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生物信息学的方法范文1
1、根据薄弱的课程来分析
许多学生在学习中都曾经或正在遇到这样的一个问题,那就是偏科。有的程度还不明显,有的偏科差距惊人。我知道的一个学生,她在高考中语文和数学的成绩居然相差了100分,严重的偏科现象,不能不引起我们的重视。其实薄弱的课程,就是你发现问题和总结问题的切入点。成绩表现不高的科目暴露的问题势必最多,发现问题也会容易得多。对薄弱课程的解决方法通常有两种:
a、集中利用课外时间进行自我补习,遇到问题找家长、老师或网校帮助解决。如果你想取得成功,高效地达到目的,那么就一定要让自己理性一些成熟一些。面对问题,特别是学习上的问题千万不要感情为先,把兴趣爱好甚至对老师的评价牵扯到自己的学习中来,要明白自己为什么学习,要知道自己的目标,也要发现自己的问题。只有清醒理智地上路,才可能在学习的道路上披荆斩棘,取得最终的成功。抛开心理上的各种问题后,就应该开始着手补习自己的薄弱环节。其实你最先想到的不该是家教,而是自己。自己找到问题,自己解决问题,取得的效果会比依赖别人所取得的效果强很多。补习一定要利用课余的时间,千万不要把自己搞得太疲惫,对于落下的知识不要着急,如果急于求成,可能会由于过于浮躁而适得其反。另外,不要因为补习弱项而“冷落”了原本学得好的科目,要注意平衡协调,不能顾此失彼。
当然,遇到问题的时候,首先不要轻易放弃,要换几种方法思考。只有到了穷途末路,冥思苦想之后也没有结果的时候,再请教老师或者家长。毕竟自己想出来的答案,会让你体味到成功所带来的喜悦,也会记忆深刻。
b、如果课程落下太多,考虑请家教。
如果你自己补习的时候发现自己的问题太多,难以梳理,很多知识点,凭借自己看书,看笔记已经无法弄明白,自己的努力已经起不到什么作用了,那么我建议你,可以找个合适的家教。但你不要过于依赖家教,千万不要天真地以为请了家教,只要开展那些号称个性化的一对一的教学能让自己的成绩有突飞猛进的进步,那是不可能的。因为知识的掌握还需要一个过程。
家教的优势其实更多体现在一对一的针对性和即时性,他可以根据你自己的问题帮助你解决,另外,遇到不明白的问题,也可以得到及时解答。但是遗憾的是,许多家长不善于请家教。但一般的家教老师的认识有限水平有限,所以作用也是有限的,更多更深的内容需要自己在学习中感悟、体会。如果自己不努力,总是处于被动的状态的话,那么请多少家教也是徒然。关于如何请家教的问题,请参考本人的《学会跟孩子说话》一书。
2、根据考试的表现来分析
有的人是平时小测验不错,但大的考试却发挥失常。其实这种情况往往说明你对平时功课的掌握还是不错的,但复习阶段和平常的总结工作没有做好,导致考试的状态不是自己的最高水平。同时由于自己没能总结经验教训,所以一到大的考试心理就会被以前的经历所困扰,久而久之,很容易形成考场综合征,严重者,不管自己的功课有没有准备好,到了考场就紧张、肚疼、头晕等现象。(很多症状已经表现生理化)
科学家曾对一些自称考试前总是肚疼的人发现,由于这些人普遍感到焦虑和紧张,所以胃功能不能正常发挥其作用,长此以往,就会出现胃溃疡等症状。心理学家的实验也强有力地说明,两只猴子被关在笼子里,一只猴子不定期地被电击,另外一只猴子定期地被电击。结果不定期地被电击的猴子最后死掉了。对死的那只猴子做生理解剖发现,胃溃疡的问题很严重。所以紧张是造成这种现象的主要原因,而且由于对考试结果的担忧,希望找到合适的借口来为自己开脱,那么生理的毛病是最好的挡箭牌了。所以有的学生开始假装肚疼,到了后来可能就是真的肚疼了。
人的记忆规律说明,对于新接触的概念,当时会很清楚,但过了一些日子会有一定的遗忘。当然不会全部遗忘。很多学生就是当时搞明白了,所以即使过了很长时间,自己对这节的内容依然会感觉掌握的不错,其实已经有一些细节淡忘和陌生了,但本人实际的心理状态还是自我感觉良好。由于自己不容易认识到这个问题的严重性,所以也不知道问题在什么地方。往往是考试结束后才发现有一道简单的问题也没有做出来,就一拍脑袋:“哎呀,一下子给忘了!”这种问题最具欺骗性,以为自己掌握了,但实际情况已经发生了变化,而自己还不是很清楚。
