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一、正在出現(xiàn)的技術(shù)
Klingler(Lncytepharmaceuticals,PaloAlto,CA,USA)強調(diào)基因組學(xué)正推動制藥業(yè)進入信息時代。隨著不斷增加的序列、表達和作圖數(shù)據(jù)的產(chǎn)生,描述和開發(fā)這些數(shù)據(jù)的信息工具變得對實現(xiàn)基因組研究的任務(wù)至關(guān)重要。他談到了Incytepharmaceuticals對大規(guī)模基因組數(shù)據(jù)和生物信息學(xué)的貢獻。
Lipshutz(Affymetrix,Santaclara,CA,USA)描述了一種利用DNA探針陣列進行基因組研究的方法,其原理是通過更有效有作圖、表達檢測和多態(tài)性篩選方法,可以實現(xiàn)對人類基因組的測序。光介導(dǎo)的化學(xué)合成法被應(yīng)用于制造小型化的高密度寡核苷酸探針的陣列,這種通過軟件包件設(shè)計的寡核苷酸探針陣列可用于多態(tài)性篩查、基因分型和表達檢測。然后這些陣列就可以直接用于并行DNA雜交分析,以獲得序列、表達和基因分型信息。Milosavljevic(CuraGen,Branford,CT,USA)介紹了一種新的基于專用定量表達分析方法的基因表達檢測系統(tǒng),以及一種發(fā)現(xiàn)基因的系統(tǒng)GeneScape。為了有效地抽樣表達,特意制作片段模式以了解特定基因的子序列的發(fā)生和冗余程度。他在酵母差異基因表達的大規(guī)模研究中對該技術(shù)的性能進行了驗證,并論述了技術(shù)在基因的表達、生物學(xué)功能以及疾病的基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用。
二、基因的功能分析
Overton(UniversityofPennsylvaniaSchoolofMedicine,Philadelphia,PA,USA)論述了人類基因組計劃的下一階段的任務(wù)——基因組水平的基因功能分析。這一階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的分析、管理和可視性將毫無疑問地比第一階段更為復(fù)雜。他介紹了一種用于脊椎動物造血系統(tǒng)紅系發(fā)生的功能分析的原型系統(tǒng)E-poDB,它包括了用于集成數(shù)據(jù)資源的Kleisli系統(tǒng)和建立internet或intranet上視覺化工具的bioWidget圖形用戶界面。EpoDB有可能指導(dǎo)實驗人員發(fā)現(xiàn)不可能用傳統(tǒng)實驗方法得到的紅系發(fā)育的新的藥物靶,制藥業(yè)所感興趣的是全新的藥物靶,EpoDB提供了這樣一個機會,這可能是它最令人激動的地方。
Sali(Rockefelleruniversity,NewYork,NY,USA)討論了同源蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模建。比較蛋白質(zhì)模建(comparativeproteinmodeling)也稱為同源模建(homologymodeling),即利用實驗確定的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)為模式(模型)來預(yù)測另一種具有相似氨基酸序列的蛋白質(zhì)(靶)的構(gòu)象。此方法現(xiàn)在已經(jīng)具有了足夠的精確性,并且被認為效果良好,因為蛋白質(zhì)序列的一個微小變化通常僅僅導(dǎo)致其三維結(jié)構(gòu)的細微改變。
Babbitt(UniversityofCalifornia,SanFrancisco,CA,USA)討論了通過數(shù)據(jù)庫搜索來識別遠緣蛋白質(zhì)的方法。對蛋白質(zhì)超家族的結(jié)構(gòu)和功能的相互依賴性的理解,要求了解自然所塑造的一個特定結(jié)構(gòu)模板的隱含限制。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)之間的最有趣的關(guān)系經(jīng)常在分歧的序列中得以表現(xiàn),因而區(qū)分得分低(low-scoring)但生物學(xué)關(guān)系顯著的序列與得分高而生物學(xué)關(guān)系較不顯著的序列是重要的。Babbit證明了通過使用BLAST檢索,可以在數(shù)據(jù)庫搜索所得的低得分區(qū)識別遠緣關(guān)系(distantrelationship)。Levitt(Stanforduniveersity,PaloAlto,CA,USA)討論了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測和一種僅從序列數(shù)據(jù)對功能自動模建的方法。基因功能取決于基因編碼的蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu),但數(shù)據(jù)庫中蛋白質(zhì)序列的數(shù)目每18個月翻一番。為了確定這些序列的功能,結(jié)構(gòu)必須確定。同源模建和從頭折疊(abinitiofolding)方法是兩種現(xiàn)有的互為補充的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測方法;同源模建是通過片段匹配(segmentmatching)來完成的,計算機程棄SegMod就是基于同源模建方法的。
三、新的數(shù)據(jù)工具
Letovsky(JohnshopkinsUniversity,Baltimore,MD,USA)介紹了GDB數(shù)據(jù)庫,它由每條人類染色體的許多不同圖譜組成,包括細胞遺傳學(xué)、遺傳學(xué)、放射雜交和序列標(biāo)簽位點(STS)的內(nèi)容,以及由不同研究者用同種方法得到的圖譜。就位置查詢而言,如果不論其類型(type)和來源(source),或者是否它們正好包含用以批定感興趣的區(qū)域的標(biāo)志(markers),能夠搜索所有圖譜是有用的。為此目的,該數(shù)據(jù)庫使用了一種公用坐標(biāo)系統(tǒng)(commoncoordinatesystem)來排列這些圖譜。數(shù)據(jù)庫還提供了一張高分辨率的和與其他圖譜共享許多標(biāo)志的圖譜作為標(biāo)準(zhǔn)。共享標(biāo)志的標(biāo)之間的對應(yīng)性容許同等于所有其它圖譜的標(biāo)準(zhǔn)圖譜的分配。
Markowitz(LawrenceberkeleyLaboratory,Berkeley,CA,USA)討論了分布式數(shù)據(jù)庫與局部管理的關(guān)系,以及用基于工具的方法開發(fā)分子生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(MDBs)的問題。許多方案當(dāng)前正在促進搜索多種不同來源MDBs的數(shù)據(jù),包括建立數(shù)據(jù)倉庫;這要求對各種MDBs的組合有一種全局觀,并從成員MDBs中裝填數(shù)據(jù)入中心數(shù)據(jù)庫。這些方案的主要問題是開發(fā)整體視圖(globalviews),構(gòu)建巨大的數(shù)據(jù)倉庫并使集成的數(shù)據(jù)庫與不斷發(fā)展中的成員MDBs同步化的復(fù)雜性。Markowitz還討論了對象協(xié)議模型(objectprotocolmodel,OPM),并介紹了支持以下用途的工具:建立用于文本文件或者關(guān)系MDBs的OPM視圖;將MDBs作成一個數(shù)據(jù)庫目錄,提供MDB名稱、定位、主題、獲取信息和MDB間鏈接等信息;說明、處理和解釋多數(shù)據(jù)庫查詢。Karp(SRIinternational,MenloPark,CA,USA)解釋了Ocelot,一種能滿足管理生物學(xué)信息需求的面向?qū)ο笾R陳述系統(tǒng)(一種面向?qū)ο笙到y(tǒng)的人工智能版)。Ocelot支持略圖展開(schemaevolution)并采用一種新的最優(yōu)化并行控制機制(同時進行多項訪問數(shù)據(jù)的過程),其略圖驅(qū)動圖形編輯器提供了交互式瀏覽和編輯功能,其注釋系統(tǒng)支持數(shù)據(jù)庫開發(fā)者之間的結(jié)構(gòu)通訊。
Riley(MarinebiologicalLaboratory,WoodsHole,MA,USA)在討論大腸桿菌蛋白質(zhì)的功能同時,特別提到了GPEC數(shù)據(jù)庫,它包括了由實驗確定的所有E.coli基因的功能的信息。該數(shù)據(jù)庫中最大比例的蛋白質(zhì)是酶,其次則為轉(zhuǎn)運和調(diào)控蛋白。
Candlin(PEappliedBiosystems,FosterCity,CA,USA)介紹了一種新的存儲直接來自ABⅠPrismdNA測序儀的數(shù)據(jù)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)BioLIMS。該系統(tǒng)可以與其它測序儀的數(shù)據(jù)集成,并可方便地與其它軟件包自動調(diào)用,為測序儀與序列數(shù)據(jù)的集成提供了一種開放的、可擴展的生物信息學(xué)平臺。
