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生物信息技术专业范文1
关键词:生物技术;生物信息学;教学;实践
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)47-0123-02
生物信息学(Bioinformatics)是在生命科学的研究中,以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科学,是一门新兴的交叉学科。生物信息学针对生物学问题,发展各种算法及软件,对迅速增长的浩如烟海的核酸和蛋白质序列进行收集、整理、储存、、加工等,目的在于通过生物信息学手段及分析,逐步认识生命的起源、进化、遗传和发育的本质,破译隐藏在DNA序列中的遗传语言,揭示生物体生理和病理过程的分子基础,为探索生命的奥秘提供合理和最有效的方法或途径[1]。作为当今生命科学和自然科学领域发展最为迅速的学科之一,生物信息学已成为介于生物学和计算机科学前沿的重要学科。实验室的每一项技术,从简单的克隆、PCR到基因数据分析都需要在计算机上应用生物信息学的方法进行处理。因此,对生物技术专业的学生而言,具备一定程度的理解和应用生物信息学方法和技术的能力是十分必要的。
目前,国内外许多高等院校相继开设了生物信息学课程,我校也于2007年针对生物技术专业学生开设了此门课程。该课程不仅是一门新兴的学科,而且学习难度大,理论课内容相对枯燥,如何让学生更好地掌握本门课程的内容,是教师在教学过程中值得深思的问题。实验教学是帮助学生理解抽象理论知识的有力手段,在教学中显得尤为重要,但由于开设专业的特殊性,生物信息学实验教学一直比较薄弱。本文对过去实验教学中存在的问题进行了分析,并针对问题结合《基因工程原理》课程以及自己的科研对教学内容进行了优化和教学方法上的改进,取得了一定的成效。
一、过去教学中存在的问题
(一)实验课教学学时偏少
生物技术专业五年制生物信息学课程总学时为72学时,其中理论48学时,实验24学时。生物信息学课程最主要的目标是培养学生通过在线程序或利用生物信息学软件来分析生物学问题的能力,有效解决学生实验学时不足,实际操作时间少,解决实际问题能力较弱的问题。
(二)与其他课程联系较少
生物信息学课程开设在生物技术专业教学进程的第6学期,此时学生已具备普通生物学、细胞生物学、分子生物学、生物化学、医学免疫学、遗传学、基因组学、基因工程原理等生命科学的基础知识。但是,在生物信息学理论课和实践课学习的内容,如查阅的文献、分析的目的则由授课教师自行指定,忽略了与其他课程的联系,不利于学生系统地学习专业课的知识。
二、教学体系的改革和完善
(一)增加实验课教学学时
从2012年起,我校生物技术专业由五年制调整为四年制,同时在修订教学进程的时候将学时调整为理论36学时,实验36学时,理论课结束后即为该内容的实践部分,以此增加学生的实践训练时间。
(二)将基因工程原理实验课程与生物信息学实践相联系
在基因工程原理的实验中,我们把家蝇防御素基因作为目的基因,主要设计的实验内容包括:(1)目的基因的获得:利用PCR技术扩增已经克隆到pMD-18T载体上的家蝇防御素基因;(2)pSK质粒载体的小量制备;(3)目的基因与载体的酶切;(4)目的基因与载体的连接;(5)大肠杆菌感受态细胞的制备;(6)重组质粒的转化;(7)重组子的蓝白斑筛选;(8)菌落PCR鉴定重组子[2]。
在学生对基因工程实验内容熟悉的基础上,我们在生物信息学的教学过程中对学生提出问题:家蝇防御素基因现有的研究现状是怎样的?PCR扩增目的基因的过程中引物该如何设计?获得阳性重组子后我们如何判断获得的插入序列就是目的基因呢?
针对这样的疑问,我们结合基因工程实验对教学内容进行适当的调整:(1)PUBMED获取文献信息:由学生通过PUBMED查找近五年发表的有关家蝇防御素基因研究的文献;(2)核酸序列分析:以家蝇防御素基因为对象,分核酸序列的检索、搜索开放阅读框(ORF)、限制性酶切分析、引物设计、载体序列识别、核酸序列的比对、分子质量/碱基组成/碱基分布分析和序列转换共8大部分内容进行讲解和学生实践操作;(3)蛋白质序列分析:同样以家蝇防御素蛋白为对象,分蛋白质序列检索、蛋白质序列比对、蛋白质基本性质分析(蛋白质的氨基酸组成、分子量、等电点、亲疏水性分析、跨膜区分析、信号肽分析)、蛋白质功能预测、蛋白质结构预测(蛋白质二级结构和三级结构预测)共5大部分内容进行讲解和指导学生进行实践操作。
(三)以科研促进生物信息学的教学改革
笔者所在课程组主要集中于功能基因组学的研究,涉及了功能基因的获取、生物信息学分析、功能验证等方面的内容。学生在课程学习中,参与到教师的科研课题中,学会运用生物信息学所学知识实际解决科研问题。学生可自行完成从文献的查阅、目的序列的获取(由公共数据库获得或实验室测序获得)、基因序列的分析、理论推导氨基酸序列基本性质的分析及结构和功能的预测、系统发育分析,如有可能,学生可通过实验的方法验证生物信息学分析的结果,同时鼓励学生自主选择感兴趣的基因、蛋白进行课程设计研究,实践结束后学生将结果以论文形式提交给教师。
三、教学探索的成效
生物信息学是一门实践性很强的学科,实验教学作为培养学生的重要手段,在该门课程学习中有着举足轻重的作用。在医学院校生物技术专业生物信息学课程的教学中,立足于生物医学视角的实践教学,以与医学相关的基因、蛋白质等数据作为研究的主体,结合基因工程实验教学改革生物信息学的授课内容,有利于学生对专业课程知识的系统学习。同时,结合生物信息学研究前沿和自主科研课题成果,形成科研教学相融合的实践性教学,能够充分调动学生学习的主动性和积极性,进而激发学生的求知欲和创新能力。教学与科研形成相辅相成的互助关系,科研成果转化为教学资源,明显充实了教学内容,提升了教学水平和学生能力。在教学改革探索过程中,已有学生参与到课题组的科研工作中,利用所学的生物信息学知识,通过指定题目或自主选题,顺利完成毕业实习并发表了科研论文《印鼠客蚤线粒体COⅡ基因的克隆、序列测定和分子系统学分析》[3]、《美洲大蠊i型溶菌酶基因的克隆及其功能预测》[4]、《致倦库蚊防御素基因的克隆与原核表达及蛋白纯化》[5]、《德国小蠊致敏原Blag 2的Glu 233突变的分子对接研究》[6]、《伏马菌素B1特异单链抗体的同源建模及分子对接模拟研究》[7]等,证明生物信息学课程教学改革切实可行。
参考文献:
[1]郭丽,赵杨,柏建岭,等.医学院校生物统计学专业生物信息学教学探索[J].南京医科大学学报(社会科学版),2013,10(5):457-460.
