生物信息学研究进展篇1
（1．中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所，北京100193；2．中国医学科学院药用植物研究所云南分所，
云南景洪666100；3．广西药用植物园，南宁530023；4．广西中医药大学，南宁530001）
摘要：FoS蛋白作为一类核蛋白转录因子，在调控细胞生长、分裂、增殖、分化乃至程序性死亡等方面具有重要的作用，它的表达影响了许多生命活动和过程，引起了人们的广泛关注，并在学习记忆及射精的标记方面吸引了学者的眼球。对FoS蛋白的作用进行了综述，并对人、大鼠及小鼠FoS蛋白进行了生物信息学分析，旨在为FoS蛋白在生理学方面的研究提供参考依据。
关键词：FoS蛋白；转录因子；生物信息学
中图分类号：Q816；Q811．4文献标识码：a文章编号：0439－8114（2015）07－1537-06
Doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.07.001
FoS是c－fos基因转录产生的成熟mRna编码的一个核磷蛋白。c－fos基因是人或动物细胞中固有的正常基因，属于即刻早期应答基因（immediateearlyresponsegenes，ieG），FoS作为一类核蛋白转录因子，在调控细胞生长、分裂、增殖、分化乃至程序性死亡等方面具有重要作用。FoS蛋白和c－fos基因受到广泛的关注，研究不断深入。本文就FoS蛋白的作用及其在性行为方面的研究进行了论述，对人、大鼠及小鼠的FoS蛋白进行了生物信息学分析。
1FoS蛋白
c－fos基因高度保守，属多基因家族，与其同族的还有fos－B，fos－1和fros－2。c－fos可在多种因素诱导下迅速地表达，其转录激活在5min内即可产生，一般维持15～20min，c－fosmRna的蓄积在刺激后30～45min可达高峰，半衰期为12min。FoS蛋白合成后即刻转入细胞核内，一般在刺激后20～90min即可检出，60～90min达峰值，可持续2～5h，半衰期为2h［1］。
2FoS蛋白的作用
在原癌基因的研究中对ieG产物的研究提示FoS蛋白可能是神经元被刺激激活的一种标志［2］。现代学者认为，FoS蛋白参与细胞的正常分化、生长以及学习、记忆等过程，在脑内与皮层、海马、边缘系统、背海马、纹状体内FoS蛋白的表达密切相关［3－7］。在病理状态下与许多疾病的发生、发展有关，如宫颈癌［8］、癫痫［9］。目前FoS蛋白表达还用于偏头痛治疗药物筛选、药效评价和发病机理研究模型的建立［10］、鉴别生前电击与死后电击［11］、作为临床提示脑部受伤时间的参考指标［12］。
FoS蛋白参与神经肽的调节，与神经元的可塑性有关，如细胞水平记忆的形成、神经元损伤后的再生等［1］。当受到如脑缺血、脑出血、血管性痴呆、痫性发作、热应激、恐惧和愤怒应激等刺激后，其在数分钟内做出反应，导致中枢神经系统不同区域出现不同数量的FoS蛋白表达［13］，如室旁核［14，15］、下丘脑视上核、下丘脑、杏仁核［16］等，在对外界刺激-转录耦联的信息传递过程中起着核内第三信使的重要作用［17］，且各种急性应激所致小鼠空间学习记忆功能的改变与FoS蛋白表达的上调有关，其表达在应激后1h明显增加［18］。moore等［19］研究发现，FoS蛋白的持续表达是细胞终末分化的标志及发生死亡的先兆［20］，同时还能抑制使细胞维持生存的一些基因的表达，维持着随后的细胞死亡过程并持续很长时间［21］。
3FoS蛋白与性行为
多年的研究发现大脑接收射精相关的信号，FoS蛋白的表达可作为与性行为的各个方面尤其是射精相关的神经活动的标志物［22－24］，并且FoS蛋白随着性行为的增加而表达增高［25－27］，其表达可能与感觉输入或行为输出有关，或者两者都有，人们普遍认为射精诱导FoS蛋白表达与感觉信息的处理比触发射精更相关［28］。
现在FoS蛋白已被用于雄性和雌性啮齿动物大脑性行为的图谱功能网络的绘制［29，30］，并且使用FoS蛋白作为标志物具有病变而不会影响细胞分辨率的优势［31－35］。由于分辨率大，交配时FoS蛋白的增加发生在内侧视前区、杏仁核、条纹终末核、中央被盖区［36－39］、束旁丘脑核［26］、附属嗅球、伏隔核、腹外侧隔、条纹床核、内侧视前区、下丘脑室旁核、腹内侧核、杏仁核、杏仁海马区、腹侧被盖区等。这些脑区域都是性行为调节下的神经网络的部分［40］。总之插入和交配诱导了FoS蛋白在雄鼠大脑区域中的表达。研究中还发现许多性刺激后FoS蛋白表达的区域是控制雌性性行为和繁殖功能不同方面的区域。在大鼠中，当具有性经验的雄性接触雌性但还没有开始骑跨时在内侧视前区尾部内有FoS蛋白的感应现象［25］，在密闭的容器中为雄性提供动情或者不动情雌性弄脏的垫料时该区也有感应［41］。相比之下，在大鼠、雄性仓鼠［33，42］、雄性沙鼠［32］和雪貂［34］中，随着交配中的插入和射精可能减少了FoS蛋白阳性催产素神经元在前侧和内侧分泌性细胞分区中的数量［43］。研究还发现FoS蛋白离散集群只在特定的分区位置出现并且是在射精后而不是插入后就出现［26，32］。在大鼠中，这些FoS蛋白集群的神经元通常出现在杏仁核外侧区、条纹终末核喙部、束旁丘脑核内侧。表明射精后激活了特定的脑部亚分区，射精能诱导FoS蛋白在大脑特定区域有选择性的表达［29］。
4FoS蛋白的生物信息学分析
4．1人类FoS蛋白
人类FoS蛋白（GenBank：Caa24756．1）的编码基因定位于染色体的14q21－31，该基因有4个外显子和3个内含子，FoS蛋白为380个氨基酸的不稳定核内磷酸化蛋白［44］。FoS蛋白存在一个由88个完全相同的氨基酸顺序组成的区域，这个区域包括一个能与Dna结合的基本区和亮氨酸拉链结构。通过expasy进行一级结构分析可知FoS蛋白的分子式为C1767H2774n480o586S18，相对分子质量为40695．40，理论等电点pi4．77，带正电残基（arg＋Lys）为33个，带负电残基（asp＋Glu）为51个。该蛋白的不稳定系数为78．82，说明其不稳定。脂肪系数为65．32，亲水性系数为－0．37，消光系数为21930，哺乳动物的网织红细胞体外的半衰期为30h。结构域预测发现其基本区域为亮氨酸拉链的BRLZ蛋白，属于B－Zip超家族。
利用Sopma对FoS蛋白序列进行二级结构预测，结果表明，FoS蛋白二级结构中α－螺旋（alphahelix）占26．84％，β－折叠（Betaturn）占1．05％，延伸链（extendedstrand）占8．16％，无规则卷曲（Randomcoil）占63．95％（图1）。
用Swissmodel对其进行了三级结构预测和可视化分析（图2）。该三级结构模型中用于建立模型的氨基酸残基范围为138~200位，该模型以2wt7a（2．30a）蛋白为模板，序列同源性为100％，e-value为1．43e－28．
4．2大鼠FoS蛋白
大鼠FoS蛋白（nCBireferencesequence：np＿071533．1），FoS蛋白的分子式为C1776H2791n4
83o592S17，肽链包含380aa，相对分子质量为40926．60，理论等电点pi4．81，带正电残基（arg＋Lys）为33个，带负电残基（asp＋Glu）为50个。该蛋白的不稳定系数为76．60，说明其不稳定。脂肪系数为65．29，亲水性系数为－0．43，消光系数为23420，哺乳动物的网织红细胞体外的半衰期为30h。结构域预测发现其基本区域为亮氨酸拉链的BRLZ蛋白，属于B－Zip超家族。
二级结构预测结果表明，FoS蛋白二级结构中α－螺旋（alphahelix）占27．63％，β－折叠（Betaturn）占1．05％，延伸链（extendedstrand）占8．68％，无规则卷曲（Randomcoil）占62．63％（图3）。
用Swissmodel对FoS蛋白进行了三级结构预测（图4）。该三级结构模型中用于建立模型的氨基酸残基范围为138～200位，该模型以2wt7a（2．30a）蛋白为模板，序列同源性为100％，e－value为1．26e－28．
4．3小鼠FoS蛋白
该蛋白pDBiD为2wt7，相对分子质量为28329．84，保守结构域基本区域为亮氨酸拉链的BRLZ蛋白，属于B－zip1超家族。2wt7有4条链。第一条链为63个残基的多肽，二级结构为96％的α－螺旋。第二条链为90个残基的多肽，二级结构为84％的α－螺旋，其余两条链均为16个残基。从pDB上下载其三级结构（图5）。
4．4FoS蛋白的序列比对与系统进化树的建立
对大鼠FoS蛋白进行Blastp比对，选择同源性较高或研究较多的动物FoS蛋白序列进行分析。结果表明，与小鼠和金仓鼠（mesocricetusaurarus）同源性最高，为97％，其次为猩猩（pongoabelii）、野骆驼（Camelusferus）各为95％、人（Homosapiens）为94％、黑猩猩（pantroglodytes）为94％。
从nCBi的数据库中挑选23个物种的FoS蛋白序列用meGa5．0绘制进化树，结果显示大鼠与小鼠直接聚为一类，亲缘关系最近，这与序列Blastp的分析结果一致。因此通过以上对大鼠、人及小鼠的FoS蛋白进行对比可以看出，三者的同源性较高，结构和性质相似（图6）。
5讨论
目前，关于FoS蛋白对细胞生命活动的研究取得了重要进展，尤其在各种应激反应对FoS蛋白表达的影响及FoS蛋白表达与一些疾病的相关方面，如冀群升等［1］研究发现FoS蛋白与神经元的可塑性有关，它可以通过参与神经肽的调节影响细胞水平记忆的形成，方向义等［13］在研究中也发现受到各种应激后在数分钟内中枢神经系统不同区域出现不同数量的FoS蛋白表达，且各种急性应激所致小鼠空间学习记忆功能的改变与FoS蛋白表达的上调有关［18］。而在研究性行为中也发现交配时一些与学习记忆相关的区域中FoS蛋白也随之增加，如室旁核［14，15］、下丘脑视上核、下丘脑、杏仁核［16］等，这提示FoS蛋白可能与性行为中的学习记忆有关。然而FoS蛋白在这些尤其在性行为这一神秘的过程中是如何发挥作用的，这些作用又与哪些基因和蛋白有关等问题还有待深入研究。
由于从人类脑部取样困难，试验往往选用大鼠脑部作为试验材料，不仅因为大鼠基因组与人类基因组相似度达90％，且大鼠脑量较大，取材方便，生物信息学分析发现大鼠、人及小鼠的FoS蛋白的同源性较高，结构和性质相似。尤其是大鼠和人类的FoS蛋白、相对分子质量、等电点等均相差较小，立体结构高度相似，因此研究大鼠FoS蛋白对研究人类FoS蛋白的各种性质和功能有极大的参考意义，本次生物信息学分析也可为大鼠大脑作为人类FoS蛋白研究的替代材料提供证据。
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生物信息学研究进展篇2
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［15］。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。
