生物信息學(xué)技術(shù)

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生物信息學(xué)技術(shù)范文第1篇

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)應(yīng)用；人工智能；生物信息學(xué)；數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TP391

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1672—5158（2012）10-0078-01

一、生物信息數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)狀及問題

在生物信息學(xué)的發(fā)展過程中，逐步建立起了大量基于網(wǎng)絡(luò)的生物數(shù)據(jù)庫，而且開發(fā)了眾多檢索工具，從而實(shí)現(xiàn)了生物信息數(shù)據(jù)的智能處理和綜合分析。生物信息數(shù)據(jù)在具有增長(zhǎng)迅猛、更新及時(shí)、種類繁多等特點(diǎn)的同時(shí)，更表現(xiàn)出高度的復(fù)雜性、多樣性和不一致性。

隨著生物信息數(shù)據(jù)量的激增以及數(shù)據(jù)處理能力的復(fù)雜程度不斷提高，現(xiàn)有的生物信息數(shù)據(jù)庫已經(jīng)逐漸暴露出許多問題。三大核酸數(shù)據(jù)庫依靠傳統(tǒng)方式交換數(shù)據(jù)，無法及時(shí)反應(yīng)出其他專用生物信息數(shù)據(jù)庫的變化情況以及非核酸類數(shù)據(jù)信息。網(wǎng)上所提供的大部分?jǐn)?shù)據(jù)分析工具采用面向問題的搜索方法，搜索效率隨著問題規(guī)模的擴(kuò)大而降低，并且無法智能地對(duì)數(shù)據(jù)中存在的未知知識(shí)進(jìn)行發(fā)掘。為此，在后基因組時(shí)代，需要將數(shù)據(jù)倉(cāng)庫思想及智能數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)運(yùn)用到生物信息學(xué)領(lǐng)域中。

二、基于生物信息數(shù)據(jù)倉(cāng)庫的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

（一）　生物信息數(shù)據(jù)庫中的算法工具

在生物信息學(xué)中，基因比對(duì)是最常用和最經(jīng)典的研究手段。在核酸序列或蛋白質(zhì)序列之間進(jìn)行兩兩比對(duì)，比較兩個(gè)序列之間的相似區(qū)域和保守性位點(diǎn)，尋找二者的相似形、同源性，進(jìn)而探尋可能的分子進(jìn)化關(guān)系，揭示序列中蘊(yùn)涵的結(jié)構(gòu)、功能等信息。數(shù)據(jù)挖掘主要存在以下幾種經(jīng)典分析模式：關(guān)聯(lián)模式分析、序列模式分析、分類分析、聚類分析，其中關(guān)聯(lián)模式分析應(yīng)用最為廣泛。

（二）　OLAP和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

傳統(tǒng)的針對(duì)數(shù)據(jù)庫的開發(fā)工具多為聯(lián)機(jī)事物處理模式，它主要是面向具體的查詢和統(tǒng)計(jì)，有著較為具體的應(yīng)用目的。然而隨著越來越多數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)量的迅猛增長(zhǎng)，OLTP在數(shù)據(jù)資源的充分利用、為用戶提供有效支持和幫助等方面，則顯得力不從心。因此，基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫的聯(lián)機(jī)分析處理以及數(shù)據(jù)挖掘引起了日益廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。OLAP是一種自上而下、不斷深入的分析工具。用戶提出問題或假設(shè)，OLAP則負(fù)責(zé)從上而下深入地提取出關(guān)于該問題的詳細(xì)信息，并以可視化的方式呈現(xiàn)給用戶。DM是一種決策支持過程和挖掘性工具，它主要基于人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等技術(shù)，高度自動(dòng)化地對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)隱藏在數(shù)據(jù)中的模式，做出歸納性和預(yù)測(cè)性的推理。

（三）　基于生物信息數(shù)據(jù)倉(cāng)庫的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘的前提條件是必須具有海量數(shù)據(jù)，而這恰恰是數(shù)據(jù)倉(cāng)庫的基本特點(diǎn)之一，二者緊密結(jié)合可以有效解決大量應(yīng)用中出現(xiàn)的問題。在生物信息學(xué)領(lǐng)域，使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以大幅提高研究人員的工作效率，改變?cè)械念A(yù)測(cè)法；數(shù)據(jù)挖掘算法還可以結(jié)合生物信息專業(yè)領(lǐng)域的公式算法，根據(jù)研究人員的設(shè)想，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面高效的分析。

