生物學習論文大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇生物學習論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

醫學細胞生物學是一門以細胞生物學和分子生物學為基礎，探索研究人體細胞發生、發育、增殖、衰老、死亡以及細胞結構與功能的異常與人類疾病關系的學科［1］。醫學細胞生物學是臨床醫學、檢驗醫學、口腔醫學、預防醫學等醫學專業的一重要基礎課，同時也是生理學、病理學、免疫學、組織胚胎學、藥理學等醫學基礎課程以及后續臨床課程的基礎［2］。學習醫學細胞生物學的基本理論知識有助于醫學專業學生從分子細胞層面理解人體生命活動規律和疾病發生發展進程，為專業課學習和后續的科研工作奠定堅實的理論基礎［3］。醫學細胞生物學是一門實驗操作性極強的學科，實驗教學是這門課程教學工作中的重要實踐環節，在培養學生動手能力、實踐探索能力和科學創新能力等方面具有重要作用［4-6］。傳統的教學理念和教學方法已經不能滿足新時代的需要，如何能在有限的時間內，讓學生系統掌握醫學細胞生物學的基礎理論知識，并熟練掌握基本實驗操作技術，是新形勢下醫學細胞生物學教學改革的一項重要內容［7-8］。本文結合鄭州大學基礎醫學院的實際情況，對醫學細胞生物學理論課及實驗課教學中存在的問題及改革策略進行探討并提出建議，以提高醫學細胞生物學教學質量。

1提高醫學細胞生物學理論課教學質量的建議

1．1理論課教學內容的改革

首先，針對不同專業，因材施教。臨床醫學、檢驗醫學、法醫學、臨床藥學、預防醫學等專業均需要開設醫學細胞生物學。任課教師應該結合教學大綱并根據教材內容，為不同專業的學生制定相應的教學計劃和授課內容，按照學校的課程設置，多方面、多角度、多層次因材施教，提高醫學細胞生物學的課堂教學效果。其次，注重基礎理論，由淺入深。注重教學內容的基礎性，構建并完善由細胞基本結構及其功能、細胞重大生命活動現象及本質等所組成的理論教學體系，加強學生對基本理論知識及基礎實驗技術的理解。授課教師應該以真核細胞的結構與功能為教學重點，使學生對細胞的主要結構及其功能等有系統、全面的了解和認識。然后，精煉教材內容，突出重點。醫學細胞生物學課程的內容較多，但課時有限，所以，任課教師應精煉教材內容，有的放矢授課。該門課程的必修內容是認識人類自身生命活動的基礎，也是認識疾病發生、發展的理論基礎。授課教師在授課過程中要注意精練授課內容，突出重點章節，同時，課后需要對本節課的內容進行歸納總結。

1．2理論課教學方法的改革

首先，使用啟發式教學。授課教師應該在課堂上開展啟發式教學，實現教師與學生的課堂互動。啟發式教學相比傳統單純由教師講課的教學方式更具有優勢，可以更加有效地激發學生的學習興趣。啟發式教學不但注重知識的傳授，更注重能力培養，因此，啟發式教學可提高學生的思維能力和創新能力。其次，使用多媒體教學。醫學細胞生物學課程中有很多細胞結構圖和分子機制圖需要制作成動畫，以使復雜抽象的內容變得直觀有趣，調動學生的學習主動性，增強學生的學習興趣。同時，任課教師可以充分利用網絡資源，搜集醫學細胞生物學的視頻課件資料并運用到課堂教學中。這樣既可以拓展學生的學術視野，又可以提高學生的綜合素質。然后，使用案例式教學。案例教學是在事實案例基礎上的一種開放式、互動式的新型教學方式。醫學專業學生不僅要掌握細胞的結構、功能，還應該熟悉細胞的病理改變與疾病發生發展的關系。但是由于醫學細胞生物學課程的理論性強、內容抽象，所以任課教師應該積極探索案例式教學，以激發學生的學習興趣，提高醫學細胞生物學的教學質量。

1．3理論課考試方式的改革建議

首先，優化考試內容。任課教師可以通過以下幾點優化理論課程的考試內容:(1)建立和完善理論課程的考試題庫，保證理論課程考試的有效性;(2)根據本院開設的臨床醫學、檢驗醫學、預防醫學等專業設置相對應的考試題目;(3)指導學生撰寫綜述性論文或科研標書，以培養醫學專業學生良好的思維能力和創新意識。其次，優化考試形式。任課教師可以通過以下方法優化理論課程的考試方式:(1)構建綜合豐富的考試方式。建立平時成績和期末考試成績相結合的考試體系;(2)增加創新能力考試的比重。任課教師讓學生按照要求寫出科研標書并進行打分;(3)增加平時表現考試的比重。平時表現考試主要是在課堂上對學生回答問題的情況予以評分并記錄。然后，優化評價方案。任課教師可以通過調整期末閉卷考試及平時表現考試優化評價方案。理論課考試中的期末閉卷考試成績占理論課總成績的70%，試題從考試題庫中隨機抽取。同時理論課考試中也包含學生的平時成績，這一部分占總成績的30%，包括學生的出勤情況、課堂上回答問題的情況以及學生完成綜述性論文的情況。

2提高醫學細胞生物學實驗課教學質量的建議

2．1實驗課教學內容的改革建議

首先，優化實驗教學大綱。由于受到課堂學時及硬件條件等方面的制約，很多院校的醫學細胞生物學課程的實驗課內容僅僅局限在一些驗證性和基礎性的實驗。任課教師需要調整教學內容，增開一些與理論課程密切相關并且與學科前沿緊密聯系的綜合設計實驗。這樣可以激發學生的學習興趣，更好地發揮學生的積極性和主觀能動性。其次，培養學生創新能力。任課教師可以在基礎性實驗之外開設一些探索性及創新性較強的綜合實驗，例如細胞融合實驗、細胞凋亡實驗、細胞免疫組織化學實驗和免疫熒光實驗等。培養并提高學生的實際操作能力以及分析問題和解決問題的能力，使學生初步具備進行設計性實驗的能力，提高學生的科研素質和創新能力。然后，設置開創綜合實驗。任課教師應當結合理論課內容及相關臨床應用，修改完善實驗課教學大綱，科學設置實驗內容，培養學生的實驗操作能力，以增強學生的科研興趣為重點，在實驗課教學中適當增加一些開放性強且創新性強的綜合實驗，讓學生運用已掌握的知識與技術進行更深入的研究設想，培養獨立科研工作的能力。