5.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［16］、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334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16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600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［17］。除此之外，生物信息学在生物防治［18］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。
6.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［19］、rt-pcr法、荧光rt-pcr法、多重pcr［20］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［21-25］技术也是未来食品病毒检测的发展方向。
转基因食品检测是通过设计特异性的引物对食品样品的dna提取物进行扩增，从而判断样品中是否含有外源性基因片段［26］。通过对转基因农产品数据库信息的及时更新，可准确了解各国新出现和新批准的转基因农产品，便于查找其插入的外源基因片段，以便及时对检验方法进行修改。目前由于某些通过食品传播的病毒具有变异特性，以及检测方法的不完善等因素影响，生物信息学在食品领域的应用还比较有限，但随着食品安全检测数据库的不断完善，相信相关的生物信息学技术将在食品领域发挥越来越重要的作用。
生物信息学广泛用于农业科学研究的各个领域，但是仅有信息资源是不够的，选出符合自己需求的生物信息就需要情报部门，以及信息中介服务机构提供相关服务，通过出版物、信息共享平台、数字图书馆、电子论坛等信息媒介的帮助，科研工作者可快速有效地找到符合需要的信息。目前我国生物信息学发展还很不均衡，与国际前沿有一定差距，这需要从事信息和科研的工作者们不断交流，使得生物信息学能够更好地为我国农业持续健康发展发挥作用。
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生物信息学研究进展篇3
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。
生物信息学研究进展篇4
关键词：网络教育;生态特征;生态功能
生态理念是人们从生态学的视域观察理解事物时持有的基本立场和核心观点。可具体化为生命的理念、有机的理念、整体的理念、内在关联的理念、动态平衡的理念等。[1]从生态的视角来审视和理解网络教育，就是要把网络教育看作一个具有生命的、动态平衡的有机体。
一、网络教育生态系统概述
第一次正式把“生态学”运用于教育研究中是1966年美国学者阿什比的著作――《基于英国、印度和非洲的大学的高等教育生态学研究》，书中提出了高等教育生态学的概念。随后，学者们不仅拓宽教育生态学研究范围，更向纵深处研究发展。
在我国，各类教育学家和生态学家对教育生态学的研究起步较晚，直到二十世纪末才出版了三本研究教育生态学的专著――专著名称都是《教育生态学》，作者分别为吴鼎福（1990）、任凯和白燕（1992）以及范国睿（2000），这三本专著奠定了我国教育生态学的理论基础。随着教育生态理论的发展，在网络教育研究中也开始引入生态学思想进行跨学科研究，将网络教育视作类似自然界中的有机生命体，现已开展了“网络教育生态系统构建研究”“网络教育生态平衡研究”等相关研究。
二、网络教育的生态特征
网络教育是一种社会组织，在社会系统中与其他社会组织之间存在相互关联、相互竞争和相互支持的关系。网络教育生态特征主要表现如下：
第一，网络教育的生命特征。网络教育由人（教师、管理者、学生）、教育信息资源、网络环境三大部分组成，三个部分相互影响、相互渗透、相互关联，是一个不可分割的整体。网络教育实际上是一个典型的人工生态系统，作为有机生命体，其构成要素通过相互作用和影响，进行物质循环、能量流动、信息传递和价值转化，在合力的作用下直接或间接地为网络教育的生存和发展提供所需的养料。
第二，网络教育的组织生态特征。网络教育是传统教育在信息时代背景下形成的新型教育组织机构。网络教育生态系统的各种生态因子，它们之间相互协调、相互关联，具有组织生态系统特质。网络教育生态系统作为社会系统的组织单元，符合组织生态学研究对象的基本特征，可以借鉴组织生态学理论对网络教育展开研究。
第三，网络教育的信息生态特征。网络教育是社会信息系统不可或缺的重要组成部分;其自身蕴涵的海量教育信息资源，是信息家族的重要成员。网络教育在数字化环境中成长与运行，具备信息生态系统的运行特征，它与社会组织之间以教育信息开发利用为纽带而产生密切的社会关联，符合信息生态学研究的基本特征，我们可以从信息生态学的视角对网络教育的运行规律及其社会环境的协调进行探讨。
三、网络教育的生态功能
1.网络教育生态系统的物质循环
物质循环是指生态系统的物质流动、转换、再生的规律。网络教育生态系统的物质循环主要是指自然物质和人工物质在网络教育内外的反复交流和作用的过程。自然物质包括各种环境要素，例如空气、阳光、水分等;人工物质是网络教育物质的主体，主要包括建筑、设备、技术、人员和资金等。借助自然和人工物质的输入、输出、转化和交换，网络教育生态系统不断进行新陈代谢和与外界的物质交流，保持着系统活力。
2.网络教育生态系统的能量流动
网络教育生态系统中的能量流动包括社会向网络教育生态系统投入大量的资金，建设相应硬、软件资源和基础设施;[2]另外，还有一种以知识为形态能量流动即网络教育资源。在网络教育生态系统中由点到线、从线到面地向各个方向的网络教育参与者流传开去，在整个教育过程中，知识流呈递增的趋向。
3.网络教育生态的信息传递
网络教育生态系统作为人工的信息系统，本身是一个自构的信息生态系统，网络教育既是教育生态中信息链的一个节点，其自身也是一个生态场。在网络生态系统中，存在着两类信息流：一类信息流是以数字教育信息为构成内容的信息流，这是网络教育的主体信息流。网络教育通过对信息流的加工、储存后，其信息服务功能得到加强，构成网络教育的主要生态链。另一类是一般的信息流，即各种社会信息，如技术信息、政策信息、需求信息、人才信息等构成的信息流，对网络教育的运行起着辅助、保障作用。整个系统分工明确，实现良性的信息流动。
总之，从生态系统角度来看待网络教育活动的发展，这将有助于网络教育基本理论研究的丰富和发展，为网络教育可持续发展提供帮助。
参考文献：
[1]刘贵华，朱小蔓.试论生态学对于教育研究的适切性[J].教育研究，2007（07）.
生物信息学研究进展篇5
信息、生物、新材料三大前沿领域
信息、生物、新材料是21世纪前30年发展最快、最热门的三大领域，它们集结了当今世界最强势的研究力量。但在这些关系未来发展的关键领域中，我国许多核心技术仍依赖追踪、模仿和引进国外技术，原始创新能力明显不足。
从更宽的视野来看，不仅仅是这三个领域的发展需要高扬“自主创新”的信心与勇气。实际上，整个中国科技正面临着前所未有的发展压力：对外要适应国际科技竞争的紧迫形势，对内要满足经济社会发展进程中的重大战略性需求。而原始创新能力和技术创新能力的薄弱，已成为当前和未来相当长时期内影响我国整体竞争力的极大障碍。
面向未来15年的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》即将，科技部等有关部门正在着手制定科技“十一五规划”——关于中国科技“未来”的探讨与关注，在最近一年多来达到了前所未有的程度。就是在这样带着几分焦灼、几分期待、几分信心的探讨氛围中，“自主创新”成为人们关于中国科技发展的共识。
带着这个共识，再来看中国科技发展面临的“压力”，在很大程度上已经变成了未来发展的重大机遇。未来10年，中国在这三大领域中最有可能实现自主创新的关键技术群究竟有哪些？有限的科技经费究竟应当投入到哪些突破口？
下一代移动通信技术
移动通信是人类社会发展中的一大奇迹。2004年12月，全球（蜂窝）移动通信用户总数已达17亿以上，超过已有百年发展历史的固定通信用户数。过去10年，移动通信技术完成了由第一代模拟通信技术向第二代数字通信技术的过渡，当前正处于由其巅峰状态向第三代（3g）移动通信技术过渡的进程中。
目前，世界发达国家纷纷投入力量进行第三代及下一代移动通信标准、技术和产品的开发。
——3g移动通信：国际电信联盟（itu－t）批准为3g的三大标准分别是欧洲的wcdma，美国高通公司的cdma2000和中国大唐电信的td－scdma。3g已在全球30多个国家开始商用。
——增强型3g（enhanced3g）：为了克服3g技术不能很好支持流媒体等业务的不足，国际电信联盟已在制定增强型3g技术标准。专家预测，增强型3g技术将进入商用。
——4g（或beyond3g）：下一代移动通信即所谓超3g（以下统称beyond3g）技术的研究是国际上的热点。beyond3g具有更高的速率与更好的频谱利用率。欧盟、日本、韩国等国家已开始4g框架的研究，预期beyond3g技术可望在2010年后开始商用。
中国移动用户总数已达3.34亿，居世界第一，总体技术水平与国际同步，处于由第二代向第三代的过渡时期。我国3g移动通信技术已经具备了实现产业化的能力，我国大唐电信2000年5月提出的td－scdma标准已成为国际电信联盟正式采纳的三大标准之一。此外，在国家“863”计划的支持下，开展了beyond3g技术的研究，预期该技术可望在2010年后开始商用。
beyond3g技术对我国经济社会发展和国防建设具有十分重要的意义。德尔菲专家调查统计结果显示，我国研发水平比领先国家落后5年左右，通过自主开发或联合开发，在未来5年可能形成自主知识产权。以华为、中兴为代表的一批高技术通信设备制造业公司，在第三代移动通信设备（3g）等研发方面紧跟国际前沿，打破了国外公司对高技术通信设备的垄断，开始参与国际通信标准的制定，开发具有自主知识产权的核心技术，具备了参与国际竞争的能力，具备实现技术和产业跨越式发展的契机。
中国下一代网络体系
下一代网络（ngn）泛指以ip为核心，同时可以支持语音、数据和多媒体业务的因特网、移动通信网络和固定电话通信网络的融合网络。
世界各国和国际通信标准化组织都在积极开展下一代网络的研究开发工作。国际电信联盟电信标准化部门（itu－t）、欧洲电信标准化协会（etsi）、互联网工程任务组（ietf）、第三代伙伴组织计划（3gpp）等，都在致力于下一代网络体系的研究。目前，美国、日本、韩国、新加坡以及欧盟都已启动了下一代互联网研究计划，全面开展各项核心技术的研究和开发。
我国在下一代网络的研究方面已取得了较大进展。“九五”期间，863计划建成了“中国高速信息示范网”（cainonet）、国家自然科学基金委支持的“中国高速互连研究试验网nsfcnet”等重大项目，目前已开始基于ngn的软交换技术在移动和多媒体通信中的应用研究。中兴、华为等企业还推出了基于软交换的ngn解决方案；在下一代互联网研究上，中兴、港湾网络等推出的高端路由交换机，可应用于国家骨干ip网络建设，以及大中型宽带ip城域网核心骨干和汇聚。国内公司还开始自行设计高端分组交换定制asic芯片。我国已成为少数几个能够提供全系列数据通信设备的国家之一。
