生物网络课程精选(九篇)

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第1篇：生物网络课程范文

听课是生物教师在互动中获得经验、自我提高的过程，是生物教师在日常教学活动中经常性的不可或缺的教研活动，是促进生物教学观念更新，教学经验交流，教学方法研讨，教学艺术展示，教学成果汇报，教学水平提高的重要途径和主要手段。

作为一名生物教师，要想提高自己的专业水平，成长为一名优秀教师，真正变为教育领域的高手，道路有许多条，而精细化网络听课则是一条行之有效的捷径。

现在不少生物教师听课，基本上还停留在粗放型听课的阶段：教研计划在学期初安排好上课者课题和上课时间，然后按部就班，对应的成员适时到场听课。更为严重的是，不管上课者是否认真准备，课上得好还是差，总是想方设法说两句好话，碍于面子，少说甚至不说存在缺点。评课纸上虽然也设置了教学建议一栏，大部分听课的生物教师却让教学建议一栏空着，即使有少数听课教师写上教学建议，也是短短几个字，无关痛痒地写上几句冠冕堂皇的话，算是完成了一项任务。这样的听课流于形式，哪能促进教师的专业水平的提高？

如何摆脱当前生物教师听课的迷茫和误区？如果我们将眼光投向于网络，这一困境将有可能得到破解。网络上有很多优秀生物教师上课的视频实录，上课者可能是名家、大家，也可能是名不见经传的普通教师，但有一点是共同的，除极个别情况外，上课者和听课者一般都是不认识的，评课者不会为了顾及彼此的感受而只说好话，不提问题。所以，学校可以在传统的听课活动之外每周或每两周安排生物教师一次网络听课。网络听课的时间可以不用固定，只规定在什么时间前听完，然后集中进行评课。

由于没有现实的羁绊，只要组织者要求听课的生物教师多说存在问题，听课教师自然会放开手脚认真思考，畅所欲言。优点会评得透，缺点也不会故意遗漏。研讨气氛将会很浓郁，教师们在酣畅淋漓的评课活动中会听到不同的观点，收获是很大的。那么，如何通过网络听课推进生物教师专业成长呢？可以从以下几个方面入手：

一、明确的网络听课主体

精细化网络听课，区别于传统的听课，更注重听课的实效性。那么，精细化网络听课的主体是谁呢？是听课活动的组织者。但生物教师要想成为教育教学的行家，光靠学校或教研部门组织的网络听课活动是远远不够的，教师要从内心深处主动寻觅听课的机会，现在电脑普及率已经非常之高，网络上许多课程都有不同执教者上传的课堂视频实录。最近，国家开展了“一课一名师”活动，网络上的课堂教学视频将更加丰富，生物教师选择的余地将更大。

网络上的教学视频、实录都是层层推荐评选出来的，每一节课都是授课者本人精心设计、精心打磨的结果。有些学校非常重视这个活动，还改动了学校教研组对教案进行反复讨论和研磨，其中很多课都是暗合新课程理念和最新的教育教学理论的。而且，每一节课都有授课者教学设计的说明性文字，这些文字自然更加有利于听课者理解和体会授课者的意图，对于听课者的作用也将更大。

目前为止，尚没有教育行政部门对听这些网络教学实录提出强制性或鼓励性的要求。强制性的要求大可不必，而鼓励性的要求可以明确提出来，最少可以规定教师必须听完这些课，可以代替听部分校本教研课，而针对这些课的教学实录类的评析性文章可以安排相应的竞赛。当然，作为实施教育教学的生物教师更应当积极主动地抽出时间进行网络听课和研究，这比纯粹地进行教育理论的学习更具有实践意义。

二、通过网络听课将示范引领与反省促进相结合

精细化网络听课所涉及的课，可以是精品课，也可以是常态课，甚至是存在明显瑕疵的课。因为精细化网络听课并不是完全追求直接的正面的引导作用。精细化网络听课的作用可以是直接正面的示范引导作用，也可以是从反面吸取间接教训的反省式的作用。别人授课成功，自己当也追求成功；别人授课失败之处，自己也当尽量回避犯类似的错误。

三、通过网络听课研究执教者的成败得失

网络听课与传统听课最大的区别在于，传统听课只是在教者授课的时候听课，只听一遍，许多细节可能由于听课者的疏忽而没有能够捕捉得到。而实际上，一节课，即使教学设计相同，由不同的生物教师执教，其课堂有效性是大相径庭的。这是因为，一节课的成功与否，教案设计只是一个基础，而教者的综合能力和修养则决定了一节课能否达到教案设计的预期效果。在实际的授课过程中，则集中体现为教学细节的处理，细节决定成败。但传统听课，听课者更加注重的是听课笔记的记录，记录好之后再拼命找优点。这样的听课效果无疑是大打折扣的，这样的听课不可能注意到课堂教学中很多的闪光细节。

四、由网络教学实践揣摩授课者的设计和生成意图

第2篇：生物网络课程范文

文章编号：1671-489X（2017）08-0052-02

Construction and Application of Biochemistry Network Teaching

Resources//XIE Ying， XU Chongli， WEN Gang， GE Yakun， YANG Mei

Abstract The significance of network teaching resources construc-tion， selection and integration of network teaching resources content，

the methods of network teaching resources construction， the applica-tion of network teaching resources， etc are elaborated， combined with biochemistry network teaching resource construction， concept for teachers and students common constructed network teaching resource has been put forward， obtained good results in teaching practice.

Key words biochemistry； network teaching； network teaching resources

1 前言

随着信息技术的快速发展，高校教师的教学理念和教学模式也在发生深刻变化，网络教学被更多地引入课堂，为学生自主学习提供了广阔空间。许多高校为适应网络教学的需要，开发了相关课程的网络教学资源[1-6]。但网络教学资源建设的速度和质量还不能满足网络教学的发展，不适合学生自主学习，学生的使用效率不是很高。因此，如何适应新时代的教育发展方向，加强对网络教学资源的研究与开发，科学合理地应用于教学实践，是广大教师亟待解决的课题。本文通过对生物化学网络教学资源建设与应用的研究，为高校构建优质网络教学资源提供相关的理论与实践参考。

2 生物化学网络教学资源建设的目的

网络教学资源是开展网络教学的前提和基础，从网络教学媒体的特点来看，其最大优势就在于网络教学资源的合理开发和利用，使学生享受到高水平的优质资源和信息化的学习支持。从学生的特点来看，除了生物类专业外，非生物类的一些专业也开设生物化学课，学生基础、学习能力和学习方法各不相同。而网络教学的开展可以满足不同学生的需要，有利于因材施教。从生物化学课程特点来看，内容多，难度大，并且课时有限。网络教学的开放性，使学生从多种渠道获取信息，深入掌握本学科的知识要素，是增强课堂教学效果的科学选择。

本课题研究的目的就是配合生物化学课程教学改革，开发建设适合学生自身特点的网络教学资源，促进信息技术与课程整合，建构学生自主学习的教学模式。

3 生物化学网络教学资源建?O的内容

课程基本教学资源建设 基本教学资源即生物化学课程教学所必需的课程教学大纲、授课计划、考核方式与标准、课程信息、多媒体课件、电子教案、习题、试题等内容，由教师总体设计，开课之前上网。教学资源自主开发的核心内容是教学课件的制作，需要选择合适的模板，运用规范的文本、声音、图形、图像、图表、动画、视频等媒体形式表达课程内容，合理搭配，优化组合，取得最佳效果。如生物化学反应原理利用动画表达效果更好，有利于学生对生物大分子的认识与理解。

课件内容上要反映学科最新成果，开阔学生视野，培养创新意识和创新能力；还要穿插一些应用实例，培养学生实践应用能力。课件的制作应系统充实，既具有科学性，又具有艺术性，既考虑教师授课需要，也考虑学生自主学习需要，还能根据学科发展每学期进行补充完善，体现信息技术的优势。

构建网络平台下的课外教学资源库 课外教学资源库的建设原则是突出主题，追踪前沿，充分利用互联网海量的资源，按照生物化学教学需要进行筛选、分类、编辑、整理，把与本课程相关的信息资源整合到教学平台，形成具有自己教学特色的资源。课外教学资源库内容包括生物化学研究进展、应用实例、生物领域科学家生平介绍和科学探索故事、生物化学相关网站、相关期刊介绍、考研试题、生物化学精品课和公开视频课网站链接等内容，汇聚最优质的学习资源，满足不同学生的需求，激发学生学习潜力。

建立在线答疑、交流系统 实现网络交互式教学的途径有讨论板、电子邮件等功能。教师在教学中通过开设专题论坛组织学生进行讨论交流，每个学生都可以参与讨论、发表观点、得到教师的指导与回应。学生也可以提出问题，发起讨论，得到教师或同学的回应，有机会对自己解决问题的思维过程进行充分表达，从而达到知识的升华，促进协作学习。教师还可以在线布置作业，学生在网络教学平台上完成并提交。

