生物信息学的作用范例(12篇)
生物信息学的作用范文篇1
【关键词】高职课程教学物流信息技术物流管理软件
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2015）02C-0191-02
目前，基于物流信息技术应用领域对人才的需求，大多数高职院校物流专业都开设了物流信息技术课程并将其作为专业核心课程，目的是让学生理解信息技术的基本原理，掌握物流信息技术应用的相关知识，并能熟练应用各种物流信息技术。本文试分析高职物流信息技术课程教学中应用物流管理软件的必要性，针对物流信息技术课程教学中物流管理软件的应用现状，提出相关的应用措施。
一、高职物流信息技术课程教学中应用物流管理软件的必要性
物流信息技术课程具有一定的前沿性和实践性，涉及计算机技术、数据库技术、条码技术、射频识别技术、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、电子数据交换技术（EDI）等多项技术，是一门应用性较强的课程，在该课程中应用物流管理软件是非常必要的。具体表现为以下几点：
（一）物流管理软件往往与多项物流信息技术相结合。物流信息技术实质上是利用计算机技术、通信技术、网络技术等各种现代技术完成数据的收集、处理、分析、传递等。这些数据最终都需要通过各类物流管理软件进入数据库再进行分析处理应用。所以物流信息技术在实际应用中通常不是独立的，其应用主要是结合各类物流管理软件来实现。如仓储管理系统（WMS）中涉及条码技术、射频识别技术、电子标签拣货技术;运输管理系统涉及GPS与GIS;商业企业进销存系统或pos系统中涉及条码技术、射频识别技术等。
（二）同类物流管理软件具有相似性。尽管市面上物流管理软件品牌繁多，但是物流企业的业务类型具有一定的相似性，所使用的物流软件的功能也相类似，同时物流管理软件的操作性和实践性强，所以只要掌握了一种物流管理软件，同类的其他品牌的软件也能很快地熟悉。这就意味着通过在学校学习不同的物流管理软件，有利于学生在工作岗位中迅速掌握各类企业物流软件的操作。
（三）软件操作可提高学生的学习兴趣。通过多年教学的观察，我们发现高职院校的学生在理论学习过程中普遍感觉枯燥，不易接受，所以理论学习的积极性不高。但是学生对需要动手操作的内容比如出入库的操作、拣货、系统业务单据的制作和处理等，显示出较大的兴趣和积极性，接受程度和完成情况都不错。物流管理软件可以让学生上机进行软件操作，同时配合相关物流信息技术的使用，动脑和动手相结合，学生更易掌握。
二、物流信息技术课程教学中物流管理软件的应用现状
（一）软件多、杂，在教学应用中没有统一的标准。市面上的物流管理软件品种多，品牌多。从使用对象上看，有用于物流企业的、用于商业企业的、用于院校教学的;从业务流程上看，有运输软件、仓储软件、配送软件、单证系统等。从研发主体上看，有软件公司研发的，有企业自主研发的，也有软件公司和软件使用企业共同开发的。目前国内大多数高职院校物流专业的物流信息技术或相关课程的设置尚未统一和规范化，各院校该课程的侧重点也有所不同，因此各院校使用的物流管理软件即使可能有相同的部分，但大多不会完全相同，没有一个统一的标准。
（二）需在有限的课时数里进行软件内容挑选。物流管理软件用于教学时，大多数高职院校都会遇到课时数的问题。以广西生态工程职业技术学院物流专业来看，物流信息技术课程安排48节理论课和30节实训课，一共78个课时，教学内容除物流管理信息系统外，还包括物流信息技术概述、计算机及数据库技术、各类物流信息技术（如GPS、GIS、RF、POS技术等）等，现使用的物流管理软件2个。要在这78节课时里完成所有的教学内容，就需要合理安排时间。尤其是针对物流管理软件功能模块较多情况，就更需要对其内容进行整理分析，合理的选取。
（三）应用效果差异大。物流管理软件用于教学的目的是针对企业岗位需求对学生进行培养。通过在学校学习相关软件，有利于提高学生的物流管理软件应用操作能力，对学生将来的就业和岗位能力的提升起到促进作用。因此大多数学校在物流信息技术课程中都会使用物流管理软件，但是应用效果不一。主要原因在于软件内容较多，要更好的融合应用于课程教学，取得好的应用效果，通常要进行合理的工作任务（项目）及角色的设计，根据物流业务来对应使用相关的物流信息技术。否则就难以模拟出企业的工作流程，达不到预期的教学目的。
（四）能模拟工作情境的实训素材较少。要真正实现与企业需求接轨，使学生在企业工作岗位能更快的熟悉业务，就需要模拟出尽量真实的企业环境，按企业的要求和业务流程来教学，这就需要结合企业的实训数据和素材，以达到贴切企业岗位需求的目的。但物流管理软件主要用于企业，通常购买的物流管理软件一般是没有具体数据的，企业数据为企业实际发生的业务过程中产生的，需要在购买后自行创建数据帐套。少部分软件可能自带初始数据，但是其数据为软件开发公司提供，主要用于测试和操作演示，与实际企业的数据差别较大。所以物流管理软件中基于工作任务的实训素材较少，需要自己采集。
三、物流信息技术课程教学中应用物流管理软件的具体措施
（一）结合课程标准和岗位要求进行软件的选择。要在众多的物流管理软件中选择适合用于物流信息技术课程教学的软件，必须要结合岗位要求和该课程的课程标准进行选择。在物流企业中使用物流管理软件的岗位非常多，通过广西生态工程职业技术学院物流专业学生就业的调查，高职院校的学生在物流相关行业就业的岗位对软件的要求主要集中在单据的填写制作、数据的统计分析、出入库的操作、配套信息技术设施设备的使用、财务的结算等。物流信息技术课程要求学生掌握软件的操作、熟悉各类信息技术及其使用等。结合这两个方面，选择软件时主要侧重在单据操作、仓储管理、财务结算等。结合上述情况，广西生态工程职业技术学院物流专业现开设的物流信息技术课程中主要使用的软件有中诺思（物流技能大赛软件）、速达5000、仓储管理系统（WMS），分别是用于教学仿真、商业企业和物流企业的软件。
（二）分析软件功能，与课程内容结合进行软件功能模块的选择。购买的物流管理软件功能模块较多，覆盖业务面广，而物流信息技术课程除学习物流管理信息系统外还需要学习其他内容，所以在78课时的时间内学习完所有的模块内容是不现实也不必要的。在教学过程中，可以针对课程标准的教学内容要求，在软件中挑选重点的内容进行学习操作和实训，如商业企业进销存软件中涉及的POS（销售时点系统）模块、采购模块、存储模块等，仓储管理系统中使用条码技术、RF技术、自动分拣技术的出入库模块，都是需要重点掌握的。
（三）通过项目教学法进行教学内容的设计，以达到更好的教学效果。项目教学法是以项目为导向、以任务为驱动的工学结合教学模式。在项目教学的过程中，实行“教学、实践、指导”一站式教学方式，在课堂内完成知识讲授、操作演示、学生动手实践、技能指导四个环节。实践证明，项目教学法有效培养了学生的学习兴趣和学习动力，提高了学生的学习能力、应用操作能力和团队合作能力。
以广西生态工程职业技术学院物流信息技术课程中的数据采集技术项目为例（见图1）。
图1
如图1所示，该项目实际教学中是使用仓储管理系统（WMS）这个软件，通过采购入库―采购单物料清单录入―产生条码来完成条码技术中的任务2，通过采购入库―手持终端PDA来完成射频技术中的任务2。
使用仓储管理系统（WMS）来进行数据采集技术的教学，将教师直观的演示与学生亲自动手操作相结合，能够激发学生的兴趣，提高学习的积极性，使学生更容易理解该项技术的基本原理并灵活加以应用。
（四）合理设置实训内容。实训教学是高职院校教学内容中非常重要的部分，科学合理的物流软件实训教学方法将能得到其他实训形式无法比拟的优势。在理论授课的过程中，主要是以单个项目或模块来进行学习，而在实训过程中不单只是熟悉各项目或模块的业务操作，更应该对所学的多个项目或模块进行以物流业务流程为导向的设计，真实模拟企业的物流业务运作过程，以完整业务流程的案例来逐渐引导学生熟悉软件操作，并达到提高学生物流软件实操技能的目的。如可将采购到货―入库处理―上架―移库―出库整个过程作为一个完整的实训任务，由学生分组配合进行软件模块功能之间的业务流程切换操作，信息技术的配合使用，最终完成该任务的多个业务环节。
（五）通过校企合作等多途径获取素材来创造工作情境。学校购买物流管理软件后，软件一般没有具体的数据，需要自行搜集。物流管理软件主要用于企业，其数据为企业实际发生的业务过程中产生的，为了贴近真实的工作任务，可通过校企合作、走访调研、学生反馈等，搜集企业的素材制作出用于教学的实训数据，为学生模拟岗位操作过程，提高学生的就业能力。
总之，物流管理软件在物流信息技术课程中的应用非常重要。为了保证符合学生就业的岗位要求和教学的课程标准，对于软件的选取、功能模块的筛选、教学方法的应用、软件实训素材的制作都需要认真考虑。只有解决了这些问题，才能帮助学生在物流信息技术课程中更好地学习和掌握相关的理论与实践内容，提高学生的应用操作能力，使学生在以后的工作岗位中更快地适应岗位要求。
【参考文献】
[1]翦象慧，邓子云，米志强.基于物流业务流程的《物流信息技术与应用》课程改革[J].职业技术教育，2010（35）
[2]王丽群.仓储管理软件与设备相结合的一体化教学模式探索[C]//中国职协2013年度优秀科研成果获奖论文集（中册），2013.11
[3]冉雪峰.仿真――物流教学的新方向[J].物流工程与管理，2010（1）
生物信息学的作用范文篇2
关键词：生物信息学农业研究领域应用
“生物信息学”是英文单词“bioinformatics”的中文译名，其概念是1956年在美国田纳西州gatlinburg召开的“生物学中的信息理论”讨论会上首次被提出的［1］，由美国学者lim在1991年发表的文章中首次使用。生物信息学自产生以来，大致经历了前基因组时代、基因组时代和后基因组时代三个发展阶段［2］。2003年4月14日，美国人类基因组研究项目首席科学家collinsf博士在华盛顿隆重宣布人类基因组计划（humangenomeproject，hgp）的所有目标全部实现［3］。这标志着后基因组时代（postgenomeera，pge）的来临，是生命科学史中又一个里程碑。生物信息学作为21世纪生物技术的核心，已经成为现代生命科学研究中重要的组成部分。研究基因、蛋白质和生命，其研究成果必将深刻地影响农业。本文重点阐述生物信息学在农业模式植物、种质资源优化、农药的设计开发、作物遗传育种、生态环境改善等方面的最新研究进展。
1.生物信息学在农业模式植物研究领域中的应用
1997年5月美国启动国家植物基因组计划（npgi），旨在绘出包括玉米、大豆、小麦、大麦、高粱、水稻、棉花、西红柿和松树等十多种具有经济价值的关键植物的基因图谱。国家植物基因组计划是与人类基因组工程（hgp）并行的庞大工程［4］。近年来，通过各国科学家的通力合作，植物基因组研究取得了重大进展，拟南芥、水稻等模式植物已完成了全基因组测序。人们可以使用生物信息学的方法系统地研究这些重要农作物的基因表达、蛋白质互作、蛋白质和核酸的定位、代谢物及其调节网络等，从而从分子水平上了解细胞的结构和功能［5］。目前已经建立的农作物生物信息学数据库研究平台有植物转录本（ta）集合数据库tigr、植物核酸序列数据库plantgdb、研究玉米遗传学和基因组学的mazegdb数据库、研究草类和水稻的gramene数据库、研究马铃薯的pomamo数据库，等等。
2.生物信息学在种质资源保存研究领域中的应用
种质资源是农业生产的重要资源，它包括许多农艺性状（如抗病、产量、品质、环境适应性基因等）的等位基因。植物种质资源库是指以植物种质资源为保护对象的保存设施。至1996年，全世界已建成了1300余座植物种质资源库，在我国也已建成30多座作物种质资源库。种质入库保存类型也从单一的种子形式，发展到营养器官、细胞和组织，甚至dna片段等多种形式。保护的物种也从有性繁殖植物扩展到无性繁殖植物及顽拗型种子植物等［6］。近年来，人们越来越多地应用各种分子标记来鉴定种质资源。例如微卫星、aflp、ssap、rbip和snp等。由于对种质资源进行分子标记产生了大量的数据，因此需要建立生物信息学数据库和采用分析工具来实现对这些数据的查询、统计和计算机分析等［7］。
3.生物信息学在农药设计开发研究领域中的应用
传统的药物研制主要是从大量的天然产物、合成化合物，以及矿物中进行筛选，得到一个可供临床使用的药物要耗费大量的时间与金钱。生物信息学在药物研发中的意义在于找到病理过程中关键性的分子靶标、阐明其结构和功能关系，从而指导设计能激活或阻断生物大分子发挥其生物功能的治疗性药物，使药物研发之路从过去的偶然和盲目中找到正确的研发方向。生物信息学为药物研发提供了新的手段［8，9］，导致了药物研发模式的改变［10］。目前，生物信息学促进农药研制已有许多成功的例子。itzstein等设计出两种具有与唾液酸酶结合化合物：4-氨基-neu5ac2en和4-胍基-neu5ac2en。其中，后者是前者与唾液酸酶的结合活性的250倍［11］。目前，这两种新药已经进入临床试验阶段。tangsy等学者研制出新一代抗aids药物saquinavir［12］。pungpo等已经设计出几种新型高效的抗hiv-1型药物［13］。杨华铮等人设计合成了十多类数百个除草化合物，经生物活性测定，部分化合物的活性已超过商品化光合作用抑制剂的水平［14］。
现代农药的研发已离不开生物信息技术的参与，随着生物信息学技术的进一步完善和发展，将会大大降低药物研发的成本，提高研发的质量和效率。
4.生物学信息学在作物遗传育种研究领域中的应用
随着主要农作物遗传图谱精确度的提高，以及特定性状相关分子基础的进一步阐明，人们可以利用生物信息学的方法，先从模式生物中寻找可能的相关
基因，然后在作物中找到相应的基因及其位点。农作物的遗传学和分子生物学的研究积累了大量的基因序列、分子标记、图谱和功能方面的数据，可通过建立生物信息学数据库来整合这些数据，从而比较和分析来自不同基因组的基因序列、功能和遗传图谱位置［15］。在此基础上，育种学家就可以应用计算机模型来提出预测假设，从多种复杂的等位基因组合中建立自己所需要的表型，然后从大量遗传标记中筛选到理想的组合，从而培育出新的优良农作物品种。
5.生物信息学在生态环境平衡研究领域中的应用
在生态系统中，基因流从根本上影响能量流和物质流的循环和运转，是生态平衡稳定的根本因素。生物信息学在环境领域主要应用在控制环境污染方面，主要通过数学与计算机的运用构建遗传工程特效菌株，以降解目标基因及其目标污染物为切入点，通过降解污染物的分子遗传物质核酸dna，以及生物大分子蛋白质酶，达到催化目标污染物的降解，从而维护空气［16］、水源、土地等生态环境的安全。
美国农业研究中心（ars）的农药特性信息数据库（ppd）提供334种正在广泛使用的杀虫剂信息，涉及它们在环境中转运和降解途径的16种最重要的物化特性。日本丰桥技术大学（toyohashiuniversityoftechnology）多环芳烃危险性有机污染物的物化特性、色谱、紫外光谱的谱线图。美国环保局综合风险信息系统数据库（iris）涉及600种化学污染物，列出了污染物的毒性与风险评价参数，以及分子遗传毒性参数［17］。除此之外，生物信息学在生物防治［18］中也起到了重要的作用。网络的普及，情报、信息等学科的资源共享，势必会创造出一个环境微生物技术信息的高速发展趋势。
6.生物信息学在食品安全研究领域中的应用
食品在加工制作和存储过程中各种细菌数量发生变化，传统检测方法是进行生化鉴定，但所需时间较长，不能满足检验检疫部门的要求，运用生物信息学方法获得各种致病菌的核酸序列，并对这些序列进行比对，筛选出用于检测的引物和探针，进而运用pcr法［19］、rt-pcr法、荧光rt-pcr法、多重pcr［20］和多重荧光定量pcr等技术，可快速准确地检测出细菌及病毒。此外，对电阻抗、放射测量、elisa法、生物传感器、基因芯片等［21-25］技术也是未来食品病毒检测的发展方向。
转基因食品检测是通过设计特异性的引物对食品样品的dna提取物进行扩增，从而判断样品中是否含有外源性基因片段［26］。通过对转基因农产品数据库信息的及时更新，可准确了解各国新出现和新批准的转基因农产品，便于查找其插入的外源基因片段，以便及时对检验方法进行修改。目前由于某些通过食品传播的病毒具有变异特性，以及检测方法的不完善等因素影响，生物信息学在食品领域的应用还比较有限，但随着食品安全检测数据库的不断完善，相信相关的生物信息学技术将在食品领域发挥越来越重要的作用。
生物信息学广泛用于农业科学研究的各个领域，但是仅有信息资源是不够的，选出符合自己需求的生物信息就需要情报部门，以及信息中介服务机构提供相关服务，通过出版物、信息共享平台、数字图书馆、电子论坛等信息媒介的帮助，科研工作者可快速有效地找到符合需要的信息。目前我国生物信息学发展还很不均衡，与国际前沿有一定差距，这需要从事信息和科研的工作者们不断交流，使得生物信息学能够更好地为我国农业持续健康发展发挥作用。
参考文献：
［1］yockeyhp，platzmanrp，quastlerh.symposiumoninformation.theoryinbiology.pergamonpress，newyork，london，1958.
