生物信息学方法精选(九篇)
第1篇：生物信息学方法范文
一、 以课堂演示课件为主，由原来的人灌变成了机灌
信息技术在我国是一门新兴的技术，发展快，综合性强，在实际的教学中部分教师在应用信息技术进行教学时，只是单纯的课件演示，由原来的人灌变成了机灌，花而不实。在全面推进素质教育和利用现代教育设施进行教学的今天，一些教师片面地认为只要运用教学软件进行教学就是教学的改革和创新，就能促进教学。课堂上教师通过课件演示把教学内容呈现给学生，尽管有些生物课件内容丰富，能刺激多种感观，设计的也比较真实，但由于过多注重形式，追求课件华丽，缺乏师生间的交互性，学生就象看了场电影，使学生在课堂中听起来欣然，课下想起来茫然，在整个课堂教学过程中没有发挥出学生学习的主动性，缺乏对问题的探究，教学效果不理想，没有真正起到促进教学的作用。如果要真正实现信息技术与生物课程的整合，在教学中通过信息技术给学生创设一个自主、探究、合作的教学情境。例如在学习基因连锁和互换规律时，在教师引导下利用仿真果蝇模拟实验软件，让学生根据自己已掌握的分离规律和自由组合规律，探究、掌握基因连锁和互换规律，这样学生对学过的知识掌握的牢固，理解的透彻，并且能够融会贯通，在已掌握的知识基础上建构新知识，还能突出教学中的重点，突破教学中的难点。
二、 学生玩电脑游戏使教学不能顺利进行
有些学生学习自觉性差，在信息技术教学课堂上，他们一进入多媒体教室，启动微机后就开始玩电脑游戏。没有接入互联网的计算机，就把光盘或 U 盘中的游戏安装到计算机上，接入互联网的计算机就玩网上游戏，除了玩游戏还进入 QQ 和 UC 中聊天。由天受玩游戏同学的影响，教师把较多的时间用在了强调课堂纪律上，用在教学的时间就少了，那些不玩游戏的同学也不能专心学习。要改变这种不良现象，在课堂教学上要树立每个学生都能学好生物学的观点，包括“调皮”、“后进”和“学习能力较差”的学生，教师要善意地了解每一个学生的心声，关注他们的发展，在探究活动中鼓励他们发表自己的见解，真正落实因材施教的原则，对每个学生的评价必须公正，不但要看学生成绩，而且还要看学生的进步，激励那些“调皮”、“后进”和“学习能力差”的学生好好学习，提高他们的科学素养，让每个学生通过学习都得到发展。
三、夸大信息技术的效果 , 完全用信息技术取代传统的教学
第2篇：生物信息学方法范文
关键词：大数据；生物信息学；教学探索
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）29-0210-02
一、引言
生物信息学是由生物学与数学、计算科学交叉形成的前沿学科，主要通过研发并应用计算机技术及数学与统计方法，对海量生物数据进行管理、整合、分析、建模，从而解决重要的生物学问题，阐明新的生物学规律，获得传统生物学手段无法获得的创新发现。生物信息学是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一，是多学科之间的交叉领域。因此，做好生物信息学教学工作对提高生物信息学研究水平具有重要的理论和实践意义。
随着高通量测序数据的大量出现，生命科学已经进入到大数据时代，生物信息学研究的重点将转移到组学的研究上。相应地，生物信息学教学的重点也要从单个基因的分析转向多个基因甚至在组学水平的分析。在生物大数据背景下，对生物信息学专业的人才需求也将越来越大。本文结合生物大数据的特点和教学经验，谈谈目前生物信息学教学中存在的问题，并针对这些问题提出自己的建议和方法。
二、生物大数据的特点
“大数据”一词最初起源于互联网和IT行业，它具有数据量大、数据多样化、高速、有价值等特点。生物大数据不仅带有“大数据”的特点，而且具有生物数据自身的特性，具体表现在：
1.数据量大：全球每年生物数据总量已经达到EB量级，完整的人体基因组有约30亿个碱基对，个体化基因组差异达6百万碱基。同时由于高通量测序成本的下降，目前大量的生物物种得以全基因组范围的基因组从头测序、重测序以及转录组测序，积累了大量的生物数据。
2.数据种类多：由于测序仪器种类繁多，产生的测序数据格式也各不相同。除高通量测序产生的基因组和转录组数据外，另外还有蛋白组、代谢组、表型组、相互作用组的序列数据和结构数据。
