但在生物研究中遇到實(shí)際問題還是束手無策。

3.教學(xué)內(nèi)容滯后。生物信息學(xué)是一個(gè)快速發(fā)展的學(xué)科，隨著生物學(xué)科自身的發(fā)展和研究的深入，新的數(shù)據(jù)庫和信息資源不斷涌現(xiàn)，各種數(shù)據(jù)庫和軟件的更新?lián)Q代非常頻繁，如果教師所講授的在線服務(wù)器、分析軟件、講解實(shí)例都不是當(dāng)前最普遍的，學(xué)生學(xué)完后打開最新的在線服務(wù)器或是相關(guān)分析軟件依然不會(huì)操作。

4.教學(xué)方法和教學(xué)手段存在不足。生物信息學(xué)教學(xué)普遍采用普通教室多媒體講授，而生物信息學(xué)課程是一個(gè)實(shí)踐操作課，學(xué)生經(jīng)常要?jiǎng)邮植僮鳎胀ǘ嗝襟w教學(xué)與實(shí)踐操作教學(xué)相脫節(jié)。傳統(tǒng)的講授很難與實(shí)踐教學(xué)效果相比，很多學(xué)生雖完成了生物信息學(xué)課程學(xué)習(xí)，也接受了很多生物信息學(xué)的理論知識(shí)，但在進(jìn)入大四階段做課題研究完成畢業(yè)論文時(shí)，遇到需要在數(shù)據(jù)庫查詢序列、用軟件分析序列或蛋白性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等問題時(shí)依然束手無策。

二、生物類專業(yè)生物信息學(xué)課程教學(xué)建議

1.調(diào)整教學(xué)大綱。對(duì)于生物類專業(yè)的學(xué)生來說，生物信息學(xué)是生物研究中的輔助工具，不需要掌握生物信息學(xué)算法或軟件編程細(xì)節(jié)，而是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用生物信息學(xué)的方法來解決生物研究中遇到的問題，比如能夠應(yīng)用檢索工具查找序列等相關(guān)的數(shù)據(jù)信息、利用比對(duì)軟件或是BLAST在線服務(wù)器對(duì)感興趣的序列進(jìn)行比對(duì)分析、選擇適當(dāng)?shù)慕浞椒▽?duì)DNA或蛋白序列進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建、可分析蛋白序列信息并預(yù)測(cè)其三維結(jié)構(gòu)以及引物設(shè)計(jì)等。因此對(duì)于生物類專業(yè)學(xué)生的教學(xué)，應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，尤其是關(guān)于數(shù)據(jù)庫的使用和分析軟件的操作，使他們以后在生物相關(guān)領(lǐng)域的工作中能學(xué)以致用，所以對(duì)于當(dāng)前生物類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)以應(yīng)用為核心安排教學(xué)大綱。據(jù)此，確定了以下的教學(xué)內(nèi)容：教學(xué)內(nèi)容共54學(xué)時(shí)，分為理論基礎(chǔ)和上機(jī)實(shí)踐兩部分。理論教學(xué)內(nèi)容共36學(xué)時(shí)包括：生物信息學(xué)緒論、生物信息數(shù)據(jù)庫的查詢與搜索、基因和蛋白質(zhì)序列比對(duì)、序列拼接、生物進(jìn)化與分子系統(tǒng)發(fā)育分析、基因預(yù)測(cè)與引物設(shè)計(jì)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及其預(yù)測(cè)、計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)；上機(jī)實(shí)踐共18學(xué)時(shí)包括：常用生物數(shù)據(jù)庫的查詢與搜索、核酸序列檢索與分析、多重序列比對(duì)和系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建、PCR引物設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)、蛋白質(zhì)序列分析及結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)。

2.教學(xué)內(nèi)容主次分明。由于生物信息學(xué)技術(shù)及分析手段更新迅速，教學(xué)內(nèi)容會(huì)顯得越來越臃腫，作者建議對(duì)于生物類專業(yè)的學(xué)生可以以生物信息學(xué)方法的掌握和生物信息學(xué)工具的應(yīng)用來設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，關(guān)于生物信息學(xué)本身涉及到的一些數(shù)學(xué)模型和編程算法，可簡略講授，教學(xué)過程中盡量把有限的教學(xué)學(xué)時(shí)用到以生物信息學(xué)為工具解決生物學(xué)研究問題的教學(xué)中去，避免“面面俱到”的灌輸式教育。例如，對(duì)于講授序列比對(duì)這一章的知識(shí)，關(guān)于序列比對(duì)所使用的方法PAM和BLOSUN矩陣，對(duì)于如何采用數(shù)學(xué)方法構(gòu)建這些計(jì)分矩陣過程可略過，只需簡要介紹PAM和BLOSUN矩陣的概念意義以及用途，重點(diǎn)放在如何使用生物信息學(xué)軟件進(jìn)行序列比對(duì)，并理解各參數(shù)設(shè)置的意義。另外，在生物信息學(xué)各教學(xué)內(nèi)容模塊中涉及到的相關(guān)數(shù)據(jù)庫及軟件種類繁多，其數(shù)量在不斷增加，版本也在不斷更新。例如在講授生物信息數(shù)據(jù)庫的查詢與搜索這一章節(jié)時(shí)，涉及到的數(shù)據(jù)庫有核酸序列數(shù)據(jù)庫、蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫、基因組數(shù)據(jù)庫、蛋白組數(shù)據(jù)庫、代謝組數(shù)據(jù)庫等，而每個(gè)種類又含多個(gè)不同的數(shù)據(jù)庫，比如核酸序列數(shù)據(jù)庫有GenBank、EMBL和DDBJ等，蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫有swiss-prot、TrEMBL、NCBI和UniProt等。因此，我們重點(diǎn)介紹了3大門戶網(wǎng)站NCBI、EBI和SIB，其中我們著重介紹了NCBI的用于提取序列信息的工具――Entrez系統(tǒng)，Entrez將科學(xué)文獻(xiàn)、DNA和蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫、蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、種群研究數(shù)據(jù)以及全基因組組裝數(shù)據(jù)整合成一個(gè)高度集成的系統(tǒng)。因此我們給學(xué)生演示并要求學(xué)生掌握如何采用Entrez查詢DNA和蛋白質(zhì)序列等。另外在講授分子進(jìn)化與系統(tǒng)發(fā)育分析這一章節(jié)時(shí)，要進(jìn)行序列比對(duì)及系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建，可以使用ClustalW、BioEdit、DNAstar、phylip、MEGA、PAUP等本地軟件，也可以使用The PhylOgenetic Web Repeater（POWER）和Evolutionary Trace Server等網(wǎng)絡(luò)在線服務(wù)器分析?？紤]到軟件的通用型、易用性及本專業(yè)學(xué)生的英語水平、計(jì)算機(jī)操作水平，我們選擇ClustalW進(jìn)行多序列比對(duì)，然后采用phylip軟件包構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，并要求學(xué)生掌握如何使用這兩個(gè)軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。MEGA及其他在線服務(wù)器只簡單介紹具體操作方法作為輔助資料供學(xué)生自學(xué)。

