前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇生物科學(xué)課程范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

生物科學(xué)課程范文第1篇

生物信息學(xué)主要由基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、比較基因組學(xué)、計算生物學(xué)等學(xué)科構(gòu)成，主要涉及的內(nèi)容有生物數(shù)據(jù)的收集、存檔、顯示和分析，體外預(yù)測、模擬基因及蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，對生物的遺傳基因圖譜進行分析處理，對大量的核苷酸和氨基酸序列進行比對分析，確定進化地位等。從生物信息學(xué)的概念及其涉及的內(nèi)容中可以明確生物信息學(xué)不是一門獨立的學(xué)科，所以要求教師在教學(xué)過程中掌握多領(lǐng)域的知識和技能，才能較好地把握該課程。

1．高等數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)

生物信息學(xué)將數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)作為主要的計算理論基礎(chǔ)，主要包括數(shù)學(xué)建模、統(tǒng)計方法、動態(tài)規(guī)劃方法、數(shù)據(jù)挖掘等方面。此外還包括隱馬爾科夫鏈模型(HMM)在序列識別上的應(yīng)用，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)預(yù)測的最優(yōu)理論，DNA超螺旋結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋵W(xué)，遺傳密碼和DNA序列的對稱性方面的群論等。因此，在生物信息學(xué)教學(xué)過程中要求教師具備數(shù)學(xué)及統(tǒng)計學(xué)的計算方法的基礎(chǔ)知識，能夠利用牛頓迭代法、線性方程回歸分析、矩陣求擬、最小二乘法等進行數(shù)學(xué)建模和計算，從而對基因和蛋白質(zhì)序列進行比對、進化分析和繪制遺傳圖譜等。

2．生物科學(xué)基礎(chǔ)

生物信息學(xué)包含的生物類學(xué)科有，生物化學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，基因工程、蛋白工程、生物技術(shù)等應(yīng)用學(xué)科。根據(jù)其課程特點，學(xué)生在學(xué)習(xí)生物信息學(xué)課程前需要學(xué)習(xí)生物化學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等基本生物學(xué)課程，對于基因序列、蛋白質(zhì)序列、啟動子、非編碼區(qū)等概念有深刻的理解，同時需要對一些重要的生物學(xué)數(shù)據(jù)庫有一定的了解，如美國基因數(shù)據(jù)庫(GeneBank)、歐洲分子生物學(xué)實驗室數(shù)據(jù)庫(Embl)和日本核酸數(shù)據(jù)庫(DDBJ)等。此外，要求學(xué)生能夠利用生物學(xué)數(shù)據(jù)庫查找基因序列、蛋白質(zhì)序列、基因及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，能夠讀懂?dāng)?shù)據(jù)庫中基因和蛋白質(zhì)的信息注釋，能夠計算蛋白質(zhì)序列的分子量和等電點，能夠為擴增特定的基因片段設(shè)計引物，能夠?qū)μ囟ㄎ锓N進行系統(tǒng)發(fā)育分析等。

3．計算機科學(xué)基礎(chǔ)

計算機是生物信息學(xué)的主要輔助工具，利用生物信息學(xué)研究生物系統(tǒng)的過程需要能夠熟練使用計算機對大量的生物信息數(shù)據(jù)進行處理和分析，這主要包括對數(shù)據(jù)信息進行搜索(收集和篩選)、處理(編輯、整理、管理和顯示)及利用(計算、模擬)。所以，學(xué)生在學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的過程中需要了解和掌握一些常用的生物信息學(xué)軟件，如BLAST和FASTA序列比對分析軟件，Oligo和Primer引物設(shè)計軟件，VectorNTI、DNASTAR、DNASIS等綜合分析軟件。此外，學(xué)生還需要學(xué)習(xí)和掌握一些常用的計算機語言，如正則表達式、Unixshell腳本語言和Perl語言。利用生物信息學(xué)在處理和分析海量生物數(shù)據(jù)的過程中，計算機軟硬件資源需要配合處理分析軟件的運行，因此要求計算機操作系統(tǒng)使用Unix和Linux操作系統(tǒng)，這些操作系統(tǒng)需要大量的操作命令進行輸入執(zhí)行過程，對于經(jīng)常使用Windows操作系統(tǒng)的學(xué)生來說是一個較難跨越的障礙。

二、生物信息學(xué)課程教學(xué)中存在的問題

目前國內(nèi)大多數(shù)高校的生物信息學(xué)教學(xué)采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即以課堂式的理論教學(xué)為主，缺乏必要的實踐教學(xué)。理論教學(xué)模式固定、教學(xué)方法單一、教學(xué)內(nèi)容狹窄，通常是介紹性、科普性的課程，甚至作為公選課程。少數(shù)高校開展生物信息學(xué)的實踐課程教學(xué)，但多以驗證性實驗為主，缺乏和專業(yè)相適應(yīng)的綜合性、設(shè)計性實驗，而開放性實驗更無從談起。

1．教學(xué)模式固定單一

生物信息學(xué)在內(nèi)容層面涵蓋諸多學(xué)科領(lǐng)域，注重應(yīng)用性和實踐性。然而，目前大部分高校把生物信息學(xué)作為一門孤立的課程，這導(dǎo)致教師需要將大多數(shù)課程內(nèi)容壓縮到一門課程進行教學(xué)，在有限的教學(xué)時數(shù)下灌輸大量內(nèi)容，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，降低了教學(xué)質(zhì)量。再者，大多數(shù)高校僅開展生物信息學(xué)的理論教學(xué)，忽視實踐教學(xué)過程，造成生物信息學(xué)理論與實踐內(nèi)容的脫節(jié)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)完理論知識后難以深入理解和吸收，無法將所學(xué)的知識應(yīng)用到后續(xù)的工作和學(xué)習(xí)中，最終未能體現(xiàn)出該門課程的價值。

2．教師專業(yè)背景薄弱

作為一門交叉學(xué)科，生物信息學(xué)的教學(xué)要求教師具有較強的數(shù)學(xué)、生物學(xué)和計算機科學(xué)背景。然而，目前從事生物信息學(xué)教學(xué)的教師即便具備深厚的生物學(xué)背景，但是多數(shù)教師在數(shù)學(xué)和計算機方面較為薄弱，并不具備完整的生物信息學(xué)知識體系，對生物信息學(xué)發(fā)展趨勢也了解不多。在師資缺乏的情況下，院系開設(shè)生物信息學(xué)課程，教師為了完成教學(xué)任務(wù)，僅僅在教學(xué)中進行介紹性的講解，在課程考查方式上通過小論文、綜述和課外活動等方式完成該課程的學(xué)習(xí)。因此，無論是理論教學(xué)還是實踐教學(xué)均無法實現(xiàn)該課程大綱的要求，從而影響學(xué)生對生物信息學(xué)課程的理解和掌握，生物信息學(xué)的實踐操作能力更無從談起。