［2］郑国清，张瑞玲.生物信息学的形成与发展［j］.河南农业科学，2002，（11）：4-7.
［3］骆建新，郑崛村，马用信等.人类基因组计划与后基因组时代.中国生物工程杂志，2003，23，（11）：87-94.
［4］曹学军.基因研究的又一壮举——美国国家植物基因组计划［j］.国外科技动态，2001，1：24-25.
［5］michaelb.genomicsandplantcells：applicationofgenomicsstrategiestoarabidopsiscellbiology［j］.philostransrsoclondbbiosci，2002，357（1422）：731-736.
［6］卢新雄.植物种质资源库的设计与建设要求［j］.植物学通报，2006，23，（1）：119-125.
［7］guyd，noele，mikea
.usingbioinformaticstoanalysegermplasmcollections［j］.springernetherlands，2004：39-54.
［8］郑衍，王非.药物生物信息学，化学化工出版社，2004.1：214-215.
［9］俞庆森，邱建卫，胡艾希.药物设计.化学化工出版社，2005.1：160-164.
［10］austenm，dohrmannc.phenotype—firstscreeningfortheidentificationofnoveldrugtargets.drugdiscovtoday，2005，10，（4）：275-282.
［11］arunagrawal，ashwinichhatre.stateinvolvementandforestcogovernance：evidencefromtheindianhmialayas.stcompinternationaldevelopmen.tsep2007：67-86.
［12］tangsy.institutionsandcollectiveaction：self-governanceinirrigation［m］.sanfrancisco，ca：icspress，1999.
［13］pungpop，saparpakornp，wolschannp，eta.lcomputer-aidedmoleculardesignofhighlypotenthiv-1rtinhibitors：3dqsarandmoleculardockingstudiesofefavirenzderivatives［j］.sarqsarenvironres，2006，17，（4）：353-370.
［14］杨华铮，刘华银，邹小毛等.计算机辅助设计与合成除草剂的研究［j］.计算机与应用化学，1999，16，（5）：400.
［15］vassilevd，leunissenj，atanassova.applicationofbioinformaticsinplantbreeding［j］.biotechnology&biotechnologicalequipment，2005，3：139-152.
［16］王春华，谢小保，曾海燕等.深圳市空气微生物污染状况监测分析［j］.微生物学杂志，2008，28，（4）：93-97.
［17］程树培，严峻，郝春博等.环境生物技术信息学进展［j］.环境污染治理技术与设备，2002，3，（11）：92-94.
［18］史应武，娄恺，李春.植物内生菌在生物防治中的应用［j］.微生物学杂志，2009，29，（6）：61-64.
［19］赵玉玲，张天生，张巧艳.pcr法快速检测肉食品污染沙门菌的实验研究［j］.微生物学杂志，2010，30，（3）：103-105.
［20］徐义刚，崔丽春，李苏龙等.多重pcr方法快速检测4种主要致腹泻性大肠埃希菌［j］.微生物学杂志，2010，30，（3）：25-29.
［21］索标，汪月霞，艾志录.食源性致病菌多重分子生物学检测技术研究进展［j］.微生物学杂志，2010，30，（6）：71-75
［22］朱晓娥，袁耿彪.基因芯片技术在基因突变诊断中的应用及其前景［j］.重庆医学，2010，（22）：3128-3131.
［23］陈彦闯，辛明秀.用于分析微生物种类组成的微生物生态学研究方法［j］.微生物学杂志，2009，29，（4）：79-83.
［24］王大勇，方振东，谢朝新等.食源性致病菌快速检测技术研究进展［j］.微生物学杂志，2009，29，（5）：67-72.
生物信息学的作用范文1篇3
【关键词】职业教育；整合；信息技术
一、信息技术与物理教学整合的原因分析
在当前的教育体系中，信息技术与学科教学的整合是教师教学关注的重点。职业教育中的物理学作为大部分自然学科学习的入门知识，在工程建设的工程技术部门具有广泛的应用前景。物理学内容的概念多、知识面广、应用性强等特点使它在锻炼学生的逻辑思维、学习后续专业课等方面起到了良好的铺垫作用。在物理教学中融入信息技术可以提高课堂上的教学效率，帮助学生充分认识物理教学的重要性，让信息技术更好的支持课堂物理教学。
二、信息技术与物理教学整合的方法探究
（1）研究教学方法创新。在物理课堂教学实践中，并不是要求用信息技术来支撑原来的教学，要结合学生日常的学习特点和教师的教学内容，探寻一种新的教学方式。第一，建立虚拟实验室。实验室教学是提高学生对物理实践认识的重要手段，可以帮助学生进一步理解和掌握课堂上的理论知识，为将来的实践打下良好的基础。当前物理实验室教学主要存在实验原理理解难度大、不能观察到微观现象、实验步骤繁琐，危险性高，部分实验无法完成等问题，说明目前的物理实验教学已不能满足当前物理教学的要求。为此，就必须对实验方法进行创新，这个过程并不是仅仅依靠传统的实验手段就可以完成的，要与信息技术相结合。因此，建立虚拟实验室是提高物理实验教学比较理想的途径。第二，开发教学专用工具。在物理教学中，名称符号、图表、公式和图形等使用的频率非常高，教师编辑这些内容时要耗费很多时间。为了解决该问题，可以开发专用的教学工具，借助这些软件，可以实现学生自主学习，提高学生的动手能力。（2）研究信息技术的优势。第一，激发学生的学习热情。由于物理学习的难度较大，当前的职业教育学生往往存在厌学、基础薄弱等问题，学习兴趣的缺失是首先要解决的难题。在物理教学中融入信息技术，可以提高学生参与教学的热情，通过看到和听到演示实验演示看不到、听不到的物体或物质的内部的变化，这样可以提高学生的逻辑思维能力，培养其想象力，可以激发学生学习物理的学习热情。第二，创设学科教学情境。借助信息技术，可以创造一个良好的学科教学情境。采用多媒体技术创设教学情景，可以帮助教师突破电工教学中的一些难点知识，多媒体教学打破了时间和空间的限制，将课本上理解难度大、过于抽象的知识直观的展现在学生的面前，降低物理学习的难度。第三，培养学生创新能力。通过多媒体技术模拟实验的辅助，模拟一些重要的，但在现实实验环境下难以完成的电学实验，可弥补常规实验仪器的不足，提高电工实验的演示效果。第四，建立仿真实验室。在当前，一些物理电学仿真软件已经被开发出来。应用这些电子元件，可以搭建自己的电路。连接串联与并联电路、用伏安法测试电阻、测量路端电压、用惠斯通电桥精确测量电阻、用电磁继电器实现对电路的简单控制。（3）信息技术与物理教学整合的要点。第一，以学生认知为中心。在实际的操作中，要把学生认知作为整合工作的中心，强调信息技术是为实现学生的学习目的服务的。第二，以物理教学为主体。在整合过程中，要正确认识信息技术与物理教学的关系，信息技术只是用来支撑物理教学的，因此，整合的主体还是物理教学。要根据物理学科的特点，利用信息技术弥补课堂教学的不足，实现创新教育，让信息技术为物理教学提供良好的后盾支持。第三，课内课外相结合。物理课本上的知识是满足不了学生的学习要求的，还必须注重课外知识的了解。为此，可以利用信息技术，把内容相近的学科知识按照专题按照学科专题网站建设，建设网络学习资源库、智能化模拟演示库等支撑环境，全面补充学生的课外知识。
综上所述，信息技术与职业教育物理教学的整合是十分必要的，是提高教学质量和教学效率的有效手段。在整合过程中，要考虑多方面因素的影响，不能仅仅只是用信息技术来支撑原本的教学形式，要在教学方法不断创新的基础上，利用信息技术来为该创新方法提供最佳的技术支持。
参考文献
[1]秦建国.职业教育物理实验教学初探[J].技术与市场.2008（9）
生物信息学的作用范文篇4
[关键词]物流信息技术课程教学改革对策
一、中职物流专业课程教学中现实状况
我国开设物流课程时间较晚，不少高校虽然增设了繁多的物流相关信息技术课程，但成效并不明显。中职学校是继高校开设物流专业后，为补充社会物流人才需求不足相继增加的物流专业，其物流专业信息技术课程的设置尚缺少规范性。据不完全统计，目前大多数中职学校物流管理专业开设的物流信息技术相关课程主要有《物流信息系统》、《物流信息技术》、《物流网络技术》、《物流系统工程》等。设置这些课程是为了更好的适应社会物流行业人才需求状况，培养应用技术型人才。然而，在实际教学中则存在诸多问题：一方面课程编排存在重复性，学生因为教学内容的重复，往往失去了学习的积极性。另一方面，现有的教材体系更新速度慢、理论知识与物流企业实际需求存在较大差距，不具有可操作性，不利于学生及时更新知识体系。
二、当前物流信息技术课程课堂教学存在的问题
1.教学形式单一，学生自主学习能力差
目前，学校物流专业教师讲授物流信息技术课程仍然沿用传统的教学方式，在一些重要章节虽选用了多媒体辅助教学，但教师因为缺乏物流企业相关的数据资料，导致多媒体教学也只是演示工具，缺乏实际案例的充分说明，限制了学生参与讨论的积极性。因此，物流专业教师要改变以讲为主的教学形式，通过多种方式充分调动学生参与课堂、发现问题、探索求知的积极性，培养学生自主学习的能力。
2.教学内容空洞，教材编写周期长
随着计算机技术的快速发展，以计算机技术为基础的物流信息技术也在日新月异的深入发展。例如与《物流信息系统》有关的企业局域网技术已经从“有线”转向“无线”，WEB技术更强调移动。但是，物流教师因为自身专业素质的落后，深入企业实践的机会为零，导致教学内容空洞，没有生趣；为学生配置的专业教材中也很少涉及前沿技术问题，教材的编写周期较长，很难与信息技术的发展速度相匹配。只有在教材的使用和编写问题上找到新的出路，才能保持教材的前沿性和创新性发展。
3.实践教学环节薄弱，学生的实际操作能力不足
实践教学设置应以企业岗位需求和职业核心能力为本位的设计原则，倡导在整个教学活动过程中，学生是主角，参与是关键，教师只是教学活动的主持人。教师要通过选定物流信息技术相关实验项目、物流案例或课题，让学生明确学习物流信息技术的目标；学生要根据个人能力参与实践，在实践中学习物流信息管理系统课程理论知识，掌握物流信息，提高物流信息处理能力。教师要增加学生实践课时，在老师的指导下，参观物流企业，学让生真正接触物流企业第一现场，掌握具体的管理流程，实现物流管理专业实践性教学的综合目标。
4.专业师资缺乏
中职学校中，物流信息技术课程师资队伍缺乏学科带头人，教师水平差别大，专业素质水平较低，一定程度上影响了物流信息技术人才的培养。物流信息技术课程知识范围涉及了软件工程技术、计算机网络技术、数据库技术、程序设计技术、EDI技术、GIS技术、GPS技术、条形码技术、POS技术、射频识别技术等各个领域，范围广、内容多。虽然大部分信息技术课程教师具有物流师资格证书，但缺少企业工作的实际经验，专业知识体系不够健全，导致实际教学效果明显不足。
5.实训设备水量少，使用频率低的
中职学校为满足物流信息技术的教学，新建了物流实训室，添置了诸如RFID设备、手持式条码扫描仪、固定式条码扫描仪等物流信息技术实训设备。但由于采购和维护成本昂贵往往采购数量很少，要想让每位同学在实习期间有充足的时间来操作机械设备，参与管理流程，几乎是不可能的事情。另外，信息技术设备更新换代速度快，折旧率高，在使用过程中不可避免地出现各种故障问题，与之对应的设备维修费用也相对较高。一旦出现故障问题，就会增加经费开支，耽误学生的实训时间，给教学管理带来了巨大成本。
三、物流信息技术课程教学对策
1.更新教材内容，缩短教材建设周期
教材是学生学习专业知识必不可少的武器。教材选编和教材建设的周期对于信息技术发展速度而言明显偏长，这都不利于教师教学和学生学习知识。要想改变现状，学校在物流信息技术课程的教材选用上应给予教师更多的选择权，以出版市场的成熟教材为主，利用新兴的信息技术手段和网络资源共享平台获取更多前沿信息；教师在课堂上鼓励和指导学生充分利用计算机技术、搜索引擎等途径获取物流信息技术相关知识。在教材的编写过程中，应充实多媒体光盘内容，让教师在多媒体教学中有更多的内容展现给学生，让学生更清晰的认识教学内容，更容易掌握知识。
2.加强“校企合作”，增加实践机会
物流企业为学生提供参与实践操作和管理的机会，帮助学生更直观的观察物流信息管理流程。学校要加强与物流企业，特别是物流信息系统利用率较高的物流企业间的深度合作，从企业经营活动中获得最新的物流信息系统案例，并从中发现问题，帮助企业解决问题，增加学生实践操作的能力。通过实践，学生可以熟练操作ERP（企业资源计划）仿真软件，熟练掌握企业信息化理论、电子商务、物流系统及ERP系统的实施和维护。
3.提高实践教学设备的利用率
如何提高学校实践教学设备使用效率，降低采购和维护保养成本，是学校亟须解决的问题。学校可以考虑租赁企业设备进行实践教学，或将实习地点从学校向物流企业倾斜的实践教学方式，这样其既可以满足物流信息技术教学需要，又能满足物流企业的部分日常工作需要。但如何鼓励物流企业帮助学校提供或者更新技术设备，以及降低物流企业接纳学生实习所带来的企业经营成本的增加是需要企业和学校共同面对的问题。
4.强化师资队伍建设
学校要加强物流信息技术专业教师的培养，采取“引进来，走出去”的政策，积极引入企业物流信息管理人员、实践经验丰富的物流信息系统开发人员作为学校兼职教师，同时鼓励物流信息技术课程教师到物流企业进行挂职锻炼，着重培养高校教师在物流企业工作能力。