解决这个问题的办法很简单,加强复习、总结归纳、查漏补缺,其实就是通过一些手段和措施来弄明白自己的功课到底是在什么地方有疏漏。方法就是一定要对考试结果做分析总结,而结论无外乎是这几种情况:
a、 考试发挥失常。
很多人把考场上的失利归结于心理素质不好,他们往往为自己辩解:“我平时学的挺好的,可是一到考试就紧张,把原本记得很清楚的东西也给忘了”。的确有些人是因为心理素质的问题,在考场中不能发挥出自己的真实水平,但是,这不是决定性因素。太多人把心理因素当成掩饰自己知识不扎实,掌握得不够牢固的挡箭牌。试想,遇到再紧张的事情、再紧张的时刻,你会不会忘记自己的姓名、国籍、年龄甚至生日?不会。为什么不会?因为这些东西深深印记在脑海里,没有人可以抢走,他们会迅速地出现在眼前。那么反过来想,如果你平时熟练掌握了的那些知识,怎么就会在考试时全部忘光呢?
因此,不要过分夸大心理作用,从根本上讲,平时学好了,考试就不容易失常。失常还是因为学得不够好,自己没有信心才会失常啊!如果在考试的时候果真有心理问题,那么无论它带来的影响是大是小,我们首先要做的就是调整心态。紧张是正常的,明星第一次上台会紧张,想必你一定听过某个明星第一次开演唱会紧张得忘词的事情吧?老师第一次讲课也会紧张,着名作家沈从文第一次进教室讲课甚至紧张的说不出一句话。其实人在面对一件自己非常重视的事情时,都难免有紧张情绪,比较简单地克服紧张的办法就是深呼吸。
另外,就是让自己适应紧张的环境。如果面对考试的确感觉到紧张而难以抑制的话,最好的办法就是常常给自己模拟考试,把作业当作考试,把回答问题当成考试。总之,要自己逐渐习惯考试的气氛,这样到了真正考试的时候,你就会觉得它和平时做作业,做习题没什么不同。
b、考试考出了平时学习上的漏洞和不足。
既然出现了知识点的空白,那么就应该及时给自己进行补习训练。除了心理因素,考试成绩不佳往往是由于知识上有漏洞,考试就像一个检测器,它会有效地发现你的问题所在。就像我们反复强调的那样,对于错题一定要给予足够的重视,对于寻找自己在学习上的问题,它是一个很好的突破口,对每一点错误都不能忽略,不能一带而过,而要像对待新知识一样,仔细弄明白,记在脑子里。
有的学生考试成绩很高,错题很少,但同样不能忽略错误,因为考试并不是全面的检测,只是抽样似的检测,有一定的偶然性,考得分数高不一定说明学得好,也许某次考试恰恰没有考到那些你掌握不好的知识点,好的成绩往往会蒙蔽人。因此,一点小错误都要重视起来,比如英语中单复数的变化,也许只是一个“s”的问题,注意了重视了,下次就一定不会再错。有的学生成绩低,卷面上暴露的问题实际上是很多的,就需要你逐一解决才好。总之,从哪里摔倒就从哪里爬起来,还要记住一点,下次不要再在同一个地方摔倒。
c、马虎成性,审题草草了事,做题不经过认真思考。
也许你总结考试的时候会发现,自己既不是因为紧张做错题,更不是因为知识掌握得不好,而仅仅是因为自己马虎,审题不仔细,发下卷子后再看,发现做错的题只要稍微用心些,就完全可以做好。相信你一定遇到过这种情况,考卷发到手里,一看题目简单极了,自己全都会,于是一个劲地奋笔疾书之后,检查的工序都省了,直接交卷就等着得一百分呢。可是成绩发下来却让你惊讶,怎么和自己预计的差这么多呢?再仔细一看,不是某个小数点点错了,就是看错了题目的意思。
生物信息学的方法范文2
一、高中生物教学中存在的不足之处
1.老师对于新课程标准理解不到位
目前许多的高中生物老师对于新教学改革之后的新课程标准理解不到位。其主要表现在对于新课程标准中教学方法的创新意识不强，不能够改变那种以书本为主体的教学风格。另外，对于新课程标准下的自主学习、合作学习等方法，在实际的运用中不能全面地理解其意思，这样对于课堂教学效果提高作用不是很大。而且新课改之后，大部分老师因为对课程标准理解不到位，都不知道如何在课堂上实施教学了。