Glynais(NetGenics,Cleveland,OH,USA)認為生物信息學(xué)中最關(guān)鍵的問題之一是軟件工具和數(shù)據(jù)庫缺乏靈活性。但是,軟件技術(shù)的發(fā)展已得到了其它領(lǐng)域如金融業(yè)和制造業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗的借鑒,可以使來自不同軟件商的運行于各種硬件系統(tǒng)的軟件共同工作。這種系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)是CORBA,一種由250多個主要軟件和硬件公司共同合作開發(fā)的軟件體系。聯(lián)合使用CORBA和Java可以開發(fā)各種通過一個公用用戶界面訪問任何種類的數(shù)據(jù)或軟件工具的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件,也包括生物信息學(xué)應(yīng)用軟件。Overton不同意Glynias的這種想法,他強調(diào)說CORBA僅對軟件集成有用,不兼容的數(shù)據(jù)庫軟件可能是計算生物學(xué)所面臨的最困難問題,一些制藥公司和數(shù)據(jù)庫倉庫最近資助了一項用OCRBA鏈接不同的數(shù)據(jù)庫的計劃[2,3]。
四、制藥先導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)
Burgess(Sturcturalbioinformatics,SanDiego,CA,USA)討論了填補基因組學(xué)和藥物設(shè)計之間鴻溝的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的計算問題。在缺乏主要疾病基因或藥物靶的精確描述數(shù)據(jù)的情況下,藥物設(shè)計者們不得不采用大規(guī)模表達蛋白質(zhì)篩選方法;而結(jié)構(gòu)生物信息學(xué)則采用一種更為實用有效的計算方法直接從序列數(shù)據(jù)中確定靶蛋白質(zhì)的活性位點的精細結(jié)構(gòu)特征,它利用一種集成專家系統(tǒng)從現(xiàn)實的或虛擬的化學(xué)文庫中進行迅速的計算篩選,可以達到一個很大的規(guī)模。
Elliston(Genelogic,Columbia,MD,USA)討論了治療藥物開發(fā)中發(fā)現(xiàn)新的分子靶的過程,著重討論了基因發(fā)現(xiàn)方法。他認為,隨著日益臨近的人類基因組測序的完成,幾乎全部基因的特征將在序列水平得到揭示。但是,對基因的認識將有賴于更多的信息而不僅僅是序列,需要考慮的第一類信息是轉(zhuǎn)錄表達水平信息,而Genelogic公司的GeneExpress就是一個由mRNA表達譜、轉(zhuǎn)錄因子位點、新基因和表達序列標(biāo)簽組成的數(shù)據(jù)庫。
Liebman(Vysis,Downessgrove,IL,USA)介紹了Vysis公司開發(fā)的計算和實驗方法,這些主法不僅用于管理序列數(shù)據(jù),而且被用于以下用途:分析臨床數(shù)據(jù)庫和自然—突變數(shù)據(jù)庫;開發(fā)新的算法以建立功能同源性(區(qū)別于序列同源性)模擬生物學(xué)通路以進行風(fēng)險評估;藥物設(shè)計的靶評估;聯(lián)系復(fù)雜的通路特性以便識別副作用;開發(fā)疾病發(fā)展的定性模型并解釋臨床后果。
隨著發(fā)現(xiàn)的新基因的日益增多,這個問題顯得格外重要:基因的功能是什么?Escobedo(Chirontechnologies,Emeryville,CA,USA)提出了這個問題的一種方法:將分泌蛋白質(zhì)的基因的功能克隆與篩選這些克隆(可能的藥物靶)結(jié)合起來。在這種方法中,在微粒體cDNA文庫池中進行體外翻譯避免了勞動密集的克隆、表達和純化步聚,對文庫池中的翻譯產(chǎn)物在細胞水平進行篩選,測試其在細胞增殖和分化中的作用。例如,在用這種方法識別的111個克隆中,56個屬于已知的分泌蛋白質(zhì),25個為膜相關(guān)蛋白,另外30個功能未知,可能是新的蛋白質(zhì)。一種相似的方法在轉(zhuǎn)移到小鼠模型系統(tǒng)中的基因傳導(dǎo)載體中構(gòu)建分泌蛋白質(zhì)的cDNA文庫來克隆特定的功能基因。
Ffuchs(Glaxowellcome,ResearchTrianglePark,NC,USA)討論了生物信息學(xué)更為廣義的影響:它不僅影響到新藥物靶基的發(fā)現(xiàn),還對改善藥物開發(fā)的臨床前期和臨床期的現(xiàn)狀極具重要性。眾所周知,涉汲數(shù)以千計病人的臨床試驗(可能是藥物開發(fā)最為花錢的部分)的設(shè)計不論多么仔細,也不能為正確的藥物選擇正確的病人。而在基因組水平劃分病人群體的方法可以大大改善發(fā)現(xiàn)新藥的效率。Fuchs介紹了一種將病人的基因型和表型標(biāo)志結(jié)合起來以改善臨床前期和臨床期藥物開發(fā)過程的系統(tǒng)GeneticinformationSystem.他強調(diào)將遺傳學(xué)和生物信息學(xué)數(shù)據(jù)同化學(xué)、生物化學(xué)、藥理學(xué)和醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)連接起來的集成信息管理和分析方法是極其重要的。
Green(HumanGenomeSciences,Rockville,MD,USA)介紹了他的測序工作中采用的數(shù)據(jù)管理工具。基于EST的測序方法所面臨的挑戰(zhàn)是,在對幾百個cDNA克復(fù)測序之后,產(chǎn)生的數(shù)據(jù)堆積如山。由于大多數(shù)人類基因都是用這種方法發(fā)現(xiàn)并在么有數(shù)據(jù)庫中分類編排的,面臨的識別開放讀框、重疊序列的重疊圖譜、組織特異表達和低豐度mRNA基因的任務(wù)是令人生畏的。HumangenomeSciences公司開發(fā)了一些可用戶化數(shù)據(jù)庫工具,在同一個數(shù)據(jù)庫中可包括以下功能:WWW上訪問和檢索數(shù)據(jù),序列拼接,臨視潛在藥物靶基因的研究進展等。這些能夠管理多項任務(wù)——從注釋基因序列到成功開發(fā)基因產(chǎn)物進入藥物發(fā)現(xiàn)的流程——的軟件工具,極其可望從一種基于基因組知識的藥物發(fā)現(xiàn)方法中得到新的藥物靶。
Summer-Smith(Base4bioinformatics,Mississauga,Ontario,Canada)描述了一種相關(guān)的策略。藥物發(fā)現(xiàn)階段中所要求的軟件工具的任務(wù)是多樣化的,要能注釋基因,并闡明它的生理和病理功能及其商業(yè)潛質(zhì)。對這樣多種來源的信息的集成與分析,在派生的、項目取向的數(shù)據(jù)庫(project-specificdatabase,PSD)中可以很好完成。由于項目貫穿于發(fā)現(xiàn)到開發(fā)全過程,其間又不斷加入背景的成員,PSD在項目的管理與發(fā)展中成為一種關(guān)鍵性的資源。
按照Smith(Bostonuniversity,Boston,MA,USA)的觀點[2],我們并不需要更快捷的計算機或更多的計算機科學(xué)家,而是需要更的生物學(xué)家和生物化學(xué)家來解釋序列的功能。這對有些軟件或硬件專家來說是個打擊,但生物學(xué)系統(tǒng)的復(fù)雜性是令人生畏的,并且對基因功能的認識可能需要生物學(xué)方法和計算方法的結(jié)合。探索基因的功能很可能要花費生物學(xué)家們數(shù)十年的時間,本次會議表明沒有任何單一的方法可以得出一個答案;但是,將計算生物學(xué)同大規(guī)模篩先結(jié)合起來識別一種化學(xué)靶物(hit)是一種產(chǎn)生化學(xué)工具來探索基因功能的方法,這些化學(xué)工具接下來就可以用作理解基因功能的“探針”。這種方法在Butt(GeneTranscriptionTechnologies,Philadelphia,PA,USA)的描述中,既是一種檢查基因功能的簡單方法,也是為潛在的藥物靶發(fā)現(xiàn)化學(xué)先導(dǎo)物的簡單方法,他描述了一種可以在酵母中重建人類基因功能的酵母大規(guī)模篩選系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中,可以迅捷地在一個化學(xué)文庫中發(fā)現(xiàn)配基。這種技術(shù)的重要特征是它不僅僅是發(fā)現(xiàn)一種藥物靶的配基的篩板(screen),相反,由于該系統(tǒng)的高速度,它也是發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)靶基因的一種篩板。過去,世界上的制藥公司通常在某一時間內(nèi)僅能對有限數(shù)目(約20多個)的藥物靶基因進行工作,鑒于此,我們需要根本不同的方法如基因組學(xué)來打開通向“新”生物學(xué)的通路。由于機器人和合成化學(xué)的進步,藥物發(fā)現(xiàn)中最關(guān)鍵的問題不再是得到一種先導(dǎo)化合物(leadcompound),而是得到導(dǎo)向靶基因。此次會議為從計算和實驗方法中發(fā)展出的新生物學(xué)邁出很好的一步。
參考文獻
1LimHA,BatttR.TIBTECH,1998;16(3)):104
(一)教師應(yīng)通過積極主動的學(xué)習(xí)和應(yīng)用,不斷加深對信息技術(shù)的認識我認為,要想實現(xiàn)信息技術(shù)和生物學(xué)科的“整合”,教師首先要對信息技術(shù)有一個全面的認識,至少每一位教師要能熟練使用電腦,平時要經(jīng)常主動上網(wǎng)搜集各種與生物學(xué)科相關(guān)的信息資料來豐富自己的課堂教學(xué)資源,并結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容經(jīng)常動手制作PPT、FLASH、AUTHWARE等,還要積極學(xué)習(xí)和掌握電腦的多種應(yīng)用手段,在不斷嘗試中將其變成自己生活的一部分。