2．2實驗課教學方法的改革建議

首先，應用啟發式教學。與傳統的實驗課教學相比，在啟發式的實驗課教學中，任課教師應該在講解實驗目的和原理后，鼓勵學生根據所學的知識設計實驗過程，然后分析研究最后得到的實驗結果以探索實驗原理。采用啟發式教學可以培養學生的思維能力，引導學生積極思考，啟發學生從不同的角度考慮問題，期提高學生的綜合科研素質。其次，使用多媒體教學。在醫學細胞生物學的實驗課教學中，多媒體技術的應用能夠極大地方便課堂教學工作。多媒體教學形象生動、易于理解，可以方便地解決一些不容易講解或者難以開展的實驗。另外對于某些受條件所限而不便親自操作的實驗，學生可以觀看教學演示片，全面了解這些前沿實驗儀器的結構、性能和用途。然后，開展研究型教學。醫學細胞生物學的實驗課程與科研工作相結合可以提高學生的學習興趣和科研熱情。任課教師在實驗課堂上采用開放式的研究型教學可以激發學生的求知欲，讓學生學會分析問題和解決問題。開放式研究型的實驗課教學，讓學生經歷嚴格的科研訓練，為以后申報、參與以及實施各種創新性科研項目奠定基礎。

2．3實驗課考試方式的改革建議

首先，優化考試內容。為全面、科學地考察學生的實際動手能力以及科研創新能力，改革后的醫學細胞生物學實驗課的考試內容應該以核學生的實驗操作水平為主，以考試學生的理論知識水平為輔。這種改革模式，可以培養學生在實驗操作過程中分析問題、解決問題的能力，并拓寬學生對實驗操作技術在臨床應用中的思考。其次，優化考試形式。建立完善的成績評定體系是保證實驗教學質量的關鍵。實驗課程的考試應是一個全方位、多角度、全時段的綜合評測，包括平時課堂考試及綜合實驗考試，平時課堂考試包括出勤情況、課堂回答問題情況和實驗操作情況、實驗報告完成情況，綜合實驗考試包括實驗理論考試、實驗操作考試、開放性及探索性實驗考試等。然后，優化評價方案。實驗課的考察應該以考察學生運用實驗技術的能力為主，包括以下幾點:(1)考察學生的平時成績，包括出勤情況、實驗報告完成情況等，占實驗課總成績的20%;(2)考查學生的理論水平，包括實驗基本原理、實驗技術手段、實驗操作方法等，占實驗課總成績的20%;(3)考察學生的實驗操作，占實驗課總成績的60%。綜上所述，醫學細胞生物學的教學是教師與學生共同學習、教學相長的過程。在這個過程中，首先任課教師需要不斷提高自身素質，認真做好科研工作并積極學習本課程最先進的理論知識與最前沿的實驗技術。其次，任課教師也需要精心把握課程內容，不斷總結教學經驗，比較各種教學方法的優劣，并將各種教學方法有機結合、交叉運用。同時，任課教師可以根據學生的不同專業方向，改進傳統教學模式中教案和課件的內容，在上課時適量引入案例教學，從而調動學生的學習興趣，提高學生的綜合素質。另外，任課教師也需要加強實驗課教學的比重，改革實驗教學內容，完善實驗教學條件，采用多種教學手段，建立完善評價體系，并不斷探索研究新實驗，使實驗課堂更富有學術氣氛。以上這些舉措是提高醫學細胞生物學的教學質量，培養適應現代社會發展的具有較強的綜合能力和科研素質，具有獨立發現問題、思考問題、分析問題及解決問題能力的創新型醫學專業人才。

作者:鄭皓 單位:鄭州大學基礎醫學院醫學遺傳與細胞生物學系

參考文獻:

［1］楊宏新，王妍，李曉丹，等．醫學院校細胞生物學教學實踐與探討［J］．內蒙古醫科大學學報，2015，36(10):933-936．

［2］丁童．醫學細胞生物學本科教學特點與教學模式改革［J］．基礎醫學教育，2013，15(6):559-560．

［3］蔡麗希，陳小萍，許桂芬．醫學細胞生物學課堂教學模式創新研究與實踐［J］．贛南醫學院學報，2014，34(5):696-697．

［4］付燕燕，陳彥，吳健，等．醫學細胞生物學實驗教學改革的幾點思考［J］．基礎醫學教育，2015，17(2):135-136．

［5］唐歷波，李櫟，肖憬．臨床專業醫學細胞生物學實驗課程改革的幾點建議［J］．治學之法，2014(6):178-179．

篇（2）

多學科的交叉使它不同于那些經典的學科，也有別于生物醫學和純粹的工程學科。現在的生物醫學工程在疾病的預防、診斷、治療、康復等方面起著巨大作用，世界各主要國家均將它列入高技術領域，重點投資、優先發展。

[1-2]計算機網絡誕生于20世紀60年代，目前已成為一個重要的研究和學習領域。

計算機信息網絡為醫學信息交本論文由整理提供流、資源共享、了解醫學動態等提供了快捷便利的手段，為醫療事業的發展帶來了無限機遇和嚴峻挑戰，未來醫療界的競爭將是醫療高科技信息的競爭。因此，對計算機網絡的學習是非常有必要的。

而要學好這門課程，不僅要學習一些概念，掌握計算機網絡的基本原理，還要掌握一些技能，具備實際操作的能力。作為非計算機專業的學生，在教學內容和教學方法上都應與計算機專業的學生有所區別，以體現出專業特色。

筆者提出構建“面向應用的生物醫學工程特色”的計算機網絡教學體系建設，注重培養大學生的科學發展觀和自主學習的意識、方法及創新能力，將信息技術基礎教育緊密結合本專業、本學科未來的應用方向，科學合理地培養大學生的IT知識結本論文由整理提供構，使學生畢業后能夠適應專業工作中對信息技術和數字化技術的要求，成為適應未來社會的合格人才。本文就其教學過程中的教學內容談一點體會。