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關(guān)鍵詞：生物信息學(xué)；生物專業(yè)； 教學(xué)方法；學(xué)科交叉

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： The characteristics of the professional teaching of bioinformatics are introduced ， then the paper analyzes on the professional students of biological problems existing in the teaching of computer， biological computer curriculum teaching methods are put forward.

Keywords： Bioinformatics； biology； teaching method； course cross

0.概述

近年來，伴隨著生命科學(xué)的快速發(fā)展，有關(guān)生物的數(shù)據(jù)逐漸增多，而分析手段也很多，產(chǎn)生了生物信息學(xué)這個(gè)概念。生物信息學(xué)是由生物學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)以及統(tǒng)計(jì)學(xué)等學(xué)科相互交叉而形成的一門新興學(xué)科，它使用計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)對(duì)生物信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、存儲(chǔ)、檢索和分析，從而達(dá)到揭示相關(guān)數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含的生物學(xué)意義的目的[1]。為了快速有效地從海量的生物數(shù)據(jù)中獲得所需信息，提高發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，在生物信息學(xué)教學(xué)過程中有必要開設(shè)一些計(jì)算機(jī)課程、數(shù)學(xué)及工程相關(guān)課程，這樣可以啟發(fā)學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、工程科學(xué)和計(jì)算機(jī)知識(shí)的能力，拓寬其知識(shí)面，了解學(xué)科前沿和最新進(jìn)展，培養(yǎng)跨越生命科學(xué)、計(jì)算科學(xué)、數(shù)理科學(xué)等不同領(lǐng)域的大科學(xué)素質(zhì)和意識(shí)，為今后選擇新興交叉學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行深造奠定基礎(chǔ)。因此很多大學(xué)增設(shè)了生物信息學(xué)這個(gè)本科專業(yè)，有的在計(jì)算機(jī)學(xué)院中增加生物信息專業(yè)本科，有的在生命學(xué)院增加生物信息本科，在本文中主要討論在生命學(xué)院中開始生物信息學(xué)專業(yè)。作為一門交叉學(xué)科，不同專業(yè)的學(xué)科體系對(duì)生物信息學(xué)課程教學(xué)提出了不同的要求，如何在生物專業(yè)學(xué)生中開展生物信息與計(jì)算機(jī)課程的結(jié)合，是培養(yǎng)更高理論和實(shí)踐能力的生物信息專業(yè)人才的關(guān)鍵。

1 生物信息學(xué)的特點(diǎn)

生物信息學(xué)涉及分子生物學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)、蛋白質(zhì)化學(xué)、分子遺傳學(xué)、基因組學(xué)、生物物理學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、信息論及計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科，學(xué)科交叉性極強(qiáng)。僅就計(jì)算機(jī)技術(shù)而言，計(jì)算機(jī)編程、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和模式識(shí)別、軟件工程及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都在生物信息學(xué)中有廣泛的應(yīng)用[1，2]。因此，生物信息學(xué)是將不同領(lǐng)域知識(shí)高度集中的學(xué)科。

2 計(jì)算機(jī)課程的設(shè)置

對(duì)生物信息學(xué)來說，計(jì)算機(jī)技術(shù)就是一個(gè)工具，用來對(duì)生物數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。工欲善其事，必先利其器，所以要做好數(shù)據(jù)的分析工作，必須讓學(xué)生學(xué)好計(jì)算機(jī)課程，但更應(yīng)該在生物信息學(xué)專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中把計(jì)算機(jī)課程設(shè)置恰當(dāng)，讓學(xué)生受益[2]。

2.1 課程的選擇順序

生物信息學(xué)面對(duì)的是海量生物數(shù)據(jù)，所以首先需要學(xué)習(xí)使用編程工具，如JAVA或者C++語言或者Perl語言等編程工具，然后安排數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程對(duì)編程課程進(jìn)行深入了解，后期安排數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘等課程，方便學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用。

