生物信息学的重要性篇1
生物信息学生物科学实践教学
生物信息学作为一门新兴的交叉性学科，综合生物学、计算机科学和信息技术试图，从大量数据中寻找具有指导和开创性价值的依据，为生命科学研究提供必要的、有效的系统模拟和信息预测结果。目前，生物信息学在生物医学、生物工程、植物学、动物学、生态学、遗传学、制药和高科技产业领域中的应用越来越广泛，产生巨大的影响力和推动力。
一、生物信息学在生物科学领域的作用
生物科学是研究生物结构、功能、发生和发展规律，及其与周围环境关系的科学。在分子生物学技术突飞猛进的发展过程中，生物科学从传统的个体及群体表征研究逐步演变为内在分子机制的研究，随着基因测序技术的发展，生物科学领域的研究不仅聚焦于生物个体的内在分子机制，同时还从大量的生物个体的基因数据中获取和解析生命的本质和规律，并以此尝试对生命过程进行干涉和改造。而在获取、解析、干涉和改造的过程中扮演重要角色的就是生物信息学。
生物信息学是在生物科学领域各个学科发展的过程中逐步产生的一门综合性学科，该学科在生物科学领域的应用极为广泛。目前，植物基因组研究取得了重大进展，水稻、大豆、小麦等农作物的遗传图谱、基因序列、基因组注释已公布于美国国立生物技术信息中心（nCBi）的生物信息数据库中。利用生物信息学的相关方法和技术能够对这些数据进行查询、统计和分析，从而更好地理解和认识植物基因组的功能，指导后续的科学研究和生产应用。传统的生物学分类方法已经鉴定及分类了成千上万的物种，但是随着生物科学的发展和认知，越来越多的物种在遗传进化上的分类依据较为模糊，而利用生物信息学结合传统的分类学可以更好的研究生物类群间（植物、动物、微生物等）的异同性、亲缘关系、遗传进化过程和发展规律，这在当今的生物分类学中应用日趋广泛。生物信息学还可以综合利用数学、统计学和计算机等学科对生态系统进行模拟和计算分析，探索物种间基因流动的本质，揭示生态系统的物质和能量循环规律，从而为找到决定生态系统平衡和稳定的根本因素提供重要的依据，帮助生态系统平衡的恢复。此外，通过生物信息学技术构建遗传工程菌，降解目标污染物的分子遗传物质，从而达到催化目标污染物的降解，维护生态环境的空气、水源、土地等质量，也是当今生态环境保护的新兴研究方向。
二、生物信息学的学科内容和课程要求
生物信息学主要由基因组学、蛋白质组学、系统生物学、比较基因组学、计算生物学等学科构成，主要涉及的内容有生物数据的收集、存档、显示和分析，体外预测、模拟基因及蛋白质的结构和功能，对生物的遗传基因图谱进行分析处理，对大量的核苷酸和氨基酸序列进行比对分析，确定进化地位等。从生物信息学的概念及其涉及的内容中可以明确生物信息学不是一门独立的学科，所以要求教师在教学过程中掌握多领域的知识和技能，才能较好地把握该课程。
1.高等数学和统计学基础
生物信息学将数学和统计学作为主要的计算理论基础，主要包括数学建模、统计方法、动态规划方法、数据挖掘等方面。此外还包括隐马尔科夫链模型（Hmm）在序列识别上的应用，蛋白质空间结构预测的最优理论，Dna超螺旋结构的拓扑学，遗传密码和Dna序列的对称性方面的群论等。因此，在生物信息学教学过程中要求教师具备数学及统计学的计算方法的基础知识，能够利用牛顿迭代法、线性方程回归分析、矩阵求拟、最小二乘法等进行数学建模和计算，从而对基因和蛋白质序列进行比对、进化分析和绘制遗传图谱等。
2.生物科学基础
生物信息学包含的生物类学科有，生物化学、分子生物学、遗传学等基础学科，基因工程、蛋白工程、生物技术等应用学科。根据其课程特点，学生在学习生物信息学课程前需要学习生物化学、分子生物学、遗传学、基因组学、蛋白质组学等基本生物学课程，对于基因序列、蛋白质序列、启动子、非编码区等概念有深刻的理解，同时需要对一些重要的生物学数据库有一定的了解，如美国基因数据库（GeneBank）、欧洲分子生物学实验室数据库（embl）和日本核酸数据库（DDBJ）等。此外，要求学生能够利用生物学数据库查找基因序列、蛋白质序列、基因及蛋白质结构模型，能够读懂数据库中基因和蛋白质的信息注释，能够计算蛋白质序列的分子量和等电点，能够为扩增特定的基因片段设计引物，能够对特定物种进行系统发育分析等。
3.计算机科学基础
计算机是生物信息学的主要辅助工具，利用生物信息学研究生物系统的过程需要能够熟练使用计算机对大量的生物信息数据进行处理和分析，这主要包括对数据信息进行搜索（收集和筛选）、处理（编辑、整理、管理和显示）及利用（计算、模拟）。所以，学生在学习生物信息学的过程中需要了解和掌握一些常用的生物信息学软件，如BLaSt和FaSta序列比对分析软件，oligo和primer引物设计软件，Vectornti、DnaStaR、DnaSiS等综合分析软件。此外，学生还需要学习和掌握一些常用的计算机语言，如正则表达式、Unixshell脚本语言和perl语言。
利用生物信息学在处理和分析海量生物数据的过程中，计算机软硬件资源需要配合处理分析软件的运行，因此要求计算机操作系统使用Unix和Linux操作系统，这些操作系统需要大量的操作命令进行输入执行过程，对于经常使用windows操作系统的学生来说是一个较难跨越的障碍。
三、生物信息学课程教学中存在的问题
目前国内大多数高校的生物信息学教学采用传统的教学模式，即以课堂式的理论教学为主，缺乏必要的实践教学。理论教学模式固定、教学方法单一、教学内容狭窄，通常是介绍性、科普性的课程，甚至作为公选课程。少数高校开展生物信息学的实践课程教学，但多以验证性实验为主，缺乏和专业相适应的综合性、设计性实验，而开放性实验更无从谈起。
1.教学模式固定单一
生物信息学在内容层面涵盖诸多学科领域，注重应用性和实践性。然而，目前大部分高校把生物信息学作为一门孤立的课程，这导致教师需要将大多数课程内容压缩到一门课程进行教学，在有限的教学时数下灌输大量内容，增加了学生学习的难度，降低了教学质量。再者，大多数高校仅开展生物信息学的理论教学，忽视实践教学过程，造成生物信息学理论与实践内容的脱节，使学生在学习完理论知识后难以深入理解和吸收，无法将所学的知识应用到后续的工作和学习中，最终未能体现出该门课程的价值。
2.教师专业背景薄弱
作为一门交叉学科，生物信息学的教学要求教师具有较强的数学、生物学和计算机科学背景。然而，目前从事生物信息学教学的教师即便具备深厚的生物学背景，但是多数教师在数学和计算机方面较为薄弱，并不具备完整的生物信息学知识体系，对生物信息学发展趋势也了解不多。在师资缺乏的情况下，院系开设生物信息学课程，教师为了完成教学任务，仅仅在教学中进行介绍性的讲解，在课程考查方式上通过小论文、综述和课外活动等方式完成该课程的学习。因此，无论是理论教学还是实践教学均无法实现该课程大纲的要求，从而影响学生对生物信息学课程的理解和掌握，生物信息学的实践操作能力更无从谈起。
3.实践教学薄弱，专业教材缺乏
生物信息学实践课需要学生在网络环境下用计算机学习nCBi数据库的检索与使用、序列比对分析软件的应用、蛋白质空间结构图视软件的应用、序列拼接软件的应用等。但是目前，大多数高校开设的生物信息学课程多以理论教学为主，实践教学课时非常少或者为零，学生对于生物信息学课程的学习仅仅通过教材上抽象的文字描述进行理解和掌握，这导致学生在理论课中学到的知识无法在实践课中进行验证或操作，严重影响了生物信息学的教学质量，也偏离了教学大纲中强调的重在培养学生实践操作能力的培养目标。
另外，目前还没有适用于生物科学专业的生物信息学教材。国内各大高校使用的教材多为国外教材的影印版或者中文翻译版本，这些教材偏重介绍生物信息学的理论和方法，涉及的实践内容较少，学生需要具有较高的相关知识才能接受和使用这些教材。因此，部分高校在生物信息学教学过程中往往使用自家编写的简化教材，从而造成生物信息学教学内容不统一，教学大纲混乱等情况。