参考文献：
［1］王小丽．《物流信息系统》课程实践教学改革研究［J］．物流工程与管理，2008（10）
［2］宾厚，邹筱，肖军．高职学校物流信息技术课程教学的现状与发展［J］．物流教学，2007（9）
生物信息学的作用范文篇5
关键词：初中物理教学；信息技术；物理实验
新课程改革背景下，信息技术与教育教学的结合日益紧密，越来越多的教师把信息技术引入学科教学中，希望借助信息技术的教学辅助作用活化教学模式，增添教学活力，提高教学质量。笔者作为一名初中物理教师，经常利用信息技术设计物理教学，取得了很多成功的教学成果，对信息技术的教学作用与应用积累了一些个人经验，下面对此进行了简要论述。
一、信息技术在初中物理教学中应用的作用
（一）化抽象为具体、化静为动初中物理学科有很多的概念、定理、公式等理论性较强的知识，这些知识过于抽象，为学生学习带来了很大难度。一些学生死记硬背，当时记住了，过一段时间就会忘记，因为没有真正理解。信息技术集声、形、光、电、画、色等元素于一体，具备动画模拟、动态呈现等功能，可以把抽象的物理知识转换成生动的形象，把静止的书本知识转化为动态的形象，化抽象为具体、化静为动，为学生提供直观的学习资料，加强学生的理解记忆[1]。例如，讲电压、电流等内容时，由于这些内容是不可观的，且理论性较强，学生不易理解消化。有了信息技术后，教师就可以利用信息技术把电流、电压转化成可观的水流、水压，用水流、水压象征性地表示电流、电压，这样一来无形的教学内容变得直观形象、生动有趣。
（二）丰富课堂教学内容信息技术在初中物理课堂教学中的参与方式以多媒体为主，而多媒体有着庞大的信息量，其中有很多优质教学资源。所以教师可以通过多媒体把这些优质资源引入初中物理课堂，丰富课堂教学内容，开阔学生眼界，促进学生积极思维，这有助于学生展开高效的学习活动。
（三）创新教学模式初中物理课程的理论性较强，倘若一直采用传统的板书+口语讲解的教学模式，一些过于抽象的理论性知识可能难以说清楚，影响学生的理解和记忆[2]。而信息技术是一种有效的教学辅助手段，其应用于初中物理教学，可以与传统的教学模式有机结合起来，弥补传统教学模式不足，创新初中物理教学模式。具体教学中，教师可以利用黑板书写板书，写清概念、定理、公式、原理等理论知识点的基本内容，再用信息技术生动形象地动态呈现知识的由来、形成过程，为学生提供直观的学习资料。这样，就把传统教学模式与信息技术有效结合起来，实现初中物理教学模式创新。
（四）提高学生的课堂参与度信息技术具备声像结合、图文并茂、情景交融、人机交互的特征，而这些特征正是学生喜闻乐见的。因此，初中物理教学中教师可以利用信息技术的特征吸引学生的注意力，使学生集中全部精力，积极投身于课堂学习，进而提高其在课堂上的参与性，促进教学活动顺利展开。
二、信息技术在初中物理教学中的应用策略
（一）应用信息技术激发学生的学习兴趣兴趣是最好的老师，一旦学生对学科知识产生了学习兴趣，就会以饱满的热情、专注的态度投身于学习活动，达到事半功倍的教学效果。因此，初中物理教学中教师可以利用信息技术的模拟显示功能，把抽象、静止的理论知识转化为生动有趣的形象，并以声像结合、图文并茂的视频或动画方式呈现出来，使知识趣味化、生动化、形象化，激发学生的学习兴趣[3]。例如，讲“光的色散”一课时，笔者利用信息技术演示一些物体在不同光照下的不同呈现形式，把书本上的语言文字转化成具体的视频形象，消除知识的枯燥感与无趣性，引起学生的注意力，使学生对知识产生学习兴趣。
（二）应用信息技术创设教学情境情境教学是一种有效的教学方法，在初中物理教学中的应用十分广泛。为进一步优化情境教学，发挥情境教学作用，教师可以利用信息技术的声、形、电、色等元素创设声像结合、情景交融的教学情境，营造轻松、愉悦的教学氛围，给学生提供一个仿若真实的、有趣的、探究的学习环境。同时，教师把要讲的知识点融入情境中，增强学生的感官体验与情感体验，提高学习效果。例如，讲“机械能的互相转化”一课时，笔者利用信息技术播放了一段视频，其内容是流动的水流带动水轮机转动，而转动的水轮机产生电能。学生看到视频后，对水轮机产生电能的原理产生了好奇心。然后，笔者顺势提出：“通过观看视频，同学们观察到了什么？”这样就创设了一个符合教学内容的探究情境，引导学生思考，积极探究课程内容。
（三）应用信息技术突破教学难点对于初中物理课程中的一些理论知识，如概念、定理、公式、原理等，学生需要有较强的逻辑思维和形象思维才能理解记忆[4]。但是初中阶段学生的逻辑思维处于发展阶段，主要靠形象思维认知事物，且缺乏丰富的想象力，所以理解抽象物理知识上有一点难度，使这些内容成为教学难点。这种情况下，教师可以通过信息技术的演示模拟功能，把抽象的概念、定理、公式、原理等物理知识转化成生动、动态的形象，直观呈现抽象的知识内容，降低知识的理解难度，辅助学生有效地理解记忆知识，以突破教学难点。例如，讲“电动机、发动机的原理”一课时，笔者利用信息技术以动画模拟方式动态呈现了发电机和电动机的工作原理，学生通过动画直接看到工作原理的具体过程，无须想象和运用逻辑思维就可以很好地理解工作原理，这样就突破了教学难点。
（四）应用信息技术辅助物理实验教学物理实验是初中物理教学的主要内容，很多物理知识都需要学生亲自操作物理实验才能获得。但是实际操作中，影响物理实验效果的因素很多，如空气的湿度、器材的干燥度、有限的课堂时间、不恰当的实验操作、反应现象的瞬间性与微小性等，稍微不慎，就可能降低实验效果[5]。为了保证物理实验效果，教师可以利用信息技术，以动画、视频方式展示物理实验的全过程，通过暂停、倍数、投影等操作进行教学，还可以通过加快或放慢多媒体视频动画播放速度进行教学，使物理实验过程具有可观性，一些微小、瞬间消失的现象能够及时被学生观察到，同时又能减少实验误差。例如，讲“牛顿第二定理”一课时，笔者以往经常用小车运动的物理实验来呈现牛顿第二定理，但是小车的运动时间和速度控制起来较难，很容易形成实验误差。对此，笔者利用信息技术动画模拟小车运动的实验过程，把小车运动过程放缓、放大，使学生直观观察到实验内容。
生物信息学的作用范文
关键词：生物信息学农业研究领域应用
“生物信息学”是英文单词“Bioinformatics”的中文译名，其概念是1956年在美国田纳西州Gatlinburg召开的“生物学中的信息理论”讨论会上首次被提出的［1］，由美国学者Lim在1991年发表的文章中首次使用。生物信息学自产生以来，大致经历了前基因组时代、基因组时代和后基因组时代三个发展阶段［2］。2003年4月14日，美国人类基因组研究项目首席科学家CollinsF博士在华盛顿隆重宣布人类基因组计划（HumanGenomeProject，HGP）的所有目标全部实现［3］。这标志着后基因组时代（PostGenomeEra，PGE）的来临，是生命科学史中又一个里程碑。生物信息学作为21世纪生物技术的核心，已经成为现代生命科学研究中重要的组成部分。研究基因、蛋白质和生命，其研究成果必将深刻地影响农业。本文重点阐述生物信息学在农业模式植物、种质资源优化、农药的设计开发、作物遗传育种、生态环境改善等方面的最新研究进展。
1.生物信息学在农业模式植物研究领域中的应用
1997年5月美国启动国家植物基因组计划（NPGI），旨在绘出包括玉米、大豆、小麦、大麦、高粱、水稻、棉花、西红柿和松树等十多种具有经济价值的关键植物的基因图谱。国家植物基因组计划是与人类基因组工程（HGP）并行的庞大工程［4］。近年来，通过各国科学家的通力合作，植物基因组研究取得了重大进展，拟南芥、水稻等模式植物已完成了全基因组测序。人们可以使用生物信息学的方法系统地研究这些重要农作物的基因表达、蛋白质互作、蛋白质和核酸的定位、代谢物及其调节网络等，从而从分子水平上了解细胞的结构和功能［5］。目前已经建立的农作物生物信息学数据库研究平台有植物转录本（TA）集合数据库TIGR、植物核酸序列数据库PlantGDB、研究玉米遗传学和基因组学的MazeGDB数据库、研究草类和水稻的Gramene数据库、研究马铃薯的PoMaMo数据库，等等。
2.生物信息学在种质资源保存研究领域中的应用
种质资源是农业生产的重要资源，它包括许多农艺性状（如抗病、产量、品质、环境适应性基因等）的等位基因。植物种质资源库是指以植物种质资源为保护对象的保存设施。至1996年，全世界已建成了1300余座植物种质资源库，在我国也已建成30多座作物种质资源库。种质入库保存类型也从单一的种子形式，发展到营养器官、细胞和组织，甚至DNA片段等多种形式。保护的物种也从有性繁殖植物扩展到无性繁殖植物及顽拗型种子植物等［6］。近年来，人们越来越多地应用各种分子标记来鉴定种质资源。例如微卫星、AFLP、SSAP、RBIP和SNP等。由于对种质资源进行分子标记产生了大量的数据，因此需要建立生物信息学数据库和采用分析工具来实现对这些数据的查询、统计和计算机分析等［7］。
3.生物信息学在农药设计开发研究领域中的应用
传统的药物研制主要是从大量的天然产物、合成化合物，以及矿物中进行筛选，得到一个可供临床使用的药物要耗费大量的时间与金钱。生物信息学在药物研发中的意义在于找到病理过程中关键性的分子靶标、阐明其结构和功能关系，从而指导设计能激活或阻断生物大分子发挥其生物功能的治疗性药物，使药物研发之路从过去的偶然和盲目中找到正确的研发方向。生物信息学为药物研发提供了新的手段［8，9］，导致了药物研发模式的改变［10］。目前，生物信息学促进农药研制已有许多成功的例子。ItzstEin等设计出两种具有与唾液酸酶结合化合物：4-氨基-Neu5Ac2en和4-胍基-Neu5Ac2en。其中，后者是前者与唾液酸酶的结合活性的250倍［11］。目前，这两种新药已经进入临床试验阶段。TANGSY等学者研制出新一代抗AIDS药物saquinavir［12］。Pungpo等已经设计出几种新型高效的抗HIV-1型药物［13］。杨华铮等人设计合成了十多类数百个除草化合物，经生物活性测定，部分化合物的活性已超过商品化光合作用抑制剂的水平［14］。
现代农药的研发已离不开生物信息技术的参与，随着生物信息学技术的进一步完善和发展，将会大大降低药物研发的成本，提高研发的质量和效率。
4.生物学信息学在作物遗传育种研究领域中的应用
随着主要农作物遗传图谱精确度的提高，以及特定性状相关分子基础的进一步阐明，人们可以利用生物信息学的方法，先从模式生物中寻找可能的相关基因，然后在作物中找到相应的基因及其位点。农作物的遗传学和分子生物学的研究积累了大量的基因序列、分子标记、图谱和功能方面的数据，可通过建立生物信息学数据库来整合这些数据，从而比较和分析来自不同基因组的基因序列、功能和遗传图谱位置［15］。在此基础上，育种学家就可以应用计算机模型来提出预测假设，从多种复杂的等位基因组合中建立自己所需要的表型，然后从大量遗传标记中筛选到理想的组合，从而培育出新的优良农作物品种。
5.生物信息学在生态环境平衡研究领域中的应用
在生态系统中，基因流从根本上影响能量流和物质流的循环和运转，是生态平衡稳定的根本因素。生物信息学在环境领域主要应用在控制环境污染方面，主要通过数学与计算机的运用构建遗传工程特效菌株，以降解目标基因及其目标污染物为切入点，通过降解污染物的分子遗传物质核酸DNA，以及生物大分子蛋白质酶，达到催化目标污染物的降解，从而维护空气［16］、水源、土地等生态环境的安全。
美国农业研究中心（ARS）的农药特性信息数据库（PPD）提供334种正在广泛使用的杀虫剂信息，涉及它们在环境中转运和降解途径的16种最重要的物化特性。日本丰桥技术大学（ToyohashiUniversityofTechnology）多环芳烃危险性有机污染物的物化特性、色谱、紫外光谱的谱线图。美国环保局综合风险信息系统数据库（IRIS）涉及600种化学污染物，列出了污染物的毒性与风险评价参数，以及分子遗传毒性参数［17］。除此之外，生物信息学在生物防治［18］中也起到了重要的作用。网络的普及，情报、信息等学科的资源共享，势必会创造出一个环境微生物技术信息的高速发展趋势。
6.生物信息学在食品安全研究领域中的应用
食品在加工制作和存储过程中各种细菌数量发生变化，传统检测方法是进行生化鉴定，但所需时间较长，不能满足检验检疫部门的要求，运用生物信息学方法获得各种致病菌的核酸序列，并对这些序列进行比对，筛选出用于检测的引物和探针，进而运用PCR法［19］、RT-PCR法、荧光RT-PCR法、多重PCR［20］和多重荧光定量PCR等技术，可快速准确地检测出细菌及病毒。此外，对电阻抗、放射测量、ELISA法、生物传感器、基因芯片等［21-25］技术也是未来食品病毒检测的发展方向。
转基因食品检测是通过设计特异性的引物对食品样品的DNA提取物进行扩增，从而判断样品中是否含有外源性基因片段［26］。通过对转基因农产品数据库信息的及时更新，可准确了解各国新出现和新批准的转基因农产品，便于查找其插入的外源基因片段，以便及时对检验方法进行修改。目前由于某些通过食品传播的病毒具有变异特性，以及检测方法的不完善等因素影响，生物信息学在食品领域的应用还比较有限，但随着食品安全检测数据库的不断完善，相信相关的生物信息学技术将在食品领域发挥越来越重要的作用。生物信息学广泛用于农业科学研究的各个领域，但是仅有信息资源是不够的，选出符合自己需求的生物信息就需要情报部门，以及信息中介服务机构提供相关服务，通过出版物、信息共享平台、数字图书馆、电子论坛等信息媒介的帮助，科研工作者可快速有效地找到符合需要的信息。目前我国生物信息学发展还很不均衡，与国际前沿有一定差距，这需要从事信息和科研的工作者们不断交流，使得生物信息学能够更好地为我国农业持续健康发展发挥作用。
参考文献：
［1］YockeyHP，PlatzmanRP，QuastlerH.SymposiumonInformation.TheoryinBiology.PergamonPress，NewYork，London，1958.