下一代网络技术对促进我国高新技术的发展，以及对改造和提升我国传统产业具有举足轻重的作用，对国家安全至关重要。从总体上看，我国互联网技术跟随国外发展，在技术选择上缺乏系统研究，走过一些弯路，至今与国外仍存在较大差距。无论网络用户规模、网络应用、网络技术或网络产品都尚有很大的发展空间。从全局着眼，应不失时机地开展中国下一代网络体系的研究、应用试验、关键技术研究和产品开发。不能像第一代互联网那样，技术、标准都是外国的，给国家安全造成隐患。
纳米级芯片技术
当前，集成电路的发展仍遵循“摩尔定律”，即其集成度和产品性能每18个月增加一倍，按照器件特征尺寸缩小、硅片尺寸增加、芯片集成度提高和设计技术优化的途径继续发展。
自上世纪90年代以来，全球集成电路制造技术升级换代速度加快。当前国际上cmos集成电路大规模生产的主流技术是130nm，英特尔等部分技术先进的芯片制造公司已在用90nm进行高性能芯片生产。2005年，美国amd公司已开始量产90nm的高性能芯片，国际上对65nm技术的开发也已成功。伴随130nm到90nm技术的升级，考虑到扩大生产规模和降低成本，大多数公司将使用12英寸替代8英寸硅基片，这也必将带来半导体设备的大量更新。
近年来我国一些先进集成电路制造公司的崛起，使国内集成电路制造工艺技术与国际先进水平的差距有了显著的缩小，但整体水平仍与先进国家相差2～3代。目前，我国集成电路设计公司年设计能力已超过500种，主流设计水平达到180nm，130nm技术正在开发中，90nm技术的研发也开始着手进行。从产业发展看，我国集成电路已初步形成由十多家芯片生产骨干企业、十多家重点封装厂、二十多家初具规模的设计公司、若干家关键材料及专用设备仪器制造厂组成的产业群体，设计、芯片制造、封装三业并举的蓬勃发展态势。以中科院计算所为代表的研究机构和企业在cpu研发方面所取得的新进展，标志着我国集成电路设计具有较强能力，与国际先进水平的差距进一步缩小。目前我国芯片业大多集中在低端的交通、通信、银行、信息管理、石油、劳动保障、身份识别、防伪等领域，ic卡芯片所占比重一直占据芯片总体市场的20％左右。
世界第一颗0.13微米工艺td－scdma3g手机核心芯片10月9日在重庆问世
今后的ic是纳米制造技术的时代，而纳米级芯片技术是我国赶超国际的关键，它的成功将会是我国ic工业发展史上的重要里程碑和持续发展的动力，专家认为应优先发展。
中文信息处理技术
包括汉字和少数民族文字在内的中文信息处理技术，是汉语言学和计算机科学技术的融合，是一门与语言学、计算机科学、心理学、数学、控制论、信息论、声学、自动化技术等多种学科相联系的边缘交叉性学科。
随着互联网的发展，中文信息处理技术已渗透到社会生活的各个方面。1994年，微软开始进入中文软件市场，微软的word把国产wps挤出了市场，继而windows中文版又把国产中文之星挤垮。微软凭借其强大的优势地位，使国产的中文信息处理软件举步维艰。中文版的windows、office等占据了大部分的中文软件市场，使中文信息处理逐渐丧失了其特殊地位。
经过二三十年的努力，我国的中文信息处理，包括中文的编码、字型、输入、显示、输出等的基本处理技术已经实用化，目前正在逐渐摆脱“字处理”阶段，处于向更高级阶段快速发展的时期。包括中文的文字识别机和手写文字识别、语音合成、语音识别、语言理解和智能接口等技术的研究已获得进展。中文的全文检索、内容管理、智能搜索、中文和其他文字之间的机器翻译等技术也正在开发、研制，并取得了较大进展，涌现了联想、方正、四通、汉王、华建等公司。
随着中国加入wto与世界各国交流的逐渐扩大以及网络信息时代的来临，中文信息处理技术越发显得重要，其自动化水平的提高，将大大促进我国科技、国民经济和社会发展，同时使中华民族的文化在信息时代得到新的发展。未来无疑应当加强中文信息处理技术的研发投入与政策倾斜。
人类功能基因组学研究
20世纪末启动的人类基因组计划被公认为生命科学发展史上的里程碑，其规模和意义超过了曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划。随着人类基因组、水稻基因组以及其他重要微生物等50多种生物基因组全序列测定工作的完成，国际基因组研究进入到功能基因组学新阶段。
功能基因组学已成为21世纪国际研究的前沿，代表基因分析的新阶段。它是利用结构基因组所提供的信息和产物，发展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究，是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入对基因组动态的生物学功能学研究。从1997年迄今已发表的有关功能基因组学的论文数以千计，其中不少发表在《细胞》《自然》《科学》等国际著名刊物上。
目前功能基因组研究的重点集中在四个方面：一是基因测序技术研究。预计今后几年内，测序技术将继续发展，特别是有一些重要的改进将直接用于功能基因组的研究；二是单核苷多态性（snp）以及在此基础上建立的snp单体型研究；三是基因组有序表达的规律研究。主要包括基因的深入鉴定、基因表达与转录组研究、蛋白和蛋白质组研究、代谢网络和代谢分子研究、基因表达调控研究等；四是计算生物学和系统生物学研究。
近几年来，在国家“863”计划、国家重大科技专项等的资助下，我国功能基因组学研究取得了一系列进展。中华民族占世界人口的1／5，有丰富的遗传疾病家系资源，这是我国发展功能基因组研究的有利因素。“十五”期间，我国参与国际蛋白质组计划、国际人类基因组单体型图计划，高质量按时完成了项目中所承担的21号染色体区域的任务，建立并完善了中华民族基因组和重要疾病相关基因snps及其单倍型的数据库的建设，在国际一流杂志上发表了一批高水平学术论文，申报了一批国家专利，收集、保存了一批宝贵的遗传资源，并初步建立了遗传资源收集网络和资源信息库的采集管理系统，组建了一批部级基地，培养了一支队伍，建立了一批技术平台。但总体而言，我国在功能基因组研究及应用方面的原始创新成果数量较少，还不能为医药生物技术产业的发展提供足够的知识和产品。
未来研究重点包括：
——功能基因组研究。重点开展植物功能基因组研究、人类功能基因组研究和重要病原微生物及特殊微生物功能基因组研究；
——蛋白质组学研究。蛋白质组学是一个新生领域，目前还处于初期发展阶段，仍有许多困难有待克服。我国应选择具有特色的领域开展研究；
——生物信息技术。我国的研究重点应集中在生物信息数据库的构建、生物信息的开发、加工、利用及生物信息并行处理方面；
——生物芯片技术及产品。通过微加工技术和微电子技术在固体芯片表面构建的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、dna以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。常用的生物芯片包括基因芯片、蛋白质芯片、生化反应芯片和样品制备芯片等。生物芯片的主要特点是高通量、微型化和自动化。我国生物芯片研究紧跟国际前沿，它将对我国生命科学研究、医学诊断、新药筛选具有革命性的推动作用，也将对我国人口素质、农业发展、环境保护等作出巨大的贡献。
专家认为，我国人类功能基因组学研究的研发水平比领先国家落后5年左右，若能高度重视，充分利用我国已有的技术和资源优势，未来10年我国可能实现人类功能基因组学研究的跨越发展。
蛋白质组学研究随着被誉为解读人类生命“天书”的人类基因组计划的成功实施，生命科学的战略重点转移到以阐明人类基因组整体功能为目标的功能基因组学上。蛋白质作为生命活动的“执行者”，自然成为新的研究焦点。以研究一种细胞、组织或完整生物体所拥有的全套蛋白质为特征的蛋白质组学自然就成为功能基因组学中的“中流砥柱”，构成了功能基因组学研究的战略制高点。
目前蛋白质组学的主要内容是建立和发展蛋白质组研究技术方法，进行蛋白质组分析。为了保证分析过程的精确性和重复性，大规模样品处理机器人也被应用到该领域。整个研究过程包括样品处理、蛋白质的分离、蛋白质丰度分析、蛋白质鉴定等步骤。
附图
自1995年蛋白质组一词问世到现在，蛋白质组学研究得到了突飞猛进的发展。我国的蛋白质组研究也在迅速开展，并取得了许多有意义的成果，中国科学家已经在重大疾病如肝癌，比较蛋白质组学的研究等方面取得了重要成就，在“973”计划的资助下，我国已经开始了二维电泳蛋白组分离研究、图像分析技术和蛋白质组鉴定质谱技术研究等。
如何抓住国际上蛋白质组学研究刚刚启动的时机，迅速地进入到蛋白质组学研究的国际前沿，是摆在我国生命科学研究发展方向上的一个重要课题。
目前我国在该领域的研发基础较好，只比先进国家落后5年左右。蛋白质组学属科学前沿，专家建议结合我国现行的基因组研究及其他有我国特色或优势的领域开展研究，不要重复或追随国际已有的工作，而应走自己的路，未来10年内有可能取得重大科学突破。
生物制药技术
生物制药被称为生物技术的“第一次浪潮”，其诱人前景引起了全世界各国政府、科技界、企业界的高度关注。
在过去的30年间，全球生物技术取得了令人瞩目的成就。据美国著名咨询机构安永公司2004年和2005年发表的第十八和第十九次全球生物技术年度报告分析，2003年全球生物技术产业营收达410亿美元。目前已有190余种生物技术产品获准上市，激发起投资者对生物技术股与融资的兴趣。
近20年来，我国医药生物技术产业取得了长足的进步，据《中国生物技术发展报告2004》统计，我国已有25种基因工程药物和基因工程疫苗，具有自主知识产权的上市药物达9种，重组人ω－干扰素喷鼻剂2003年4月获得国家临床研究批文，可用于较大规模高危人群的预防。但总体上与世界先进水平相比还存在很大的差距，医药生物技术产品的销售收入仅占医药工业总销售额的7.5％左右。
为加快我国生物制药技术的发展，今后的研究开发重点是：
——生物技术药物（包括疫苗）及制备技术。围绕危害人民健康的神经系统、免疫系统、内分泌系统和肿瘤等重大疾病和疑难病症的防治与诊断，应用基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程等技术，开发单克隆抗体、基因工程药物、反义药物、基因治疗药物、可溶性蛋白质药物和基因工程疫苗，拓宽医药新产品领域；
——高通量筛选技术。目前，国外许多制药公司已把高通量筛选作为发现先导化合物的主要手段。典型的高通量筛选模式为每次筛选1000个化合物，而超高通量筛选可每天筛选10万多个化合物。随着分析容量的增大，分析检测技术、液体处理及自动化、连续流动以及信息处理将成为未来高通量筛选技术研究的重点；
——天然药物原料制备。目前，已经发现人类患有3万多种疾病，其中1／3靠对症治疗，极少数人能够治愈，而大多数人缺乏有效的治疗药物。以往多用合成药物，随着科技的进步，人们自我保健意识增强，对天然药物的追求与日俱增。当前世界各国都在加强天然药物的研发。
生物信息学研究
