生物技术和生物信息范文
夜上海论坛前言：我们精心挑选了数篇优质生物技术和生物信息文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。
第1篇
信息技术拥有清晰的图画、声音、视频等功能，教师通过教学内容与信息技术的整合，将信息技术中拥有的这些特点与实际教学内容结合起来，让学生通过分解、组合、对比、联想等方式来进行生物知识的串联和整合，在方便学生进行想象的同时，也能进一步完善学生的思维过程，发散学生的思维，帮助学生形成良好的思维方式。学生联想与想象一般具有特定的过程，可以通过信息技术具体的图片、声音、视频等工具激发学生的思维，引导学生进行形象思维。如在学习“人的呼吸过程”这一节课的时候，以往的教学中，教师会强调让学生通过自己进行一次完整的呼吸来体验整个呼吸过程，这样的教学办法显得十分抽象，再加上自己的身体部位没办法完全进行透视或者了解，而别人的就更没办法进行了解，导致教学效果欠佳。在结合信息技术之后，教师可以通过一些反映人呼吸过程中肺部、膈肌、肋骨、胸廓等相对应的器官运行状态的视频或者图片，结合视频、教学教具、模拟实验等方式让学生完整地理解人体呼吸的整个过程。通过计算机辅助进行教学，以丰富的教学资源让学生完整地了解人体呼吸时的状态，可以比较清晰地展示这一教学内容，从而达到激发学生进行积极思维、展开联想，提高学生的思维能力，完善学生的思维方式的目的。
2巧妙利用信息技术，突破教学中的重点、难点
高中生物知识中的一些概念、原理和规律都有着自己的特点和逻辑特征，这些知识都是由前辈生物学家、学者实验、概括、总结而来，显得比较抽象，如果仅仅凭教师的讲授，学生还是很难把握的，会觉得课程十分枯燥，难以理解；如果教师在教学中能够巧妙地运用信息技术，就可以通过信息技术的声像结合化解教学中的一些重难点知识，让学生更容易地理解这些内容，提高学习效率。如在教学“神经调节”中“兴奋的传导”这个难点的时候，教师可以通过计算机技术来模拟出一体化兴奋传导的路线，从而使学生完整地理解兴奋传导机制，化解这个难点，提高学生的学习效率。又如在教学植物细胞的吸水与失水这一节内容的时候，学生对“渗透原理”有些难以理解，教师可以通过展示蔗糖分子与水分子的动态运动过程，引导学生观察分析水分子运动状态和量的变化，通过形象化的画面，学生很快便能理解渗透作用的概念，从而理解这个知识点。可见，信息技术在生物学课程中的应用，将原本静态的知识结构生动化，原来单纯的认知性学习贴近学生的需求实际，便于学生从教学资源的整合中更好地建构知识体系。同时，信息技术打破传统教育的局限，能够从关注学生的情感、态度及价值观上来完善教学手段。生物学科在信息技术的“窗口”化展示中，有助于学生从生物学前沿知识的联系中，激发学生的形象思维和逻辑判断能力，树立远大的学习理想，增进对现代科学尤其是自然科学发展的学习信心。
3通过信息技术，增大生物知识容量
信息技术在一定程度上可以增大生物知识的容量，在课堂教学中教师通过营造一定的教学氛围，使得学生进入到教学情境当中，运用信息技术将生物知识展示在学生面前，不仅可以模拟出生物原理、概念产生的现象，还能激发学生的思维，产生更多的信息，从而让学生将各个知识点有机地结合起来。如在学习“遗传与变异”的时候，在教学结束以后，教师通过计算机准备了一些内容让学生去想象，主要是PPT展示的画面，包括克隆技术的发展、太空生物技术研究、基因研究进展以及袁隆平杂交育种的农业技术等，通过这些内容让学生了解到生物技术的广泛应用，让他们感受到生物技术的快速发展，有利于拓展学生的视野，培养学生对生物学的热爱，从而使学生提高学习效率，激发学习热情。现代建构主义在推进课程知识整合中要强化对学生的关注，生物课程教育是研究生命科学及人类发展的综合性学科，既有生物学基础知识的学习，还包括生物实验内容的完善。因此在利用信息技术与生物学知识的整合中，要关注学生知识体系的自我形成，关注学生学习态度，从知识点的衔接、课程整合程度及方式上，联系学生生活实际，考虑到学生之间的差异性，不断调整知识整合的力度，借助于信息技术的优越性来发挥学生的自主性学习[1]。