一、注重教學內容的不斷更新計算機網絡是當今發展最為迅速的學科之一，每天都有新的發展和應用，教師只有在教學過程中不斷更新教學內容，才能跟上時代的步伐

[3]俗話說：你要給學生一勺水，那么你自己就要準備一桶水。要教好這門課，教師需要大量的閱讀文獻、資料和國內外教科書，對這門課程主要技術的發展背景、關鍵技術要有深入準確地把握，同時還必須通過承擔相關的科學研究，能夠通過自己的工作，理論聯系實際，真正理解和掌握核心技術，了解技術發展的動態和學術前沿。還需要在教學的過程中不斷地向學生學習，了解他們對問題的一些新的認識、解決的思路以及初學者對哪些問題不容易掌握和它的原因。

針對網絡技術發展的不斷更新，在教學內容上應安排一些基礎的理論內容，比如網絡的拓撲結構、數據通信基本原理等，便于同學本論文由整理提供們今后能夠在此基礎上自學。比如在講述網絡七層協議時，可以參考西安交通大學的計算機網絡精品課程內容，以乘飛機的過程舉例，提出協議、服務和層次的概念，以此類比，可以讓學生更好地理解網絡的層次劃分。由于本專業的學生沒有開設數據通信方面的課程，因此課程安排上要逐步加入通信技術的有關知識，使得學生只要具有物理學方面的基礎，就能很好地接受這些知識，而不需要專門去補習這門課程。

二、注重學生實際操作能力的培養在計算機課程的教學中，要緊密結合專業的需要，克服過于偏理論的傾向，以能力培養為導向、以實踐為目的的教學思想，調動學生的積極性

例如，在講授網絡技術內容時，可以結合學校校園網或者醫院局域網的建設來貫穿整個教學，從物理層直到應用層，同時覆蓋網絡設備內容。在醫院信息系統的講授過程中，可以以學校校醫院的信息系統為例，從整體上了解醫院信息系統（HIS）的內容，學生通過在醫院本論文由整理提供的實習可以全面了解醫院信息的流程和醫院管理模式，為學生畢業設計打下堅實的基礎。在醫院信息系統安裝、調試技能實習過程中，以企業研發的主要產品——醫院信息系統(HIS)和醫學圖像存檔傳輸系統(PACS)作為該門課程中的重要內容，突出了課程的實用性和應用性。從專業和非專業的角度來談教學側重點，應強調要放在應用上。

因此，在設計教學內容上可以參考西安交通大學的精品課程，強調知識點、技能點，從教學方法上進行改革，比如多種方法的使用、多種手段的使用以及考試評定方法的改革等。雖然在筆者的課堂上也使用過一些教學方法，但還缺少互動討論，其實對于小班的學生，這種方式更好推廣，而且還能很好地調動學生學習的積極性。強調工程應用能力結合理論知識、自上向下地安排教學內容，這和筆者之前的安排完全不同，在教學過程中會出現學生不理解網絡有什么用的現象，而采取西安交大的這種方式，可以帶著問題進行教學，通過案例，引導學生用理論知識解決實際應用問題，提高學生的學習興趣。

三、注重課堂氣氛的調節對于知識量大的課堂，在安排時不妨在灌輸理論知識的同時，合理增加常識性的內容，這樣一方面能夠重點突出，另一本論文由整理提供方面可以緩解學生的疲憊狀態，對一些初學者是一個很好的知識補充

比如在講傳輸介質時，前面的大部分時間講述了關于通信原理的基礎知識，有些是非常晦澀難懂的理論，同學們已經顯出倦態，因而剩余的小部分時間可以用多媒體的形式播放一段關于雙絞線制作的視頻。

對于晦澀難懂的教學內容，應該注重學生的反映，通過舉手的方式來了解學生理解的程度，比如在講曼徹斯特編碼技術的時候，先讓一名同學畫出波形圖，然后讓學生自己判斷是否正確，通過了解可以看出學生的掌握情況，然后再進行講解，反復幾次，可以達到良好的教學效果。概念的強調和解釋可以用生活中的例子來說明，比如服務和協議，就可以用生活中的例子來解釋；而對于有關的、好理解的內容，可以以自學的方法來學習，也可以在課堂教學中省略這方面的內容。超級秘書網

四、注重因材施教應該因材施教，針對理解力強的學生，可以把一些難點讓他來講述，以引發他的興趣，比如以太網時間槽的概本論文由整理提供念，可以留下疑問到下堂課讓他來講述；針對一般大多數同學，可以在他講的基礎上再講一遍，用通俗易懂的語言來加深對概念的理解

教學過程應該把重點和難點講出來，然后由學生組織討論的方式來理解教學內容，教師不必把所有的點都講到，知識性的內容不用講得太詳細，因為大學生有這方面的素質，尤其小班上課，可以充分調動學生的積極性來投入到教學中，年輕教師不必拘泥于固有的模式，而應該創造自己的教學方式。尤其講到分層原理時，可以拿一個例子來講述整個過程，因為專業的學生有電路的知識和軟件的知識，可以理解得比較透徹。

同時配合Flas來進行教學，可以取得更好地教學效果。隨著衛生信息化的迅速發展，各院校各個層次學生的信息技術教育都要與未來實際應用相結合，從而形成面向應用的專業特色IT課程教學體系。隨著網絡技術、數字化醫療技術的發展，本論文由整理提供數字化醫院、遠程醫療等都建立在網絡基礎之上，熟練掌握網絡應用已成為學生將來必備的能力。

參考文獻：

篇（3）

傳統中國醫學的系統決定著通過支隊提取有效成分的方法，通過治療的單一效果，對傳統中藥或者復方研究療效進行評估，無法得到其本身所具有的本質屬性。因此，傳統中國醫學的物理化學性質和生物活性，不單純需要單一的藥物與化合物，還需要進一步研究目標系統的反應規律之間的化學成分，以及人類的相關影響和協同的方法。在西方，研究中藥的方法常常是拆遷測試，即通過解剖麻雀來發現活性成分的明顯作用，但是卻無法反映中藥方劑在配伍方面的規則。因此，中國傳統醫學要想得到持續發展，不能僅僅局限在“全面”上，也不能單純停留在提取活性成分的水平、純化分離等層面，而是應該立足于中醫理論，與研究現代生物醫學的方法相結合，對于中國醫藥進行系統研究，以期建立起現代中醫學理論體系。