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，对基因组研究相关生物信息获取、加工、储存、分配、分析和解释——上世纪80年代一经产生，生物信息学就得到了迅猛发展。其研究一方面是对海量数据的收集、整理与服务；另一方面是利用这些数据，从中发现新的规律。
具体地讲，生物信息学是把基因组dna序列信息分析作为源头，找到基因组序列中代表蛋白质和rna基因的编码区；同时，阐明基因组中大量存在的非编码区的信息实质，破译隐藏在dna序列中的遗传语言规律；在此基础上，归纳、整理与基因组遗传信息释放及其调控相关的转录谱和蛋白质谱的数据，从而认识代谢、发育、分化、进化的规律。另外生物信息学还利用基因组中编码区的信息进行蛋白质空间结构的模拟和蛋白质功能的预测，并将此类信息与生物体和生命过程的生理生化信息相结合，阐明其分子机理，最终进行蛋白质、核酸的分子设计、药物设计和个体化的医疗保健设计。
生物信息学的发展已经将基因组信息学、蛋白质的结构计算与模拟以及药物设计有机地连接在一起，它将导致生物学、物理学、数学、计算机科学等多种科学文化的融合，造就一批新的交叉学科。
科学家们普遍相信，本世纪最初的若干年是人类基因组研究取得辉煌成果的时代，也是生物信息学蓬勃发展的时代。据预测，到2005年生物信息的全球市场价值将达到400亿美元。
我国生物信息学研究起步较早。20世纪80年代末，国内学者就在《自然》上报道了免疫球蛋白基因超家族计算机分析的工作。目前，多家大学和研究机构也相继成立了生物信息中心或研究所，各种原始数据库、镜像数据库和二级数据库也已经逐步建立，同时我国还建立了相关的工作站和网络服务器，实现了与国际主要基因组数据库及研究中心的网络连接，开发了用于核酸、蛋白结构、功能分析的计算工具以及蛋白质三维结构预测、并行化的高通量基因拼接和基于群论方法开发的基因预测等多种软件。中国学者还运用自主开发的电脑克隆程序，开展了大规模est数据分析，建立了一系列基因组序列分析新算法和新技术，并在国内外著名科学杂志上发表了一系列论文，取得了引人注目的进展，尤其在人类基因组基因数目的预测上获得了与目前的实验事实相当吻合的结果，在国际上获得普遍认可。
农作物新品种培育技术
最近几年，农业生物技术的发展对农业产业结构调整产生的巨大影响，已引起各国政府和科学家的高度重视。农业生物技术领域研究中最活跃的是育种技术——应用现代分子生物学和细胞生物学技术进行品种改良，创造更加适合人类需要的新物种，获得高产、优质、抗病虫害新品种。这使得新品种层出不穷，品种在农业增产中的贡献率将由现在的30％提高到50％。国际水稻研究所已经培育出每公顷7500公斤的超级水稻，非洲培育出增产10倍的超级木薯。
我国该领域的基础研究和高技术研究取得了一批创新成果：如植物转基因技术、细胞培育技术、籼稻的全基因组测序、花粉管通道转基因方法等，使研制具有自主知识产权的转基因农作物新品种成为现实和可能。目前，已培育出亩产达到807.4公斤的超级杂交稻；2004年转基因抗虫棉的种植面积已占全国棉花种植面积的50％左右；利用细胞工程技术培育的抗白粉病、赤霉病和黄矮病等小麦新品种已累计推广1100多万亩；植物组织培养和快繁脱毒技术在马铃薯、甘蔗、花卉生产中发挥了重要的作用。
专家认为，我国农作物新品种培育的研发基础较好，整体科研技术与国外处于同等水平，只要充分利用资源，发挥优势，很可能在该领域取得突破。
纳米材料与纳米技术
纳米科技是上世纪末才逐步发展起来的新兴科学领域，它的迅猛发展将在21世纪促使几乎所有工业领域产生一场革命性的变化。纳米材料是未来社会发展极为重要的物质基础，许多科技新领域的突破迫切需要纳米材料和纳米科技支撑，传统产业的技术提升也急需纳米材料和技术的支持。
近年来，科技强国在该领域均取得了相当重要的进展。
在纳米材料的制备与合成方面，美国科学家利用超高密度晶格和电路制作的新方法，获得直径8nm、线宽16nm的铂纳米线；法国科学家利用粉末冶金制成了具有完美弹塑性的纯纳米晶体铜，实现了对纳米结构生长过程中的形状、尺寸、生长模式和排序的原位、实时监测；德国科学家巧妙地利用交流电介电泳技术，将金属与半导体单壁碳纳米管成功分离；日本用单层碳纳米管与有机熔盐制成高度导电的聚合物纳米管复合材料。
在纳米生物医学器件方面，科学家用特定的蛋白质或化合物取代用硅纳米线制成场效应晶体管的栅极用以诊断前列腺癌、直肠癌等疾病，成百倍地提高了诊断的灵敏度。另外，纳米技术在医学应用、纳米电子学、纳米加工、纳米器件等方面也有新进展。与此同时，国外大企业纷纷介入，推动了纳米技术产业化的进程。
当前纳米材料研究的趋势是，由随机合成过渡到可控合成；由纳米单元的制备，通过集成和组装制备具有纳米结构的宏观试样；由性能的随机探索发展到按照应用的需要制备具有特殊性能的纳米材料。
纳米材料和技术很可能在以下四个领域的应用上有所突破：一是it产业（芯片、网络通讯和纳米器件）；二是在生物医药领域应用纳米生物传感的早期诊断和治疗，到2010年将给人类带来新的福音；三是在显示和照明领域的应用已有新的进展，纳米光纤、纳米微电极等已产生极大影响；四是纳米材料技术与生物技术相结合，在基因修复和标记各种蛋白酶等方面蕴育新的突破，预计2010年纳米技术对国际gdp的贡献将超过2万亿美元。
我国纳米材料研究起步较早，基础较好，整体科研水平与先进国家相比处于同等水平，部分技术落后5年左右。目前有300多个从事纳米材料基础研究和应用的研究单位，并在纳米材料研究上取得了一批重要成果，引起了国际上的广泛关注。据英国有关权威机构提供的调查显示，我国纳米专利申请件数排名世界第三位。
国内目前已建成100多条纳米材料生产线，产品质量大都达到或接近国际水平。与发达国家相比，我国的差距一是在纳米材料制备与合成方面尚处于粗放阶段，缺乏应用目标的牵引，集成不够；二是纳米材料计量、测量和表征技术明显落后于国外，对标准试样和标准方法的建立重视不够，对表征手段的建立投资不足；三是纳米材料的基础研究、应用研究和开发研究出现脱节，纳米材料研究缺乏针对性；四是学科交叉、技术集成不够。
链接：
信息技术正在发生结构性变革
目前，信息技术正在发生结构性的变革，在信息器件向高速化、微型化、一体化和网络化发展的同时，软件和信息服务成为发展重点。大规模集成电路正快速向系统芯片发展；移动通信技术正在向第三代、第四展，将提供更优质、更快速、更安全的服务，并带来巨大的经济利益；电信网、计算机网和有线电视网三网融合趋势进一步加快，无线网络成为世界关注的重点；全球化的信息网络将像电力、电话一样为社会公众提供各种信息服务，越来越深刻地改变着人们的学习、工作和生活方式，也将对产业结构调整产生重大影响。
微电子技术、计算机技术、软件技术、通信技术、网络技术等领域的发展方兴未艾，极有可能引发新一轮产业革命。
大显神通的新材料
高性能结构材料是具有高比强度、高比刚度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损的材料，对支撑交通运输、能源动力、电子信息、航空航天以及国家重大工程起着关键性作用。
新型功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的材料，是信息技术、生物技术、能源技术和国防建设的重要基础材料。当前国际上功能材料及其应用技术正面临新的突破，诸如信息功能材料、超导材料、生物医用材料、能源材料、生态环境材料及其材料的分子、原子设计正处于日新月异的发展之中。
生物信息学研究进展篇6
關键词：生物信息学；教学方法；医学本科生
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2017）51-0146-03
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[1-2]。它包含了生物信息的获取、处理、储存、分发、分析和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的各种工具，来阐明和理解大量数据所包含的生物学意义。目前，生物信息学在医学领域中已广泛应用于基础医学、临床医学及药学等多个学科。特别在科学研究工作中，生物信息学的作用逐步显现，越来越受到重视。近期，精准医疗概念的提出与相应模式的推进，进一步强化了运用生物信息学工具的要求。精准医疗是将临床信息、患者表型与基因蛋白谱进行整合，从而为患者量身制定精准诊断、预后及治疗策略。因此在高通量测序产生数以万计的庞大组学数据中，只有依托生物信息学技术，才能探寻基因突变、药物靶向等隐含遗传学奥秘的精确位点，进而提供可靠的个性化治疗方案。可见，生物信息学是精准医疗的核心内容之一。当前，大多数医学院校均已开设研究生生物信息学课程，但尚未将生物信息学正式列入本科生培养方案，以选修课形式开设生物信息学课程的院校也极为鲜见。医学本科生是祖国医学的未来，是临床一线最直接的储备军，面对飞速发展的生物技术和以几何级数增长的生物大数据，如果现阶段的医学本科生还不能学会如何利用和解读这些资源，这将大大阻碍临床医学的发展。综上，一方面医学领域对生物信息学方面存在旺盛的需求，另一方面大多数院校均未正式开设本科生生物信息学课程，造成生物信息学人才极度紧缺。针对这一现状，笔者近年来围绕在研的各项科研课题，选拔学有余力的优秀学生，在学校开展的各项大学生科研能力训练、创新创业项目支持下，吸收本科生进入实验室，对医学类本科生的生物信息学教学实践方面做了一些尝试，培养了一些初步掌握生物信息学知识与方法的本科学生。在此对教学过程中的感想和体会做一简要总结，并对本科生生物信息学的教学模式进行了探讨。
一、在医学本科生中开展生物信息学的教学实践
（一）尊重学生的教育主体地位，实施因材施教
由于生物信息学涵盖了计算机科学、统计学、分子生物学和分子遗传学等诸多学科相关知识，所以一般情况下生物信息学科研实践的开展要迟于上述各门课程。在开展的过程中，要充分考虑学生的自身条件，进行分组施教。因为不同学生对相关背景知识的掌握不同，会导致他们接受相关教学内容的快慢程度不一样，因此要针对不同层次的学生开设不同等级的实践内容。此外，根据学生将来从事的工作类型导致的对生物信息学的需求不同，可有针对性地分成科研组和临床组。如有些学生将来可能主要从事科研工作，因此希望掌握较多的生物信息学知识，包括各种计算机语言的使用、编程、复杂统计软件的使用等等，这类学生学习热情比较高涨。
（二）构建多学科教师组成的教学团队，实现知识的互补与整合
由于生物信息学是一门新兴的交叉学科，需要计算机学、统计学、医学生物化学、医学遗传学等相关学科的共同发展来支撑。此外，生物信息学专业知识较为前沿，而且涉及的医学研究领域较多。再加上目前生物信息学的专业教师缺少，这就限制了学科的发展。因此，在教学过程中应该合理组建教学团队，授课教师需要来自不同的专业，了解本专业最新的知识，教师之间相互学习沟通，将不同学科的相关知识整合起来[3]，并需持续补充和学习生物信息学前沿知识，在授课内容上还要体现教师自身优势。这样不但可以在知识结构上互补，还可以满足不同专业学生的需求。
（三）围绕教师在研科研课题和学术会议，追踪医学研究前沿