基于數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)發(fā)展起來的智能決策技術(shù)具備了在生物信息學(xué)領(lǐng)域中大展身手的天賦，特別是基于海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘和開采技術(shù)更具有廣泛的需求和應(yīng)用背景。另一方面，目前生物信息學(xué)的研究方法和發(fā)展情況，已經(jīng)形成了較為完善的智能決策系統(tǒng)，成為數(shù)據(jù)倉(cāng)庫和數(shù)據(jù)開采較為成功的應(yīng)用案例。另外，現(xiàn)有各種生物信息應(yīng)用分析軟件從一定程度上講，已經(jīng)反映并且實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)倉(cāng)庫及數(shù)據(jù)挖掘的思想和技術(shù)。

三、實(shí)現(xiàn)生物信息異地多源數(shù)據(jù)庫的綜合利用

（一）　建立基于Web的生物信息數(shù)據(jù)倉(cāng)庫

基于現(xiàn)有的生物信息數(shù)據(jù)庫，運(yùn)用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫思想，利用OLAP和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，建立生物信息數(shù)據(jù)倉(cāng)庫，是一種不需要大幅增加硬件設(shè)備以及物理裝置的前提下，實(shí)現(xiàn)基于Web平臺(tái)的生物信息集成與處理平臺(tái)的可行方案。設(shè)計(jì)一個(gè)基于Web的生物信息數(shù)據(jù)倉(cāng)庫，其主要結(jié)構(gòu)由五部分組成：外部數(shù)據(jù)源；基于Web的數(shù)據(jù)調(diào)度、傳輸；數(shù)據(jù)的變形整合；元數(shù)據(jù)規(guī)則、元數(shù)據(jù)管理；基于Web的綜合管理平臺(tái)。

DWBW以DDBJ／EMBI／GeneBank作為主要數(shù)據(jù)源，同時(shí)以其他主要的生物信息數(shù)據(jù)庫作為整個(gè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫的基本數(shù)據(jù)源。通過分析數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型，建立DWBW的元數(shù)據(jù)規(guī)則。這樣，基于上述各種數(shù)據(jù)庫就可以建立起一個(gè)基于Web的虛擬數(shù)據(jù)倉(cāng)庫，由于不存在一個(gè)物理上位于某地的存儲(chǔ)中心來保存這些數(shù)據(jù)，用戶面對(duì)的只是基于網(wǎng)絡(luò)的分布式虛擬的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫。其模型、算法的運(yùn)行由專用的分析工具服務(wù)器來完成，而對(duì)于數(shù)據(jù)的調(diào)用和整理都是在源數(shù)據(jù)庫上進(jìn)行的，根據(jù)不同用戶提交問題的不同，具體分析過程則由分配服務(wù)器交給服務(wù)器去完成分析，只是最終將結(jié)果返回請(qǐng)求分類服務(wù)器，顯示給用戶。

DWBW將通過統(tǒng)一的基于Web的頁面與用戶進(jìn)行交互，在后臺(tái)則主要由請(qǐng)求分類服務(wù)器、Web服務(wù)器及專用分析工具服務(wù)器共同完成對(duì)問題的提交和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫元數(shù)據(jù)規(guī)則的理解，然后根據(jù)分類的結(jié)果，與相關(guān)分析工具進(jìn)行匹配，將問題提交到相應(yīng)的分析工具服務(wù)器進(jìn)行處理。處理完成后返回給請(qǐng)求分類服務(wù)器，進(jìn)而返回給提交問題的用戶。

（二）　DWBW的關(guān)鍵技術(shù)