3.数据增速快：这主要体现在数据的急剧增长速度上，几乎每一周都有关于某一物种的全基因组或者转录组测序的信息。尤其是随着新一代测序技术的发展，更大数量级的基因组数据产出日渐增加――每台高通量的测序仪每天可产生约100GB的数据。
4.数据价值高：随着生物信息学的发展，越来越多有价值的信息可从生物数据中挖掘出来，这些价值不仅体现在生物科研领域，而且已应用于农业和医学等领域。
三、大数据背景下生物信息学教学中存在的问题
经过多年的发展，生物信息学教学虽然有了一定的提高和改善，但还存在一些问题，主要表现在：
（一）课程设置不合理
生物信息学是由生物学与数学、计算科学交叉形成的前沿学科，对生物背景的学生来说，需要掌握计算机和数学特别是统计学方面的知识和技能。但由于受课程设置的影响，很多学校只把C语言作为计算机的必修课，而没有在大一或者大二年级开设概率论和数理统计，并且生物统计学等课程也只是在大三或者大四才作为选修课或者限定选修课来开设的，造成部分开课专业学生的数理基础比较薄弱，因此在后续学习中存在一定的困难。
（二）教材内容不够全面
由于生物信息学发展日新月异，各种分析生物大数据的算法、方法和软件层出不穷，并且其更新换代是非常快的，而国内外相关教材的内容不够全面，并且其更新速度较慢，不能紧跟生物信息学的最新发展，造成教师在授课时要综合多本生物信息学教材的内容，不利于学生对生物信息学内容的全面掌握，从而制约了生物信息学教学的发展。
（三）教师的教学方法单一
生物信息学课程目前虽然在很多院校已经开设，但由于该学科对教师的授课水平和学生的学习能力要求较高，目前多数学校对于生物信息学的授课方式还是以教师讲授为主的填鸭式教学方式。随着大数据时代的到来，传统的教学方式和方法远不能满足生物信息学教学的需要。
四、生物大数据背景下生物信息学教学的建议和方法
为了适应大数据背景下生物信息学的教学形势，针对目前教学中存在的问题，作者结合自己的教学实践，建议从以下5个方面改进和提高生物信息学教学。
（一）合理设置基础课，强化基础理论
生物信息学是一门交叉性很强的学科，以复杂而强大的理论体系作为支撑，所涉及的内容包括计算机编程、信息检索以及数据库技术等。为了让学生学好生物信息学这门课程，各院校可以合理设置生物信息学的专业基础课，将生物信息学课程定位在大三或者大四年级学生，在大一、大二年级做好高等数学、数据库原理以及Perl语言等与之相关课程的教学工作，这些学生在掌握了一些与生物信息学相关的基础理论知识后，其对生物信息学的学习能力和理解能力才会有较大的提高。此外，学校要鼓励学生了解国内外有关大数据和生物信息学技术的发展趋势，并推荐有代表性且通俗易懂的文章和书籍，以强化学生的基础理论体系，为生物信息学的学习提供必要的知识储备
（二）培养大数据意识，加强对大数据分析的科学素养
生命科学研究已经进入到大数据时代，生物大数据的挖掘已经在农林科学、医学等领域产生巨大的效益，所以我们要培养学生树立大数据思维意识，全面认识生物大数据带来的机遇和挑战。生物信息学以生物数据为对象展开分析，它同时具备具体性和抽象性的特点。具体性是指以数据为对象挖掘出的生物学知识是客观存在的，其对生物学规律的解释性较强；抽象性是针对生物信息学中的理论和方法而言的，一般要求学生具有一定的生物信息学专业基础。在进行生物信息学教学时，要激发学生的学习兴趣，逐渐培养学生的大数据意识，规范学生对大数据分析的基本方法。可以通过实例，让学生参与到具体的生物信息学分析中去，以便理解生物信息学数据分析的基本操作流程，并在业余时间开展生物大数据在农业和医药行业成功应用的案例调查，以便激发学生利用生物信息学手段分析大数据的热情。
（三）优化教材内容，精心安排教学内容
鉴于目前生物信息学发展速度快，而国内外相关教材的更新速度较慢，所以要求在生物信息学教材的选取方面要下大力气，并且在授课时整合各个教材的优点。一般在生物信息学授课中整合以下三本书的内容：David W. Mount编写的《Bioinformatics Sequence and Genome Analysis》、李霞主编的《生物信息学》以及陈铭编写的《生物信息学》。