4提高教师素养，更好地整合信息技术与高中生物教学
在当今的社会条件之下，要想更好地进行生物教学，将信息技术与教学完好地结合起来，就需要教师不断地提高自身的教育水平。教师应该在具备现代化教学思想和观念的前提下，能够熟练运用信息工具，结合合适的教学内容去进行资料的收集、整理和有效整合，实现教学的最优化处理，让学生能够在教学中完整地认识生物知识的形成过程和演变状态，从而降低学生学习的难度，提高教学质量。教师要真正做到发挥信息技术的能量，适时地利用信息技术进行教学。重视学生的学习过程，教师要从多种教学途径中进行探索，充分利用信息技术的资源整合优势，拓宽学生课堂教学渠道。信息技术在生物学中的渗透与融合，教师要从自身备课活动中强化学科间的知识衔接，勇于尝试，积极创新，以生物学知识为基本，开拓新课程改革的教学思路。同时，面对未来学科间的整合与协作，教师要从学科的发展上主动融入其他学科知识，将生物学与化学、数学、物理学等自然知识进行密切联系，从课堂知识整合到学科知识互补，不断加强学科间的交叉与建构，特别是在信息素养的提升上，教师要从自我观念及信息能力上自觉、主动地学习信息技术，构建多样化生物教学平台与环境，为生物学课堂教学注入新的生机与活力[2]。
5结语
第2篇
关键词：信息技术 生物课程 有机整合
所谓信息技术与生物课程的整合，就是将信息技术广泛地应用于生物教学中，充分发挥信息技术的优势，使得信息技术与生物课程的内容、课程结构、课程资源和课程实施有机地融合在一起，成为一个和谐互动的课程整体。其中，生物科学知识是学习的载体，而信息技术作为工具和手段渗透生物教学中，既能帮助学生学习信息技术，又能培养学生收集和处理各种生物信息，解决生物科学问题的能力。在信息技术与学科教学的整合过程中把信息技术、信息资源、信息方法与课程的教学目的、任务、内容有机结合在一起，可实现信息素养与学科素养互惠双赢。
一、结合生物学科的特点，创设情境，激发兴趣，使信息技术与传统教学媒体共同为教学服务。
生命现象和生命活动是丰富多彩、生动活泼的，生物教学要体现学科特点，坚持生物教学的直观性实物性原则，在制作课件的过程中要注意技术的服务性及技术的运用，要为学科教学服务，符合心理学、教育学和学科教学规律，使技术的运用恰到好处。我们制作的课件应注重简捷性、实效性和必要性，必须考虑生物教学特点，才能与信息技术形成有效的融合。如“植物对水分的吸收”的教学重、难点是根毛吸水过程和细胞吸水原理，但它们既看不到，又摸不着。教学前，我从网上下载了一个“细胞吸水、失水过程”的动画和一个“根毛吸水过程”的三维立体动画整合到教学课件中。教学时，大屏幕上的动画形象细致地模拟细胞吸水、失水的过程，三维立体动画更是将“根毛吸水过程”表达得清晰有趣。活泼的动画感染了学生，一组组生动、形象的画面吸引了学生的兴趣。我适时发问：“植物细胞在什么情况下吸水？”“根毛细胞是如何吸水的？水分又是如何到达植物体内各部分的？”……精心创设的问题情境活跃了课堂气氛，学生情绪很快高涨。创设情境，使原本微观、抽象、看不见、摸不着的生理过程被转化为宏观、形象、有趣的运动过程，降低了教学的难度，学生易于掌握，更激活了学生的思维，激发了兴趣。
夜上海论坛 二、注重学生实践，通过多边互动，调动积极性，凸显信息技术在教学中的应用。
实践能力与创新精神的培养是素质教育的核心内容，与信息技术有效整合是高效教学的必由之路，但信息技术并不能代替学生丰富多彩的实践活动，学生的实践活动是认识的直接来源，必须亲自观察生物学现象的演示，亲自参与到探究活动中，才能将所学的变成自己的东西。所以，信息技术的应用应与学生的实践活动有机结合起来，特别是实验性学科的生物学，要不断加大实验教学的总量，创造条件，开展实践活动，只有丰富的实践活动才能为学生提供创新的环境，学生才有发现和创新的舞台，认知才能深入发展。在“环境保护”一节教学时，我把学生带到网络教室，让学生以小组为单位，围绕“环境保护”这一内容，在局域网和因特网中搜寻有关环境污染事件及对人类造成的影响的信息。很快，学生就了解到“日本水俣病事件”“切尔诺贝利核电站事故”和“英国伦敦烟雾事件”等震惊世界的公害事件，还获得了环境保护的文字资料、图片和与环境保护相关的知识。运用所学的信息技术知识，各小组马上对信息进行加工和处理，并做成幻灯片在网上展示、交流，我及时进行辅导和点评。学生都投入到学习中，并各有所得。教师与学生，学生与学生，教师与教师利用网络充分交流，可最大限度地发挥相互作用的潜能，学习的过程也由消极的接受转变为主动的观察、探索与思考，大大地调动学生学习的积极性。