2.对于新课程理念执行力度不够
基于以上在高中生物课堂上由于老师对于新课程标准理解不到位，导致其在教学中不能很好地实行创新。一般表现在，老师受传统应试教育的影响深厚，一时还不能马上改变教学观念，这就不能很好地处理教学中出现的问题，直接影响教学内容与教学课时协调性。因此，老师应加强对新课程标准的理解，加大其在教学中的执行力度，这样可更好地实现生物课堂教学的价值。
3.对于教学内容把握上存在不准确性
教学内容是课堂教学的主旨，目前新课改之后，许多生物老师对于教学内容把握上存在不准确性，他们大都感觉教学内容难度加大，而且抽象性强，在教学实际过程辅资料感觉明显不足。因而在高中生物课堂上教学内容的把握上成为老师的一大难关。要想攻克这一难关，教学中生物实验起到了重要的作用。所以，在新的生物教材中穿插了大量的生物实验，以促进对生物知识的理解。而现实中又存在这一问题，不是所有的学校在实验材料上都能满足教学的需要，这就使得生物教学中又出现了新的问题。
二、优化高中生物教学创新性的有效方法
1.在高中生物教学模式新思路上做好工作
（1）对于高中生物教学中要做到以学生为本，注重学生的学习思维模式，彻底地消除那种“填鸭式”的教学方法，在教学模式上要大胆地创新，勇于尝试新鲜的教学方法，对于生物课堂上学生创新思维的培养，在于老师合理运用创新活动来引导，重在引导学生自主学习，积极参与到生物教学中。例如，老师可利用情景设置，引导学生多多思考，让学生主动地发现问题，主动在书本上寻找答案，也可以设置一个情景，让学生去探讨，在这个过程中老师和学生要互相沟通，打造公平课堂环境，这对于新教学方法的实施有积极
作用。
（2）在实际的生物教学中，在教学模式上要注重引入现代化教学模式，有效引用计算机等电子信息技术，这样可以更好地完成生物课堂教学的创新模式。例如，在学习“生殖的类型――无性生殖”的时候，老师可利用计算机制作一些小课件，可拍摄一些硕果累累的桃树，而这些图片可分几组，有的桃子形状比较大，颜色鲜艳，还有的桃子形状小，形状不规则的，通过这些图片的对比，向学生提出问题：如何才能把形状不规则，而且小的桃子变成又大又红的桃子呢？学生通过对以往知识的了解，说出不同的方法，这样老师可顺理成章地导入本节课的教学。
2.引导学生使用辩证唯物主义思想
生物信息学的方法范文3
【关键词】信息技术；任务驱动；演示教学；演示练习
在信息技术迅猛发展的今天，作为一名年轻的信息技术教师，我在教学实践中，不断的尝试将“任务驱动、演示教学”及学生“演示练习”教学方法进行探索，形成了一种新的模式。它克服了“任务驱动、演示教学”教学方法中教师“主导”作用体现不够、学生学习不够主动、教学任务难以落实等问题，又克服了单一的“演示教学”教学方法不利于发挥学生主动性的缺点。在任务驱动中还给学生留下了学生演示练习这一环节，让学生在课堂中由被动变主动，教师演示教学结束后学生还要重复老师的操作势必会增加学生的主动性，在主观能动方面得到了锻炼。本文从信息技术教学中事先的“任务”引发学生思考到教师的“演示教学”让学生从中解决问题及最后的学生“演示练习”加固理解这三个环节进行尝试探索，即要求“力求以任务驱动，以某个实例为先导，进而提出问题，引导学生思考，通过学和做，培养学生分析问题和解决问题的能力”从而完成教学任务。
那么“任务驱动、演示教学”教学方法到底有哪些特点呢？我觉得只有充分认识和明确该方法，才会在实践中加以运用。教师要充分理解教材内容，掌握知识点及其各种操作技能，更应该把握重难点，从简单的有趣的问题引入并明确提出本节课药完成的任务，让学生带着问题去看完教师的演示教学、认真听完教师对各种知识的讲解。要认真的做好这个任务“任务驱动”我认为必须做到以下几方面：