在教学过程中，为了使学生在有限的课堂教学时间内掌握生物信息学课程的主要内容，首先要优化课程教学体系，统筹安排教学内容，在生物信息授课中要抓住以下两条主线：序列―结构―功能―进化；基因组―转录组―蛋白组―相互作用组―代谢组，多组学贯穿。同时针对不同专业的特点与人才培养目标要求，合理分配各章节的教学课时，做到突出与专业密切相关的内容重点精讲。如在生物技术专业中，增加课时讲授分子药物设计章节，不仅要让学生了解生物信息学与分子药物设计的关系，而且要让学生掌握计算机辅助药物设计的理论方法以及软件操作。因此，以生物信息学教学内容的两条主线为依托，紧密围绕各专业的培养目标，做到理论联系实际，构建的教学体系和教学内容既能让学生掌握学科的知识理论体系，又有利于培养学生理解、分析、运用学科知识解决实际问题的能力。
（四）合理选用教学方法，提高教学效果
实践表明，不同的教学内容采用不同的教学方法授课可以收到良好的教学效果。为实现生物信息学课堂教学目标，完成相应的教学任务，教师要根据每堂课的教学内容，采用合适的教学方法，调动学生学习的积极性和主动性，提高课堂教学效果。可以从解决问题的角度出发进行理论教学。在理论课教学中，如果仍沿用传统的灌输式教学模式，肯定达不到预期的教学效果。课堂教学还可以根据需要，适时融入案例教学、问卷调查、多媒体展示、影片教学等方法，提高实际教学效果，培养学生的综合素质和创新思考能力。
上机实习注重发挥学生的主观能动性。生物信息学是一门实践性很强的课程，上机实习是教学的重要环节，它不但能够帮助学生更好地理解理论课所学知识，而且能够提高学生运用生物信息学的理论和方法解决实际问题的能力，对培养学生独立思考能力、观察能力、动手能力起着重要作用，更是培养学生创新能力的重要途径。
（五）理论和实践相结合，注重考核的灵活化
生物信息学是一门融合了多个学科的实践性很强的课程，对应的考核方式应该与其他专业课程有所区别，其最终的成绩不应该只以理论课考试的成绩为准。理论知识的考核注重学生对生物信息学基本概念、分析流程和主要分析算法的掌握情况，主要以试卷考核的方式为主，采用统一考核方式和评判标准。对于上机技能的考核，主要强调的是学生对不同类型数据进行分析时应掌握的相关软件使用技能的考查，也应纳入到学生的成绩考核中，我们认为理论考试占70分、实习成绩占30分是一个好的评价方式。
五、结束语
大数据背景下对生物信息学的教学提出了新的更高的要求。本文针对《生物信息学》教学中存在的问题，结合自己的教学经历对改进生物信息学教学和方法进行了一些探讨。本文认为要做好大数据时代的生物信息学教学，要从强化基础理论、培养大数据意识、精心设计教学内容、创新教学方法和改革考核评价体系等五个方面来开展和抓好生物信息学教学。
参考文献：
第3篇：生物信息学方法范文
关键词：生物信息学 交叉学科 学生培养
一、生物信息学的产生
生物学是一门古老的学科，在人类历史发展的长河中，人类从未停止过对生命奥秘的探索。人们逐渐认识到，虽然生物种类多种多样，但是它们的最基本分子却是相同的。DNA、RNA和蛋白质等分子构成了生命的基本单位，再由细胞到组织、器官，最后器官系统组成完整的生物体。
传统的生物学研究中，由于受到技术水平的限制，生物学家多采用低通量的生物实验方法，其研究对象通常是一个基因或者几个基因组成的通路。在这种情况下，实验后的简单观察就可以满足研究需要。随着生物研究的不断深入，积累了大量实验数据，人们不禁想到，如何把不同的实验结果整合起来？另一方面，随着生物技术的发展，大量新兴技术出现，产生了海量的数据。例如90年代兴起的基因芯片技术，单张芯片就可以测定成千上万个基因在某一状态下的表达情况。1990年启动的人类基因组计划更为生命科学的研究提供了海量的序列数据。面对如此多的数据，以前依靠生物实验研究单个或几个基因的方法很难再适用，生命科学、统计学、计算机科学和信息科学等若干学科的交叉学科――生物信息学应运而生。生物信息学以计算机、统计、模式识别等方法为手段，以生物数据为研究对象，通过对大量生物数据的储存、处理和分析，提取其中有意义的生物知识[1]，从而最终揭示蕴藏在核酸序列和蛋白质序列中的信息，对了解生命活动的基本规律出贡献。
二、生物信息学在生命科学研究中的作用
作为一门新兴的学科，大家对生物信息的作用并不十分明确。很多人认为生物信息学只是为实验科学服务。从广义上讲，这种说法也不无道理，但是生物信息学并不是实验科学的附属品，与生物实验一样，它也是解决生物问题的一种手段。为了解决生物问题，生物学家依靠的是实验台，生物信息学家依靠的是计算机。