［2］郑国清，张瑞玲.生物信息学的形成与发展［J］.河南农业科学，2002，（11）：4-7.
［3］骆建新，郑崛村，马用信等.人类基因组计划与后基因组时代.中国生物工程杂志，2003，23，（11）：87-94.
［4］曹学军.基因研究的又一壮举——美国国家植物基因组计划［J］.国外科技动态，2001，1：24-25.
［5］MICHAELB.Genomicsandplantcells：applicationofgenomicsstrategiestoarabidopsiscellbiology［J］.PhilosTransRSocLondBBioSci，2002，357（1422）：731-736.
［6］卢新雄.植物种质资源库的设计与建设要求［J］.植物学通报，2006，23，（1）：119-125.
［7］GUYD，NOELE，MIKEA.Usingbioinformaticstoanalysegermplasmcollections［J］.SpringerNetherlands，2004：39-54.
［8］郑衍，王非.药物生物信息学，化学化工出版社，2004.1：214-215.
［9］俞庆森，邱建卫，胡艾希.药物设计.化学化工出版社，2005.1：160-164.
［10］AustenM，DohrmannC.Phenotype—firstscreeningfortheidentificationofnoveldrugtargets.DrugDiscovToday，2005，10，（4）：275-282.
［11］ARUNAGRAWAL，ASHWINICHHATRE.Stateinvolvementandforestcogovernance：EvidencefromtheIndianHmialayas.StCompInternationalDevelopmen.tSep2007：67-86.
［12］TANGSY.Institutionsandcollectiveaction：Self-governanceinirrigation［M］.SanFrancisco，CA：ICSPress，1999.
［13］PUNGPOP，SAPARPAKORNP，WOLSCHANNP，eta.lComputer-aidedmoleculardesignofhighlypotentHIV-1RTinhibitors：3DQSARandmoleculardockingstudiesofefavirenzderivatives［J］.SARQSAREnvironRes，2006，17，（4）：353-370.
［14］杨华铮，刘华银，邹小毛等.计算机辅助设计与合成除草剂的研究［J］.计算机与应用化学，1999，16，（5）：400.
［15］VASSILEVD，LEUNISSENJ，ATANASSOVA.Applicationofbioinformaticsinplantbreeding［J］.Biotechnology&BiotechnologicalEquipment，2005，3：139-152.
［16］王春华，谢小保，曾海燕等.深圳市空气微生物污染状况监测分析［J］.微生物学杂志，2008，28，（4）：93-97.
［17］程树培，严峻，郝春博等.环境生物技术信息学进展［J］.环境污染治理技术与设备，2002，3，（11）：92-94.
［18］史应武，娄恺，李春.植物内生菌在生物防治中的应用［J］.微生物学杂志，2009，29，（6）：61-64.
［19］赵玉玲，张天生，张巧艳.PCR法快速检测肉食品污染沙门菌的实验研究［J］.微生物学杂志，2010，30，（3）：103-105.
［20］徐义刚，崔丽春，李苏龙等.多重PCR方法快速检测4种主要致腹泻性大肠埃希菌［J］.微生物学杂志，2010，30，（3）：25-29.
［21］索标，汪月霞，艾志录.食源性致病菌多重分子生物学检测技术研究进展［J］.微生物学杂志，2010，30，（6）：71-75
［22］朱晓娥，袁耿彪.基因芯片技术在基因突变诊断中的应用及其前景［J］.重庆医学，2010，（22）：3128-3131.
［23］陈彦闯，辛明秀.用于分析微生物种类组成的微生物生态学研究方法［J］.微生物学杂志，2009，29，（4）：79-83.
［24］王大勇，方振东，谢朝新等.食源性致病菌快速检测技术研究进展［J］.微生物学杂志，2009，29，（5）：67-72.
生物信息学的作用范文篇7
首先，将信息技术引入到初中物理教学之中，能够营造一个良好的课堂氛围，最终能够调动学生对物理产生兴趣。毋庸置疑，多媒体技术是营造良好课堂氛围最常用的有效手段，通过多媒体进行物理教学，可以使学生集中精力听课，可以取得事半功倍的效果。比如，教师讲授声音传播的时候，能够通过多媒体先给学生播放一段热门电影或者动听的歌曲，通过这种方式能够使他们提前进入到教学之中，让学生对这个专题产生兴趣，从而使教学质量有所提高。其次，将信息技术引入到初中物理教学之中，可以把那些比较抽象难懂的理论非常形象的展示给学生，使后者能够非常轻松的理解教学内容，从而使教学难度降低，改善教学效果。比如，教师在讲解电流这一课的时候，对于产生原因，能够自己制作或者下载有关视频，将其播放给学生，使他们观察和思考，引导他们对比分析有、无电压两种情况，这样学生就能够逐渐理解其产生的原因。再次，把信息技术引入到初中物理教学之中，能够在很大程度上提高教学质量。过去教师在物理教学过程中均通过板书与口述两种方式进行，而通过引入信息技术，教师能够针对难点、重点展开教学，其余的内容则能够通过多媒体来展示给学生，从而能够使得教学质量明显提高。第四，将信息技术引入到初中物理教学之中，使师生双方均能够充分拓宽知识面，对于教师来说，其在备课的过程中，能够通过网络细致深入的搜集相关资料，获得较为全面的讲解，而与此同时，对于教师布置的作业，学生可以通过网络搜索资料来将其完成。因此，通过信息技术，尤其是网络，能使师生的知识面得到拓展。最后，把信息技术引入到初中物理教学中，有助于不断改善教学模式，同时与新课改的需求相符合。在教学中引入信息技术，能够进一步提高物理教学的开放性，使学生的主体地位不断提高，教学方式得以丰富，教学模式得以更新，最终能够推动教学向着更加精进的方向发展。
2、信息技术在初中物理教学中的应用现状
2.1教师方面
现阶段，大部分初中物理教师具有相对较高的理论与教学技能素养，然而，他们的信息技术素养却不容乐观，他们根本没有从根本上理解信息技术的应用，他们应用信息技术仅仅停留在播放多媒体课件的层面上，一味的利用这种方式来刺激学生的视觉，而根本不注意通过信息技术来优化设计教学内容。尤其是对于一些农村初中的物理教师，有很大一部分甚至不会熟练操作计算机。应用信息技术开展初中物理教学，尤其关键的是利用这一技术来对教学模式进行优化，为学生创设一个良好的环境。
2.2学生方面
初中生处于成长的关键时期，他们思想活跃，对新事物充满好奇。他们对于计算机并不陌生，甚至很多学生应用电脑比老师还熟练，但是他们的应用知识局限在玩游戏、看电影和聊天等方面，对于利用网络来学习物理，他们非常陌生，在初中物理学习中引入信息技术，即让学生充分利用这一工具将这门课程学好。但是在具体的学习当中，学生对于信息技术掌握熟练度不够，在今后有待于加强。
3、初中物理教学中应用信息技术的几点要求
3.1教师必须首先要熟练掌握这一技术
对物理教师来说，其应当熟练操作计算机，同时能够掌握各种教学软件的应用，比如制作图像、制作教学课件等，唯有如此，他们才能够在备课、教学中非常从容，才能提高教学质量。要是他们连最基础的信息技术都不能熟练掌握，那么他们在备课的时候必然要投入比传统教学模式更多的精力，同时，当教学过程中有许多突发问题出现时，他们往往不会如何进行处理，使得课堂教学不能顺利开展，所以，教师必须养成较高的信息技术素养。
3.2教师需通过这个技术不断完善教案
伴随网络普及程度的日益提高，教师必须尽可能的发挥网络的作用，将相对较好的教案提供给学生，因此，需要他们预先做好准备工作，通过网络广泛搜集物理资料，然后进行分析总结，通过信息技术对教案进行改进，最终能够使教学质量不断提升。
3.3教师需要利用这个技术来调动学生的学习积极性
初中生思想非常活跃，他们对各种新事物充满好奇，例如手机、数码相机等，同时各种信息产品均与物理存在着一定的联系，教师必须要是当对学生进行引导，使他们能够注意到平时的物理问题，尤其是与我们生活密切相关的产品，认真进行思考，最终就能够充分理解物理问题。另一方面，教师可给学生安排信息技术方面的家庭作业，要求他们通过信息技术搜索某个领域的信息，然后制作成课件，并开展课堂展示与集体讨论，这样一方面能够锻炼学生主动思考、自己动手利用信息技术能力，另一方面还可以提高教学效率。
4、结束语
生物信息学的作用范文篇8
关键词：高中生物；信息技术；激发兴趣；突破难点
中图分类号：G633.91文献标识码：B文章编号：1672-1578（2015）10-0422-01
全国中小学信息技术教育工作会议指出："信息技术极大地拓展了教育的时空界限，空前地提高了人们学习的兴趣、效率和能动性。"强调"要努力推进信息技术与学科教学的整合，鼓励在学科的教学中广泛应用信息技术手段，并把信息技术教育融合在学科的学习中"。《基础教育课程改革纲要（试行）》也指出："大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式以及师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。"信息化社会呼唤教育信息化，教育信息化势在必行。
近年来，笔者将信息技术与高中生物教学进行整合，利用信息技术对图像、图形、动画等综合处理来制作课件，将高中生物课程内容整合到一起进行课堂教学。在对信息技术与生物教学整合研究中，笔者发现，大多数课结合信息技术上效果很好，学生对知识的掌握比较好；但有些课结合信息技术上反而比传统教学效果差。如何将信息技术与高中生物教学进行有效整合，提高课堂效率呢？
1.利用信息技术创设情景，激发学生的学习兴趣
"兴趣是最好的老师"。通过信息技术与生物教学整合，利用网络的视听互动功能，通过大量的文字、图片、声音、影视资料等素材，教师创设教学情境，向学生展现各种生命现象、过程和规律，激发学生对生物知识产生浓厚的兴趣。教师因势利导，提出问题，让学生思考各种解决问题的可能性，调动学生的学习热情，有助于学生掌握知识、提高创新能力。
如，在必修3《生态系统的信息传递》一课的教学中，教师播放"蜜蜂采蜜"影音视频短片作为导入，吸引学生的注意力，激发学生兴趣。在讲解"信息传递的作用"时，除了通过信息技术Powerpoint课件展示相关图片以外，还使用Flas软件播放"蝙蝠的回声定位""植物在光照刺激下开花"等动画，并在适当时候使用暴风影音来播放小的影音视频剪辑，如"孔雀开屏"等多彩的动态信息。这样的课堂教学，教师教得轻松，学生学得轻松，使探究性教学顺利展开。
2.现代信息技术为生物课堂教学提供更多的资源环境
用信息技术提供生物资源环境就是要突破书本是知识主要来源的限制，用各种相关资源来丰富封闭的、孤立的课堂教学，极大扩充教学知识量，使学生不再只是学习课本上的内容，而是能开阔思路，接触到百家思想。在丰富资源环境下学习，可以培养学生获取信息、分析信息的能力，让学生在对大量信息进行筛选的过程中，实现对事物多层面的理解。教师可以在课前将所需的资源整理好，保存在某一文件夹下，让学生访问该文件夹来选择有用的信息；也可以为学生提供适当的参考信息，如网址、搜索引擎、相关人物等，由学生自己去Internet或资源库中去搜索素材。
例如，《减数分裂》一课是高中生物的重难点，学生普遍反映较难掌握。该课所涉及的知识较为抽象，虽然可以在显微镜下观察到细胞分裂的装片，但在显微镜下看到的只是细胞分裂过程中某一个时期的图形，而减数分裂本身是一个连续的动态过程。教师在教学中利用计算机来进行模拟试验，设计制作了减数分裂中"的形成过程"的多媒体课件，整个过程可控性强，让学生自己操作，体验"细胞连续分裂两次"的含义，帮助学生做出正确的理解，提高学生自主学习的能力。更为重要的是，通过整合，学生真切地认识到信息技术应用的重要性和学习方式改革的紧迫性。
3.解释复杂的生命过程，突破教学难点
生命过程是复杂的动态过程，在教学过程中，仅用图片、语言是难以准确、生动、形象的表述的。应用生物学多媒体课件辅助教学后，就可以把复杂的生命过程简单化，把内部的生命过程表象化，如血液循环、植物开花、受精、母体内胚胎发育的过程、胎儿与母体间的物质交换、细胞分裂、生物的生长等等。还可以利用动画把抽象的过程具体化，如光合作用的过程、细胞吸水的原理和过程等。这样就把生命过程准确、生动、形象的揭示了出来，让学生真切感受生命的真谛，感知鲜明，印象深刻，并突破了教学难点。