3．實踐教學(xué)薄弱，專業(yè)教材缺乏

生物信息學(xué)實踐課需要學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下用計算機學(xué)習(xí)NCBI數(shù)據(jù)庫的檢索與使用、序列比對分析軟件的應(yīng)用、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)圖視軟件的應(yīng)用、序列拼接軟件的應(yīng)用等。但是目前，大多數(shù)高校開設(shè)的生物信息學(xué)課程多以理論教學(xué)為主，實踐教學(xué)課時非常少或者為零，學(xué)生對于生物信息學(xué)課程的學(xué)習(xí)僅僅通過教材上抽象的文字描述進行理解和掌握，這導(dǎo)致學(xué)生在理論課中學(xué)到的知識無法在實踐課中進行驗證或操作，嚴(yán)重影響了生物信息學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，也偏離了教學(xué)大綱中強調(diào)的重在培養(yǎng)學(xué)生實踐操作能力的培養(yǎng)目標(biāo)。另外，目前還沒有適用于生物科學(xué)專業(yè)的生物信息學(xué)教材。國內(nèi)各大高校使用的教材多為國外教材的影印版或者中文翻譯版本，這些教材偏重介紹生物信息學(xué)的理論和方法，涉及的實踐內(nèi)容較少，學(xué)生需要具有較高的相關(guān)知識才能接受和使用這些教材。因此，部分高校在生物信息學(xué)教學(xué)過程中往往使用自家編寫的簡化教材，從而造成生物信息學(xué)教學(xué)內(nèi)容不統(tǒng)一，教學(xué)大綱混亂等情況。

4．實踐課程經(jīng)費不足，實踐教學(xué)環(huán)境落后

當(dāng)今，許多發(fā)達國家都很重視生物信息學(xué)的教學(xué)和研究，積極開展各種生物信息資源的收集和分析工作，培養(yǎng)大量生物信息學(xué)人才，為整個生物學(xué)的理論研究及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新(主要是醫(yī)藥和農(nóng)業(yè))提供指導(dǎo)和支撐。國內(nèi)對生物信息學(xué)的關(guān)注和認(rèn)識起步較晚，其發(fā)展落后于國際發(fā)達國家。國家和高校對生物信息學(xué)的教學(xué)和科研資金投入力度不大，缺乏必要的儀器設(shè)備，生物信息學(xué)的實踐教學(xué)條件得不到保障，比如大多數(shù)高校的生物科學(xué)專業(yè)沒有相應(yīng)的計算機實訓(xùn)室，配套軟件也相對匱乏，落后于國際發(fā)展水平。

三、生物信息學(xué)教學(xué)模式改革的探索

1．修改理論和實踐教學(xué)大綱，編寫適用的實踐教材

根據(jù)當(dāng)今生物信息學(xué)的發(fā)展方向，制定和修改理論教學(xué)大綱，除了引物設(shè)計、基因和蛋白質(zhì)序列比對、基因和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能預(yù)測等基本內(nèi)容外，還需添加系統(tǒng)進化樹分析、聚類分析、蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)譜圖等較為綜合的內(nèi)容。另外，增加實踐教學(xué)課程比例，充實實踐教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合理論教學(xué)內(nèi)容增加綜合性、設(shè)計性實驗，適當(dāng)提供科研環(huán)境，鼓勵開展開放性實驗。目前國內(nèi)并沒有系統(tǒng)的、專業(yè)的生物信息學(xué)實踐教材，因此針對高校生物科學(xué)專業(yè)方向的特點，聯(lián)合多學(xué)科領(lǐng)域(數(shù)學(xué)、生物科學(xué)、計算機科學(xué))編寫相應(yīng)的生物信息學(xué)實踐教材，在制定、修改實踐教學(xué)大綱和編寫教材的過程中結(jié)合學(xué)生的接受能力，由淺入深，多設(shè)實例和相關(guān)練習(xí)，使學(xué)生循序漸進的理解和掌握生物信息學(xué)的原理和方法，掌握更多的生物信息學(xué)工具。

2．緊密聯(lián)系科研、基于實踐問題開展教學(xué)

通過實踐教學(xué)把生物信息學(xué)教學(xué)與科研有機結(jié)合起來，能夠促進教學(xué)與科研的共同發(fā)展。在緊密聯(lián)系科研的過程中，采用基于問題的教學(xué)(PBL)方法，通過實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生把所學(xué)的生物信息學(xué)的知識和方法應(yīng)用于各種生物科學(xué)領(lǐng)域的科研活動中，通過解決實際問題訓(xùn)練學(xué)生的實踐技能，從而促進教學(xué)與科研的雙重發(fā)展。例如，在生物信息學(xué)實踐教學(xué)中多加入生產(chǎn)和科研中遇到的經(jīng)典實例，鼓勵學(xué)生利用相關(guān)的生物信息學(xué)軟件及相關(guān)的理論和方法解決問題。學(xué)生也可以選擇自己感興趣的課題，利用自己熟悉的、合適的生物信息學(xué)軟件和相關(guān)知識開展課題研究。此外，專業(yè)教師在指導(dǎo)學(xué)生課題研究的過程中還可以發(fā)現(xiàn)理論和實踐教學(xué)的不足，不斷的完善生物信息學(xué)理論和實踐課程大綱和內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量。

3．開展多學(xué)科實踐結(jié)合的教學(xué)模式

生物信息學(xué)屬交叉學(xué)科，包含了不同領(lǐng)域的專業(yè)知識和技能，為使生物信息學(xué)教學(xué)達到教學(xué)的目標(biāo)，該課程教學(xué)需要采用多學(xué)科實踐結(jié)合的教學(xué)模式。多學(xué)科實踐結(jié)合的教學(xué)模式是指聯(lián)合不同領(lǐng)域、不同學(xué)科、不同專業(yè)的課程在教學(xué)的過程中結(jié)合生物信息學(xué)涉及到的知識和技能進行基礎(chǔ)性、鋪墊性教學(xué)。比如，在高等數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)的教學(xué)過程中，針對生物信息學(xué)的需求，適當(dāng)增加數(shù)學(xué)建模、統(tǒng)計方法、動態(tài)規(guī)劃方法、數(shù)據(jù)挖掘等方面的基礎(chǔ)內(nèi)容，同時，開設(shè)實例實踐教學(xué)，使學(xué)生理解和掌握隱馬爾科夫鏈模型，牛頓迭代法、最小二乘法等方法的應(yīng)用原理和規(guī)則;在生物科學(xué)專業(yè)課程設(shè)置上，尤其是實踐課程的教學(xué)過程中，結(jié)合生物信息學(xué)涉及的引物設(shè)計、序列比對分析、基因及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能預(yù)測等方面開展相應(yīng)的設(shè)計性、綜合性、開放性實驗項目，使學(xué)生了解和掌握基本的生物信息學(xué)原理及軟件的應(yīng)用;在計算機科學(xué)的教學(xué)過程中，應(yīng)根據(jù)生物信息學(xué)的需求，開設(shè)正則表達式、Perl語言、R語言等課程學(xué)習(xí)，以及增加Linux和Unix操作系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)生物信息學(xué)前打好堅實的基礎(chǔ)。值得注意的是，生物信息學(xué)課程與其他課程的開設(shè)時間和順序需要有一定的探索和評估，對于開設(shè)該課程的時間把握是開展多學(xué)科實踐結(jié)合的教學(xué)模式的關(guān)鍵因素。過早開設(shè)生物信息學(xué)則會導(dǎo)致學(xué)生在不具備相應(yīng)學(xué)科基礎(chǔ)的條件下跨越式的接觸生物信息學(xué)，無法理解和掌握相關(guān)的知識和技能;過晚開設(shè)則會使學(xué)生學(xué)習(xí)了相關(guān)學(xué)科知識和技能后，由于課程銜接不緊，導(dǎo)致在學(xué)習(xí)生物信息學(xué)時出現(xiàn)理解滯后和無法適應(yīng)的現(xiàn)象。因此，針對不同專業(yè)和學(xué)科的特點，根據(jù)具體情況進行統(tǒng)籌安排，使生物信息學(xué)和其他相關(guān)學(xué)科課程有很好的銜接和過渡，以確保和提高生物信息學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