在生命科学的发展过程中，以分子生物学的产生为界，可以分为传统生物学和现代生物学。传统生物学和现代生物学取得的成就为生命科学的发展做出了巨大贡献。人类基因组计划启动以来，人们一度认为只要把各种生物基因组的全部碱基排列顺序测定清楚，生命的遗传奥秘就会显露无余，但是真实的情况远不像想象的那样简单。人类的个体发育开始于一个单细胞受精卵，受精卵经过一系列的细胞分裂和分化，产生具有不同形态和功能的细胞，不同细胞之间相互作用构成各种组织和器官。虽然人类基因组中有两万多个基因，但是在单个细胞当中，同时起作用的基因往往是很少的。有些基因只在特定阶段起作用，有些基因只在特定组织起作用。只关心某个基因或蛋白的功能是不够的，因为在不同时空条件下，同一个基因或蛋白的功能可能不同。生物是一个复杂的系统，其表型和功能不仅体现于基因数量和序列的不同，更体现在基因、蛋白以及其他生物分子之间的相互作用之中。因此，把研究对象当成一个整体，系统地分析内部的相互关系尤其重要。但是无论是传统生物学还是现代生物学，都是一门实验学科，生物学的发展中缺乏一种系统思想。生物信息学可以从大量生物数据中提取有意义的生物知识，通过对已有数据的总结，进一步推测生物体的某些性质和变化趋势，生物信息学为大量生物数据的整合提供了可能，与生物实验一样，是生物研究中的一种重要途径。
三、生物信息学学生的培养
生物信息学是一门交叉学科，要求学生具有较好的分子生物学、计算机科学、数学和统计学素养，目前国内只有少数几个学校设立了生物信息学本科专业，大部分的学生都是进入研究生阶段才开始生物信息学的培养。在进入生物信息学专业前，本科阶段可能接受过计算机、统计学、信息学、生物学等某一方面的教育，但要进行生物信息学的研究，大多需要补充其他方面的知识。
生物信息学研究可以分为两类：第一，在深刻理解生物问题的基础上，利用计算技术解决生物问题，第二，为生物学家提供性能更好的方法（算法）。理工科背景学生的生物知识较少，但是对于各种计算方法的原理和使用非常熟悉，对于这类学生的培养，第二类问题比较适合他们入门。在生物信息领域，有很多经典的分类问题。这些问题已经明确了分类目标，并且大都有通用的数据集。但是这类工作也受到了生物学家的质疑，因为大部分工作都是把已有的经典算法用在生物数据上，由于对生物问题不够了解，最后成为只有做生物信息的人才看的方法。这也在一定程度上导致了部分生物学家对生物信息存在偏见，认为生物信息就是提出新算法，做一些数据库。要想真正让生物学家认识到生物信息学的重要性，就要以解决生物问题为根本出发点，即使是做预测方法，也要建立在解决生物问题的基础上。做出更好预测方法的关键是深入理解生物问题并抓住关键特征。举个例子，要把男生和女生分开，我们可以根据很多特征，比如身高、体重、头发长短，虽然大多数情况下来说，男生比女生高、比女生重、比女生头发短。但是只基于这些特征还是会造成很多的分类错误，因为这些特征不是男生女生差别的最根本因素。如果我们是根据性染色体来分，那正确率的提高就非常显著了。在预测问题中，利用五花八门的方法并不是关键，如何能够对生物问题深入了解并找到关键特征，才是最主要的。
作为一门新兴的学科，大家对生物信息的了解还很少，很多人对它的定位也不同。但既然是生物信息，就是先生物后信息，可见生物的重要性。所以，在生物信息的研究过程中，对生物问题只限于表面地理解，势必不能做出好的工作。只有对生物问题有了深入了解，才能发现其中的问题。能够找到值得做的问题，可以说工作已经成功了一大半。当然，解决问题过程中也会有很多困难，比如发现了值得研究的课题，但在解决的过程当中发现某些数据无法获得，或者某些技术超出了自己的能力范围。在这种情况下，可以首先想想有没有其它变通的办法可以解决问题，如果经过慎重的考虑都无法找到，就要果断的放弃。这里要强调一定要慎重考虑，不能遇到一点困难就放弃。