4 生物化学网络教学资源建设的方法

支撑平台的选择 建设网络教学资源，必须首先选择支撑平台。为了实现统一管理、资源共享，利用吉林化工学院引入的超星泛雅教学平台为支撑，使教师方便快捷地建设网络课程，开展答疑、讨论、作业等互动教学活动。

精心设计教学资源 利用现代教育技术和网络环境，建立符合生物化学课程特点的教学资源体系，需要教师具备足够的教学设计思想。以提供优质教学资源，促进学生学习为根本目的，对教学目标、教学内容、教学方法、教学评价等制订具体计划，按照网络课程的规范与要求，精心设计与建设本课程的网络教学资源，并且在教学实践中不断充实和更新。

师生共建网络教学资源 网络教学资源建设要树立以学生为中心的理念，充分考虑学生的各种需求，提倡师生共同参与，将资源建设与教学实践相结合。学生不仅能使用教学资源，还可以将资源上传到网络教学平台与大家共享。如教师主题，指导学生利用网络自行搜集信息，进行筛选、重组后提交到教学平台，完成主题任务，在解决实际问题中完成知识的建构。

5 生物化学网络教学资源的应用

教师辅助教学 教师在网络教学平台登录成功后，可以查看课程资源，进行长期的课程内容循环建设，组织教学互动活动，指导学生自我学习、自主讨论，开展研究性学习。教师还可以建立习题库，根据每章节教学内容，从习题库中抽取适当习题在习题模块中。

学生自主学习 学生利用网络教学平台登录后，进入生物化学课程空间，查看课程教学资源，在网上完成作业，进行互动交流、主题讨论等学习活动，也可以在网上复习课程内容，解决疑难问题，还可以把自己查到的有关信息上传到网上，与大家共享。

教学评价 教师通过后台可以对学生的自主学习表现进行评价，通过学生上网的学习情况、习题完成情况、讨论参加情况、资料上传情况等进行基本的教学统计，分析评价学生对本课程的学习态度、学习效果和学习中遇到的问题，以便有针对性地进行辅导，有依据地给出学生平时成绩。学生也可以与教师实时沟通，对教师的教学提出意见和建议，促进教学水平的不断提高。

6 生物化学网络教学资源应用效果

实现资源共享 网络教学资源建设为学生提供了丰富优质的学习素材，完善了学生的知识结构，拓展了学科视野。师生通过交流彼此的学习资料，使得师生之间、不同年级之间、不同专业之间实现资源共享，满足不同层次学生的需求，达到最佳学习效果。

营造宽松和谐的教学环境 网络教学资源的应用拓宽了教学空间，增加了时间，只要硬件条件允许，学生可以随时随地进入平台学习、交流、完成作业、复习课程内容，实现轻松愉快地学习，从而提高学习效率。

第3篇：生物网络课程范文

关键词：人工神经网络；教学实践；教学方法；生物信息学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）17-0208-03

人工神经网络是在神经生理学、生物学、数学、计算机学等学科发展的基础上提出的，模拟人类大脑的结构和思维方式处理、记忆信息的一门学科。具体来说，早在20世纪40年代，随着医学、生物学家们对人脑神经的结构、组成以及信息处理的工作原理的认识越来越充分，有学者提出以数学和物理方法对人脑神经网络进行抽象，并建立简化的模型，用以进行信息处理，这种应用类似于大脑神经突触联接的结构进行信息处理的数学模型，称之为人工神经网络ANN（Artificial Neural Network）[1]。

在人工神经网络中，各种待处理的对象（数据、特征、字符、抽象的模式等等）都可用神经元处理单元表示。这些神经元主要可以分为输入神经元、隐含神经元和输出神经元三大类。其作用各不相同，作为输入神经元的处理单元用来与外界产生连接，接收外界的信号输入；隐含神经元处于中间层，为信息处理的不可见层；输出神经元主要实现结果的输出。神经元之间相互连接，连接的权重反映了各神经元之间的连接强度，神经元之间的连接关系中蕴含着信息的表示和处理。人工神经网络主要是在不同程度、不同层次上模拟大脑处理信息的风格，具有非程序化、较强的适应性、自组织性、并行分布式等特点，其实现主要是通过网络的变换和动力学行为，涉及数学、生物学、人工智能、计算机科学、非线性动力学等多个学科[1]。作为一门活跃的边缘叉学科，在处理信息方面，相比于传统人工智能方法具有非线性适应性，成功地应用于神经专家系统、模式识别、组合优化、预测等多个领域，尤其在生物信息学领域得到了广泛的应用。生物信息学是20世纪末发展起来的一极具发展潜力的新型学科。人类的基因中蕴含着大量有用信息，利用神经网络可以对这些海量的信息进行识别与分类，进而进行相关的生物信息学分析。如利用神经网络分析疾病与基因序列的关系，基于神经网络对蛋白质结构的预测，基因表达谱数据的分析，蛋白质互作位点的预测等等，都取得了很好的效果[2]。

因此，在生物信息相关专业的本科生中开设人工神经网络课程尤为重要。经过多年的研究发展，已经提出上百种的人工神经网络模型，这就需要教师针对不同的专业背景，不同层次的学生，讲授不同模型的核心思想、推导过程、实际应用等等。本文主要根据人工神经网络在生物信息学相关专业的教学实践，从以下几个方面进行探讨。

一、引导式教学，激发学生的学习积极性

神经网络作为一门偏于理论分析的学科，传统的教学模式，即首先讲解模型的起源，接下来介绍模型的核心思想，然后就是一连串的数学公式推导，面对满黑板的公式，学生很难提起兴趣去认真学习相应的模型。所以，如何激发起学生的学习积极性，让学生重视这门课程，更好地掌握课程内容，掌握相关的模型理论基础、核心思想，更好地服务于本专业，是人工神经网络教学者亟待解决的问题。

首先，在导课的时候要生动，以引起学生对将要学习的内容的好奇心，让学生有兴趣投入到课堂学习内容中去。布卢姆说过：“最大的学习动机莫过于学生对所学知识有求知的兴趣。”只有在这种动机下的学习，才会提高自身的主动性与自觉性，达到提高教学质量的目的[3]。例如，在讲解hopfield神经网络的时候，通过举例对苹果、橘子的质地、形状、重量等特征的描述，运用“0，1”进行量化描述，然后应用神经网络就可以进行有效地分类；对于旅行商TSP问题，也可以通过hopfield神经网络寻找到最优路径。那么，这些问题是如何解决的呢？就需要大家来一起揭开hopfield神经网络的神秘面纱。其次，由于神经网络涉及大量的数学公式与数学方法，学生往往会有畏惧的心理，这就需要教师帮学生澄清思想误区，现在很多用于数据分析与计算的软件，如matlab工具箱、R软件里面都有很成熟的人工神经网络软件包，所以，学生只需要理解其工作原理、核心思想，学会使用现成的人工神经网络软件包处理数据，在熟练应用程序包的基础上，对相应的神经网络模型进行优化，改进，并且与其他的人工智能算法相结合，更好地为本专业服务。第三，在讲授人工神经网络理论内容的时候，要摒弃传统的呆板式的推导过程，以往的神经网络教学方法注重理论分析，通常是一连串的公式推导，公式中又涉及大量的符号，计算起来复杂又烦琐，学生会觉得索然无趣，厌学情绪严重。在教学过程中，教师要精心设计，创设出特定的问题环境，将所学内容与本专业相结合起来，多讲应用，启发和诱导学生选取合适的神经网络模型来解决本专业的实验数据分析与处理等问题。

二、理论教学与实验教学相结合

除了在理论课堂上将基本的理论知识传输给学生，教师还应该安排若干实验教学内容，让学生以实验为主，将理论课上所学的知识运用到解决实际问题中来，理论联系实际，主动操作思考，观察，分析，讨论，以培养学生解决问题的能力。一旦学生自己动手处理一些问题后，很自然地就会对人工神经网络产生一种亲切感，并能强烈激发起学生继续探究下去的兴趣。对于同一问题，可以让学生选取不同的网络模型，设置不同的参数，甚至可以让学生自己动手编写相应的网络模型程序，并且给予改进，根据得出的结果来评价模型在解决实际问题时的好坏，以及模型改进的效果。作为授课教师，需要不断优化实验教学内容，在生物信息学专业开设人工神经网络课程，实验教学主要是针对生物信息专业的海量生物数据处理与分析的实际需要，培养学生综合运用人工神经网络方法和生物信息学知识，进行信息的分析与处理。除了在实验课堂上给学生最大的自由发挥空间外，课后作业也尽量以开放式问题的形式给出，比如，可以让学生选取相应的网络模型处理本专业的一些实际问题，例如，数据的分类、聚类等等，其中，数据来源可以不同，类型也可自由选取，最后给出相应的模型参数设置、方法的改进、实验结果，也可以安排学生自己查询文献进行学习，并安排学生作报告。这样，学生可以在世界范围内了解神经网络的在本专业的应用情况，又能提高英语的读写能力，还能锻炼学生做科研报告的能力。