四、結(jié)語

生物科學(xué)課程范文第2篇

    關(guān)鍵詞:探究式教學(xué);教學(xué)模式;生物新課程;高中

    生物課程是高中階段重要的科學(xué)課程,是自然科學(xué)中一門基礎(chǔ)學(xué)科?！镀胀ǜ咧猩镎n程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》(以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》)明確把提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)作為高中生物新課程理念,要求每個學(xué)生不僅要獲得生物科學(xué)知識,而且要掌握科學(xué)方法和科學(xué)技能,形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神,并倡導(dǎo)開展以探究為核心的教學(xué)來實現(xiàn)這一課程理念。[1] 隨著新課程實施不斷深入和擴大,探究式教學(xué)在全國各地各學(xué)科教學(xué)中日益受到重視。沈平指出,課堂教學(xué)是新課程實施的基本途徑,是教師進行課程參與、實現(xiàn)專業(yè)化發(fā)展的重要渠道。[2] 同時,課堂教學(xué)也被公認(rèn)為是新課程實施的主陣地。因此,如何構(gòu)建行之有效的探究式課堂教學(xué)模式,供廣大高中生物學(xué)教師在實施新課程中參考,無疑是當(dāng)前高中生物新課程實施過程中亟待解決的重要且緊迫的課題。

    1、探究式課堂教學(xué)模式的涵義

    探究式課堂教學(xué)是以探究為基本特征的一種教學(xué)活動形式,探究式教學(xué)模式起源于美國著名教育家薩其曼(J.R.Suchman)對于“獨立學(xué)習(xí)者發(fā)展”的信念,他認(rèn)為科學(xué)家用來分析解決問題,探究未知世界的理性智慧可以傳授給學(xué)生。[3]該模式是指在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生積極參與科學(xué)探索的實踐過程,試圖模擬科學(xué)家分析解決問題的方法,體會科學(xué)家如何面對疑難,養(yǎng)成主動探索、主動思考、主動獲取知識和發(fā)展能力的習(xí)慣,并學(xué)會搜集和加工需要的新資料,從而獲得在真實生活情境中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的方法,進而培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力和實踐能力的實踐活動。

    2、探究式課堂教學(xué)模式的設(shè)計

    探究式課堂教學(xué)是探究式教學(xué)的重要組成部分,在新課程背景下,探究式課堂教學(xué)的環(huán)節(jié)比以往有更豐富的內(nèi)涵。借此,根據(jù)高中生物新教材(人教版)的特點和近期的教學(xué)實踐,筆者圍繞高中生物新課程探究式課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計談?wù)勛约旱囊娊?旨到拋磚引玉。

    (1)妙創(chuàng)問題情境,巧立探究課題。

    創(chuàng)設(shè)問題情境是組織探究活動的前提。新教材的特點之一就是在每一節(jié)的開頭都設(shè)置了“問題探討”和“本節(jié)聚焦”欄目。事實表明,任何學(xué)習(xí)愿望都是在一定問題性的情境中產(chǎn)生的,問題情境能夠誘發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的需要,極大地促進探究式課堂教學(xué)的實現(xiàn)。問題情境的創(chuàng)設(shè)講究“妙”,課題的引入關(guān)鍵在“巧”,因為妙能生趣,巧能激趣。不管是巧,還是妙,都要以實際生活、生產(chǎn)事實或經(jīng)驗為出發(fā)點?！稑?biāo)準(zhǔn)》指出:“生物科學(xué)與人們的日常生活、醫(yī)療保健、環(huán)境保護、經(jīng)濟活動等方面密切相關(guān)?！币簿褪钦f,高中生物新課程注重使學(xué)生在現(xiàn)實生活的背景中學(xué)習(xí)和探究生物學(xué)。因此,教師應(yīng)聯(lián)系生活,善于為學(xué)生準(zhǔn)備好問題情境素材,設(shè)置適當(dāng)?shù)耐緩绞箤W(xué)生進入“情境”,感受解決問題的過程。如在“生命活動的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)”的教學(xué)過程中,可以從最近出現(xiàn)的“大頭娃娃”引出問題,并提出課題“‘大頭娃娃’形成的原因”。接著進一步創(chuàng)設(shè)問題情境:蛋白質(zhì)有什么作用?它是怎樣形成的?為什么有些食品要添加某些氨基酸?這樣提出問題,確立課題,非常的巧,非常的妙,非常的新,所以,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣非常的高漲。

    (2)組織學(xué)生探究,提高綜合素質(zhì)。

    學(xué)生是課堂的主體,探究是學(xué)生的探究,沒有學(xué)生的主動參與,探究活動將成為空話。首先,教師應(yīng)善于利用新教材設(shè)計的豐富的探究素材:“資料分析”、“思考與討論”、“實驗”、“技能訓(xùn)練”、“探究”等,使學(xué)生多動手,多動腦,多發(fā)言,多記錄,多歸納,給予他們充分自主學(xué)習(xí)、主動探究的空間,使之體驗更多科學(xué)探究的樂趣。例如,在“酶的本質(zhì)”教學(xué)過程中,課前可布置學(xué)生收集巴斯德(L.Pasteur)、李比希(J.V.Liebig)、畢希納(E.Buchner)、薩姆納(J.B.Sumner)等科學(xué)家探索酶本質(zhì)的過程及其相應(yīng)的理論材料,并對此作出評價;課堂上由學(xué)生簡述理論要點,組織自由演說“我從酶本質(zhì)的探索過程得到的啟示……”活動。這樣的探究活動能為學(xué)生提供自我表現(xiàn)的空間,獲得探究過程的體驗。

    其次,生物學(xué)是一門建立在實驗基礎(chǔ)上的科學(xué)。因此,實驗探究是科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié)。在實驗探究教學(xué)中,要突出培養(yǎng)學(xué)生實驗的假說能力、方案的設(shè)計能力、過程的觀察與記錄能力、討論與結(jié)論的分析能力等,充分體現(xiàn)新課程培養(yǎng)學(xué)生“過程與方法”的理念。如“核酸在細(xì)胞中的分布”的探究實驗,可讓學(xué)生——①提出假說:DNA主要分布在細(xì)胞核,RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)。②設(shè)計實驗:取口腔上皮細(xì)胞制作臨時裝片水解用蒸餾水沖洗涂片用吡羅紅甲基綠染色5分鐘觀察(先低倍鏡后高倍鏡)。③觀察和記錄:細(xì)胞核呈綠色,細(xì)胞質(zhì)呈紅色。④得出結(jié)論:核酸種類不同,其分布也不同。在真核細(xì)胞中,DNA主要分布在細(xì)胞核,RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)。

    再次,新課程強調(diào),課堂探究要取得成效,合作討論學(xué)習(xí)是不可忽視的。但目前很多學(xué)校都是大班制,學(xué)生人數(shù)多,實行分組合作討論學(xué)習(xí)時遇到不少問題。最簡單的策略是采取同位或前后學(xué)生分別組成合作小組。小組人數(shù)一般以2-6人左右為宜,教師應(yīng)根據(jù)實際情況來進行調(diào)整,但要遵循“組間同質(zhì),組內(nèi)異質(zhì),優(yōu)勢互補”的原則。即每個組中成員的組織能力、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)成績、思維活躍程度、性別等都應(yīng)盡量均衡,并確定每個成員的分工,可以采取輪換制,如主持人、記錄人、發(fā)言人、補充人等由每個成員輪流做。分好組和職務(wù)后,在進行小組合作學(xué)習(xí)前,教師還應(yīng)解釋清楚學(xué)習(xí)任務(wù),說明成功標(biāo)準(zhǔn);然后在學(xué)習(xí)過程中,教師要監(jiān)控學(xué)生的行為,及時提供幫助;最后采取過程評價與結(jié)果評價以及學(xué)生自評、小組評價和教師評價相結(jié)合的方式,公正、科學(xué)、合理地肯定學(xué)生的探究學(xué)習(xí)。