(二)對信息技術(shù)與課堂教學(xué)整合的理解“整合”實際上是一種課堂教學(xué)中呈現(xiàn)出來的狀態(tài),或是效果,每一節(jié)課都有具體的任務(wù),都有一定的教學(xué)目標(biāo)。在信息技術(shù)的強大功能面前,教學(xué)不能退居于后,成為次要部分,無論如何,教學(xué)都是首要內(nèi)容,教學(xué)目標(biāo)的達成,學(xué)生獲得的學(xué)習(xí)結(jié)果,都是第一位的東西。利用信息技術(shù)的強大功能去實現(xiàn)課堂教學(xué)的目標(biāo)是必要的,但信息技術(shù)從屬于課堂教學(xué)的地位也是必然的。若信息技術(shù)能在教學(xué)過程最需要的時刻發(fā)揮作用,非常自然真實地成為教學(xué)過程中一個環(huán)節(jié)、一個步驟、一段過程……,這樣狀態(tài)下的課堂教學(xué),就成為一種整合狀態(tài),它所達到的效果是我們所追求的課堂教學(xué)效果,此刻很難說是教學(xué)還是信息技術(shù)在起決定性作用,因為它們之間不分彼此,已經(jīng)完全融為一體,也就整合在一起了。
(三)信息技術(shù)在生物課堂教學(xué)中的應(yīng)用1.將微觀世界或宏觀現(xiàn)象通過視頻、動畫、聲音、圖片等形式展現(xiàn)在學(xué)生面前,加強了教學(xué)的直觀性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,有利于揭示事物本質(zhì),使抽象事物具體化。同時運用信息技術(shù)還可以刺激學(xué)生的視、聽、看等多種感官,如用形象生動的圖像信號吸引學(xué)生的視覺,用音響適中、悅耳精煉的語言信號吸引學(xué)生的聽覺,特別是電教媒體的特技效果突破了信息傳遞中的時間和空間的限制,使學(xué)生能直觀地看到宏觀世界、微觀世界、遠方或過去的事物,使信息通道得到了無限的延伸和擴展。2.關(guān)注全體、分層教學(xué)、因材施教,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,改變學(xué)生對學(xué)習(xí)的倦怠心理,提高學(xué)習(xí)效率。例如:在學(xué)生做題時,可以運用PPT打出不同難度的題,教師通過活動讓不同層次的學(xué)生參與其中,這樣既關(guān)注了全體,又達到了分層教學(xué),同時也照顧了學(xué)困生的自尊心,起到了一舉兩得的作用。
二、在實踐中發(fā)現(xiàn)的一些問題
在信息技術(shù)與生物學(xué)科整合的實踐過程中,我有過困惑,總結(jié)過經(jīng)驗教訓(xùn),主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(一)在課堂教學(xué)中不能盲目突出信息技術(shù)在實際教學(xué)中,不能片面追求效果的最優(yōu)化,不分課型、內(nèi)容,不顧實際教學(xué)需要,盲目使用各種媒體。信息技術(shù)只是一種教學(xué)工具或教學(xué)手段,如果利用得當(dāng),它就可以推動教學(xué)改革,提高教學(xué)質(zhì)量;如果沒有正確認識信息技術(shù),那么素材、課件等就會變?yōu)榻處煹摹半姽唷惫ぞ摺N覀內(nèi)绻婵浯笮畔⒓夹g(shù)的效果,排斥傳統(tǒng)的教學(xué)手段和方法,如以電子板書替代傳統(tǒng)板書,或是本應(yīng)使用實物、模型、掛圖等常規(guī)教具的情況下,一味使用多媒體技術(shù),就會搞得學(xué)生視覺疲勞,失去了觀看的興趣。長此以往,不但會影響信息技術(shù)的使用效果,而且還會事倍功半。因此,我們在使用信息技術(shù)時,應(yīng)注意時間長短適中,信息適量,媒體搭配合理、有序、適當(dāng),而且要根據(jù)不同年齡特點的學(xué)生及教學(xué)內(nèi)容需要選擇不同的信息技術(shù)手段,內(nèi)容、設(shè)計上不應(yīng)過于花哨,以免分散學(xué)生的注意力。
(二)使用信息技術(shù)時,應(yīng)處理好教師、學(xué)生、教材的關(guān)系“教師是主導(dǎo),學(xué)生是主體”。我想,不論在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中還是在信息技術(shù)環(huán)境下,都不能忽視教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位。在新型的課堂教學(xué)中學(xué)生應(yīng)在教師的引導(dǎo)下適當(dāng)?shù)赝ㄟ^各種媒介進行自主探究、合作交流、主動質(zhì)疑等來提高判斷事物、解決問題的能力,培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣。同時教師也能對課堂收放自如,只有這樣才能達到信息技術(shù)與課程整合高效性。但大家要注意的是在使用信息技術(shù)時不能忽視教材,脫離教材,因為教材承載了當(dāng)節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)任務(wù)。
一、認識信息
同樣重要的信息,有的人善于抓住,有的人卻漠然視之,這正是由于各人的信息意識強弱不同所致。信息,指的是當(dāng)人們與外界接觸時,有意無意所接受到的一些事物材料,有數(shù)字、圖形、文字、影像、動畫、數(shù)量關(guān)系等。如果能使學(xué)生對接受到的這些信息源加以分析、整理,主動獲取自己所需的信息,或找到對自己有利的信息而后加以利用,則將促使他們關(guān)注周圍的事物,溝通物理與生活的聯(lián)系,大大提高他們的信息意識。
1、感知信息。信息意識形式有兩種:一是被動接受狀態(tài),二是自覺活躍狀態(tài)。前者指人們從社會的信息環(huán)境中被動地接受事先未料及的信息;后者指信息意識的覺醒狀態(tài),它促使人們制訂信息活動計劃,主動關(guān)心和了解各種變化,并做出相應(yīng)的選擇。物理教學(xué)時應(yīng)力求促使學(xué)生從被動接受狀態(tài)轉(zhuǎn)化為自覺活躍狀態(tài),當(dāng)他們面對一些信息時,能快速做出對信息的判斷并引起思考。這樣久而久之的訓(xùn)練,學(xué)生就能關(guān)注起周圍的事物、外界的信息,并對信息加以描述、思考,體會到物理與信息的聯(lián)系及價值。
2、評價信息。當(dāng)信息出現(xiàn)在我們面前時,我們就應(yīng)及時做出反映并思考,做出相應(yīng)的判斷,哪些信息是我們是了解,哪些是陌生的,如何評價各類信息?在物理教學(xué)時,應(yīng)多讓學(xué)生接觸各種信息,并評價它們,如互相矛盾的信息,相互一致的信息,系統(tǒng)性的信息等,讓學(xué)生在評價中提高自己的信息感悟能力。讓學(xué)生從中選擇條件再提出相應(yīng)的問題。將大大提高學(xué)生評價各類信息的靈敏度及準(zhǔn)確度。
二、感受信息
一個武俠小說迷,只要找到自己想看的武俠小說,便會津津有味地看下去,甚至于不吃不睡。物理教學(xué)時,就應(yīng)盡可能增強學(xué)生的信息情感,培養(yǎng)他們類似于“武俠小說迷”的熱衷情感,當(dāng)他們多次從多方面感受信息時,便能形成某種持久、穩(wěn)定的、反映心底需求關(guān)系的內(nèi)心體驗,這便是信息情感。當(dāng)學(xué)生形成較穩(wěn)定的信息情感時,便能產(chǎn)生巨大的信息熱情,這將大大提高他們對信息的敏感性與興趣性。1、對信息的敏感性。不同的人面對同樣信息會有不同的態(tài)度,敏感性強的人,面對信息,即便是與知識結(jié)構(gòu)相矛盾或不能解釋的信息,他們會發(fā)出疑問:“這是為什么?”從而激發(fā)起好奇心和求知欲,進而去探索、實驗,去求知、去尋找原因,他們對信息是熱情的、歡迎的、敏感的,從而不斷地促使自己知識結(jié)構(gòu)的變化,物理教學(xué)時就應(yīng)采用多種形式提高學(xué)生對信息的敏感性,便能提高對信息的敏感度,以便周密考慮問題。
2、對信息的興趣性。興趣是最好的老師,興趣是一種持久的情感體驗,人們的信息搜集活動是受信息需求驅(qū)使的,影響需求力量的大小主要是需求被意識的清晰程度——意識越明確,行動目標(biāo)越清楚,信息活動的動機越穩(wěn)定、持久、強烈,努力程度也就越高。在物理教學(xué)時,應(yīng)有意識地設(shè)置各種情境,讓學(xué)生在信息輸入時產(chǎn)生濃厚興趣,并能以較穩(wěn)定、濃厚的興致保持下去,從而以積極、熱情的態(tài)度對待信息,這樣將激發(fā)他們發(fā)出超常的智慧和高漲的熱情,這樣不僅學(xué)生提高學(xué)生的求知欲,還大大開闊了他們的思維。
三、利用信息
在信息時代,靜態(tài)的知識不具有情報信息價值,只有對知識的新認識和深入挖掘,并進行動態(tài)處理,才能使其產(chǎn)生推動社會進步的巨大能量。認識和挖掘出知識的現(xiàn)實價值,并利用好它,這才是信息素質(zhì)的最好體現(xiàn)。只有具有利用信息能力的人,才知道怎樣組織知識,發(fā)現(xiàn)和使用信息,他們也才具有終身學(xué)習(xí)的能力。
1996年5月, 國家教委頒發(fā)了《全日制普通高級中學(xué)生物教學(xué)大綱(供試驗用)》(以下簡稱新大綱)。 同年8月,國家教委基礎(chǔ)教育司在山西省大同市召開了全國各省、自治區(qū)、直轄市的普教處主任和教研室主任 以及人教社有關(guān)負責(zé)人參加的“普通高級中學(xué)新課程方案研討會”。會上宣布將于1997年秋季在山西、江西、 天津市開始使用新教材,進行新課程方案的試點工作。作為高中二年級開設(shè)的生物課,當(dāng)前抓緊學(xué)習(xí)新大綱, 為在1998年秋季按照新大綱的要求來試用新教材進行教學(xué),有著現(xiàn)實的意義。現(xiàn)就初學(xué)新大綱的一些體會,試 對高中生物新大綱的特點做一淺析,供同行參考。
新大綱分為五部分,即教學(xué)目的、課程安排、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)中應(yīng)注意的幾個問題、考試、考 查、教學(xué)評估及教學(xué)設(shè)備,內(nèi)容突出了“面向全體學(xué)生,面向21世紀”的總體要求。