三、加强师资队伍建设以及其他基本条件的建设

由于生物信息学是一门新兴的交叉学科[4]，这就要求人工神经网络的授课教师要熟练掌握生物信息相关专业的知识，教师的业务水平必须得到充分保证，才能给学生以全面透彻的指导。学院应该本着自主培养与重点引进的原则，优化教师队伍的专业结构和学历结构，提高教师的自身修养。授课教师要将课堂的理论知识联系实际生物问题进行讲授，让学生感受到人工神经网络在本专业的应用，提高学生的学习效率，同时也需要阅读大量的专业文献，提高编程技巧和数据库应用能力，让自己成为一名合格的复合型教师。同时，人工神经网络课程的实验，高度依赖于计算机网络等设备，因此，相关的软硬件设施的建设也必不可少，由于，基因组测序技术的发展，目前生物信息学研究所用的数据都是海量的，神经网络训练起来所需时间太长，不能用普通的电脑完成，需要专门的服务器来处理，学校有关部门应在条件允许的情况下，配备机房，购买服务器，以及相关的软件，为学生创造良好的环境，让学生完成课程内容。

最后，人工神经网络涉及数学、计算机、人工智能和神经学等专业知识，因此，需要授课教师加强与其他相关专业教师的交流与合作，并渗透到授课过程中去，让学生在学习人工神经网络网络时能将各专业联系起来，更好地解决生物信息学中的问题，要想成为一名合格的人工神经网络课程教师，首先要成为一名复合型的教师，不仅要具备教学和科研能力，同时也要具备计算机、生物学、信息学等多学科的知识。

参考文献：

[1]朱大奇，史慧.人工神经网络及其应用[M].北京：科学出版社，2006.

[2]朱伟，史定华，王翼飞.人工神经网络在蛋白质二级结构预测中的应用[J].自然杂志，2003，（3）：167-171.

[3]赵俊，李晓红.趣味教学法在预防医学教学中的运用[J].现代医药卫生，2005，21（15）：2089-2090.

第4篇：生物网络课程范文

关键词：生物网络教学；课程改革；新型师生关系

中学新课程改革，要求我们利用学科的趣味性、科学性、实验性等特点，改变以前那种旧的观念，引导学生进行探究式学习。在这种探究式的学习中让学生能够得到全面的发展。而互联网就为我们的教学活动提供了较为丰富的信息资源。从实践来看，网络有着灵活便捷的特点和高度的互动性，符合国家新课程标准所倡导的探究学习方式对学习环境提出的要求。生物学本身就是一门不断发展的学科，在领域内随时都准备着会有新知识产生。将网络教学引入生物教学，不仅拓展了学生的知识面、激发了创新思维，还培养了互助的品格、建立了新型的良好的师生关系。当网络时代在不知不觉中来到我们身边时，网络已经实现了全球资源和信息的共享，拉近了彼此的距离，网络使很多知识都可以通过搜索引擎进入师生的视野。

我校教师也正在参与市级教研――努力使课堂教学网络化，以顺应网络教育背景。通过网络互动式进行教学，每一个新奇事物或教学方法出现时总会引起不大不小的争论，网络教学这种形式的出现也引起了不小的争议，事物总有两面性，以下是我对我校进行网络教学的一点看法。与传统教学方法相比，网络教学支持网络连接的所有范围。学生可以在互联网的环境下，通过广泛的网络信息资源来进行搜索，自主选择学习资料，使学生成为学习的主体。在老师的控制下进行半开放式的学习，形成学生与网络之间、学生与学生之间、学生与教师之间的互动作用的过程。老师与学生之间可以通过网络资源进行实时网上答疑、网上作业批改；学生利用网络可以向老师提出问题，也可以通过网络向老师获取所需要的知识，老师还可以在其他学生的观点中得到信

息，从而达到师生之间的互动学习与解答。

网络中大量的文字、声音、视频、图像等，突破了传统教学模式中的单一教育资源，极大地提高了学生的学习兴趣和学习效率。

传统的教学模式――填鸭式教学，满堂灌的形式已经不适于现在的要求。网络教学在教学过程中不再受环境和设施条件的约束，可以根据教学目标和学生学习情况，由教师和学生自由决定并且随时实施，由网络来交流，在学习过程中可以及时地了解自己的进步和不足，随时调整学习进度，可以利用网络随时地进行学习、讨论，及取得在线帮助，因此网络学习具有强大的灵活性，能适应各种学习目标的需要。教师还可以根据教学目标，利用网络来获取更多的教学方式及方法，从而提高教学效果。

通过精心准备，运用了大量的先进手段，网络生物教学为教师可以创作出严谨而丰富的电子课件提供了素材，并将它应用于教学。教学中，教师不必像以前那样，携带挂图、模型等繁琐的教具，而是可以利用电脑、投影仪、触摸屏、电子白板等先进的电脑多媒体工具向学生展示各种各样的丰富的电子课件，通过建立网站，让同学们在网络上进行讨论及搜索成果展示，让学生的学习活动变成一种自主的探究活动，增强了教与学的互动，拓展了教与学的方式方法。

生物学是一门实验性极强的学科，许多规律或结论都是通过实验得出的。由于大部分的生物实验需要有一定的周期来完成，没有办法让学生来完成，教师就可以先到网络中搜集资料，或自己亲自动手带几名感兴趣的同学做这个实验，把整个实验过程拍摄下来再到网络课件中去，可以让学生在观看视频的过程中感觉到参与的乐趣，尤其是有自己同学参与的镜头出现时，更激发了学生想动手参与的积极性，以后有这种活动时，学生便会积极主动地参与进来。最后再根据视频设置疑问，让学生去探究讨论，找出关键知识点。

利用网络教学当然要有网络课件及一定的网络知识。对于老师来说：提升老师自身的计算机水平及自身的业务水平，熟悉网络操作，了解互联网平台也是一个长期的过程。

第5篇：生物网络课程范文

生物科学素养是学生科学素养的重要组成部分，培养生物科学素养是中学生物课标的重要理念之一，下面就如何在中学生物教学中培养学生的科学素养提出以下建议。

一、生物实验教学的改革方向

在传统中学生物教学中，比较普遍采用的是教师讲实验内容学生听，教师演示实验方法学生看，教师提问实验结论学生答的教学方法。这种教学方法限制了学生的思维和创造，不利于主体精神的培养。针对这一现象，在实验教学中让学生通过阅读、研讨自己设计实验。具体做法是：把实验的目的、名称、器材、步骤、现象、结论等要素设计成空白实验报告提供给学生。学生在小组中阅读、思考、研讨，共同填写实验报告，等于是自己设计实验，自己进行操作、观察、分析，从而培养学生的实践能力和创新精神。学生带着这些问题认真阅读教材，然后以小组为单位进行热烈讨论，他们相互讨论、相互帮助共同填写有关内容。教师巡堂只做启发和点拨。在确定实验内容后，各小组按照自己确定的方法独立地操作、记录和分析，这种课堂教学方式着眼于问题让学生自己发现，过程让学生自己探究，结论让学生自己得出，知识让学生自己应用，这种教学方法能最大限度地发掘了学生的探究能力。

二、生物课堂教学的改革方向

作为一名科学教师，在培养学生科学素养的实施过程和教学模式时要注意做好以下工作：提出问题，而不是直接建议解决问题的方法，这样就为学生提供了探究的机会；提供一个适合于学生的计划方案，提出一系列问题让学生考虑；经常比较计划和实际的探究过程，使学生认识到不是所有的事情都可以预见；在教学上或活动结束时要进行讨论，提议学生思考如何改进探究方法。

为了加强现代科学知识的普及、强化科学素养、强化知识与生活的联系，课程组采取了在不增加学生负担的基础上对生物教学内容进行延伸和扩展。

第6篇：生物网络课程范文

关键词 网络生物实验 网络资源 数据采集 实验分析

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

根据《美国国家科学教育标准》编写、由奥尔顿・比格斯等编著的美国高中生物学教材《生物・生命的动力》（以下简称该教材）共分上、中、下3册，10个单元，39章内容，供9～12年级（相当于我国的高中学段）学生使用。该套教材设计了数量众多、类型多样的实验活动，包括网络生物实验、迷你实验、技能实验、实验设计、调查实验五大类，总计202个实验。其中网络生物实验是我国高中生物教材中没有的实验类型，下面重点对网络生物实验作简要介绍，试图挖掘“网络生物实验”板块蕴含的内涵和价值，为我国的实验教学提供借鉴。