相比理工科背景的学生，生物背景的学生有着扎实的生物学知识基础。但是如果是从本科阶段直接进入生物信息学，由于还没有进行过实验操作，他们对生物问题的理解也很难非常深入。不管是理工科背景还是生物背景的学生，丰富的生物学知识都是进行好的生物信息学研究的前提。在培养学生时不可忽视对其基础生物学知识的传授和教育，并适当引导其对生物学问题的思考。生物学问题可以很大也可以很小。大的生物学问题任何一个懂得基础生物学知识的人都可以提出，但也是最难解决的，比如到底是什么改变使细胞恶变，自身免疫病是如何形成的，心血管病糖尿病等复杂疾病是如何发生的，为何有人容易生某种病而其他人不易感。小的生物学问题就是各自领域的具体研究课题，比如表观遗传学领域的DNA去甲基化酶是否存在，基因表达调控领域的转录起始频率是如何决定的，RNA领域的大量非编码RNA的作用，蛋白修饰领域新发现的修饰如何调控蛋白的功能等等。在脑中提出并试图思考一系列大大小小的生物学问题是对学生培养目标的第一步。这些问题的产生的前提是对生物学知识的熟悉掌握。然而在对学生培养的过程中没必要也不可能告诉他们所有的知识，生物学知识教育的原则是为他们打开门，当他们思考问题的时候知道去哪里找到相关的知识。
另一方面，只有生物学基础知识和问题是不够的。很多问题在生物信息学产生之前就存在了，传统的方法无法带给人们问题的答案。人们一直期待新的方法去理解和解决这些问题。生物信息学的产生无疑提供给人们另一种思考生物问题的方式，为一些经典问题的解决提供了可能。例如最近的大规模的肿瘤基因组测序和分析使我们发现了很多新的肿瘤相关基因[2]。对于生物背景的学生，在教学中要把这样的例子介绍给学生，生物背景的学生在理解信息学理论方面会存在困难。最初很难要求他们理解所有具体过程。但是至少要让他们知道这些方法的基本原理，还有在什么情况下使用。这样在以后的研究中遇到类似问题才能想到应该选择什么样的信息学工具去解决，在具体应用过程中加深对整个过程的理解。生物背景的学生如果想成为生物信息学专家，只会应用是不够的，补充一些计算机、统计、信息方面的基础知识是必不可少的。
生物信息学是一门仍处在快速发展之中的学科。还没有一本教材能够满足生物信息学教学的需要，生物信息学立足于分子生物学、模式识别、计算机科学与技术、数学和统计学等学科，所以学生要先对这些学科的基本概念和系统有一个较为全面和直观的认识，为日后的科研打下坚实的基础。另外，培养过程中要包括大量的实例介绍，对一些重要的应用还加以详细解剖，使得同学们不再仅掌握理论，而是能够学会如何在实际工作中灵活应用这些理论。在此基础之上，向同学们推荐一些最新的论文、期刊、参考读物和相关的学术报告，让同学们能够切身感受到学科发展的前沿，培养学生的创新能力。21世纪是生命科学的时代，也是信息科学的时代。生物信息学在这样的历史条件下产生并壮大，它作为多个领域的交叉新兴学科，对生命科学研究有着巨大的推动力。生物信息学是一门应用性非常强的学科，也是一门非常活跃的前沿学科，良好的教学效果必须以先进的内容体系为基础，我们应时刻注意以科研促进教学，教学科研相长，使教学研究达到更高的水平。
[参考文献]
[1]蒋彦等.基础生物信息学及应用[M].北京：清华大学出版社,2003
第4篇：生物信息学方法范文
关键词 信息管理 物流信息技术 教学改革
中图分类号：G424 文献标识码：A
0 引言
信息管理与信息系统专业属于交叉学科，我校在“信息管理与信息系统”专业建设中，结合西部经济发展的实际需求，确定了信息管理类专业人才的培养方向为制造业信息化方向和物流信息化方向，将人才培养目标行业化，具有明显的行业特色。当前物流业的行业地位在广西区域经济中越来越显突出，物流发展面临西部大开发、中国-东盟自由贸易区建设、“泛珠”三角区域的开发与合作、北部湾经济区建设等四大机遇，物流信息化人才需求量增大。因此面向物流领域的信息化人才培养已成为我校“立足广西，服务区域经济，培养创新型人才”的关键。
“物流信息技术”是我校信息管理与信息系统专业的一门专业限选课程。课程以物流信息技术的功能即在物流作业过程中信息的收集与传输、存储与处理、定位与追踪为主线，以物流信息管理系统的构建为核心，系统介绍条码技术、RFID技术、EDI技术、GPS、GIS技术等理论基础知识、实现原理、功能构成、解决方案及其应用，是一门多学科交叉的综合型、应用型课程。通过该课程的学习，培养学生物流信息管理素质，使学生掌握物流信息的基本知识和基本原理，熟悉物流信息系统的基本构成，掌握物流信息系统的基本技术，具备规划、设计、开发和运用物流信息系统的基本能力，引导学生理论与实践相结合，培养学生的创新意识及理论和实践相结合的综合能力。
1 信管专业物流信息技术课程教学中存在的问题
由于物流信息技术课程通常包括和物流业务活动相关的一些专业技术知识和操作技能，课程教学具有一定挑战性，常见的问题如下：