傳統中藥復方充分體現了中醫特有的整體觀念和辨證治療的整體理論，以君臣配伍理論為基礎，通過藥物的精選，全面調節平衡身體機能，發揮祛邪、標本兼治的功效。中國醫藥復方是傳統中國醫學的精華，傳統中藥的復合成分同人體之間呈現出復雜的非線性函數關系。中藥復方的作用機理和整體評估兼容性的特性，必須要全面準確把握復合效應的整體性，傳統中國醫學與人體這兩個復雜系統的相互作用，促成了一個更為先進系統的形成。傳統中國醫學理論只有在這一理念的指導下，與現代科學技術相結合，并發揮二者的相互作用，才能全面闡述中醫的理論、作用機理以及治療的物質基礎。

傳統中藥復方具有對于各種有效成分進行協調的作用，針對器官、治療目標、機體的生理和病理的不同，進行綜合調控，發揮中藥復方的綜合作用。因此，研究傳統中藥復方應該從整體上進行，從而構建中國復合藥品質量評價體系，這是很有必要的。因此，筆者基于化學基團理論，闡述復方中藥的物質基礎和分子作用機制，因為這樣能夠闡明兼容性的規則，有利于相應的中醫辨證研究的開展。

篇（4）

1.2菌體細胞、有機酸及過氧化氫的排除實驗將唾液乳桿菌LH1F的發酵上清液用微孔濾膜（孔徑為0.22μm）的細菌濾器過濾去除菌體細胞；將無菌體發酵上清液用1mol/L的NaOH溶液中和至pH5.0；將無菌體發酵上清液經過氧化氫酶處理（酶濃度為10mg/mL，pH7.0，37℃水浴1h），將上述處理的樣品及唾液乳桿菌LH1F原發酵上清液、pH5.0的乳酸分別做抑菌實驗[8]，比較不同處理抑菌活性的差異。

1.3蛋白酶的敏感性將經胰蛋白酶（酶濃度為10mg/mL，pH7.0，37℃水浴2h）、胃蛋白酶（酶濃度為10mg/mL，pH3.0，37℃水浴2h）處理后的無菌體發酵上清液以及未經蛋白酶處理的無菌體發酵上清液檢測其抑菌活性的差異。

1.4唾液乳桿菌LH1F生理曲線測定唾液乳桿菌LH1F新鮮菌液以2%的接種量接種于150mLMRS培養基中，每隔2h（0~36h）取1mL發酵液置于離心管中，以MRS培養基作為空白對照，測量OD600nm值和pH，用各個培養時間的發酵上清液做抑菌實驗，測量抑菌圈的直徑。

1.5唾液乳桿菌LH1F產細菌素的初步純化向無菌體發酵上清液分別經30%，40%，50%，60%，70%，80%飽和度硫酸銨沉淀，4℃靜置過夜，4℃、7000r/min離心30min，收集沉淀，將沉淀重懸于原體積1/10的pH5.0，0.1mol/L的檸檬酸酸鹽緩沖液中，檢測鹽析上清液與沉淀復溶液的抑菌活性。將抑菌活性最高的沉淀復溶液經截留分子質量3ku的超濾離心管超濾[9]（5000×g，4℃）得濃縮液（M>3ku）及超濾液（M<3ku），分別取原液、濃縮液及超濾液測定抑菌活性。

1.6唾液乳桿菌LH1F產細菌素的生物學特性

1.6.1熱穩定性細菌素粗提液樣品分別于60℃、80℃、100℃、121℃條件下熱處理30min（121℃處理樣品置于烘箱，其余溫度置于電熱恒溫水槽），冰浴冷卻后，以未經熱處理的樣品為對照，進行抑菌實驗，比較抑菌活性的變化情況，確定該細菌素的溫度穩定性。

1.6.2pH穩定性分別取0.5mL的細菌素粗提樣品于離心管中，用1mol/LHCl和1mol/LNaOH分別調pH至2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0和8.0，37℃水浴2h后，調pH至5.0，以MRS培養基用1mol/LHCl和1mol/LNaOH調至相應pH作為對照，做抑菌試驗檢測抑菌活性的變化。

1.6.3蛋白酶敏感性細菌素粗提樣品用1mol/LHCl和1mol/LNaOH分別調至各酶的最適pH（胃蛋白酶pH調至3.0，胰蛋白酶、蛋白酶KpH調至7.0），加入酶的終濃度為10mg/ml，以同比稀釋的細菌素粗提樣品作為對照，37℃水浴2h，然后將pH調回至初始的pH，以未加入酶的發酵上清液作對照，分析該細菌素粗提樣品以不同蛋白酶處理后抑菌活性的變化。

1.6.4抑菌譜選取金黃色葡萄球菌、蘇云金芽孢桿菌、雞大腸桿菌O-78、大腸桿菌CMCC44102、雞白痢沙門氏菌C-79、鼠傷寒沙門氏菌CMCC50115、黑曲霉、根霉、青霉、啤酒酵母、紅酵母11株菌為指示菌，采用單層瓊脂平板打孔法分別對供試的菌株做抑菌試驗，測試細菌素粗提樣品的抑菌活性。

2結果與分析

2.1指示菌的篩選通過單層瓊脂平板打孔法檢測到唾液乳桿菌LH1F的發酵上清液對三種常見病原指示菌均有一定的抑菌性，結果見表1，金黃色葡萄球菌作為指示菌培養12h的抑菌效果最為明顯，但與大腸桿菌CMCC44102及鼠傷寒沙門氏菌CMCC50115的抑菌效果差異不明顯，因此以下抑菌實驗革蘭氏陽性菌采用金黃色葡萄球菌，革蘭氏陰性菌采用大腸桿菌CMCC44102作為指示菌，培養觀察時間為12h。

2.2抑菌物質性質的確定不同處理對唾液乳桿菌LH1F發酵上清液抑菌活性的影響結果如圖1所示：去除菌體細胞后，該發酵上清液的抑菌作用與原發酵上清液差別不大，說明發酵上清液中的抑菌性不是菌體細胞作用的結果；排酸作用后，該發酵上清液抑菌活性降低，但仍有一定的抑菌作用，而相同pH值的乳酸無抑菌活性，說明發酵上清液中還有其他抑菌物質存在；發酵上清液經過氧化氫酶37℃水浴1h處理后，抑菌活性比處理前的原發酵上清液小，但仍保留了較強的抑菌作用，說明發酵上清液中過氧化氫不是主要的抑菌物質，還有其他的抑菌物質存在。發酵上清液經過胃蛋白酶處理后，抑菌活性下降22.22%，發酵上清液經過胰蛋白酶處理后，抑菌活性下降了19.44%，抑菌物質對蛋白酶較敏感，說明抑菌物質為蛋白質類物質，初步確定為肽類細菌素。