三、根据学生差异，分层教学，依靠信息技术实现自主学习。
夜上海论坛 利用网络海量的信息资源，同步异步的交流方式，超越时空的信息传递途径等特点，充分体现个人的自主性，把信息技术作为学习的工具，学生作为积极主动的学习者，以类似科学探究的方式，获取信息、交流信息、处理信息，可以达到教学目的。如“蒸腾作用”一节教学时，我制作了资源丰富的课件，学生们带着“什么是蒸腾作用？”“蒸腾作用的部位在哪里呢？”“为什么气孔能完成蒸腾作用？”“植物的蒸腾作用有什么意义？蒸腾作用的原理在农业生产上有什么应用？”等问题投入学习，按照自己的方式和速度进行。这样学习有困难的同学可以反复调看所需内容，完成教学目标；学有余力的同学可以进行更深层次的探究：目前学校大部分树木的叶子正在脱落，这对树木有何意义？校园绿化管理最佳模式是什么？初中生物教学与信息技术的整合，实现了分层教学，使学习有困难的同学得到了帮助，不至于越来越差，失去信心，原本的长处也得到发挥；使学有余力的同学能力得到满足和培养，不至于停留在一般水平上，造成人才浪费，形成多元化、个性化学习行为。
夜上海论坛 四、在课程资源应用中，发挥教师集体作用，集体合作开发课件。
教学媒体是进行教学活动的载体与中介，各种媒体在教育教学过程中都能产生一定的教学作用，对学生的认知发展产生深远影响。传统的教学媒体，如粉笔、黑板、音像资料、录像、投影等，对动物的生活习性、植物的开花结果等不能真实地有规律地展现出来。多媒体课件能弥补这些不足，但课件的可塑性很大，不同的人在开发课件时体现的教学策略、教学方法、教学思想是不同的，且生物教师教学任务重、技术水平欠缺，因此教师可以发挥集体的作用，分工合作，通过校际不断优化形成课件素材库，让信息技术为生物教学服务。
五、在整合过程中应注意的问题。
生物教学与信息技术的整合不仅仅是一种形式，而要注意适时、适量，不能每堂课都强求整合，根据教学目标和媒体效率，“取长补短”和“嫁接”，才能提高教学效率。
夜上海论坛 信息化的学习环境容易忽略个别学生，教师应充分面向不同学习水平的学生，尽可能调动全体学生参与，充分体现信息化教学的互动式，教师作适当的点评、引导和鼓励，形成以学生探讨为主的多元化、个性化学习行为。
课件制作的操作性、交互性要强，在适当的时候应有适当的操作提示，能任意地进入各个环节，便于人机交互，使用时要适可而止，留有空间，使学生能够充分展示自己的思维和想象。
参考文献：
第3篇
1．信息素养和信息能力
夜上海论坛 “信息素养(Information Literacy)”的本质是全球信息化需要人们具备的一种基本能力。信息素养这一概念是信息产业协会主席保罗?泽考斯基于1974年在美国提出的。简单的定义来自1989年美国图书馆学会(American Library Association ，ALA )，它包括:能够判断什么时候需要信息，并且懂得如何去获取信息，如何去评价和有效利用所需的信息。信息素养有9顶标准：①能够有效地和高效地获取信息；②能够熟练地、批判性地评价信息；③能够精确地、创造性地使用信息；④能探索与个人兴趣有关的信息；⑤能欣赏作品和其它对信息进行创造性表达的内容；⑥能力争在信息查询和知识创新中做得最好；⑦能认识信息对构建民主化社会的重要性；⑧能履行与信息和信息技术相关的符合伦理道德的行为规范；⑨能积极参与活动来探求和创建信息。