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[3]王S,张迎春,张春林,等.印鼠客蚤线粒体COⅡ基因的克隆、序列测定和分子系统学分析[J].贵州科学,2012,30(5):35-39.
[4]王S,龙高群,张春林,等.美洲大蠊i型溶菌酶基因的克隆及其功能预测[J].动物医学进展,2012,33(9):21-27.
[5]王S,王吉平,张春林,等.致倦库蚊防御素基因的克隆与原核表达及蛋白纯化[J].动物医学进展,2012,33(11):45-50.
生物信息技术专业范文2
关键词:生物技术;第二课堂;专业实践
中图分类号:G642.0 文献标志码:A ?摇文章编号:1674-9324(2013)09-0047-02
近几年来,随着科学技术的飞速发展,社会对人才提出了更高的要求,其突出特征就是创新能力和实践能力。我们知道,实践能力不能一蹴而就,而是在日积月累的理论及实践锻炼中逐渐积累而来。而对于生物技术本科专业,亦正面临着一个困扰的问题,即一方面学生抱怨难于找到合适工作,而另一方面用人单位又认为该专业学生理论性强而实践能力欠缺,无法快速进入工作角色,从而最终造成原本极具潜力的生物技术专业成为了社会所淡漠的领域。这个现象值得我们去深思和探究,那就是生物技术专业的理论是建立在大量实验基础之上,学生仅通过第一课堂的理论性学习,不能彻底掌握和了解所学知识体系,从而造成了学生抛去书本一问三不知的现象。而如果对第一课堂的内容进行延伸,开展第二课堂教学体系,加入对学生动手操作能力、实验技术实践能力及创新能力的培养,那我们现今所凸显的问题就会得到一定程度的缓解,因此,生物技术第二课堂教育体系必成为生物技术专业人才培养目标的重要教育环节。
一、开展生物技术专业第二课堂的特点及意义
1.形式灵活、突出学生主体,利于学生个性发展。传统教育一般上课教学采用“教师为主,学生为辅”的方式进行单向讲授式交流,学生缺乏兴趣及主动性,也欠缺对所学问题的思考和辨析。而生物技术专业第二课堂体系以团队分组形式进行,根据具体内容采用多种灵活方式,例如:课堂学习及实验室实践相结合,集体活动和小组讨论相结合,开展专业知识技能竞赛等方式来加强和提高学生学习的主动性,从而更有利于学生身心发展,为实践能力及创新能力的培养奠定基础。
2.内容丰富,实践性强,是教学内容的补充和深化。生物技术专业本身特点决定了所培养人才应具备高起点、高综合素质、高实践等诸多方面的能力。但第一课堂的教学仅能满足该专业学生理论水平的高起点,却在实际专业实践中成为学生综合素质的一个短板。如今,逐渐引入的生物技术专业第二课堂教学即成为了第一课堂的延伸和补充。一方面,其可以将抽象、枯燥的理论性内容通过多媒体、具体实验、社会实践等方式直观化、具体化,使学生学习起来更容易吸收;另一方面,第一课堂的教学也通过第二课堂循序渐进的方法将教师讲授的内容表述的更加直观、形象,从而降低教学难度。这样两者的相互补充,就在真正意义上达到了第二课堂成为第一课堂教学内容的补充和深化。
3.激发学生兴趣,造就适应社会发展的全新人才。我们常说生物技术专业就业难,究其原因主要在两个方面,第一是社会大需求与人民小需求之间供需的矛盾问题,第二是我们培养出的人才和社会需求标准之间的矛盾问题。近年来,社会对人才的需求越来越高,生物技术领域的硕士、博士学历已经不再是用人单位衡量的唯一标准,反而实践能力及创新能力在就业中占据着重要地位。因此,在第一课堂之余构建第二课堂教学体系,能使学生通过该载体更加贴近社会所需、提高自身驾驭知识及技能的能力,同时也通过具体活动及实践锻炼到自己的语言表达能力、组织能力及团结协作能力,而这些都成为该专业学生将来适应社会并被用来衡量其价值的根本指标。
二、新疆农业大学农学院生物技术专业第二课堂的建设与实践