2.3唾液乳桿菌LH1F生理曲線的測定將唾液乳桿菌LH1F的新鮮種子液按2%的體積比接種于MRS培養基中，37℃培養后每隔2h取樣，測定OD600nm值，pH和上清液的抑菌活性，該菌株的生理曲線（0~36h）的測定結果如圖2，菌株置于37℃培養，2~6h即進入對數生長期，12h左右進入穩定期。發酵上清液的pH在發酵2h后開始發生變化，2~8hpH迅速下降，從4.8降至3.5，8~20hpH緩慢下降，從3.5降至3.0，12h后恒定在pH3.0。在對數期生長前期（4h）開始產生細菌素，進入對數生長期（4~12h）后細菌素產量持續增加，培養16h的細菌素產量達到最大值，此時抑菌活性達到最高，隨后保持穩定，整個過程受pH的影響較小，結果表明唾液乳桿菌LH1F在對數生長前期就產生細菌素。

2.4唾液乳桿菌LH1F細菌素的初步純化硫酸銨沉淀后，分別用鹽析上清液和沉淀復溶液作抑菌試驗，結果如圖3所示，硫酸銨飽和度為30%及40%時鹽析所得的上清液均有抑菌效果，30%飽和度的抑菌效果比40%的好，而且30%飽和度鹽析所得的上清液抑菌效果比沉淀復溶液要好，說明30%飽和度硫酸銨不能較好地沉淀唾液乳桿菌LH1F所產的細菌素。隨著硫酸銨鹽飽和度的增大，沉淀復溶液抑菌效果增強并在60%時達到最佳，70%，80%飽和度時沉淀復溶液抑菌效果有所下降。因此，可以進一步確定抑菌物質主要為蛋白質類物質，鹽析的硫酸銨飽和度為60%時效果最佳。將所得的沉淀復溶液經截留分子量為3ku的超濾離心管超濾后，取原液、濃縮液及超濾液分別測定其抑菌活性。結果顯示，濃縮液的抑菌活性比原液（粗提液）強，而超濾液僅具有微弱的抑菌圈，表明絕大部分細菌素能被3ku截留分子量的超濾管截留。

2.5唾液乳桿菌LH1F產細菌素的特性研究

2.5.1熱穩定性唾液乳桿菌LH1F所產細菌素在不同的溫度下進行處理，檢測抑菌活性，熱穩定性實驗結果表明(圖4)，隨著溫度的升高，細菌素的殘余活性有所降低，但抑菌活性變化不是很大，樣品經60~80℃處理30min，抑菌活性保留95.9~91.8%之間；經100℃處理30min后，抑菌活性保留87.8%，而經121℃處理30min后，其抑菌活性仍保留在75.5%，該細菌素表現出良好的熱穩定性，與文獻報道[7]的唾液乳桿素均屬于第Ⅱ類細菌素（分子量小于10ku的小分子熱穩定肽）相符。食品加工中常用的巴氏殺菌條件為65~80℃15min，而此細菌素在巴氏殺菌的條件下仍保持90%以上的高活性，顯示出其在食品加工中的廣泛應用前景。

2.5.2pH穩定性pH穩定性實驗結果表明(表2)，唾液乳桿菌LH1F所產細菌素在偏酸的環境中有較強的抑菌性，活性pH范圍為2.0~5.0，pH越低，活性越強，pH為2.0時抑菌活性最強，當pH>6.0時，細菌素基本沒有抑菌性，說明所產細菌素在酸性條件下有較好的穩定性,，而在中性或堿性條件下即會失活。

2.5.3對蛋白酶的敏感性唾液乳桿菌LH1F所產細菌素樣品分別經不同的酶在37℃條件下處理2h，檢測抑菌活性，以確定該細菌素的蛋白酶敏感性。結果表明（圖5），樣品產生的細菌素對蛋白酶敏感，經胃蛋白酶處理后抑菌活性下降約35%，經胰蛋白酶處理后抑菌活性下降約30%，經蛋白酶K處理后抑菌活性下降約21%，說明該抑菌物質是蛋白類物質，可被蛋白酶降解而不會在體內殘留，作為食品防腐劑使用安全性相對較高。

2.5.4抑菌譜的測定用粗提樣品分別對供試的G+菌株、G-及部分真菌做抑菌實驗，結果表明（表3），唾液乳桿菌LH1F所產細菌索不僅對供試的1株金黃色葡萄球菌、1株蘇云金芽孢桿菌等革蘭氏陽性菌有較強的抑制作用，對2株大腸桿菌、2株沙門氏菌等革蘭氏陰性菌也有較強的抑制作用，但是對酵母菌及曲霉、青霉、根霉等霉菌未見有抑制作用。該細菌索有較寬的抑菌譜，不僅對芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌等革蘭氏陽性菌有明顯抑制作用，同時對大腸桿菌、沙門氏菌等革蘭氏陰性菌也表現抑菌活性，可廣泛用于食品的防腐殺菌處理。

篇（5）

Klingler(Lncytepharmaceuticals,PaloAlto,CA,USA)強調基因組學正推動制藥業進入信息時代。隨著不斷增加的序列、表達和作圖數據的產生，描述和開發這些數據的信息工具變得對實現基因組研究的任務至關重要。他談到了Incytepharmaceuticals對大規模基因組數據和生物信息學的貢獻。

Lipshutz(Affymetrix,Santaclara,CA,USA)描述了一種利用DNA探針陣列進行基因組研究的方法，其原理是通過更有效有作圖、表達檢測和多態性篩選方法，可以實現對人類基因組的測序。光介導的化學合成法被應用于制造小型化的高密度寡核苷酸探針的陣列，這種通過軟件包件設計的寡核苷酸探針陣列可用于多態性篩查、基因分型和表達檢測。然后這些陣列就可以直接用于并行DNA雜交分析，以獲得序列、表達和基因分型信息。Milosavljevic(CuraGen,Branford,CT,USA)介紹了一種新的基于專用定量表達分析方法的基因表達檢測系統，以及一種發現基因的系統GeneScape。為了有效地抽樣表達，特意制作片段模式以了解特定基因的子序列的發生和冗余程度。他在酵母差異基因表達的大規模研究中對該技術的性能進行了驗證，并論述了技術在基因的表達、生物學功能以及疾病的基礎研究中的應用。