4.实践课程经费不足，实践教学环境落后
当今，许多发达国家都很重视生物信息学的教学和研究，积极开展各种生物信息资源的收集和分析工作，培养大量生物信息学人才，为整个生物学的理论研究及其相关产业创新（主要是医药和农业）提供指导和支撑。国内对生物信息学的关注和认识起步较晚，其发展落后于国际发达国家。国家和高校对生物信息学的教学和科研资金投入力度不大，缺乏必要的仪器设备，生物信息学的实践教学条件得不到保障，比如大多数高校的生物科学专业没有相应的计算机实训室，配套软件也相对匮乏，落后于国际发展水平。
四、生物信息学教学模式改革的探索
1.修改理论和实践教学大纲，编写适用的实践教材
根据当今生物信息学的发展方向，制定和修改理论教学大纲，除了引物设计、基因和蛋白质序列比对、基因和蛋白质结构功能预测等基本内容外，还需添加系统进化树分析、聚类分析、蛋白质互作网络谱图等较为综合的内容。另外，增加实践教学课程比例，充实实践教学内容，结合理论教学内容增加综合性、设计性实验，适当提供科研环境，鼓励开展开放性实验。
目前国内并没有系统的、专业的生物信息学实践教材，因此针对高校生物科学专业方向的特点，联合多学科领域（数学、生物科学、计算机科学）编写相应的生物信息学实践教材，在制定、修改实践教学大纲和编写教材的过程中结合学生的接受能力，由浅入深，多设实例和相关练习，使学生循序渐进的理解和掌握生物信息学的原理和方法，掌握更多的生物信息学工具。
2.紧密联系科研、基于实践问题开展教学
通过实践教学把生物信息学教学与科研有机结合起来，能够促进教学与科研的共同发展。在紧密联系科研的过程中，采用基于问题的教学（pBL）方法，通过实践教学环节，培养和训练学生把所学的生物信息学的知识和方法应用于各种生物科学领域的科研活动中，通过解决实际问题训练学生的实践技能，从而促进教学与科研的双重发展。例如，在生物信息学实践教学中多加入生产和科研中遇到的经典实例，鼓励学生利用相关的生物信息学软件及相关的理论和方法解决问题。学生也可以选择自己感兴趣的课题，利用自己熟悉的、合适的生物信息学软件和相关知识开展课题研究。此外，专业教师在指导学生课题研究的过程中还可以发现理论和实践教学的不足，不断的完善生物信息学理论和实践课程大纲和内容，提高教学质量。
3.开展多学科实践结合的教学模式
生物信息学属交叉学科，包含了不同领域的专业知识和技能，为使生物信息学教学达到教学的目标，该课程教学需要采用多学科实践结合的教学模式。
多学科实践结合的教学模式是指联合不同领域、不同学科、不同专业的课程在教学的过程中结合生物信息学涉及到的知识和技能进行基础性、铺垫性教学。比如，在高等数学和统计学的教学过程中，针对生物信息学的需求，适当增加数学建模、统计方法、动态规划方法、数据挖掘等方面的基础内容，同时，开设实例实践教学，使学生理解和掌握隐马尔科夫链模型，牛顿迭代法、最小二乘法等方法的应用原理和规则；在生物科学专业课程设置上，尤其是实践课程的教学过程中，结合生物信息学涉及的引物设计、序列比对分析、基因及蛋白质结构功能预测等方面开展相应的设计性、综合性、开放性实验项目，使学生了解和掌握基本的生物信息学原理及软件的应用；在计算机科学的教学过程中，应根据生物信息学的需求，开设正则表达式、perl语言、R语言等课程学习，以及增加Linux和Unix操作系统课程学习，使学生在学习生物信息学前打好坚实的基础。
值得注意的是，生物信息学课程与其他课程的开设时间和顺序需要有一定的探索和评估，对于开设该课程的时间把握是开展多学科实践结合的教学模式的关键因素。过早开设生物信息学则会导致学生在不具备相应学科基础的条件下跨越式的接触生物信息学，无法理解和掌握相关的知识和技能；过晚开设则会使学生学习了相关学科知识和技能后，由于课程衔接不紧，导致在学习生物信息学时出现理解滞后和无法适应的现象。因此，针对不同专业和学科的特点，根据具体情况进行统筹安排，使生物信息学和其他相关学科课程有很好的衔接和过渡，以确保和提高生物信息学的教学质量。
五、结语
生物信息学是现代基因组学时代的开阔者，也是生物科学研究的重要的工具和载体。针对生物信息学的特点，高校生物科学专业课程设置、教学方法、教学模式和教学软硬件等需进行一定的改革，将多学科实践结合的教学模式运用到生物信息学的教学实践中，在提高教学质量的同时将更好的提升学生科研、应用和创新能力。
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生物信息学的重要性篇2
关键词信息技术；高中生物；教学情境
中图分类号：G633.91文献标识码：B文章编号：1671-489X(2012)22-0051-02
生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学。在教学当中，生物学科注重于宏观和微观两个方面，主要强调实验能力和生物科学素质的培养。利用多媒体等信息技术进行教学能够比较直观地表现一些抽象的概念，化静为动，拓宽及加深课堂学习的内涵和外延。
1在高中生物教学中应用现代信息技术的优势
现代信息技术的特点是集图形、文本、视频、音频等于一体，且形式多样、资源丰富，具有交互性，开放性等优势。在高中生物教学中，运用多媒体信息技术，能够变静态为动态，变抽象为形象，变微观为宏观，把课本中原本死板的生物概念和原理通过信息技术转化为生动形象的生物知识。同时，应用信息技术能够促进教师和学生变革教学与学习方式。
2在高中生物教学中有效运用信息技术的基本策略
2.1有效运用信息技术，促进教师教学方式的变革和优化
1）突出学生的主体地位，改变教师“一言堂”的教学模式。传统的教学过程中，教师的教学方式比较固定和刻板，往往都是复习旧知识，学习新知识，然后总结归纳。整个课堂中，教师与学生的配合并不密切，使得本应该充满科学性、探究性的趣味课堂变得没有生机，不利于激发学生对生物学科的积极学习和探究的主动性。
把多媒体信息技术带入课堂教学后，通过实验、幻灯、录像、实物投影、多媒体等呈现适当内容的形象资料，用一幅幅富有生气、富有规律的图案，结合形象思维和逻辑思维,利用信息手段的同时提供多个问题，让学生边看边思考，极大地激发了学生发现问题的兴趣，为积极主动学好生物打下一个稳固的基础。这种教学方式给传统、朴素的教学方法带来了巨大的改变，使学生积极主动地参与到课堂学习交流中来。教师并不是一个孤立的教员，而是把学生带入奇妙的生物科学世界中的引导者，让学生充分发挥其主体地位。教学过程中，教师要注意控制教学节奏和重点，对学生探讨的信息要及时总结和反馈。
2）利用信息技术创设教学情境，提高生物课堂教学效率。著名心理学家和教育家布鲁纳曾经指出：最好的学习动机是学生对研究的东西有着内在的兴趣，学生一旦对所学知识产生兴趣，就会产生愉悦的情绪，从而集中注意力积极进行思维。在生物课堂教学中，通过信息技术可以把一些难以想象的微观生物世界或实验现象等通过形象直观的动画过程模拟来实现，同时给学生创设一种问题情境，让学生的学习兴趣与动机不断被激发，达到增强课堂教学效果的目标。
3）信息技术辅助，轻松突破生物教学中的重难点。高中生物多媒体教学中，媒体资源的组合并不是随意应用，教师要根据不同的课型需要和学生的认识过程调整侧重点。对知识中的概念、原理、规律等有着严密逻辑体系又是高度概括的比较抽象的内容，如果只通过教师讲解，往往使学生不容易彻底、清晰地理解；如果运用信息技术将教材内容设计为相应的动态画面，动静协调，音像同步，简要的文字解说便能化难为易，取得优化课堂教学和提高教学效率的效果。