2.2 教材和授課內(nèi)容的合理選擇

在學(xué)習(xí)生物的學(xué)生中開設(shè)生物信息學(xué)專業(yè)，那么教材的選擇應(yīng)該兼顧學(xué)生的知識(shí)背景和學(xué)習(xí)興趣，由于學(xué)生對(duì)蛋白、進(jìn)化、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、基因序列有一些認(rèn)識(shí)，但對(duì)計(jì)算機(jī)比較恐懼，因此計(jì)算機(jī)教材可選用比較簡單、易懂的，如JAVA課程主要講解編程思想，那么主要包括環(huán)境變量設(shè)置、語法和如何編程，那么選擇教材時(shí)就選包括這些內(nèi)容的教材就可以了，并在上課過程中，結(jié)合一些生物信息軟件來講解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，選擇適合的授課內(nèi)容也是必不可少的環(huán)節(jié)：序列比對(duì)算法、基因識(shí)別算法、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、分子動(dòng)力學(xué)模型及機(jī)器學(xué)習(xí)或模式識(shí)別算法在生物信息學(xué)中的應(yīng)用等方面的內(nèi)容，此外在大學(xué)初期也要加強(qiáng)數(shù)學(xué)、物理和計(jì)算機(jī)方面的基本知識(shí)的課程開設(shè)[2]。能夠從他們自己的知識(shí)體系出發(fā)， 闡述生物數(shù)據(jù)如何用計(jì)算機(jī)方法和技術(shù)進(jìn)行獲得并處理；并且了解學(xué)生已經(jīng)掌握哪些生物學(xué)知識(shí)，在授課過程中，針對(duì)學(xué)生的特點(diǎn)綜合使用多本教材更能達(dá)到預(yù)期效果。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)技術(shù)和方法在生物學(xué)研究領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用空間。隨著生物信息學(xué)研究的深入，國內(nèi)外出現(xiàn)了大量的生物信息學(xué)教材、專著和一些最新的文獻(xiàn)。

2.3從抽象到具體的教學(xué)理念

由于生物信息學(xué)涉及數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)及算法等眾多理論知識(shí)，但有生物基礎(chǔ)的學(xué)生具有生物學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備，缺乏計(jì)算機(jī)知識(shí)。所以在為生物學(xué)專業(yè)上進(jìn)行計(jì)算機(jī)課程時(shí)盡量采用結(jié)合實(shí)例進(jìn)行講解。首先，針對(duì)生物學(xué)專業(yè)學(xué)生計(jì)算機(jī)知識(shí)薄弱的特點(diǎn)，盡可能將生物信息學(xué)問題轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟知領(lǐng)域的問題，例如，在講解蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)時(shí)，可考慮學(xué)生學(xué)習(xí)過螺旋、折疊和無規(guī)則卷曲的特征，講解模式識(shí)別算法預(yù)測(cè)二級(jí)結(jié)構(gòu)的過程時(shí)用可采用一些模型如蘋果等進(jìn)行形象講解更容易被學(xué)生接受了；其次，充分利用現(xiàn)代化教育技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)資源，對(duì)于未接觸過計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)學(xué)生來說，程序代碼對(duì)于他們而言是枯燥無味的，在教學(xué)過程中充分利用計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)資源，讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)程序的運(yùn)行過程和網(wǎng)絡(luò)中生物信息軟件的使用，從而對(duì)計(jì)算機(jī)處理生物學(xué)數(shù)據(jù)產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí)。例如，在講解利用聚類算法分析基因芯片數(shù)據(jù)時(shí)，可以先播放基因芯片制作過程的Flas，讓學(xué)生身臨其境，這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握?；蛘咧v解聚類算法可以用物種分類進(jìn)行類比來講解[2]。

2.4加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

生物專業(yè)的生物信息學(xué)課程的教學(xué)過程就是讓學(xué)生了解并掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)如何處理分析生物學(xué)數(shù)據(jù)的過程。因此，進(jìn)行理論教學(xué)的同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)也是必不可少的[3]。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)不同于生物實(shí)驗(yàn)，而是主要通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，例如可通過計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)直觀的了解三大核酸數(shù)據(jù)庫：蛋白質(zhì)序列和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)組織方式；通過實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生掌握如何利用Acclrys Discovery Stdio軟件進(jìn)行蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，感受蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)顯示軟件的強(qiáng)大威力，更重要的是，使學(xué)生了解到計(jì)算機(jī)技術(shù)和方法在生物數(shù)據(jù)處理過程中的舉足輕重的作用。從生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)課中，他們可以領(lǐng)略到計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的魅力，增加作為生物信息學(xué)專業(yè)學(xué)生的自豪感，并堅(jiān)定學(xué)好生物信息學(xué)知識(shí)的信念。

3 后續(xù)課程的構(gòu)想

在后續(xù)課程中，由于前面為學(xué)生設(shè)置數(shù)據(jù)庫原理與設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)挖掘等課程，可開設(shè)一些專題講座，如了解數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)后，可結(jié)合生物專業(yè)的特點(diǎn)，可能了解了在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中三大核酸數(shù)據(jù)庫的組織結(jié)構(gòu)，講解它們是如何采用數(shù)據(jù)庫知識(shí)進(jìn)行組織的，并進(jìn)行一些簡單數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)工作；在數(shù)據(jù)挖掘課程后可采用一些統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件如MATLAB處理生物數(shù)據(jù)的一些專題[4，5]。又如開設(shè)講解生物信息學(xué)的研究熱點(diǎn)與與原來講解的課程進(jìn)行對(duì)接。也可講解一下藥物信息學(xué)的設(shè)計(jì)、疾病靶點(diǎn)的選擇等，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的意義，讓有可能進(jìn)一步深造的學(xué)生知道前進(jìn)的動(dòng)力。