二、基因的功能分析

Overton(UniversityofPennsylvaniaSchoolofMedicine,Philadelphia,PA,USA)論述了人類基因組計劃的下一階段的任務——基因組水平的基因功能分析。這一階段產生的數據的分析、管理和可視性將毫無疑問地比第一階段更為復雜。他介紹了一種用于脊椎動物造血系統紅系發生的功能分析的原型系統E-poDB，它包括了用于集成數據資源的Kleisli系統和建立internet或intranet上視覺化工具的bioWidget圖形用戶界面。EpoDB有可能指導實驗人員發現不可能用傳統實驗方法得到的紅系發育的新的藥物靶，制藥業所感興趣的是全新的藥物靶，EpoDB提供了這樣一個機會，這可能是它最令人激動的地方。

Sali(Rockefelleruniversity,NewYork,NY,USA)討論了同源蛋白質結構模建。比較蛋白質模建（comparativeproteinmodeling）也稱為同源模建（homologymodeling），即利用實驗確定的蛋白質結構為模式（模型）來預測另一種具有相似氨基酸序列的蛋白質（靶）的構象。此方法現在已經具有了足夠的精確性，并且被認為效果良好，因為蛋白質序列的一個微小變化通常僅僅導致其三維結構的細微改變。

Babbitt(UniversityofCalifornia,SanFrancisco,CA,USA)討論了通過數據庫搜索來識別遠緣蛋白質的方法。對蛋白質超家族的結構和功能的相互依賴性的理解，要求了解自然所塑造的一個特定結構模板的隱含限制。蛋白質結構之間的最有趣的關系經常在分歧的序列中得以表現，因而區分得分低（low-scoring）但生物學關系顯著的序列與得分高而生物學關系較不顯著的序列是重要的。Babbit證明了通過使用BLAST檢索，可以在數據庫搜索所得的低得分區識別遠緣關系（distantrelationship）。Levitt(Stanforduniveersity,PaloAlto,CA,USA)討論了蛋白質結構預測和一種僅從序列數據對功能自動模建的方法。基因功能取決于基因編碼的蛋白質的三級結構，但數據庫中蛋白質序列的數目每18個月翻一番。為了確定這些序列的功能，結構必須確定。同源模建和從頭折疊（abinitiofolding）方法是兩種現有的互為補充的蛋白質結構預測方法；同源模建是通過片段匹配（segmentmatching）來完成的，計算機程棄SegMod就是基于同源模建方法的。

三、新的數據工具

Letovsky(JohnshopkinsUniversity,Baltimore,MD,USA)介紹了GDB數據庫，它由每條人類染色體的許多不同圖譜組成，包括細胞遺傳學、遺傳學、放射雜交和序列標簽位點（STS）的內容，以及由不同研究者用同種方法得到的圖譜。就位置查詢而言，如果不論其類型（type）和來源（source），或者是否它們正好包含用以批定感興趣的區域的標志（markers），能夠搜索所有圖譜是有用的。為此目的，該數據庫使用了一種公用坐標系統（commoncoordinatesystem）來排列這些圖譜。數據庫還提供了一張高分辨率的和與其他圖譜共享許多標志的圖譜作為標準。共享標志的標之間的對應性容許同等于所有其它圖譜的標準圖譜的分配。

Markowitz(LawrenceberkeleyLaboratory,Berkeley,CA,USA)討論了分布式數據庫與局部管理的關系，以及用基于工具的方法開發分子生物學數據庫（MDBs）的問題。許多方案當前正在促進搜索多種不同來源MDBs的數據，包括建立數據倉庫；這要求對各種MDBs的組合有一種全局觀，并從成員MDBs中裝填數據入中心數據庫。這些方案的主要問題是開發整體視圖（globalviews），構建巨大的數據倉庫并使集成的數據庫與不斷發展中的成員MDBs同步化的復雜性。Markowitz還討論了對象協議模型（objectprotocolmodel,OPM），并介紹了支持以下用途的工具：建立用于文本文件或者關系MDBs的OPM視圖；將MDBs作成一個數據庫目錄，提供MDB名稱、定位、主題、獲取信息和MDB間鏈接等信息；說明、處理和解釋多數據庫查詢。Karp(SRIinternational,MenloPark,CA,USA)解釋了Ocelot,一種能滿足管理生物學信息需求的面向對象知識陳述系統（一種面向對象系統的人工智能版）。Ocelot支持略圖展開（schemaevolution）并采用一種新的最優化并行控制機制（同時進行多項訪問數據的過程），其略圖驅動圖形編輯器提供了交互式瀏覽和編輯功能，其注釋系統支持數據庫開發者之間的結構通訊。

Riley(MarinebiologicalLaboratory,WoodsHole,MA,USA)在討論大腸桿菌蛋白質的功能同時，特別提到了GPEC數據庫，它包括了由實驗確定的所有E.coli基因的功能的信息。該數據庫中最大比例的蛋白質是酶，其次則為轉運和調控蛋白。

Candlin(PEappliedBiosystems,FosterCity,CA,USA)介紹了一種新的存儲直接來自ABⅠPrismdNA測序儀的數據的關系數據庫系統BioLIMS。該系統可以與其它測序儀的數據集成，并可方便地與其它軟件包自動調用，為測序儀與序列數據的集成提供了一種開放的、可擴展的生物信息學平臺。

Glynais(NetGenics,Cleveland,OH,USA)認為生物信息學中最關鍵的問題之一是軟件工具和數據庫缺乏靈活性。但是，軟件技術的發展已得到了其它領域如金融業和制造業的發展經驗的借鑒，可以使來自不同軟件商的運行于各種硬件系統的軟件共同工作。這種系統的國際標準是CORBA，一種由250多個主要軟件和硬件公司共同合作開發的軟件體系。聯合使用CORBA和Java可以開發各種通過一個公用用戶界面訪問任何種類的數據或軟件工具的網絡應用軟件，也包括生物信息學應用軟件。Overton不同意Glynias的這種想法，他強調說CORBA僅對軟件集成有用，不兼容的數據庫軟件可能是計算生物學所面臨的最困難問題，一些制藥公司和數據庫倉庫最近資助了一項用OCRBA鏈接不同的數據庫的計劃[2,3]。