4）利用网络资源，最大化教学资源。高中生物课程标准指出：“充分重视信息化课程资源的利用，包括各种生物教学软件、网络上的生物科学教育资源等。”并明确指出：“计算机多媒体以其极强的交互性和模拟功能显示出它在生物教学中的重要作用。生物教师应该在教学中充分利用各种教学软件，包括教师自制的教学软件，提高教学效率。”计算机多媒体以其极强的交互性和模拟功能显示出它在生物教学中的重要作用。生物教师应该在教学中充分利用各种教学软件，包括教师自制的教学软件，提高教学效率。
伴随网络的发展，互联网传递着越来越多的生物教育信息，如动植物的图片与课件、动植物的趣闻、最新生物科学进展等。这些信息也应在生物教学中得到充分利用。教师可以通过网络下载一些具有知识性、科学性、趣味性和思想性的适合学生阅读的材料，建立资料库，设计出阅读分析题。利用网络拓展教学资源，能够调动学生的学习积极性，提高学生自主学习的能力，有助于学生生物自学能力的培养和个性化发展。
2.2利用现代信息技术促进学生改变学习模式和多种能力的养成
传统的学习模式中，学生处于被动接受的学习地位。运用信息技术进行教学后，促使学生从单一的接受走向强调信息互动和人际互动的合作互动学习中来，教师不再是唯一的信息源，师生平等参与。利用信息技术，学生之间也可以相互合作、相互帮助，促进不同知识掌握水平的学生之间的互动学习和相互提高。
在生物教学中应用信息技术，在学生已有的认知基础上，对生物现象进行形象直观的多重表征，能够使学生深入理解生物知识，优化生物认识结构。在动态展现的同时也传授给学生系统的现代科学基础知识和基本技能，使学生具有独立的创造性解决问题的能力。
通过互联网资源，教师和学生都可以获得关于生物科学研究的最新动态和资料图片，利用互联网的交互性，可以轻松实现师生和学生之间的资源共享和信息交流。
3信息技术有效应用与高中生物教学的注意事项
3.1提高教师和学生的素质，避免网络教育流于形式，注重使用效率
教师要努力提高自身的素养，积极学习有关教育教学理论；也要培养学生对计算机基础操作的掌握，如windows的基本操作、下载所需信息资料的技能等。为避免网络教育流于形式，要加强学生对使用搜索引擎、熟悉查询路径和方法的训练，能够快速准确地从网络中获得所需资料。合理安排网络课堂，加强组织、督导，鼓励学生积极参与讨论，促使学生提高使用网络课堂的效率。
3.2信息技术的运用要注意适时性和有效性
运用信息技术，一定要依据教学目标、学生年龄层次和文化水平，充分考虑发挥学生的多种感官功能，以较小的代价取得最佳效果。教师使用多媒体时，应根据生物的发展、所用教材的需要及各专业的要求，及时调整、更新课件的内容，做到因材施教，才能使多媒体辅助教学的优势得到发挥，提升生物教学质量。
信息技术只是教学的一种辅助手段，要正确看待，合理安排。每一种教学方法都有自身的长处，对某种特定的教学和学习有效，不存在一种处处适用的全能媒体。只有充分发扬现代信息技术的有利作用，其在生物教学中的作用才会更有效、更完善。
参考文献
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生物信息学的重要性篇3
关键词：信息技术；高中；物理教学
一、信息技术在高中物理教学中的运用原则
在高中物理教学中，教师对信息技术的运用需要遵循相应的原则。首先，需要遵循个性化原则。信息技术的运用要体现学生学习的个性化，在高中物理的课堂教学中，学生是主体，教师要根据学生的实际认知需求，利用信息技术促进学生对物理知识进行主动探索，从而使学生能够更好地参与物理知识的体验和探究。其次，信息技术的运用也要体现物理学科的韵味，教学过程中教师一定要明确信息技术主要是对物理知识探究过程的媒介，在物理教学中不能让信息技术喧宾夺主。最后，信息技术的运用还要注重学习过程的交互性，教师要充分借助信息技术具有交互性的特点，在学生独立思考的基础上，更好地促进他们交流、互动和共享，从而营造良好的学习氛围，促进学生更加积极地学习，实现其物理学科素养的全面提升[1]。
二、信息技术在高中物理教学中的作用
高中物理具有显著的学科特点，知识点往往比较晦涩难懂，同时在传统教学的观念和教学的模式下，教师教学方式存在单一性，导致学生对物理知识的学习兴趣不高，课堂气氛沉闷。信息技术在高中物理教学中的运用，有效地改变了这种教学现状，促进了教师教学质量的提高及学生学习效率的提升。首先，教师通过对信息技术的合理运用，能够有效地提升学生物理学习的兴趣，学生一般对多媒体和信息网络比较感兴趣，信息技术能够有效地吸引学生的注意力；其次，信息技术的应用能够把难懂抽象的物理知识通过直观化的图像或视频等形式进行表现，这样不仅能够促进学生的理解，还能活跃课堂氛围，提高学生学习的积极性；最后，通过信息技术的运用，教师还能对物理知识内容进行有效拓展，信息网络环境中存在丰富的物理资源和素材，这些资源和素材的良好应用，能够实现教师对学生物理综合素养的培养，并开阔他们的眼界，这对他们后期的物理学习和发展具有重要的意义[2]。
三、信息技术在高中物理教学中的运用策略
（一）借助信息技术创设教学情境
在高中物理的课堂教学过程中，很多知识都是比较抽象的，学生在学习时往往需要大量的分析和想象，这对学生的学习造成了很大的困难。学生面对抽象难懂的物理知识，会丧失学习积极性甚至出现抵触的情绪，这对教师物理教学产生了很大的影响。通过信息技术的运用，教师能够借助信息技术进行教学情境的创设，从而促进学生更好地理解教学内容。良好的教学情境还能够吸引学生学习的注意力，提高教师教学的效果。比如，在进行“平抛运动”一课教学时，教师就可以借助信息技术将生活中比较常见的平抛运动案例进行展示，如“枪口射出子弹的路径”和“桌边飞出的弹球”等，这样能够营造出相应的平抛运动环境让学生进行相关概念的认识和理解，然后教师再设置相应的问题：生活中还有哪些平抛运动现象？这时候学生的积极性就会被迅速调动起来，根据自己对平抛运动概念的理解，展开相应的想象、思考和讨论[3]。
（二）借助信息技术进行物理实验教学
物理是一门探究科学的学科，高中物理教材中涉及大量的物理实验，这些实验一些是能够进行实际操作的，一些是无法进行实际操作的，还有一些实验操作具有瞬时性，学生进行观察和理解比较困难，因此这些实验都可以借助信息技术进行模拟，这样不仅能够反复观看实验过程，还能放缓其播放速度，从而促进学生对实验过程和实验现象的深入观察。比如，在进行“自由落体”运动规律的实验探究中，由于小球自由落体的速度比较快，学生对其瞬变状态不能进行有效观察，会影响对变速情况的理解和分析，而通过信息技术进行自由落体相应运动的模拟，教师可以对小球下落过程的速度进行一定的延缓，这样学生就能够对自由落体具体变速的情况进行直观性的观察，并在相等的时间间隔内直观性地观察到小球具体的位置，然后根据相应的背景标尺读出实际的刻度，进而进行小球运动规律的计算和推论。
（三）借助信息技术进行物理重难点的突破
高中物理很多知识点的理解和掌握都是比较困难的，由于课堂时间有限，学生面对大量复杂抽象的物理知识点，难免存在学习困难的情况，同时，教师不可能对学生实现全面的学习辅导，这就导致学生在物理学习中出现学习困难和兴趣不足的恶性循环。通过运用信息技术可以为物理重难点的突破提供良好的条件，教师通过信息网络环境获取更多的重难点解析资源，然后再将这些资源和学生进行共享，让学生进行针对性的学习，从而实现难题的突破[4]。比如，在进行“向心力”相关实例的分析时，向心力是物理学习中的重难点，为了促进学生更好地理解向心力，教师可以借助信息技术将教材中关于向心力的案例，如过山车、火车转弯等，通过动态模拟的方式进行演示，使学生对案例的理解更加直观和清晰，同时教师还可以获取更多相似案例进行展示，促进学生对物体运动规律的理解。