1 网络生物实验介绍

网络生物实验指利用网络在线版本，借助于网络平台收集信息、上传数据并进行交流共享，以培养学生的探究能力、提高学生的信息素养的一种实验类型。美国高中生物学教材《生物・生命的动力》共安排11个网络生物实验，分布在11个不同的章节，其中包括“生物数据采集收集、外来动物的相关资料、温度是否会影响酵母菌的呼吸作用、利用网络研究树种、确定一片叶的气孔数目、研究光合作用的影响因素、如何确定植物的表现型和基因型、自然选择与等位基因频率、斑马鱼的发育、研究育种犬的适应性、新兴疾病和再兴疾病”。

下面是“细胞的能量供应和利用”一章中“研究光合作用的影响因素”网络生物实验具体内容：

研究背景：氧气是光合作用的产物之一，因为氧气微溶于水，伊乐藻等水生植物进行光合作用的时候释放出可见的氧气气泡，你可以气泡形成的速度来判断光合作用的速度。

实验准备：问题：不同波长的光如何影响植物光合作用的速率？

目标：在本次实验中，你将观察水生植物的光合作用、测定光合作用的速率、研究不同颜色的光的波长、观察不同波长的光如何影响光合作用的速率、通过互联网收集来自其他学生的数据并进行比较。

实验器材：1000 mL烧杯，带反射镜的150 w的台灯，三株伊乐藻，0.25%碳酸氢钠（小苏打）溶液，绳子，带秒针的手表，垫圈，不同颜色的彩色玻璃纸。

安全警示：注意实验过程中，要戴护目镜。

实验步骤：

（1） 按照左图（图略）安装实验装置。

（2） 制作数据表来记录测量结果。每种颜色一栏，另留一栏作为对照。

（3） 把伊乐藻放入烧杯，完全浸没在水中。加入小苏打溶液，它能为水生植物提供CO2。注意：每次实验使用的水和小苏打溶液的量应完全一致。

（4） 直接把台灯（不用玻璃纸遮光）照射在植物上作为对照，观察何时能看到气泡。

（5） 观察并记录5 min内伊乐藻产生的氧气气泡数。

（6） 用一种颜色的玻璃纸遮住灯泡，然后重复步骤（4）和（5）。

（7） 再用另一种颜色的玻璃纸遮住灯泡，重复步骤（4）和（5）。

（8） 访问网页：/internetlab，并在网站上公布你的数据。

（9） 清洁与整理，把植物放入水缸中，避免干枯。

分析与结论：

（1） 观察：氧气气泡是从哪里产生的？

（2） 推理：为什么气泡数能代表光合作用的速率？

（3） 运用网络：查出你选的颜色的波长。根据你的数据和网上其他学生的数据作一张图表，表示出对照组和实验组的光波波长以及相应光合作用的速率。用一到两句话说明你的图表。

（4） 误差分析：为什么每次实验使用相同量的小苏打？

数据分享：在下面的网页中（/internetlab）找到本次实验，并在网站上的数据表中公布你的数据。对网站上其他学生的数据进行综合分析，并扩展你的图表。

从实验的流程上看，主要分为“研究背景”“实验准备”“实验步骤”“分析与结论”等阶段。其中“实验背景”主要通过展示实验情境、提出实验的缘由，并提出一些问题，让学生带着问题去进行实验；“实验准备”主要包括“问题、目标、实验器材、安全警示、技能手册”栏目；“实验步骤”列出了详细的操作步骤，包括访问网页获得数据、实验操作、记录观察数据等，实验结束后还要求学生清理实验材料、并分类处理；“分析与结论”主要包括分析数据、理性思维、得出结论、进行推断、误差分析等栏目，最后还要求学生通过专门的网页找到本次实验，并公布实验结果、简述实验设计方案。

2 网络生物实验带来的启示

美国高中生物教材《生物・生命的动力》中的网络生物实验与迷你实验、技能实验、实验设计、调查实验等类型相比，虽然数量只有11个，约占整个实验总数5.4%，但却给我国高中生物实验教学带来很多启示。

2.1 重视网络资源建设

现代社会，随着手机、电脑的普及和移动通讯技术以及移动互联网技术的发展与普及，越来越多的人可以通过各种移动终端接入互联网，从而搜索资料、获取资讯、交流信息，因此教学活动也应适应网络化、数字化社会需求。美国前总统克林顿曾明确宣布要“将信息化的力量带到美国所有的学校中”，基于此，美国教育无论从教学内容、教学方式、教育评价等方面都发生了深刻的变化，成为网络时代教育新常态的典型代表。

以《生物・生命的动力》教材为例，该教材配置了专门的网络教学平台（），提供了大量与教学进度和内容相匹配的生物学教学辅助资源，主要栏目有：“节资源”（包括自我检测、微型视频等分栏目）、“章资源”（包括友情链接、新闻、标准化测试、互动导学、章测试、网络实验室、与生物相关的职业介绍等分栏目）、“单元资源”（包括网络探索计划）、“互联网资源”（包括微观链接、虚拟解剖、科学理念等分栏目）、“教师资源”。通过此平台，学生可以获得大量生物学相关知识、动态视频，还可以进行标准化测试，了解学习效果；教师也可以通过此平台和学生或其他教师互动交流。通过网络资源，提高了学生的学习兴趣，拓宽了教学的时空范围，极大地促进了教学质量的提高。

为配合网络生物实验教学，该网站专门设计了“网络实验室”（/internet_lab）栏目，该网络页面复制了教材10个单元共11个网络生物实验教学程序设计，包括实验准备、实验步骤和分析与结论，并在实验栏目中专门增加了“上传数据”这一实验数据网络交流分享平台，分享实验数据和心得。对一些实验材料不易获取、实验步骤难以在实验室操作的网络生物实验，还可通过互联网寻找信息，完成实验调查和分析。如“利用网络研究树种”实验中，为了研究“哪些树种最适合种植在你所在的社区街道两侧”，要求学生通过网络收集信息，研究五种不同的树种特征，收集数据并与其他同学的数据进行比较，最终通过数据判断哪种树种适合所在社区栽种。

我国《普通高中生物课程标准（实验）》也要求通过高中生物课程的学习，“能够利用多种媒体搜集生物学的信息，学会鉴别、选择、运用和分享信息”，但教材仅停留于提供一些零星的网络站点。各版本高中生物教材虽然也建立了相应的配套网页，也重视相关网络资源建设，如人民教育出版社高中生物网页分为教师中心、学生中心、下载、公告等栏目，“教师中心”还有同步教学资源、课标大纲、教学研究、试题及研究、生物学会、会议报道、个人专辑、视频资源等分栏目，“学生中心”有同步学习资源、复习检测、试题及分析、新学案等分栏目，但由于信息零散、更新速度慢、缺乏互动等因素，导致网络资源利用率较低。因此，系统构建与教材配套的网络互动教学专业平台是首要之举。

2.2 强化数据采集交流

生物是一门实验性很强的基础学科，实验在生物学教学中占有很重要的地位，为此该教材中安排了202个各类实验。而实验强调通过事实、数据说话，因此，该教材十分重视数据的采集、交流、汇总，并贯穿于整个实验的始终，引导学生养成实事求是、严谨踏实的科学态度。在《美国国家科学教育标准》的“9～12年级对科学探究的基本理解”中也强调“科学探究的结果，即新的知识或方法，得自于各种科学研究和科学家之间的公开交流”。

为了显示实验数据采集的重要性，让学生学会数据采集的一般步骤和方法，该教材中的第一个网络生物学实验课题即为“生物数据采集”，并提供专门的数据表记录每次测量的结果，要求学生先观察球潮虫的结构，测量球潮虫的长度。然后将数据记录在数据表中，并通过数据分析球潮虫的“结构是否有序”“对周围环境的反应”。为了提高学生实验数据采集能力，在部分网络生物实验中还要求学生自己学会制作数据表记录观察结果，如在网络生物实验“如何确定植物的表现型和基因型”中，要求学生通过观察两组豆子所培育出的植株的表现型，并“设计一个实验来收集量化的数据”“制作一个数据表记录你的观察结果”，目的是让学生不但要学会记录数据，还要知道记录哪些数据、为什么记录这些数据，提高实验数据采集的必要性、科学性和有效性，便于推断出科学的实验结论。

更具特色的是，在收集实验数据后，美国教材还要求学生把自己的实验数据上传到专门的网页，并标注所在州、所属学校名称，便于使用该教材、做该实验的各州学生共享实验数据，交流实验心得，提高实验效果。

通过初步掌握收集、整理数据的方法，使学生养成仔细观察的习惯，学习科学的测量方法，也使学生认识到科学研究中数据的重要意义，只有科学的实验数据，才能得出科学的实验结论，为后续实验打下了坚实的基础。