首先在教学内容安排上，不再用以前的“知识点”为线索，而是根据学生的接受能力及信息时代的需求，改用以简单的“任务”为线索、以各种有趣的“任务”为模块，精心组织教学内容，认真演示各种教学技能，使其符合学生的认知特点，特别是强调所学知识要与时代同步。其次在教学方法上，强调学生的自主发展，强调培养学生的自学能力，在教学过程中不断地用“任务”来引导学生自学，让学生根据“任务”的需求来学习，变被动地接受知识到主动地寻求知识，改变学生传统的学习观，由“学会”到“会学”。
再次在能力培养上，着重培养学生的创新精神和合作意识。学生在完成任务的过程中，会积极地去思考、探索，每个人的思路、想法不尽相同，教师可以引导他们进行讨论、交流，并适当地给以帮助、鼓励和点评，使他们相互取长补短，既调动了学生的积极性，又培养了他们的创新精神和合作意识。
其中的“演示教学”在这一环节里的作用有如何呢？大家知道，由于学生接受信息技术教育的层次不一样，甚至有部分学生在小学时根本没有开设信息技术课，初中的学生也存在如此情况，即使他们都开设了信息技术课，但是个体的接受能力、兴趣爱好、动手实践能力的差异等导致学生的信息技术水平不同。再者，部分家庭条件比较优越的家长也给他们配备了笔记本、台式机等。为了让信息技术水平落后的学生学习时也不感到困难，他们当然离不开老师广播演示教学了，具体的操作步骤可以从老师的演示讲解中获取，从实践中理解。从而完成教师的“任务”。
所以，“任务驱动、演示教学”教学方法是一种以学生自主学习，教师加以引导的一种教学方法，它打破了传统教学方法中注重学习的循序渐进和积累的老套路，不再按照教学内容的从易到难的顺序，而是以完成一个“任务”作为驱动来进行教学，完成教学任务。在完成“任务”的过程中，又培养了学生的自学能力、创新精神和合作意识。明确“任务驱动、演示教学”教学方法的特点后，我是这样来具体实施的：
一、“任务”要有层次感
从教学内容上来看，教师要做到精心设计好每一个“任务”。因为“任务驱动”教学方法是要让学生在完成“任务”的同时，掌握知识，“任务”直接影响教学效果，因此，“任务”的设计至关重要。在设计“任务”时，要注意学生的特点与知识接受能力的差异，充分考虑学生的现有文化知识、认知能力和兴趣等。在设计的过程中，要始终以学生的角度考虑，根据学生的实际水平来设计每一个模块，针对不同程度的学生来设计不同层次的练习，也就是说要“任务”要有层次感。
二、“任务”要在愉快的教学环境中完成
从教学方法上来看，教师主要是加强学生的自学能力，在教学过程中要不断地用“任务”来引导学生自学。在学生学习过程中，要充分发挥多媒体计算机综合处理图形、图像、声音、文字等多种信息的功能，设置特定的情境，创设良好的学习氛围。如果有了这样一个良好的教学环境，那么学生在这种愉悦的环境中，便会自觉自愿地学习，主动地完成学习“任务”。
例如：在教初中第五单元《网络之家――网页制作》时，要求学生掌握基本的制作网页的方法。为了创设一个良好的教学环境，在讲课之前，教师就要搜集一些好的网页给学生看。在网页中不仅要有好的文字内容，还要有优美的学生爱听的背景音乐，以及一些好看的动画效果。这样的网页在教学过程中演示，学生会立即表现出兴趣。学生有兴趣学习后，教师就要安排好每一个“任务”。用一个个“任务”来引导学生一步一步地学习网页设计。具体这一章的“任务”，可以分为让学生完成制作一个简单网页，制作一个框架网页和制作一个动态网页。在学生制作网页过程中，教师要不断鼓励学生自己看教材，多看一些别人设计好的优秀网页，从易到难地学习。特别是在学生自己动手上机实践时，教师要注重加强学生的自学能力，在旁起一个“辅导员”的作用，给学生答疑，而不是手把手地教。在网页制作的“任务”的完成过程中，由于创设了愉快的教学环境，增加了学生的兴趣和感性认识，并用一个个“任务”引导学生自学和上机实践，因此学生轻松地掌握了本章知识。
三、“任务”要让学生积极参与
从能力培养的角度看，教师要注重调动学生的积极性，培养他们的创新精神和合作意识。在教学过程中，要引导学生积极参与，以此来提高学生上课时的注意力，从而提高学习的效率。