生物信息学的作用范文篇9
准确地说：自20世纪80年代以来，我们已是处在一个信息爆炸的时代、一个知识经济的时代。有人还更形象地说：这是一个一“网”情深的时代；一个“网”事如歌的时代；一个无“网”而不胜的时代。的确，进入20世纪的后期，我们已实实在在地处在了一个信息网络化的时代中。未来学家们又进一步预言说：21世纪将是生物科技的时代，或者说是生命科学的时代。因为生物技术和信息技术的迅猛发展已向人们展现出了更加诱人前景，并使得将生物学和信息学结合起来的生物信息学的研究成为可能。运用生物信息学的原理或机制去提示生命的奥秘，认识和探讨人类疾病的发生和发展及至康复等医学问题，将是一个全新的课题，并有望开启一个崭新医学时代。生物信息医学的时代。这是一个将“物质、能量和信息”三基元的思想用来指导医学的研究和发展的新阶段，是对现代医学仅从人体的物质结构和功能(能量)或者注重从生物物理和生物化学的角度去认识疾病和防治疾病方法的一种进步和完善。换句话说：我们将从生理、生化和生物信息三方面去看待机体和生命，去认识和防治疾病。这不正是我们传统中医学的“形、气、神”理论的现代体现吗?所以，我们认为，21世纪的医学发展趋势将是以生物信息为主导的医学新时代。
下面我想从4个方面来分析和探讨一下，我们所提出的“生物信息医学”形成的可能性或可行性。即：①现代高新科技发展所提供的时代科技背景；②信息时代新的哲学思想原则为之提供的认识论和方法论；③生物信息医学已存在的历史和发展现状；④生物信息医学未来的发展前景展望。
1生物信息医学形成的时代背景――现代高新科技
现代医学科学的每一个新进展都与当时的科学研究和技术的支持是分不开的，在当今蓬勃发展的医学背后有现代高新技术强有力的支撑。
现代高新科技来自现代尖端科学的研究，所谓尖端科学就是人类探索自然界规律，攀登科学知识高峰的前沿。当前，科学研究的最前沿主要可以归结为以下几个方面的问题，即物质的组成或结构，生命的本质和演化，人类生存的环境，宇宙的起源和人类智力的奥秘。正是对在这些问题探索研究的过程中，人们不断获取尖端科学知识，并应用这些知识，又进一步开发出了如下高新科学技术，即：①生命科学技术(或称生物科学技术)――对生命的本质和演化的探索；②信息科学技术――对人类智力的探索；③软科学技术(或称管理科学)――对人类智力的探索；④海洋科学技术――对生存环境的探索；⑤空间科学技术(或称航空航天技术)――对宇宙空间的探索；⑥环境科学技术――有益于环境的高新技术；⑦新材料科学技术――对物质的组成或结构的探索；⑧新能源和可再生能源科学技术――对物质的组成或结构的探索。
这高新技术中，其中信息科学技术、生命科学技术和软科学(管理科学)是与人的生命和智力的探索直接相关的。自然也是与医学是密切相关的科学和技术。海洋科学和空间科学及环境科学，主要研究人类生存空间的拓展和生存环境的保护，也是以人为本的。新材料科学和新能源及可再生能源科学则主要是为人类寻找更好的使用工具和动力资源，提高人类劳动效率和生存生活质量。同时，其新材料科学技术还将会为我们的医学提供更精细和精密的诊疗仪器或技术手段。例如：纳米技术可使我们造制出更加精细的检测仪器，如：纤维镜、胃镜等，也可提供更精细手术器械等。
在现代高新科学技术的基础上，现代医学科学研究方法的特点：一是研究更为深入，利用现代生物学先进技术，在核酸、蛋白质等生物大分子水平上阐述生命体的结构和功能特征，并且利用基因技术使人们能够设计和改变生物体特征；二是研究技术的综合应用，以往各学科单一的研究方法、系统正在被跨学科多水平的实验体系所取代，高水准的研究一般都在整体、离体组织、细胞、分子多种水平上证实一种论点；三是高新技术的发展完善，使得元损伤非侵入式研究越来越广泛被采用，不仅可以在实验动物上得出与人更接近的结果，还能直接用于人体的研究；四是信息科学技术又为现代医学科学的研究提供了新的思路和方法。它使我们对生命体的认识不再只考虑其物质结构和能量代谢两个方面的问题，而是将生命体内物质、能量和信息三个基本要素都考虑进来。目前，对于人体信息系统的组成、信号转导及有关的分子家族、信号转导过程、细胞内信号转导、细胞间通讯、神经信息的传递、大脑信息的加工、处理等有了前所未有的详细认识。
因此，在这里我将重点介绍一下信息科学技术和生物科学技术。因为，这两项技术与我所提出的生物信息医学是紧密相连的。
1．1信息科学技术
1．1．1信息的定义及本质的讨论：从20世纪中叶开始，对于信息的定义及其本质的问题在世界范围内已引起了非常广泛的讨论，但仍未有一个定论。
其实，信息现象十分古老，早在人类历史发端以前，信息已存在于物质世界。如阳光普照，星光灿烂，就是宇宙天体发出的信息，在人类社会诞生以后，信息不仅来自物质世界，而且来自精神领域。人类认识和改造客观世界的过程，实质上就是一个信息过程。所以，人类自诞生以来，一直是在不断地进行信息的加工、传递、交流和利用等过程。
人类虽然很早并一直在接触和利用信息，但对信息进行有意识的科学阐析，都是20世纪以后的事。在此之前，我们对信息的认识和理解，主要是指一些通知、报告、新闻消息、报道、情报、知识见闻、资料等，进一步指思想、事实、思维、意念、资讯等，在通信科学发展的时代中是指信号、指令、代码、数据、图像等等。这些都是我们的日常可能接触到的一些信息。。然而，从哲学的角度去深究信息的本质，是相当艰难的，在学术上也一直是争论不休的。这些争论，始终是围绕着信息同物质、能源的关系，同认识、意识的关系问题展开的。由于人们认识上的差异以及观察角度和采用方法的不同，各国学者在探索过程中，给“信息”下的定义已有四五十个之多，每种定义都有理性的面，但还没有一个是定义在世界范围内得到公认。不过，从这些讨论中可以肯定的是：信息与物质和能量一起共同构成了人类可利用的三大基本资源要素。换句话说：整个世界(包括人体)是由物质、能量和信息三大资源构成的。信息论的创始人之一，美国学者唯纳说过一句有名的话，他说：信息就是信息，它不是物质也是能量；不承认这一点的唯物论，在今天就不能存在下去。
随着信息科学和技术的发展与完善，相信人们一定会对信息的本质作出一个比较全面的科学阐析。目前，对信息的单位已确定了用“比特”来表示。所谓的信息流也就是比特流。美国麻省理工学院媒体实验室主任尼古拉•尼葛洛庞帝先生说过：信息社会的基本要素不是原子，而是比特。比特与原子遵循着不同的安全法则。比特没有重量，易于复制，可以以极快的速度传播。它在传播时，时空障碍完全消失。而原子只能由有限的人使用，使用的人越多其价值越高。尼葛洛庞帝还说：“我觉得我们的法律就仿佛在甲板上吧达吧达挣扎的鱼一样。这些垂死的鱼拼命喘着气，因为数字世界是个截然不同的地方。大多数法律都是为了原子的世界而不是比特的世界而制定的”。可见信息与物质和能量有着本质的不同。另外信息网络带来的挑战，可能会更超出我们所有人的想象。所有这些都将有助于我们对“信息”的进一步理解。对于信息的定义值得一提的有：《中国新闻实用大辞典》(人民日报出版社)从“实用”的角度，把“信息”表述为：一切事物的状态和特征的反映。它普遍存在于自然界、人类社会以及人们的认识和思维过程中。人类生活的世界是一个充满信息的世界。另有一个比较通俗的说法：即认为凡是人和动物通过眼睛、耳朵、鼻子、舌头、身体、大脑接受到的外界事物及其变化，统统都含有信息。如五彩滨纷的图画、火车的鸣叫、香水的芬芳、苹果的酸味、棒击的疼痛、灵感的触发等等。据专家统计，一般来说，人类通过视觉获得的信息占83％，通过听觉获得的信息占12％，而其余6％的信息通过嗅觉、触觉和味觉获得。然而，这些也只不过是指人体从外界接收或获取的体外信息，只是机体信息中一个方面。而另一方面在生物体内自身还有其信息的加工、处理、发出、传输、储存和利用等过程。如大脑的思维、心理活动、神经反射、激素调节、体液传导、遗传变异、气功意念、经络传感、细胞、组织的新陈代谢等等，都是一些重要的生物信息过程。可见，“生物信息”的过程要比现在我们了解的“电子信息”处理的过程更为复杂。
现代医学是建立在分子生物学、细胞学、组织胚胎学、解剖学、生理学和生物化学的基础上的。它注重的是机体不同部分之间的差异性，即每发现一个部分在结构和功能上的不同，就给予这个部分一个命名，就成为一种新发现。这也正是科学界历来所信奉的“结构决定功能”的理论观念。由于这种思想观念的指导，使人们对机体内部各个部分都有了深刻的研究和了解，便于得到各部分之间的结构方式和本质差别，进而了解其功能特征。然而，这种只从物质结构状态和功能(或能量)特征去认识机体是不全面的，它忽视了生物体不同部分之间还有其信息的联系和控制调节等特点，即生物体内的“信息调控机制”问题。因而，现代医学也就遇到了许多理论难题和临床疑点问题，这些问题也正是影响医学和生命科学全面发展的主要因素。因此，未来医学则必须是建立在生物物理学(物质结构功能，即分子生物学、细胞学、组织胚胎学、解剖学、生理学等)、生物化学(物质和能量代谢)和生物信息学的基础上。
1．1．2信息技术的发展历程：在人类诞生之初――即最原始的人类，其信息交流可能主要是靠叫声和动作手势，进而就有语言的产生，最后又有了文字符号，并进一步又有印刷术的出现。紧接着又有书报、信件、邮递员、信鸽等信息传播工具或媒体，这些是古代信息传播技术发展的一个基础过程。到了近代，随着电的发明和发展，利用电来传递信息的技术得以研究和发展。最初是电报、电传，到了1876年3月10日，贝尔运用电声转换技术发明了电话，随后又是有了无线电广播、电影、电视的发睨。这些使人类的信息传播技术产生的一个飞跃，是一次信息革命
进入20世纪后，电话、无线电广播、电影和电视得到了极大的发展和应用。更有意义的是：20世纪上半叶又有了电子计算机的出现，计算机改变了人类对信息储存、加工、处理和复制的基本方式，也使传统的印刷术发生了一场革命。使之告别了铅与火，代之以光和电。进入20世纪90年代以后，以Intemet为代表的计算机网络得到了飞速的发展。它从最初的教育科研网络，逐渐发展成为商业和民用网络，并正在改变着我们工作和生活的各个方面。可以毫不夸大地说，Intemet是自印刷术以来人类通信方面最大的变革。目前，Intemet与电话和电视并称为三大通信网络。从计算机网络(Intemet)的发展速度和趋势来看，有可能以它为核心将“三网合而为一”。
1993年9月15日，美国政府了一个在全世界引起很大反响的文件，其文题是“国家信息基础结构行动计划”。后来人们又通俗、生动而形象地把这个“行动计划”称作“信息高速公路”。紧接着全世界所有的工业发达国家和很多发展中国家都纷纷研究和制订本国建设信息基础结构的计划。这就使得计算机网络(Intemet)的发展进入了一个新的历史阶段。应该说，这正是我们进入信息化时代的一个标志。当然，这个时代是经历了由信息科学研究一信息技术革命一信息产业化、商品化一信息的社会化一信息化时代的过程，也差不多是经历了一个世纪的发展历程。
在这个信息化时代，我们所有的人都可以感受它给我们带来的快捷和便利。也更惊叹它的发展速度以及其社会变化竟是如此变幻莫测。有一个著名的定律是美国贝尔电话实验室的穆尔提出的，叫穆尔线性定律：他说一个硅片上的晶体管数量，按每18个月增加1倍的集成度的速度增长。目前，一块计算机芯片上晶体管的集成度已达几亿个以上。据估计，到2007年将达到2000亿个晶体管。所以，有些学者说，在信息化时代，我们只能预测到5年(最多10年)以内的发展情形，10年以后是很难以预料的，因其发展太快了。如果说20世纪末的信息时代是那么地变幻莫测，那么21世纪的生物科技时代，就更难以预测了。因为，21世纪人类的生存、生活、婚姻、家庭以及伦理、道德等方式都将有可能被重新定义或定位。你想想，可以将人进行复制，并使生命延续的克隆技术已予示着将打破一切条条框框(这正是下面我将要介绍的生物科学技术的发展及态势)。
1．2生物科学技术的发展态势：生物技术应该说不完全是一门新兴学科，它包括传统生物技术和现代生物技术两部分。传统的生物技术是旧有的制造酱油、醋、酒、面包、奶酪、酸奶及其他食品等传统工艺。现代生物技术则是指20世纪70年代末80年代初发展起来的，以基因工程为核心，以DNA重组技术的建立为标志的新兴学科。目前我们所提的生物技术基本上是指现代生物技术。
现代生物技术包括：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程以及生化工程等。．不久的将来也许还将有生物信息工程的诞生。