生物信息学的重要性篇4
关键词生物信息学教学改革医学教学模式
中图分类号：Q811-4文献标识码：a
21世纪是生命科学的世纪，人类及模式生物基因组计划的全面实施，使分子生物学数据以爆炸性速度增长。面对基因组学、蛋白质组学、基因芯片、分子进化等大量的生物信息，在计算机科学、网络技术以及生物分析技术的相互作用和渗透下，诞生了一门崭新的学科――生物信息学（Bioinformatics）。生物信息学利用计算机和互联网，以数据库为载体，运用数学算法和计算模型，研究生物信息数据的获取、处理、存储、分发、分析和解释等方面，进而阐明和解释庞杂的生物数据所蕴含的意义。生物信息学跨越了整个生命科学领域，近年来在医药学研究中发挥了不可替代的作用，无论是从分子生物学的角度阐述病因，还是对疾病的预防、诊断、治疗与新药研发都将产生巨大的推动作用，医学生物信息学必然在未来的医学研究中处于关键地位，但生物信息学的理工科特性决定了该课程在医学教育中开展的难度。本文结合医学院校特色和生物信息学课程特点，探讨开设医学生物信息学课程的必要性，分析生物信息学课程在教学实践中存在的问题，提出本校开展生物信息学教学的实施方法。
1医学生物信息学的主要研究内容
1.1疾病基因的发现与鉴定
约有6000种以上的人类疾患与特异基因的改变有关，某些关键性基因或其产物的结构功能异常，可以直接或间接地导致疾病的发生。使用基因组信息学的方法通过超大规模计算是发现新基因的重要手段。例如：通过构建肿瘤cDna文库或表达序列标签（expressionsequencetag，eSt）分析差异表达基因，揭示肿瘤发生的分子水平变化，寻找靶基因。
1.2药物设计与新药研发
生物信息技术为药物研究、设计提供了崭新的研究思路和手段。利用数据资料、软件工具筛选药物作用的靶位和候选基因，阐明其结构和功能关系，指导设计能激活或阻断生物大分子发挥其生物功能的治疗性药物。
生物信息药物设计常用的方法有：①三维结构搜寻，寻找符合特定性质和三维结构的分子，从而发现合适的药物分子。②分子对接，建立大量化合物的三维结构数据库，依次搜索小分子配体使其与受体的活性位点结合，通过优化使得配体与受体的形状和相互作用最佳匹配。③全新药物设计，利用计算机自动设计出与受体活性部位的几何形状和化学性质相匹配的结构新颖的药物分子。
生物信息学方法为药物研制提供了更多的、潜在的靶标，大大减少药物研发的成本，提高研发的质量和效率。
1.3流行病学研究中的应用
将流行病学的遗传和非遗传性的研究与生物信息学结合起来，会对疾病的机理、个体对某种疾病的易感性和疾病在群体中的分布有更明确的认识，对疾病的预防和治疗有极大的指导意义。
2医学生物信息学课程的特点及主要困难分析
2.1课程内容丰富，学科交叉，数据庞杂
生物信息学利用生物学，计算机科学和信息技术揭示大量复杂的生物数据所赋有的生物学奥秘，是一门交叉性学科，并且理科特性很强，需要深入理解分析。目前生物信息学包含了基因组、蛋白质组、代谢及药物等多个部分，每个部分都具有各自的特色和相应的分析技术。根据《nucleicacidsResearch》统计，全球共有约1000多个主要的生物医学数据库，涵盖了生物医学研究的诸多领域。学生不仅要掌握获取和利用海量生物信息的基本知识和技术，还应掌握相关的数学、物理学、计算机程序设计等知识和技术，又因为医学专业学生的数理知识有限，学习起来有一定的困难。
2.2操作性和实践性强
生物信息学是一门操作性和实践性很强的学科，主要是在互联网环境中，依靠计算机，利用数据库和各种信息处理软件来进行生物信息学方面的分析工作。针对医学专业学生开设生物信息学课程，其教学内容应注重理论与实践紧密结合，着重学习利用计算机对各种生物信息资源和数据库的检索，使用方法与技巧，真正做到学有所用。
2.3现状与困难分析
目前，国内的生物信息学教学基本沿用以“教师讲授为主”的传统教学模式，与生物信息学交叉前沿性特点不相适应，实验教学单一，多为验证性试验，缺乏综合性和设计性。此外，医学专业学生计算机知识薄弱，对生物信息学的算法与数据库的原理和特点等不甚了解，在高通量数据处理面前力不从心，影响对问题的分析能力。
3医学生物信息学课程开设实施方法和对策
3.1根据医学专业特点设计教学内容，建立具有模块化的教学大纲
目前尚未形成系统、成熟的生物信息学教学模式。开设课程之前，对医学专业学生进行问卷调查，让他们选择医学生物信息学课程中感兴趣的、需要学习的知识内容，并提出难点问题。教师汇总问卷结果，对授课内容进行调整，建立模块化的教学大纲，例如：导论模块、数据库及使用模块、基因组信息学及其分析方法模块、蛋白质组生物信息学模块、代谢和药物生物信息学及系统生物学模块等，使学生清楚每个模块的特点和作用，提高学生的学习兴趣，激发学生的学习热情。
3.2强化实验教学，激发学生的创新思维和创新意识
生物信息学的学习是运用生物医学、数学、以及计算机科学等诸多学科知识进行分析、判断、推理、综合的实践过程，强化实验教学显得尤为重要。另外，采用pBL（problemBasedLearning）教学法，可以有效地激发学生的创新思维和创新意识。
3.2.1注重实验操作
生物信息学实验课程以计算机操作为主，需要学生灵活应用互联网、数据库和多种生物信息学软件，所以实验操作显得尤为重要，加大实验比例，为学生提供较多的实验操作机会，不仅提高了学生的动手能力，而且大大提高了学生在因特网环境下对生物大分子序列、生物大分子结构进行生物信息学分析的能力，是提高学生学习生物信息学效果的有力保障。
3.2.2采用pBL教学模式，优化实验内容
加大设计性实验的比例，采用pBL教学法，根据学生能力和兴趣进行分组，由教师提出问题并布置真实性任务，使学生在已有的知识基础上，通过查找文献、小组讨论、探索，最终完成任务，写出试验报告。由教师对任务完成过程及结果进行点评，对学生掌握知识的程度及学生的科研、应用能力进行评价，并提出进一步的提高方向。学生在实验操作的过程中，不断地发现问题、解决问题，有效地激发了学生的创新思维和创新意识。
3.3改革教学方法，革新考核方式
3.3.1结合多媒体技术与双语教学
多媒体技术教学灵活生动，教师在讲授难于理解的概念和生物信息学工具时，可以直接打开相关软件和网站进行演示，使抽象的生物信息学知识以具体的、动态的形式展现出来，从而加深学生对课程的掌握程度。此外，生物信息学涉及到的数据库、网站、应用软件多为英文界面，所以双语授课显得尤为重要，教师可借助多媒体，对课程进行中英整合讲解。
3.3.2结合科研实例进行教学
生物信息学是一门不断完善和发展的学科，数据库的更新、相关软件的升级、算法的优化等，通常会随着科研中遇到的生物学问题变化而变化，所以教师可以结合现阶段的科研背景和具体的研究方向，结合实例进行教学，可以让学生真正掌握利用生物信息学方法解决生物学问题的思路，并培养和提高学生的科学思维能力，使学生由知识的被动接受者变为知识的主动发现者、探究者，教师则由知识的传授者转变为教学活动的指导者、组织者。
3.3.3采用无纸化考核方式
适当降低课程理论难度，减少不必要的数学理论推导，注重实际应用、解决问题能力的培养，通过上机实践操作，考核学生对基本知识和原理的掌握情况，克服传统的死记硬背现象。
4.结语
生物信息学作为一门交叉学科，发挥了其独特的桥梁作用，已经广泛地渗透到医学的各个研究领域。本文针对开设医学生物信息学课程的必要性和教学模式进行了探讨，以提高学生学习的自主性、实际操作能力和解决问题的应用能力为目标，不断改进教学手段、加强教学过程的趣味性，以期培养综合型的、高素质、现代化医学人才。
参考文献
[1]伍欣星，赵.生物信息学基础与临床医学应用指南[m].北京：科学出版社，2005.