生物信息學(xué)元數(shù)據(jù)的抽取。數(shù)據(jù)的整理和抽取，是開發(fā)所有數(shù)據(jù)倉(cāng)庫時(shí)所遇到的最難解決也是最具挑戰(zhàn)性的問題之一。將不同時(shí)期生成的大量歷史數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、字段的定義以及對(duì)象之間的關(guān)系等一系列的描述信息整理出來，并制定一套通用可行的規(guī)范，本身就是一個(gè)工作量巨大、難度極高的問題。因此，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫元數(shù)據(jù)的抽取整理，成為建立DWBW的關(guān)鍵問題。數(shù)據(jù)抽取、清洗、轉(zhuǎn)換和裝載過程與一般數(shù)據(jù)倉(cāng)庫建立過程中的數(shù)據(jù)整理不完全相同，其數(shù)據(jù)具有規(guī)范性強(qiáng)，存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換、裝載容易等特點(diǎn)。

虛擬生物信息數(shù)據(jù)倉(cāng)庫的建立。虛擬生物信息數(shù)據(jù)倉(cāng)庫實(shí)現(xiàn)對(duì)生物信息平臺(tái)相關(guān)數(shù)據(jù)的組織和集成，并且將不同主題的數(shù)據(jù)對(duì)象分別存儲(chǔ)到各個(gè)數(shù)據(jù)集市中，同時(shí)還將建立起部分有價(jià)值數(shù)據(jù)的在線OLAP數(shù)據(jù)庫。虛擬數(shù)據(jù)倉(cāng)庫采用中間件充當(dāng)數(shù)據(jù)中心，提供信息的訪問接口，對(duì)存貯在不同數(shù)據(jù)源的生物信息數(shù)據(jù)進(jìn)行存取操作。由于虛擬生物信息數(shù)據(jù)倉(cāng)庫一般不是針對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，所以對(duì)于時(shí)間效率的要求不如一般查詢統(tǒng)計(jì)那么高，這就確保了開發(fā)處于不同物理位置數(shù)據(jù)源的虛擬DWBW具有可行性。同時(shí)，對(duì)于一般性的查詢比對(duì)等基本操作，不會(huì)影響其工作效率和準(zhǔn)確性。

基于Web面向用戶的綜合平臺(tái)的開發(fā)設(shè)計(jì)。此平臺(tái)主要提供一個(gè)用戶操作的平臺(tái)，除了集成基因比對(duì)、功能預(yù)測(cè)、序列分析、基因提交等傳統(tǒng)的操作以外，還允許用戶對(duì)虛擬數(shù)據(jù)倉(cāng)庫中的數(shù)據(jù)運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，提供更多的分析支持工具。

生物信息學(xué)技術(shù)范文第2篇

要想實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與生物教學(xué)的有效整合，要求教師投入大量的時(shí)間和精力挖掘備整合課程資源，這必然會(huì)給本來就辛苦備課，疲于奔命批改作業(yè)的教師帶來更大的壓力。同時(shí)，學(xué)校還必須投入大量的人力、物力、財(cái)力，構(gòu)建校園信息化平臺(tái)，建設(shè)信息技術(shù)教師隊(duì)伍等。教師教得辛苦，教學(xué)輔助部門配合得辛苦，學(xué)生學(xué)的效果也不盡如人意，投入和產(chǎn)出不成比例，往往高投入的背后是很低的收益，這導(dǎo)致許多教師也不愿意進(jìn)行整合。

二、解決信息技術(shù)與生物教學(xué)整合問題的辦法

1．明確整合的意義，確立正確方向

信息技術(shù)與生物教學(xué)整合的意義在于利用信息技術(shù)把枯燥、復(fù)雜、抽象的生物學(xué)知識(shí)生動(dòng)、活潑、具體地呈遞出來，創(chuàng)造一種新型的教學(xué)環(huán)境去啟發(fā)學(xué)生的思維，減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而達(dá)到提高教學(xué)效率的目的。教師必須明確信息技術(shù)與生物教學(xué)整合的意義，以確立正確的整合方向。

2．加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，將整合落實(shí)

在信息技術(shù)與生物教學(xué)的整合過程中，要充分加強(qiáng)教法、教育心理學(xué)、教學(xué)論等理論的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，把這些教學(xué)理論融入信息技術(shù)與生物教學(xué)的整合過程中，依據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，結(jié)合生物學(xué)科的特點(diǎn)，構(gòu)建易于實(shí)現(xiàn)生物教學(xué)與信息技術(shù)整合的新型教學(xué)模式。