4 結(jié)束語

作為一門新興的學(xué)科，生物信息學(xué)專業(yè)的發(fā)展非常迅速，新的理論、算法和應(yīng)用程序不斷涌現(xiàn)。因此在進(jìn)行生生物信息學(xué)專業(yè)教學(xué)中，不拘泥于現(xiàn)有的生物信息學(xué)教材和計(jì)算機(jī)教材時(shí)納入最新的研究成果，將相關(guān)研究領(lǐng)域的一些新的研究方法、網(wǎng)絡(luò)資源以及工具軟件介紹給學(xué)生。例如， GCG軟件是一套蛋白質(zhì)、核酸序列分析軟件，一般在Linux環(huán)境下使用，包括130多個(gè)軟件，但現(xiàn)在這些類似功能的軟件很多可網(wǎng)絡(luò)上下載到Windows系統(tǒng)環(huán)境下進(jìn)行蛋白質(zhì)、核酸序列分析，因此可介紹這些軟件給同學(xué)使用，方便同學(xué)在自己的電腦里熟練使用這些軟件，同時(shí)有些軟件有更新的算法和版本也可以介紹，及時(shí)更新學(xué)生的知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)學(xué)科前沿的意識(shí)，拓展學(xué)生視野。

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篇8

摘要：師范教育改革下高師院校課程的重新建設(shè)已成為重中之重。如何在改革的新背景下建構(gòu)合適的課程體系，成為高師院校要解決的問題。本文立足于師范教育改革背景下的需求，針對(duì)《生物信息學(xué)》課程的特點(diǎn)和教學(xué)中存在的問題進(jìn)行初步探討，就其在教學(xué)方法的更新、教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的編寫、考核方法的改進(jìn)等方面提出了一些思考，希望通過不斷的完善從而提高《生物信息學(xué)》課程的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：師范教育改革；生物學(xué)信息學(xué)；課程建設(shè)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）21-0102-02

隨著教育的發(fā)展，教師體制也不斷發(fā)生改變，順應(yīng)發(fā)展的趨勢(shì)，教師資格證的改革開始不斷推進(jìn)與完善。2012年《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》精神和教育部部署啟動(dòng)全國中小學(xué)和幼兒園教師資格證改革試點(diǎn)工作，2013年《中小學(xué)教師資格考試暫行辦法》出臺(tái)并規(guī)定：試點(diǎn)啟動(dòng)后入學(xué)的師范專業(yè)學(xué)生申請(qǐng)中小學(xué)教師資格應(yīng)參加教師資格考試。2015年我國正式實(shí)施教師資格證國考制度，并實(shí)行五年一個(gè)周期的注冊(cè)制度。教師資格證制度的變革是對(duì)高師院校實(shí)施教學(xué)改革的促進(jìn)同時(shí)也是對(duì)師范生的挑戰(zhàn)。改革制度下更要求提高教師的綜合素質(zhì)和學(xué)生能力的培養(yǎng)，而《生物信息學(xué)》所具備的專業(yè)性與前沿性正是師范教育對(duì)學(xué)生著重培養(yǎng)的方向與目標(biāo)。

《生物信息學(xué)》是一門交叉學(xué)科，包含了對(duì)生物信息的獲取、加工、存儲(chǔ)、分配、分析、解釋等在內(nèi)的所有方面，運(yùn)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)的各種工具闡明和理解大量數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義。隨著大規(guī)模的基因組測(cè)序工作的開展，生物學(xué)數(shù)據(jù)獲得了大量的積累，生物信息學(xué)悄然興起并得以蓬勃發(fā)展。生物信息學(xué)使學(xué)生了解學(xué)科前沿和新技術(shù)進(jìn)展，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。但目前多數(shù)院校只將其設(shè)為選修課程，重視程度很低，而且在教學(xué)內(nèi)容、方法等方面存在一些問題。由于師范教育改革對(duì)師范生要求不斷提高，課程的學(xué)法和內(nèi)容也要與時(shí)俱進(jìn)，怎樣建構(gòu)新的課程體系是高師院校需要解決的問題。

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.師資力量薄弱。生物信息學(xué)不僅對(duì)教師專業(yè)知識(shí)要求高，同時(shí)也需要有計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)的教師來授課。但目前教授生物信息學(xué)課程的教師大多都為其他生物學(xué)課程的教師，這些教師往往缺乏專業(yè)的生物信息學(xué)分析軟件操作訓(xùn)練和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，不能將各學(xué)科更好融合。

2.教學(xué)方法滯后。生物信息學(xué)是一門交叉學(xué)科，但教師在教學(xué)過程依舊采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)不常見，這種授課方式不僅效果欠佳也沒有發(fā)揮此學(xué)科的優(yōu)勢(shì)。而且在教學(xué)過程中不注重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生物信息學(xué)的重要性的認(rèn)識(shí)，所以學(xué)生認(rèn)為該課程只是理論學(xué)科，認(rèn)識(shí)不到其對(duì)實(shí)踐操作能力的重要和生物數(shù)據(jù)分析的意義。

3.實(shí)踐教學(xué)不足。受傳統(tǒng)的教學(xué)觀念影響，教師在教學(xué)過程中只注重理論教學(xué)忽視實(shí)踐教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐脫節(jié)。因?yàn)樯镄畔W(xué)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)高度依賴，但由于受學(xué)時(shí)限制，課堂教學(xué)的內(nèi)容有限，實(shí)踐教學(xué)課時(shí)數(shù)較少，內(nèi)容也比較簡單，缺乏完善的實(shí)踐教學(xué)過程，學(xué)生也缺乏實(shí)際動(dòng)手操作的能力。