我国的《普通高中生物课程标准（实验）》也十分重视实验技能的培养，也要求学生初步学会“客观地观察和描述生物现象”“通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题”，但由于实验目的主要以定性描述为主，实验过程也是“照方抓药”，没有系统培养学生数据收集、整理、交流的能力。因此，实验观察结果应注重定性和定量记录相结合，制定出具体的目标量化指标，并贯穿于实验的始终。

2.3 注重实验结果分析

在网络生物实验中，除了注重实验数据的采集、整理、交流外，该教材更注重实验结果的分析，意图让学生学会利用归纳、演绎、推理方法从有效信息中分析并总结出科学结论，培养学生逻辑推理能力。因为很多科学结论正是通过分析众多的实验数据得出的，如孟德尔利用豌豆的杂交实验、记录大量的实验数据、通过统计学方法最终发现了遗传的分离定律和自由组合规律。

基于此，该教材在实验的最后专门设计了“分析与结论”栏目，通过对实验数据等相关信息进行对比、判断、分析、解释等，进而得出科学的结论。如在实验“研究光合作用的影响因素”网络实验中，要求学生通过记录伊乐藻5 min内观察到的气泡数，推论“为什么气泡数能代表光合作用的速率”，并“根据你的数据和网上其他学生的数据作一张图表，表示出对照组和实验组的光波波长，以及相应光合作用的速率。用一到两句话说明你的图表”。

考虑到不是每个学生所做实验都是成功的，该教材在每个网络生物的最后专门设有“误差分析”一栏，目的是让学生分析失败的原因，让错误也成为宝贵的学习资源，还可以有效防止“一错再错”。如在“如何确定植物的表现型和基因型”的最后，要求学生公布自己的数据，并提出：“把你的实验设计和其他学生的进行比较，你们的结果相似吗？你们结果的不同可能是什么导致的？”除了要求学生进行误差分析外，还让学生学会减少实验误差的方法，如在网络实验“生物数据采集”的最后，让学生思考“怎样收集或利用数据，才能更准确地对生物体下定义”，提醒学生通过实验数据采集的有效性和真实性来减少实验误差。“研究光合作用的影响因素”网络实验的最后，让学生思考“为什么每次实验都使用相同量的小苏打”，意图告诉学生控制实验的单一变量是减少实验误差的重要方法之一。

我国《普通高中生物课程标准（实验）》也十分注重实验结果的分析，要求学生初步学会“利用数学方法处理、解释数据；根据证据作出合理判断；用准确的术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点；听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及作必要的反思和修改”。但是在具体实验步骤的设计中，我国生物教材大多主要以定性分析为主，缺少定量分析能力的训练。

注重网络配套资源建设，可提高学生学习兴趣、扩大信息获取范围，还可以克服时间和空间的限制，便于学生随时随地学习；强化数据采集交流，可培养学生细致地观察能力、培养学生的合作精神；注重实验结果分析，可训练学生逻辑推理能力，培养学生实事求是的科学态度，引导学生像科学家那样思考、像科学家那样探索，作一个科学的发现者。

参考文献：

[1] [美]奥尔顿・比格斯等.生物・生命的动力[M].廖苏梅，曾立等译.杭州：浙江教育出版社，2008.

[2] 熊国勇.美国高中《生物》教材中的网络教学活动研究[J].江西教育学院学报（综合），2012，33（6）：3.

第7篇：生物网络课程范文

一、整合生物信息学的研究领域

尽管目前一般意义上的生物信息学还局限在分子生物学层次，但广义上的生物信息学是可以研究生物学的任何方面的。生命现象是在信息控制下不同层次上的物质、能量与信息的交换，不同层次是指核酸、蛋白质、细胞、器官、个体、群体和生态系统等。这些层次的系统生物学研究将成为后基因组时代的生物信息学研究和应用的对象。随着在完整基因组、功能基因组、生物大分子相互作用及基因调控网络等方面大量数据的积累和基本研究规律的深入，生命科学正处在用统一的理论框架和先进的实验方法来探讨数据间的复杂关系，向定量生命科学发展的重要阶段。采用物理、数学、化学、力学、生物等学科的方法从多层次、多水平、多途径开展交叉综合研究，在分子水平上揭示生物信息及其传递的机理与过程，描述和解释生命活动规律，已成生命科学中的前沿科学问题（摘自：国家“十一五”生命科学发展规划），为整合生物信息学的发展提供了数据资源和技术支撑。

当前，由各种Omics组学技术，如基因组学（DNA测序），转录组学（基因表达系列分析、基因芯片），蛋白质组学（质谱、二维凝胶电泳、蛋白质芯片、X光衍射、核磁共振），代谢组学（核磁共振、X光衍射、毛细管电泳）等技术，积累了大量的实验数据。约有800多个公共数据库系统和许多分析工具可利用通过互联网来解决各种各样的生物任务。生物数据的计算分析基本上依赖于计算机科学的方法和概念，最终由生物学家来系统解决具体的生物问题。我们面临的挑战是如何从这些组学数据中，利用已有的生物信息学的技术手段，在新的系统层次、多水平、多途径来了解生命过程。整合生物信息学便承担了这一任务。

图1简单描述了生物信息学、系统生物学与信息学、生物学以及基因组计划各个研究领域的相关性。可以看出基因组计划将生物学与信息学前所未有地结合到了一起，而生物信息学的兴起是与人类基因组的测序计划分不开的，生物信息学自始至终提供了所需的技术与方法，系统生物学强调了生物信息学的生物反应模型和机理研究，也是多学科高度交叉，促使理论生物学、生物信息学、计算生物学与生物学走得更近，也使我们研究基因型到表型的过程机理更加接近。虚线范围代表整合生物信息学的研究领域，它包括了基因组计划的序列、结构、功能、应用的整合，也涵盖了生物信息学、系统生物学技术与方法的有机整合。

整合生物信息学的最大特点就是整合，不仅整合了生物信息学的研究方法和技术，也是在更大的层次上整合生命科学、计算机科学、数学、物理学、化学、医学，以及工程学等各学科。其生物数据整合从微观到宏观，应用领域整合涉及工、农、林、渔、牧、医、药。本文将就整合生物信息学的生物数据整合、学科技术整合及其他方面进行初步的介绍和探讨。

二、生物数据挖掘与整合

生物系统的不同性质的组分数据，从基因到细胞、到组织、到个体的各个层次。大量组分数据的收集来自实验室（湿数据）和公共数据资源（干数据）。但这些数据存在很多不利于处理分析的因素，如数据的类型差异，数据库中存在大量数据冗余以及数据错误；存储信息的数据结构也存在很大的差异，包括文本文件、关系数据库、面向对象数据库等；缺乏统一的数据描述标准，信息查询方面大相径庭；许多数据信息是描述性的信息，而不是结构化的信息标示。如何快速地在这些大量的包括错误数据的数据量中获取正确数据模式和关系是数据挖掘与整合的主要任务。

数据挖掘是知识发现的一个过程，其他各个环节，如数据库的选择和取样，数据的预处理和去冗余，错误和冲突，数据形式的转换，挖掘数据的评估和评估的可视化等。数据挖掘的过程主要是从数据中提取模式，即模式识别。如DNA序列的特征核苷碱基，蛋白质的功能域及相应蛋白质的三维结构的自动化分类等。从信息处理的角度来说，模式识别可以被看作是根据一分类标准对外来数据进行筛选的数据简化过程。其主要步骤是：特征选择，度量，处理，特征提取，分类和标识。现有的数据挖掘技术常用的有：聚类、概念描述、连接分析、关联分析、偏差检测和预测模型等。生物信息学中用得比较多的数据挖掘的技术方法有：机器学习，文本挖掘，网络挖掘等。

机器学习通常用于数据挖掘中有关模式匹配和模式发现。机器学习包含了一系列用于统计、生物模拟、适应控制理论、心理学和人工智能的方法。应用于生物信息学中的机器学习技术有归纳逻辑程序，遗传算法，神经网络，统计方法，贝叶斯方法，决策树和隐马尔可夫模型等。值得一提的是，大多数数据挖掘产品使用的算法都是在计算机科学或统计数学杂志上发表过的成熟算法，所不同的是算法的实现和对性能的优化。当然也有一些人采用的是自己研发的未公开的算法，效果可能也不错。

大量的生物学数据是以结构化的形式存在于数据库中的，例如基因序列、基因微阵列实验数据和分子三维结构数据等，而大量的生物学数据更是以非结构化的形式被记载在各种文本中，其中大量文献以电子出版物形式存在，如PubMed Central中收集了大量的生物医学文献摘要。