（1）教学内容重复，更新较慢。课程部分章节内容与信息管理类专业的其他课程（如：管理信息系统）存在重复编排的现象，致使教学内容重复讲授，学生上课缺乏积极性，不便于掌握较新的知识。此外，物流信息技术课程教学内容更新较慢，现有的教材理论知识体系已经落后于物流企业第一线的实际情况，可操作性差，教学内容的前沿性和创新性不足。
（2）教学方法单一。目前，物流信息技术课程基本上沿用传统教学方式，教学过程中缺乏物流技术类知识的系统学习和动手实践环节的培养。教师虽然在部分章节使用多媒体辅助教学，但是受困于缺乏物流企业第一线的资料，导致多媒体教学也只是教师讲解的演示工具，课程教学仍是以教师为中心的讲解者，没有充分确立学生主动参与、发现、探索和知识建构的主体地位，导致大多数学生被动接受知识。这种课程教学方式简单，不利于培养学生的自主学习能力。
（3）考核方式片面。考核方式主要是依靠一张试卷来评价学生对知识的掌握程度，较少考虑考核方式如何有益于教学，有益于培养学生的创造性。学生仅仅是知识的被动接受体，大都附和重复、疲惫应付、无创意地接受。只重视理论知识的考核，导致学生的动手技能缺乏，不知如何将理论知识灵活地应用到实践中去。
（4）实践教学设备匮乏。由于实验室经费有限，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验室设备采购数量很少，不能满足学生进行实际操作的需要。实践教学设备的匮乏是导致学生实践环节薄弱、动手能力差、对理论知识理解不到位的重要原因之一。
2 信管专业物流信息技术课程教学的思考
2.1 改进教学内容
教学内容应突出条形码技术、电子数据交换（EDI）、射频技术（RFID）、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、智能运输系统（ITS）等技术的应用性，演示合理运用物流管理信息系统技术的方法，加大多媒体光盘内容的比例，使得教师在课堂教学中有更多的多媒体内容展现给学生，让学生对教学内容有更为清晰的认识。同时，应该充分利用各种专业论坛、搜索引擎文库、专业数据库等多种途径获得物流信息技术相关知识补充到课堂教学中，大胆使用最新技术文章和国内外专家学者关于物流信息技术发展前沿趋势的相关文章。
2.2 改进教学方式与手段
结合学生的专业基础与理解能力、接受能力，选择合适的教学方法，如：案例教学法等。案例教学法是指以案例为主，运用多种方式启发学生独立思考，通过一系列具体案例的讨论与思考，诱发学生的创造潜能，从而形成学生自主学习、合作学习、研究性学习和探索性学习的开放式的学习氛围的一种教学方法。通过分小组形式进行案例讨论，每个小组须形成一个统一意见，这就培养了学生有理有据地以自己的观点说服别人的能力，同时也可以培养学生的责任意识和团队意识。
2.3 改进考核方式
可以根据实际情况增添一些新的考核方式，比如小论文写作方式等。小论文写作是一种很好的考核方式。首先要指导学生学会利用各种专业论坛、搜索引擎文库、图书馆数据库等获得物流信息技术相关知识，培养学生阅读专业文献的习惯，提高学生的自学能力。然后通过论文写作的方式使专业知识进一步 “内在化”，该方式有助于培养学生灵活、综合运用专业知识分析和解决问题的能力。
2.4 改进实践教学模式
实验室是培养学生的理论转换能力和实践动手能力的场所。在经费有限的前提下，应尽量建设经济实用的实验室，提高学校物流信息技术设备利用率，降低采购和维护保养成本。另外还可以租赁物流企业设备进行实践教学，将实习地点从学校向物流企业第一线倾斜，根据学校的实际情况，和相关物流企业建立合作关系。
3 结语
本文基于信息管理类课程教学任务与要求，分析了物流信息技术课程教学中所存在的问题，并提出了改进物流信息技术教学内容、教学方法、考核方式以及实践教学模式的几点思考。通过教学改革有效提高学生的技能，这不但是社会、企业对人才最真实的要求，而且在当前激烈的就业竞争形势下对学生就业竞争力的提升无疑也起到重要的作用。
基金项目： 新世纪广西高等教育教学改革工程立项项目（项目编号：2011JGA081）“面向广西区域经济的信息管理类本科应用性人才培养的研究与实践”
参考文献
[1] 姜显亮.提高物流信息技术课程教学内容的前沿性和创新性研究[J].武汉船舶职业技术学院学报，2011（6）.