4.考評(píng)方案簡單。生物信息學(xué)的考核重點(diǎn)是學(xué)生對(duì)生物信息基本概念的理解，軟件操作的掌握程度及生物數(shù)據(jù)分析解釋的能力。但一些學(xué)校的考試形式還全部是理論知識(shí)，缺少實(shí)際操作能力的檢驗(yàn)，這種考評(píng)辦法的評(píng)價(jià)效能差，而且不能體現(xiàn)學(xué)科的特點(diǎn)。

二、課程體系建設(shè)優(yōu)化

1.提高教師素質(zhì)。教師是教學(xué)的核心資源，其知識(shí)水平和操作技能都會(huì)影響教學(xué)的效果。提高教師素質(zhì)首先要對(duì)任課教師開展《生物信息學(xué)課程教學(xué)改革和實(shí)踐》專題講座，其次鼓勵(lì)教師通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，了解課程的特點(diǎn)及發(fā)展，組織大家進(jìn)行討論，再次，也要積極組織教師參加科研活動(dòng)，提高科研新能力，在科研過程中進(jìn)一步了解本學(xué)科的前沿內(nèi)容。

2.編寫教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。如今的教師專業(yè)化不只是強(qiáng)調(diào)教師要有扎實(shí)的理論知識(shí)，更要有實(shí)踐能力。所以生物信息學(xué)的課程建設(shè)改革要組織新的教學(xué)內(nèi)容，合理安排理論學(xué)時(shí)特別是實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生物信息學(xué)的研究內(nèi)容、現(xiàn)狀和發(fā)展前景做具體的介紹，主要對(duì)生物信息學(xué)的基本概念和基本方法進(jìn)行講解，重點(diǎn)是分析軟件的操作方法和生物學(xué)數(shù)據(jù)庫的使用方法的講解。

3.改進(jìn)教學(xué)方法。師范教育改革意味著對(duì)師范生各方面要求的逐漸提高，學(xué)生不能只被動(dòng)接受知識(shí)，所以教師在教學(xué)中要利用多媒體輔助進(jìn)行直觀教學(xué)，演示生物學(xué)數(shù)據(jù)庫的瀏覽與檢索，軟件的使用，基因序列的檢索、基因閱讀框架的找尋、序列比對(duì)、進(jìn)化樹的構(gòu)建等操作。教師也可以提供課件和DNASTAR、DNAMAN、MEGA、BIOEDIT等軟件安裝程序及使用手冊(cè)等擴(kuò)大學(xué)生的自學(xué)空間，使學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，也符合師范教育對(duì)學(xué)生創(chuàng)造能力、應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

4.教學(xué)科研結(jié)合。生物信息學(xué)教學(xué)強(qiáng)調(diào)能力的培養(yǎng)，且學(xué)科的交叉性也能使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與之結(jié)合。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生參與相關(guān)課題研究，學(xué)校也可以提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生參與到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)性研究的科研項(xiàng)目中，這樣的學(xué)習(xí)方式可以激發(fā)學(xué)生對(duì)科研的興趣，鞏固課程中所學(xué)到的知識(shí)，使學(xué)生掌握生物信息學(xué)課程的實(shí)踐技能，也更好的體現(xiàn)對(duì)師范生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

5.優(yōu)化理論課結(jié)構(gòu)。師范教育提倡以學(xué)生為主體的授課方式，所以課堂可以采取不同的學(xué)習(xí)方式如小組合作或?qū)W生講述等以此豐富理論課的教學(xué)模式。教師可以提出問題由小組成員討論研究學(xué)習(xí)，課堂也可以以自講的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生通過查閱資料了解學(xué)科在臨床醫(yī)學(xué)、藥物產(chǎn)業(yè)等方面的應(yīng)用以及在后基因組時(shí)代的主要研究內(nèi)容等，不僅掌握了前沿知識(shí)同時(shí)也鍛煉教師技能，對(duì)于師范教育培養(yǎng)有很好的促進(jìn)作用。

6.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課建設(shè)。師范教育在強(qiáng)調(diào)師范生理論知識(shí)的同時(shí)更注重實(shí)際的操作能力，所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)起著越來越重要的作用，在學(xué)習(xí)中通過生物數(shù)據(jù)庫的使用，可以提高學(xué)生處理生物信息的能力。生物學(xué)數(shù)據(jù)庫均可以通過網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)檢索服務(wù)，學(xué)生可以根據(jù)理論知識(shí)進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)際操作。學(xué)院可以進(jìn)一步開放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生創(chuàng)造動(dòng)手操作的自學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

7.改革考核方法?？荚囀菣z測(cè)教學(xué)效果的方法，也是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的有力手段。如何考核需要制定詳細(xì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。生物信息學(xué)的考核改革是在基礎(chǔ)考核之上增加了小組答辯和論文成績。小組答辯以生物信息學(xué)在疾病研究中的應(yīng)用為擬設(shè)計(jì)命題，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作收集整理相關(guān)文獻(xiàn)并展示其整合分析結(jié)果的能力。論文以蛋白質(zhì)生物信息學(xué)分析在藥物靶點(diǎn)挖掘和藥物設(shè)計(jì)中的應(yīng)用為題。最后根據(jù)論文結(jié)構(gòu)完整性和內(nèi)容獨(dú)創(chuàng)性、條理邏輯性和學(xué)術(shù)水平進(jìn)行評(píng)分。