生物信息学是一门快速发展的学科。近年来计算机技术、生物技术以及医学技术及医疗模式都在快速更新。因此医学生生物信息学实践教学不能拘泥于原有教材。在进行基础和共性的知识教学时要利用教材。而对于前沿的知识，教师一方面要结合在研的各项科研课题引入知识点，另一方面可带学生参加一些与生物信息学相关的学术会议，让他们开阔眼界，增长见识，激发科研灵感。
（四）调动学生主观能动性，激发其学习潜能
由于学生专业背景知识掌握程度差异较大，以及学生自身兴趣不同，传统的大班教学较难达到一致性的教学效果。因此，在教学过程中可以采取不同的分组方式以满足学生不同的需求。由于现阶段生物信息人才非常缺乏，因此在教学过程中，对于个别基础较强的学生，教师可以有针对性地对他们进行一些更深层次的培养，充分挖掘学生的潜力，利用课余时间，合理安排一些“实战”性任务，通过实践锻炼，提升他们的专业科研素质，为当代生物信息学的发展培养特色人才。如我校2009级临床专业熊同学、2010级药学专业本科生熊同学，都对生物信息学兴趣非常浓厚，在科研实践中表现得十分出色，充分利用课余和寒暑假时间，在老师的精心指导下，用perl语言成功编写出分析组学数据的一系列程序。在研究生面试时，他们扎实的生物信息学功底获得导师的青睐，并成功读取/保送了国内知名大学的研究生。
二、医学本科生生物信息学教学方法、教学模式的探讨
（一）pBL教学法在案例教学中的应用
pBL（problem-BasedLearning）教学法[4]，也称作问题式学习。生物信息学是一门操作性和实验性很强的学科，要利用互联网、计算机和各种生物信息学数据处理软件来解决实际问题。目前，生物信息学已成为生命科学研究领域的重要工具。在实际训练中应以问题为导向，针对每个知识点尽量从实际的应用案例出发，引导学生自主探究、合作学习、进行交流。注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力，使学生能在解决问题的过程中学会各种技能，如统计方法、计算机语言和软件的基本使用、编程技巧及数据库的运用等。随着生物信息学技术的快速发展，整合不同生物技术产生的数据将有利于人们发现疾病致病相关位点和药物作用靶点。在本实验室开展的pBL教学实践中，我们以代谢性疾病作为主要研究方向，对糖尿病、高胆固醇血症及肝癌等展开了疾病相关基因/位点的全基因组筛查。
（二）在教學过程中发挥优秀学生的引领作用，以点带面
由于生物信息学在医学研究中的重要性逐渐凸现，因此要求参加科研实践培训的学生人数逐年增多。而目前生物信息学专业的老师相对缺乏，为了解决这一矛盾，我们在实践教学和科研中摸索出一种新的方法，即以“导师-学生双向选择制”遴选学生进入老师课题组后，以优秀学生为中心，采用以点及面式训练。与以往的老师带学生做试验的传统模式不同，在培训中教师除作为指导老师外，还要善于在众多的学生中发现优秀的人才，并对这些有天分的学生进行精细培养，然后以这些人才为中心点，进行放大，即由一个优秀的学生指导几个后参加培训的学生，在这几个学生中再选出优秀的学生作为下一轮的指导“老师”，这种以点带面的特色实践教学模式不但能节约大量教学资源，而且将最大限度地挖掘学生的科研潜力，有利于培养学生的科研创新素质。
（三）以大学生的各类科研训练、创新创业项目为载体开展教学活动
目前，科技创新已成为发达国家保持持久竞争力的“法宝”。中国早在若干年前就确立了“科技兴国”的战略目标。大学生是祖国的未来，大学生科研创新能力的培养是21世纪高校人才培养的核心内容。国内外众多高校都开展了多种形式的大学生创新训练计划。因此，将生物信息学科研训练与学校开展的各类科研创新训练计划（如大学生“挑战杯”、“创新学分”或“大学生创新性实验计划”等）相结合，将更加有效地利用各种资源，全面锻炼学生的科研创新能力，例如，文献的检索与阅读，各种组学数据的收集、处理和分析，程序的编写，实验设计和操作，科研项目书的撰写，科研论文的书写等。
（四）同步开展科技文书的写作训练，总结成果保持学生的热情
疾病的发生发展与特异基因的改变密切相关，鉴定与疾病相关的基因是医学科研工作的重要内容之一。在科研实践训练中，学生利用生物信息学方法，通过分析处理感兴趣的数据（如基因组、转录组、单核苷酸多态性、全基因组关联分析等），可挖掘出一些与疾病相关的内在信息，或再通过实验对分析结果加以验证。教师可鼓励学生将这些阶段性的成果进行发表，这对学生来说是一种能力上的认可，可以增加学生的科研信心，激发他们的科研热情和动力。此外还要鼓励学生积极申请学校乃至全国性的大学生“挑战杯”等竞赛。培养学生的创新和挑战激情，以便激励他们在科研之路上能再创新高。如我校2012级本科生王同学，从大学一年级开始就进入实验室学习生物信息学分析数据，勤奋钻研，已分别于2013和2014年发表了2篇核心文章，并已成功申请到我校大学生“挑战杯”项目，在我校大学生作品“挑战杯”竞赛中获得二等奖。这些成果极大地鼓舞了同学们的科研热情。
三、本科生生物信息学科研实践中存在的问题
随着生物信息学在医学领域的广泛应用，越来越多的学生意识到这门学科的重要性，都积极参与实践练习。而生物信息学实践离不开计算机这一硬件设备，同时由于生物数据量庞大，这就要求较高的计算机的配置。此外，现阶段生物信息学专业教师比较缺乏，在一定程度上也会影响教学实践的开展。因此，对医学本科生开展生物信息学实践训练尚需相关资源的配套和完善。
四、结语
本文主要探讨了对医学本科生开展生物信息学科研实践过程中的一些感想和体会，并在多年教学实践基础上，总结出一种以科研为核心、学生为主体、训练项目为载体的科研实训教学模式。当前虽然一些医学院校已经开设了生物信息学课程，但是在教学内容、教学方法和教学模式上还有很多不足，尚有待进一步的摸索和改进[5-6]。此外，我们要加大硬件设施的投入，并不断加强师资队伍建设，积极参与教学改革，整合各种教学力量，从而提高生物信息学教学质量。
致谢：感谢南昌大学医学实验教学中心汪雁老师生前对本科生生物信息学教学方面的贡献！
参考文献：
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生物信息学研究进展篇7
【关键词】农业物联网传感仪器研究进展
我国是农业大国，想要实现我国农业的可持续性发展，就必须要借助科学的技术手段，通过利用智能化以及信息化的技术管理，；来实现我国传统农业的转型，进而为我国现代农业的发展做出更大的贡献。在我国现代农业的转型过程中，农业物联网以及传感器的研究进展发挥着关键性的作用。物联网技术是二十一世纪的新型技术，在世界各国都得到了普遍的关注。物联网主要涉及三个层面，即感知层、传输层以及应用层。农业传感仪器在物联网中隶属于感知层，通过传感器可以对农作物进行一定的了解，农业信息的传输需要通过农业物联网传输层这个介质实现，传输层能够有效的保障农业信息的获取，物联网的应用层主要是对农作物的生产加工等进行有效的管理。通过对物联网这三个层次的研究与发展，可以对现代农业的发展起着一定的积极影响。
1农业物联网的概念分析
在二十世纪末期，物联网概念被提出，农业物联网主要是通过各种传感器来对信息进行采集，帮助农民及时的发现农业生产问题，并且对发生问题的位置进行准确的定位。这样农民就能通过机械生产的模式对农业实现智能化以及自动化的生产。物联网是继计算机、互联网以及移动通信网之后的被世界公认的信息产业。物联网是以感知为前提，实现人与人、人与物以及物与物的全面互联的网络。通过传感器对物理世界的各种信息进行获取，再通过局部的互联网、无线网络以及移动通信网等各种通信网络进行交互传递，进而实现对世界的感知。
2农业物联网技术的研究进展
2.1农业物联网的技术组成分析
农业物联网主要由感知层、传输层以及应用层三个方面构成，感知层主要是由各种感知器以及传感节点组成，主要是对土壤水分以及苗情的长势等农业信息进行获取。传输层主要是通过有线或者无线的方式将感知层获取的各类数据信息传输到应用层上。应用层再对收集的信息进行有效的处理和决策，进而实现对农业生产过程的管理与控制。
2.2农业物联网的感知技术
在农业物联网中，感知技术一项关键性的技术，传感器则是感知技术的核心。近些年来，我国的农业传感器技术的发展步伐比较快，主要有农业信息传感器以及农业环境传感器。当前，光、水等常规的环境传感器发展已经比较成熟，土壤传感器是目前农业传感器研究的重点。采用电子以及电磁学等方法对土壤的电阻以及电容等参数进行测量，很容易受土壤组成的影响。利用电磁波对土壤进行测量可以对土壤的结构以及物理化学性质等进行测量。电化学方法可以对土壤中的某些离子等进行测量，土壤的组成具有一定的复杂性，因而，原位测量传感器在国际范围中都是研究的难点。信息传感器同样也是研究的难点，主要采用光学以及电磁学等物理学原理，根据被测对象的性质来对动植物生命体进行检测，然而动植物生命过程具有一定的复杂性，想要对其信息进行精准的探测，就必须在其计量模型上有一定程度上的突破。
2.3农业物联网通讯技术分析
农业环境具有一定的复杂性，因而想要实现农业物联网信息的传输对通讯技术进行简单的搬用是不行的，要根据实际情况选择适宜的通讯方式。农业设施中不仅要考虑墙体的厚度，同时还要考虑材质对传感器节点之间的信息通讯的影响。比如，大田的作物要考虑农作物的高度以及地形地貌特征对通讯的影响，基于此种情况的考虑，节点布设以及节能机制就成为研究的重点。果园中树冠的形状以及与天线的相对高度直接影响着信息的传输。
2.4农业物联网应用分析
农业物联网应用是一个闭环控制的过程，在农业物联网应用中其关键性的技术有云计算以及云服务。因为，农业具有一定的生命特性以及生态区域性特征，因而农业的物联网应用很难通过一种技术以及模式来对问题进行解决。在实践中，一般都是按照实际的情况来对物联网进行应用。就其应用模式而言，可以是weB服务应用也可以是智能的单体应用。
伴随着科学技术的不断进步，很多欧美发达国家都对农业物联网应用开展了示范性的研究。在农业生产中实现了物联网技术的实践与推广。我国在此基础上也开展了一系列的应用研究，为我农业的发展奠定了技术基础。
3农业物联网发展趋势分析
在农业生产的过程中，应用农业物联网技术对于农业的生产管理具有很大的积极作用。以下分别从几个方便对农业物联网的发展前景进行阐述：
3.1农业传感器的新研究
农业传感器是农业信息获取的“眼睛”在农业物联网信息感知系统中发挥着积极的作用。全新的农业传感器的研究在农业物联网产业中也是不可忽略的关键环节。伴随着科学技术的进步，微机电系统农业传感器也将成为重要的研究领域。
3.2农产品的生产更加精细化
伴随着农业物联网技术的不断发展，对于农产品的精细化的管理将会成为农业物联网发展的方向。通过物联网技术对农作物进行精准化的播种、育秧以及对其生产环境进行精确的控制等，都在很大层面上节省了人力资源，提高了农业生产的附加值，进而更好的促进我国农业精细化的发展。
4结语
综上所述，虽然物联网在农业实践中的应用依旧面临着很大的挑战，但是随着物联网产业的标准化的逐步建立与完善，以及农业物联网技术的不断进步，将会更快的促进我国农业现代化的发展。
参考文献
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[3]林兰芬，王瑞松，于鹏华.基于GiS的农田小气候环境可视监测系统[J].农业机械学报，2015，03：254-260.
