生物信息学论文
生物信息学(五篇范例)

生物信息学(五篇范例)第一篇:生物信息学生物信息学(Bioinformatics)是在生命科学的研究中,以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科学。
它是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一,同时也将是21世纪自然科学的核心领域之一。
其研究重点主要体现在基因组学(Genomics)和蛋白质组学(Proteomics)两方面,具体说就是从核酸和蛋白质序列出发,分析序列中表达的结构功能的生物信息。
具体而言,生物信息学作为一门新的学科领域,它是把基因组DNA序列信息分析作为源头,在获得蛋白质编码区的信息后进行蛋白质空间结构模拟和预测,然后依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。
基因组信息学,蛋白质空间结构模拟以及药物设计构成了生物信息学的3个重要组成部分。
从生物信息学研究的具体内容上看,生物信息学应包括这3个主要部分:(1)新算法和统计学方法研究;(2)各类数据的分析和解释;(3)研制有效利用和管理数据新工具。
生物信息学是一门利用计算机技术研究生物系统之规律的学科。
目前的生物信息学基本上只是分子生物学与信息技术(尤其是因特网技术)的结合体。
生物信息学的研究材料和结果就是各种各样的生物学数据,其研究工具是计算机,研究方法包括对生物学数据的搜索(收集和筛选)、处理(编辑、整理、管理和显示)及利用(计算、模拟)。
1990年代以来,伴随着各种基因组测序计划的展开和分子结构测定技术的突破和Internet的普及,数以百计的生物学数据库如雨后春笋般迅速出现和成长。
对生物信息学工作者提出了严峻的挑战:数以亿计的ACGT序列中包涵着什么信息?基因组中的这些信息怎样控制有机体的发育?基因组本身又是怎样进化的?生物信息学的另一个挑战是从蛋白质的氨基酸序列预测蛋白质结构。
这个难题已困扰理论生物学家达半个多世纪,如今找到问题答案要求正变得日益迫切。
诺贝尔奖获得者W.Gilbert在1991年曾经指出:“传统生物学解决问题的方式是实验的。
生物信息技术论文

生物信息技术论文二十一世纪是生命科学高速发展的时代,生物信息技术对人类的影响之大将不可预料。
下面是小编精心推荐的生物信息技术论文,希望你能有所感触!生物信息技术论文篇一信息技术改变生物教学摘要:随着新课改的不断深入,信息技术与学科课程的整合是当前基础教育改革的一个新视点。
在生物学科的教学中,新教材教学难度增加了,对教师的要求也更高了。
生物教学课本中涉及的图、文、形、像很多,这要求学生在学习过程中发挥主观能动性,去看、去听、去想。
信息技术可以化静为动,化抽象为直观,吸引学生注意,降低理解难度。
信息技术与生物教学整合,可以创新教学模式、增大课堂容量、突出重点、解决难点,可以增强学生学习兴趣,提高教学效果,优化教学过程,培养学生能力。
本文就信息技术与生物课程整合的本质、方法和意义等做了一定的阐述。
关键词:信息技术生物教学课程改革二十一世纪是生命科学高速发展的时代,生命科学对人类的影响之大将不可预料。
生物学是生命科学的基础课程,生物老师在这次教育教学改革中应该积极探索,大胆尝试。
教师在教学中,必须深入研究和恰当地设计、开发、运用信息,从努力实践到积极创新,开发制作适用于课堂教学的优质教育资源,优化课堂教学,力求最大限度地提高教学效率,学生能够应用现代信息技术更好地掌握生物学知识,获取更多的生物学信息。
今天的教师,不能满足于一支粉笔、一张利口,博闻强记、引经据典的传统教学,而应不断努力、不断探索、不断尝试将生物课堂教学与信息技术达到有效整合。