三、課程體系構(gòu)建的進(jìn)一步設(shè)想

進(jìn)一步利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)慕課擴(kuò)展生物信息學(xué)的理論深度與新技術(shù)發(fā)展，學(xué)生可以進(jìn)一步接觸并利用云計(jì)算等技術(shù)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，或基于手機(jī)客戶端讓學(xué)生隨時(shí)可以查詢及學(xué)習(xí)，這樣的構(gòu)建既是生物信息學(xué)課程建設(shè)的發(fā)展，也是培養(yǎng)學(xué)生能力的體現(xiàn)。生物信息學(xué)課程建設(shè)改革對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力起到了促進(jìn)作用，也加強(qiáng)了理論聯(lián)系實(shí)踐的操作能力。生物信息學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生全面掌握生物學(xué)知識(shí)，對(duì)今后選擇生物學(xué)科領(lǐng)域的工作有推動(dòng)作用，也是師范生成為合格人民教師的理論基礎(chǔ)。

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收稿日期：2016-11-21

篇9

【關(guān)鍵詞】師范院校 研究生 生物信息學(xué)教學(xué)

20世紀(jì)80年代末，人類基因組計(jì)劃（HGP）正式啟動(dòng)，隨著該計(jì)劃的實(shí)施，越來越多物種的基因組被破譯，隨之而來的還有海量的分子生物學(xué)數(shù)據(jù)。對(duì)物種基因組的研究并不是為了單純的積累數(shù)據(jù)，而是為了揭示大量數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)藏的信息。因此，生物信息學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。目前，幾乎所有生物醫(yī)學(xué)相關(guān)高等院校都開設(shè)了生物信息學(xué)課程，很多農(nóng)業(yè)院校也陸續(xù)開設(shè)此課程，但是在普通師范院校還存在著開設(shè)不足的狀況。目前在師范院校中，很多科研工作者也在從事分子生物學(xué)的研究，特別是最近幾年隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，越來越多的數(shù)據(jù)涌現(xiàn)出來，對(duì)數(shù)據(jù)的收集、整理和分析成為大多數(shù)研究人員不可回避的問題，因此，對(duì)生物信息學(xué)專業(yè)人才的需求也越來越大。但是目前大多數(shù)生物信息學(xué)專業(yè)的本科生在學(xué)習(xí)期間只接觸基本的生物學(xué)課程，在生物學(xué)專業(yè)知識(shí)的深度上把握不夠，而生物信息學(xué)專業(yè)的研究生一部分直接從來自于生物信息學(xué)專業(yè)，另外一部分則是從計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)或物理專業(yè)轉(zhuǎn)行而來，在生物學(xué)背景知識(shí)方面更是欠缺。因此，如果能夠讓非生物信息學(xué)專業(yè)的研究生能夠掌握基本的數(shù)據(jù)收集、整理和分析的方法，培養(yǎng)復(fù)合型的人才將符合未來人才培養(yǎng)的要求。因此，我們就目前普通師范院校非專業(yè)研究生生物信息學(xué)課程教學(xué)中存在的問題及對(duì)于改革存在的思考詳述如下：

一、師范院校研究生生物信息學(xué)課程教學(xué)中存在的問題

（一）教材選擇少

碩士研究生培養(yǎng)有其自身的特點(diǎn)，需要學(xué)生系統(tǒng)掌握某學(xué)科或?qū)I(yè)領(lǐng)域內(nèi)專門知識(shí)和基礎(chǔ)理論。這就要求研究生既要擁有廣泛深厚的專業(yè)知識(shí)，也應(yīng)具備一定研究與創(chuàng)造能力。對(duì)于非生物信息學(xué)專業(yè)的師范院校研究生，我們要求其既掌握基本的生物信息學(xué)知識(shí)，同時(shí)具備一定的數(shù)據(jù)分析處理能力。目前本科院校生物信息專業(yè)常用的教材講的比較深入，對(duì)于非專業(yè)的研究生來說，由于缺乏較好的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)起來稍顯吃力。但是普通生物信息學(xué)教程大多講的較寬泛，也不適合研究生教學(xué)。如果能夠編纂既能普及學(xué)生的生物信息學(xué)知識(shí)，同時(shí)又能讓其具備基本的數(shù)據(jù)收集、整理和分析能力的教材將非常有利，但是目前市面上該類教材還比較少。

（二）師資缺乏

目前，國內(nèi)大部分師范院校將生物信息學(xué)作為選修課來開設(shè)，使得課程在專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)方案中的地位偏低，造成對(duì)該類教師的師資培養(yǎng)不夠重視。且大部分師范院校未配備專業(yè)的生物信息學(xué)教師，多為其他生物專業(yè)的教師兼職講授，該類教師部分通過自學(xué)，部分通過進(jìn)修，缺乏專業(yè)系統(tǒng)的生物信息學(xué)培訓(xùn)，因此在教學(xué)過程中不能很好滿足教學(xué)要求。

（三）學(xué)生基礎(chǔ)水平參差不齊

師范院校研究生來源途徑廣，除了本科師范院校外，還有一部分來自農(nóng)林院校或綜合院校，學(xué)生本科所學(xué)專業(yè)不同，生物學(xué)基礎(chǔ)和對(duì)生物信息學(xué)的認(rèn)知程度差異較大，這些問題都會(huì)成為教學(xué)中的影響因素，這就要求授課教師能夠在授課內(nèi)容上不僅做到完成教學(xué)要求，同時(shí)要兼顧學(xué)生基礎(chǔ)水平參差不齊的現(xiàn)象，使學(xué)生更好的對(duì)該門課程有很好的把握。