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[5]李灯华，李哲敏，许世卫.我国农业物联网产业化现状与对策[J].广东农业科学，2015，20：149-157.
作者简介
唐矗1995-），男，浙江省杭州市人。大学本科学历。现为成都理工大学信息科学与技术学院物联网工程专业在读学生。研究方向为物联网技术的应用。
生物信息学研究进展篇8
＊＊＊
学生在学校的一切学习活动都是在特定的环境下进行的。教学活动与教学环境是客观存在的统一体。地理教学是学校教学的一个子系统，因此也同样受教学环境的影响。教学环境可以从多方面进行分析研究，地理教学信息环境研究试图利用心理学、教育学、地理学、信息科学、社会学等科学的研究成果，从地理教学信息源和地理教学信息在课堂教学中的流通方式等方面，研究地理教学中信息环境的建立及对地理教学过程的影响。这在地理教学乃至中学教学论研究中还是崭新的课题，本文尝试对这项研究的意义、内容、方法及涉及的基本概念做一初步探讨。
一、地理教学信息环境的基本概念和研究意义
（一）地理教学信息环境的概念
学生在学校学习时，总是处在一种特殊的环境下。这种环境可以从不同层次、不同角度进行研究。如果从所指范围的大小看，教学环境有以下划分：
社会环境——社会教育环境可以被认为是学生学习所处的大的社会背景。学校环境——学校教育环境是处于社会教育环境中的次一层学习环境。课堂（教室）环境——课堂教育环境是空间范围更小的学习环境。
从因素分类来看，教学的物理环境和心理环境是人们注意较多的教学环境。而对地理教学来说，另一种同属因素分类的教学环境也很重要，这就是教学信息环境。
教学信息环境可以被看作是学生学习过程中知识信息、教学活动信息来源、传递和加工状况与条件的总和。与心理环境有类似的地方，教学信息环境也是无法触摸的环境，但却要依附某些实体，如课本、教学设备等而存在。
所谓教学信息有两方面的含义。其一，指与教学目标相关的学科内容（不是该学科的全部知识），即知识信息。其二，指反映学生学习活动过程和状态的教学活动信息。因此，教学信息环境是以学生学习过程和活动、学生全面发展为中心的课堂教育环境的一种。
地理课堂教学环境则是指地理学习时所独有的教学信息环境。由于地理学科本身的特点，地理教学信息环境的研究和建立尤为重要。这一点将在下面详细讨论。
（二）地理教学信息环境研究的意义
1.从地理教学特点看地理教学信息环境研究的意义
地理教学中的信息以社会信息为主，可分为三大部分：基础信息、隐含信息和信息。基础信息是指经过教材编写者、投影片、幻灯片、录像片等教学材料的编制者以及地理教师事先加工好的地理知识。就我国中学地理教学来说，这部分知识以国家地理教学大纲规定的内容为基础，根据各地区或各学校情况加以适当扩充构成。在理想状态下，即学生并没有事先对这些内容有所了解，通过地理课的学习，学生可以完成对这部分地理事物由不知到知的过程。但在实际教学中，课本中特别是初中地理课本中的一些知识，学生早已通过其他渠道获得，那么，在地理课堂教学中，这部分知识已不具有信息的意义。基础信息包括自然、社会、经济、区域等方面的地理信息，如关于地球陆地各种地形和自然带分布的信息，世界主要地区和国家的位置、自然环境、经济发展、社会文化等方面的信息。
在地理教学中，教师有时并不直接将地理信息传送到学生那里，而是提供适量的地理数据（文字、图像、数字等），将教学需要的信息隐含在这些数据中，这类教学信息就是隐含信息。地理数据相对学生来说是未加工的，在教师指导下对这些数据进行加工处理，从中获得有用的知识。例如，教师提供某一国家若干年人口发展的实际统计数据，要求学生从中得出该国人口发展特点和趋势。这里人口发展特点和趋势是教学最终要获得的信息，而那些统计数据则是有待加工的原始数据。再如，要求学生评价某一地区对土地资源和水资源的利用状况，教师需要提供该地区各阶段土地和水资源利用的具体数据，供学生分析、评价、提取信息。
信息是指学生通过非正规教学获得的地理信息。例如，通过在家里看电视、报纸、课外读物，参观博物馆等方式获得的地理知识。如果信息正好与基础信息重合，基础信息就转变成信息。
在地理教学中，各种信息的运用并不是可有可无。我们可以从地理研究的两大特征分析这个问题。地理学的第一个特征是区域性。这是因为地球表层最显著的特征就是自然事物和人文事物分布的不均一性。区域地理研究一直是地理学的重要和基本的内容，也是初中地理教学的主要内容。传统的区域地理工作方法是一个地区资料的搜集、堆砌和描述。地理学的发展使区域地理学正在摆脱陈旧的研究方法，逐步走向用比较、数理统计等方法进行区域地理规律的综合研究。不论是古老的区域地理还是它发展的新方向，其研究都离不开对一个地区的大量信息的获取。学生在学校对地理知识的认识过程也是如此。例如，要认识我国南方和北方在自然环境和人类活动方面的不同，可以列出下表。如果需要，再引导学生深入探讨为什么存在这种不同。
我国北方与南方比较（部分）
（附图{图}）
地理学的第二个特征是综合性。地理学研究的目的是揭示地球表层各要素之间的组合关系，因而从整体上认识地理事物。因此，综合分析各组成要素从而揭示客观规律是地理学研究的优势。这些因素涉及范围很广，有自然因素，也有人文因素；有空间因素，也有时间因素。在自然方面，要考虑岩石、大气、水体、土壤、生物等因素。在人文方面，要考虑经济、社会、文化、历史等因素。例如，研究某地气候状况，就要从该区的纬度位置、海陆位置、下垫面状况，以及人类活动等多种因素综合分析得出结论。此外，“由于地理学研究中所使用的时空概念与其他学科不同（在地理学研究中时空不具有可逆性），因此，地理学研究很难像数学那样抽象，很难像物理学、化学或生物学那样进行一定条件下的实验，而必须通过对一个个具有独特特征的区域进行综合考察和研究之后，才能去洞察和透视整个地域的空间结构，才有可能获取到某些一般性规律”。[1]同样，反映到中学地理教学中，许多内容很难通过一种实验就能获得结论，必须让学生一个区域一个区域、一类一类事物去综合分析，才能使学生认识世界这个整体并掌握地理的学习方法。这个过程的基础同样是占有较多的地理信息或地理数据。
从地理教学的发展看，地理教学信息也占有越来越重要的地位。首先，地理教学内容中有关人文地理、经济地理、社会发展、环境保护等内容会日益增多。课堂上的教学内容将更加接近学生的实际生活和人类面临的重大问题。比起自然地理部分，这些内容的教学所需信息量会大大增加。此外，地理教学，特别是高中地理教学，应改变只是拿一些原则泛泛而谈的作法。
其次，中学教育越来越注重学生的素质教育和能力培养。中学各科在这方面都负有自己的使命。地理教学在培养学生获取、整理、运用信息能力方面有着得天独厚的优势。而要做到这一点，加大隐含信息和信息的运用，促使学生多从地理数据中获取有用信息是一种较好途径。
第三，学生获取的地理信息所占比重逐渐增大，这是和大众传播媒体的迅速发展有直接关系。最近的一个关于北京市部分中学地理教学中电教手段应用现状的调查表明，就地理教学来说，学生获取地理知识的渠道已相当广泛。在问到学生除地理课外，还通过什么渠道了解地理知识时，有51.3%的学生回答是电视新闻；70.1%的学生回答是专栏节目；51.3%的学生回答是报刊杂志；43%的学生回答是朋友长辈口中；44.6%的学生回答是博物馆、展览馆等。可见，学生地理信息的获得，实际上已构成学生地理学习信息环境的一部分。
2.尝试教学环境研究的新领域
随着社会发展和信息技术在教育教学中越来越多的应用，学校对学生的培养也从以灌输知识为主向关注学生全面发展、个性发展特别是能力培养转变。如前所述，学生获取知识的渠道已不只是教师的讲述和课本的描述。大众传播媒体的发展实际上已经在影响、改变着中学地理课堂教学。这种影响还会日益扩大。学生地理学习信息源的变化，直接影响着学生课堂上地理知识的学习。例如，由于学生获取的课外知识丰富，而使本来应该是未知的东西变成已知，从而使讲课听上去乏味。相反，由于辅助知识的增加，也可能使某些教学中的难点变得容易，或对课上内容产生深入探索的愿望等等。利用学生已有知识进行教学，这是教学的一大基本原则。但在传统教学体系下，教师在很大程度上只是注意到利用学生已有的知识，而对学生课外知识来源的变化缺乏注意和研究。
二、地理教学信息环境研究的主要内容
（一）研究地理教学信息环境的构成
课堂教学环境从理论上说，都应该是人为形成的环境。人们在布置教室时，都是依据一定的教育教学需要和学生心理发展需要。教学信息环境就更是一种受人为干预很强的环境。这是对教学信息环境的第一点认识。研究任何一种特定的环境构成，都有一个范围界定。教学的物理环境主要是研究课堂的物理层面，它的形状、大小、光线、色彩、温度、声响、气味、室内物品放置等。由此类推，地理教学信息环境的内涵将进一步缩小，它只研究学校地理课堂教学与信息获取、传递、运用有关的环境构成。这种研究还要分两步进行。第一步，研究现实中学地理课堂教学信息环境的构成状况和对学生学习的影响。第二步，研究怎样改进或创建地理教学信息环境，以适应未来社会对地理教学的要求。后一步是地理教学信息环境研究的重点。应该指出，虽然课堂教学在任何时候都可以说在进行着教学信息的传递，但不一定都具有教学信息环境。
从构成的具体要素看，地理教学信息环境包括信息技术和信息内容两部分。信息技术又可以从两方面研究，一方面是它的软件构成。现代信息技术发展很快，选择什么样的技术用于中学地理课堂教学，值得很好研究。另一方面是这些信息技术所依附的实体，也就是硬件部分。从教学角度看，研究硬件本身不是我们的任务。我们只是根据需要做出恰当的选择。信息技术可以看作是地理教学信息环境中的信息源、信息传播通道和信息加工处理器。从广义上讲，地理课堂教学中的信息源和信息加工处理方式还应包括地理课本、常规地理图表、其它地理教学手段，甚至包括地理教师。除了地理教师外，上述其它媒体都可以归到信息技术中加以研究。信息技术毕竟只是手段。学生需要从地理教学中获取的是这些技术手段所传递、加工处理的内容，即地理教学信息内容。对信息内容的研究实际是个间接过程。我们直接研究的是教学信息的另一种载体——地理教学数据。这个研究也有两个相互关联的范围限定。一是在内容上，我们把它限定在地理教学范围之内。并不是所有的信息都是地理教学所需，而是其中的与地理有关的信息；也不是去研究如何吸收全部地理信息，而是与教学有关的地理信息。地理教学信息一词，除了与地理相关外，还与教学有关，即一些教学指导信息、教学方法信息等也属研究范围。第二个限定是物理空间上的限定，即是在地理课堂内使用的教学信息。既然有上述两种限定，地理教学信息内容必定是有选择、有组织、对学生学习地理有导向性的知识。为了使构成的地理教学环境能够达到预定的效果，必须依据一定的标准组织地理教学信息。因此，对这种标准的研究也是地理教学环境研究的重要组成部分。