例如：高一年级的《程序设计初步》，这一章对学生来说是比较难学的。对于这一章的“任务”，就需要教师在讲解演示时，一定要发挥学生的积极性和主动参与性，才能够突破难点，掌握基本程序设计的方法。在设计本章的“任务”时，应选取一个简单而有趣的程序作为“任务”。比如制作一个死循环程序称为病毒的简单程序入手，可以排除学生学习程序设计的畏难情绪。选取的程序必须有趣，这样能使得学生乐意参与学习。在讲课过程中，要引导学生积极地去思考、探索，对于一些简单操作，就要让一些学生进行操作演示，并进行讲解，讨论。通过学生的参与演示和讲解，师生就可以共同合作和完成这个“任务”。“任务”让学生积极参与进来后，学生就比较容易掌握难点，上课也不容易走神，就能取得比较好的教学效果。
我在几年教学实践中，不断尝试将“任务驱动、演示教学”教学方法和学生的“演示练习”教学方法进行整合，形成了一种新的模式。它克服了“任务驱动”教学方法中教师“主导”作用体现不够，教学任务难以落实等问题，又克服了单纯的“演示练习”教学方法不利于发挥学生主动性的缺点。教师必须很好地把握任务提出这一环节，这也是“任务驱动”教学方法实现成效的前提。教师提出的任务必须要符合学生的认知规律，要根据教学的目标要求和学生的具体情况而提出任务。任务提出的方式一般有：教师直接提出任务；给出大的范围，启发学生自己提出具体任务；教师操作演示，让学生对教师熟练的操作产生发自内心的赞叹从而激发自己动手操作的想法。在任务提出时要注意与学生的交互，只有学生认同的任务，学生才乐于去学习。
例如在学习Excel 的函数时，老师首先调出课前准备好的一个求班级学生总成绩的Excel表（当然总分一栏是空的）进行教学演示，接着快速地利用求和函数算出第一个学生的总分，然后利用Excel表格的功能快速用鼠标“拖拉”出其他人的总分成绩。学生很是佩服，我便及时提示“其实你们也可以做到哦！”最后提出问题明确任务，让学习通过自己实践操作掌握三个函数的学习任务。教师要重视所提任务的难度，保证留有充分的时间让学生去自主地学习。在这阶段，教师并不是无事可做，而应该走到学生当中去，观察学生的学习过程。若学生在操作学习时遇到不能自行解决的困难，教师要诱导学生，给出相关提示，但不可直接告诉学生怎么做。教师要注意观察学生操作时遇到的典型性问题，并记在心里，做到心中有数。特殊情况下，教师也可对全班学生做简单提示，保证学生能完成提出的任务。
另外我觉得通过应用“任务驱动、演示教学”教学方法进行教学，从学生方面来说：首先会让学生的学习面貌发生很大变化，学习的积极性大大提高了，主体意识明显增强了，综合应用能力和创造性得到了很好的发展，自我探究能力也在不断提高。其次，学生在完成任务的过程中，有很多问题可以自由讨论，互相帮助，加强了团队的合作意识，增进了学生间的相互了解。“任务驱动、演示教学”教学方法给教师和学生的关系带来了的可喜的变化，也带来了良好的教学效果，但“任务驱动、演示教学” 教学方法还有待于我们每一个教学工作者作进一步的研究。
最后我们再来看看学生的“演示练习”这一环节，通过自主学习，掌握了相关知识的学生都乐于去展示自己的学习成果，教师这时要让学生走上讲台，在教师机上演示学习的成果。如果演示过操作程中出现问题、让学生自己去解决，可以让下面的学生帮助解决。演示完毕后，让其他同学进行评价，指出成功和不足甚至是错误的地方。若有错误，可请其他同学帮忙纠正，教师要注意对学生给以积极的评价。当然，也可以让动手能力差的害怕动手、不愿动手的学生上讲台进行操作，老师给予鼓励的同时要注意学生的操作过程，并随时观察学生的操作步骤，遇到学生不能帮助解决的困难要及时进行辅导，克服学生了心理障碍，操作完成后给予鼓励，在以后的学习过程中慢慢的主动起来。当然教师对于重难点问题要进行操作演示，辅以讲解说明，帮助学生理清思路，并小结本课内容，提出巩固练习的目标和要求。留出一点时间，让学生对自己在自主学习阶段没有解决的问题得以解决。对于那些在自主学习时已经能较好的完成任务的同学，也可以利用这些时间进一步熟练掌握所学内容。最后，教师对整节课做出一个总结，让学参与总结互评，总结这些任务的解决、落实情况，让学生和老师共同体验学习的快乐。