夜上海论坛 在实际教育中，可以从不同的角度对信息素养的培养。从技术学角度看，信息素养的培养应定位在信息处理能力上；从心理学角度看，信息素养的培养应定位在解决信息问题的能力上；从社会学角度看，信息素养的培养应定位在信息交流的能力上；从文化学角度看，信息素养培养应定位在信息文化的多重建构能力方面等等。教育界共同认为，信息素养不仅仅是诸如信息的获取、检索、表达、交流等技能，还应该包括独立学习的态度和方法，将信息概念和已获得信息用于问题的解决，进行创造性思维的综合的信息能力。例如，利用信息概念解释进化现象。传统的生物进化理论，仅仅从时间进程上或生物系统的结构功能上说明生物界系统进化的历史进程。虽然在逻辑上人们认识到所谓进化应当包含着事物内部某种量的增加或积累，但一直无法给出能够描述进化进程的一般标准量，而只能用笼统的“由简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆生”来描述。运用信息概念，我们可以为进化提供一个一般性的定量标准：进化意味着一个生物系统状态信息量的增加，退化则意味着一个生物系统状态信息量的减少。这种解释对进化问题的理解提高到一个新的科学水平。
2．生物教育中的信息能力培养
1992年，Doyle在《信息素养在全美论坛的终结报告》中提出：一个具有信息素养的人，他能够认识到精确的和完整的信息是作出合理决策的基础，确定对信息的需求，形成基于信息需求的问题，确定潜在的信息源，制定成功的检索方案，从包括基于计算机的和其他的信息源获得信息，评价信息，组织信息用于实际问题，将新信息与原有的知识体系进行融合以及在批判性思考和问题解决的过程中使用信息。Doyle的话，提出了一般意义的获取、处理、评价、表达交流以及应用于问题解决等信息能力的培养问题。刘恩山教授在解析义务教育生物课程标准时，也把注重培养学生的信息素养列为课程标准的突出特点之一。他指出：“对学生信息素养的培养更多的应该在学科课程中完成。”就是说，信息能力的培养不只是信息技术课程的任务，生物学课程中也有许多信息素养培养的教育资源，应当充分加以利用，我们试举例子说明。
1．信息分析方法 信息论把世界的事物都看作是一种信息的实体和一个不断有信息输入和输出的动态系统。根据这种观点，我们可以在信息的获取、储存、加工、传输和反馈的一系列过程中对事物进行认识、研究和改造，这就是所谓的信息分析法。信息分析法的理论来源于《控制论》对反馈过程的研究。维纳在他的《控制论》一书中研究了有机体的自动调节行为，提出所有这些自动调节和自动控制的活动都包含着一种基本的信息流动和信息反馈过程。（图1）
夜上海论坛 图1 自动控制的信息反馈模型
以大肠杆菌对乳糖的利用为例。大肠杆菌生活在没有乳糖的环境中，它的与利用乳糖有关的酶的结构基因便被阻遏蛋白所抑制。当把它转移到含乳糖的培养基上后，乳糖与阻遏蛋白结合使之失活，因而激活了结构基因，产生特定的酶，把乳糖分解成半乳糖和葡萄糖。以上是人们熟知的乳糖操纵子模型。从现象上看大肠杆菌在无乳糖的培养基上几乎不产生与利用乳糖有关酶，在乳糖培养基上，则产生这些酶，而且其数量与需要量相关，这是一种很典型的自动调节的目的性行为。而信息分析表明，这是底物诱导酶的产生，产物抑制酶的合成（负反馈）的结果。这种形式的反馈优点，是可以校准补偿器，使得它对任何种类的不变负载都是稳定的。
夜上海论坛 生命系统的行为中最今人迷惑不解的就是目的性行为。古希腊的亚里士多德提出了用来解释事物本质的“四因说“，他把“目的因”作为事物的根本因素。后来，人们发现在物理世界，运动变化是没有目的性的，它们服从于因果决定性或统计规律性：而生命系统在预定程序的范围内，具有自适应现象，即生命系统如生物体、生态系统等，都能调整其系统的结构和功能，以保证其整体功能的实现。这样的事例在生物界很普遍。例如哺乳动物的体温调节就是依靠神经系统的反馈机制来实现的。在这类调节机构中，首先必须有类似温度检测器的装置，时刻测定体温和体温的高低，并将有关信息传到中枢神经系统，经过体温调节中枢整合后，再向效应器发出信息，引起相应的肌肉收缩、汗腺及血管的改变等，来调节产热和散热平衡，以达到恒温。
维纳的自动控制的信息反馈模型表明，系统的存在和行为除了物质和能量的作用外，信息的流动和反馈作用也非常重要。而且这个模型在自然界和社会中普遍存在，只是在不同的领域中会有不同的表现形式。因此，信息分析方法具有普遍的实践意义。