1.探索生物技术专业“高起点、高综合素质、高实践创新能力”的人才培养模式。农业类院校是农学类人才培养的摇篮,学校及学院围绕的中心工作也是如何培养适应社会需要的高素质专业技术人才。新疆农业大学农学院生物技术专业自1997年开始招生以来,一直重视理论和实践相结合的教学体系建设。经过农学院几年对生物技术专业第二课堂教学体系的建立与实践,现已初见成效,其大体包括三大教学阶段,即“延伸性”基础实践教学阶段、“发展性”专业实践教学阶段及“创新性”实践教学阶段。在这三个阶段中,第一个阶段是基础,主要是让学生进入实验室,了解实验室工作流程、试剂的配制及基础实验的操作,这一阶段是对第一课堂内容的具体补充;第二个阶段是核心,在补充学生基本实验技能知识及加强动手操作能力基础之上,我们依据学生的具体兴趣及工作岗位要求来对学生进行第二阶段的培养,这一阶段不仅能使学生在前一基础之上进行较大飞跃,更关键在于拓展了学生专业实践技能,因此起着承上启下的功能;第三个阶段是升华,学生通过成立科技小组和创新小组来提出课题、组织实施并完成课题。通过连续不间断的三个阶段的逐步培养,使学生除具备实践技能外,还具备能独立提出问题、分析和解决问题的能力。从而使学生最终达到“高起点、高综合素质、高实践创新能力”的标准。这即为我们实施这一教学体系的具体培养模式。
2.建立形式灵活、多种多样的生物技术专业第二课堂教学的有效载体。目前,大学生通常具有好奇心强但集中度和持久度较弱的特点,所以在建立生物技术第二课堂的教学体系中,我们根据学生的身心发展建立了多种组织形式,例如:让学生担任老师角色,在指导教师的陪同下进行专业基础实验技能知识的讲解;让多位学生成立起实验小组,组与组之间准备教学实验并互相评分,取长补短;邀请有专业工作经验的学长进行心得交流,拓展学生的知识面。目的在于通过多种多样的形式让学生充分以组织者、管理者、参与者等多种身份加入第二课堂的具体活动中,为第二课堂实践教学的开展提供有效载体。
3.评价考核学分化,加强和规范对生物技术专业第二课堂教学的管理和指导。生物技术第二课堂教学体系在提升该专业学生的综合素质方面的作用毋庸置疑,然而,由于各种原因,第二课堂教学活动体系始终处于第一课堂的附属地位,没有受到应有的重视,从而也不能保证第二课堂教学活动的有效开展。所以,我院在生物技术第二课堂教学活动中引入学分制,加强和规范对第二课堂教学活动的管理和指导。采用学分制,就是将学生活动的课程成绩纳入学籍管理,达不到基本要求的学生不能正常毕业。学分制的采用打破了学生在规定时间完成某一专业全部课程的学习模式,给予了学生更大的自由。同时,指导教师亦可通过有计划地活动和学生进行个体实践活动相结合来进行,这样使学生的积极性、主动性和创造性均得到了更大的发挥,从而提高第二课堂教学活动的实际意义和现实收益。
三、教学实践中存在的问题及解决方案
近期笔者经组织调查问卷结果统计,学生参与第二课堂教学活动热情度很高,但从整体上来讲,有少数学生会反映参与第二课堂教学活动内容涉及面还较小,不是很能满足学生对本专业基础知识技能及未来职业规划方面的需求。而这也是目前众多高校第二课堂教学活动的一个通病,即活动内容涉及面小,不能紧密结合专业理论及社会需求技能等方面的内容。我们知道,如今社会对人才的筛选不仅考查其是否拥有专业理论知识和技能,还越来越注重学生的实践技能水平、职业道德及基本礼仪等人文素质。如果我们仅仅偏重了理论知识的传授,而忽视了技能的培训及人文的教育,那再有满腹经纶的学生也未必能发挥应有的作用。因此,我们已经开始把培养好学生专业技能技巧,提高其职业竞争力及同人文修养的培养方面提高到同一认识层面,并逐步开展工作,这样会使培养的学生更具发展潜力,也更适应于社会的发展。
参考文献:
[1]李雪梅.独立学院大学生第二课堂的建设与实践[J].民办高等教育研究,2009,(16):27-29.
[2]陈兵,徐占斌,谷海玲.积极开展高校学生第二课堂教育[J].沈阳工程学院学报(社会科学版),2002,(2).
[3]陈碧琳.生物第二课堂活动改革初探[J].宁德师专学报(自然科学版),2019,(06).
[4]庞翼.开展生物第二课堂活动的尝试[J].江西教育学院学报(自然科学),2008,(06).
[5]张黎明.大学生实践与创新能力素质培养问题研究[J].湖北经济学院学报(人文社会科学版),2009,(4).
[6]庞金玲,等.加强“第二课堂”建设提升大学生就业竞争力[J].河北科技大学学报(社会科学版),2010,(9).