文本挖掘就是利用数据挖掘技术在大量的文本集合中发现隐含的知识的过程。其任务包括在大量文本中进行信息抽取、语词识别、发现知识间的关联等，以及利用文本挖掘技术提高数据分析的效率。近年来，文本挖掘技术在生物学领域中的应用多是通过挖掘文本发现生物学规律，例如基因、蛋白及其相互作用，进而对大型生物学数据库进行自动注释。但是要自动地从大量非结构性的文本中提取知识，并非易事。目前较为有效的方法是利用自然语言处理技术NLP，该技术包括一系列计算方法，从简单的关键词提取到语义学分析。最简单的NLP系统工作通过确定的关键词来解析和识别文档。标注后的文档内容将被拷贝到本地数据库以备分析。复杂些的NLP系统则利用统计方法来识别不仅仅相关的关键词，以及它们在文本中的分布情况，从而可以进行上下文的推断。其结果是获得相关文档簇，可以推断特定文本内容的特定主题。最先进的NLP系统是可以进行语义分析的，主要是通过分析句子中的字、词和句段及其相关性来断定其含义。

生物信息学离不开Internet网络，大量的生物学数据都储存到了网络的各个角落。网络挖掘指使用数据挖掘技术在网络数据中发现潜在的、有用的模式或信息。网络挖掘研究覆盖了多个研究领域，包括数据库技术、信息获取技术、统计学、人工智能中的机器学习和神经网络等。根据对网络数据的感兴趣程度不同，网络挖掘一般还可以分为三类：网络内容挖掘、网络结构挖掘、网络用法挖掘。网络内容挖掘指从网络内容/数据/文档中发现有用信息，网络内容挖掘的对象包括文本、图像、音频、视频、多媒体和其他各种类型的数据。网络结构挖掘的对象是网络本身的超连接，即对网络文档的结构进行挖掘，发现他们之间连接情况的有用信息（文档之间的包含、引用或者从属关系）。在网络结构挖掘领域最著名的算法是HITS算法和PageRank算法（如Google搜索引擎）。网络用法挖掘通过挖掘相关的网络日志记录，来发现用户访问网络页面的模式，通过分析日志记录中的规律。通常来讲，经典的数据挖掘算法都可以直接用到网络用法挖掘上来，但为了提高挖掘质量，研究人员在扩展算法上进行了努力，包括复合关联规则算法、改进的序列发现算法等。

网络数据挖掘比单个数据仓库的挖掘要复杂得多，是一项复杂的技术，一个难以解决的问题。而XML的出现为解决网络数据挖掘的难题带来了机会。由于XML能够使不同来源的结构化的数据很容易地结合在一起，因而使搜索多个异质数据库成为可能，从而为解决网络数据挖掘难题带来了希望。随着XML作为在网络上交换数据的一种标准方式，目前主要的生物信息学数据库都已经提供了支持XML的技术，面向网络的数据挖掘将会变得非常轻松。如使用XQuery 标准查询工具，完全可以将 Internet看作是一个大型的分布式XML数据库进行数据浏览获取、结构化操作等。

此外，数据挖掘还要考虑到的问题有：实时数据挖掘、人为因素的参与、硬件设施的支持、数据库的误差问题等。

一般的数据（库）整合的方法有：联合数据库系统（如ISYS和DiscoveryLink）, 多数据库系统（如TAMBIS）和数据仓库（如SRS和Entrez）。这些方法因为在整合的程度，实体化，查询语言，应用程序接口标准及其支持的数据输出格式等方面存在各自的特性而各有优缺点。同时，指数增长的生物数据和日益进步的信息技术给数据库的整合也带来了新的思路和解决方案。如传统的数据库主要是提供长期的实验数据存储和简便的数据访问，重在数据管理，而系统生物学的数据库则同时对这些实验数据进行分析，提供预测信息模型。数据库的整合也将更趋向数据资源广、异质程度高、多种数据格式、多途径验证（如本体学Ontology的功能对照）、多种挖掘技术、高度智能化等。

三、生命科学与生物信息学技术的整合

生物信息学的研究当前还主要集中在分子水平，如基因组学/蛋白质组学的分析，在亚细胞、细胞、生物组织、器官、生物体及生态上的研究才刚刚开始。从事这些新领域的研究，理解从基因型到表型的生命机理，整合生物信息学将起到关键性的作用。整合生物信息学将从系统的层次多角度地利用已有的生物、信息技术来研究生命现象。另外，由其发展出的新方法、新技术，其应用潜力也是巨大的。图2显示了生命科学与生物信息学技术的整合关系。

目前生命科学技术如基因测序、QTL定位、基因芯片、蛋白质芯片、凝胶电泳、蛋白双杂交、核磁共振、质谱等实验技术，可以从多方面，多角度来分析研究某一生命现象，从而针对单一的实验可能就产生大量的不同层次的生物数据。对于每个技术的数据分析，都有了大量的生物信息学技术，如序列分析、motif寻找、基因预测、基因注解、RNA分析、基因芯片的数据分析、基因表达分析、基因调控网络分析、蛋白质表达分析、蛋白质结构预测和分子模拟、比较基因组学研究、分子进化和系统发育分析、生物学系统建模、群体遗传学分析等。整合生物信息学就是以整合的理论方法，通过整合生物数据，整合信息技术来推动生命科学干实验室与湿实验室的组合研究。其实践应用涉及到生物数据库的整合、功能基因的发现、单核苷酸多态性/单体型的了解、代谢疾病的机理研究、药物设计与对接、软件工具以及其他应用。

在整合过程中，还应该注意以下几方面内容：整合数据和文本数据挖掘方法，数据仓库的设计管理，生物数据库的错误与矛盾，生物本体学及其质量控制，整合模型和模拟框架，生物技术的计算设施，生物信息学技术流程优化管理，以及工程应用所涉及的范围。

四、学科、人才的整合

整合生物信息学也是学科、教育、人才的整合。对于综合性高等院校，计算机科学/信息学、生物学等学科为生物信息学的发展提供了学科基础和保障。如何充分利用高校雄厚的学科资源，合理搭建生物信息学专业结构，培养一流的生物信息学人才，是我们的任务和目标。

计算机科学/信息学是利用传统的计算机科学，数学，物理学等计算、数学方法，如数据库、数据发掘、人工智能、算法、图形计算、软件工程、平行计算、网络技术进行数据分析处理，模拟预测等。生物信息学的快速发展给计算机科学也带来了巨大的挑战和机遇，如高通量的数据处理、储存、检索、查询，高效率的算法研究，人工智能的全新应用，复杂系统的有效模拟和预测。整合生物信息学的课程设计可以提供以下课程：Windows/Unix/Linux操作系统、C++/Perl/Java程序设计、数据库技术、网络技术、网络编程、SQL、XML相关技术、数据挖掘，机器学习、可视化技术、软件工程、计算机与网络安全、计算机硬件、嵌入式系统、控制论、计算智能，微积几何、概率论、数理统计、线性代数、离散数学、组合数学、计算方法、随机过程、常微分方程、模拟和仿真、非线性分析等等。

生物学是研究生命现象、过程及其规律的科学，主要包括植物学等十几个一级分支学科。整合生物信息学的课程设计可以提供以下课程：普通生物学、生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、发育生物学、病毒学、免疫学、流行病学、保护生物学、生态学、进化生物学、神经生物学、基础医学、生物物理学、细胞工程、基因工程、分子动力学、生物仪器分析及技术、植物学、动物学、微生物学及其他生物科学、生物技术专业的技能课程。

作为独立学科的生物信息学，其基本的新算法，新技术，新模型，新应用的研究是根本。课程涉及到生物信息学基础、生物学数据库、生物序列与基因组分析、生物统计学、生物芯片数据分析、蛋白质组学分析、系统生物学、生物数据挖掘与知识发现、计算生物学、药物设计、生物网络分析等。另外，整合生物信息学的工程应用，也需要了解以下学科，如生物工程、生物技术、医学影像、信号处理、生化反应控制、生物医学工程、数学模型、试验设计、农业系统与生产等。

此外，整合生物信息学的人才培养具有很大的国际竞争压力，培养优秀的专业人才，必须使其具备优良的生物信息科学素养，具有国际视野，知识能力、科研创新潜力俱佳的现代化一流人才。所以要始终紧跟最新的学术动态和发展方向，整合学科优势和强化师资力量，促进国际交流。

五、总结及展望

二十一世纪是生命科学的世纪，也是生物信息学快速不断整合发展的时代，整合生物学的研究和应用将对人类正确认识生命规律并合理利用产生巨大的作用。比如进行虚拟细胞的研究，整合生物信息学提供了从基因序列，蛋白结构到代谢功能各方面的生物数据，也提供了从序列分析，蛋白质拓扑到系统生物学建模等方面的信息技术，从多层次、多水平、多途径进行科学研究。

整合生物信息学是基于现有生物信息学的计算技术框架对生命科学领域的新一轮更系统全面的研究。它依赖于生物学，计算机学，生物信息学/系统生物学的研究成果（包括新数据、新理论、新技术和新方法等），但同时也给这些学科提供了更广阔的研究和应用空间，并推动整个人类科学的进程。