生物信息学的方法范文4
由于生物信息学发展日新月异，各种数据库和软件的更新换代非常频繁，而国内相关教材更新较慢，课堂内容涵盖的知识面和知识点相对减缩，而且一些前沿的数据和先进软件没有讲授，这些对学生的发展和生物信息知识的合理运用极为不利，同时制约了生物信息学教学的发展。生物信息学是一门崭新的交叉学科，综合利用计算机学、生物学和数学等诸多学科。而目前能胜任生物信息学教学任务的老师十分匮乏，教授该学科的教师多为生物学老师，而大多数生物学老师对计算机和数学的研究相对较少，不能够完全胜任生物信息学的教学任务。可见，该学科的师资力量很薄弱。传统教学方法没能丰富学生的生物信息学知识，没能进行实践教学，并且没有深入分析教学不足，也没有进一步研究教学改革方案，致使生物信息学的教学成果很不理想;另外，生物信息学的基本技术没有充分运用到生物技术试验当中，生物信息学技术对于科研的作用没有得到体现，导致生物信息学的教学成果不理想。
2生物信息学教学改革与实践
2．1教学设备和方式改革
2．1．1更新和完善多媒体教学。在现有设备的基础上，充分发动学生自带计算机，同时向学校申请采购计算机用于教学，在教学区域安装网络信号发射器，不断进行改进和完善，这样学生可以在教学过程中进行实践。在生物信息学实践教学中，能够充分利用网络交互的特点，实现理论和实践的相互转化。自行开发制作一套丰富的多媒体课件，使抽象的生物信息学知识可以更加形象地展现出来，进一步提高学生的学习兴趣和对知识的理解程度。此外，还可以利用网上教学平台将教学内容、最新分析软件等传递给学生，学生也可以通过网络将实践报告、意见和建议等反馈给教师，教师和学生利用计算机共同完成生物信息学理论知识和实践的操作。
2．1．2实行英文教学。在国内大学生物信息学教育中运用英文教学是十分必要的。生物信息学英文教学能够与国内外知名大学接轨，使课程教学进一步规范化。部分课程教学的规范化能够引导其他课程教学。目前，生物信息学英语教学的学科知识目标、语言目标和思维目标都已确定。教材和教学课件全部选用英文，并采用全英文授课方式。生物信息学已经是一个全球化的学科，运用英文教学的宗旨是使学生能够更恰当地接受最新的生物信息学知识。
2．2培养和引进人才
教师教学水平的高低对于教学效果的影响十分明显。因此，应支持和鼓励年轻教师到国内外知名高校学习和进修，提高自身的知识素质与技能;同时提供丰厚条件引进生物信息学高层次人才，这样不但丰富了师资力量，而且还能够指导年轻老师进一步学习。另外，应加强学科建设及与兄弟学科的相互合作交流，使该课程组教师的教学和科研成果得到进一步深化。
2．3教学内容改革
普通教学内容包括数据库检索、引物设计、测序及结果分析、基因识别及基因组分析，核酸序列分析，蛋白质序列分析和分子进化与系统发育分析。生物信息学日新月异，这些基础内容和数据库时刻发生着变化，因此运用信息检索技术已成为教学改革的重要内容之一。改革后的生物信息学除了包含经典生物信息课程，还把现代生物信息检索技术列入教学内容，并作为生物信息学教学的重中之重。运用最新检索工具和软件，并配有大量检索实例，指导学生搜索相关信息，这种方法增强了学生对综合知识的运用能力。
3结语
生物信息学的方法范文5
【关键词】移动教学微课翻转课堂混合式教学生物信息学
【中图分类号】G642.3【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2017）52-0104-02
生物信息学是20世纪80年代末随着人类基因组计划的启动而兴起的一门新的交叉学科。它以生物学研究中产生的数据为研究对象，综合运用计算机科学、统计学、数学和生物学等相关学科中的知识与方法，对研究数据进行获取、分析、加工与存储，揭示这些数据中所蕴含的生物学规律[1，2]。近年来，随着测序技术的革新，产生了海量的基因组、转录组、蛋白组、代谢组、表观组等组学数据，以及序列和结构变异数据，生命科学研究者相应配套开发了大量的数据分析软件和数据库，有力推动了生命科学的发展。因此，开展生物信息学课程对生命科学相关专业的学生至关重要。