依據(jù)《全日制中學(xué)生物學(xué)教學(xué)大綱(修訂本)》(以下簡稱舊大綱)編寫的現(xiàn)行高中生物(全一冊·人教 版)教材內(nèi)容,體系完整、知識系統(tǒng)性較強,內(nèi)容與課時吻合。但更多講述的是經(jīng)典的生物學(xué)知識,較少聯(lián)系 當(dāng)前迅速發(fā)展的生物科學(xué)新成果;在實驗課的安排上,僅有5 個實驗,且有一實驗為選做,實際只要求完成4個 實驗, 因而不利于對學(xué)生進行能力培養(yǎng)和科學(xué)素質(zhì)——科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法、科學(xué)世界觀的培養(yǎng)。新大綱所反 映的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容,則更新了部分傳統(tǒng)的理論性內(nèi)容,如刪去了“生命起源”和“生物進化的證據(jù)”等 專題,代之以“現(xiàn)代的生物進化觀點簡介”內(nèi)容。此外,更擴展了有關(guān)環(huán)境、營養(yǎng)、保健等聯(lián)系實際的知識, 且增強了對學(xué)生的社會責(zé)任感的思想教育。體現(xiàn)出了時代要求的特征。現(xiàn)從下列7個方面來淺析其特點。
1.知識體系作了較大調(diào)整
舊大綱對高中生物必修內(nèi)容側(cè)重的是講述生命科學(xué)規(guī)律,對高三年級的選修內(nèi)容則為復(fù)習(xí)高二年級的知識 和初中的生理衛(wèi)生內(nèi)容,不僅知識體系重復(fù),更體現(xiàn)出是為適應(yīng)高考的需要而學(xué)(選修教材內(nèi)容系高考所劃定 的考試范圍)。新大綱將舊大綱的8個單元調(diào)整為10個單元, 又將“生命活動的調(diào)節(jié)”內(nèi)容移至“生物的生殖 和發(fā)育”之前講述,體系略有修改,使內(nèi)容順理成章,通過各單元間內(nèi)在聯(lián)系使學(xué)生接受新知識。而選修內(nèi)容 體系則以全新的知識為主線,選取了與人類生存發(fā)展密切相關(guān)的內(nèi)容,如“人體生命活動的調(diào)節(jié)和免疫”“細 胞與細胞工程”“遺傳與基因工程”等。反映出新大綱有著適應(yīng)21世紀現(xiàn)代化科學(xué)的特色。
2.明確提出了教學(xué)目標(biāo)的三方面要求
舊大綱只是提出了教學(xué)內(nèi)容,而無具體的教學(xué)目標(biāo)要求。新大綱則在教學(xué)目標(biāo)問題上,首次從知識、思想 、能力3 個方面提出了明確的要求。
知識教育方面:要在打好基礎(chǔ)知識的前提下,使學(xué)生知道如何運用生物學(xué)知識來解決生活、生產(chǎn)、科學(xué)技 術(shù)發(fā)展和環(huán)境保護等方面的問題,并對現(xiàn)代生物科學(xué)的新成就和發(fā)展趨勢有所了解。
思想教育方面:要繼續(xù)進行辯證唯物主義和愛國主義教育,同時加強科學(xué)世界觀教育,以形成生物的進化 觀點和生態(tài)學(xué)觀點;還要加強科學(xué)態(tài)度和科學(xué)價值觀方面的教育,促進對保護生物資源之重要性的認識。
能力培養(yǎng)方面:由于高中階段的學(xué)生,思維活動較活躍,思維方式即將定型,因而一方面要重視基本技能 的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實驗?zāi)芰Α⑺季S和自學(xué)能力,同時要培養(yǎng)學(xué)生的分析、綜合、比較、判斷和推 理的科學(xué)研究能力以及創(chuàng)造能力。
3.教學(xué)的知識點有所更新
新大綱對教學(xué)的知識點有較多的更新。原則是:在突出基礎(chǔ)性,對基礎(chǔ)知識進行精選的前題下,要體現(xiàn)出 知識的先進性,要加強知識的實用性,要考慮學(xué)生的可接受性,還要重視與九年義務(wù)教育知識的銜接性。
新大綱在教學(xué)目的中指出:“生物課程是普通高中開設(shè)的一門學(xué)科類基礎(chǔ)課程”,說明了高中仍應(yīng)著眼于 基礎(chǔ)教育。因此,新大綱對現(xiàn)行高中生物教材的知識點進行了選擇,刪去了當(dāng)今學(xué)術(shù)界已經(jīng)不用和使用價值不 大的,諸如原生質(zhì)概念和生命起源化學(xué)進化過程的內(nèi)容等,保留了關(guān)于生命的物質(zhì)基礎(chǔ)和生命結(jié)構(gòu)的基本單位 、關(guān)于生命活動的本質(zhì)和生命活動的基本規(guī)律、關(guān)于生物進化和生物與環(huán)境關(guān)系等基礎(chǔ)性的知識,還增添了動 物行為產(chǎn)生的生理基礎(chǔ),加強了與九年義務(wù)教育知識的銜接。此外,新大綱還選擇了一些理論較淺且易被學(xué)生 接受的反映現(xiàn)代生物科學(xué)水平的先進知識,如細胞的分化和衰老、細胞的癌變、無公害綠色食品、生物凈化等 ,填補了現(xiàn)行生物教材在知識先進性和實用性方面的不足。
4.重視理論聯(lián)系實際
新大綱選取補充的新知識點,普遍具有實用性。除重視教材內(nèi)容與生產(chǎn)實際、生活實際的聯(lián)系外,更從理 論聯(lián)系實際出發(fā),在講解某個知識點后,配合安排了相應(yīng)的學(xué)生實驗或?qū)嵙?xí)。有利于實現(xiàn)“要使學(xué)生……知道 這些知識在生產(chǎn)、生活和社會實踐等方面的應(yīng)用”這一教學(xué)目的。例如,必修課中,在講“組成生物體的化合 物”知識點后,配有“生物組織中可溶性糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定”實驗;在講“人類遺傳病與優(yōu)生”知識點 后,安排有“調(diào)查人群中的遺傳病”實習(xí);在講“環(huán)境污染對生物的不利影響”知識點后,配合了“調(diào)查或觀 察環(huán)境污染對生物的影響”實習(xí)等。這些都為學(xué)生提供了理論在實踐應(yīng)用上的示例。在選修課中聯(lián)系生產(chǎn)和生 活的新知識則更多,如“生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用”“自生固氮菌的分離實驗”“微生物的營養(yǎng)和生長” “學(xué)習(xí)細菌培養(yǎng)的基本技術(shù)實驗”“營養(yǎng)與健康的關(guān)系”和“幾種果蔬V[,c] 含量的測定實驗”等,都是教給 學(xué)生如何理論聯(lián)系實際的具體典例,體現(xiàn)了國際上“科學(xué)—技術(shù)—社會”(STS)的現(xiàn)代教育思想。
5.強調(diào)科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)
舊大綱在教學(xué)目的中僅提出了關(guān)于基礎(chǔ)知識、基本技能和能力培養(yǎng)的要求。新大綱則提出了科學(xué)素質(zhì)的培 養(yǎng)要求:“要使學(xué)生掌握生物科學(xué)的一些基本方法……提高科學(xué)素質(zhì)”。在教學(xué)目標(biāo)中更進一步明確提出了“ 養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度”“初步掌握基本的生物科學(xué)研究方法”的要求。
科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)包括了科學(xué)知識、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法、科學(xué)手段、科學(xué)精神、科學(xué)思維能力等方面。對 于生物學(xué)科來說,通過實驗和實習(xí),能夠兼顧多方面的科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng),因而是培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)的可行途徑。
從數(shù)量來看,舊大綱安排的學(xué)生實驗和實習(xí),只有必修課的5 個(選修課的實驗為初中生理衛(wèi)生課和必修 課的重復(fù))。新大綱的必修課則安排有25個實驗和實習(xí),選修課又安排有6個。 各種不同實驗項目無疑是對各 種科學(xué)方法、科學(xué)手段的培養(yǎng)。
從類型來看,舊大綱安排的學(xué)生實驗和實習(xí)只有一種定性的、驗證性的觀察實驗類型。新大綱的實驗類型 除保留了觀察實驗, 還增加了5種新實驗類型:定性分析類型(生物組織中可溶性糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定) ;定量分析類型(幾種果蔬V[c]含量的測定);模擬探究類型(性狀分離比例幾率的模擬,模擬通過分子雜交 鑒定人與猿間的親緣關(guān)系);自行設(shè)計類型(植物向性和感應(yīng)性現(xiàn)象的實驗設(shè)計,設(shè)計并制作小生態(tài)瓶);基 本技術(shù)類型(細菌培養(yǎng)的基本技術(shù)和植物組織培養(yǎng)技術(shù))。這些不同類型的實驗必然有利于科學(xué)思維能力的培 養(yǎng)。
6.增加了靈活性
舊大綱對于每單元的知識點有較詳細且具體的規(guī)定,限制了教學(xué)內(nèi)容的拓展。新大綱則是概括性地提出了 應(yīng)講的知識點,并未明確所包含的具體內(nèi)容,在知識點的深度和廣度上有著較大的伸縮余地。例如,“高等動 物的個體發(fā)育”問題,教材應(yīng)涉及哪些卵裂階段和有關(guān)內(nèi)容,新大綱不似舊大綱有詳盡規(guī)定,因而教師教到何 種程度,就有了相當(dāng)?shù)撵`活性。既有利于“一綱多本”的教材編寫實施,還可以適應(yīng)不同地區(qū)的各類學(xué)校和不 同學(xué)生學(xué)習(xí)情況的需要,進行靈活教學(xué)。