3．結(jié)合生物學(xué)特點(diǎn)，進(jìn)行科學(xué)整合

現(xiàn)行高中生物教材，并不是每一節(jié)課的內(nèi)容都適合用信息技術(shù)來完成的。比如“細(xì)胞器”“遺傳的分子基礎(chǔ)”“生態(tài)系統(tǒng)”等用實(shí)物或投影演示，效果會(huì)很好。因此我們應(yīng)該從具體的教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)出發(fā)，明確信息技術(shù)教學(xué)用在什么地方，什么時(shí)候用，怎么用，期望收到什么效果，以真正達(dá)到“信息技術(shù)與生物教學(xué)的科學(xué)整合”。信息技術(shù)與生物教學(xué)的整合應(yīng)科學(xué)合理，其地位是“輔助”而不是“替代”。

4．建立評(píng)價(jià)機(jī)制，讓師生看到整合效益

生物信息學(xué)技術(shù)范文第3篇

1 利用多媒體進(jìn)行教學(xué)，實(shí)現(xiàn)生物課堂最優(yōu)化

最優(yōu)化課堂就是教師和學(xué)生在花費(fèi)最少的必要時(shí)間和精力的情況下達(dá)到最好的效果。包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程和教學(xué)手段最優(yōu)化。生本課堂是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的課堂，但是中學(xué)生物學(xué)中有些知識(shí)比較抽象，有些實(shí)驗(yàn)也無法在實(shí)驗(yàn)室完成，給學(xué)生自學(xué)帶來困難。這時(shí)，只要教師設(shè)計(jì)好教學(xué)內(nèi)容，借助多媒體，也能使生物課堂得到優(yōu)化。

1.1 利用多媒體進(jìn)行教學(xué)，可以化微觀為宏觀，化抽象為形象

生物學(xué)科的特點(diǎn)是細(xì)微、動(dòng)態(tài)、抽象。利用信息技術(shù)手段能夠真實(shí)、生動(dòng)、形象地展示生物的各種結(jié)構(gòu)以及生理活動(dòng)，顯示生物的微觀世界和宏觀世界，把抽象的內(nèi)容具體化，形象化。如《細(xì)胞結(jié)構(gòu)》一節(jié)，所有生物都是由細(xì)胞構(gòu)成，可是細(xì)胞形體微小，直徑約為10μm，重約0.001μg，需借助顯微鏡才能觀察。傳統(tǒng)的做法是用洋蔥、番茄、口腔上皮細(xì)胞等做成臨時(shí)裝片，放到普通顯微鏡中調(diào)試好，讓學(xué)生排著隊(duì)上來看，如果一個(gè)學(xué)生需要一分鐘，全班按50人計(jì)，那么一節(jié)課也完成不了任務(wù)。學(xué)生觀察的時(shí)間短，可能還沒有真正看清細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，所以學(xué)生畫的細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖都是照著書本描的，而不是自己的真實(shí)所見。這樣的教學(xué)效率很低，學(xué)生也可能不感興趣。如果讓學(xué)生自己動(dòng)手制作各種臨時(shí)裝片，以小組為單位，每組派一個(gè)代表把裝片放到數(shù)碼顯微鏡，可以把觀察到的圖像拍攝下來，再用數(shù)據(jù)線連接到多媒體，學(xué)生就可以在大屏幕上看到自己的作品，有的裝片細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核清晰可見，有的厚薄不均，結(jié)構(gòu)模糊不清，不僅可以讓學(xué)生了解制作裝片的技巧，還可以讓學(xué)生真實(shí)地感受到細(xì)胞的存在，從而提升了教學(xué)效果。