1．2．1基因工程：1944年Averg等科学家阐明了DNA是遗传信息的携带者；1953年Wats。n和Crick提出了DNA的双螺旋结构模型，阐明了DNlA的半保留复制模式，从而开启了分子生物学研究的新纪元；1961年M•Nirenberg等破译了遗传密码，揭示了DNA编码的遗传信息如何传递给蛋白质这一秘密；1972年Berg首先实现了DNA体外重组技术，这标志着生物技术的核心技术――基因工程技术的开始，它向人们提供了一种全新的技术手段，使人们可以按照意愿在试管内切割DNA，分离基因，并经重组后导人其他生物或细胞，藉以改造农作物或畜牧品种；也可以直接导人人体内进行基因治疗。基因治疗主要包括制备正常基因取代遗传缺陷的基因，或者关闭异常表达的基因，或者降低异常基因的表达强度。这样可以对一些由于基因突变、缺失和异常表达所引起的疾病，如遗传病、恶性肿瘤等有望达到较理想的治疗效果。
根据基因工程技术而进行的基因工程药物的研究自20世纪70年末也已经开始，如人工胰岛素、干扰素、生长素类、白细胞介素类和肝炎疫苗等。一还有转基因技术对人工选育优良品种也取得了成功。其中克隆羊的成功为动物转基因研究揭示了广阔的前景(有关克隆技术在下面的细胞工程中介绍)。
1．2．2细胞工程技术：所谓的细胞工程是指以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖，或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而达到改变生物品种和创造新品种，加速繁育个体，或获得某种有用的物质的过程。在这里我重点介绍一下细胞核移植技术-克隆技术。进入20世纪90年代，利用幼胚细胞核克隆哺乳动物的技术接近成熟。世界上许多国家和地区，如美国、英国、新西兰、中国、台湾等纷纷报道成功克隆猴子、猪、绵羊、牛、山羊、兔等。不过最让生物学家和全世界震惊的重大突破是英国PPL生物技术公司罗斯林(R。slin)研究所的维尔穆特(Wilmut)博士于1997年2月27日在世界著名权威杂志《Nature》上宣布的用乳腺细胞的细胞核克隆出一只绵羊“多莉”(D。lly)的消息，“多莉”的诞生，既说明了体细胞核的遗传信息的全能性，也翻开了人类以体细胞核竟相克隆哺乳动物的新篇章。仅仅过了一年半，1998年7月5日，日本人就喜迎来了叫作“能都”和“加贺”的两头克隆牛犊的降生。它们是用母牛输卵管细胞的细胞核克隆成功的，几乎与此同时，一组科学家在美国檀香山宣布，他们已经采用卵泡细胞的细胞核克隆成功的小鼠“卡缪丽娜”再克隆出了下一代。祖孙三代22只克隆鼠组成的大家庭具有完全一致的遗传基因和信息。随后，德国和韩国的科学家也相继宣布用体细胞成功克隆出哺乳动物的消息。可见，几个世纪以来人类梦寐以求的快速、大量繁殖纯种动物的夙愿，在20世纪快要结束之前正在变成现实。
如果说1997年2月克隆“多莉”羊的新闻轰动了世界，一些人还是持怀疑态度的话，那么随着“能都”和“加贺”等多头克隆牛的问世以及克隆老鼠的再克隆成功，用体细胞而不是用早期胚胎细胞的细胞核克隆的哺乳动物，已经成了广为科学界和普通群众接受的事实。在此基础上，克隆人已经不再是科幻小说中的故事了。1998年初，美国哈佛大学的理查德•希德宣布了他的克隆人计划，立即招来了全世界一浪高过一浪的反对呼声，紧接着欧洲19国联合签署了禁止克隆人的协议，我国政府以及美、英、德、日也已明确表示反对。然而这位69岁的博士称：克隆人“只不过是人类生育的另一项先进技术”。他计划把自己的体细胞核与捐献者的卵相结合后，再将这个胚胎植入他妻子格洛丽亚的子宫中，以期生下他的复制品。目前全世界都以关切的目光注视着希德的举动和美国政府的一些反应。另据报道，韩国科学家已于最近克隆成功了人的早期胚胎，但摄于法律的约束，又主动将她销毁了。正象核能的开发具有截然相反的作用那样，人类对克隆自身已采取了十分慎重的严肃态度。
但是，科学的发展是无法阻挡，即便是法律最终也可能无能为力，它也只能为顺应科学的发展而变化或制订新的条文，以此来对新生事物加以规范或约束，强制阻挠是愚蠢的。正如信息时代一样对信息犯罪必须重新修订法律条文。所以，克隆人最终还是会变成现实的。据了解，目前在医学领域是允许可以克隆器官的，以便提供被人体易接受的一模一样的器官移植。
总之，这项技术必将对21世纪的医学科学、生命科学以及农学等诸多领域产生重大的影响和变革。如果一旦被允许可以克隆人时，那么，整个社会的形态，生存和生活的方式都将发生变化，人与人之间的关系、婚姻、家庭和伦理道德等概念都将会被重新改写或定义，因为，一种新的生育方式将改变这一切。因此，21世纪的生命科学时代的确是人们难以预料的。
1．2．3生物信息学的萌生：随着人类基因组计划等大型国际项目的实施，以及生物技术和信息科学技术的进一步研究和发展，一门新兴的边缘学科――生物信息学已应运而生。因为，生物科技和信息科技等高新技术的发展已为生物信息学的研究、开发和利用提供了可能，并已成为当前一个前沿领域和研究的热点。
生物信息学是以核酸(DNA分子)、蛋白质等生物大分子的信息密码；细胞间的通讯；脑科学和神经网络；内分泌激素的信使作用和免疫调节，以及中医的经络学说和精气神理论为主要研究对象。以数学、信息学、计算机科学和仿生学为主要手段，以计算机硬件、软件和通信网络为主要工具，对浩如烟海的原始数据和纷繁复杂的生命信息进行存储、管理、注释、加工、解读，使之成为具有明确生物意义的生物信息。通过对生物信息的查询、搜索、备份、比较、分析，从中获取基因编码、基因调控，核酸和蛋白质的翻译和其结构功能关系，大脑的信息加工、处理机制、神经信息的传输原理等等知识。在弄明白这些大量的生物信息的基础上，再结合已有的生理、生化知识去探索生命的起源、生物的进化、生命信息的传输调控机制、大脑的思维和神智；人类的疾病与康复，以及细胞、器官和个体的发生、发育、衰亡等生命科学中的重大问题，搞清楚它们的基本规律和内在联系，是完全可能的。因此，生物信息学对21世纪的医学科学和生命科学具有不可估量的奠基和推动作用。
高新技术的重要特征之一是学科的横向渗透、纵向加深、综合交错、发展迅速。所以，我们所提出的生物信息学也正是在现代多学科发展的基础上横向结合而产生的。它是生物学与信息学，信息学与生物医学工程学等学科之间的相互交叉、相互渗透的一门边缘学科。同样，生物信息学又将与生命科学和医学科学进行交叉和渗透，并进一步形成生物信息医学这门新兴分支学科。它将促进医学科学的发展，并有可能引发一场医学革命，使我们步入生物信息医学时代。虽然，我们目前尚不能作出一个比较完善的定义或解释，但是，今天我们大家大概都不会否认，信息过程是生物体(人体)的一个重要过程。这一过程从根本上来说，是个体为了适应机体内、外瞬息万变的各种环境。事实上，现代生物遗传工程、转基因技术、细胞工程学和克隆技术，还有现代医学的脑科学研究、神经生理学、内分泌激素、免疫学、心理医学和思维医学，以及我们祖国传统医学中的针灸学、经络学说、气功和推拿按摩学等等，这些都已不同程度地揭示了机体内的一些信息过程中内涵。这些探讨生命过程中的信息问题，对于了解生命的本质、演化以及疾病的发生、发展和转归等无疑是十分重要的。因此，我们有理由相信，生物信息医学将成为21世纪医学科学研究和发展的主流。
2信息时代的哲学思想原则与方法
19世纪和20世纪初，我们把它称为工业化的时代。在工业化时代，牛顿力学有力地支撑了对立统一的哲学思想原则，也使我国古代就已形成的“物生有两，体分左右，皆有二也”的朴素“二元论”辩证法观念找到了近代科学的解释。然而，牛顿力学观察的是两个物体之间的相互作用，是以质量和能量作为物质的两个本源特质的。人们很容易理解，任何事物都有正反两个方面，非此即彼，非我即敌的机械认识论观点就是这种思想方法的极端体现。
进入20世纪后半叶，现代科学技术发展把人们推进到了信息化时代，人们遇到的诸多问题已经不可能在牛顿力学的单一因果链的思维平台上获得满意的答案，除了对立双方之间的力学作用之外，还必须考虑介质或者环境变化的信息作用问题。对立双方长期斗争的结果并不总是一个吃掉另一个，而往往是两败俱伤，由第三者或第三态主导局面。因此，信息时代的哲学思想原则应该是至少要考虑三个最基本的要素而不是两个。比如：物质、能量和信息；元序、有序和自序；整体、局部和媒介；主体、对象和环境；正态、负态和零态；宏观、微观和中观等等。现已知晓：物质、能量和信息是人类可利用的三大基本的战略资源。整个世界包括我们的人体，是由物质、能量和信息三者所共同构成的。因此，一位美国科学家曾经说过这样一首诗，他说：“没有物质的世界是一个虚无的世界；没有能量的世界是一个死寂的世界；没有信息的世界则是一个混乱的世界”。可见，物质、能量和信息这三者是缺一不可。物质可以被加工成材料，为工具准备形体；能源可以被转换为动力，为工具注入活力，驱动机器运转；信息则可以被提炼成为知识和智慧，为工具和机器提供智能指令。在这三种资源之中，物质相对直观；信息资源相对抽象；而能量资源则介于两者之间：人类认识世界的规律是由直观而至抽象，这就决定了一个极为有趣的生产力发展进程。在农业时代，人们主要利用物质一种资源来制造人力工具(称为一维工具、死工具)，这种“物质”又全部取之于自然环境；在工业时代，人类进一步学会了高效地利用能量资源，并把它与材料结合起来制造动力工具(称为二维工具、活工具)物质和能量大显身手、大出了风头，使我们看到了电灯代替油灯，汽车代替了马车。到了信息化时代，人类又学会了利用信息资源，并把它与物质和能量结合起来制造智能工具(称为三维工具、聪明工具)，也使我们看到计算机代替生产线上的工人。也因此在信息时代，大量的下岗和失业是在所难免的。
由此可见，人类的生产活动，实际上是通过能源的开采、运输和变换，作用于各种物质，使之发生物理的和化学的种种变化，使之成为人们所需要的各种产品。这种能量流和物质流的结合程度，取决于信息流的注入程度。我们人类的医疗实践活动似乎也遵循了这一发展规律，在原始的农业时代，人们的医疗手段主要是靠自然医疗和天然药物医疗。那时只能凭借自然界的现有条件来同疾病作斗争。到了工业时代，人类也就掌握了运用化学药物和切开手术医疗手段来战胜疾病，这些正是将物质和能量的结合利用。那么，到了信息化时代，人类也将会把信息导入医疗实践活动，并把他作为一种新的诊断和治疗手段，或与药物和手术结合起来应用，使其医疗手段更加先进和完善。在工业化时代，人类对自然资源的过度开采和大量索取，造成了有些资源短缺、物种的灭绝和环境的严重污染或破坏等，已使人类饱偿大自然对人类的惩罚。同样，现代医学由于大量使用化学药物和手术切除或置换修补，致使药源性和医源性疾病的发生和泛滥。也使人们也偿到苦头，并感到了恐慌。把生物信息资源导入医疗实践，将很有可能改变这一不利局面。
我们知道，在生产力体系中，物质、能量为实体因素，而信息是非实体因素。信息对物质和能量起着结合和控制作用。没有信息的参与，物质和能量无法正常发挥作用，生产就混乱而无法进行，除了这种“结合”和“控制”作用外，信息还起到放大或倍增作用――即信息可以凭借它“携带”的科技和经济知识、管理智慧，使物质和能量十倍、百倍甚至千倍地产生效益。一旦人们掌握了新的技术信息和管理知识，就可以创造发明新的工具；利用新的能源，掌握控制先进的生产程序，就可以十倍、百倍地提高劳动生产率。同样的道理，将信息作为一种诊断和治疗手段或要素参与医疗实践，无疑将可以降低化学药物的用量和手术的创伤使疗效成倍的提高；甚至可以免去不必要的手术和化学药物的应用，使治疗效果更加稳定、可靠，副作用也更小。
总之，在信息时代，人们对信息的本质和作用的认识也越来越深刻。并受到广泛的重视，传统哲学的二元论思想原则已受到挑战。一种以“物质、能量和信息”三基元的哲学指导思想正在起着主导作用。这种新的哲学思想认为：任何事物都是由三个具有正交完备性的最基本的要素构成的，比如热力学有三定律，机械学有三定律，生物学也有三定律(遗传、变异、自然淘汰)，现代交叉科学有老三论(控制论、信息论、系统论)，新三论(协同论、突变论、耗散结构论)，马克思主义有三个基本原理，彩色电视中有三基色原理，任何事物可能都是由物质、能量和信息三个基本要素的完整体现，任何事物(包括机体)的组织形态也可能都存在着无序、有序和自序这三种极端模式等等。这种“三基元论”的哲学指导思想原则，无疑将改变我们对所有自然科学的研究方法和认识论观点。
我们知道，西方近、现代自然科学受英国启蒙科学家培根(R．Bac。n，1220～1292)的巨大影响，抛弃了古代科学家习惯使用的思辩方法，强调“实验方法”和“数学”的伟大作用，倡导一种直观形象的思维方法或模式，采用一种实证方法来进行验证。也就是我前面所提到的科学界所信奉的“结构决定功能”科学思想观念。因此，在18世纪以来，实验和观察成为所有自然科学的主要研究途径和人类认识客观世界的第一位的最重要实践活动。并进而将现代科学技术推进到一个很高的水平。