（二）地理教学信息环境对学生地理学习的影响
地理教学信息环境对学生学习行为和全面发展的影响，是地理教学信息环境研究的中心部分，也是研究的目的所在。
课堂教学环境对学生的影响不仅仅在学习成绩方面，对学生心理和能力各方面的发展都有不容忽视的影响。地理教学信息环境对学生学习影响的研究包括以下几个方面：
1.学生学习地理广度和深度的变化。在学习深度和广度符合社会发展和地理科学发展需要，也符合学生年龄和心理特征的前提下，研究地理教学环境的构成对学生学习的影响。
2.学生获取、加工、运用信息能力的变化。研究地理教学信息环境的改变对学生获取信息和处理能力变化的影响。
3.学生对社会问题的关注程度和相应价值观的变化。研究在某种特定的教学信息环境下，学生，特别是高中学生对学校以外的社会问题的关注程度有无变化，有什么样的变化，地理价值观的形成受到什么样的影响等。
4.学生学习地理积极性的变化。研究在某种教学信息环境下，学生学习地理的兴趣是否会发生变化，这种变化又会对学生全面发展产生什么样的影响。
5.对学生地理学习方式的影响。研究在比较理想的地理教学环境下，学生地理学习方式可能会发生哪些有益的变化以及为什么会有这样的变化。
（三）地理教学信息环境的控制和评价研究
教学信息环境与学生学习活动的关系是相互的。信息环境可以影响学生，学生活动反过来也会影响信息环境。当学生对信息环境的影响产生反馈时，就需要有人对信息环境进行调控和评价。一般来说，可以由地理教师和地理教育研究人员共同对教学信息环境进行调控和评价，使之更加适合地理教学的需要。但对哪些内容进行调控，怎样调控以及如何评价地理教学信息环境，需要认真加以研究。
三、开展地理教学信息环境研究的可能性
如前所述，地理教学信息环境对中学地理教学来说有着特殊的意义。但是对这种教学信息环境的研究能否顺利开展，外部条件是否提供了可能性。我们从以下两个方面讨论这种可能性。
（一）理论和研究方法基础
除了普通教育学、心理学、哲学、信息科学等学科理论研究成果的强有力支持外，与之更为密切的教学环境研究和地理科学发展，也为地理教学信息环境研究提供了基础。特别是教学环境测评手段——一批测量工具的形成，使我们可以尽快地吸收前人的研究成果，更科学、更有效地开展地理教学信息环境研究。地理科学的发展则为地理教学信息环境的形成提供了许多新的学科领域、内容、观念和方法。因为地理学新发展向中学地理教学的渗透和影响，使我们有可能利用这些新发展研究和创立地理教学信息环境并改进学生的地理学习行为。
（二）技术条件
技术条件是地理教学信息环境研究的前提。正如没有迅速发展的大众传播媒体，学生就不可能获得大量外围信息；没有相应的技术手段，就不可能建立一定的地理教学信息环境。因为地理教学中只有课本、简单的地图册及教师的讲述，是构不成所谓信息环境的。因此，从某个角度看，技术手段在这个研究中将起决定作用。
从现在科学技术的状况来看，以计算机为主体的信息技术已经迅速发展。其中可以为地理教学信息环境所用的大致有三方面：数据库技术、多媒体技术和计算机网络技术。这三部分实际上是一个问题——数据处理和传播的不同方面。
数据库技术：所谓数据库，是指一种存放各种有价值的信息数据的“仓库”。前面已提到，数据不只是指数字，还包括字符，即文字、图形和声音。数据处理则包括了数字处理、文字处理、图形处理和声音处理。计算机数据库的出现，使传统地理教学数据的存储和调用方式的改进成为可能。在非计算机状态下，地理教学数据是分散在各种印刷媒介（如报纸、杂志、科普读物等）和非专业化的录像、电影片中，或是以文摘和报刊索引的形式出现。这样的数据源对于平时教学任务繁重的中学教师来说，使用并不方便。查找、摘抄一个地理数据、一条信息往往要花费很长时间，也不易保存和管理。特别是在这样的信息条件下，有计划地、系统地训练学生搜集、处理、应用地理信息的能力，从时间和学生负担上都不是很现实的。使用计算机数据库则方便得多。计算机数据库中的每一条数据都是独立的，这一点与文摘相同，但查找和调用上却非常迅速。例如，使用“北京市1949年-1993年公路交通发展资料”软件，可以在一分钟内查到1994年至1993年期间的任何一年或任一规定年限内有关北京市的公路长度，公共汽车、出租车、自行车数目，地下铁路发展等方面的任何一条数据（在软件数据范围之内）。教师还可对数据库中的任何一条数据进行修改、删除、添加等操作。如果联网，获取的数据会更广泛。因此，计算机数据库是地理教学信息环境建立的技术基础。
多媒体技术：多媒体技术也是用来处理和显示各种数据的计算机信息技术，现在已有多媒体数据库出现。它的优势在于对图像和声音的处理和显示上。例如，上面提到的北京市交通教学数据库，因为没有使用多媒体数据库技术，脚本设计中的许多图像因处理上的困难没能使用。再如，在光盘上查找一个教学需要的画面，只需按键选择，显示灵活、迅速，免去使用录像带时的倒带之苦。目前，多媒体技术还在研究和发展之中，能够处理大量影视图像的技术价值昂贵，在学校教学中还难以实现。但是，一般处理文字、静止图像、声音的技术已可以在学校中试用。随着多媒体技术的发展和计算机硬件价格的迅速下降，它将最终走入学校课堂。
为了弥补多媒体技术目前发展的不足，可以引入常规教学条件下的多媒体概念，即由各种常规和电教手段构成的教学媒体群。例如在一堂地理课中将黑板、地球仪、挂图、投影仪、录像等教学手段按需要有机地结合起来运用。其中，录像技术可以较好地解决影视画面的编辑和播放问题。只是使用方便、灵活程度和在网络中使用等问题，还有待于计算机多媒体技术的进一步发展。由此可见，利用多媒体技术进行地理教学信息环境研究的实验已成为可能。
网络技术：计算机网络是快速大面积传播教学信息的技术。目前正在我国开始筹建的“信息高速公路”，就是一个由各种现代通信手段组成的信息交通网络。计算机网络可以使网上的所有用户分享信息，改变传统的教室、校园、课堂教学等观念，建立崭新的教学体系。这也正是地理教学信息环境研究的目的之一。计算机网络在未来地理教学环境中将成为重要的信息源。
就目前我国中学教学条件来看，已有一批重点中学拥有了相当数量和质量的计算机。不仅建起了计算机教室，为每个教研室配备了计算机，还准备在每个教室安装计算机并联网。虽然这样的学校为数不是很多，且都分布在大城市和沿海经济发达地区，但具有这种设备条件学校的出现，为地理教学信息环境研究创造了条件。
生物信息学研究进展篇9
关键词：生物信息学；研究生；培养模式
中图分类号G642.0文献标识码a文章编号1007-7731（2016）22-0120-02
随着基因组测序技术的飞速发展，学科交叉的趋势也越来越明显，如生物信息学、数字医学、金融数学、环境生态学等，交叉学科的产生意味着跨学科时代的到来，这是不同科学门类领域学科相互渗透融合，凭借对象整合、概念移植理论渗透和类比推理等方法，对象世界及其变化进行体认和再现后形成的新学科[1]。这就要求我们必须创新，鼓励创新，而鼓励创新需要鼓励创新性人才培养，尤其是研究生阶段的人才培养，因为这个阶段的培养是建立在学科发展的国际前沿基础上的，但在高等院校中，由于当前研究生教育制度的“单一专业制”，限制了跨学科人才培养。然而，面对如此巨大变革，庞大的测序数据也是当前研究人员面对最困难的问题，此时生物信息学得到高度重视。尽管生物信息学是以生物为研究对象的学科，但是它的研究手段却是计算机与统计学算法相结合，涵盖了生物信息的获取、处理、存储、分配、分析以及阐述等各个方面以理解和利用海量的生物学数据为目的学科，这对我们生物学专业的学生来说无疑是学习和研究的屏障，培养其理论思维能力，创新能力和实践能力尤为重要，如何在生物学本科生中培养生物信息学研究生是生物学科研究生培养的难点。探索如何克服这一难点而培养能力和自主性强的生物信息学科研究生将具有十分重要的意义，本文就跨学科培养生物信息学研究生所面临的一些问题进行探讨。
1跨学科培养生物信息学研究生的必要性
跨学科或交叉学科的出现发挥了明显的作用，为许多领域的科学问题提供了答案。法国作家普鲁斯特曾说，真正的发现之旅，并不是去寻找新大陆，而是采用一种新视角[2]。在某一个学科内无法解决的问题，如果换个角度就很可能迎刃而解，这种创新性的问题答案的获得不但需要多学科的协同攻关，更需要在研究生教育方面培养一大批高层次的具有跨学科思维并掌握多学科理论与方法的人才，这样才能更好地推动科技创新。在国外，跨学科研究已经非常普遍。如在德国的柏林工业大学已经建立跨系研究中心、跨学科研究小组、大学研究论坛以及跨学科研究协会等组织；在日本，名古屋大学建立了复合专业群以促进学科前沿交叉领域的发展和研究生素质的提高[3]。这些不争的事实均反映了在世界范围内跨学科研究生培养的趋势所在，跨学科生物信息学研究生的培养也不例外。
2跨学科培养生物信息学研究生的优势与不足
我国研究生教育培养已从传统单一学科的培养模式向跨学科和学科交叉的培养方向发展，跨学科、跨专业选择的研究生数量也日渐增多，已成规模。跨学科的研究生同本专业研究生相比，既有优势，也存在一定的不足，当然包括跨学科培养的生物信息学研究生。跨学科培养的优势在于研究生能虼佣嘟嵌瓤悸俏侍猓有可能因为学科交叉而产生独特的研究方法和思维方式，形成创新点；也可以从不同的专业角度发现问题、观察问题、研究问题、解决问题。不足之处有：在新学科的基础知识及专业知识积累上有所欠缺，对很多问题理解不透彻，初期也可能学习，科研压力大很难进入科研状态，如果自我调节能力不强，导致有些研究生可能会出现自卑情绪，需要一定的适应阶段，但过了这个阶段，跨学科的优势即可逐步显现出来。
3跨学科培养生物信息学研究生的制约因素
在高等教育体系中，本科教育和研究生教育分别培养应用型人才和研究型、创新型人才[4]。近年来，为了适应社会发展对复合型高层次人才的需求，我国许多高等院校逐步开展了对研究生的跨学科培养。但在培养过程中，存在一些制约其发展因素，主要表现在以下几个方面：