此外,對某些難度稍大的知識點(基因連鎖與互換規(guī)律、光合作用碳代謝類型簡介、酶工程簡介等),新 大綱將之安排為選講內(nèi)容,對某些需用時較長的實驗(動物激素飼喂小動物,用當(dāng)?shù)啬撤N生物做有性雜交試驗 等),新大綱又將之列為供學(xué)生選作的內(nèi)容,充分顯示出新大綱有著彈性的特點。
7.完善了教學(xué)大綱的功能和作用
1.對整合的實質(zhì)內(nèi)涵、目標(biāo)意義把握不清
一些教師認為信息技術(shù)與生物課程整合就是把信息技術(shù)與生物學(xué)科課程簡單地疊加在一起,在一些生物課中,把一般教室換成信息技術(shù)教室、書本換成電子稿、投影儀代替黑板、鍵盤代替粉筆,教學(xué)過程仍然“濤聲依舊”。對信息技術(shù)環(huán)境下教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程、教學(xué)資源、教學(xué)評價和教學(xué)方式等相關(guān)因素變革缺乏清晰的認識,沒有理解整合的深刻內(nèi)涵。
2.整合流于形式,忽略實際效果
有些教師不管教學(xué)內(nèi)容適不適合運用現(xiàn)代信息技術(shù),都要與信息技術(shù)掛鉤,以為用到信息技術(shù)就是一節(jié)好課。甚至整節(jié)課都是教師圍繞信息技術(shù)教,學(xué)生圍繞信息技術(shù)學(xué)。教師把生物課上成了“夾生飯”,學(xué)生吃到嘴里磕牙,吞到肚里不消化,長此以往,學(xué)生就會出現(xiàn)厭學(xué)癥。
3.忽略生物學(xué)科特點,濫用整合
生物作為一門以觀察與實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,具有很強的實踐性和科學(xué)性。因此生物教學(xué)應(yīng)理論聯(lián)系實際,注重應(yīng)用,這既是生物學(xué)科特點的必然體現(xiàn),也是適應(yīng)素質(zhì)教育的迫切需求。但是,許多教師未注意到這些問題,認為整合就是無差異的整合,只要在生物課堂中用到信息技術(shù)就行,采用的教學(xué)方法全部是統(tǒng)一方法,生搬硬套。不考慮生物學(xué)科特點的生硬整合,無法做到生物課程與信息技術(shù)的有機融合,結(jié)果可想而知。
4.高投入低回報,不愿進行整合
要想實現(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間和精力挖掘備整合課程資源,這必然會給本來就辛苦備課,疲于奔命批改作業(yè)的教師帶來更大的壓力。同時,學(xué)校還必須投入大量的人力、物力、財力,構(gòu)建校園信息化平臺,建設(shè)信息技術(shù)教師隊伍等。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)知識生動、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)負擔(dān),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而達到提高教學(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.加強理論學(xué)習(xí),將整合落實
在信息技術(shù)與生物教學(xué)的整合過程中,要充分加強教法、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,構(gòu)建易于實現(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,進行科學(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“細胞器”“遺傳的分子基礎(chǔ)”“生態(tài)系統(tǒng)”等用實物或投影演示,效果會很好。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,什么時候用,怎么用,期望收到什么效果,以真正達到“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.建立評價機制,讓師生看到整合效益
由于教育改革的不斷推進和新課改的要求,推進信息技術(shù)與教育的整合已經(jīng)成為社會關(guān)注的重點。初中生物教學(xué)對學(xué)生的直觀感受和操作效果較為關(guān)注,但由于課堂時間、教學(xué)條件有限,很多內(nèi)容在課上無法為學(xué)生進行演示,或?qū)W生無法親自進行實驗。針對這種現(xiàn)象,本文對信息技術(shù)與蘇教版初中生物教學(xué)的整合進行了研究,以期能使學(xué)生理解得更加深刻、形象。
關(guān)鍵詞
信息技術(shù);初中生物;整合
在新課改推動下,教育領(lǐng)域發(fā)生了很大變化,目標(biāo)是為國家培養(yǎng)出具有高學(xué)歷、高素質(zhì)、過硬的實踐能力的優(yōu)秀人才,符合國家的發(fā)展要求。但是,要實現(xiàn)這一目標(biāo),就需要在教學(xué)實踐中運用現(xiàn)代化的技術(shù)指導(dǎo)教學(xué),將兩者進行整合。隨著經(jīng)濟與科技的不斷發(fā)展,新型科技也在不斷走進課程教學(xué),而對于實踐性較強的生物教學(xué)來說,實現(xiàn)生物教學(xué)與信息技術(shù)的整合就顯得十分重要。
一、信息技術(shù)在生物教學(xué)中的作用
在信息技術(shù)中有一種教學(xué)方式叫做多媒體教學(xué),將多媒體教學(xué)應(yīng)用到生物教學(xué)中,不僅能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中進行視覺、聽覺的有機整合,還能讓學(xué)生從多方面進行感受,將成果通過更直觀的形式展現(xiàn)出來,可以調(diào)節(jié)課堂氛圍,提升學(xué)習(xí)效率。在教學(xué)方法上,還能將教師所要表達的思想更直接地表現(xiàn)出來,讓學(xué)生對教師的要求更加明確,并有針對性地回答問題,在這種教學(xué)模式下,可以讓學(xué)生了解到更多的教科書以外的內(nèi)容,開拓學(xué)生的視野。在必要的教學(xué)內(nèi)容中播放相關(guān)影片進行教學(xué)還能引發(fā)學(xué)生的思考,加深其對教學(xué)內(nèi)容的掌握程度。同時,學(xué)生遇到問題可以隨時提出,教師立即進行解答,改變了傳統(tǒng)的教師只負責(zé)教而學(xué)生只負責(zé)學(xué)的教學(xué)模式,師生之間進行良好的互動,充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位。
二、將信息技術(shù)與生物教學(xué)進行整合的益處
(一)提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性
傳統(tǒng)的生物教學(xué)方式基本都是教師在進行照本宣科的工作,提出的問題也很有局限性,學(xué)生只負責(zé)學(xué)習(xí),對于教師提出的問題經(jīng)常是處于朦朧狀態(tài),似懂非懂,師生之間進行的互動也較少。新課改以后,教學(xué)方式得到了改善并引進了新的教學(xué)設(shè)備,增添了教學(xué)手段。將信息技術(shù)與生物教學(xué)相整合,教師不僅可以利用多媒體對教學(xué)所需的圖像、影視動畫進行綜合處理,還可以根據(jù)教學(xué)要求自主設(shè)置教學(xué)主題,將所講內(nèi)容通過多媒體教學(xué)展現(xiàn)得更加直觀,帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,引發(fā)學(xué)生思考,實現(xiàn)課本與信息技術(shù)相結(jié)合,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。
(二)使教學(xué)內(nèi)容更加貼近學(xué)生的生活
現(xiàn)階段的學(xué)生在物質(zhì)生活上已經(jīng)有了很大的提高,對于網(wǎng)絡(luò)信息也不陌生,但網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在發(fā)展中有利有弊,所以這就要引導(dǎo)學(xué)生正確利用網(wǎng)絡(luò)進行學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)中的教學(xué)內(nèi)容是豐富多彩的,具有新穎、更新速度快的特點,便于學(xué)生掌握新的知識。在生物教學(xué)中運用網(wǎng)絡(luò)進行教學(xué),可以幫助學(xué)生及時找到要了解的內(nèi)容,并出色地完成作業(yè)。
(三)提高學(xué)生的復(fù)習(xí)效率
在經(jīng)過一階段或一學(xué)期的學(xué)習(xí)后,教師就要對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行檢驗,如期中考試、期末考試,這就要求學(xué)生將學(xué)習(xí)內(nèi)容進行很好的復(fù)習(xí),但由于時間有限,不能對所學(xué)的各個章節(jié)進行重復(fù)講解,所以在進行期中考試、期末考試之前,教師可以通過多媒體對以往的教學(xué)重點、難點進行播放,對教學(xué)內(nèi)容進行總結(jié),以加深學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的印象,從而起到鞏固知識的作用。
三、將信息技術(shù)與蘇科版初中生物教學(xué)進行整合的具體方法
(一)多媒體教學(xué)方式走進課堂