[2]张阳德.生物信息学[m].北京：科学出版社，2009.
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[4]汪凡军，张楚瑜.生物信息学在医学上的应用[J].国际检验医学杂志，2006，27（2）.
生物信息学的重要性篇5
关键词：高中生物信息技术意义基本方法应对措施
21世纪是信息技术飞速发展的时代，信息技术与学科课程整合的出现是我国新课程改革的一个亮点和热点。大量相关资料表明，信息技术与课程整合是深化学科教学改革的重要途径。由于生物具有微观性、运动性、多样性等特点，信息技术与生物课程整合便具有更现实的需要性。
一、信息技术与高中生物学科整合的目的和意义
自从高中生物新课标颁布以后，新课标对高中生物教学提出更高的要求。高中生物的知识涉及的范围比较广泛，而且抽象，很多知识对学生而言是陌生的，因此仅依靠过去的挂图和模型是不够的，也很难让学生形成直观印象，这些都影响着教师的教和学生的学。高中生物课堂教学过程整合信息技术后，这些问题则可以得到有效解决。
一是可以充分利用信息技术中的图片、动画、视频、声音等元素，从多个方面来引导学生认识宏观或微观领域中的生物学知识，激发学生学习生物知识的好奇心和求知欲，使学生在良好的情绪状态中学习，调动学生学习积极性。
二是能够提高学生的综合能力。把信息技术作为认知工具，以生物学科知识为载体，吸纳最先进、最新鲜的内容，让学生在愉快中学习学科知识，学习信息技术，学习做事，学习解决问题的方法。
三是能够吸引学生的注意力，提高课堂效率。充分应用多媒体技术，在课堂教学中引入能够吸引学生眼球的图片、视频、动画等，吸引学生的注意力，使学生视觉、听觉等多种感官同时参与到课堂学习和记忆中，可以使学生在学习过程中少走弯路，增强记忆效果，从而提高课堂效率。
二、信息技术与高中生物学科整合的基本方法
1进行真实情境创设
教师在导入新的生物学科课程时，应把情境创设看作教学设计的最重要内容之一，发挥信息技术模拟、交互性强等教学特点，充分激发学生的学习兴趣。通过图片展示戴课件播放，有效地激发学生的兴趣，提高学生的能动性，并利用这些生动有趣的情景对学生进行情感教育，培养其对生物科学深入探索的精神。
2利用信息技术突破难点
多媒体课件可以很好地突破教学重难点，提高课堂效率。多媒体课件集声音、图像、文字、动画、视频等多种功能于一体，生动有趣、直观形象、虚实结合，可以最大限度地满足学生的视听等感官需求，在学生头脑中建构理论模型和知识结构，轻而易举地突破重难点。如：教学《神经调节》一节中的“兴奋的传导”这个教学难点时，教师可以用计算机技术模拟出一体化兴奋传导路线，从而使学生理解兴奋的传导机制，进而达到教学目的。
3进行计算机模拟实验
生物是一门以实验为基础的自然科学，生物教学离不开实验教学，真实的实验在生物教学中有着举足轻重的作用，是必不可少的。但由于受到时空条件和设备条件等因素的限制，有些高中生物实验无法展开或实验结果不够清晰，不能满足教学的实际需求。教师可在真实实验的基础上通过信息技术进行模拟和演示，使学生充分理解生物现象的生成过程，达到理想的教学效果。
4实现开放式学习环境
信息技术可以为学生创造一个有利于系统学习的情境，帮助学生在头脑中建构一个完善系统的知识体系。教师先将有关知识利用信息技术整合成课件，学生可以利用课件进行自主学习。教师也可以在此基础上，利用internet的开放性搜索和资源共享等功能，创建一个完全开放的教学环境，然后引导学生自己去实践、观察、体验、感知、探究，解决问题、获取新知识，并总结相应规律。
5形成高效复习模式
在进行生物复习课时，教师可将完整的知识网络体系投影到屏幕上，以便于学生理解、增加课堂信息量，从而提高课堂效率。在复习课中利用信息技术展示知识网络体系，不但可以刺激学生对以前所学生物知识的回忆，而且还有利于分层教学、自主复习。学生可以根据已有知识水平，进行重点复习或重新学习，可有效地提高复习的效率。
6反馈评价及时准确
生物是一门综合性较强的学科，以计算机和网络为核心的现代信息技术，可以为教师提供交互性和智能化很强的人机对话系统，并且使学生通过和计算机的对话获得知识。我们利用这个系统对学生反馈的信息进行快速的智能分析，随时获得学生学习的效果，随时指导学生学习的过程，这是传统的评价手段所不能及的。
三、信息技术与高中生物学科整合的应对措施
（1）在教学中要适时适量地整合信息技术，切忌为了整合而滥用，以免形成学生对信息技术的反应迟钝。辅助教学课堂上教师不能将课堂变成只是为了突出使用信息技术的课堂，仍要以传统方式为主，信息技术只作为突出重点的突破难点的工具，课件以显示图片、动画、辅助素材为主，板书的系统性和完整性仍不可缺少。
（2）适当地为学生布置一些与教学内容相关的探究性课题，但要做到有始有终。
（3）鼓励学生多使用信息技术进行自主学习，学习中碰到的问题试图通过上网查找解决。
整合于高中生物教学相对于传统高中生物教学有其独特的作用。对提高高中生的信息素养、学习生物的兴趣、自主学习生物的能力、学习生物的习惯和方法有一定的作用，显示出了信息技术在生物教学中的优越性。学科教学中整合信息技术是一个长期而艰巨的工作，广泛实施的难度较大，因此教师应不断进行经验和教训的总结，探索出一条符合中国国情的生物教学中整合信息技术之路，全面提高我国的高中生物教学教育质量。
参考文献：
[1]北京师范大学等.在职攻读教育硕士专业学位全国（联合）考试大纲及指南（教育学心理学）.北京：北京师范大学出版社.2002.6，第211～222页.
生物信息学的重要性篇6
一、信息技术环境下高中物理教学的现状
在教学过程中，不管教学效果是否最优化，盲目采用信息技术，为了使用技术而使用的现象非常普遍，甚至连非常简单和明了的物理实验也用计算机进行模拟，而忽略了实验这一重要环节.这种方式没有把信息技术作为整个教学中的有机组成部分，信息技术在物理教学中并没有发挥其应有的作用.
在物理教学中，信息技术主要用作演示的工具，直接展示教学内容或问题的答案，学生的学习仍然是一个被动接受的过程.如何把信息技术作为学生探究的工具，营造一个良好的学习环境仍是当前面临的一个重要问题.
在整合研究过程中，没有总结出具体有效的整合策略，研究的内容大多停留在计算机作用的描述、教学经验描述的层面上，而没有对这些经验进行理论化、抽象化、模式化的概括，不利于其他教师的借鉴和运用.
对整合教学的评价，仅仅局限于是否使用信息技术，而不是考虑信息技术的使用是否切合实际.对学生的评价，主要侧重于学生的学习成绩，忽略了学生的非智力因素，如兴趣、动机的发展.
二、信息技术环境下高中物理教学的建议
1.更新教育观念，勇于改革创新
在网络化、信息化的今天，掌握和应用现代化信息技术，已成为教师职业的重要条件.如果教师不善于使用现代化的信息技术，大量的教学信息资源就无法利用，教师就不可能进行有效的教学，学生的自主学习也会大打折扣.因此，教师掌握并善于应用现代信息技术就显得格外重要.教师不仅是现代信息技术的应用者，同时还是指导学生应用现代信息技术来学习的指导者，也是现代信息技术软件的制作者和选择者.