所谓整合就是根据学科教学需要,充分发挥计算机的工具性功能,使计算机溶入学科教学中,从而提高教学质量,促进教学改革,培养具有创造能力和创新精神的中学生。
整合并非是计算机与生物学科的简单结合,也并不能够解决生物教学中的所有问题,而是从实际出发,寻找最佳结合点,突出教学重点,解决难点,探索规律,启发思维,从而提高生物学科的教育教学质量。
但是现在的一些老师和学生对于信息技术与生物学科教学的整合认识存在着很多误区:有的认为直接照搬网络上下载的课件上课就是整合课了;有的认为课堂上只要用了多种电教媒体就是整合课;有的认为在机房上课,网络环境下上课,就是整合课。
生物信息 毕业论文

生物信息毕业论文生物信息毕业论文引言:生物信息学是一门蓬勃发展的学科,它将计算机科学与生物学相结合,通过对生物数据的收集、存储、分析和解释,为生物学研究提供了强有力的工具。
本文将探讨生物信息学在生物学领域中的应用和发展,以及其对生物科学的重要意义。
一、生物信息学的定义和发展生物信息学是一门跨学科的学科,它利用计算机科学、数学和统计学的方法来研究生物学问题。
生物信息学的发展可以追溯到上世纪50年代,随着DNA测序技术的突破和计算机技术的进步,生物信息学得以迅速发展。
现如今,生物信息学已成为生物学研究中不可或缺的一部分,其应用范围涵盖了基因组学、蛋白质组学、转录组学等多个领域。
二、生物信息学在基因组学中的应用基因组学是生物信息学的一个重要分支,它研究的是生物体的基因组结构和功能。
生物信息学通过对基因组数据的分析,可以揭示基因之间的相互作用、基因调控网络以及基因与疾病之间的关联。
例如,通过比对人类基因组与其他物种基因组的差异,可以发现与人类疾病相关的基因;通过对基因表达数据的分析,可以识别出与特定疾病相关的信号通路。
这些研究成果对于疾病的早期诊断和治疗提供了重要的依据。
三、生物信息学在蛋白质组学中的应用蛋白质组学是研究生物体内所有蛋白质的组成、结构和功能的学科。
生物信息学在蛋白质质谱数据的处理和分析中发挥着重要作用。
通过生物信息学工具的辅助,可以对大规模的质谱数据进行蛋白质鉴定和定量分析,从而揭示蛋白质在细胞过程中的功能和相互作用。
此外,生物信息学还可以预测蛋白质的结构和功能,并为药物设计提供指导。
四、生物信息学在转录组学中的应用转录组学是研究生物体所有基因的转录产物的学科。
生物信息学通过对转录组数据的分析,可以识别出与特定生物过程相关的基因,揭示基因调控网络的结构和功能。
例如,通过对肿瘤样本的转录组数据分析,可以鉴定出与肿瘤发生和发展相关的基因,并为肿瘤治疗提供新的靶点。
此外,生物信息学还可以预测转录因子结合位点和转录因子调控的信号通路,为基因调控机制的研究提供重要线索。
生物信息学综述论文3900字_生物信息学综述毕业论文范文模板

生物信息学综述论文3900字_生物信息学综述毕业论文范文模板生物信息学综述论文3900字(一):计算机算法在生物信息学中的应用综述论文摘要:在人类基因组计划的推动下,生物信息学得到了人们的广泛关注,并呈现出数量多、计算量大等鲜明特征,因此要求在生物信息学中采用计算机算法,以提高生物信息学处理问题的效率。
以生物信息学中常用的计算机算法为切入点,进一步从基因表达数据分析、基因组序列信息分析、生物序列差异和相似性分析、遗传数据分析以及蛋白质结构与功能预测5个方面,论述了计算机算法在生物信息学中的典型应用。
关键词:生物信息学;基因;计算机算法;数据分析0引言生物信息学(Bioinformatics)作为一门新兴的交叉学科,是随着生命科学和计算机科学的高速发展而出现的。
它通过充分利用生物学、信息学、数学、物理学、统计学以及计算机网络等工具或手段,对大量生物数据信息进行有效的阐明和分析,使之成为具有相应生物意义的生物数据信息。