我国的生物信息学教育在近几年已经有了长足的进步和发展。未来整合生物信息学人才的培养还需要加强各学科有效交叉，尤其是计算机科学，要更紧密地与生命科学结合起来，共同发展，让我们的生命科学、计算机科学和生物信息学的教育和科研走得更高更前沿。

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第8篇：生物网络课程范文

关键词：高中生物 实验教学 问题及对策

新课程实施以来，高中生物实验教学也有了诸多改观：学生的积极性、主动性增强了，动手能力有所提高，实验教学课堂气氛也好了起来。但是，由于教师的教学观念等等原因，高中生物实验教学仍然并不完美，还存在这样那样的问题。对这些问题进行认真的分析并提出有建设性的解决对策，是促进高中生物实验教学日趋完美的必要选择。

一、高中生物实验教学存在的问题

1.课程本身存在的问题

（1）内容多，课时少。

（2）个别模块中实验与内容“游离”。

（3）个别实验操作繁琐。

2.实验课堂存在的问题

（1）学生对老师的讲解不能认真倾听。学生进入实验室最感兴趣的就是实验室的构造、环境与实验器材，对老师讲解的实验步骤和实验要求根本不听。在教师讲解实验的时候，有的学生开始摆弄目镜，有的用显微镜看自己的手；还有的在教师提前发放实验材料的时候，趁着教师讲解，提前将材料“处理”了。

（2）学生不按要求操作。由于实验的结果学生早已知道，他们觉得按照书上的内容去做没有意思，在教师还没讲完时就开始 “实验”，却不是老师要求的实验。例如，在“探究种子的结构”实验中，要求往玉米种子的胚乳部分滴加碘液，但有的学生却将碘液滴在同学的衣服上，还有的滴在纸上或是桌面上，实验室成了个别学生玩乐的场所。

（3）个别教师以课件替代实验。个别生物教师不重视实验教学，利用多媒体课件替代生物实验；有的生物教师存在“灌”的问题，即在实验教学过程中把所有的过程都告诉学生了，包括实验项目、实验原理、仪器材料清单、实验步骤、数据记录表格乃至应注意事项等，这样学生用不着思考就可以轻松完成实验任务。

二、解决对策

1.加强实验室装备

学校应根据《高中理科教学仪器配备标准》和《中小学实验室装备规范》中对高中阶段实验室建设和仪器配备的标准要求，加强实验室装备。就生物实验教学而言，主要应增加生物染色剂、测量工具和必要的安全器材。如果再用高一点的标准，还可以建设生物网络实验室，增添必要的信息技术设备，例如传感器设备、数码显微镜等。由于选修模块是全新的内容，因此除按标准添置必要的器材外，还要增加新的实验室。考虑到涉及多种公用设备，有的设备功率较大，这就需要改造电路或增容，购置选修模块的仪器应和生物技术实验室、组织培养室建设统一起来通盘考虑。

2.教师要科学规划课堂教学

（1）充分了解学生。一切教学活动只有从学生的实际出发才能成功和优化。为了保证已确定的一般性教学目标的实现，应该对教学对象有客观的、正确的分析，了解学生的学习准备状况及其特点，即确定教学的起点，为后续具体完备的教学目标设计提供重要依据。许多研究表明，起点能力同智力相比，对新的学习能起更大的决定作用。教学起点定得太高，可能导致课时教学目标过高，使教学脱离大多数学生的实际需要，教学目标不但不能发挥其作用，反而有可能带来负作用；教学起点定得太低，则会在学生已掌握的内容上浪费时间和精力。

（2）分好实验小组。实验小组是实验课中的活动单位和评价单位，因此，科学划分小组是关键。分组前应向班主任充分了解每一个学生的学习水平、智能情况、性格特点、操作能力等因素，然后再进行划分。本校的每个实验室有32张实验桌，每桌2人。划分实验小组时前后两桌即4人为一组，基本达到了组内异质、组间同质的分组标准进行实验。每个小组中有小组长（主要负责督促小组成员预习，组织成员对教师提出的问题进行共同研究，拿出具体方案并监控整个实验进程）、监督员2人（监督实验过程中的纪律、动手、合作情况，并负责对成员的活动作出评价）、记录员（记录共同研究方案过程中的奇思妙想并最后形成方案，贴在生物角上）。每个实验中要明确各个成员的责任，轮流担任各种不同的角色。这样，学生不再只是面视教师，也可以面视同伴。这样分组保证了小组成员的多样性，既有师生交流、生师交流也有生生交流，使全组形成更深入、更全面的认识。

（3）加强实验课前的指导。每节实验课的前一周便布置学生进行预习，使学生明确实验的原理、步骤。教师可根据每个实验的特点及往届学生在完成实验时可能出现困难的地方提出相应的探究点，让学生以小组为单位进行探究并写出相应的方案张贴在生物角，相互进行评价，力图有所创新，提高学生进行实验的兴趣，唤醒学生的创新意识。

第9篇：生物网络课程范文

【关键词】美国儿童博物馆 社区 教育意蕴

儿童博物馆是“主要面向儿童，次要面向家长、研究人员、学校教学人员及其他关心儿童成长人士的以儿童早期智能开发为目的，采用展览与活动项目相结合的形式来开展教育，重视儿童之间或儿童与成人之间的互动、游戏与亲自体验的一个纯粹富含教育意义空间的非营利性主导的社会教育机构，也即以儿童教育为目的的校外物理空间”。[1] 世界上第一家儿童博物馆成立于美国，并在美国取得了蓬勃的发展。根据美国儿童博物馆协会2007年的官方数据，“目前全世界已有的儿童博物馆中，美国有260家，其他国家有23家……在美国每年有超过3000万人次参观儿童博物馆”。[2]

美国儿童博物馆与社区联系紧密。首先，美国第一家儿童博物馆的雏形就是在社区博物馆空置场所上建立起来的专为儿童开办的一个特有空间，随后美国几家规模较大儿童博物馆的创始人多是来自当地社区的公办学校教师，这些教师因无法在公办学校中实现自己的教育理念而转向开办儿童博物馆。其次，今天美国儿童博物馆的发展几乎都定位于为当地社区的发展服务。再次，美国的儿童博物馆协会在对新创办儿童博物馆的指导中，其可行性方案论证主要集中在对儿童博物馆所在社区情况进行的分析与论证。

一、美国儿童博物馆致力于社区服务的实践

从机构的角度来看，美国儿童博物馆与社区的紧密联系主要体现在：（1）社区的学校、家庭，包括儿童、教师、家长、保育员等群体；（2）社区的其他机构，例如图书馆、社区其他教育机构、商业机构、慈善机构等。以下主要以案例的形式说明。

1.社区的学校和家庭

伯克利哈比同特儿童博物馆每年会举办一两次针对保育员的免费培训项目；“学前艺术训练”项目针对学龄前儿童、教师等，提供在场与非在场的课堂和讲习所，为他们提供儿童艺术教育资源；“游戏活动训练”项目成立于2009年，受“生活之美（the Life is Good）”基金会的赞助，已为旧金山湾区的30位学前教师提供了儿童游戏活动训练课程。为让更多的低收入家庭获得该馆的服务，该馆提供免费和补助服务、免费入场日、奖学金、团体参观免费或折扣入场、社区图书馆与机构优惠服务等优惠性政策。该馆还设有玩具租赁馆，为婴幼儿提供高质量的在家学习与亲身体验的游戏玩具。此外，该馆还提供婴幼儿保育书、手册、视频、指南、杂志、父母讲习所，甚至还专门针对青少年的父母、特殊需要的儿童及无家可归的家庭与刚出监狱囚犯的家庭提供活动项目。[3]

罗利马布鲁斯儿童博物馆的“金融知识课程”项目，以游戏的方式让儿童了解“需求”“供应”“商品”“服务”等金融学术语，并学会在“赚钱”“节省钱”“花费钱”时做正确的选择；“博物馆展览――教育工作者”项目，是指将儿童博物馆里面与展览有关的一些学习资源提供给学校教育工作者；此外还有专门针对三年级、四年级、五年级儿童的项目，例如针对三年级儿童的“美元常识”“身体的能量”等。[4]

克利夫兰儿童博物馆开有“海盗家庭夜晚探险活动”项目，在教育部门设有“家庭学习”“学校资源”“父母资源”等项目，其中“学校资源”提供涉及语言、艺术、经济、数学、地理等领域的网络资源与出版物。[5]

匹茨堡儿童博物馆开设针对学校的项目，这些项目由一些优秀教师主持，具有州或国家级水平。例如：“绿色建筑――教学工具”，通过利用匹茨堡儿童博物馆等建筑作为绿色建筑教育的案例，以互动的形式将绿色建筑的基本理念以及环境对建筑选址的影响等知识传授给教师；“从臭虫开始”――该项目让儿童从了解臭虫开始，了解科学，并获得生物网、食物链、陆生物与水生物等相关知识。[6]