2.利用信息技术，突破教学的重点和难点
利用多媒体教学，可以进行图片、声音等的演示，形象具体，动静结合，可以变抽象为具体，使学生从视觉、听觉等方面感知教师所教授的知识.高中物理教学中存在一些问题难以用嘴讲清楚，教师可以通过多媒体教学给学生进行演示，加上讲解，就能更好地对学生进行难点的讲授.对于学习重点，教师需要集中讲解.在讲解重点时，利用信息技术，可使学生了解教师讲授的重点.
3.信息技术可以避免出现错误
在教学过程中使用信息技术辅助教学.信息技术具有强大的算数能力，对于一些物理计算，出错的概率几乎为零.计算机的精确性，可以加强教师讲授课程的有效性.传统的黑板板书教学法，教师要在黑板上板书所要教授的内容，这样就会耽误很多时间.使用计算机教学就能有效克服这个问题，从而提高教学的有效性.
4.利用信息技术，创设教学情境
首先，利用信息技术可以创设真实的情境，从而激发学生学习物理的兴趣与积极性.信息技术能够创设真实的情境，再加上教师的指导和阐述，学生深入其中，就能对所学知识有深层次的了解，从而掌握所学知识.
其次，信息技术可以拓宽学生的学习资源.网络包罗的知识非常多，涉及各个方面的知识，学生学习中的困惑可通过网络来解决.网络教学越来越流行，通过情境教学使物理教学可感可知，学生能自主动手，从而提高教学效果.
最后，在学生的生活中，想象力比知识更重要，是知识进化的重要途径.信息技术，可以为学生创造想象情境，拓宽学生的想象空间，培养学生善于思考、善于想象的发散思维.因此，在教学中应用信息技术，可以为学生提供更广阔的信息资源，拓宽学生的视野，发展学生的想象力，培养学生的发散思维.
5.利用信息技术做好课外拓展
首先，在下课后，教师可以利用信息技术开展研究性学习，提高学生对物理学科的学习兴趣.研究性学习是一种带有研究并进行探索的学习方式.学生可以利用信息技术，自主进行调查研究，并利用网上资源进行整理、综合，熟练掌握有关知识.
生物信息学的重要性篇7
关键词：生物信息学案例教学法实践教学
1.生物信息学学科特点
生物信息学是当今生命科学的重大前沿领域之一，是一门交叉学科，包含生命过程中各种信息的获取、加工、存储、分配、分析、解释等在内的所有方面，综合运用数学、计算机科学和生物学等方法与技术，阐明和理解大量数据包含的生物学意义[1]。随着20世纪80年代人类基因组计划的实施，生物信息学蓬勃发展，并渗透到生物学研究的各个领域。掌握生物信息学相关技术及分析能力已成为生物专业本科毕业生的必要要求[2]。因此，做好生物信息学教学工作对提高生物信息学研究水平具有重要的理论和实践意义[3]。然而由于学科的综合性和学科本身的迅猛发展，生物信息学课程教学仍然处于探索阶段，目前还没有成熟的生物信息学教学模式，各高校尚处于摸索探讨阶段。
2.案例教学法概述
案例教学法（Case-BasedLearning），指在教师的指导下，根据教学目的，通过呈现案例材料，组织学生以团体和小组讨论、角色扮演等方式对案例进行调查、阅读、思考、分析、讨论和交流等活动；经过分析讨论，将课本中的理论与案例材料结合起来，并利用理论分析说明复杂的案例内容。案例教学法引导学生学习新的知识，加深对理论的认识，训练学生运用所学知识分析和解决实际生物学问题[4]。
不同于传统教学模式注重“知识的传授”，案例教学法更注重“能力培养”。案例教学法不直接给学生提供解决案例问题的标准答案或者具体方法，而通过教师引导学生积极讨论得出问题的解决方法，侧重于理论应用，是一种“以学习者为中心的学习方法”。
案例教学可划分为讲解定义型、综合分析型和操作技能型三种类型。（1）讲解定义型，引入案例，对基本概念和原理进行讲解；（2）综合分析型，提出问题，学生通过讨论给出解决案例问题的方案或者对已有方案进行评价；（3）操作技能型，引入案例，使学生掌握相关理论课程的基本应用技能。案例教学还可以综合其他教学方法，如以问题为基础的教学法共同改善课堂教学效果[5]。
案例教学法基本环节包括：教师根据学科特点提出案例；引导学生辩论交流、提出解决方案；完成与解决案例；教师评价与总结[4]，[6]，[7]。案例教学过程中，首先教师把握整体教学进度，选用与本专业课程有关的案例，案例选择要具体、易于学习和理解，能够引起学生的兴趣，调动学生学习主动性；其次，将案例分解，从子案例中提出问题，启发学生思考，鼓励学生对案例进行分析、讨论甚至辩论，提出解决方法，逐步完成案例；最后，引导学生完成和解决案例，分析点评整个案例教学过程及结果[4]。
3.案例教学法应用于生物信息学本科教学的意义
生物信息学课堂讲授以介绍生物信息学的相关算法、原理、方法为主，这也是教学的重点和难点。传统“知识传授”型讲课方式容易让学生觉得枯燥乏味、晦涩难懂，产生畏惧心理[8]。运用案例教学法，能够帮助学生更深入理解算法的思想，真正掌握解决问题的思路，培养科学的思维能力。
另外，生物信息学是一门实用性较强的学科，大学本科阶段开设生物信息学课程主要目的不是开发新的数据库和发展新的生物数据分析方法，而是如何利用现有数据库资源查找特定数据，并根据科研实践需要分析整合数据资源，为后续科研奠定基础，具有极强的实践意义。要达到实践目的，除了让学生掌握生物信息学的基本理论和方法、数据库和软件的原理外，更重要的是让学生亲身实践，在实践中对所学理论进行验证、对数据和软件的使用加以熟悉[9]。但生物信息学涉及专业领域内容广泛，学生不可能做到完全亲身实践，因此，案例教学法能替代亲身实践，吸取前人经验，是理论联系实践的一个便捷通道，是培养学生解决实际问题能力的好方法[7]。
4.案例教学法在生物信息学本科教学中的应用
4.1案例选择
笔者针对生物信息学本科的教学大纲和知识体系，以及多年从事昆虫线粒体基因组分析的科研工作情况，精心选择了一系列分析案例，其中以鳞翅目灰蝶科线粒体基因组[10]数据分析为例说明。
4.2教学过程
4.2.1学生分组。根据学生专业、兴趣分组，每组6人，统一采用同一案例。
4.2.2案例背景介绍。让学生了解该论文的目的、操作过程及意义。学生查找相关文献资料，归纳总结知识背景。
4.2.3案例分解。将整个案例分为若干个子案例：①序列数据来源；②序列比对分析③计算遗传距离；④分子系统发育重建；⑤蛋白质家族和基序与结构域分析；⑥蛋白质三级结构与结构分类分析。对每一个子案例完成的关键步骤提出问题，启发学生思考，鼓励学生对案例进行分析、讨论甚至辩论，提出解决方法，逐步完成案例。每个子案例的顺利完成都需要特定的生物信息知识作为基础，对应于教学大纲中完整的知识体系。
4.2.4评价考核。引导学生完成案例，教师归纳学生在整个案例教学过程中出现的普遍性问题并进一步讲解，对于个别小组在解决案例过程中展现出来的创造性解决方案进行分享学习。采用ppt成果展示、提交每一个子案例生物信息分析结果和解释报告，考查学生对案例设计的相关生物信息学理论知识和操作技能的掌握情况。
案例教学法作为一种具有启发性和实践性的教学方法，有效提高学生利用生物信息学工具获取相关知识解决生物学问题的学习兴趣和能力，增强教学效果。然而实践过程中还存在一些问题，例如：如何选择合适的案例既能激发学生的学习兴趣又反映生物信息学教学大纲的知识体系内容、如何有效把握课堂讨论的节奏和方向及与其他教学方法的融合，在今后教学工作中还需要不断改进教学方法，优化教学模式，丰富教学案例库，在实践中不断探索案例教学法在生物信息学本科教学中的适用性和有效性。
参考文献：
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生物信息学的重要性篇8