其涵盖了基因组信息的获取、处理、分配、存储等多个方面,通过对生物信息的比较和分析,从而获取基因编码以及核酸和蛋白质结构功能等信息,是最具活力和发展前景的学科之一。
然而,生物信息学在我国由于起步较晚,加之其自身呈现出的数量多、计算量大等特征,使生物信息学面临着计算瓶颈。
基于此,笔者结合自己的工作实践,对计算机算法在生物信息学中的应用进行探讨,以期为在生物信息学中进行有效的数据挖掘提供理论支持。
1生物信息学中常用的计算机算法算法作为计算机科学的一个重要分支,在计算机科学中居于核心地位。
在信息时代,算法作为解决问题的重要工具之一,其通过输入符合规范的信息,从而在短时间内快速获取所需要的输出,现已在各个领域得到了广泛应用。
在生物信息学中,计算机算法的应用也对生物信息学的发展起着积极推动作用。
生物信息学中常用的计算机算法主要包括以下几种:(1)分治法。
分治法即在解决大的问题实例时,通过将该问题实例分解为具有相同问题的几个小的问题实例,再采用递归方法依次对这些小的问题实例求解,然后将所得的解合并,从而得出大的问题实例的解。
生物信息学进展论文4600字_生物信息学进展毕业论文范文模板

生物信息学进展论文4600字_生物信息学进展毕业论文范文模板生物信息学进展论文4600字(一):FOS蛋白的研究进展及生物信息学分析论文摘要: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(Immediateearlyre sponsegenes,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]。
生物信息学导论论文2900字_生物信息学导论毕业论文范文模板

生物信息学导论论文2900字_生物信息学导论毕业论文范文模板生物信息学导论论文2900字(一):运筹学课程在生物信息学专业中的教学探索论文摘要:生物信息学是现代生命科学发展过程中,生物医学与数理科学、计算机技术相结合而形成的新兴前沿交叉学科。
运筹学在生物信息学中有着广泛应用,可为学生后续专业课学习和应用研究提供指导。
文章结合生物信息学专业特点,对于如何提高运筹学在生物信息学专业中的教学质量和培养具有创新能力的生物信息学人才,探讨了运筹学在生物信息学专业教学中的教学目的、教学内容以及教学方法和手段。
关键词:生物信息学;运筹学;教学方法一、前言生物信息学是随着人类基因组计划的完成而兴起的一门前沿交叉学科,在采集、处理、分析各种生物学数据如蛋白质组、代谢组、基因组、转录组所包含的重大生物学意义方面起着重要作用。
运筹学是一门广泛应用于自然科学、社会科学、工程技术生产实践、经济建设及现代化管理的学科,具有很强的实践性和应用性。
运筹学中很多方法已被广泛地运用到生物信息学中,比如基于凸规划问题的支持向量机用于疾病诊断和分类;基于动态规划模型的局部比对和全局比对算法被广泛应用于DNA和蛋白质序列的比对;基于图的最短路径算法则可被用于对生物网络的分析研究等。
因此,运筹学被列为生物信息学专业的专业基础课。
然而目前相关教材大多是为经济管理学编写,很少有专门从生物信息学角度出发编写的运筹学教材,这样书中的例题也都是以管理和经济类为基础。
因此,本文针对生物信息学专业的特色,探讨了运筹学在生物信息学专业中的教学目的、教学内容、教学方法及考核形式,这将有助于提高运筹学在生物信息学专业中的教学质量,有利于培养具有创新和实践能力的生物信息学人才。
二、根据专业的需要确定教学目的和教学内容生物信息学是在现代生命科学发展过程中,生物医学与数理科学、计算机技术相结合而形成的新兴前沿交叉学科,主要研究如何对海量生物医学数据进行获取、加工、存储和分析,进而理解和阐明海量数据中所包含的重大生物学意义和医学价值。