生物信息技术专业范文3
在中学生物教学和学习中,运用信息技术主要存在两种模式,即作为教学工具的信息技术和作为学习工具的信息技术,这两种运用模式殊途同归,最终都可以提高学生学习生物的质量。将信息技术应用到中学生物教学中具有很多优点,主要表现在以下几点:一是利用信息技术可以将比较抽象难懂的生物学知识简单、直观、形象的表现出来,帮助学生更好的对知识进行理解和掌握。二是利用信息技术有利于实现生物教学由微观向宏观的转变,降低生物学习的困难。三是利用信息技术可以对生物教学的实验过程进行优化,提高生物实验教学的质量和效果。四是利用信息技术可以帮助学生进行自主学习,提高学习的效率。
二、信息技术在中学生物教学模式改革中的运用
1.利用信息技术来培养学生的生物思维
首先,教师一定要提高自己的综合素质和专业能力,在教学的过程中,将信息技术和生物知识进行有机结合,并重点加强对学生生物思维能力的培养。其次,从生物知识的知识点入手,将每一个知识点的展开都和信息技术相结合,使抽象的生物知识生动形象的展现在学生面前,从而提高学生热情和学习的动力,增强学生生物思维能力和逆向思维以及发散性思维的能力,这样一来,学生学习生物知识的能力就得到提高,学习的质量也就相应提高。
2.利用信息技术为学生创设真实的情境
创设情景教学法是重要的教学方法之一,有利于提高学生的学习兴趣,从而促使学生积极主动地跟着教师的步伐学习生物知识。信息技术是创设情景的重要技术手段,利用信息技术可以为学生创设真实的情境,提高学生学习的效果和质量。首先,教师一定要充分利用信息技术来使枯燥乏味的生物知识变得有趣,利用贴近实际生活的一些事物来解决学生存在的问题,创设出和中学生实际情况相符的问题情境,吸引学生的注意力,让学生积极地投入到生物学习中去。其次,教师在利用信息技术教学的过程中,还要注意加强和学生们之间的情感交流,培养学生的综合能力,将情感和实践进行有机的结合,促进学生的全面发展[1]。
3.利用信息技术来培养学生自主学习的能力
首先,教师要加强和学生之间的交流,主动去关心学生,倾听学生的心声,创造良好的师生关系,为学生营造一个开放、自由、轻松、愉快的学习环境和学习氛围。其次,生物教师一定要认真的进行备课,从整体上把握教材的内容以及学生需要掌握的生物知识,并根据教材的具体内容和教学的目标来确定教学的方式。最后,教师要指导学生充分利用信息技术来获取自己所需要的相关知识和内容,充分发挥自己的主观能动性,增强学生的求知欲,从而提高自主学习的能力。
4.利用信息技术来增强生课堂的趣味性
在中学生物教学中,利用信息技术可以增加生物课堂教学的趣味性,使学生在寓教于乐中掌握住应该掌握的生物知识。首先,生物教师可以利用图片、视频动画等形式将抽象的生物学知识向学生进行直观的展示,如在学习遗传规律时,就可以利用信息技术进行讲授,这样更有利于学生进行全面的理解。其次,教师可以将图片、视频、文本等整合在一起,让学生针对多个问题展开讨论,从而锻炼学生解决问题的能力以及思维能力,激发学生学习的热情,增强学生的创新意识和创新能力[2]。
5.利用信息技术来开展生物实践活动
当今社会,随着新课程改革的不断深入和发展,教育方式也发生了很大的改变,单纯的教授课本知识的方法已经无法满足素质教育的要求,因此,教师一定改变讲完课本知识就万事大吉的思想,注意开展一些课外实践活动,开阔学生的眼界,扩大学生的知识面,促进学生全面发展。例如,教师可以开展一次关于艾滋病有关知识的竞赛活动,让学生自己利益网络等手段收集关于艾滋病的有关知识,这样一来,学生在课外活动中就比较全面的掌握了艾滋病的相关内容,让学生知道预防艾滋病的方法,学生的实践能力就在课外活动中得到提高[3]。
三、结语
生物信息技术专业范文4
学科间相互渗透已成为世界各国课程改革的大趋势。课程建设与信息技术结合,是中药专业高等教育的新探索。在分析中药专业课程建设与信息技术结合的理由的基础上,提出了课程改革要解决的关键问题和采取的主要措施,取得了一定的改革成果。
【关键词】 中药专业; 课程建设; 信息技术; 改革成果
the exploration and practice on courses construction of chinese pharmacological specialty linked up information technology
liu yi, wang yun,wan deguang*, pan zheng,cheng yuying
(chongqing university of posts and telecommunications, chongqing 400065,china; chengdu university of tcm, chengdu 611137, china)
abstract:mufual influence of different subjects is the trend of course reform in the world. it is a new exploration to combine chinese pharmacological specialty with information technology in higher education. on the basis of feasibility analysis of combination of chinese pharmacological specialty and information technology, this paper puts forward the corresponding measures and shows the achievement of curriculum construction.