1.2 利用多媒體進(jìn)行教學(xué)，再現(xiàn)生命痕跡

時(shí)間不停留，生命的歷程不可逆轉(zhuǎn)，逝去的生命不可能在實(shí)驗(yàn)室重現(xiàn)。如“生物的進(jìn)化”，我們不能回到古生代去看三葉蟲，中生代去看恐龍，新生代去看靈長(zhǎng)類動(dòng)物如何進(jìn)化成人類，也不具備條件去博物館看化石，但我們可以利用多媒體播放三葉蟲、恐龍、靈長(zhǎng)類的動(dòng)畫或者化石，了解三葉蟲的形態(tài)，稱霸一時(shí)的恐龍迅速滅絕的原因，人類和靈長(zhǎng)類到底有多少相似之處，讓學(xué)生可以充分展開聯(lián)想和想像，理解生物進(jìn)化的歷程是漫長(zhǎng)的、殘酷的，也是自然選擇的結(jié)果。

1.3 利用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高課堂效率

生物新課標(biāo)本著親近自然，貼近生活，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的原則，增加了許多實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，如此多的實(shí)驗(yàn)，不可能都在課堂上完成。我們可以選擇一些耗時(shí)長(zhǎng)，難度大的實(shí)驗(yàn)借助多媒體輔助教學(xué)。如“光合作用”一節(jié)，有4個(gè)實(shí)驗(yàn)，即使提前準(zhǔn)備，也要2～3天的時(shí)間，如果把材料搬到課堂上，讓學(xué)生動(dòng)手嘗試，至少需要4節(jié)課，即兩個(gè)星期，嚴(yán)重影響教學(xué)進(jìn)度。我們可以把這4個(gè)實(shí)驗(yàn)落實(shí)到各個(gè)學(xué)習(xí)小組，讓他們?cè)谡n外完成，然后拍下重要的圖片，通過多媒體在課堂上展示出來，并把他們做實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)與同學(xué)們分享，可以達(dá)到事半功倍的效果，從而提高課堂效率。

2 創(chuàng)建“生物論壇”博客，讓課堂延伸到課外

生本教育的理念是“先學(xué)后教、以學(xué)定教、少教多學(xué)”，教師是“導(dǎo)游”，學(xué)生是“游客”，教師需向?qū)W生提供一個(gè)平臺(tái)，可讓學(xué)生各抒已見，自由討論。如《蒸騰作用》一節(jié)，可提前兩天布置“植物蒸騰失水”的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在課后完成，教師在“生物論壇”博客上留下討論題，學(xué)生可根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)體會(huì)在此展開討論；教師還可以把作業(yè)放在博客上，既可以減少抄襲，又可以實(shí)現(xiàn)無紙化作業(yè)。教師還可在博客上回答學(xué)生的疑難問題，或者參與學(xué)生的討論。這樣，學(xué)生在家也能很好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，而且趣味性強(qiáng)，還能提高學(xué)生的反應(yīng)能力和培養(yǎng)多向思維。

3 利用照相機(jī)，把自然界的生命現(xiàn)象搬回課堂

生物信息學(xué)技術(shù)范文第4篇

隨著信息技術(shù)的全面應(yīng)用，“信息技術(shù)與課程的整合”成為我國(guó)面向21世紀(jì)基礎(chǔ)教育教學(xué)改革的新視點(diǎn)，教育部也提出了要加快信息、技術(shù)教育與其他課程的整合，改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力的要求。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不斷完善下，以網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)為核心的現(xiàn)代信息技術(shù)引入教育領(lǐng)域后，不僅帶來了教育技術(shù)上的更新，更促進(jìn)了教學(xué)結(jié)構(gòu)模式的發(fā)展。近幾年來，教師不再以黑板和粉筆為武器進(jìn)行“一講到底”式的教學(xué)，而是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的需要，通過多媒體教學(xué)信息控制臺(tái)，利用計(jì)算機(jī)、投影機(jī)、大屏幕和電視機(jī)，調(diào)用自己在校園網(wǎng)上的教學(xué)站點(diǎn)和智能雙向閉路電視系統(tǒng)中的多媒體教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生展開研究性、探索性的學(xué)習(xí)。然而，如何恰當(dāng)運(yùn)用信息技術(shù)，使信息技術(shù)與課堂教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，從而為提高教學(xué)質(zhì)量服務(wù)，這是個(gè)值得深入探索的課題。