二、教學(xué)改革思考

（一）選擇合適的教材和教輔資料完善教學(xué)廣度和深度

不同院校不同的教師研究方向不同，但是大致都離不開動(dòng)物、植物、微生物、生態(tài)這些大類，生物信息學(xué)作為一門工具學(xué)科，要求研究生在學(xué)習(xí)該門課程后，能夠熟練的運(yùn)用生物信息學(xué)的知識(shí)為自己的科研服務(wù)。作為該門課程的任課教師，要求在上課之前先對(duì)學(xué)生的研究對(duì)象和研究內(nèi)容進(jìn)行初步的調(diào)查，選擇能夠更好的服務(wù)于學(xué)生科研的教材和教輔資料，可以不局限于現(xiàn)有教材的內(nèi)容，必要時(shí)候可以以專題講座的形式對(duì)部分教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充。

（二）根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)層次不齊的現(xiàn)狀，授課教師可以在授課前幾章節(jié)補(bǔ)充學(xué)生的遺傳學(xué)和基礎(chǔ)分子生物學(xué)知識(shí)，通過兩到三次課的時(shí)間完善學(xué)生該方面的不足，部分學(xué)生可能是農(nóng)林院校的本科生，在大學(xué)期間學(xué)習(xí)的多為專業(yè)方向比較強(qiáng)的生物學(xué)知識(shí)，那么通過普及基礎(chǔ)生物學(xué)知識(shí)，可以讓其對(duì)整個(gè)生物學(xué)有一個(gè)整體的了解。同樣對(duì)于師范院校的本科生，通過該段授課，也可以將自己在大學(xué)學(xué)到的各門專業(yè)課有一個(gè)整體的脈絡(luò)和認(rèn)識(shí)，起到提綱挈領(lǐng)的作用。通過這個(gè)過程，學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)分子生物學(xué)及基本的遺傳學(xué)思想不再陌生，再學(xué)習(xí)后邊的生物信息學(xué)知識(shí)的時(shí)候就不會(huì)顯得很吃力。同時(shí)由于學(xué)生研究方向不同，對(duì)生物信息學(xué)技術(shù)的需求也不一樣。針對(duì)此，授課教師可以在講授過程中，穿插列舉一些學(xué)生科研終于到的一些問題，應(yīng)用所學(xué)的生物信息學(xué)知識(shí)進(jìn)行解決，而不是僅僅局限于教材所舉實(shí)例。同時(shí)對(duì)于前沿技術(shù)的內(nèi)容，也必須做及時(shí)補(bǔ)充和更新，使學(xué)生更好的把握生物信息的前沿和技術(shù)。

（三）利用現(xiàn)有的多媒體資源改進(jìn)教學(xué)方式

作為一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程，生物信息學(xué)教學(xué)有其自身的特點(diǎn)。它不僅要求學(xué)生有較強(qiáng)的理論知識(shí)，同時(shí)要求其必須有較強(qiáng)的上機(jī)操作能力。且大部分課程知識(shí)在講授過程中如果只是單純的教師操作演示不能起到好的教學(xué)效果，畢竟觀看和臨摹效果是截然不同的。因此在教學(xué)中，可以將生物信息學(xué)教學(xué)分成理論授課和上機(jī)實(shí)踐兩部分，有些操作性較強(qiáng)的章節(jié)可以直接選擇在機(jī)房講授，讓學(xué)生在聽課過程中通過自己操作增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，以利于更好的對(duì)知識(shí)進(jìn)行掌握。

生物信息學(xué)是一門快速發(fā)展的交叉學(xué)科，在今后的生物學(xué)科研中將占有不可估量的作用，重要的且處于快速更新中的學(xué)科， 其發(fā)展與生物醫(yī)學(xué)發(fā)展是協(xié)同的。授課教師的授課觀念、授課策略既要緊跟國內(nèi)外發(fā)展前沿又立足選課學(xué)生實(shí)際，切實(shí)做好生物信息學(xué)教學(xué)工作，滿足我國目前研究生教育需要，培養(yǎng)更多的復(fù)合型人才。

篇10

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué)；生物芯片；藥物開發(fā)；疾病檢測(cè)

Abstract: Bioinformatics was emerged in the 1980s,which is a new cross- discipline and then was applicated in the wide range of areas. Bioinformatics in biochips, drug development, energy fields, crop genetic analysis, disease detection are introduced in the context . Bioinformatics focuses on the collection, collation and services of biological data to discover laws guiding research,which is an indispensable tool for bioinformatics research.

Keywords: Bioinformatics；Biochip；Drug development；Disease detection

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)科相互參透而形成的交叉學(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)及核酸序列等各種信息的采集、存儲(chǔ)、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)[1]。

1．生物芯片

生物芯片(Biochip)是指通過微電子、微加工技術(shù)在芯片表面構(gòu)建的微型生物化學(xué)分析系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞、DNA、蛋白質(zhì)、組織、糖類及其他生物組分進(jìn)行快速、敏感、高效的處理和分析

基因芯片是目前最重要的生物芯片。

基因微陣列是通過將核苷酸或DNA作為探針，緊密地排列在硅片等固相支持物上，然后將經(jīng)過某種標(biāo)記后的樣品與微點(diǎn)陣雜交進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)雜交信息可以確定靶DNA的表達(dá)情況以及突變和多態(tài)性存在與否。芯片技術(shù)的突出特點(diǎn)是高度并行化、多樣化、微型化和自動(dòng)化等，因而被廣泛用于測(cè)序、轉(zhuǎn)錄情況分析、不同基因型細(xì)胞的表現(xiàn)分析以及基因診斷、藥物設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，成為后基因組時(shí)代基因功能分析的制程技術(shù)之一 [2]。