key words:chinese pharmacological specialty; curriculum construction; information technology; reforming achievement
在高等教育改革中,课程改革处于十分重要的地位,而学科间相互渗透已成为世界各国尤其是发达国家课程改革的大趋势。重视基础理论教学,增大基础课比重,强调培养基础宽厚、能适应多种需要的通才,是高等教育改革的迫切要求。中药专业课程建设与信息技术结合,就是在中药专业课程设置和课程教学过程中,把信息技术、信息资源、信息方法与中药专业课程内容有机结合,共同完成课程教学任务的一种新型的教学方式。中药专业课程建设与信息技术相结合,培养能用现代信息技术来研究中药的大学生,是中药专业课程建设的一个新尝试,是中药专业发展的新方向,也顺应了当今高等教育改革和课程建设的潮流。与此同时,有着辉煌历史并正在为人类健康做出巨大贡献的中国医药也需要用信息技术来研究、传播和提高,以跟上信息时代的步伐。为此,自2002年重庆邮电大学创办中药学本科专业以来,课题组一直致力于中药专业课程建设与信息技术结合的探索与实践,取得了一定的经验和成果。
1 中药专业课程建设与信息技术结合的理由
1.1 中药技术与信息技术结合是当今社会发展的必然趋势当今世界教育的变革趋势表明,现代信息技术在教育中的广泛应用,将引起教育思想、观念、手段、方式乃至人才培养模式的深刻变化;高等教育将在更普及的基础上,注重于提高质量和效益;培养高素质,尤其是培养具有社会责任感、创造精神、创新能力和综合素质的大学生是教学改革的首要任务。信息技术已经渗透到当今社会各个领域,把信息技术融入中药专业的教学与实践中,顺应当今世界教育的潮流。
1.2 中药技术与信息技术结合符合当今市场对中药人才的需求随着国家经济建设的发展,中药行业已发展为包括中药生产、流通、检验、临床应用、科研、管理和教育等多个部门的体系,这些行业都与信息技术密切相关。中药教育面临培养能利用现代科学技术特别是信息技术来研究和开发我国特有的中药宝贵资源,确保中药研究与开发沿着系统化、规范化、国际化方面发展,并早日与国际接轨的新型高素质人才的强烈需求。加强中药科技与信息技术的联合,加速中药信息的全球性传播、共享和利用,已成为中药现代化、产业化、信息化发展的关键所在。只有对中药专业课程改革,才能满足社会对上述人才的迫切需求。
1.3 中药技术与信息技术结合,有利于提高中药专业学生素质信息素质的提高是当代大学生素质提高的重要部分。随着高等教育改革的深化以及人们教育思想和教育观念的转变,应该在中药课程改革的基础上进一步优化和完善中药人才培养模式,提高中药专业学生的信息意识、信息道德、信息技术和信息能力,拓宽学生的知识面,优化学生的知识结构,进一步改革中药人才培养模式,有力地推动适应当今社会需要的中药人才教学内容和课程体系的改革,从而进一步推动高等中药教育全方位、多层次的改革。
1.4 中药专业与信息技术结合,专业特色更加突出重庆邮电大学是以工为主,兼顾文、理、经、管、法的多科性大学,其信息技术具有明显的优势。特别是生物信息专业的创办,为中药专业与信息技术的结合提供了良好的平台。面对重庆地区众多的中草药资源,学校从中药专业成立开始,就把中药专业作为重点发展的领域,把培养具有创新意识、懂得现代信息技术的现代中药人才作为己任。
2 要解决的关键问题
改革中药专业的课程设置、改革中药人才培养模式需解决许多关键问题,首先要解决中药技术与信息技术结合的切入点,使中药技术与信息技术科学、协调的有机结合。
探索研究中药专业教育与信息技术结合的具体方法,如信息类的课程的门类设置、教材的选择、教学内容的选择、学分、比例等;实验课程的开设、实验内容的选择、学时安排、比例等。解决中药专业教育解决中药专业教育与素质教育的矛盾。
解决在信息资源丰富的大学中,如何利用现有资源,创办有信息特色的中药专业的问题。
3 课程改革的主要内容和采取的措施
利用重庆邮电大学信息技术的优势,探索中药专业课程设置与信息技术结合的新渠道,制定相应的培养方案。首先,深入调查中药相关行业对信息类技术的需求情况,根据市场的需求设置相应的课程。主要包括在专业基础课和专业课中,信息类的课程的门类设置、教材的选择、教学内容的选择、学分、比例等。在保证完成国家教育部规定计划的同时,首先增加数学类课程的学分,为信息类课程的学习打下良好的基础。其次增加了计算机与信息类课程,如:计算机文化基础,c语言、数据库基础、计算机网络,生物信息学等课程。同时共享通信、计算机、化学、生物等专业的资源,增加信息类课程的选修课。2006年对学科总体课程体系和内容进行了改革,增加了基础理论学时,加强了信息类课程的比重。
探索中药专业实验课程与信息技术实验课程的结合途径,加强实践环节的信息技术能力培养。中药专业与信息类专业都是实践性很强的学科,需要较多的实验课程来验证理论教学、提高学生的动手能力和创新能力。课题组制定了新的实验、实习培养方案,提出了新的实验课程、实验内容,实验学时等,延长了计算机的上机实习时间,提高了学生的计算机考试过级比例。鼓励学生在毕业实习、毕业论文、科研比赛中把专业知识与信息技术结合起来,提高研究水平。另外,加强对相关的企事业单位(如重庆市中药研究院、重庆市南川药物种植研究所等相关单位)的合作,建立稳定的、合作关系良好的实习基地,提高学生的实践能力和创新能力。
探索课程改革与学生的素质培养的关系。课程建设以提高本专业学生的基本素质为目的。传统的专业课程设置“强调单科独进而缺少综合训练”,存在一定的缺陷;而课程设置的缺陷,必然影响素质教育的实现。多学科、多侧面和多层次的课程体系建设,特别是结合信息类课程的中药专业课程建设,本身就是素质教育建设的重要部分。另外,信息类课程的引入,在一定的程度上,能系统地训练思维,开发人的潜能,还能培养人自我开发,使之不断运用自己的所学,进行创新的精神和能力,体现了教育的本质功能[1],提高了学生的综合素质,使学生的个性及潜能得到全面、充分的发展。