一、現(xiàn)代信息技術(shù)在生物教W中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

1.網(wǎng)絡(luò)資源在教師備課中的作用

計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)中蘊(yùn)含的大量資源，為我們進(jìn)行電子備課提供了豐富的參考，這大大拓寬了傳統(tǒng)的教材和教參的狹小范圍，能讓教師在互聯(lián)網(wǎng)中不斷獲取最新的資源，從而設(shè)計(jì)出具有時(shí)代氣息的電子教案。通過這種對(duì)信息的不斷加工和創(chuàng)新，教學(xué)設(shè)計(jì)質(zhì)量、藝術(shù)水平和可操作性會(huì)不斷地提高。備課時(shí)，除了借助教材和教參外，還可以通過網(wǎng)絡(luò)資源獲取更多的信息和資料，特別是那些優(yōu)秀案例，得獎(jiǎng)教案，讓我們開闊眼界，拓展上課的思路。在此基礎(chǔ)上，再結(jié)合自己的教學(xué)特色，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知水平對(duì)信息整合，使教學(xué)環(huán)節(jié)都更利于教學(xué)活動(dòng)的開展，可以不斷地提高工作的成效。

2.利用多媒體創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中所涉及的內(nèi)容形式、豐富多彩，如果只靠教師用語言進(jìn)行講授描述，難免會(huì)使課堂變得枯燥無味，學(xué)生容易失去學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣。運(yùn)用多媒體創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)情境是一個(gè)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方便快捷而又有效的好辦法，讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最有效的學(xué)習(xí)狀態(tài)，取得最有效的學(xué)習(xí)效果。

例如，在講解達(dá)爾文的進(jìn)化論的時(shí)候，可以通過大量的圖片、視頻等來展示地球地質(zhì)環(huán)境的變遷，以及各個(gè)時(shí)期的生物的進(jìn)化與淘汰的過程，這不但有效地向求知欲極強(qiáng)的中學(xué)生了解到了生物學(xué)的意義，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣。 學(xué)生一旦被激發(fā)起興趣，就會(huì)對(duì)新知識(shí)有一股熱情和渴求，學(xué)會(huì)自己學(xué)習(xí)，舉一反三，真正成為學(xué)習(xí)的主人。因此，教師在教學(xué)中可以巧妙的運(yùn)用多媒體創(chuàng)設(shè)各種教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力和綜合分析能力。

3.利用多媒體突破教學(xué)中的重難點(diǎn)。

在生物教學(xué)中，往往遇到難講的內(nèi)容，知識(shí)點(diǎn)瑣碎抽象，與生活聯(lián)系小，學(xué)生很難理解，講的口干舌燥，學(xué)生還是毫無反應(yīng)，結(jié)果課堂氛圍死氣沉沉，尷尬的情景可想而知。而我發(fā)現(xiàn)如果在課堂上引用多媒體課件就會(huì)使難講的內(nèi)容變的生動(dòng)易懂?？梢曰o為動(dòng)，化虛為實(shí)，化抽象為直觀；能夠拓寬課本知識(shí)體系，拓寬教學(xué)的時(shí)間和空間，拓寬和加深課堂學(xué)習(xí)的內(nèi)涵和外延。

例如：減數(shù)分裂和有絲分裂的知識(shí)點(diǎn)對(duì)于高中生來說，是一個(gè)難點(diǎn)，因此在講授“減數(shù)分裂和有性生殖細(xì)胞的形成”這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，可以將和卵細(xì)胞的形成過程制作成flas來演示；把拍攝的在顯微鏡下觀察到的減數(shù)分裂不同時(shí)期細(xì)胞的圖片與教師畫的示意圖對(duì)照著同時(shí)呈現(xiàn)給學(xué)生；將受精部分內(nèi)容通過播放生理衛(wèi)生科普片的形式介紹給學(xué)生，可以輔助學(xué)生對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)的理解。

4.多媒體能巧妙地將抽象概念轉(zhuǎn)化形象生動(dòng)情境

生物教學(xué)中有很多過程都是動(dòng)態(tài)的、概念是抽象的，我們可以運(yùn)用投影、實(shí)驗(yàn)、模型、圖表等展現(xiàn)理論產(chǎn)生的典型事實(shí)，力求變抽象為具體。在教學(xué)中，利用計(jì)算機(jī)、多媒體對(duì)教材中難以觀察的細(xì)微結(jié)構(gòu)、生命現(xiàn)象和活動(dòng)過程等進(jìn)行信息處理，模擬或再現(xiàn)其真實(shí)情景，使其變得形象、直觀，這既為學(xué)生自主探索學(xué)習(xí)知識(shí)提供了直觀的材料，又可以使學(xué)生進(jìn)行抽象概括，能夠很好的達(dá)到目標(biāo)。