第5篇：生物信息学方法范文
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。
五、结语
第6篇：生物信息学方法范文
1 现代信息技术在物理课堂教学中应用的原则要求
现代信息技术在物理课堂教学中应用的目的无非就是实现教师教学方法和学生学习方式的多样化。现代信息技术服务于物理课堂教学的本质不变。因此，合理利用现代信息技术进行科学的物理课堂教学设计，有助于充分调动学生在物理课堂上的学习主动性，积极性。激发学生学习物理的兴趣。从而达到培养学生创新精神与实践能力的教学目标。实现现代信息技术环境下的素质教育。
1.1 要明确为丰富物理课堂教学方法而利用现代信息技术的目的。力求现代信息技术服务于物理课堂教学和学生的全面发展需要。避免单纯为了课堂教学方式的改变而使用现代信息技术。导致偏离物理课堂教学目标。在学生必备的基础知识和基本技能都不掌握的时候，就试图培养学生的综合素质或其他能力。违背教育教学规律。从而影响物理课堂教学三维目标的实现。
1.2 在活跃物理课堂教学气氛的同时要保障学生学习的效果。不用现代信息技术也可达到同样或更好的课堂教学效果时，坚决不用。应用现代信息技术不是为了简化课堂教学过程，更不是为了老师的方便。否则，将导致学生雾里看花，影响学习效果。达不到课堂教学目标。
1.3 在物理课堂教学中要引导学生使用现代信息技术，而不是教师独自炫示现代信息技术。课堂教学是以学生为主的，教师应创造机会，鼓励并帮助学生学会选用合适的现代信息技术工具，有机结合各种技术手段和数字化学习资源。帮助和支持学生自主学习。
1.4 以实际探究实验活动为主，现代信息技术模拟仿真实验活动为补充。注意虚拟环境与真实情景的本质区别。一切从学生的实际出发，以社会实践活动为主，人和电脑虚拟交流活动为补充。创设切合实际的课堂教学环境，培养学生的科学素质。
2 现代信息技术在物理课堂教学中应用的有效方式
现代信息技术在物理课堂教学中应用的根本目的是为了更好地实现课堂教学目标。因此要充分利用现代信息技术优势为物理课堂教学服务。使现代信息技术应用达到传统物理课堂教学无法达到的教学效果和学生学习效果。以下是现代信息技术在物理课堂教学中应用的两种有效方式。
2.1 把现代信息技术作为物理课堂演示实验的补充工具。现代信息技术介入物理课程，丰富和活跃了物理课堂教学气氛。由于课堂资源发生了变化。过去只有粉笔，黑板等单调演示工具的现象，已经有了深刻的变化。如今，现代信息技术可以模拟演示实验，使物理课堂教学方式。向多样化发展。教师可以在互联网上选择合适的演示实验素材，应用到自己的课堂教学中，把抽象的微观世界和瞬时变化的物理现象，通过现代信息技术形象演示给学生。抽象概念，定理，定律通过现代信息技术形象展现出来。现代信息技术的这种应用方式有利于丰富课堂教学情景，有利于激发学生学习兴趣。多媒体的直观演示有效地帮助学生观察物理现象，理解物理概念。例如，“声波现象”，与“电磁”问题，学生难懂。教师可以用电脑模拟演示各种形式的波动现象和各种电磁现象。生动又直观。又如，在“二力平衡”和“光的反射与折射”的教学设计时，利用电脑来辅助演示实验，达到形象直观的目的。同时又能准确地反映各物理量之间的定量关系和动态变化关系，既突破难点又提高了课堂教学工作的效率。收到事半功倍的教学效果。使物理课堂教学工作进行得生动活泼。
2.2 把现代信息技术作为物理情景设计和展现的工具。利用电脑及网络工具，再根据物理课堂教学内容需要设计物理情景，并通过多媒体播放出来。让学生通过观看这些物理情景，积累视觉，听觉等感性认识，使学生认识顺利上升到理性认识的高度。有利于学生对知识内容掌握。学生通过现代信息技术展现的自然景象进行观察思考产生学习兴趣，不断提高分析问题，解决问题的能力。通过现代信息技术设计的模拟实验环境，让学生在虚拟的实验环境中实际操作体会，培养学生科学探究精神，掌握科学探究方法。利用现代信息技术设计符合实际内容的物理课堂教学情景，使学生对物理情景有身临其境的感觉。很容易把握物理现象的本质。利用现代信息技术设计仿真情境，让学生在仿真的情景环境中学习，激发思维联想，引发好奇心。有效地提高学生自主探究学习的能力。有利于培养学生的科学素质。
3 现代信息技术在物理课堂教学中应用的反思
3.1 物理课堂教学内容的现实化。物理课程标准的实施，使物理课堂教学内容形成开放式。如今是电脑网络化时代，学生上网很容易获得许多课程资源，这就要求教师不断更新知识，扩大知识面，才能准确地把握物理课程标准。从学生实际出发，结合物理课堂教学实际，有效地利用与物理课堂教学有关的资源，对物理课堂教学内容进行信息化处理。形成符合本学校实际的课堂教学内容体系。有效地实施课堂教学，实现教育教学目标。
第7篇：生物信息学方法范文
关键词：物流；信息技术；课程设计
一、课程的定位
现代物流业的核心是信息技术和供应链的一体化，而供应链的一体化又以信息技术为基础。在国务院出台的规划措施中，明确指出要提高物流信息化水平，推进物流技术的创新和应用。因此掌握了信息技术的现代物流人才成为现代物流业发展的急切需求。我走访了多家生产、服务和第三方物流企业，进行了人才需求和岗位标准调研。通过调研，我发现学生毕业后无论从事何种岗位、何种层次的工作，物流信息技术应用能力都贯穿其中。因此我认为《物流信息技术》是物流管理专业的核心能力培养课程，课程立足于物流岗位群，主要面向从事物流业务的基层管理者，着重培养学生掌握、运用和管理物流信息的基本能力，以适应物流行业和企业信息化对人才的需要。
在高职三年制物流管理专业人才培养方案中，《物流信息技术》应开设在第四学期，是一门专业核心能力培养课程。其前导课程是《计算机应用基础》《物流管理基础》《管理学基础》，这些课程为《物流信息技术》的顺利学习提供了基础和保障。与其相关的课程有《仓储管理》《运输管理》《配送管理》等岗位专用能力培养课程，它们一起为后续的实训、实践类课程提供了支撑作用。