    (3)展示探究成果,交流彼此思想。

    在探究式課堂教學(xué)過程中,對于學(xué)生的探究成果要進行展示和交流,讓全體學(xué)生都可以分享成果,共享智慧,實現(xiàn)共同進步和新課程倡導(dǎo)的“全體發(fā)展”理念。正如大文豪肖伯納(G..Bernard Shaw)所說:“如果你有一個蘋果,我有一個蘋果,彼此交換,那么,每個人只有一個蘋果;如果你有一個思想,我有一個思想,彼此交換,我們每個人就有了兩個思想,甚至多于兩個思想?！?/p>

生物科學(xué)課程范文第3篇

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué) 課堂教學(xué) 實驗教學(xué) 現(xiàn)代教育技術(shù)

前言

生物信息學(xué)(Bioinformatics)是一門新興的交叉學(xué)科。廣義地說，生物信息學(xué)從事對生物信息的獲取、加工、儲存、分配、分析和解釋，并綜合運用數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)和生物學(xué)工具，以達到理解數(shù)據(jù)中的生物學(xué)含義的目標(biāo)［1］。其含義是雙重的:一是對海量數(shù)據(jù)的收集、整理與服務(wù)，即管理好這些數(shù)據(jù);二是從中發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律，也就是使用好這些數(shù)據(jù)。以1987年出現(xiàn)Bioinformatics這一詞匯為標(biāo)志，生物學(xué)已不再是僅僅基于試驗觀察的科學(xué)。伴隨著21世紀(jì)的到來，生物學(xué)的重點和潛在的突破點已經(jīng)由20世紀(jì)的試驗分析和數(shù)據(jù)積累，轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)分析及其指導(dǎo)下的試驗驗證上來。生物信息學(xué)作為一門學(xué)科被廣泛研究的根本原因，在于它所提供的研究工具對生物學(xué)發(fā)展至關(guān)重要，因此成為生命科學(xué)研究型人才必須掌握的現(xiàn)代知識。今天的實驗生物學(xué)家，只有利用計算生物學(xué)的成果，才能跳出實驗技師的框架，作出真正創(chuàng)新的研究?，F(xiàn)在基因組信息學(xué)和后基因組信息學(xué)資源已經(jīng)成了地球上全人類的共同財富。如何獲取和利用基因組和后基因組學(xué)提供的大量信息，如何具有享用全人類共有的資源的初步能力，成了當(dāng)今世紀(jì)生命科學(xué)學(xué)生必須掌握的基本技術(shù)和知識以及必須具有的初步能力［2］。

生物信息學(xué)以互聯(lián)網(wǎng)為媒介，數(shù)據(jù)庫為載體，利用數(shù)學(xué)知識、各種計算模型，并以計算機為工具，進行各種生物信息分析，以理解海量分子數(shù)據(jù)中的生物學(xué)含義。區(qū)別于其他生命科學(xué)課程，其在教學(xué)過程中要求有發(fā)達的互聯(lián)網(wǎng)和計算機作為必備條件。調(diào)查顯示國內(nèi)高校都已建立校園網(wǎng)，其中擁有1000M主干帶寬的高校已占調(diào)查總數(shù)的64.9%，2005年一些綜合類大學(xué)和理工類院校已率先升級到萬兆校園網(wǎng)［3］，這些都為生物信息學(xué)課程在高校開設(shè)提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。該門課程與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)密不可分，在教學(xué)工作中充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)較其他課程更具優(yōu)勢。另外，該門課程尚未完全形成成熟的課程體系，為教師學(xué)習(xí)借鑒先進的教育思想與教學(xué)實踐經(jīng)驗，在各方面嘗試教學(xué)改革提供了廣闊的空間。

1 課堂教學(xué)

生物信息學(xué)主要以介紹原理、方法為主，深入淺出，注重知識更新。課堂講授以介紹生物信息學(xué)的相關(guān)算法、原理、方法為主，而這也是教學(xué)的重點和難點。在教學(xué)中對于這部分內(nèi)容應(yīng)遵循深入淺出、避繁就簡的原則，結(jié)合具體實例分析算法，避免空洞復(fù)雜的算法講解，以免學(xué)生覺得枯燥乏味、晦澀難懂，產(chǎn)生畏懼心理，望而生畏;注重講解算法的思想和來龍去脈，讓學(xué)生真正掌握解決問題的思路，培養(yǎng)其科學(xué)思維能力，并采用探討式教學(xué)鼓勵學(xué)生思考，通過討論與研究的方式循序漸進地掌握復(fù)雜的內(nèi)容，介紹相關(guān)的教學(xué)和物理學(xué)知識，使學(xué)生充分體會到生物信息學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系及其他學(xué)科的思想方法對于生物科學(xué)的重要性，培養(yǎng)其自覺地將其他學(xué)科的方法和思想應(yīng)用于解決生物學(xué)問題的科學(xué)素質(zhì)。在教學(xué)工作中教師必須能夠緊跟學(xué)科發(fā)展方向，隨時進行知識更新，了解最新的前沿動態(tài)，掌握新方法，將最新的知識和方法教給學(xué)生。同時，也要在教學(xué)中鼓勵學(xué)生通過各種途徑自覺地關(guān)注學(xué)科發(fā)展動態(tài)，拓寬知識面，培養(yǎng)其自學(xué)能力和創(chuàng)新意識。

2 充分利用現(xiàn)代化教育技術(shù)，采用啟發(fā)式教學(xué)

目前，高等院校在教室內(nèi)配備的多媒體投影播放系統(tǒng)促進了多媒體教學(xué)的廣泛應(yīng)用。生物信息學(xué)采用多媒體教學(xué)是適應(yīng)學(xué)科特點、提高教學(xué)效果和充分利用現(xiàn)代化教育技術(shù)的一項基本要求。作為生物信息學(xué)教學(xué)的基本模式，多媒體教學(xué)使講解的內(nèi)容更加直觀形象，尤其是對于具體數(shù)據(jù)庫的介紹以及數(shù)據(jù)庫檢索、數(shù)據(jù)庫相似性搜索、序列分析和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測等內(nèi)容涉及的具體方法和工具的講解，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對知識的理解和掌握，提高學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力。同時，由于生物信息學(xué)依賴于網(wǎng)絡(luò)資源和互聯(lián)網(wǎng)上的分析工具和軟件，教室內(nèi)的多媒體計算機連接到互聯(lián)網(wǎng)，極大地提高了教學(xué)效果。但在實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，多媒體教室也有局限性，學(xué)生主要以聽講為主，不能及時實踐，教師講解與學(xué)生實踐相脫節(jié)，如果將生物信息學(xué)課程安排在計算機房內(nèi)進行，并采用多媒體電子教室的教學(xué)方式，就可以解決上述問題。在教學(xué)中采用啟發(fā)式教學(xué)，可為學(xué)生建立教學(xué)情景，學(xué)生通過與教師、同學(xué)的協(xié)商討論、參與操作，能夠發(fā)現(xiàn)知識、理解知識并掌握知識。

3 采用講、練做一體化的教學(xué)模式，注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)