关键词：生物信息学农业研究领域应用
“生物信息学”是英文单词“Bioinformatics”的中文译名，其概念是1956年在美国田纳西州Gatlinburg召开的“生物学中的信息理论”讨论会上首次被提出的［1］，由美国学者Lim在1991年发表的文章中首次使用。生物信息学自产生以来，大致经历了前基因组时代、基因组时代和后基因组时代三个发展阶段［2］。2003年4月14日，美国人类基因组研究项目首席科学家CollinsF博士在华盛顿隆重宣布人类基因组计划（HumanGenomeproject，HGp）的所有目标全部实现［3］。这标志着后基因组时代（postGenomeera，pGe）的来临，是生命科学史中又一个里程碑。生物信息学作为21世纪生物技术的核心，已经成为现代生命科学研究中重要的组成部分。研究基因、蛋白质和生命，其研究成果必将深刻地影响农业。本文重点阐述生物信息学在农业模式植物、种质资源优化、农药的设计开发、作物遗传育种、生态环境改善等方面的最新研究进展。
1.生物信息学在农业模式植物研究领域中的应用
1997年5月美国启动国家植物基因组计划（npGi），旨在绘出包括玉米、大豆、小麦、大麦、高粱、水稻、棉花、西红柿和松树等十多种具有经济价值的关键植物的基因图谱。国家植物基因组计划是与人类基因组工程（HGp）并行的庞大工程［4］。近年来，通过各国科学家的通力合作，植物基因组研究取得了重大进展，拟南芥、水稻等模式植物已完成了全基因组测序。人们可以使用生物信息学的方法系统地研究这些重要农作物的基因表达、蛋白质互作、蛋白质和核酸的定位、代谢物及其调节网络等，从而从分子水平上了解细胞的结构和功能［5］。目前已经建立的农作物生物信息学数据库研究平台有植物转录本（ta）集合数据库tiGR、植物核酸序列数据库plantGDB、研究玉米遗传学和基因组学的mazeGDB数据库、研究草类和水稻的Gramene数据库、研究马铃薯的pomamo数据库，等等。
2.生物信息学在种质资源保存研究领域中的应用
种质资源是农业生产的重要资源，它包括许多农艺性状（如抗病、产量、品质、环境适应性基因等）的等位基因。植物种质资源库是指以植物种质资源为保护对象的保存设施。至1996年，全世界已建成了1300余座植物种质资源库，在我国也已建成30多座作物种质资源库。种质入库保存类型也从单一的种子形式，发展到营养器官、细胞和组织，甚至Dna片段等多种形式。保护的物种也从有性繁殖植物扩展到无性繁殖植物及顽拗型种子植物等［6］。近年来，人们越来越多地应用各种分子标记来鉴定种质资源。例如微卫星、aFLp、SSap、RBip和Snp等。由于对种质资源进行分子标记产生了大量的数据，因此需要建立生物信息学数据库和采用分析工具来实现对这些数据的查询、统计和计算机分析等［7］。
3.生物信息学在农药设计开发研究领域中的应用
传统的药物研制主要是从大量的天然产物、合成化合物，以及矿物中进行筛选，得到一个可供临床使用的药物要耗费大量的时间与金钱。生物信息学在药物研发中的意义在于找到病理过程中关键性的分子靶标、阐明其结构和功能关系，从而指导设计能激活或阻断生物大分子发挥其生物功能的治疗性药物，使药物研发之路从过去的偶然和盲目中找到正确的研发方向。生物信息学为药物研发提供了新的手段［8，9］，导致了药物研发模式的改变［10］。目前，生物信息学促进农药研制已有许多成功的例子。itzstein等设计出两种具有与唾液酸酶结合化合物：4-氨基-neu5ac2en和4-胍基-neu5ac2en。其中，后者是前者与唾液酸酶的结合活性的250倍［11］。目前，这两种新药已经进入临床试验阶段。tanGSY等学者研制出新一代抗aiDS药物saquinavir［12］。pungpo等已经设计出几种新型高效的抗HiV-1型药物［13］。杨华铮等人设计合成了十多类数百个除草化合物，经生物活性测定，部分化合物的活性已超过商品化光合作用抑制剂的水平［14］。
现代农药的研发已离不开生物信息技术的参与，随着生物信息学技术的进一步完善和发展，将会大大降低药物研发的成本，提高研发的质量和效率。
4.生物学信息学在作物遗传育种研究领域中的应用
随着主要农作物遗传图谱精确度的提高，以及特定性状相关分子基础的进一步阐明，人们可以利用生物信息学的方法，先从模式生物
[1] [2] [3]
中寻找可能的相关基因，然后在作物中找到相应的基因及其位点。农作物的遗传学和分子生物学的研究积累了大量的基因序列、分子标记、图谱和功能方面的数据，可通过建立生物信息学数据库来整合这些数据，从而比较和分析来自不同基因组的基因序列、功能和遗传图谱位置［1］。在此基础上，育种学家就可以应用计算机模型来提出预测假设，从多种复杂的等位基因组合中建立自己所需要的表型，然后从大量遗传标记中筛选到理想的组合，从而培育出新的优良农作物品种。
.生物信息学在生态环境平衡研究领域中的应用
在生态系统中，基因流从根本上影响能量流和物质流的循环和运转，是生态平衡稳定的根本因素。生物信息学在环境领域主要应用在控制环境污染方面，主要通过数学与计算机的运用构建遗传工程特效菌株，以降解目标基因及其目标污染物为切入点，通过降解污染物的分子遗传物质核酸Dna，以及生物大分子蛋白质酶，达到催化目标污染物的降解，从而维护空气［1］、水源、土地等生态环境的安全。
美国农业研究中心（aRS）的农药特性信息数据库（ppD）提供种正在广泛使用的杀虫剂信息，涉及它们在环境中转运和降解途径的种最重要的物化特性。日本丰桥技术大学（toyohashiUniversityoftechnology）多环芳烃危险性有机污染物的物化特性、色谱、紫外光谱的谱线图。美国环保局综合风险信息系统数据库（iRiS）涉及种化学污染物，列出了污染物的毒性与风险评价参数，以及分子遗传毒性参数［1］。除此之外，生物信息学在生物防治［1］中也起到了重要的作用。网络的普及，情报、信息等学科的资源共享，势必会创造出一个环境微生物技术信息的高速发展趋势。
.生物信息学在食品安全研究领域中的应用
食品在加工制作和存储过程中各种细菌数量发生变化，传统检测方法是进行生化鉴定，但所需时间较长，不能满足检验检疫部门的要求，运用生物信息学方法获得各种致病菌的核酸序列，并对这些序列进行比对，筛选出用于检测的引物和探针，进而运用pCR法［1］、Rt-pCR法、荧光Rt-pCR法、多重pCR［］和多重荧光定量pCR等技术，可快速准确地检测出细菌及病毒。此外，对电阻抗、放射测量、eLiSa法、生物传感器、基因芯片等［1-］技术也是未来食品病毒检测的发展方向。
生物信息学的重要性篇9
【关键词】高职物理实验教学信息技术整合
目前，信息技术和物理课程整合是我国正在进行新课程改革的重要内容。根据国外多年来对这方面的探讨实践，有很多重要的经验可以借鉴，以改进我们的工作。接下来，先简单地阐述信息技术与物理实验教学整合的大概内容，进而分析其必要性以及整合的具体应用。
一、高职物理实验教学与信息技术整合的概述
高职物理实验，就是强调在研究自然运动规律下，培养学生的实验技能及相应科学素养；而现代信息技术是教育技术的重要标志，它是一种集视听、计算机、多媒体、网络等技术的一种技术，具有信息高密度、传递高速度、交互高度以及反馈高效率等特点。整合这两种，就是把信息技术应用到物理实验教学中，通过这种便于操作的改革教学工具，可以为学生提供更多的物理资料资源，并营造优良的教学环境。把高职物理实验教学与信息技术完美地整合在一起，有利于教师结合改革的新课程内容、结构、资源等给学生创造一个良好的学习氛围，激发学生对物理实验的兴趣。