美国儿童博物馆针对社区学校和家庭的服务项目，有以下特点：（1）针对学校或家庭的服务项目，很多时候紧密相连，难以区分；（2）针对学校的服务项目，主要弥补学校教学无法完成的内容，并为教师“充电”，针对家长的服务项目，主要补充家长的育儿知识；（3）大多数服务项目时间安排在学生的假期或放学后；（4）服务项目的内容多样，活动方式灵活，但最终目的均围绕着如何更好地提供高质量的儿童校外教育。

2.社区的其他机构

社区的其他机构主要包括社区图书馆、社区内的商业机构、慈善机构、政府部门等。（1）儿童博物馆的合作主要是通过与社区图书馆达成一种互惠的合作，如有些社区图书馆让那些办有该社区内儿童博物馆会员的人员获得该馆的服务时享有优惠活动或其他便利服务；有些儿童博物馆实行该馆会员与社区图书馆会员的绑定活动。儿童博物馆与社区图书馆合作举办活动，不仅可以降低活动成本，更能在教育功能的发挥上产生聚集效应。（2）儿童博物馆与社区内商业机构的合作，主要是儿童博物馆向这些机构寻求赞助或者捐赠，还有些儿童博物馆在馆内所用材料、服务等方面与这些商业机构进行合作。不同的儿童博物馆对商家的慈善行为回馈方式不一样，有些会在馆内醒目的地方或者网站上滚动公布这些企业名单、有些会在所赞助的展览与项目上标有这些企业的商标、有些会向参观人员宣传这些企业……儿童博物馆与企业的合作行为，对儿童博物馆而言是其作为一种非营利性机构正常运行的“生存所需”；对企业而言，这是一种回馈社会、扩展自己信誉与影响力的好方式。（3）儿童博物馆与慈善机构的合作，主要体现在儿童博物馆向慈善机构申请基金或者慈善机构向其进行捐赠。（4）儿童博物馆之所以在美国得到很好的发展，政府的支持发挥了重要作用。蒙大拿州密苏拉儿童博物馆，2010年收益中的32.5%来自政府奖助 [7]；密歇根州激流市儿童发现博物馆，总投资基金中的30%来自州、市、国家政府 [8]。资金奖助是政府支持儿童博物馆的主要方式之一。此外，政府对儿童博物馆更多的支持则是通过具体参与到儿童博物馆的兴建与运营之中。例如许多儿童博物馆的场地建设就获得了政府的支持。

美国儿童博物馆与社区内其他机构的合作，一是为了达到互利共赢，二是“生存所需”，但其最终目的均是能够更好地、可持续性地为社区的儿童、家长与其他教育工作者提供好的教育。

二、儿童博物馆存在于美国社区的教育意义

儿童博物馆在今日美国社区中所扮演的角色是儿童博物馆成立之初所未曾预测得到的。

早在20世纪，就有美国学者理查德・D.范斯科德、理查德・J.克拉夫特、约翰・D.哈斯三人在其合著的《 美国教育基础――社会展望 》中指出，美国政府过多地把种族主义、贫穷、环境恶化、性别歧视等社会问题向单一的机构――学校“开战”，这使得对这些问题的解决在这一原本就比较虚弱的机构上显得更加艰难。“如果社会包含许多教育机构，而它的公立学校只是其中的一个的话，如果这些多重的机构形成种种教育的群集或结构型式，而其相互影响可能是互相补充和相辅相成的或者是互相矛盾互不协调的话，那么当各种教育机构和教育机构型式根据接近于和谐一致的目的去行动或相互影响时，就能最好地加速社会改革事业。想只依靠其中的任何一种教育机构或任何一种机构型式来实现社会改革，那就是否认或者忽视了社会改革的复杂而相互影响的和多重方面的性质。”[9] 劳伦斯・克雷明在其《 公共教育 》（1976年）一书中讲到教育的生态学，这种“多重性教育机构”以及我们补充的各种个人或专业人员，在教育上影响到人的一生。其中这种个人和机构包括父母、同辈人、兄弟姐妹、朋友，同样还有家庭、教堂、犹太教堂、博物馆、夏令营、农业集市、贫民救济社、工厂、电视等，以及诸如此类的东西，还包括作家、新闻记者、医生等等机构和人们集合在一起。大卫・J.伊尔文（David J.Irrvine）指出，未来的教育系统将能够“利用社会上为数众多的非学校教育力量（例如：市场、公司、博物馆、学会、图书馆、俱乐部与商业电视台）”。威尔伯・科恩（Wilbur J.Cohen）认为，教育主要将在“十大领域内发生变化”――家庭、政府、经济系统等社区机构都在发生变化。[10] 可以说，我们从20世纪美国学者对美国校内与校外所开展的教育进行的思考中可以看出，单一的校内教育是无法完成全面育人的工作的，美国政府要解决如此多的社会问题必须还要转向校外教育机构。

儿童博物馆在社区的教育意义体现在：（1）从教育内容的角度来看，对正规学校教育工作者而言，儿童博物馆为其提供教育资源，特别是一些学校无条件提供的课程资源，例如环保教育、文化多样性教育等；对儿童而言，儿童博物馆作为专门致力于儿童教育空间的场所，为儿童提供其他教育机构无法提供的教育资源；对家庭而言，儿童博物馆为家庭成员提供育儿的教育资源。（2）从教育方式来看，对正规学校教育工作者而言，儿童博物馆为其提供的是讲座或研讨会等开放形式；对儿童而言，一方面儿童博物馆将资源带进课堂进行实物讲授，另一方面让儿童在馆内通过实物接触、各种感官的充分利用，让儿童在探索、亲自动手中学习与游戏，或将儿童带进自然、社区等环境中通过体验的方式接受教育；对家长而言，儿童博物馆为家长提供讲座或者与儿童一起游戏的方式来接受教育以及对儿童的教育。（3）从教育时间来看，对正规学校教育工作者而言，儿童博物馆针对这一群体的实地参观、讲习会以及其他形式的教育活动都是以自愿的形式在他们空闲的时间所开展；对儿童而言，儿童博物馆充分利用儿童放学后时间、假期为儿童提供有特色的教育性活动；对家长而言，儿童博物馆也主要是充分利用家长的空闲时间，让家长与自己的孩子有意义地度过。（4）从不同受教育者群体所获得的教育效果来看：①对学龄前儿童而言，在儿童博物馆所经历的亲身体验活动对他们进入学前教育阶段所要接受的教育具有很大的帮助。比如，儿童博物馆寓教于游戏的活动方式激发了儿童各种知觉的发展、亲自动手活动为他们积累了大量的感官经验，而这些就为后阶段的教育奠定了基础。②对学前教育阶段儿童或中小学学校儿童而言，儿童博物馆所开展的教育性活动起到补充或辅助正规学校教育的作用。越来越多的研究表明，参加放学后活动可以培养儿童的认知和社会情感发展。[11] ③对儿童同辈而言，扎根于社区的儿童博物馆，是社区内儿童之间交流的一个很好舞台。有研究指出，邻里与社区会影响儿童交往的同伴群体，“同伴群体培养社会技能的发展，提供同伴关系和社会支持，帮助儿童和青少年明白自己生活的意义”[12]；会影响儿童的娱乐选择，“儿童和青少年对怎样度过他们课余时间的决定大部分取决于什么样的机会和资源是方便的、可以负担得起的”[13]。而儿童博物馆所致力的，为儿童创造的一个单纯性教育与娱乐空间，是儿童同辈之间交流与彼此学习的“温床”。④对社区内家长与学校教育工作者而言，儿童博物馆是架起他们之间彼此分享教育经验的“桥梁”。

可以说，美国儿童博物馆源起于社区，发展得益于社区，服务于社区，是社区内学校、家庭、其他教育性机构发挥教育“合力”的舞台，是儿童、学校教育工作者、幼儿专家、家长、保育员以及其他关心儿童教育人士的共同活动空间。今天这个时代，任何一种教育、任何一类群体的教育，特别是曾经“冷落”过久的儿童教育，都无法单靠一种力量而使其得到完满进行，它需要社会各种力量齐心协力。扎根于美国社区的儿童博物馆就是这样的一种实践。

（作者单位：上海师范大学，上海，200233）

参考文献：

[1]张海水.美国儿童博物馆研究――基于教育学的视角[D].上海：上海师范大学，2013.

[2]张海水.在儿童博物馆学会什么？[J].上海教育，2012（11）.

[3]伯克利哈比同特儿童博物馆[EB/OL]..

[4]罗利马布鲁斯儿童博物馆[EB/OL]..

[8]密歇根州激流市儿童发现博物馆网[EB/OL]..

[9][10][美]理查德・D.范斯科德，理查德・J.克拉夫特，约翰・D.哈斯.美国教育基础――社会展望[M].北京师范大学外国教育研究所，译.北京：教育科学出版社，1984.