探索选修课的开设,注重个性发展。首先在专业课的选择上有一定的灵活性,学生可选择多专业方向的课程学习。在设置各方向的课程时,构建新的课程结构,加大选修课程开设比例,把计算机安全技术、网站开发的课程列入任选课,同时将任选课选择的范围扩大到全校,既不削弱原中药专业的主干教学内容,又使专业方向的知识范围适当扩展,切实改变课堂讲授所占学时过多的状况,为学生提供更多自主学习的时间和空间。
注重培养过程的完整性。建立模块式的课程体系,构建了基础系列课程、专业基础系列课程和专业课程以及选修系列课程模块,使课程体系更为科学合理,课内、课外紧密结合,统一安排;把针对学生有组织有目的的教育、教学活动纳入计划之内,使创新能力的培养融合到教育的全过程之中。在抓好面上教育的同时,实施因材教育,尤其重视对优秀学生的培养力度,特别加强了考研学生的培养,提高硕士研究生的录取率。
注意持续发展战略。在教学计划的实施过程中不断收集实施过程中的情况,研究新问题,解决新矛盾,不断修订使之趋于完善。从2002年开始,课题组先后4次修改本专业的培养方案,不断调整课程的结构,使中药专业课程与信息类课程的结合更加合理。
4 取得的改革成果
通过本项目的研究与实践,专业建设在以下几个方面取得了显著成效。
学生的信息素质显著提高。通过增加信息类课程的比例,学生对信息特别是中药学信息进行识别、获取、加工、利用、创新、管理的知识、能力等各方面有显著的提高。如:在信息类比赛(如大学生数模比赛)中获奖等。人才培养质量有显著的提高。表现在:中药专业学生的知识、能力和素质将得到更加协调的发展;学生的创新精神和创新能力将得到显著提高;学生的实践能力和社会适应能力和将大幅度提高;学生自主学习的意识提高,主动获取知识的能力增强。另外,学生在平时的学习、实验中应用信息技术的能力有很大的提高,在学院的科技立项、毕业论文的撰写中充分体现了优势,随着课程改革的进一步深化,这种优势将更加明显。
师资队伍建设明显加强。要实现中药专业与信息技术相结合,首先要求教师本身是复合型人才,需要提高专业教师的信息技术应用水平[2]。本校高素质信息学教师的加入,壮大了本中药专业的师资力量;同时本专业教师的信息技术应用水平也在教学改革中得到提高,他们把获得的信息知识更好的运用到教学中,教学的手段和方法得到较大的提高。
学生的就业能力增强,就业门路加宽。课程改革后,学生的就业信息意识更加敏锐,获取就业信息的能力大大增强,就业竞争能力有很大的提高。表现在:除传统的就业单位外,部分学生信息类行业或相关行业聘用;基础课的加强,学生报考硕士研究生的范围更广,考研录取的比例更高,硕士研究生的录取率由10%增加到30%。
办学效益得到显著提高。由于学校的教育资源得到更加合理的配置和充分的利用,显著提高了本校的办学效益。把学校教育资源向学生开放作为人才培养模式改革的一个重要的相关措施,为学生的自主学习创造良好的条件。
本项研究首先在我校中药类专业学生中实施,得到了学生、学校和用人单位的肯定。
5 展望
中药专业的课程改革与学科间的相互渗透,是中药专业高等教育的一种探索,符合国际教育发展的趋势。在具有信息优势的重庆邮电大学内,把中药专业的课程建设与丰富的信息资源紧密结合,培养具有信息技术特色的中药专业高级专门人才,表现了鲜明的特色和创新。
【参考文献】
生物信息技术专业范文5
【关键词】信息技术;优化;高中;生物教学;方法
1促使教材资源直观化
在高中学段学生完成的知识学习活动往往专业性极强,在高中生物教学实践中也是如此。如我们为学生提供的素材资源同样具有极强的专业性。要想解读这些内容,仅仅凭借教师的语言是无法实现教学目标的。笔者认为,即使是高中学生,对这些抽象、枯燥、深奥的生物专业知识往往也是有心无力。而作为引导者的教师,即使一遍遍地讲,即使为学生设计了大量的习题,学生也很难揭开表层去解读其中的知识内涵。那么如何才能突破这样的教育困境呢?笔者建议,就要将信息技术融入高中生物教学实践活动,将课本上的知识信息变得多维化,立体化。让学生能够借助多个视角来收集相关的信息,促使这些专业化的知识变得浅显、直观、有趣味。实践证明,在这样的学习空间中,我们看到的不再是一双双迷惑的眼睛,我们的语言。会变得更加生动,有感染力。学生可与我们一起参与话题的讨论,学生会变得有信心、有兴趣。而深入参与其中的我们也能享受到教学的成功感。在这样的课堂中,必然不会出现“满堂灌”这一教学模式。学生因为能够看到、听到,所以才能想到,才能在我们给予的资源中搜集更多的信息,并将其转化成相关的问题,进而参与合作学习。由此可见,在将信息技术融入高中生物教学之后,我们不仅仅可以帮助学生突破知识学习的重难点,还可以促使教学资源在保留专业性的前提下同时拥有了直观性、趣味性。这对于学生转变学习认知、学习方法也会提供极大的助力。
生物信息技术专业范文6
关键词 信息技术 创新 跨学科 应用
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.01.033
Application of Information Technology in Interdisciplinary Areas
MENG Qingjuan
Abstract IT application in interdisciplinary areas more and more widely, a single information technology and other science and technology to solve practical engineering problems is unrealistic, this paper from the background and development status of information technology interdisciplinary applications starting on IT the inter-specific disciplines were introduced to explain the current information technology in the field of interdisciplinary problems of the application process, and for the question put forward suggestions for improvement.