2．黑箱法是信息分析方法和模型方法结合而产生的一种方法。所谓“黑箱”，就是指那些既不能打开，又不能从外部直接观察其内部状态的系统，比如人们的大脑只能通过信息的输入输出来确定其结构和参数。黑箱方法从综合的角度为人们提供了一条认识事物的重要途径，尤其对某些内部结构比较复杂的系统，对迄今为止人们的力量尚不能分解的系统，黑箱理论提供的研究方法是非常有效的。黑箱的研究方法的出发点在于：自然界中没有孤立的事物，任何事物间都是相互联系，相互作用的，所以，即使我们不清楚“黑箱”的内部结构，仅注意到它对于信息刺激作出如何的反应，注意到它的输入—输出关系，就可对它作出研究。如果我们能设计出一个系统，在同样的输入作用下，它的输出和所模拟的对象的输出相同或相似，就可以确认实现了模拟的目标。在此，信息的输入，就是一个事物对黑箱施加影响；信息的输出，就是黑箱对其他的事物的反作用。事实上人们在对信息进行分析和综合时，很少追求结构 上的相似性，而总是把握信息的、行为功能的观点。例如，目前对神经干细胞的研究还基本处于“黑箱”过程，我们只知道体外培养的干细胞在一定条件下分化成不同类型的各种组织细胞，但我们并 不知道这种细胞向各个方向线性分化的分子调控机制。
夜上海论坛 3．程序意识和程序分析能力
程序是由序列组成的，告诉计算机如何完成一个具体的任务。人类生活在一个“程序设计的世界”里，科学上的发现、社会组织工作、人们的日常生活与学习都按照一定的程序进行；是否善于编排和执行自己工作、生活和学习的程序是人们能否有效地完成各种任务和获得一种有条理的生活的关键。因此，现代人除了传统的读写算意识与能力这些文化知识之外，还应该具有一种可以与之相比拟的程序设计意识与能力。这就是第二种文化—程序设计文化。
程序的问题在生物界广泛存在，例如蛋白质合成程序、生物个体发育程序、细胞生命活动程序等等。以细胞为例，细胞像任何生命系统一样，都有一个发生、发展、衰亡的过程，细胞凋亡就是一种程序性死亡。就是说，除了结构和功能的有序性，细胞还具有时间序。例如，多细胞生物的细胞一般都具有该生物全套基因组，即具备全套遗传信息。发育生物学告诉我们。从理论上讲，有机体的任何一部分，只要其中含有建立一个完整有机体所必需的全部遗传信息，就可以作为一个生殖单位，在合适条件下就可以形成新个体。但实际上这些分化细胞已不能做到这一点了。因为它们虽然具有全套基因组，却不能按发育顺序表达它们。现在，对高等植物细胞，人们能用组织培养的方法，使它们恢复这种能力。而对动物细胞，目前还只能用核移植的方法来实现。
除了生命过程中的程序问题外，生物技术问题也涉及程序。加强技术教育是本次生物课程改革的突出特点。生物技术包括工具和器械、工艺和流程等两个方面。无论哪个方面，“程序”都是基本问题，例如果酒和果醋的实验，其实验程序如图（2）。
夜上海论坛 图2 制作果酒和果腊实验流程示意图
这此事例说明，生物课程可以也应当利用程序问题的事例，培养学生的程序意识和程序分析能力。
4．超文本阅读和概念图
夜上海论坛 文本的阅读和写作是人类的一种基本的信息能力。计算机文化对阅读和写作的影响主要表现在三个方面：⑴阅读和写作的对象从以文字为主，发展为以文字、符号、声音、图像、三维动画、影视等多媒体形式；⑵知识间的联结，从线性联结、螺旋式联结发展成网络式联结；⑶超文本使阅读方式向快速浏览、更多使用检索、必要时精读的方式发展。因此随着计算机的普及，超文本的阅读和写作已成为重要的信息能力。
认知心理学认为，人类的记忆结构是网络式。网络式的记忆结构要求知识元素的呈现和表达是非线性的。在构建知识网络的过程中，“关键词”非常重要，它们是知识网络的“节点”。这种认识与超文本中“链接”的概念是一致的。基于对知识网络和知识建构的理解，人们在生物学课程教学中引入了“概念图”。“概念图”是由节点和连线组成的一系列概念的结构化表征。“概念图”中的节点表示某一命题或领域内的各概念：连线则表示节点概念间的内在的逻辑关系。例如在学习光合作用和蒸腾作用后，进一步学习植物对环境的影响，可以形成以下概念图（图3）
参考文献：