在蘇科版初中生物教學(xué)中需要大量的道具,但不能將所需要的道具都拿到課堂上,即便有些道具方便帶到課堂,但由于季節(jié)或條件的限制還是在教學(xué)中無法充分應(yīng)用。如在“觀察花的結(jié)構(gòu)”這項實驗中就需要大量的花朵作為道具,這就增加了實驗的難度,沒有任何一種花朵是可以隨意采摘的,所以在實驗中利用多媒體進行教學(xué)就可以解決這個問題,不僅可以找到實驗中所需的內(nèi)容,還能讓學(xué)生觀看得更清晰、生動,能很好地解決采摘等帶來的問題。
(二)將信息技術(shù)作為師生進行互動的工具
現(xiàn)代技術(shù)較為發(fā)達,因而要正確利用這一點。學(xué)生在學(xué)習(xí)時難免會遇到困難,可以利用網(wǎng)絡(luò)與教師進行互動,但這種教學(xué)方法需要教師進行引導(dǎo),提出問題讓學(xué)生進行思考,如在進行“探究唾液淀粉酶對淀粉的消化作用”這項實驗時,自行操作存在一定的困難,這時教師就可以根據(jù)實際情況,在網(wǎng)絡(luò)上選取相關(guān)教學(xué)視頻進行教學(xué),通過視頻中的試驗,提出“在這項實驗中淀粉經(jīng)過唾液淀粉酶的分解后產(chǎn)生了什么變化?”學(xué)生會看到,在不同溫度下,加入碘液后淀粉的顏色會不同,在37攝氏度時加入碘液顏色不變,但在100攝氏度時,加入碘液后顏色會呈現(xiàn)藍色,這就增加了學(xué)生與教師之間的互動,學(xué)生觀察越仔細,收獲也就越多。
(三)運用信息技術(shù)生動講解教學(xué)內(nèi)容
現(xiàn)代信息更新較快,教材更新永遠跟不上科學(xué)研究,這時就需要教師利用信息技術(shù)拓展學(xué)生的知識面,將最新的研究成果引入到教學(xué)中。如在關(guān)于“觀察小魚尾鰭血液的流動”的實驗中需要小魚作為實驗對象,但傳統(tǒng)的實驗方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代的教學(xué)要求,教師就可以選擇最新的實驗方法進行教學(xué),如用載玻片將小魚的尾鰭壓住,關(guān)注小魚尾鰭的擺動情況,利用多媒體進行展示,這樣不僅能達到實驗?zāi)康模€能讓學(xué)生了解到更多的實驗方法。
綜上所述,通過以上的研究發(fā)現(xiàn),將信息技術(shù)應(yīng)用到蘇科版初中生物教學(xué)中是必然的,將二者進行整合以后,不僅提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,還讓學(xué)生對實驗理解得更深刻。
作者:周婧玉 單位:江蘇省昆山市陸家中學(xué)
參考文獻
【論文摘要】物理學(xué)是一切自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的基礎(chǔ),來源于生活實踐又應(yīng)用于生活實踐,對科學(xué)的發(fā)展、社會的進步起著不可估量的作用。對于青少年來說,它可以揭開大千世界的奧秘,又可以使他們志向高遠,憧憬未來,應(yīng)該是學(xué)生們最為鐘情的一門課程。然而,有時它竟是學(xué)生最為恐懼和頭疼的課程,本文重在解決高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理時出現(xiàn)的問題。
經(jīng)過多方面的調(diào)查研究、溝通交流,發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的高中學(xué)生,在談到高中學(xué)習(xí)時,都反映高中的物理是所學(xué)科目中最難的,高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理感覺較難的原因主要有:初、高中物理教材研究的內(nèi)容、深度及初高中物理學(xué)習(xí)方法的要求不同,是學(xué)生感覺較難的客觀原因;物理學(xué)習(xí)中沒有斗志、毅力,不自信、心理素質(zhì)差及學(xué)生的性別心理不同,是學(xué)生感覺難學(xué)的主觀原因。作為物理教師對此問題如果認識不清,將直接影響學(xué)生高中三年的物理學(xué)習(xí),也難保證教學(xué)任務(wù)的完成。通過對學(xué)生學(xué)習(xí)中存在原因的研究,作者總結(jié)出解決方案如下,以供大家參考:
一、培養(yǎng)學(xué)生對物理的學(xué)科情感,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)情商
首先,教師要使學(xué)生對學(xué)習(xí)物理有興趣、有信心。“興趣是最好的老師”,學(xué)生的學(xué)習(xí)活動最易從興趣出發(fā),教學(xué)中若不重視激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生便會失去學(xué)習(xí)的信心和動力,對概念、定理和重要定律似是而非、模棱兩可,這就必然導(dǎo)致學(xué)生做不好題,對物理感到頭痛,學(xué)習(xí)情緒低落,成績自然無法提高。蘇霍姆林斯基曾把學(xué)生的情感比作土地,把學(xué)生的智力比作種籽,他說:“只關(guān)心種籽而忘了耕地等于撒下種籽喂麻雀。”因此可知,興趣和很好的動機,能夠很大地促進學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。激發(fā)學(xué)生的興趣,教師要充分發(fā)揮主導(dǎo)的作用,并體現(xiàn)出學(xué)生的主體地位;要改變一講到底的做法,而是根據(jù)教學(xué)目的,通過“設(shè)疑”、“析疑”啟發(fā)學(xué)生的思維,鼓勵學(xué)生提問和發(fā)表自己的見解,參與課堂討論,營造一個寬松和諧的教學(xué)環(huán)境;要處理好師生關(guān)系,激勵學(xué)生不怕挫折,勇于前進;要“思學(xué)生所想,解學(xué)生所難,料學(xué)生所錯,投學(xué)生所好”。
其次,注重物理實驗在教學(xué)中的作用。新課改中物理實驗的教學(xué)加重了,演示實驗可以使他們“眼見為實”,學(xué)生實驗更使他們有自己動手的機會,課外小實驗又有趣,學(xué)生都比較樂于參與。經(jīng)過調(diào)查,實驗是深受學(xué)生歡迎的,良好的實驗課可以提高學(xué)生的興趣,并且簡單的、生活化的實驗材料可以給學(xué)生親切感,消除對物理學(xué)科的畏難情緒。
再次,加強多媒體的應(yīng)用。多媒體技術(shù)服務(wù)于教學(xué)主要有以下優(yōu)點:(1)將文字、圖像、聲音、動畫有機結(jié)合,多種感官刺激,易于激發(fā)學(xué)生興趣。(2)傳輸信息量大,傳遞速度可隨機調(diào)節(jié),以及操作的可重復(fù)性,易于學(xué)生對知識的接受。(3)交互性強,有益于學(xué)生主體地位的培養(yǎng)。以計算機為核心的信息技術(shù)推動社會進入了一個信息化的社會,新課改下以多媒體技術(shù)為靈魂的現(xiàn)代信息教育技術(shù)賦予傳統(tǒng)教育以新的內(nèi)涵。
認識到學(xué)習(xí)興趣、學(xué)科情感對物理教學(xué)的重要性并能采取相應(yīng)的措施,學(xué)生就會早日進入物理學(xué)習(xí)的正軌,主動克服物理學(xué)習(xí)的困難,教與學(xué)也就更加相輔相成了。
二、重視與加強培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)方法
西方一位頗有名氣的學(xué)者埃德加•富爾在《學(xué)會生存》中寫道:“未來的文盲不再是不識字的人,而是沒有學(xué)會怎樣學(xué)習(xí)的人。”美國的《九十年代的挑戰(zhàn)》一書中指出:“在不斷變動的世界上,沒有任何一門或一套課程可供不可見的未來使用,或可供你終身受用。現(xiàn)在需要的最重要的技能是學(xué)會如何學(xué)習(xí)。”因此,物理教學(xué)過程,不僅是傳授知識、技能的過程,更應(yīng)是教會學(xué)生如何學(xué)習(xí)物理的過程。物理教學(xué),原本就有教師的教和學(xué)生的學(xué)兩個方面,當(dāng)前物理教學(xué)中普遍存在著重教師教法的探討輕學(xué)生學(xué)法的研究的現(xiàn)象,這對于開發(fā)學(xué)生智力,培養(yǎng)學(xué)生能力,提高物理教學(xué)質(zhì)量,從而實現(xiàn)素質(zhì)教育是極為不利的。實踐證明:學(xué)生學(xué)物理效率的高低、成績的好壞,很大程度上取決于學(xué)生學(xué)習(xí)方法是否科學(xué),因此,我們不僅應(yīng)重視教師教法的探討,更應(yīng)重視學(xué)生學(xué)法的指導(dǎo)研究。新課改更重視培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索過程,畢竟,科學(xué)過程是科學(xué)家們從事科學(xué)活動的智力勞動過程。把科學(xué)過程與科學(xué)思維、科學(xué)方法引入物理課程,不僅能使學(xué)生有身臨其境之感,而且能領(lǐng)略前輩大師的研究方法、科學(xué)思想、科學(xué)精神,得其精髓,有所借鑒。所以,物理課程不應(yīng)該把人類認識自然的歷史擦去,科學(xué)家們曲折頑強而又閃爍著智慧的創(chuàng)造性思維和實踐過程,不能被公式和邏輯的面紗遮蓋。離開了引向結(jié)果的方法過程,而只追求裸的結(jié)果,就等于沒有結(jié)果。第斯多惠指出:“一個壞的教師奉送真理,一個好的教師則教人發(fā)現(xiàn)真理。”我們認為,學(xué)生學(xué)習(xí)的過程實際上就是學(xué)生獲取、整理、貯存、運用知識和獲得學(xué)習(xí)能力的過程,因此,中學(xué)物理學(xué)習(xí)方法應(yīng)主要包括如下幾個方面:一是學(xué)生獲取物理知識的方法,如:觀察、實驗、預(yù)習(xí)、聽課、做筆記、思考、作業(yè)、考試的方法等;二是學(xué)生整理知識的方法;三是學(xué)生記憶的方法;四是學(xué)生運用知識處理物理問題的方法,如等效法、聯(lián)想法、類比法、化歸法、外推法等一般科學(xué)方法,再如臨界問題分析法、動態(tài)電路分析法等具體解題方法;五是學(xué)生選擇合適學(xué)法的方法,如學(xué)生如何選擇合乎自身學(xué)習(xí)特點的記憶方法、做筆記的方法等。新課改理念下的教師,決非僅僅是知識的傳授者,而應(yīng)該把自己視為激發(fā)、鼓勵、促進學(xué)生學(xué)習(xí)和探索的引導(dǎo)者、促進者、咨詢者、支持者,應(yīng)從“知識傳授者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸R探索的導(dǎo)航者”。學(xué)生則成為教學(xué)活動的主體,具有自主性,能自我調(diào)控,主動接受教育影響,通過一系列的自主學(xué)習(xí)活動,積極地把書本上介紹的科學(xué)知識轉(zhuǎn)化為自己的精神財富,并能用于實踐。