现代医学(西医)正是在这种哲学指导思想和科学发展的背景下得以取得了巨大发展的。其思维模式是以具体(个体)的形象思维为主导的，即将其分割后进行验证，运用形象的逻辑推理的方式，来找到或发现有可能的因果关系。因此现代医学(西医)较偏重于局部的组织结构和功能的研究，而对于整体的宏观信息调控的考虑则相对较少，如解剖学、细胞学、组织胚胎学、分子生物学、病理学、细菌学、生物化学等，这些学科都是从不同的角度，通过实验方式进行研究和观察。它注重和强调具体的人体物质结构和形态的存在形式。与此正好相反，我们传统的中医学却仍然坚守着古代哲学的思辩方法，即是从复杂的整体环境和现象中寻找规律，通过比类取象的方法，对物质世界进行一种抽象的概括或综合归纳。因此，中医学偏重于整体的宏观研究和经络信息网络的调节机能，是以整体的、运动的、辩证的观点在活的机体上来认识人体，依据“天人同理”原理，采取比类取象的方法，以自然和社会的规律及现象来类比观察人体与疾病。如中医的阴阳五行学说、形气神理论、天人合一理论、五运六气和脏象学说等，都是我国劳动人民在长期的生产和生活实践中测天观地、比类取象，并引伸到人体的生老病死中，以整体的抽象思维方式概括而成的。同样，针灸学中的经络学说也是古人根据人体复杂的“气”感和穴位效应等机体信息变化现象而抽象概括描述出来的。
这两种不同的思维模式也就导致中西医两种截然不同的理论体系。现代医学因抛弃了抽象的思辩方法，因而在认识上就不够全面了，这也是现代医学不能完全取代传统中医学的原因。信息时代的“物质、能量和信息”三基元论的哲学指导思想原则将使我们重新调整对人体的认识方法和医学的研究方法。前面说过，物质是具体而形象，而信息相对抽象；能量则介于两者之间。因此，西医的形象思维和中医的抽象思维模式都只能是认识论的一个方面的，都有一定的片面性或局限性。如果将它们结合起来作为医学的一种新的认识研究方法，即形成第三种思维方法――维象思维模式，我想我们医学的发展就会有较大的突破，中西医两种医学也就可能真正结合到一起。我们所提出的生物信息医学正是以这种新的哲学指导思想原则和维象思维模式为指导，它将会使我们传统中医学的一些抽象理论和神奇的治疗方法得以挖掘和科学的阐析。因此可以说，信息科技时代将是我们传统中医学得以振兴和科学解析的时代。
3生物信息医学存在的历史和发展现状
3．1传统中医学中的信息医疗方法和思想：《灵枢•官能篇》日：“语徐而安静，手巧而心审谛者，可使行针艾……缓节柔筋而心和调者，可使导引、行气”。这就是说在传统的针灸和按摩治疗中，已体现出了一种朴素的信息医疗思想观念。它对从事针灸的施术者(医生)提出了要修心养性，语言和蔼，施术时要安静，注意意念集中，以便达到最佳的信息调节治疗效果。对从事气功推拿的要求是：应加强修炼，使动作柔缓、心理调和，这也是强调意念信息的调理作用。还有针灸针的针柄也给了我们一个很好启示，针柄上的“线圈”不应单单只是为提插捻转的方便而设计。这种金属“线圈”还当然具有接收和传导生物信息的功能，它可接收术者的意念信息或外界环境的某些信号并传导给被施术的病人体内。从而达到一种生物信息的调节治疗，因此针灸疗法实质上是一种信息刺激调节疗法。所以，我们可以这样来认为：药物治疗主要是给机体补充“能量”以增强机体的抗病能力，是一种“能量”治疗，而手术的切除、修补或置换是对机体物质结构形态的改变，是一种物质治疗方法。那么，针灸、推拿治疗则主要是运用信号刺激和传输而达到调节生物“信息”节律为目的的信息医疗思想和方法。这也正是这类疗法的抽象神奇之所在，因信息的调控机制尚未被揭示，所以，只知其然而暂时不知其所以然。尽管针灸早已引起世界各国科学家的关注并成为研究的热点，但从信息论的角度来研究还只是近几年的事。例如：随着山东大学张颖清教授对生物全息律的发现和全息生物学的创立。针刺疗法的信息映射传输反应也从一定的程度上得到一些提示和发展，随之也就有全息胚针灸学的出现。我们坚信，随着生物信息学的研究深入，针刺的治病和镇痛机制将会得到科学的解释和进一步的发展。
不仅仅如此，我国劳动人民在医疗养生保健活动中，还积累和创造了其它很多宝贵的“信息疗法”。如：心理疗法、思维疗法、物境疗法、生物钟疗法、生理饥饿疗法、睡眠疗法、想象疗法、信念疗法、静思疗法、善美疗法、阅读疗法、技艺疗法、音唱疗法、笑骂疗法、暗示疗法、音乐疗法、幽默疗法、认识行为疗法、精神分析疗法。还有在临床上经常使用的气功疗法、埋线疗法、刮痧疗法、灸法等等。另外，在中医诊断学中的切脉就是一种很抽象的“信息”诊断法，它是通过对脉搏的动态信息变化来进行分析、推测和辩证诊断的。在中药治疗学中，是很强调中药性味的归经和配伍的，其中药味的甘、辛、苦、寒，其实就是一种可以传输给机体的信息，并通过经络信息网络传递给所要治疗的脏腑器官。而现代的中成药几乎是完全去掉了中药的味，只取其性，因而其效果大打了折扣，所以对中药进行化学提纯或深加工，并不一定是很理想的选择。
中医的经络学说一直是科学界关注和广泛研究的课题，科学家一直试图想找到它的物质结构形态。可最终所得到的不是神经，就是血管，要不就是网织的胶原纤维组织，根本没有属于经络自身的物质结构或组织，其实，如果我们按照中医学“天人同理”思想，将经络与现代的信息网络类比，就不难明白，现代通信网络是由不同的地域(局域网)、系统网、有线网和元线网等通信子网互联而成的一个很大而且开放的通信网络。并且还有电信网、广播电视网和计算机网等三大异质网络系统。它们的传输途径和媒介有光纤传输、电缆传输、卫星传输、地面微波接力传递等等，还可以互相转换信号，如：模数或数模转换等。我们的神经系统、血液循环系统，就如同有线通信子网，机体还存在一个无线通信子网，如：内分泌激素、免疫系统等。这些机体通信子网的互联通讯就构成了一个人体完整的信息网络系统。所以，我们可以把经络系统理解为神经系统、血液循环系统、内分泌激素、免疫系统、细胞间的联系等组织、器官和系统的信息子网的互联，即人体信息的互联网络。
中医的相生相克理论认为，机体的五脏六腑、四肢百骸都存在着相互化生和相互制约的关系。中药的配伍也存在其相生相克的关系。世界的万事万物都存在着相生相克的关系。所以，机体(个体)与机体之间也有一个相生相克的关系。这种相生相克其实就是一种生物信息的相互生成或互相冲突(干预)。因而，在临床医疗过程中，我们可能会发现这样的一个现象：对同样一个人，两个针灸师采用的是同样的施针方法，选择的也是同样的穴位，可是达到的效果却不一样。这种情况一般认为是由于针灸师的临床经验不同而造成的。其实这里面也应该存在一个机体之间生物信息的相生相克机制问题。如果一个针灸师的生物信息场与病人的信息场是相克的关系，那么他对病人进行针刺信息调节治疗，其效果肯定是不理想，甚至可能还会加重病情。同样，施行气功导引和推拿的医师也存在这种现象。还有，同一名医师，他在不同的时期行医，也可能表现出在不同时期虽然采用的诊治方法一样，但临床诊治效果却不同。这可能是这名医师在不同时期，因自身的身体状况和精神因素变化而造成的生物信息动态变化所致。其一定时期的生物信息可能刚好与那些病人的生物信息场相生，所以治疗效果好。而另外某一个时期的生物信息场不好，正好与病人相克，所以治疗效果不佳。其实，这也反应了中医学要求行医者必需注意个人修练，保持心静、气调、神清的医德思想境界。
中医的脏象学说中的“象”是指什么?所谓“象”就是脏腑所表现出的动态的时空信息变化，即“时空信息花样”。中医学的“形、气、神”正好与我们所说“物质、能量和信息”是一一对应的。只是中医学缺乏对现代科学知识的引入，加之信息科学发展较晚，以致无法揭示“神志”的内涵致使中医学显得有些神秘摸测，甚至有的人还对他的科学性表示怀疑。随着生物信息学的研究和发展并逐步引入中医学的研究中，相信一定会使中医学重新大放光彩。
中国的气功科学尽管还有不少疑点，但确能强身治病，这是举世公认的。气功强调“调心”、“调神”、“调息”、“以意领气”、“意念观想”等。这可能都是强调用意念和精神因素来调节或控制神经、免疫、内分泌等信息经络系统，使其达到健身、治病和提高生活质量的目的。在气功文献和气功医学实践中，有迹象表明(当然还不是证实)大脑中想象的愿望、状态、图景、符号、口决、童趣，以及想象的动作、行为、刺激、过程等，都可通过经络信息系统的调控作用而影响人体生理活动，并可强身治病。这与西方医学和心理学中的“摸拟情绪”影响免疫和内分泌功能有着异曲同工之妙。
3．2现代医学中所体现出的信息医疗思想和方法：过去人们流行的观点是“生命在于运动”，并把死亡的标志确定为以呼吸的停止、心脏的停跳为标志。随着近几十年来脑科学的研究与发展，人们对于脑在整个机体中的重要地位的认识已日益深刻。脑是人体的信息中枢，人体的各个组织、器官和系统都受它的调节和控制。科学研究显示，人类大脑工作时，大脑的神经细胞会从大脑以外的细胞那里搜集信息，并把这些信息综合起来作出判断，然后再输出指令，让人体的某些部位做出相应的反应。对于端起一杯咖啡这一简单的动作，就需要几百万个神经细胞的协调工作。美国国立老年研究所使用计算机控制的电子显微镜测定，经常用脑的老年人脑细胞比一些中年人还多。国外学者通过调查5000名已故的运动员后发现，他们当中多数人的寿命短于一般人。美国学者马劳斯在研究不同职业者的寿命时也发现，超级球星和优秀拳击运动员的寿命比学术上有成就的学者、专家平均短8~83岁，究其原因是因为长时间进行剧烈运动会使人体的新陈代谢长期处于旺盛状态，缩短了人体细胞分裂的周期，从而加快了机体器官组织的磨损与衰老。而经常使用大脑的人，由于大脑的信息调控作用，使机体各部位的协调运动，保持动静平衡，进而达到延年益寿。据此，有人将“生命在于运动”的命题引伸为“生命在于脑运动”。并且现代医学对死亡标志作了新的认定，即脑死亡是人死亡的主要标志。因此，人体健康首先是应该脑的健康和运动。
现代医学也已充分地注意到了心理、精神和社会因素对健康和疾病的影响，例如：心理和精神因素对心脏病、高血压、胃溃疡、糖尿病和癌症等均有很大影响。于是，就有了心理医学、思维医学和身心医学的提法，并运用心理疗法来配合这些疾病的治疗。对癌症的病人一般不直接告知患者本人的患病情况，只告知其家人――这在医学上称为“善意的谎言”，目的是不要让患者的心理负担过重，否则，精神就会夸掉。身心医学就是研究社会、心理和精神等因素与疾病发生与发展关系的一门医学新学科。国外已有人证明，心理刺激可通过氧化自由基而损伤DNA。
人类文明在进步的同时也给人类带来了许多新的文明病。其中以“大脑信息”失控或失调所致的精神心理障碍性疾病最为突出。据世界卫生组织的统计数字，全世界约有5亿人患者有不同程度的精神错乱，有5200万人患有严重精神病，约有1．5亿人患神经官能症，3000万人患癫痫。加上患有精神过敏症和其它心理障碍的人数，估计已占到总人口的20％以上。对于这些精神心理性疾病，现代医学的药物或手术疗法已显得力不从心了，只能采用心理疗法或思维疗法等信息调适方法，也有人把目光投向传统的中医、针灸、气功等信息疗法。从而也使我们看到了这些朴素的信息医疗方法对于现代文明病的攻克，显示出了广阔的发展前景。
在现代医学的诊断学中，心电图和脑电图的检测技术，其实就是一种探触大脑和心脏动态信息的检测技术；现代分子生物学已揭示了基因遗传信息的编码和控制蛋白质合成的信息链板；脑科学的研究也从一定程度上揭示了大脑进行信息搜集、加工、分析、处理并发出信息指令的部分原理；神经生物学、内分泌和免疫学则揭示了一部分机体信息交换、传输和产生反应的机制。随着生物信息学的研究和发展，现代医学在上述这些研究领域一定会取得更大突破和进展。
4生物信息医学的发展前景
“电脑”是人们对电子计算机的俗称，表现了人们的一种愿望――使计算机像人类大脑一样工作。这种仿生技术的发展和应用，必将对脑科学和机体信息调控机制的研究产生巨大促进作用。
迄今为止，科学家们已经模拟出了神经系统的一连串的活动规律，并据此编制出了相应的计算机程序；美、英科学家已合作成功研制出了世界上第一个硅神经元――一种能够模仿生物大脑细胞信息处理功能的微型芯片。这种面积只有01平方毫米的芯片的工作速度，比同样大小的生物神经细胞的工作速度还要快l00万倍；与此同时，日本三菱电机公司也已开发出了每秒可达800亿次的神经元芯片，这一成果把神经元芯片记忆一个字符所需的时间缩短到了万分之三秒。神经细胞是神经系统的基本单元，它采用电子工作方式。硅神经元在模拟神经细胞时，其电子特性和神经细胞一样能够独立运行，有自己的“行为规范”，不受控制者的“指挥”。因此，从理论上说，几百万个芯片就可以组成一个功能强大的“人造大脑”，科学家还研制成了生物芯片，生物芯片传递信息的速度比人类大脑还要快l00万倍。同时，当芯片出现故障时，它可以自我修补，成为一种半永久性的器件。
神经元芯片和生物芯片的获得，为生物计算机――仿生电脑研究带来了勃勃生机。而与之相关的神经元网络研究上的突破，更使生物计算机的研究大大向前推进了一步。神经元网络是科学家们在神经科学、心理生理学研究的基础上发展的，它具有联想记忆、相似性识别和分类、误差较正、时序保留和概括等功能。当神经元网络之间高度连接时，会引起并行机制而使神经元集团具有独特的计算性质，如同人脑的一些高级思维和信息处理或控制功能。试想，生物计算机技术对揭示人类的大脑和生物信息节律的调控机制将会起到多么关键的作用，对于大脑疾病、神经官能症、精神和心理障碍以及癫痫等疾病的有效诊治，其为期难道还远吗?