如基因的分離規(guī)律和基因的自由組合規(guī)律是孟德爾經(jīng)過整整八年的不懈探索所揭示的，其理論知識(shí)抽象難懂。在教學(xué)中先通過投影片介紹孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)過程，提生理論的事實(shí)；然后結(jié)合圖解，由現(xiàn)象到本質(zhì)地分析豌豆的遺傳特點(diǎn)；介紹有關(guān)生物術(shù)語，變抽象為具體，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)由特殊到一般，由現(xiàn)象到本質(zhì)，由感性上升到理性認(rèn)識(shí)的飛躍，最后科學(xué)地導(dǎo)出遺傳基本規(guī)律。

二、正確處理多媒體教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)模式的關(guān)系

多媒體教學(xué)以它的獨(dú)特性、先進(jìn)性和高效性，展示在人們的面前。但并不是所有的教學(xué)內(nèi)容都適合使用，更不是所有教學(xué)內(nèi)容都必須采用多媒體技術(shù)才能達(dá)到教學(xué)最優(yōu)化，而應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際需要合理使用，才能發(fā)揮最佳效果。雖說傳統(tǒng)的教學(xué)模擬不具備以上優(yōu)點(diǎn)，但在不斷的運(yùn)用和改進(jìn)中，也有著不可替代的精華部分。

生物信息學(xué)技術(shù)范文第5篇

關(guān)鍵詞：整合教育教學(xué)模式化

一、形勢(shì)分析

當(dāng)前信息技術(shù)的發(fā)展幾乎是很難用語言來形容?？梢哉f，我們無時(shí)無刻不處在因信息技術(shù)的出現(xiàn)而發(fā)生的巨大的變化中。 信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合也得以迅速發(fā)展，并且在理論與實(shí)踐研究方面也都取得了可喜的成果。利用信息技術(shù)變革課程與生物教學(xué)己經(jīng)成為全社會(huì)和整個(gè)教育界的共識(shí)。

然而與此相反的卻是在不發(fā)達(dá)的地區(qū)生物教學(xué)依然繼承著最原始的教學(xué)方式，在信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，我們還是不得不面對(duì)生物的課堂教學(xué)手段居然是“粉筆+黑板”的現(xiàn)實(shí)！這樣的課堂教學(xué)如何跟上時(shí)代？生物課程與信息技術(shù)的發(fā)展存在著嚴(yán)重的脫節(jié)，所以我們必須盡快把信息技術(shù)運(yùn)用到生物教學(xué)中，以保證我們的學(xué)生學(xué)到的不再是陳舊的知識(shí)。同時(shí)要讓我們的學(xué)生從被動(dòng)地接受知識(shí)變?yōu)榉e極主動(dòng)地獲取知識(shí)，為此，筆者根據(jù)自己在教學(xué)中的一點(diǎn)實(shí)踐，談?wù)勔恍┫敕ê涂捶ǎ源藖頀伌u引玉。

二、問題與對(duì)策

在整合過程中可能會(huì)遇到如下問題：

1、在兩者整合過程中容易搞形式。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是將課程整合認(rèn)為是簡(jiǎn)單的組合，生搬硬套。二是在教學(xué)過程中硬性加入信息技術(shù)，使其成為多余，可有可無；三是在運(yùn)用多種教學(xué)模式時(shí)，原則性語言居多，內(nèi)容空洞，沒有實(shí)際內(nèi)容。

2、無視學(xué)生的現(xiàn)實(shí)水平與狀態(tài)，急功近利，以為有了信息技術(shù)就能使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)飛速發(fā)展。

3、教育教學(xué)模式化。不管教學(xué)內(nèi)容難易程度、學(xué)生認(rèn)知水平高低，一味追循特定的模式，讓教學(xué)去迎合，使教學(xué)變得僵化。