教師與學(xué)生都要認識到學(xué)習(xí)方法的重要,教師如果能指導(dǎo)學(xué)生掌握一套良好的學(xué)習(xí)方法,學(xué)生必然會喜歡物理并能夠順利適應(yīng)高中的物理教學(xué)。
三、注意性別差異,消除性別差異心理
雖然學(xué)生存在性別差異,但是要讓他們都明白:每個人的大腦生理結(jié)構(gòu)都是相同的,不存在思維學(xué)習(xí)上的差異。在高中物理學(xué)習(xí)中,女生處于劣勢不是絕對的,不應(yīng)盲目自卑,通過努力,女生也可以取得優(yōu)秀的成績,比如,2007年全國各省的高考狀元絕大多數(shù)是女生。所以,教師要多通過事例與學(xué)生交流、溝通,多給女生以充分的鼓勵,樹立其自信心,消除過重的心理壓力,讓其明白“人人是可樹之人”,絕不放棄與輕視任何一個學(xué)生,使每一位學(xué)生都有信心學(xué)好物理。
以上我們針對高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理感覺較難的主客觀原因,提出了一些解決的建議,我們認為教師在具體教學(xué)中應(yīng)循序漸進、因勢利導(dǎo),逐步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、信心及各個方面的能力,使其養(yǎng)成好的學(xué)習(xí)方法;同時,當(dāng)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)上遇到心理障礙時,我們一定要想辦法幫助他們盡早克服,使他們盡快適應(yīng)高中學(xué)習(xí)的過渡期。相信只要我們共同關(guān)注教育的發(fā)展、重視學(xué)生的成長、思考教育中出現(xiàn)的問題并想法解決,必將取得師生的和諧發(fā)展、共同進步,教育事業(yè)的明天也將會更加燦爛。
【參考文獻】
關(guān)鍵詞:生物信息學(xué);創(chuàng)新思維;課外訓(xùn)練;文獻抄讀
隨著生物信息學(xué)在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)中的廣泛應(yīng)用,許多高校開始開辦生物信息學(xué)專業(yè),培養(yǎng)生物信息學(xué)人才。哈爾濱醫(yī)科大學(xué)是最早開設(shè)生物信息本科專業(yè)的高校之一。目前,幾十所高校陸續(xù)開辦生物信息學(xué)專業(yè),包括:東南大學(xué)、同濟大學(xué)、南方醫(yī)科大學(xué)等。多學(xué)科交叉的特點,使得生物信息學(xué)人才的培養(yǎng)面臨極大的困難。生物信息學(xué)的本科生需要接受數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、生物/醫(yī)學(xué)、計算機科學(xué)等多個學(xué)科課程的學(xué)習(xí)。短短的幾年時間對于掌握這些知識,非常困難。更為困難的是,生物信息學(xué)的發(fā)展速度極快,讀研深造或就業(yè)生物信息公司,需要的大多是最新的生物信息學(xué)技術(shù)[1]。因此,哈爾濱醫(yī)科大學(xué)采取了課外創(chuàng)新思維訓(xùn)練的模式,即為學(xué)生分配指導(dǎo)教師,學(xué)生加入教師所在的科研團隊,學(xué)習(xí)生物信息知識[2]。本文以哈爾濱醫(yī)科大學(xué)大慶校區(qū)學(xué)生為例,探討該模式的經(jīng)驗和策略。
1生物信息技術(shù)培訓(xùn)
通過宣傳,讓大一的本科生自由報名參加培訓(xùn),組織系內(nèi)有科研經(jīng)驗的教師對學(xué)生開展生物信息基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課程,每年培訓(xùn)10幾次,每次根據(jù)授課教師的準(zhǔn)備內(nèi)容,講授2-4學(xué)時。這些課程大部分安排在周末進行,內(nèi)容主要結(jié)合基礎(chǔ)知識和教師科研特點來設(shè)定,包括:非編碼RNA基本概念、microRNA、Cytoscape畫圖、統(tǒng)計學(xué)方法、聚類分析、二代測序理論知識等,詳見表1。授課場地利用計算機機房,這樣便于學(xué)生邊學(xué)邊做。學(xué)生的課外創(chuàng)新思維與課內(nèi)創(chuàng)新思維最大的不同在于有效的結(jié)合了實踐活動。這些培訓(xùn)內(nèi)容均為教師實際從事科研所必須的知識,教師有豐富的實踐經(jīng)驗。因此,可以學(xué)生一邊上課,一邊操作。學(xué)生有困難時,教師可以輕松的解答。研究生也可以參與其中,為學(xué)生進行答疑,傳授他們實踐知識和編程技巧,有利于學(xué)生對知識產(chǎn)生極大的興趣,提升求知欲望。生物信息的一個特點是:高校的科研內(nèi)容往往與公司所需的技術(shù)接近,因此學(xué)生對這些內(nèi)容的深入學(xué)習(xí)和實踐,對以后的就業(yè)有很大的幫助。
2文獻抄讀活動
文獻抄讀是科研中掌握最新研究動態(tài)和學(xué)習(xí)最先進技術(shù)的有效手段。從事生物信息科研的教師和研究生一般會定期的進行文獻抄讀。哈爾濱醫(yī)科大學(xué)大慶校區(qū)的生物信息團隊每周有三次的文獻抄讀,往往設(shè)定在工作日晚上進行。我們要求自愿參加課外創(chuàng)新思維訓(xùn)練的本科學(xué)生與教師、研究生一同參加文獻抄讀活動。對于低年級的本科生,只需要聽,不需要講。即使這樣安排,低年級學(xué)生也很難聽懂,因為文獻抄讀的論文經(jīng)常發(fā)表在頂級期刊,如:nature、science和cell。我們發(fā)現(xiàn),由于低年級學(xué)生聽不懂,一段時期內(nèi)會對生物信息參數(shù)厭倦感。有的學(xué)生一兩個月后會適應(yīng),有的學(xué)生需要半年及以上,還有一部分學(xué)生堅持不了,選擇退出。這段時期,對于教師和學(xué)生都是一個極大的考驗和煎熬。教師往往因為學(xué)生多次聽不懂而一籌莫展;學(xué)生因為多次聽不懂而灰心。我們采取導(dǎo)師制兼課題組負責(zé)的策略,部分緩解了學(xué)生和教師的壓力。一位導(dǎo)師帶1至2名低年級學(xué)生,科研方向相近的導(dǎo)師形成團隊,共同負責(zé)學(xué)生的創(chuàng)新思維培養(yǎng)。根據(jù)團隊課題方向的特點,選擇方向相近的論文進行文獻抄讀。低年級學(xué)生主要聽所在團隊的文獻抄讀活動。有精力時,可以參加其它團隊的文獻抄讀。由于文獻抄讀內(nèi)容相近,學(xué)生的接受程度有了較大的改善。對于高年級的本科生,我們選擇優(yōu)秀的學(xué)生閱讀和講授文獻抄讀。在實踐過程中,發(fā)現(xiàn)高年級本科學(xué)生更加適合于講生物信息數(shù)據(jù)庫和軟件使用類的論文。因此,為學(xué)生主要分配這兩類論文,但要求學(xué)生要講清楚數(shù)據(jù)庫使用和軟件的操作步驟。當(dāng)學(xué)生站在講臺上為其他學(xué)生、尤其教師和研究生講授論文知識后,學(xué)生的自信心會有很大的提升。從學(xué)生的講授過程,也可以考察學(xué)生的邏輯思維能力。往往邏輯思維能力有較大提升的學(xué)生,在講授論文時,表達非常清晰。在文獻抄讀過程中,我們注重與實踐結(jié)合。如果文獻中有需要使用的軟件和方法。我們會馬上安排學(xué)生去實現(xiàn)和使用該方法,然后寫幫助文檔并特異安排一次培訓(xùn),讓該學(xué)生教會教師、研究生、本科生軟件使用和方法。通過這一策略,一方面學(xué)生對文獻抄讀產(chǎn)生更大的興趣,因為文獻抄讀內(nèi)容有很實用的知識和方法,學(xué)生課下可以馬上根據(jù)文獻內(nèi)容來復(fù)現(xiàn)結(jié)果,并應(yīng)用在課題組正在進行的課題當(dāng)中。另一方面,真正為教師的科研起到幫助。教師安排學(xué)生立刻復(fù)現(xiàn)文獻抄讀內(nèi)容,可以幫助對文獻理論知識的理解和掌握。學(xué)會文獻中的軟件,可以幫助科研的策略選擇。學(xué)會文獻中的數(shù)據(jù)庫使用,可以增加數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)來源。但也需要注意一點,學(xué)生的知識面有限,在安排學(xué)生任務(wù)時,要評估學(xué)生是否能夠勝任該任務(wù)。
3結(jié)束語
本文以介紹生物信息本科生創(chuàng)新思維課外訓(xùn)練的經(jīng)驗為例,探討了生物信息學(xué)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)策略和方法。我們發(fā)現(xiàn)本科生參與文獻抄讀活動有利于培養(yǎng)本科生的創(chuàng)新思維。
參考文獻
[1]馮陳晨,李春權(quán).如何培養(yǎng)本科生的科研創(chuàng)新能力.科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2015.