为了更好地培养学生的科学素养，拓宽学生的就业方向，我国一些高等院校相继开设了生物信息学课程，有些高校还于近年设立了生物信息学专业，同时研究生的生物信息学训练也在日益加强[3]。但是由于该学科的发展日新月异，以及其交叉学科的特性，在教学过程中存在着教学大纲和学时不匹配、教材选择较困难、理论和实践教学脱节和学生重视程度不够等诸多问题[2]，而这些问题在传统的教學模式中不能够很好地解决。近年来，得益于信息化的快速发展，各种类型的网络课程扩展了教学资源，增加了教师和学生间沟通的渠道，提高了有限课堂时间的教学效率，很好地弥补了传统教学模式的不足[4]。笔者根据学习及教学过程中遇到的问题，基于生物信息学的课程特点，拟探讨传统教学方法与网络平台资源有机结合的教学模式，为该课程的教学改革提供思路，并为提高教学效果提高方法和参考。
一、传统教学模式及其存在的问题
生物信息学是交叉学科，所涉及的基本概念广，所要求具备的基本技能多，所包含的知识更新速度快，同时注重培养学生解决相应实际问题的能力，具有明显的综合性、前沿性和应用性强等特点。在有限课时内让大部分学生理解当前生物信息学主要理论知识、熟悉各类数据库和软件的使用、掌握必要分析技能，这对于老师的讲述和学生的学习都是不小挑战。在生物信息学教学实践过程中我们发现以下四个方面的问题：
1.课程要求和课时数不匹配
生物信息学是近年来，应分析基因组等海量数据的迫切需求，而兴起的一门新兴交叉学科，要求学生不仅具备生物学的相关知识，而且还需具备计算机科学、数学、统计学等学科的相关知识。对于生命科学相关专业的学生，其信息科学背景知识薄弱，而且不同专业所讲述的生物学知识也不尽相同，这就要求更多的时间介绍相关基础知识。另外，生物信息学研究内容更新速度快，教学内容也需要更多的课时进行扩展和更新。但是多数专业的教学大纲中生物信息学课程的课时数非常有限，教学内容多与课时数少的矛盾非常突出。
2.学生实际数据分析能力训练不够
生物信息学是一门高度强调实际数据分析能力的学科，大多数学生此前没有接触过相关分析内容，尽管兴趣强烈，但是实验操作时间远远不能满足学生的需求。另外，学生毕业后不管是选择从事生物信息相关行业，还是选择在生物信息学领域继续深造，都需要具备足够的数据分析能力。教学过程中很难在有限的课时内提升实验分析强度，个性化地解决学生在实验分析中遇到的问题，帮助学生将强烈的学习兴趣转化为坚实的分析技能。
3.教材更新速度过慢
生物信息学研究内容更新速度快，新领域、新问题、新数据、新方法和新结论层出不穷。但是目前大部分生物信息学教材的主要讲述内容仍是基本的数据库搜索、核酸和蛋白质序列分析和序列比对等内容，而目前主要的研究内容涉及较少，例如基于序列和结构变异的群体遗传研究和全基因组关联分析研究。
4.学生专业英语掌握不够
生物信息学研究中绝大多数重要的数据库、软件说明、软件日志和报错信息、科研文献报道和教材等等都是英文表述。但是在教学过程中，一些数据库的说明和返回结果学生都表示理解起来很困难，自己动手查阅的主动性不够，导致教学效果大打折扣，也挫败了很多学生自主学习的主动性。
二、现存的网络资源
1.微课
微课源于美国北爱荷华大学的LeRoyA.McGrew教授，其主题和重点突出，内容短小精悍、交互性好，表现形式多样，短时间内有明确的教学目标，集中说明一个问题。微课允许学生利用碎片化的时间进行学习，提供了泛在学习的可行性，有利于培养学生的自主学习能力，是传统教学模式的有力补充[5]。目前各大高校都在提倡制作微课资源，并且公布与网络之上，可在教学过程中加以引进和应用。
2.国家精品课程的网络资源