3.1培养理念与方式在传统的教育管理理念与方式下，研究生教育的培养主题依然是单学科，而非多学科、交叉学科、跨学科。我国大多数院校的研究生培养仍然采取这种模式，虽然也培养了一些杰出人才，但总体上不利于研究生多方面知识的获取，使研究生缺乏创新性。对于跨学科培养研究生，行政管理条例应该灵活，研究生学制期限也不应该固定，因人而异等等均收到一定的限制，无法实施。在高等院校在课程的设置上，一般很少设立学科跨度大的专业必修课和选修课，学院与学院之间基本不再进行跨学院跨学科开课，选课上缺乏协作性，研究生培养计划中也没有整体的培养应对跨学科的培养方案等。
3.2培养体制与机构我国大多数的高校是以一级学科为基础设置学院，学院数量较多，学校也习惯于以学院为基本单位，学院内部学科包容量较少，专业划分过于详细，而此时可能忽略了跨学科与交叉学科过于规范的培养框架。目前，我国有很多高校拥有独具特色和优势的学科与专业，但由于僵化的培养制度，难于形成特色或优势学科主导下的跨学科培养方案，更不利于高层次人才的培养。所以，跨学科培养存在一定的体制问题，学生在掌握了大量交叉学科知识及研究方法后，还要认清主导学科并能解决实际问题。如果在培养过程中过于重视现有的培养制度和教学计划，就容易使整个培养体系走向僵化，不但不能促进跨学科的发展，更难以培养出适应社会发展需要的复合型高层次的人才。
3.3导师与研究生个人在指导教师方面，大多数导师也不具有跨学科学习与跨学科研究的经历，其开展的研究项目也只是单一学科的。而刚刚跨学科的研究生也可能和导师的情况类似，这样导师与学生的学科知识结构都相对单一，对其他学科知识及发展动态掌握不够，使跨学科培养在双方面都受到了阻碍。所以，在跨学科研究上，导师和学生都应该拥有跨学科研究的知识背景，既要掌握一定的跨学科相关知识和研究方法，也要经常参与跨学科的学术交流，积极进行跨学科建设和跨学科项目的研究。
4跨学科培养生物信息学研究生的必要措施
跨学科的研究生培养是一个长期而又复杂的过程，跨学科生物信息学研究生培养也不例外，从培养过程中涉及的制约因素考虑，为提高跨学科生物信息学研究生创新人才的培养水平，提出以下主要措施：
4.1建立健全相关跨学科培养制度在组织机构上，设置好学院后，应注意适当增加学院的学科数量，以促进不同学科不同专业的交叉与融合。在资源利用上，实现资源共享，由学校统一进行管理大型实验设备和仪器，建立相关的技术与服务平台，避免资源闲置或浪费现象的发生，提高资源利用率，更要打破学科专业之间的界限，积极争取校企与科研院所的合作等，进行研究生联合培养。
4.2完善跨学科培养方式跨学科培养涉及到很多环节，首先在考试科目的设置、试卷命题及复试上，都要尽可能按跨学科招生。既要注重考察考生知识容量，也要考察考生的能力是否具备跨学科培养的潜力，优先录取综合素质高的跨学科考生。此外，招生录取途径也应该多样化，如导师有招生自[5]。在研究生课程教学上，更要注重课程的交叉性与综合性，还要引入交叉学科研究的最新成果，使研究生了解学科发展动态。另外，跨学科研究生可以在不同实验室进行学习，提高自身能力，积极参加学校或学院组织的学术交流、多听跨学科的学术报告和学术讲座等。
此外，还要注重激励机制，目前，许多高校及科研院所在评估科研人员的业绩时，过于注重甚至只考虑第一作者的贡献，其他作者的贡献忽略不计，这样非常不利于跨学科研究的培养，影响积极性。许多生物信息学的研究是和其他的生物学科交叉发展的，第一作者贡献固然大，其他位次的也要适当的考虑，这样才能使得研究生的跨学科教育快速发展。
4.3重视导师与研究生的跨学科研究跨学科研究生的水平高低c导师的学术水平、综合能力等有直接的关系，因为导师对研究生选题、技术路线等方面具有很大的指导作用。研究生在跨学科上也应高度重视，储备知识，拓展思维，这样和导师进行的跨学科沟通时才能顺利进行，有利于发展。导师方面，我们倡导的多导师制，也就是我们常听说的还有副导师，这样更能有效地培养研究生的全面知识与试验技能，有助于跨学科的创新性。培养跨学科的生物信息生学研究生的知识与技能，多导师制更值得提倡，因为其中涉及很多软件知识、计算机知识、生物学知识等多个学科的知识和技能，这样可以相互补充，有助于问题的解决。
我国研究生教育具有多层次性、多类型的人才培养模式，但跨学科人才培养仍处在探索阶段，存在很多制约因素，但跨学科研究生培养对于培养创新型人才有着及其重要的作用，可能成为培养交叉学科人才、创新人才的有效途径。
参考文献
[1]炎冰，宋子良.交叉学科概念新解[J].科学技术与辩证法，1996，13（4）：51-54.
[2]林崇德，罗良.建设创新型国家与创新人才的培养[J].北京师范大学学报（社会科学版）2007，1：29-34.
[3]何沐蓉，朱浩，常军武.跨学科培养生物医学研究生[J].学位与研究生教育，2011，7（7）：11-16.
[4]贾川.我国高校跨学科研究生培养机制研究[D].长沙：国防科学技术大学，2008.
生物信息学研究进展篇10
[关键词]信息技术学习能力创新
冀教版教材要求注重培养学生的综合处理信息能力，强调让课程要成为以学生为主体的信息收集、处理和应用的实践活动，营造“宽松、主动、愉悦的学习氛围”，使学生“在快乐中活动，在活动中学习，在学习中创造”。为此，我们在高一年级信息技术课堂中开展了“生活中的物理”研究性学习活动，期待通过信息技术教学与物理研究性学习活动的结合，培养学生的探究意识、独立思考和创新能力。活动的开展收到了良好的效果。
一、运用多媒体展示真实的物理世界
物理与人类的生产、生活关系密切，物理知识的应用非常广泛，多媒体可以弥补传统教学的不足。利用多媒体，可以在有限的授课时间内，尽可能多的展示物理知识以及具体应用，开阔学生的视野，激发其好奇心、求知欲，引发学生探究课本以外的知识，为进一步搞好物理学习做铺垫。
有些物理现象比较抽象，光靠语言讲解学生很难把握，比如讲授核能的有关内容、讲解磁场和电磁感应等问题时，运用多媒体播映有关录像，可以使以往难以观察到的宏观或微观场景，在学生们面前一览无遗，拉近高科技与学生所学物理知识的距离，变高不可攀为伸手可及。物理学的发展来自实践，是在对自然现象观察的基础上从科学实验和生产实践中总结发展起来的。大千世界五彩缤纷，物理现象比比皆是，问题就在于以往我们无法使其由抽象变为具体，运用多媒体真实展示，可使神秘的物理现象走入课堂，让学生感到熟悉而亲切，解决许多以前教师难以说清楚的问题。
二、应用互联网查找“生活中的物理”素材
当学生已经对生活中的物理知识产生好奇与兴趣的时候，学生的求知欲就会明显增强，就会感到手上能够找到的资料太少，这时，介绍电脑与互联网就非常及时，因为通过互联网可以获取大量的有关资料以满足学生的需要。利用互联网，还可增强学习的目的性、时限性，在很大程度上避免上网盲目性与低效率。
我们在开展“生活中的物理”学习活动时，提出了“生活中的物理研究性学习活动”总课题。活动面向全体学生，内容针对物理学的各个方面，坚持以学生的自主选择、主动探索为主，尊重学生的个性、兴趣、爱好、特长和意愿，教师则侧重于为学生应用互联网查找相关内容提供充分的网络知识，支持和帮助学生达到想达到的目的。
互联网为同学们查找资料开展学习提供了广阔空间，可以跨越时空界限，为大家带来了意想不到的便利，他们为了进行有效的查找、保存和整理自己的素材，学生对学习电脑知识的热情非常高，在老师的指导下，他们很快学会了如何选择搜索关键词、如何建立文件夹、如何建立新文件、如何保存网页或者保存woRD等知识，而且举一反三，学以致用，并在学习中积极提出问题，例如：如何编辑、排版等等。而这些问题，在没有进行“生活中的物理”学习活动开展前的信息技术课堂上，都是由教师提出来，并反复加以讲解也不一定能够被学生理解和接受的，属于教学的难点。通过活动，激发了同学们学习信息技术课的积极性，并将应用互联网与物理研究活动自然融合在一起，并缔造了宽松、愉悦的学习氛围。
“生活中的物理”学习活动开展激发了同学们的广泛兴趣，这些兴趣涉及到力学、电学、声学、热学、自然现象、生活常识等许多方面。通过活动的开展，同学们的兴趣还往实际操作方面延伸，他们大量模仿、制作，搞小实验——例如，用塑料可乐瓶做非常有趣的水悬球、水火箭的实验，利用静电放电原理制作旋转轮等等。活动使同学们深切感受到物理知识普遍存在于大自然和日常生活中，随时随地发生在自己身边，可以解释许多奇妙的现象，使学生对于物理知识的价值有了更好的认识，大大调动了学生学习物理学科的学习兴趣。下面是部分学生通过利用互联网学习，对于物理学产生的新的认识和感想：
生活中处处有物理，要想学好物理，必须要有善于发现的眼睛、勤于思考的大脑，还要勤于动手；
我更加喜欢这门学科了，发现物理知识在日常生活中运用非常广泛，生活中处处离不开物理识；
只有更广泛的了解物理知识，才能掌握自然界中诸多事物的规律，学好物理，便于了解存在于自然界中的真理；
……
三、确定小组课题题目，展开生活中的物理研究性学习活动
上一阶段的活动自由、发散，学生的好奇心、求知欲、动手实验的愿望被自然而然调动起来。在此基础上，我们根据教学内容以及学生个别研究内容，选择具有较好研究价值和实际意义的小课题，组织学生以小组为单位开展小课题研究活动，以进一步培养学生研究性学习能力。
部分小课题题目：
无处不在的重力王欣、刘明、韩宜成、刘杨
反冲力张彦春
有趣的摩擦力常婷
生活中的力学现象张春雨张蕾
12个有趣的物理实验殷玉格
千斤顶的原理张汉鹏
铁针浮在水面上高厚仁
……
本阶段为了使同学们更好、更有效组织自己的资料，使之更加清楚、简洁、条理、美观，在已经掌握了网络的简单应用的基础上，我们让学生进一步学习与掌握woRD编辑、排版知识，以使操作变得轻松和迅速，并随着对于互连网知识的更多了解，按计划突破信息技术课教学的难点。
研究性活动在学生自主、交流、合作的氛围中进行，通过不断的改进走向深入与完善。
四、展示研究性学习成果
由于学生研究的课题内容与形式多种多样，所以当研究进行一段时间以后，应安排展示活动，让每个小组展示自己的研究成果，使学生有成就感，与全班学生共同分享成功的快乐，把涌现出的有兴趣与特长的学生，组织成物理实验研究兴趣小组，进行深层次研究。
在科学技术的发展日新月异的今天，信息技术课程的教学目标与内容也在与时俱进，信息技术课堂教给学生什么样的知识？培养学生什么样的能力？是近年来信息技术教师一直思考与困惑的问题。我想，发挥信息技术的特长，挖掘信息技术的潜力，加强信息技术与物理等其他学科教学更好地融合，互相支撑、互相促进，就一定能有力地促进教学改革的进行，使学生的素质得到全面发展。开展各种与其他学科结合的活动，能使学生处于愉快的学习状态，轻松地掌握信息技术知识，不失为一种很好的整合方法。
妥当与否愿与大家商榷。
参考文献