生物信息学应用论文3200字_生物信息学应用毕业论文范文模板

生物信息学应用论文3200字_生物信息学应用毕业论文范文模板生物信息学应用论文3200字(一):应用生物信息学方法筛选食管鳞癌的关键基因论文[摘要]目的筛选食管鳞癌的关键基因,为肿瘤的发病机制研究提供新的思路。
方法检索GEO数据库中食管鳞癌基因表达芯片,分析差异表达基因并获得共同差异基因;利用在线数据库DAVID进行GO和KEGG通路富集分析;通过String数据库和Cytoscape软件分析获取链接度最高的10个关键基因,并在TCGA数据库中验证。
结果共筛选出204个差异表达基因。
GO分析显示其生物学过程富集在细胞分裂、细胞器断裂和细胞周期等163个条目中;细胞学组分富集在细胞外、细胞质和细胞器腔内等48个条目中;分子功能富集在调控肽酶活性、与细胞外基质结合等46个条目中。
KEGG通路富集在局部黏附、p53信号通路、错配修复等12个条目中。
筛选出10个链接度最高的Hub基因,且通过TCGA数据库验证其全部在食管鳞癌组织中高表达(P<0.01)。
结论CDK1、CCNA2、RFC4、CCNB1、TOP2A、AURKA、CDC6、BUB1、BUB1B、PLK1是食管鳞癌的关键基因,可能是食管鳞癌的生物标志和治疗靶点。
[关键词]食管鳞癌;关键基因;生物信息学;基因芯片根據WHO统计,全世界每年约有40万人死于食管癌,其中我国约20万人,占世界的一半[1]。
食管癌主要有两个亚型——食管鳞癌和腺癌,我国食管癌患者主要为鳞癌。
目前食管癌的发生发展及转移机制尚不清楚,因此进一步研究其发病机制,建立有效的预防和诊疗方法,是迫切需要解决的问题。
本研究通过分析GEO数据库[2]中食管鳞癌的相关芯片数据,旨在挖掘食管鳞癌的关键基因,利用生物信息学方法探讨其可能的发病机制,为进一步的基础与临床研究提供方向。
1资料与方法1.1一般资料资料来源GEO在线数据库,下载食管鳞癌全基因组表达谱芯片数据集。
入选条件:①全基因组RNA表达谱芯片;②人食管鳞癌组织与配对的癌旁正常组织。
生物信息学专业毕业论文

生物信息学专业毕业论文生物信息学是一门涉及生物学和计算机科学的交叉学科,在生物信息学专业的学习中,学生将学习如何应用计算机科学的原理和技术来处理和分析生物学数据。
毕业论文是对学生在大学期间所学知识的总结和应用的展示,也是评估学生科研能力和专业素养的重要依据。
在进行生物信息学专业毕业论文的撰写之前,首先需要选择一个具体的研究课题。
选择研究课题时,可以关注当前研究热点,选择一个有创新性和实际应用价值的课题,或者选择一个对已有研究成果进行深入分析和改进的课题。
无论选择何种类型的课题,都要确保有足够的数据和文献资源来支持研究。
一般来说,生物信息学专业的毕业论文可以从以下几个方面展开研究:1. 基因组学研究基因组学是生物信息学中的一个重要方向,研究基因组序列和功能注释等方面的问题。
可以选择某个物种的基因组作为研究对象,分析其基因组序列的特点和结构,以及基因的功能注释和调控网络等方面。
可以通过基因组比对、蛋白质编码区分析、非编码RNA分析等方法来研究。
2. 蛋白质组学研究蛋白质组学是研究蛋白质组中所有蛋白质的结构和功能的学科,可以选择某个生物体的蛋白质组作为研究对象,通过质谱分析、蛋白质结构预测等方法来研究蛋白质的功能和相互作用网络,以及与疾病相关的蛋白质标志物的发现等。
3. 转录组学研究转录组学是研究细胞中所有RNA分子的转录和表达的学科,可以选择某个生物体或某个组织的转录组作为研究对象,通过RNA测序技术和生物信息学算法来研究基因的表达调控、RNA修饰、剪接和可变剪接等方面的问题。