2．藥物開發(fā)

未來的藥物研究過程將是基于生物信息知識(shí)挖掘的過程?；蚪M研究對(duì)現(xiàn)代與未來藥物學(xué)和藥理學(xué)產(chǎn)生了重大影響，尤其為新藥篩選、藥靶設(shè)計(jì)和分子藥理學(xué)研究，以及疑難病的藥物設(shè)計(jì)和途徑選擇等提供了新的方法論基礎(chǔ)?；蚪M學(xué)與藥物學(xué)的結(jié)合已經(jīng)產(chǎn)生出一門新的分支學(xué)科---藥物基因組學(xué)[3]。制藥公司特將充分應(yīng)用藥物基因組學(xué)及生物信息學(xué)的理論知識(shí)和技術(shù)手段來設(shè)計(jì)臨床試驗(yàn)并模擬和分析理論與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這將大大減少新藥開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期，為患者、醫(yī)生和健康醫(yī)療機(jī)構(gòu)等諸方面帶來選擇性治療的革命。生物信息學(xué)也可用于破譯遺傳密碼、篩選免疫基因以及進(jìn)行新藥研發(fā)等領(lǐng)域[4]。

3．生物信息學(xué)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用

綜合運(yùn)用GenBank等數(shù)據(jù)庫以及各種分析軟件將各類數(shù)據(jù)對(duì)比分析，人們已經(jīng)能夠使用酶來降解生物聚合物，通過篩選有益細(xì)菌來獲取高級(jí)的生物催化劑，從而提高使用的產(chǎn)量[5-6]。原核生物采礦技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。同樣，不同類型的煤也會(huì)發(fā)生類似的生物轉(zhuǎn)變，可以轉(zhuǎn)變成甲烷。人們通過生物信息學(xué)技術(shù)手段開采能源的新方法，可提高能源的采出率和降低開采難度。

通過生物信息學(xué)技術(shù)改良生物基因，使之轉(zhuǎn)變?yōu)樯锬茉矗@是解決能源短缺問題的途徑之一。這主要通過生物催化劑的基因轉(zhuǎn)變和代謝工程，利用酶和細(xì)菌對(duì)生物體的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行新陳代謝優(yōu)化，從而用于開發(fā)生產(chǎn)生物乙醇等生物能源。

4．農(nóng)作物基因分析

對(duì)重要農(nóng)作物及經(jīng)濟(jì)植物進(jìn)行基因組分析也需要生物信息學(xué)工具。例如，在植物基因組調(diào)控和結(jié)構(gòu)研究中，涉及生物信息學(xué)的內(nèi)容有：調(diào)控序列數(shù)據(jù)庫；基因表達(dá)的調(diào)控分析；基因組序列識(shí)別；基因結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，轉(zhuǎn)錄與翻譯控制模型；大規(guī)?；驍?shù)據(jù)集分析。

通過數(shù)據(jù)檢索、序列對(duì)比、同源性分析、結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)等工具軟件的運(yùn)用，可將分析數(shù)據(jù)應(yīng)用于農(nóng)作物模式植物研究、種質(zhì)資源保存、病蟲害防治、作物遺傳育種等[7]方面，從而為解決模式植物的基因組測(cè)序、保護(hù)瀕危種質(zhì)資源、控制動(dòng)植物病蟲害和培育優(yōu)良高產(chǎn)的農(nóng)作物品種方面提供可靠保障。

5.疾病檢測(cè)

基因組計(jì)劃產(chǎn)生的基因及基因多態(tài)性數(shù)據(jù)與臨床醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)結(jié)果之間的關(guān)系需要利用生物信息學(xué)的方法去分析、去揭示，根據(jù)這樣的分析結(jié)果，科學(xué)家能夠更準(zhǔn)確地了解疾病產(chǎn)生的根本原因，更精確地預(yù)測(cè)某個(gè)人患癌癥、糖尿病或者心臟病的可能性，從而徹底改變我們?cè)\斷、治療和預(yù)防疾病的方式[8]。

6.小結(jié)與展望

生物信息學(xué)的發(fā)展將給生命科學(xué)研究帶來明顯的變革，將幫助人類認(rèn)識(shí)生命的起源、進(jìn)化、遺傳和發(fā)育的本質(zhì)，解釋人體生理和病理過程的分子基礎(chǔ)，為人類疾病的預(yù)測(cè)、診斷、預(yù)防和治療提供合理和有效地方法或途徑，同時(shí)還將對(duì)醫(yī)藥、衛(wèi)生、食品、農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用，甚至可能引發(fā)新的產(chǎn)業(yè)革命。21世紀(jì)是生命科學(xué)的時(shí)代，生物信息學(xué)為生命科學(xué)的發(fā)展提供了遍歷和強(qiáng)有力的技術(shù)支持，推動(dòng)者生命的迅速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張明德.生物信息學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

[2] 蔡祿.生物信息學(xué)教程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[3] 姜遠(yuǎn)英.藥物基因組學(xué)[M].北京：人民衛(wèi)生出報(bào)社，2011.

[4] 李松，王英.生物信息學(xué)在生命科學(xué)研究中的應(yīng)用[J].熱帶醫(yī)學(xué)雜志，2009,9（10）1:218-1220.

[5] 趙進(jìn)，駱江濤.能源：未來生物技術(shù)的挑戰(zhàn)[J].國外油田工程，2008,24（8）5:3-54.

[6] 劉永軍，金鵬康.石油集輸系統(tǒng)中微生物群落結(jié)構(gòu)研究[J].微生物學(xué)雜志，2009,29（3） 2:5-31.