四、制藥先導的發現

Burgess(Sturcturalbioinformatics,SanDiego,CA,USA)討論了填補基因組學和藥物設計之間鴻溝的蛋白質結構中的計算問題。在缺乏主要疾病基因或藥物靶的精確描述數據的情況下，藥物設計者們不得不采用大規模表達蛋白質篩選方法；而結構生物信息學則采用一種更為實用有效的計算方法直接從序列數據中確定靶蛋白質的活性位點的精細結構特征，它利用一種集成專家系統從現實的或虛擬的化學文庫中進行迅速的計算篩選，可以達到一個很大的規模。

Elliston(Genelogic,Columbia,MD,USA)討論了治療藥物開發中發現新的分子靶的過程，著重討論了基因發現方法。他認為，隨著日益臨近的人類基因組測序的完成，幾乎全部基因的特征將在序列水平得到揭示。但是，對基因的認識將有賴于更多的信息而不僅僅是序列，需要考慮的第一類信息是轉錄表達水平信息，而Genelogic公司的GeneExpress就是一個由mRNA表達譜、轉錄因子位點、新基因和表達序列標簽組成的數據庫。

Liebman(Vysis,Downessgrove,IL,USA)介紹了Vysis公司開發的計算和實驗方法，這些主法不僅用于管理序列數據，而且被用于以下用途：分析臨床數據庫和自然—突變數據庫；開發新的算法以建立功能同源性（區別于序列同源性）模擬生物學通路以進行風險評估；藥物設計的靶評估；聯系復雜的通路特性以便識別副作用；開發疾病發展的定性模型并解釋臨床后果。

隨著發現的新基因的日益增多，這個問題顯得格外重要：基因的功能是什么？Escobedo(Chirontechnologies,Emeryville,CA,USA)提出了這個問題的一種方法：將分泌蛋白質的基因的功能克隆與篩選這些克隆（可能的藥物靶）結合起來。在這種方法中，在微粒體cDNA文庫池中進行體外翻譯避免了勞動密集的克隆、表達和純化步聚，對文庫池中的翻譯產物在細胞水平進行篩選，測試其在細胞增殖和分化中的作用。例如，在用這種方法識別的111個克隆中，56個屬于已知的分泌蛋白質，25個為膜相關蛋白，另外30個功能未知，可能是新的蛋白質。一種相似的方法在轉移到小鼠模型系統中的基因傳導載體中構建分泌蛋白質的cDNA文庫來克隆特定的功能基因。

Ffuchs(Glaxowellcome,ResearchTrianglePark,NC,USA)討論了生物信息學更為廣義的影響：它不僅影響到新藥物靶基的發現，還對改善藥物開發的臨床前期和臨床期的現狀極具重要性。眾所周知，涉汲數以千計病人的臨床試驗（可能是藥物開發最為花錢的部分）的設計不論多么仔細，也不能為正確的藥物選擇正確的病人。而在基因組水平劃分病人群體的方法可以大大改善發現新藥的效率。Fuchs介紹了一種將病人的基因型和表型標志結合起來以改善臨床前期和臨床期藥物開發過程的系統GeneticinformationSystem.他強調將遺傳學和生物信息學數據同化學、生物化學、藥理學和醫學數據連接起來的集成信息管理和分析方法是極其重要的。

Green(HumanGenomeSciences,Rockville,MD,USA)介紹了他的測序工作中采用的數據管理工具。基于EST的測序方法所面臨的挑戰是，在對幾百個cDNA克復測序之后，產生的數據堆積如山。由于大多數人類基因都是用這種方法發現并在么有數據庫中分類編排的，面臨的識別開放讀框、重疊序列的重疊圖譜、組織特異表達和低豐度mRNA基因的任務是令人生畏的。HumangenomeSciences公司開發了一些可用戶化數據庫工具，在同一個數據庫中可包括以下功能：WWW上訪問和檢索數據，序列拼接，臨視潛在藥物靶基因的研究進展等。這些能夠管理多項任務——從注釋基因序列到成功開發基因產物進入藥物發現的流程——的軟件工具，極其可望從一種基于基因組知識的藥物發現方法中得到新的藥物靶。

Summer-Smith(Base4bioinformatics,Mississauga,Ontario,Canada)描述了一種相關的策略。藥物發現階段中所要求的軟件工具的任務是多樣化的，要能注釋基因，并闡明它的生理和病理功能及其商業潛質。對這樣多種來源的信息的集成與分析，在派生的、項目取向的數據庫（project-specificdatabase,PSD）中可以很好完成。由于項目貫穿于發現到開發全過程，其間又不斷加入背景的成員，PSD在項目的管理與發展中成為一種關鍵性的資源。

按照Smith(Bostonuniversity,Boston,MA,USA)的觀點[2]，我們并不需要更快捷的計算機或更多的計算機科學家，而是需要更的生物學家和生物化學家來解釋序列的功能。這對有些軟件或硬件專家來說是個打擊，但生物學系統的復雜性是令人生畏的，并且對基因功能的認識可能需要生物學方法和計算方法的結合。探索基因的功能很可能要花費生物學家們數十年的時間，本次會議表明沒有任何單一的方法可以得出一個答案；但是，將計算生物學同大規模篩先結合起來識別一種化學靶物（hit）是一種產生化學工具來探索基因功能的方法，這些化學工具接下來就可以用作理解基因功能的“探針”。這種方法在Butt(GeneTranscriptionTechnologies,Philadelphia,PA,USA)的描述中，既是一種檢查基因功能的簡單方法，也是為潛在的藥物靶發現化學先導物的簡單方法，他描述了一種可以在酵母中重建人類基因功能的酵母大規模篩選系統。在此系統中，可以迅捷地在一個化學文庫中發現配基。這種技術的重要特征是它不僅僅是發現一種藥物靶的配基的篩板（screen），相反，由于該系統的高速度，它也是發現先導靶基因的一種篩板。過去，世界上的制藥公司通常在某一時間內僅能對有限數目（約20多個）的藥物靶基因進行工作，鑒于此，我們需要根本不同的方法如基因組學來打開通向“新”生物學的通路。由于機器人和合成化學的進步，藥物發現中最關鍵的問題不再是得到一種先導化合物（leadcompound），而是得到導向靶基因。此次會議為從計算和實驗方法中發展出的新生物學邁出很好的一步。