生物信息學(xué)課堂教學(xué)應(yīng)積極學(xué)習(xí)借鑒職業(yè)培訓(xùn)和計算機課程教學(xué)中講、練、做一體化的教學(xué)模式，在理論教學(xué)中增加實訓(xùn)內(nèi)容，在實踐教學(xué)中結(jié)合理論講授，改變傳統(tǒng)的以教師為中心、以教材和講授為中心的教學(xué)方式。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，應(yīng)靈活地采用先理論后實踐或先實踐后理論或邊理論邊實踐的方法，融生物信息學(xué)理論教學(xué)與實踐操作為一體，使學(xué)生的知識和能力得到同步、協(xié)調(diào)、綜合的發(fā)展。

通?？刹捎孟戎v后練的方法，即首先介紹原理、方法，之后設(shè)計相關(guān)的實訓(xùn)內(nèi)容讓學(xué)生上機實踐。對于操作性內(nèi)容和生物信息分析的方法和工具的講解可采取進行實際演示的方法，教師邊講解邊示范，學(xué)生在聽課時邊聽講、邊練習(xí)，或者教師講解結(jié)束后學(xué)生再進行練習(xí)。理論與實踐高度結(jié)合，可充分發(fā)揮課堂教學(xué)的生動性、直觀性，加深學(xué)生對知識的理解，培養(yǎng)和提高學(xué)生的實踐操作能力。

4 優(yōu)化生物信息學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢

生物信息學(xué)實驗教學(xué)主要是針對海量生物數(shù)據(jù)處理與分析的實際需要，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用生物信息學(xué)知識和方法進行生物信息提取、儲存、處理、分析的能力，提高學(xué)生應(yīng)用理論知識解決問題的能力和獨立思考、綜合分析的能力。

生物信息學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的選擇與安排應(yīng)按照循序漸進的原則，針對特定的典型性的生物信息學(xué)問題設(shè)計，以綜合性、設(shè)計性實驗內(nèi)容為主，明確目的要求，突出重點，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和探索精神，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性為出發(fā)點，加強學(xué)生創(chuàng)新精神和實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。生物信息學(xué)實驗教學(xué)以互聯(lián)網(wǎng)為媒介、計算機為工具，全部在計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室內(nèi)完成。在教學(xué)中，充分利用網(wǎng)絡(luò)的交互特點實現(xiàn)信息技術(shù)與課程的結(jié)合。教師通過電子郵件將實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗序列、工具等傳遞給學(xué)生，學(xué)生同樣通過電子郵件將實驗報告、作業(yè)、問題和意見等反饋給教師，教師在網(wǎng)上批改實驗報告后將成績和評語發(fā)送給學(xué)生，讓學(xué)生及時了解自己的學(xué)習(xí)情況。教師可以通過網(wǎng)上論壇、聊天室和及時通訊工具QQ、MSN等對學(xué)生的實驗進行指導(dǎo)，與其討論問題等。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的生物信息學(xué)實驗教學(xué)不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，給學(xué)生的學(xué)習(xí)和師生的互動帶來極大的方便，提高教師的工作效率，而且可以及時了解掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有利于教師不斷調(diào)整教學(xué)方案，達到更好的教學(xué)效果。

5 生物信息學(xué)采用無紙化考試，加強實踐能力考核

生物信息學(xué)主要是學(xué)習(xí)利用互聯(lián)網(wǎng)、計算機和應(yīng)用軟件進行生物信息分析的基本理論和基本方法?？荚囍攸c是考查學(xué)生對生物信息分析的基本方法和技能的掌握程度和對結(jié)果的分析解釋能力。因此，在生物信息學(xué)考試中可嘗試引入實踐技能考試，通過上機實踐操作重點考核學(xué)生知識應(yīng)用能力。實踐技能考試采用無紙化考試方式，學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，對序列進行生物信息分析并對結(jié)果進行解釋，不僅可考查學(xué)生對基本知識和基本原理的掌握，而且可考查學(xué)生進行生物信息分析的實際能力和分析思考能力。通過實踐技能考試，淡化理論考試，克服傳統(tǒng)的死記硬背，可促進學(xué)生注重提高理論用于實踐的綜合能力，同時可更有效地提高學(xué)生計算機應(yīng)用能力。學(xué)生成績評定大部分是以學(xué)生的考試成績?yōu)橹鳎y以對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)過程作全面地評價。因此，除采用實踐技能考試并將其作為學(xué)生成績的主要部分外，還應(yīng)加強對學(xué)生平時學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維等方面的考查。

總之，生物信息學(xué)教學(xué)是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下生物教學(xué)的全新內(nèi)容。上述教學(xué)措施提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、實踐操作能力、解決實際問題的綜合應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力，收到了良好的教學(xué)效果，得到了學(xué)生的普遍歡迎，具有較強的可操作性和實踐性。在今后的教學(xué)實踐中，教師自身素質(zhì)的提高和進一步的教學(xué)改革，將會不斷完善生物信息學(xué)教學(xué)，培養(yǎng)具有跨越生命科學(xué)、信息科學(xué)、數(shù)理科學(xué)等不同領(lǐng)域的“大科學(xué)”素質(zhì)和意識的生物信息學(xué)人才。

參考文獻:

[1]趙國屏等.生物信息學(xué)[M].科學(xué)出版社，2002.

生物科學(xué)課程范文第4篇

    生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是融合理工科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的 理論和方法逐步成長起來的邊緣性學(xué)科，其基本任 務(wù)是運用理工科原理和工程技術(shù)方法，研究和解決 醫(yī)學(xué)和生物學(xué)中的相關(guān)問題。作為一門獨立學(xué)科發(fā) 展的歷史尚不足50年，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步， 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科得到了長足的發(fā)展。它在保障人 類健康和推進疾病的預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)等技術(shù) 進步所起的作用日益增強，已經(jīng)成為當(dāng)前醫(yī)療衛(wèi)生 健康發(fā)展的重要基礎(chǔ)和有力技術(shù)支撐。

20世紀(jì)60年代，美國一些著名大學(xué)先后開啟了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的建設(shè)，相繼啟動了生物醫(yī)學(xué) 工程專業(yè)人才的培養(yǎng)。美國的生物醫(yī)學(xué)工程教育特 點是在技術(shù)產(chǎn)業(yè)化需求驅(qū)動建立起來的具有其自身 特性,且反映了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科建設(shè)與發(fā)展的前 沿特征。各個學(xué)校的本科教育課程雖然具有自己的 特色,但在課程設(shè)置上大致可以分為科學(xué)基礎(chǔ)課程、 專業(yè)核心課程、關(guān)注領(lǐng)域課程、設(shè)計課程、人文與社 會科學(xué)課程、專業(yè)選修課程及其他選修課程等六 類Q_2。不同學(xué)校本科課程的主要差異體現(xiàn)在專業(yè) 選修課程及其他選修課程的設(shè)置上，各個學(xué)校根據(jù) 自身的生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的研究方向和研究水平特 點開設(shè)一些相應(yīng)的選修課程，并培養(yǎng)學(xué)生在相應(yīng)方 向上的研究探索實踐能力。這是美國生物醫(yī)學(xué)工程 本科教育的基本特點。