如今人们常常是，“谈癌色变”因为癌症的确困扰医学很久了，尽管有了很多新药的研究开发以及手术的改进，但这些并非是医治癌症的良方或万全之策。在生物信息医学时代，我们很有可能找到医治它的良方，比如：依据生物信息原理，我们可以研究“修复”癌细胞缺损或变异的信息密码技术，也就是对癌细胞进行“重新教育”使之“改邪归正”，或者是恢复对癌症等病灶的正常生物信息指令控制。这就好比怎样平息一个“地区”的“独立判乱”一样，其武力解决(病灶切除)并非是上策，通过说服教育，使人心归顺，才能算得上对该地真正收复。另外，对于一些组织器官或系统的功能紊乱，可以使用模拟相应的生物信息(信息编程)仪器或电子信息药丸，并设法让它进入该信息系统进行调节控制，使之恢复其生物信息节律的平衡。这种同疾病作斗争的方式的确如同“现代战争”(大家可能看过电视剧《突出重围》……)。在现代战争中，“电子信息战”已越来越突出而重要，与常规武器和生化武器等的协同作用威力也是越来越大。《孙子兵法》中云：“不战而屈人之兵，乃上之上策也”。这不正是信息战的伟大之处吗。同样，我们未来的医疗实践，也必将是以生物信息调节为先导，或将信息调控、药物治疗及手术治疗结合起来以达到协同作战的最佳效果。所以，我们不难预想21世纪的医疗实践将是一个更加先进和完美的生物信息化的医疗时代，或者可以简称之为“信息医学”时代。
生物信息学的作用范文篇10
在高中物理教学课堂中，结合信息技术可以丰富物理教学形式。作为高中物理教学的辅手段，信息化教学有利于完善教学形式，弥补传统教学形式中的不足。需要注意的是，将信息技术融入物理课堂中，并不能取代传统的物理教学模式，只能作为一种多媒体手段帮助物理教学。因此，教师在信息化教学的过程中，要注重将信息技术融入课堂教学中来，充分发挥信息技术的有效性，促进学生与教师之间的双向交流，激发学生对学习高中物理的兴趣性与积极性，要注重教与学的巧妙融合，不可使学生与教师孤立开来。
2.充分利用信息技术提高课堂教学的生动性
在教学过程中，利用信息技术可以为教学课堂创设真实的情境，使学生在教师的带动、指导和阐述下，能更容易进入学习状态，深入物理课堂。从而对物理科学知识有更进一步的理解，更容易掌握所学的知识。信息技术涉及各个方面的知识，从而可以为学生提供更为广阔的资源环境，也有利于提高教学效率，并且方便师生之间的教与学。较传统的教学模式而言，新生教学模式中的信息技术更有利于创设学生的想象意境，拓宽学生的想象空间，培养学生善于思考、善于想象的发散思维。
3.运用信息技术提高教学质量
在信息化教学中，多媒体教学可以利用图片与声音的结合，使得教学更为形象、具体，同时也为高中物理老师的教学降低了难度，这使得课堂气氛变得生动，教学也可以通过视觉、听觉等由抽象变得简单化，教师通过多媒体的演示和对知识点的口头讲解，再加上对难点的重点讲述，这样就可以使学生更好地掌握物理知识。另外，这样的教学模式有利于提高学生自主学习的积极性。使用多媒体也可以为不同的学生设计不同的授课方式，从而在学的基础上实现个性化教学。
4.运用信息技术拓展教学内容
信息技术对课外的拓展延伸也有很大的帮助。随着信息化与物理教学的不断融合，利用信息技术开展课外的研究性学习已逐渐被高中物理老师所采用。在传统的教学模式中，学生不能将老师的课件带回家，但是利用多媒体教学，学生可以拷贝教师的课件，从而在课后独立完成自主学习，并且可以利用网络资源进行深入地自主研究，也能就不懂的问题和教师进行视频交流，达到更进一步的互动，这样就可以打破时间、地域的限制，师生之间的课后反馈也得到了交流，这就大大地提高了教学的效率。
5.提高学生的学习合作探究能力
生物信息学的作用范文1篇11
关键词：物流信息管理教学内容教学设计教学实施
物流信息管理是现代物流运作管理的重要基础，它是高职物流管理专业学生的一门必修课程。教师与学生都应当正确认识到有效利用信息技术开发信息资源，是提高现代物流组织管理水平的重要手段，同时也是培养物流企业及物流组织核心竞争力的重要手段。掌握了本门课程的重难知识点，可以使学生走出校门之后快速适应现代社会物流企业的运作和发展，提升自己在工作中独立思考问题、解决问题的能力。对教师来讲，物流信息管理是一门理论、实践、技术、操作、过程、信息传递等知识兼具的课程，如何设计教学思路，如何更好的在课堂上向学生传递相关知识，培养学生对信息传递、信息作用的理解和信息技术的应用是值得我们思考的问题。
1有关课程设计思路
①对于这种走在知识技术前沿的课程，我们可以打破以知识传授为主要特征的传统学科教学模式，转变为以工作任务（单元）为中心来组织课程内容，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展相关能力。②以任务驱动、项目导向、角色扮演、案例教学等多种方法引导学生在教学过程中进行“手-脑-心”全方位的学习。例如，在教学过程中我们可以借助一些简单的“传话”游戏来让学生体会信息准确传递的重要作用。③把现代教育技术手段的应用融入到课堂，注重现代教学资源建设和使用。比如，多媒体的应用，现代教具的应用。对于一些实训条件较好的院校，可以在授课时借助POS机、条码打印机、手持终端、物流软件等进行实地教学，不仅可以提高学生兴趣，同时可以改善教学效果。④合理组织课程内容，保证学生在校学习内容与实际工作的一致性。现在的学生不会认真学习对自己今后来说没有帮助的知识，所以我们要以企业物流运作为基础，以物流人员的工作过程为导向，合理编排学生的学习单元和学习任务。⑤在完成一定阶段的教学任务后，可以带领学生去相关企业进行认识实习，进一步深化“工学结合”的培养模式，形成“企业参观实习+理论教学+校内虚拟实训+实际操作”的教学过程，打造“实践-认识-再实践”的学习过程，循序渐进的培养学生的职业素养和能力。
2教学内容设计
2.1课程内容单元一物流信息管理概述；单元二物流信息系统技术基础；单元三物流信息系统实用技术；单元四物流信息系统开发；单元五物流业务管理信息系统；单元六物流信息管理系统分析；单元七物流信息系统的运行与安全管理。
2.2学习单元设计
3教学实施建议
3.1教学建议①在教学过程中，要强调理论与实践相结合。②课堂教学中，要适当引入案例（具有典型作用的、较新的）或情境（可以是实际场地，也可以是虚拟的）以帮助学生学习、分析和运用。③强化学生在其他课程中对物流信息的认识（物流信息的使用贯穿于物流管理专业的诸多课程）。④适当运用多媒体教学，采用电子课件和物流现场的教学视频，把抽象的信息管理具体化，更加便于学生的理解和学习。⑤充分利用校内外实训基地，开展“教-学-做”一体的教学模式。⑥充分利用学校现在资源，如图书馆，校园网、互联网等现代信息技术，开展一体化教学，方便了学生自学。⑦充分利用网络资源和实习软件，随着模拟软件的使用，使学生了解不同物流企业的职能及活动流程，今后在企业中工作能更快的适应。
3.2考核评价建议考核的具体方法：一是以成绩评定为主。成绩评定由平时成绩、理论考核成绩和实训考核成绩综合后按百分制进行评定。二是以赛代考或以实操代考。“赛”主要是指评估学生在校期间参加校内外的职业技能比赛所取得的成绩，“实操”主要是指学生实际操作计算机、物流设施设备、现代化工具的基本能力。
4课程资源开发与利用建议
为了使《物流信息管理》这门课程的教学紧随经济、科技、物流动态的发展而调整，教师也应在教学过程中不断提高自身素质，开发多种课程资源，利用现代化的教学工具使学生更好的掌握该门课程的知识和相关物流技能。
①利用现代信息技术开发多媒体课件，课件一定不是照搬教材，文字叙述，而应当包括丰富的内容，开拓学生的思维，集声音、动画、影像于一体，调动学生学习的主动性、自觉性、创造性。②构建校企合作、产学结合模式，充分利用本行业的企业资源，让学生置身于真实情景中进行学习，满足学生参观、实训和毕业实习的需要，教师在学生参与的过程中要注意不断改革教学内容，关注学生知识的学习和能力的发展。③积极利用实训室、微机室、图书馆、各大网站等资源，使教学方式从单一的课堂变为多元化的教学模式，使教学内容随工作过程及学生学习的逻辑顺序而调整。
参考文献：
[1]易灿，黎明，旷健玲，李炫林.高职院校物流信息管理课程模块化教学研究[J].网络财富，2010年8月.
[2]宣玲玲，刘欲晓.高职《物流信息技术》课程项目化教学实施效果分析[J].新疆职业教育研究，2012年6月.
[3]黎晗.高职物流信息管理实务课程教学改革初探[J].物流工程与管理，2010年11月.
[4]高丽娜.基于工作工程的物流信息管理模拟实训课程的开发[J].物流工程与管理，2009年9月.
[5]梁雯，陈来，汪传雷，刘宏伟.《物流信息管理》课程实践与探索[J].宿州学院学报，2010年4月.
[6]章文燕.物流信息管理课程设计[J].中国物流与采购，2011年5月.
生物信息学的作用范文
【关键词】信息论大学物理教学设计
【中图分类号】G64【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2014）09-0182-02
大学物理是大学理工科的基础教学课程，能够帮助学生了解和熟悉自然界物质结构，对于学生的未来发展和生活都有着非常重要的意义。大学物理和其他教学学科相比，大学物理知识较为抽象，教学难度也相对较高，运用合理的教学方法和教学模式对于大学物理教学工作的开展有着非常积极的作用。
一、信息论与大学物理教学的联系
从信息论的基本原理中能够看出，信息论和物理教学之间有着较高关联性，信息论中对信息数据的解释以及信息的传输原理，对于研究物理教学工作来说将起到非常积极的作用。我国高等教育教材由我国教育部门统一编制，根据我国社会发展需求制定人才培养的目标和计划，在教育教学工作开展的过程中，对信息只是进行选择、改造以及组合，不断完善教学内容，提升教学水平，为国家培养更多具有丰富知识的优秀专业人才。
就物理教学来说，物理教学并不是单纯的灌输性教学，而是双向的交流教学，教学过程中的信息交换是一个双向的过程，老师向学生输送相关理论知识，同时学生也会向老师提供一定的信息反馈，老师和学生不存在绝对的信息发出者和接收者，两者的关系是相互的。在课堂教学当中，信息数据经过输入、记忆、变换、加工以及反馈等多个流程，最终才能够真正的完成教学目标，达成教学目的。上述的信息流程都是信息论所研究的主要内容，信息论即是对信息的研究原理，信息论研究信息的计量、传输、变化、使用规律以及反馈等过程，利用信息论对物理教学实施研究，能够从理论的角度寻求改善和提升物力教学质量和效率的有效方法，促进教育教学水平的提升。
二、基于信息论的大学物理教学设计目的
（一）提高信息传播质量，提升教学效率
信息论是应用概率论以及数据统计的方法对信息熵、数据传输等问题的应用数学学科。信息论中指出，信息是生命系统、机器系统等适应外部世界和同步世界所开展的一种交换物质的运动形式。在大学物理教学过程中，教师和学生之间所进行的便是一种交换过程，在这一过程当中，老师的教学内容即是信息，而学生则是接收这些信息的外部世界。要保证信息传输的真实性和准确性，教师首先需要做的，便是对教材的深入了解和分析，掌握教材的教学中心，提炼准确的教学元素，保证信息的输出质量和输出效果，最终实现大学物理教育教学效率的显著提升。
（二）优化教学方法，改善教学质量
从信息论角度开展大学物理教学方法的研究和设计，对于改善教学质量也将起到非常积极的租用。信息论研究的主要方向是信息的传播路径、信息的传播方法以及信息的传播形式，通过改善信息通道和优化信息传播方法，以达到提升信息量和信息传播质量的目的。大学物理教学中引入信息论，能够对大学物理教学过程中教学方法进行分析和评估，指出教学中所存在的问题和不足，根据分析结果选择合理的教学手段来优化知识传播途径，达到改善教学质量的目的。
三、基于信息论的大学物理教学设计
（一）提炼教学元素，准确输出信息
一名优秀的教师，应该懂得如何对信息进行转化，将枯燥的信息转成丰富而生动的图文，使学生能够乐于接受这些信息，让学生能够牢牢地记住教学知识。教材中关键点的挖掘，是信息传输的前提。许多教师虽然课堂教学方法灵活多变，课堂氛围活跃，但是教学水平则一般，究其原因，主要是教师没有真正的抓住教材的主要思想，没有将教学信息完全的传输给学生。因此，教师在大学物理教育教学过程中，必须要抓住信息关键，消除思维屏障。
适当的教学方法，也是提升信息传输效果的有效途径。在教学过程中，教师可以依靠合适的教学方法来提升教学氛围，提升学生对知识的理解兴趣，提高学生的学习积极性。较为常用的教学方法主要有实验法、互动学习法、实践法等多种方法，教师可以根据实际情况采取行之有效的方法达到教学目的。比如，电动势概念一直以来都被人们当做是大学物理教学中的难点和重点，概念的抽象和不便于理解，使得教师难以达到教学预期。针对这类问题，教师可以采用实验法，带领学生进行试验操作，较低教学难度和坡度，使学生在操作过程中能够掌握非静电力的有关概念，激发学生学习积极性和学习兴趣，并牢牢记住非静电力的作用原理和效果。由此可见，从信息论角度来看，教师要想准确的输出教学信息，保证信息输出质量和效果，就必须要重视信息元素的提炼和分析，采用行之有效的方法，以达到教学目的。
（二）精简教学结构，畅通信息渠道
大学物理教学过程中，教师要想实现真正意义上的信息高效率转化，就必须要从教学结构入手。所谓教学结构，就是教师对教学要点的合理布置，课堂教学时间的应用，以及对教学方法的整合。
合理的教学结果，能够使信息逐层增加难度，在不断的探索和理解过程中帮助学生掌握相关知识要点，达到教学预期。大学物理中的许多知识点都相对较为复杂，具有一定的教学难度，教师应该根据信息论进行教学结构的优化和改良。在香农-维纳公示，信息的频带宽越大，则信噪比越高，传递的理想信息量就会越大。信息组块是信息量的一个有效单位，也是测量人短时记忆的最小单位。信息论中指出人的短时记忆容量小于或者等于五个组块时才能够牢固的将信息贮存在长时记忆当中。因此，在实际的教学过程中，应该灵活的运用这一原理进行结构的调整，遵从信息块不得大于5的原则，以4个信息块来设计新的教学结构。
（三）建立信息反馈机制，发挥信息调控作用
在信息论理论当中，信息在完成输出活动之后，信息的反馈则成为信息的重要调控元素。信息的存储和长期保持，必须要有信息反馈的参与。大学物理教学中，教师通过多样的教学方法和教学结构以实现信息的传输目的，帮助学生了解和掌握相关物理学知识。然而，如果缺乏必要的信息反馈和交流，学生将无法完全的吸收和消化信息，这个信息的传输工作也便没有真正的完成。由此可见，建立信息反馈机制是非常重要的，发挥信息调控作用，能够更好的保证教学质量和教学效率。
首先，信息的反馈可以在教学课堂上进行完成。老师在课堂上可以就本堂课所传输的信息提出部分问题，供学生回答和思考。根据学生对问题的回答结果，老师能够较为清楚的了解学生对信息的获取和吸收情况，并根据实际情况来调整教学内容，巩固教学知识。同时，教师也应该在课堂之外加强和学生之间的交流和沟通，在和学生的沟通当中了解课堂教学中自身所存在的问题和不足，并对其进行及时的优化和改善。例如，在楞次定律的教学中，老师便可以围绕这楞次定律提出相关问题：比如，感应电流在什么样的情况下才会产生，当线圈当中有磁感线的时候，线圈就会产生电流吗？法拉第电磁感应定律和楞次定律之间存在什么样的联系？感应电流磁场是如何阻碍原磁场的变化的？会不会将原磁场中的磁感线阻碍掉一半呢？
以上问题的提出，充分的结合了本堂课所传授的知识信息，学生对该问题进行积极思考和分析的同时，也是自身加强记忆和信息回顾的过程，这对于提升学生对知识的掌握能力以及对问题的处理能够有有着非常积极的作用。
四、基于信息论的大学物理教学设计体会
（一）调动学生积极性，提升信息传输质量
通过将信息论与大学物理教学相结合，一定程度上保证了信息提取的准确度和有效性，使教材中教学内容更为清晰的展现在学生面前，避免了信息数据不准确而导致的教学质量低下的问题。同时，结合信息论理论，实现了教学信息传输的准确性，降低了学生的理解难度，调动了学生的学习积极性。
（二）大学物理教学应用信息论开展教学设计的注意点
信息论作为一门专业的应用数学学科，信息论原理较为抽象，导致不同程度的应用困难和障碍，最终影响到信息论的应用效果和教学效果，为此在实际的运用中必须要注意以下几点。首先，应用信息论开展教学设计和教学分析，必须要循序渐进，将教学过程划分为准备阶段、教学阶段和反馈阶段，分阶段应用信息论开展评估和优化。其次，信息的传播是相互的，信息反馈是优化信息传播路径的关键。应用信息论进行教学设计，必须要重视学生的反馈，采取适当的手段在课上及课后开展信息反馈和整理工作，认真分析问题，并解决问题，从而真正的实现教学质量的提升。
信息论与大学物理教学有着非常紧密的联系。大学物理教学本身就是信息传递的过程，而这个过程也是学生双边共同进行和开展的信息交换。教师作为信息的发出者，需要懂得如何去提炼信息元素，如何选择合适的方法提高信息的传播质量和效果，真正实现教学目标的达成，以及教学质量的显著提升。
参考文献：
[1]康天斌.信息论在物理教学中的应用[J].教育时空，2009（11）
[2]鲍鸿吉.物理教学与生活实际结合[J].物理与工程，2010（03）
[3]吴天刚，倪忠强，吴於人.数字化物理教学的设计与实践――大学物理教学设计[J].物理与工程，2009（06）
[4]杨国海，张增常.大学物理教学设计及理论基础[J].襄樊学院学报，2008（08）