国家精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程。国家精品课程资源网（http：//jingpinke.com/）目前包括4000多门国家级精品课程，其中包括多个高校的生物信息学课程。学生可以课下利用便利的因特网和4G无线网络进行自主学习，不仅可以扩展知识面，还可以对课堂内容进行有效的复习和巩固。
3.网络公开课
网络公开课是指高校在网上提供课堂实录的录像，将优势教育资源呈现在全世界求知者前。目前网络公开课的资源非常丰富，不仅包括高校网站上的公开资源，例如北京大学高歌老师等主讲的生物信息学导论，还包括一些大型网站上的公开课资源，例如网易公开课、新浪公开课、MOOC网和央视网的中国公开课等等。另外，网络上也有一些国外高校的公开课程。
4.移动教学资源
笔记本、手机和iPad等移动网络工具的普及，不仅大大方便了人们的日常生活，也为生物信息学的教学改革提供了新的途径。陈亮等将移动网络工具引入生物信息学课堂教学，事件证明移动教学方法比传统的教学模式更能激发学生的学习和实践兴趣，提高学生的动手能力，同时加强了师生间的互动，并最终提升了教学效果[6]。
三、网络资源在生物信息学教学中的应用模式探索
虽然目前关于生物信息学课程的网络资源较多，但是在生物信息学相关教学工作中应用的并不多，尤其是综合翻转课堂、微课和移动网络设备等的新型教学方法的应用。考虑到生物信息学这门新型交叉学科教学中存在的问题，充分利用公共网络资源和新型教学手段，势在必行。具体原因和方法如下：
1.建立基于“翻转课堂”的教学模式
翻转课堂是通过提前介绍教学内容和教学目标，并且公布相关网络资源的獲取地址和方法，让学生在课前完成学习过程。然后在课堂时间，教师通过问题收集、解答、探讨和针对性辅导等形式，完成学生“内化知识”的过程。通过课堂教学过程的翻转，将大量教学内容和实践分析翻转到学生课前进行，利用有限的课堂教学时间，组织学生开展问题探讨和项目分析，协助学生掌握和消化复杂的生物信息理论和分析技能更好地内化于心，有效解决教学内容多与课时数不足的矛盾。
2.教学资源的进一步完善
翻转课堂需要将教学课件、教学内容、教学目标、网络资源地址、前期录制的教学录像和辅导资料等在学校教学平台进行和实施，以便于学生随时进行学习和查阅。
3.教学平台的搭建
作为高度强调实验分析能力的一门学科，强化学生分析能力是重要的教学目标。课程组需要搭建简易的生物信息服务器，并提前放置教学内容所涉及的生物信息学软件和例子数据，然后在整个学期向学生开放，便于学生随时随地进行数据分析实验，强化理论与实践的结合。
4.课程评价方式的改进
为了督促大家在课前进行学习，需要将最终的期末考试分散在整个学期分别进行，可以通过提问和课堂测验的方法考核学生课前学习情况，并记入期末考试成绩。另外在期末考试中，通过实验能力测试，重点考察学生的实际数据分析能力，降低对记忆性知识点的考核，督促学生平时进行数据分析能力锻炼，以达到生物信息学课程的教学目标。
综上所述，充分考虑生物信息学的课程特点，探讨传统教学模式中存在的问题，通过教学模式和方法的改革，充分利用网络资源，解决在教学过程中遇到的问题，为该课程教学目标的实现提供参考。
参考文献：
[1]管丽红.对生物信息学教学的思考[J].河南教育：高教版（中），2016， 0（8）.
[2]金萍.生物信息学课程教学改革初探[J].时代教育，2016， 0（21）.
[3]戴凌燕.《生物信息学》课程教学方法探索与实践[J].生物信息学，2009， 7（4）.
[4]郭丽.新型混合式生物信息学教学模式研究[J].新课程研究：中旬，2016， 0（1）.
[5]叶世旺.《大学物理》微课建设研究与探讨[J].教育教学论坛，2017， 0（14）.
生物信息学的方法范文6
关键词：生物信息学;教学改革;师范院校
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.
[4]吴祖建，高芳銮，沈建国.生物信息学分析实践[M].北京：科学出版社，2010.