我國生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育起步于20世紀(jì)80 年代,主要發(fā)源于著名工科院校的信息技術(shù)類專業(yè) 和力學(xué)專業(yè),進而逐漸形成的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教 育,后來，_些醫(yī)學(xué)院校在醫(yī)學(xué)物理和醫(yī)用計算機技 術(shù)的基礎(chǔ)上相繼開展了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育，于 是在我國基本上形成了這樣兩種類型的生物醫(yī)學(xué)工 程學(xué)科[4_3。上述兩類院校的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科建 設(shè)發(fā)展模式各具側(cè)重,遵循了共同的學(xué)科基礎(chǔ),在培 養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才的應(yīng)用層面上有顯著特 點。相對來說,工科院校的生物醫(yī)學(xué)工程培養(yǎng)模式 注重工程技術(shù)的開發(fā)和功能拓展，醫(yī)科院校則注重 醫(yī)學(xué)與工程結(jié)合、工程技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的綜合應(yīng)用。

1 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展思路

    生物醫(yī)學(xué)工程是一種交叉學(xué)科，交叉的學(xué)科基 礎(chǔ)及其融合的緊密程度決定了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的 發(fā)展水平,交叉的學(xué)科發(fā)展推動著生物醫(yī)學(xué)工程學(xué) 科的發(fā)展,并且使得生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科研究領(lǐng)域變 得十分廣泛,而且處在不斷發(fā)展之中。

1.1學(xué)科發(fā)展軌跡在中國，基于電子信息工程發(fā)展而來的生物醫(yī) 學(xué)工程學(xué)科，主要包括生物醫(yī)學(xué)儀器、生物醫(yī)學(xué)信號 檢測與處理、生物醫(yī)學(xué)信息計算分析、生物醫(yī)學(xué)成像 及圖像處理分析、生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)建模與仿真、臨床治 療與康復(fù)的工程優(yōu)化方法、手術(shù)規(guī)劃圖像仿真以及 圖像導(dǎo)引手術(shù)及放療優(yōu)化等；有基于力學(xué)發(fā)展而來 的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科，主要包括生物流體力學(xué)、生物 固體力學(xué)、運動生物力學(xué)、計算生物力學(xué)和微觀尺度 的細(xì)胞生物力學(xué)等；基于化學(xué)材料工程發(fā)展而來的 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科，主要包括生物材料學(xué)、組織工程 與人工器官、物理因子的生物化學(xué)效應(yīng)等。

1.2學(xué)科發(fā)展特點作為交叉學(xué)科的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科，其發(fā)展的 關(guān)鍵在于交叉學(xué)科間的交叉融合。構(gòu)建一種良好的 交叉結(jié)構(gòu),對推動交叉學(xué)科的發(fā)展具有至關(guān)重要的 作用。約翰霍普金斯大學(xué)對于生物醫(yī)學(xué)工程這樣的 交叉學(xué)科的描述有一個形象的說法：交叉學(xué)科如同 在不同學(xué)科之間建立起連接橋梁,如果在河兩岸沒 有堅實的基礎(chǔ),橋是無法建立好的,對于生物醫(yī)學(xué)工 程這樣一座建立在兩個不同學(xué)科之間的橋來說,它的 發(fā)展要求具有堅實的交叉學(xué)科基礎(chǔ)和交叉學(xué)科緊密 融合深度。那么在生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科構(gòu)建良好的交 叉結(jié)構(gòu),需要選取具有理論支撐和技術(shù)支撐的主干學(xué)科進行交叉,凝練學(xué)科方向,不能大而全,過于寬泛。

目前，醫(yī)學(xué)儀器和醫(yī)學(xué)成像技術(shù)具有良好的應(yīng) 用和發(fā)展前景,應(yīng)該成為生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的重點 發(fā)展方向。醫(yī)學(xué)儀器和醫(yī)學(xué)成像設(shè)備能有力推動醫(yī) 療產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。醫(yī)療儀器和醫(yī)學(xué)成像設(shè)備是現(xiàn)代醫(yī) 療器械產(chǎn)業(yè)中的主流產(chǎn)品，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著主導(dǎo) 和引領(lǐng)作用。其發(fā)展水平已成為一個國家綜合經(jīng)濟 技術(shù)實力與水平的重要標(biāo)志之一。產(chǎn)業(yè)化驅(qū)動也是 學(xué)科發(fā)展的一種動力，也為學(xué)生未來職業(yè)發(fā)展奠定 良好的基礎(chǔ)。基于醫(yī)療衛(wèi)生健康事業(yè)的需求和生命 科學(xué)發(fā)展的大趨勢，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科應(yīng)大力促進 醫(yī)學(xué)儀器和醫(yī)學(xué)成像方法的學(xué)科建設(shè),從而提升整 個學(xué)科的發(fā)展水平。

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的建設(shè)離不開一流的學(xué)術(shù)研 究和學(xué)術(shù)成果的應(yīng)用。一流的學(xué)術(shù)研究不但能提升 學(xué)科的發(fā)展水平,而且能開拓學(xué)科縱深發(fā)展,產(chǎn)生良 好的經(jīng)濟效益和社會效益，進而增強學(xué)科服務(wù)社會 發(fā)展的能力。學(xué)術(shù)研究的前瞻性和創(chuàng)新性將確保學(xué) 科建設(shè)的發(fā)展動力和趨勢以及學(xué)科發(fā)展的活力。

交叉學(xué)科往往具有不同程度的可替代性?？商?代性程度越高，交叉學(xué)科存在的必要性就越小。如 何減小生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科可替代性的程度是需要深 入思考的，是需要提升學(xué)科的特異性的。生物醫(yī)學(xué) 工程學(xué)的學(xué)術(shù)研究主要包括應(yīng)用理論研究和理論應(yīng) 用研究,應(yīng)用理論研究主要涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域 所需要解決的科學(xué)問題，開展新理論、新方法的研 究。 理論應(yīng)用研究主要涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域所需 要解決的科學(xué)和技術(shù)問題,借助理工科的相關(guān)理論 和方法開展應(yīng)用基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。應(yīng)用理論研 究是理論驅(qū)動型的學(xué)術(shù)研究，理論應(yīng)用研究是應(yīng)用 驅(qū)動型的學(xué)術(shù)研究。 理論驅(qū)動型和應(yīng)用驅(qū)動型是生 物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科學(xué)術(shù)研究的兩種主要模式。 理工科 大學(xué)具有良好的理論創(chuàng)新基礎(chǔ)和強大的交叉的學(xué)科 背景，開展理論驅(qū)動型研究具有自身優(yōu)勢。醫(yī)學(xué)院 校具有豐富的醫(yī)學(xué)資源，面臨著大量需要應(yīng)用理工 知識解決的醫(yī)學(xué)問題,開展應(yīng)用驅(qū)動型研究,將很好 地實現(xiàn)與醫(yī)學(xué)的應(yīng)用融合，具有較好的臨床應(yīng)用價 值,有力推進醫(yī)學(xué)的進步與發(fā)展。各自的學(xué)術(shù)優(yōu)勢 將有利于生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科特色發(fā)展,從而增強其 不可替代的程度，實現(xiàn)學(xué)科可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。

1.3學(xué)科體系作為一級學(xué)科的生物醫(yī)學(xué)工程，包含學(xué)科的理 論體系和技術(shù)體系，且該體系離不開所交叉的學(xué)科 的理論體系和技術(shù)體系的支撐，此外生物醫(yī)學(xué)工程 學(xué)科理論體系和技術(shù)體系既要有學(xué)科自身的特色， 又要具有可持續(xù)發(fā)展和一定程度上的不可替代性， 這樣學(xué)科才會有旺盛的生命力。要面向醫(yī)療衛(wèi)生、 生物科學(xué)所涉及的重大、重要技術(shù)理論問題及基礎(chǔ) 應(yīng)用開展學(xué)術(shù)研究。實現(xiàn)良好的學(xué)術(shù)研究定位,形 成自己的理論體系和技術(shù)體系。