Key words information technology; innovation; interdisciplinary; application
1 信息技术发展的背景及现状
1.1 信息技术发展背景
信息技术是Information Technology的缩写,是管理以及处理信息的过程中所采用的技术的综合,该技术主要是以计算机技术以及通信技术为理论基础来设计、开发相应的信息管理以及信息处理系统,所以一般也将该技术称为是信息和通信技术。在各行业中或多或少都有一些数据或者是信息需要处理,所以信息技术在各个领域得到了非常广泛的应用,尤其是在科学研究领域及工程实践领域。
1.2 信息技术发展现状
相较于传统的基础科学领域的研究来讲,当前很多科学领域研究均面临着较为复杂的研究问题,现代跨学科研究涉及更大的跨越难度、类型复杂、规模巨大,在学科之间,学科界限越来越模糊,专一学科所涉及的内容增多,这不得不使得跨学科研究开展跨国合作,并越来越成为合作的趋势。因此,跨学科研究是社会科学研究的新模式,特别是当前信息技术的飞速发展为我们的社会经济文化带来了巨大的变化,社会各行业的发展使得信息技术领域成为跨学科研究的多样化特征,它的科技创新主要是结合不同的学科和不同领域的联系点上,因而滋生出了一部分前沿的新兴跨学科,例如当前较为火爆的生物信息工程学、医学信息学等,总之多数是在信息学基础之上加入其它学科的名称,演变成新的跨学科。
2 信息技术与不同学科的交叉应用
2.1 内交叉
物联网利用复杂的通信技术将一系列的物品和人员通过一种方式将彼此联系起来,使得人物、物物能够相联,从而实现网络通过远程控制进行管理,让网络管理更加智能化。然而,物联网能够兼容所有互联网中的应用,但比互联网更具私人化和个性化。世界各国都重视对物联网的应用开发,我国将物联网规划入新兴战略发展产业,由于其带来的经济性和科技性的变革,使得物联网成为世界第三信息产业革命。物联网技术囊括了通信、软件、感知及信息处理等技术,具有较大的融合性。如今,物联网研究正迅速发展中,其作为世界战略性新兴产业的新增长点,市场潜力和效益巨大,根据《2014-2018年中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》显示,物联网产业在2010年的中国市场规模总量为1330亿,次年为2600多亿,就在今年,物联网市场规模将超5000亿。2014年,我国的物联网电视电话会议召开,马凯主席强调,着力将物联网应用于各行业,加强对工、农业、商贸、能源环保、交通、生产、城市管理等领域进行物联网的示范性应用,推动物联网产业链的发展格局,加强对物联网相关法制建设,培养健全的多样化的人才机制。这些举措加快了物联网这类新兴学科发展进步。
2.2 信息领域与生命学科的交叉
当前,医疗电子和生物特征识别技术正被普遍应用于人们的生活中。随着物质生活的提高,世界各国都遇到同样的人口老龄化问题,传统医疗不能满足所有地区的医疗需求,新兴医疗电子为医疗带来变革,医疗电子走进千家万户,成为家用化的电子设备,对偏远地区的病例诊断带来极大的方便,有利于偏远地区、老人、重大疾病的医疗服务需求。现代医疗电子种类较多,例如助听器、血糖仪、脉冲仪、胰岛素注射笔、CT扫描仪等,很多微小型仪器已经家用化,成为家庭医疗护理设备。在生物识别方面,现在的识别技术种类较多,有指纹、语音、面部等特征的识别技术,由于这些识别技术为工作生活带来极大的方便,因而被广泛应用于安保、鉴别等需求。
2.3 信息与工程应用的交叉
当前很多重大工程如建筑工程、航空航天工程、核技术、机械工程、电力工程等,其计算设计和应用等都建立在计算机基础上,进行模拟操作,从而形成了一批新兴的IT交叉学科,使得以计算机技术为基础的研究推动着各行业大型工程的迅速发展。对汽车电子行业来讲,如今已经进入智能、网络化的计算领域,早期汽车是偏向机械的技术,随着计算机信息技术的发展,各工程领域进入了机电化时代,汽车就是一个较为明显的机电化领域,早期汽车修理是依据纯经验,现在的汽车修理较为复杂化,但修理较为简单,均是靠机械智能化的修理,汽车内部有多个电子元部件组成,汽车线路的修理由各部门分工协调合作完成。因此,早期汽车主要与能量转换有关,现今汽车主要是对整体电子元件的控制。例如汽车的点火装置,在较早的时候,汽车点燃是根据电磁感应原理,发明了将线圈制作的变压器进行电压点火,而这一技术原理仍用于现代汽车,然而现在已经变为多个电子元件组装构成。点火装置首先依据传感器所传送的数据作一个运算和分析判断,再次是点火和调节,最大限度地节省燃料,达到环保。另外,在最新型的发动机的电控装置中还有智能化的控制和诊断操作功能,有的发动机电子技术还能对其排出的废气进行搜集和循环利用,在怠速过程中进行节能控制,对多个汽车元件进行功能的自我诊断,从而发出警报和提示。在交通工程方面,铁路运输已进入了电气化时代,例如现代的地铁、高铁等工程的应用。