4、不能合理利用信息技術(shù)，使其成為唯一的教學(xué)資源，除了個(gè)別案例中使用的傳統(tǒng)教具外，其余傳統(tǒng)的教學(xué)資源則銷聲匿跡。

5、教師角色分不清。要么是過分注重教師的控制，也就是說雖然將課堂移至多媒體教室、網(wǎng)絡(luò)教室，但教學(xué)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)沒有脫離傳統(tǒng)課堂的模式，教學(xué)沒有實(shí)質(zhì)性突破，依然以填鴨方式進(jìn)行。要么是片面追求學(xué)生的自主，對(duì)學(xué)生“放羊”，不注重課堂上學(xué)生活動(dòng)時(shí)間的比例，殊不知，沒有教師的指導(dǎo)，學(xué)生學(xué)習(xí)沒有方向。

（二）對(duì)策

縱觀上述種種問題，究其原因，還在于思想上對(duì)整合缺乏正確的認(rèn)識(shí)（因而在具體實(shí)踐過程中只將二者做簡(jiǎn)單加法）忽略了信息技術(shù)與學(xué)科課程的有效融合。對(duì)信息技術(shù)在整合中的地位和作用缺乏準(zhǔn)確的定位，搞形式主義，只求在多媒體教室、網(wǎng)絡(luò)教室上課，只求信息技術(shù)的引入，從而忽略了信息文化。我所采取的對(duì)策如下：

1、在教學(xué)資源上，要綜合運(yùn)用各種類型的教學(xué)設(shè)備和教育場(chǎng)所（教學(xué)資源包括教學(xué)軟件、書本、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等教學(xué)資料和設(shè)備以及教室、機(jī)房、宿舍、圖書館等教育場(chǎng)所）。要改變己有的習(xí)慣，將一切可以利用的信息資源都可以成為教學(xué)的資源，一切教學(xué)的資源都應(yīng)成為學(xué)生的資源。

2、在教學(xué)環(huán)境上要利用不同類型的教學(xué)環(huán)境，營(yíng)造氛圍。打造一個(gè)全方面的信息技術(shù)軟硬件平臺(tái)并用它們來獲取信息、解決問題、交流思想、開展合作的應(yīng)用。

3、在教學(xué)過程中，要確保整合的連貫性、體現(xiàn)學(xué)科文化素養(yǎng)與信息素養(yǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。在不同年級(jí)水平上對(duì)信息技術(shù)的整合要具有持續(xù)性，要正確理解信息技術(shù)在學(xué)科教育中的作用，避免把信息技術(shù)僅僅當(dāng)作信息獲取和加工的工具，重技術(shù)而輕情感，而丟掉“育人”的目的。

三、基本設(shè)想：

（一）充分利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源。以課本和教參為基礎(chǔ)，在相關(guān)的教育教學(xué)網(wǎng)查詢并下載自己所需要的資料，學(xué)生則可以根據(jù)校園網(wǎng)上提供的相關(guān)鏈接，獲得更多的生物學(xué)知識(shí)和觀點(diǎn)。

（二）可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的要求，利用信息技術(shù)開發(fā)教材，融知識(shí)性和趣味性于一體。

（三）開發(fā)網(wǎng)絡(luò)課程，網(wǎng)絡(luò)課為教師和學(xué)生之間提供了一個(gè)跨時(shí)間和空間的學(xué)習(xí)情境，有利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。

現(xiàn)以“細(xì)胞分裂”專題復(fù)習(xí)。一節(jié)為例，介紹我校開發(fā)生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的做法。在該課程的網(wǎng)頁上，設(shè)計(jì)有考綱要求、學(xué)習(xí)內(nèi)容、重難點(diǎn)剖析、學(xué)科綜合拓展、習(xí)題精選等五部分，點(diǎn)擊每一部分可以鏈接到相關(guān)的網(wǎng)頁上。

當(dāng)學(xué)生就某一共同感興趣的問題進(jìn)行網(wǎng)上論壇時(shí)，教師可以通過適當(dāng)?shù)姆绞絽⑴c其中，指導(dǎo)學(xué)生開展研究性的學(xué)習(xí)。

四、總結(jié)