2 大數(shù)據(jù)時代的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展

    守正創(chuàng)新是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展的必由之 路,人類已進入大數(shù)據(jù)時代,所謂大數(shù)據(jù)（big data), 或稱海量數(shù)據(jù)，是指由于數(shù)據(jù)容量太龐大和數(shù)據(jù)來 源過于復(fù)雜,無法在一定時間內(nèi)用常規(guī)工具軟件對 其內(nèi)容進行獲取、管理、存儲、檢索、共享、傳輸、挖掘 和分析處理的數(shù)據(jù)集。大數(shù)據(jù)具有“4V ”特征:①數(shù) 據(jù)容量（volume)大;②數(shù)據(jù)種類（variety)多，常常具 有不同的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)來源；③動態(tài)變化 (velocity)快,如各種動態(tài)數(shù)據(jù)，非平穩(wěn)數(shù)據(jù)，時效性 要求高;④科學(xué)價值(value)大,盡管目前利用率低, 卻常常蘊藏著新知識和重要特征價值或具有重要預(yù) 測價值。大數(shù)據(jù)是需要新的分析處理模式才能挖掘 分析出其蘊藏的重要特征信息[<3。

人體生老病死的生命過程就是一個不斷涌現(xiàn)的 生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)發(fā)生源，這種源源不斷的生物醫(yī)學(xué) 大數(shù)據(jù)的檢測、處理與分析,將給生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科 的建設(shè)與發(fā)展帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。模式識別、人 工智能、數(shù)據(jù)挖掘和機器學(xué)習(xí)的發(fā)展將帶動大數(shù)據(jù) 處理技術(shù)的進步。生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)廣泛涉及人類醫(yī) 療衛(wèi)生健康相關(guān)的各個領(lǐng)域：臨床醫(yī)療、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、 公共衛(wèi)生、醫(yī)藥研發(fā)、臨床工程、心里、行為與情緒、 人類遺傳學(xué)與組學(xué)、基因和蛋白質(zhì)組學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、 健康網(wǎng)絡(luò)信息等，可謂包羅萬象,紛繁復(fù)雜。生物醫(yī) 學(xué)大數(shù)據(jù)中蘊藏了種種有科學(xué)價值的信息,研究有 效的大數(shù)據(jù)挖掘的新理論、新技術(shù)和新方法,對生物 醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)和融合計算分析，充分挖掘生 物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)中的信息關(guān)聯(lián)和特征關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)空間 映射關(guān)聯(lián),既能為疾病的預(yù)防、發(fā)生發(fā)展、診斷和治 療康復(fù)提供系統(tǒng)化的全新的認(rèn)識，有利于深入疾病 機理研究分析，開展個性化診療。還可以通過整合 系統(tǒng)生物學(xué)與臨床數(shù)據(jù)，更準(zhǔn)確地預(yù)測個體患病風(fēng) 險和預(yù)后,有針對性地實施預(yù)防和治療。

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科所面臨的生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)主 要包括多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)、多種類醫(yī)學(xué)信號數(shù)據(jù) 以及基因和蛋白質(zhì)組學(xué)的生物信息數(shù)據(jù)。生物醫(yī)學(xué) 大數(shù)據(jù)在生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛深遠(yuǎn)的 應(yīng)用前景,從三個方面應(yīng)用將推動生物醫(yī)學(xué)工程學(xué) 科的發(fā)展。

(1) 開展多模態(tài)影像大數(shù)據(jù)計算分析。醫(yī)學(xué)影 像學(xué)科的發(fā)展從早期看得到，到看得清，目前的看得 準(zhǔn),未來的趨勢是看得早。只有看得準(zhǔn)和看得早才 有利于臨床早期干預(yù)，提高治療預(yù)期。醫(yī)學(xué)影像大 數(shù)據(jù)計算分析在影像診斷、手術(shù)計劃、圖像導(dǎo)引、遠(yuǎn) 程醫(yī)療和病程跟蹤將發(fā)揮越來越大的作用。

建立新的醫(yī)學(xué)影像大數(shù)據(jù)計算分析模型和數(shù)值 計算方法,挖掘多模態(tài)影像數(shù)據(jù)的特征數(shù)據(jù)和特征 關(guān)聯(lián),將會提供強有力的影像診斷分析手段,極大地 推動影像技術(shù)的發(fā)展，具有重要的臨床應(yīng)用價值和 科學(xué)價值。

(2) 開展多種類醫(yī)學(xué)信號大數(shù)據(jù)計算分析。醫(yī) 學(xué)信號大多直接產(chǎn)生于生理和病理過程中的信號， 能在不同層面上表達生理和病理相關(guān)機制特征。融 合多種醫(yī)學(xué)信號的大數(shù)據(jù)計算分析，能對生理病理 過程進行更好更全面的闡釋，不僅能深入了解生理 病理的狀態(tài)特征和過程特征，而且能實現(xiàn)個體健康 監(jiān)測和管理?？梢院芎玫亻_展回顧性研究和前瞻性 研究,推進系統(tǒng)化的醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究。實現(xiàn)強大的多 種醫(yī)學(xué)信號數(shù)據(jù)的特征挖掘及特征關(guān)聯(lián)計算分析。 大數(shù)據(jù)挖掘能夠增加準(zhǔn)確度和發(fā)現(xiàn)弱關(guān)聯(lián)的能力， 能更好地認(rèn)識生理病理現(xiàn)象和本質(zhì)。

(3) 開展基因和蛋白質(zhì)組學(xué)的生物信息大數(shù)據(jù) 計算分析?；蚪M學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)和比 較基因組學(xué)的不斷發(fā)展涌現(xiàn)了海量的需要計算分析 的生物信息數(shù)據(jù)，已進入計算系統(tǒng)生物學(xué)的時代。 開展生物信息大數(shù)據(jù)計算分析，可以拓展組學(xué)研究 及不同組學(xué)間的關(guān)聯(lián)研究。從環(huán)境交互、個體生活 方式、心里行為等暴露組學(xué)，至細(xì)胞分子水平上的基 因組學(xué)、表觀組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組 學(xué)、基因蛋白質(zhì)調(diào)控網(wǎng)絡(luò),再到人類健康和疾病狀態(tài) 的表型組學(xué)等不同層面不同方向上實現(xiàn)大規(guī)模的關(guān) 聯(lián)計算分析，可以全面闡述生命過程機制,挖掘生命 過程特征及關(guān)聯(lián)特征。