2.4 信息与环境地学的交叉
地理信息系统利用当前先进的卫星和移动通信技术的定位应用,通过发送信息,以定位终端设备用户确切的方位和经纬度数据,为用户提供定位需求服务。当前全球定位系统共由24颗卫星构成,分别位于6条不同的轨道上,以确保定位需求,该定位技术具有低成本、高效的特点,并且定位精确,具有良好的价值应用功能。各大通讯运营公司利用卫星定位技术的便捷,为移动用户增加了更多的增值服务,方便用户的生活出行。例如GPS定位查询、导航服务、智能交通服务、广告服务等。对于无线传感器来讲,其低消耗、微小的体积是最大的优点,利用无线通讯原理自组网络,能有效地探测多种数据,例如收集和探测地质信息、地下矿井和水文环境数据,为相关监管部门提供监测数据,以减少环境灾害对人类的危害。
2.5 信息与人文社会科学的交叉
信息技术的应用领域广泛,而与人文社科和教育等进行交叉更是平常,在生活工作和学习中随处可见,例如于管理、教育、经济等领域的交叉,形成信息管理学、信息教育、经济信息等领域的新兴学科,使得各基础学科之间的交叉更加联系紧密,各跨学科学习和研究更加平凡。就社会信息这一新兴学科来讲,是对社会上的信息问题进行研究分析,并归纳总结的一门学科,它基于社会发展的计算机化为对象,将计算机与信息政策、社会学等的部分理论联合,寻求共通之处结合成的新兴跨学科。
3 信息技术在跨学科中应用存在的问题
3.1 认识上存在差距
信息技术在跨学科领域中的应用最大的障碍就是认识上的问题,由于不论是从事信息技术领域的学者或者是工程技术人员,还是从事和信息技术领域交叉学科的相关的技术人员,在很大程度上都只是针对自己所从事的领域比较熟悉,而对于不属于自己认识的领域却存在着很大认识上的问题。一般来讲信息技术是一种处理其他领域中信息和数据的工具,利用这些信息技术对信息的处理能够得到一般规律性的东西,但是如果信息技术掌握不好或者是所要跨的学科掌握不好的话就会存在很大应用上的问题。
3.2 应用上存在差距
正是由于上述存在的对于自身不熟悉学科认识上的差距,所以才导致了信息技术在跨学科领域中的应用存在诸多方面的不足。在很多的领域都有信息技术的应用,但是受到其他领域人员对于信息技术掌握制约以及信息技术领域人员对于其他行业知识的不了解最终导致了信息技术在各个行业中的应用并不是很深入。
3.3 基础设施和运行机制不够完善
在各个行业中对信息技术的应用不到位还受到基础设施以及运行机制的制约。在各个行业中由于资金问题或者是相关部门领导的思想认识问题,使得很多学科中的信息技术的基础设施建设存在着很大的问题,很多单位没有认识到信息技术对于自身学科的作用,所以没有进行信息技术基础设施的建设,并且在其他学科中也没有设置相关的信息技术管理部门,这都是信息技术其他学科没有得到充分利用的关键因素。
3.4 人力不足
信息技术在新型跨学科领域中的应用所有的问题都可以归结为人才的问题,也就是缺乏既具有信息技术能力又具有行业背景知识的人才。只有充分具备这两个方面的技能才能够使得信息技术在跨学科领域中得到比较充分的应用。
4 促进信息技术与不同学科领域交叉融合的建议
如果要实现信息技术和不同学科领域之间的交叉和融合,最为关键的是在培养人才的过程中要考虑到信息技术的应用领域。首先,比如对于信息技术领域中的学生来讲,可以根据学生自己的研究兴趣选择相应的研究方向,并将信息技术领域应用于自己所感兴趣的研究方向。其次,对于其他新兴学科的学生培养来讲,可以在培养计划中设置信息技术相关的课程或辅修信息技术相关的第二专业,促成信息技术在本学科领域中的应用。第三,对于高校来讲,可进一步优化学科专业结构,拓展学科专业,加强专业群建设,努力推进与企业的融合发展。第四,对于企业来讲,可以结合实际工作开展的需要采取相应的措施对工程技术人员进行信息技术的培训,使得信息技术能够在各行业开花结果。
5 结语
社会在不断发展进步,需要不断地进行科学技术的开发和探索,而跨学科领域正好能填补一些空白科技领域,为其提供科学的理论依据,以加强不同学科领域之间的联系,从而开辟新的学科领域,为社会进步发展服务。科研创新研究只有将更多的学科领域连接在一起,才能探索更多有价值的问题。
参考文献
[1] 王念新,仲伟俊,梅姝娥.信息技术战略价值及实现机制的实证研究[J].管理科学学报,2011.14(7).
[2] 陈思铭,刘长凤.信息技术与学科教学整合的应用研究探析[J].中国电化教育,2014(12).