二、高职物理实验教学与信息技术整合的原因
（一）因为信息技术可以为高职物理实验教学提供较多信息资源。
因为物理实验教学需要较多的信息资源，而信息技术又拥有这个功能。其计算机功能可以存储并处理大量的信息，可以在网络上免费下载丰富的信息资源，可以接受远程教育获得较多教学资源，也可以为物理实验教学提供多媒体类形式的教学资源；这样不仅节约了获取信息资料的时间及精力，也大大减少了在为查找这些而不必要的耗费。
（二）因为信息技术可以为高职物理实验教学提供新的教学模式
可以把信息技术融入到高职物理实验教学中去，进行物理实验教学课程内容、结构及相应体系的变革。把这些同信息技术完整的结合到一起，能够使教师有效地完成物理实验教学的目标。也可以使学生在这种新的教学模式下，更加积极地参与实验活动，并利用相应的技能解决各类所遇到的物理实验问题。从而在很大程度上充分发挥学生学习的自主性，让学生在这种学习氛围内，更好地养成自身学习物理实验的技能或是习惯。
（三）因为这种整合可以增强学生在进行物理实验过程中的交互性
所谓的在这种整合过程中的交互性，是指学生与计算机进行必要的信息交换。主要是计算机给学生提供较多的信息资料，学生结合自身的经验及能力对这些信息做出反映，再对计算机进行反馈，使学生更加了解物理的这方面的内容。这种交互性学习有利于集中学生的注意力，充分发挥其在物理实验学习中的能力，从而激发其兴趣，提高物理实验学习的效果。
三、高职物理实验与信息技术整合中的具体应用探析
（一）可以直观展现抽象的物理知识
很多物理实验所遇到的题型都是很抽象的，像是什么分子、电磁、电流及相应的一些动态运动等。传统的教学方式缺乏在这方面的准确表达性，而现在的信息技术有多媒体功能够以超级形象的方式给学生提供非常形象的感触，像是把抽象的具体化了，让很多学生看不见难以理解的事物一下子变得简单多了。我们可以了解的，如自由落体运动若不排除自然环境的阻力因素，我们一般会觉得质量不同的物体下落所用时间是不一样的；但通过信息技术，学生可以充分地观看到并了解到这一现象，就是抽象现象具体化有利于强化学生接受知识的能力。
（二）可以通过多种媒体方式进行教学信息的传递
很多教师应用的多媒体软件是有超链接功能的，就是在点到一个学生可能不是特别理解的地方，通过超链接就可以直接在网络里面查找这方面的信息，这是一个非常好用的教学工具。还有很多多媒体类的教学工具，像是所谓的ppt，可以把很多物理实验中难以咀嚼的知识，通过ppt的形式形象化，跟观看电影似的，很能激发学生的学习兴趣。特别，是在一些重点复习的物理实验教学中，更能体现这种信息技术的功能效果。
（三）可以向学生展示生活中少见到的物理情景
高职物理实验教学中很多内容知识是很难用言语表达清楚的，这不仅仅是因为一些客观条件的限制，也有可能在不同的教师的主观理解下也有不同；很多这样的物理情景是很难发生在学生日常生活中的，因为这样学生在这方面的理解能力就还比较弱。若运用信息技术就可以简单的解决这类问题，充分的向学生展示生活中少见的这样或那样的物理情景，直接的激发学生学习这学习的兴趣及相应的求知欲。这样可以让学生充分理解，促进其对物理实验的学习。
（四）可以为学生提供理想化的实验环境
学好物理，毫无疑问要多做物理实验，这就需要教师在物理实验教学过程中多培养学生这样方面的能力。由于一些客观因素，做物理实验有一定的限制。但若利用信息技术就可以在一定程度上，解决这类问题。像可以用仿物理模式来做物理实验，这样做的实验跟用真的材料工具很像，可以随自己的想法做实验，并能够进行相应的实验流程。尽管这是一种模拟化的，但是可以让学生充分地探究这种理想化的实验，因为跟真实的实验结果别无二样。
（五）可以利用网络资源帮助学生进行探究性学习
这是信息技术很有效的功能，教师在整理这方面的资料时，把相关的网站链接保存到自己的主页上去，有利于引导学生结合信息技术学习物理实验学习。这样，让学生在课外也能自由自主地学习，也可以直接地激发学生学习兴趣及相应的求知欲，从而更好地掌握物理实验学习知识。
四、结束语
阐述了提高学生实验能力是高职物理教学的的重点及高职物理实验教学与信息技术的整合信息，继而阐述了其具体的应用。关于信息技术应用到物理实验教学中，通过这种便于操作的改革教学工具，可以为学生提供更多的物理资料资源，并营造优良的教学环境。而把高职物理实验教学与信息技术完美的整合在一起，有利于教师结合改革的新课程内容、结构、资源等给学生创造一个良好的学习氛围，激发学生对物理实验兴趣，使学生在这种新的教学模式下，更加积极地参与实验活动，并利用相应的技能解决各类所遇到的物理实验问题。从而在很大程度上充分发挥学生学习的自主性，让学生在这种学习氛围内，更好地养成自身学习物理实验的技能或是习惯，这就是高职物理实验教学与信息技术整合的重要意义。
参考文献：
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生物信息学的重要性篇10
全书包含14个实验，其中实验1～4是针对植物保护数据的总体分布、计量资料、分类资料和回归方程进行分析，为后期数据处理奠定重要基础；实验5～6主要根据微观领域的信息网络需求，对植物病虫害生物进行鉴定、分类及生物信息分析；实验7～8以加强植保技术信息传播为核心；实验9采用电子表格来建立系统模型，模拟不同治理方案下植物病虫害生物的种群变动规律及其经济生态效益；实验10～11重点阐述了在宏观植物保护中尤为重要的全球定位系统使用方法以及网络植物保护信息技术。
为了顺应信息时代变化趋势，该书的实验12～14要求学生以制作视频、网页或公众号的方式完成结果展示，以提高学生参与课程的积极性，锻炼他们对现代信息技术手段的运用能力。实验是学习植物保护信息技术的重要过程，通过以技术原理为核心的实操训练，让学生主动地探索规律、发现问题，从中理解技术应用的本质，不但有利于学生吸收复杂的原理知识，而且能够培养他们的动手能力和思考能力。该书希望学生通过书本的指导，深刻认识到当前计算机技术与信息网络在植物保护领域的实际应用情况与未来发展前景，同时学习理论技术与专业操作，提高对植物保护信息技术的学习兴趣，为信息技术在植物保护专业的广泛应用打下夯实基础。通读全书，可以看出《现代植物保护信息技术实验》是一本优秀的实验指导教材，具有以下几方面特点。
内容丰富，注重基础学习
全书根据“现代植物保护信息技术”的课程内容，在实验中体现出植物保护数据和处理，生物信息分析，数据库技术与专家系统，计算机辅助设计，网络植物保护信息的获取与分析等多项信息技术的应用。其中前三项实验主要包含最基本的植物保护数据和数据库技术，为后期的信息分类、传递和处理起到关键作用。在植物保护工作中，利用信息技术尽可能地实现数据资料保护的完整性和系统性，无论是对植物病虫害的防治还是对于其发生规律的研究，都具有极为重要的参考意义。
逻辑清晰，结构层次分明
全书围绕课程内容进行展开，呈现出“总－分－总”的结构框架。首先，在开篇概括地对“现代植物保护信息技术”的课程内容、教学目标、课程要求及学时分配进行阐述，让学生快速对此课程产生一定认识，并了解其学习要点。继而通过14个实验，全面地展现出计算机技术在植物保护中的具体应用。最后在附录中，准备了部分课程论文参考选题，不但是对课程核心内容的系统性总结，还为学生深入研究植物保护信息技术提供了全新的思考方向与探索思路。
指导性强，强化实践应用