4. 生物网络研究生物网络研究是研究生物体内分子相互作用网络的学科,可以选择某个生物体的蛋白质相互作用网络、基因调控网络等作为研究对象,通过生物信息学方法和网络分析算法来研究网络的拓扑结构和功能模块等方面的问题,并探索其中的关键基因或蛋白质。
以上只是生物信息学专业毕业论文的一些研究方向,具体选择课题要根据自己的兴趣和实际情况来确定。
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生物信息学论文论文题目PBL教学法在生物信息学课程教学中的应用与实践指导老师:**学生姓名:***学号: ***********院系:生命科学学院专业:生物科学撰写时间:2014年4月摘要:PBL Problem-Based Leaming),即基于问题学习,是由美国神经病学教授Barrows首创并于1969年在加拿大的麦克马斯特大学医学院试行的一种新的教学方法。
PBL 的基本特点是以教师为引导,以学生为中心,通过解决问题来学习,与传统的以学科为基础,以教师为中心的教学方法相比有很大的不同。
本论文通过对照PBL 教学理念和生物信息学课程理论,来探究PBL 教学法在生物信息学课程教学中应用与实践,为提高生物信息学课程教学质量提供一种可行方法。
关键词:PBL 教学法,生物信息学,应用与实践1 前言生物信息学是20世纪90年代由多种学科知识相互渗透、融合而兴起的一门用数理和信息科学的观点、理论以及方法去研究生命现象、组织和分析呈现指数增长的生物医学数据的一门学科,具有开放性、发展性、交叉性、综合性、应用性等特点。
鉴于此,尽管国内的生物信息学科学研究开展得如火如荼,但由于受到师资、教材、授课对象、教学条件、教学法等因素限制,开设该课程的高校尚未真正形成一套成熟的、科学的教学体系。
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。
以课堂为中心、以理论教学为主, 进行“满堂灌”式教育, “照本宣读”的方式也比较常见。
缺乏与生物信息学交叉前沿性特点相适应的型教学模式。
同时,实验教学比较单一, 常以验证性为目的, 有些甚至成为了“文献检索”课程, 缺乏和专相适应的综合性、设计性实验。
现代教学改革与实践证明,在教学过程中必须要突出“学生是教学活动的主体”,既要注意张扬学生“个性”,更要强化学生团队合作意识及创新、创业能力培养,以保证人才培养质量。
在这种情况下,传统的教学模式已与当前社会快速发展的局面格格不入,迫切需要变革。
因此,为激发学生的学习积极性和教学参与热情,探索先进的教学法以革新生物信息学的教学内容及考核方式等显得尤为重要。
其中,以PBL 为例的教学法在生物信息学课程教学应用与实践中取得了良好的课程教学效果。
2 PBL 教学法的优势2.1 PBL 教学顺应时代的发展当今社会是信息时代, 生物学不断发展, 知识不断更新, 老师要讲的内容越来越多, 学生要读的书越来越厚, 授课内容与课时不相适应的矛盾非常突出, 且教学双方负担过重, 教学效果难以保证, 这种填鸭式的传统教学越来越无法适应信息社会的要求, 这就要求学生在接受人类已有的科学知识基础上, 着重培养创造能力, 学会自己寻找知识和创造知识的本领。
而PBL 教学模式能明显减少说教式教学和学习负担, 既能加强学生独立学习,又能减轻教师的教学负担,顺应了时代的发展。
2.2 有利于培养学生主动学习的能力和形成双向交流传统的教学模式是以学科为基础, 教师课堂讲解为主, 教学内容进度和方法均由老师决定,其对象是学生整体, 容易忽视单一个体的学习兴趣、能力及个性特征, 学生始终处于被动地接受知识的地位, 不利于主动学习能力的培养。