生物科學(xué)課程范文第5篇

實驗是初中生物教材的重要內(nèi)容,是獲取知識和實踐創(chuàng)新的重要手段。它具有現(xiàn)象明顯、說服力強的特點,是文字表述的重要輔助,在教學(xué)中有著獨特的價值。離開了實驗,生物學(xué)的概念、原理及規(guī)律就如同空中樓閣。作為以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,蘇科版生物學(xué)新教材非常注重對學(xué)生進行實驗技能的培養(yǎng),通過觀察和實驗,不僅可以使學(xué)生加深和掌握生物學(xué)事實性知識,而且還非常有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此,即使在課時緊張的情況下,也應(yīng)盡量讓學(xué)生多動手多實踐,而絕不能把實驗做在黑板上、講在嘴巴里。首先要重視教材里的實驗課。如在“蚯蚓在什么樣的物體表面爬得最快”的探究實驗中,鼓勵學(xué)生自己去尋找不同的材料,自己去親身實驗探究。課堂上有的學(xué)生將蚯蚓放在光滑的玻璃面上,有的放在包裝盒紙板上,有的放在軟軟的海綿上,更有甚者將蚯蚓浸放在水里。通過觀察比較,直觀得出結(jié)論:姐卿在粗糙的硬紙板上爬得最快。理由是蚯蚓的運動須依靠剛毛的協(xié)助,只有在粗糙的表面才爬得快。實踐證明:初中學(xué)生對實驗有著天然的好奇心和濃厚興趣,他們樂于動手,熱衷探索,教師只要做好組織引導(dǎo),巧妙引導(dǎo),讓學(xué)生大膽實踐,學(xué)生就能通過自由自在的探究享受到成功的樂趣。其次要充分利用教材中的探究性實驗,引導(dǎo)學(xué)生進行豐富多彩的“研究性學(xué)習(xí)”。當(dāng)然這絕不是讓學(xué)生上網(wǎng)搜、直接抄、隨意編,而應(yīng)該組織學(xué)生真正參加實踐活動,以學(xué)生感興趣的生物學(xué)問題為研究主題,以個人或小組活動方式進行專題研究。通過學(xué)生的自主性、探索性的合作學(xué)習(xí),使學(xué)生主動獲取有關(guān)生物體結(jié)構(gòu)、功能及進化方面的知識。如生物學(xué)與地理等學(xué)科相結(jié)合,可以為學(xué)生設(shè)計探索生物多樣性與環(huán)境保護、植被破壞與水土流失、亂伐森林與沙塵暴肆虐的關(guān)系,以及環(huán)境污染與人類疾病發(fā)生的關(guān)系等課題,從而建立起師生平等民主、教學(xué)相長的教學(xué)關(guān)系,有效提髙學(xué)生分析問題、解決問題的能力,彰顯生物學(xué)科價值。

二、讓學(xué)生成為課程資源的開發(fā)整合者

生物世界是絢麗多彩的,因此,生物課程資源無疑也是豐富的,可以說是衣食住行、生產(chǎn)生活等無所不在。誠然,教材編者、教研人員和任課教師責(zé)無旁貸應(yīng)該依據(jù)“課程標(biāo)準(zhǔn)”有意識、有目的地開發(fā)和利用好各種課程資源,但是,如果發(fā)揮學(xué)生的主體優(yōu)勢,讓學(xué)生參與到課程資源的有效整合開發(fā),必將對學(xué)生個性品質(zhì)與創(chuàng)新精神的發(fā)展產(chǎn)生奇特的作用。如在學(xué)習(xí)“花的結(jié)構(gòu)”一課時,筆者曾發(fā)現(xiàn)一個怪現(xiàn)象:教師和學(xué)生都用鮮花實物標(biāo)本學(xué)習(xí)了花的結(jié)構(gòu),課堂氣氛也相當(dāng)活躍,但課堂檢測的反饋顯示,學(xué)生對結(jié)構(gòu)知識點的掌握并沒有預(yù)想的那么好,特別是將桃花換成百合花后,學(xué)生更是錯誤百出。教師細(xì)心回顧課堂后發(fā)現(xiàn)了癥結(jié)所在:學(xué)生帶到課堂上來的都是很容易買到的康乃馨(雖然顏色有異),導(dǎo)致學(xué)生缺少對不同種類花朵的觀察、比較與解剖,所以學(xué)習(xí)效果不佳。由此啟示教師應(yīng)該研究解決一系列與生物教學(xué)計劃相關(guān)的問題。如,生物教材所涉及的各種植物有哪些是可以通過校園種植解決的?哪些可移栽?其他標(biāo)本如何解決?校園小池塘可養(yǎng)殖哪些生物?如何分工?這樣一來,一個班的學(xué)生就可能觀察到十幾種花,在動手解剖時就能輕松掌握本課的知識重點。又如在學(xué)習(xí)《沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微小生物——病毒》一課時,很多學(xué)生都對課文提到的“病毒能幫助完成轉(zhuǎn)基因過程”這一點非常感興趣,少部分學(xué)生還能講出一點小知識,但仔細(xì)追究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)都只停留在對“轉(zhuǎn)基因”這個名詞本身的記憶印象上,而對概念的內(nèi)涵卻知之甚少。于是我提議全班學(xué)生圍繞“轉(zhuǎn)基因技術(shù)”“基因治療”分組查找相關(guān)資料,下一課時進行小組比賽,看誰找得又多又好。結(jié)果,每個小組都能找到一些新奇有趣的資料,大家都聽得津津有味?？梢?合理地開發(fā)利用課堂生成性資源加以深化整合,有利于提高教學(xué)的有效性。自此,大部分學(xué)生都開始養(yǎng)成自覺收集學(xué)習(xí)資料的習(xí)慣,每當(dāng)學(xué)習(xí)某些內(nèi)容需要舉例說明時,通常都能有不少學(xué)生能幫上忙。教師鼓勵學(xué)生自己尋找合適的學(xué)習(xí)素材,豐富了課堂的教學(xué)資源,既開闊了學(xué)生的視野,又拓寬了他們的學(xué)習(xí)領(lǐng)域。

三、讓學(xué)生成為情境問題的主動思考者

思維能力是考查學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)高低的重要標(biāo)志。培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,教師的重要任務(wù)之一就是要善于創(chuàng)設(shè)問題情境和創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題,用問題激發(fā)學(xué)生的探索欲望和思考空間。例如,在學(xué)習(xí)“遺傳物質(zhì)存在于細(xì)胞核中”時,選用學(xué)生都熟悉和喜歡的節(jié)目《爸爸去哪兒》中的明星父子(父女)的圖片并提問:為什么他們長得如此相像?由此引發(fā)學(xué)生積極的思考和熱烈的討論。這時,教師便可進一步提出:那么決定子女相似于父母的遺傳信息存在于細(xì)胞的什么部位呢?通過設(shè)置懸念,觸發(fā)主動思考,激發(fā)學(xué)生的好奇心理和探求情趣,促使他們迫不及待地想繼續(xù)探索,由此順理成章地引導(dǎo)學(xué)生主動參與閱讀、理解課文。順勢結(jié)合課文中提供的相關(guān)圖文資料信息,提問:“你知道克隆是怎么回事嗎?克隆羊多莉是怎么產(chǎn)生的?請觀看影片《小羊多莉的身世》?！睂W(xué)生帶著問題觀看視頻,對分析解決“細(xì)胞核是遺傳信息庫”這個難點問題有很大的幫助,而且直觀的影像讓學(xué)生清楚了遺傳物質(zhì)存在于細(xì)胞核中,使學(xué)生對整個克隆過程有了更深刻的理解,也催生著學(xué)生更深人的思考。接著教師拓展提問:“你們對爭議比較多的克隆人這一事件有哪些看法?請各小組收集有關(guān)信息,闡明你們的觀點?！备餍〗M學(xué)生在積極準(zhǔn)備了一個星期后,將各自的觀點帶到了課堂上,爭相發(fā)表自己的觀點,展示支持的證據(jù),下課時大家還意猶未盡,我為他們能夠收集到如此豐富的資料而感到驚奇,這說明了學(xué)生們對周圍熱點問題的關(guān)心。在這個過程中教師并沒有發(fā)表任何見解,也無需告訴他們什么是對什么是錯,也不要求他們有一個最終的標(biāo)準(zhǔn)答案或者掌握什么新的知識,教學(xué)應(yīng)該重在學(xué)習(xí)過程,重在知識技能的應(yīng)用,重在親自參與探索性實踐活動,獲得感悟和體驗,而不是僅僅接受別人傳授的經(jīng)驗。

四、總結(jié)