二、课程设计理念与思路
1.设计理念
本课程基于工作过程进行校企多方合作开发，根据物流企业的相关岗位典型工作任务设置项目，本着服务地方物流企业的宗旨安排教学内容。同时打破了原有的以理论为主的内容结构和顺序，依据第三方物流企业的典型业务流程（工作过程），根据工作任务进行课程项目设计，重视实践教学，强调在做中学、做中教。
2.设计思路
通过人才市场和岗位标准调研，我们了解了物流岗位群所需具备的信息处理能力，确定了本课程的知识目标、能力目标和素质目标，主要培养学生采集、处理、应用、管理物流信息的能力，通过学习，使学生成为“厚基础、精技能、高素质”的物流专门人才。
根据课程能力要求，分解物流信息理论知识和实践技能，进行课程内容设计，在进行课程内容设计、课程体系构建时，要根据工作岗位对工作任务进行分析，通过行动领域向学习领域的转换实现课程内容设计，确定学习情境，实施项目教学。在充分论证的基础上，征求合作企业意见，制定课程标准，进行课程设计和单元设计，以便更好地指导教学活动。
三、课程内容选取与安排
课程内容的选取原则依据学生认知及职业成长规律，以工作任务为线索，适应项目课程教学组织的要求。依据认知及职业成长规律，把课程主要内容分为业务操作层和管理规划层两个层面。
在业务操作层，以物流信息的数据流动形式为主线，依据物流活动中管理者对信息的采集、传输、跟踪、加工和存储设置相应的教学单元，采取项目驱动的教学方法，展开教学活动。在管理规划层设计的教学单元为：物流信息系统开发认知、物流信息系统调查分析、物流信息系统开发设计、物流信息系统实施管理。通过学习，使学生在学会采集、处理信息的基础上，能够简单地对信息系统进行维护和管理，为从优秀员工晋升为职业经理打好基础。
在实践教学的安排上，建立了“4+1”实践教学体系，由四个单项岗位工作技能和一项综合技能实训组成，四个单项岗位技能即指从企业真实情景中提炼的仓储技能实训、运输技能实训、配送技能实训和客服技能实训，综合技能实训即物流供应链一体化实训，通过模拟操作，使学生的操作水平直接与工作岗位对接。
四、教学模式方法及考核评价
1.教学模式
本课程教学时采用“校企合作、项目导向、任务驱动、理实一体”的教学模式，利用校企合作单位真实化项目和工作任务开展教学，达到“教、学、做一体化”，提高学生的实践技能。
2.教学方法
在实施项目教学时，采用“导、教、学、做、评、总结”的教学过程，由教师引入工作任务，教师引导学生分析任务，教师演示学生模仿，学生独立完成任务，并进行评价和总结。
具体采用的教学方法有讲授法、视频教学法、项目教学法、任务驱动法、案例教学法、角色扮演法等。在理论知识传授上一般采用案例教学法，我们准备了充分的案例引导学生情境学习、趣味学习。在实践教学环节一般采用任务驱动教学法，针对每个任务下达任务单、任务描述，展示任务步骤，并配有实训指导，学生完成任务时要提交实践报告。
3.考核评价
学生评价采用分层式考核方式，由过程性评价和终结性评价组成，各占50%。其中过程性评价由分项目考核和其他日常考核组成，项目考核成绩就是四项工作任务的成绩。在重视技能的同时也不能忽视理论学习，终结性评价由理论考核和综合技能项目考核组成，各占20%和30%。
随着我国物流业和信息技术的发展，物流信息技术的变革很快，很多企业适时地采用物流信息技术和信息系统来提高工作效率和自身竞争力。作为培养高素质技术技能型人才的高职院校，一定要紧跟行业发展和社会对人才的需求，不断更新教学内容和教学方法，提高学生的专业素养，使学生更好地适应工作岗位。
参考文献：
[1]张玉娜.基于项目化教学的高职物流信息技术课程标准设计[J].物流工程与管理，2014（11）.
第8篇：生物信息学方法范文
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collins f博士在华盛顿隆重宣布人类基因组计划（human genome project，hgp）的所有目标全部实现［3］。这标志着后基因组时代（post genome era，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。tang sy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（toyohashi university of technology） 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：
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［25］苏晨曦，潘迎捷，赵勇等.疏水网格滤膜技术检测食源性致病菌的研究进展［j］.微生物学杂志，2010，30，（6）：76-81.
第9篇：生物信息学方法范文
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collins f博士在华盛顿隆重宣布人类基因组计划（human genome project，hgp）的所有目标全部实现［3］。这标志着后基因组时代（post genome era，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。tang sy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（toyohashi university of technology） 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。
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