摘要:生物信息學(xué)是較新的交叉學(xué)科,大部分文獻資料都是英文的,對學(xué)生的專業(yè)英Z能力要求較高,僅靠開幾門課遠遠不夠。應(yīng)用驅(qū)動的生物信息學(xué)專業(yè)英語教學(xué)體系在大學(xué)英語和專業(yè)英語課程的基礎(chǔ)上,以應(yīng)用為驅(qū)動和引導(dǎo),以網(wǎng)絡(luò)資源查詢、專業(yè)軟件使用及專業(yè)文獻資料的閱讀及寫作為核心內(nèi)容,使學(xué)生在課程設(shè)計、綜合實驗及科研等實踐過程中提高專業(yè)英語水平,收到了良好的效果。
關(guān)鍵詞:應(yīng)用驅(qū)動;生物信息學(xué);專業(yè)英語
中圖分類號:G642.3 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)21-0232-02
一、前言
生物信息學(xué)是近年新興的一門交叉學(xué)科,其研究內(nèi)容包含了生物信息的獲取、處理、儲存、分發(fā)、分析和解釋等在內(nèi)的所有方面,它綜合運用數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)和生物學(xué)的各種工具,來闡明和理解大量數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義(張春霆,2000)。與其他的生物學(xué)專業(yè)一樣,該專業(yè)要求學(xué)生掌握基本的專業(yè)英語閱讀和寫作能力;同時,由于是新興專業(yè),其大部分專業(yè)資料,包括專業(yè)網(wǎng)絡(luò)資源、常用軟件和文獻資料等大都是英文,并且對生物學(xué)、計算機及數(shù)學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)英語詞匯都有一定要求,因此,生物信息學(xué)專業(yè)對于專業(yè)英語的要求比其他專業(yè)更高一些。近年,人們陸續(xù)提出將任務(wù)或項目驅(qū)動教學(xué)法(周冬菊等,2011)、CBI(Content-based Instruction)專業(yè)英語教學(xué)法(智慧,2011)等應(yīng)用于生物類專業(yè)英語教學(xué),并強調(diào)網(wǎng)絡(luò)資源和應(yīng)用(劉進平等,2011,2013)以及科研文獻(方強&趙威,2014)等在生物類專業(yè)英語教學(xué)中的作用。重慶郵電大學(xué)生物信息學(xué)院生物信息學(xué)本科專業(yè)通過總結(jié)不同的教學(xué)方法,結(jié)合生物信息學(xué)專業(yè)自身的特點,系統(tǒng)地提出了應(yīng)用驅(qū)動的生物信息學(xué)專業(yè)英語教學(xué)體系,并收到了良好的教學(xué)效果。
二、體系構(gòu)成
應(yīng)用驅(qū)動的生物信息學(xué)專業(yè)英語教學(xué)體系由兩部分組成:①基礎(chǔ)部分,包括大學(xué)英語和生物信息學(xué)專業(yè)英語;②應(yīng)用部分,包括雙語教學(xué)課程、生物信息學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源、生物學(xué)軟件及專業(yè)文獻資料閱讀及寫作。內(nèi)容由淺到深,從基礎(chǔ)教學(xué)逐步過渡到專業(yè)應(yīng)用。整個體系以應(yīng)用為驅(qū)動和向?qū)В浜诵膬?nèi)容是網(wǎng)絡(luò)資源查詢、專業(yè)軟件使用及專業(yè)文獻資料的閱讀及寫作,其形式主要為課程設(shè)計、綜合實驗及學(xué)生課外科研。
1.大學(xué)英語。大學(xué)英語教學(xué)分為基礎(chǔ)階段和應(yīng)用提高階段(田志環(huán),2008),大學(xué)英語是基礎(chǔ)階段的主要英語教學(xué)形式,在高中階段語法學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,鞏固提高學(xué)生的英語聽、說、讀、寫能力,為后面的應(yīng)用階段英語教學(xué)奠定基礎(chǔ)。
2.專業(yè)英語課程。生物信息學(xué)專業(yè)英語課程是基礎(chǔ)階段到應(yīng)用提高階段的過渡,其教材根據(jù)本專業(yè)的特點采用自編教材,內(nèi)容除生物信息相關(guān)內(nèi)容外,還兼顧生物、計算機和數(shù)學(xué)(主要是概率統(tǒng)計)等領(lǐng)域。生物信息學(xué)專業(yè)英語課程內(nèi)容分三個層次:專業(yè)英語,主要是理科專業(yè)英語的特點,常用句型;生物類專業(yè)英語,主要是了解生物學(xué)專業(yè)名詞的構(gòu)詞特點及熟悉常見生物學(xué)專業(yè)名詞;生物信息學(xué)專業(yè)英語,了解生物信息學(xué)常見的研究領(lǐng)域,熟悉生物信息學(xué)專業(yè)詞匯。內(nèi)容從一般到特殊,學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)初步了解生物信息學(xué)專業(yè)英語的特點,掌握基本的專業(yè)詞匯。
3.雙語教學(xué)專業(yè)課。生物信息學(xué)專業(yè)的雙語課程是整個專業(yè)英語教學(xué)體系的核心,是學(xué)生掌握專業(yè)英語詞匯的主要途徑。雙語課程包括分子生物學(xué)、進化生物學(xué)、Perl程序設(shè)計等,其教材采用國外原版教材(影印版),教師上課幻燈片主要用英語,講解用英語+漢語,配合學(xué)生的課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí),在掌握專業(yè)知識的同時,熟悉生物信息學(xué)專業(yè)詞匯,提高專業(yè)英語閱讀能力。
4.網(wǎng)絡(luò)資源。隨著生物信息學(xué)的快速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)上英文的生物信息學(xué)資源也越來越多,主要包括生物學(xué)數(shù)據(jù)庫、多媒體生物信息學(xué)資料(如新一代測序儀介紹等)及公開課視頻資料。網(wǎng)絡(luò)生物數(shù)據(jù)庫如GenBank、UniProt、Ensembl、Pfam、PDB等包含了大量的生物學(xué)數(shù)據(jù)及分析工具,內(nèi)容系統(tǒng)完整,更新速度快,是生物科研工作者的寶庫,同時也是生物信息學(xué)專業(yè)英語學(xué)習(xí)的寶貴資源。這些數(shù)據(jù)庫的幫助頁面有詳細的資源介紹及使用方法說明,若能仔細閱讀,在學(xué)習(xí)這些網(wǎng)絡(luò)資源的同時,專業(yè)英語能力也會有極大的提高。另外,網(wǎng)絡(luò)上的很多公開課,如亞利桑那大學(xué)的“生物多樣性”、可汗學(xué)院的“生物學(xué)”及“概率”、麻省理工學(xué)院的“生物學(xué)導(dǎo)論”等,都是很好的在線學(xué)習(xí)資源。
5.生物信息學(xué)軟件。生物信息學(xué)領(lǐng)域很多常用的軟件,如序列比對軟件BLAST、FAST、TeeCoffee、ClustalW/X系統(tǒng)發(fā)育分析軟件MEGA、PAUP、PHYLIP、PAML,新一代測序數(shù)據(jù)分析軟件Velvet、SOAP、Bowtie、BWA等及其他生物信息學(xué)領(lǐng)域的很多軟件的界面及幫助文檔都是英文,在掌握使用這些軟件的同時,也可以熟悉相關(guān)領(lǐng)域的英文專業(yè)詞匯。
6.專業(yè)文獻資料閱讀。在學(xué)生的生物信息學(xué)課程設(shè)計、生物信息學(xué)綜合實驗、畢業(yè)設(shè)計、科研班及創(chuàng)新實驗等課程及活動中,需要閱讀適量的英文文獻。在前面掌握了一定量的專業(yè)詞匯的基礎(chǔ)上,通過英文文獻資料的閱讀,進一步提高了學(xué)生的專業(yè)英語閱讀水平,并初步掌握生物信息學(xué)專業(yè)英語寫作的基本要求,對于學(xué)生以后的研究生階段的學(xué)習(xí)或?qū)I(yè)相關(guān)工作奠定了專業(yè)英語基礎(chǔ)。
三、教學(xué)效果
專業(yè)英語學(xué)習(xí)的最終目的是應(yīng)用,主要包括專業(yè)英語文獻資料的閱讀及論文寫作,因此,對于教學(xué)效果也主要從閱讀和寫作兩方面進行評價。
1.專業(yè)英語閱讀。經(jīng)過幾年系統(tǒng)的專業(yè)英語學(xué)習(xí),學(xué)生從入學(xué)時覺得專業(yè)英語神秘莫測,看到英文資料就跳過,到畢業(yè)時能比較順利地閱讀專業(yè)文獻資料,查詢GenBank等英文專業(yè)數(shù)據(jù)庫,也不再害怕使用英文界面的專業(yè)軟件。
2.專業(yè)英語寫作。在專業(yè)英語閱讀能力提高的基礎(chǔ)上,學(xué)生的專業(yè)英語寫作能力也有了較大提高。尤其是科研班的同學(xué),基本上可以用英語將自己的科研工作總結(jié)成論文初稿,畢業(yè)論文中的英文摘要也較少出現(xiàn)語法和拼寫錯誤。
經(jīng)過四年的學(xué)習(xí),學(xué)生生物信息學(xué)專業(yè)英語的閱讀和寫作能力都有了較大提高,為進一步的學(xué)習(xí)和工作打下了良好的基礎(chǔ)。
四、結(jié)語
該體系以應(yīng)用為導(dǎo)向,從基礎(chǔ)到應(yīng)用,由易到難,主要培養(yǎng)學(xué)生的生物信息學(xué)專業(yè)英語閱讀能力,兼顧專業(yè)英語寫作訓(xùn)練,取得了較好的效果。英語的學(xué)習(xí)是一個積累與逐步提高的過程,專業(yè)英語更是如此,尤其是專業(yè)詞匯的積累需要大量的閱讀與寫作實踐。因此,要使學(xué)生學(xué)好專業(yè)英語,僅靠開幾門課是遠遠不夠的。學(xué)生通過課程設(shè)計及生物信息學(xué)綜合實驗等應(yīng)用性課程及課外科研活動,在掌握了專業(yè)知識的同時提高了專業(yè)英語閱讀和寫作能力,為進一步深造打下基礎(chǔ)。
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