而PBL 教学法打破传统的界限, 采取以“学生为中心、问题为核心”的教育方式。
在教师的整体把握和指导下, 学生充分运用现代化科技手段如教材、图书馆、录像、模型、文献检索系统、电脑学习软件、网络以及多媒体等多种形式进行自学。
课堂上,PBL模式强调学生主动参与学习, 从而大大提高学习效果和长期记忆的形成。
从教学的角度来看, 指导老师长期与同一小组学生接触,了解学生的兴趣和个性特点, 重视学生的个体差异, 更便于在学习过程中做到有的放矢的指导, 形成双向交流的新型师生关系。
2.3 解决理论与实际脱节的矛盾,注重实用性知识的传播传统的教学模式对每一单门课程的教学均有较大的深度和广度,由于是以纵向知识体系展开教学, 特定学科的知识结构相对全面和系统, 这是比PBL 模式优越的地方。
但是,传统的教学模式难以调动学生将该门学科和关系密切的相关学科进行横向联系学习, 导致基础理论学习和实际操作学习脱节。
而且, 传统模式下学习被动, 倾向于形成短期记忆, 随着时间延长, 内容消退, 导致进行实际操作时, 必需得把既往相关知识重新温习。
PBL 模式侧重于实用性知识的传授和能力的培养, 更好地在实际中进行操作和应用。
2.4 注重团队精神和协作能力的培养传统模式下的大堂授课,教师和每个学生是互相独立的教学关系,学生之间是相对独立的学习个体,学生对课堂传授内容的掌握程度,很大程度上取决于学员本身学习的积极性和学习能力,学生之间无协作学习的必要性。
然而生物信息学教育是实践性很强的学科教育,在实践过程中,大多数的实际操作需要组员配合方能完成。
PBL 模式下,小组学习是主要的学习环境和教学形式, 以学生小组为单位进行小组学习, 教师在传授知和技能后, 学生相互切磋学习, 然后共同探讨分析学习任务,教师点评小组作业成果,带领学生分析问题。
通过上述学习互动过程, 潜移默化培养了学生的团队学习理念, 并且有助于学生建立协作的集体观念, 而且在学习过程中互相更正或纠正有助于引导出教学模块所包涵的科学性, 也就是让学生知其然的同时亦知其所以然, 做到纠正一个错误, 全部学员受益。
2.5 评估体系科学,能准确评估教学绩效传统的教学模式是在整门课程进行的中段及结束后进行统一考试,由于授课过程较长,有的课程甚至是跨学期教学,学生在这种模式下养成短期记忆习惯,易造成学生学了后面忘前面,于是考试前临时抱佛脚,不利于正确评价学生的真实水平。
而PBL 模式的考核, 可根据每次讨论会上学生发言的次数、质量及资料复习、书面报告进行综合评估, 从基本概念、解决问题的能力、方法、思路以及讨论活跃程度等方面考查, 在一个学习模块结束后, 进行客观的学习水平考核。
这种分散的主题考试和最终的综合考试相结合、主观和客观以及定性和定量相结合的评估体系, 科学地判断了PBL 教学绩效, 与课程的进行形成良性循环,激励学生在下一个主题模块的学习中更加投入,从而进一步加强学习效果。
3 PBL 教学法在生物信息学教学中的实际应用3.1 建立学生学习小组小组学习是PBL 教学模式的重要环节, 生物信息学实验课主要在计算机上进行实际操作, 且需要网络环境支持, 所访问的生物学网站和使用的软件工具都是英文的, 学生需具有一定专业英语水平和计算机操作能力。
为了达到主动合作的学习目的, 我们根据学生自愿的原则, 同时考虑学生英语和计算机能力, 选择能力互补、有共同兴趣的学生, 组成不同的学习小组, 一般以三四人为一组,使学生们协作完成学习任务。
3.2 明确教学目标,布置实质性任务在每一单元开始学习前, 教师明确学习目标, 对学生提出具体要求, 使学生明白有关的基本概念及专业术语, 随之布置实质性的学习任务,目的是让学生通过完成任务来掌握所学的知识点及其在实际操作中的应用。
根据生物信息学一般教学内容,可把学习任务分成四个板块来完成:“生物数据库识别与理解”、“通过Entrez 和SRS 系统进行生物数据的检索利用”、“blast 序列比对”、“clustalw 多序列比对”。
这类问题并无现成答案, 学生须根据小组内组员的兴趣和特点,分配不同的任务,通过查阅资料、进行归纳分析、确定实验步骤、完成任务。
例如, 对于“新基因的发现与鉴定”这项任务, 最终可由如下步骤组成: 利用EST数据库获得基因重叠群, 新基因的拼接获得, 所得基因的性质分析, 启动子分析, 编码区分析, 新基因的人工翻译, 所得蛋白质的功能分析。
这些步骤和每一步的实现方法都由学生在已有的知识基础上, 通过查找文献、互相讨论、探索获得, 同时教师可给予适当的指导,让学生最终完成该项任务并写出任务报告。
3.3 成果汇报和教师评价、反馈任务完成后,教师安排学生进行集中汇报:一是对任务期间所做的工作、获得的结果进行报告, 二是对所遇到的问题进行互相交流。
之后由指导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, 并对疑难问题作出提示和建议,提出进一步的提高方向。
除此之外,鉴于生物信息学都是在临近毕业时进行的教学, 对于有兴趣的学生,教师可引导他们把探究性任务扩展成毕业设计, 进行模块化分流教学,这样不仅能加深学生对生物信息学的学习内容的理解,还能充分发挥学生的劳动成果,减轻学生的负担。
4 PBL 教学法在生物信息学实践教学中存在的问题及解决办法4.1 部分学生不适应新教学模式部分学生不适应新教学模式,缺乏主动学习和协作精神,学习信息获取能力及综合分析能力尚有待进一步。
此外,PBL 教学模式在我国高校的应用还不是很普及,学生仍习惯于传统的教育方式,学习中缺乏主动发现问题和解决问题的积极性和能力。
此外,由于PBL 教学模式要求学生本身具有较高的知识水平和实际操作能力,部分学生拿到问题后不知从何下手,不能充分有效地利用网络等媒体资源;另外一部分学生因计算机操作和英语能力有限, 对PBL 教学模式产生畏难情绪;还有许多学生觉得PBL 教学模式太花费时间, 不能直接地快速地得出问题的答案, 从而对PBL 产生抵触情绪而不予以合作;更有学生为了快速完成任务, 过分依赖参考书及教师课后总结,而不进行认真仔细讨论仅抓住表面现象, 仅仅对问题的某些细节开展肤浅的讨论。
因此,PBL 教学模式的应用有赖于我国教学改革的深入, 学校应改革传统的教学方法, 注重培养学生主动学习,合作学习的能力, 提高学生计算机和专业英语水平, 帮助学生克服畏难情绪。
4.2 学校缺乏与PBL 模式匹配的学习资源许多学校虽然开展了生物信息学的课程,但却没有同时提供足够的与PBL 模式相匹配的生物信息学教案、教材、教学评估体系等学习资源。
而PBL 教学模式要求学生必须参考大量的文献资料, 除了传统的图书馆内纸质资料, 还需要越来越多的网络信息资源。
因此,建立与PBL 教学模式相匹配的教案、教材、教学评估体系以满足生物信息学课程教学的需求显得尤其重要。
国外许多大学在线课程学习资源极为丰富, 以荷兰奈梅亨大学生物信息中心( CMBI )为例, 与生物信息学教学相关的一整套系统的电子课件、学习材料及课程辅导材料、上机实习的练习题等均在网上, 通过该中心的局域网获得许可的注册学生随时可以上网学习, 部分学习材料甚至在网上是公开的。
除此之外, 教师还考虑到学生不同的兴趣和能力, 设计了不同的实践问题供学生选择。
目前我国高校中系统的有针对性的网络电子教学资源还十分匾乏, 尚没有与PBL 教学模式相匹配的教案、教材、教学评估体系, 这就要求任课教师花费大量的时间和精力设计、制作与课程学习相关的网络学习资料, 以保障正常教学秩序的顺利进行。