參考文獻

篇（6）

二、解決信息技術與生物教學整合問題的辦法

1．明確整合的意義，確立正確方向

信息技術與生物教學整合的意義在于利用信息技術把枯燥、復雜、抽象的生物學知識生動、活潑、具體地呈遞出來，創造一種新型的教學環境去啟發學生的思維，減輕學生的學習負擔，提高學生的學習興趣，從而達到提高教學效率的目的。教師必須明確信息技術與生物教學整合的意義，以確立正確的整合方向。

2．加強理論學習，將整合落實

在信息技術與生物教學的整合過程中，要充分加強教法、教育心理學、教學論等理論的學習指導，把這些教學理論融入信息技術與生物教學的整合過程中，依據建構主義學習理論，結合生物學科的特點，構建易于實現生物教學與信息技術整合的新型教學模式。

3．結合生物學特點，進行科學整合

現行高中生物教材，并不是每一節課的內容都適合用信息技術來完成的。比如“細胞器”“遺傳的分子基礎”“生態系統”等用實物或投影演示，效果會很好。因此我們應該從具體的教學內容和目標出發，明確信息技術教學用在什么地方，什么時候用，怎么用，期望收到什么效果，以真正達到“信息技術與生物教學的科學整合”。信息技術與生物教學的整合應科學合理，其地位是“輔助”而不是“替代”。

篇（7）

1　“問題解決模式”的一般程序

??“問題解決模式”的程序可分為：創設問題情境提供（收集）科學事實探求解決問題方法得出科學結論運用新知識解決新問題。

2　“問題解決模式”在研究性生物教學中的應用

??“影響生物的生態因素”這部分內容涉及面較廣，傳統的教學方式往往是先講生態因素的概念、種類，接著講不同生態因素對生物的影響，并舉例說明，最后練習鞏固。在這種教學模式下，教師會列舉許多事實，可能講得繪聲繪色，學生聽得津津有味，但學生也只能是被動的接受。而“問題解決模式”創設問題情境，使學生主動思考，主動尋找解決問題的方法，充分發揮學生的主體性。

“問題解決模式”中的問題不能過于直接，如光照時間長短是否影響生物繁殖?可創設問題情境，培養學生剖析問題能力。如：

在瑞士，銀灰狐是在每年的1月至2月進行的，有人將銀灰狐于12月初從瑞士運到南美的阿根廷飼養，發現銀灰狐要到第二年的8月開始和繁殖。

為什么在不同的國度里銀灰狐和繁殖的時間存在差異呢?

??在回答中，學生一般都認為，阿根廷8月的氣候與瑞士1月至2月的氣候相似。這樣的回答應該是對的，但這種回答跟這節課的關系不大，不過它體現了問題的隱蔽性。如何與生態因素聯系起來呢?

到底是生態因素中的什么因素呢?這一問促使學生主動的閱讀課文內容。他們首先要搞清楚什么是生態因素，接著探討不同生態因素對生物的影響。這樣，把本來教師要講的內容，轉變成學生主動學習的對象。學生掌握一定基礎知識以后，小組討論，一起解決問題。最后，各小組派代表闡述其觀點。回答過程中，有的認為溫度對銀灰狐的繁殖有很大影響；有的則認為是光照時間對銀灰狐的繁殖有很大的影響。隨著月份變化，溫度和光照都在不斷的變化。

如何分析是溫度還是光照對生物的繁殖有重要影響呢?

引導學生對問題進行分析、探索，經過假設、討論、歸納等一系列再發現的認知操作過程，找到解決問題的關鍵，這一步在教學過程中，可以設計一系列相關的問題來展開討論，設計的問題要遵循學生實現再發現的認知規律。

問題1　假如把銀灰狐終年飼養在恒溫（瑞士七八月份的氣溫）的空調房中，光照自然變化，它還能繁殖嗎?反過來，假如人工給予銀灰狐固定的光照時間（瑞士七八月份的光照長度），溫度自然變化，繁殖情況又將如何呢?

這一問題的設計，主要是引導學生研究事物，可以通過假設來進行分析，以便幫助學生迅速擺脫無所適從的思維狀態，盡快找到解決問題的“門路”。讓學生領悟到，一個恰到好處的假設可以成為解決問題的良好開端，從中也學到了開展問題研究的一般方法：問題發現，提出問題解決問題（假設—實驗設計—結果分析—討論）結論的運用。

實驗設計是一個比較復雜的過程，具體的實驗操作過程更難。因此，這個環節放在課堂上讓學生來完成不太現實，而且完全沒有必要。教師可以讓學生收集相關材料進行分析，也可以提供實驗結果讓學生分析討論。如銀灰狐在恒溫的空調房里繁殖，在固定的光照時間（瑞士七八月份的光照長度）沒有繁殖。這說明光照時間對生物的繁殖有重要影響。其實在瑞士，每年的1月至2月白晝開始延長，而在阿根廷，白晝開始延長時間是8月，因此銀灰狐和繁殖是需要在日照開始延長的條件下進行的。由此可見，光周期對生物繁殖起了很大的作用。

學生通過分析討論，獲取知識，然后應用知識。學生舉例，如人們可以通過人工延長（給予人工光照）或縮短光照（放在黑暗中處理）來改變生物的繁殖時間。開花需要在短日照的條件下進行，為了使在夏天開花，就可將它每天放在黑暗中處理一段時間。

問題2　除了光周期外，溫度對繁殖沒有一點影響嗎?這個問題的設計，目的在于引導學生考慮問題要全面，不要知道了光周期對生物繁殖有重要影響，而忽略了溫度等其他因素的綜合作用。

在這個問題的解決過程中，學生不僅習得了生態學的基本知識，而且領悟到了生物實驗中常用的對照實驗法（此實驗中，恒溫中的銀灰狐、固定光照下的銀灰狐、自然條件下的銀灰狐）。學生掌握這一實驗方法，有利于解決一系列問題，如雷鳥的換羽，影響雷鳥換羽的生態因素是光照還是溫度。

篇（8）

（2）讓教師與學生能夠共同學習，一起研究生物學科。在傳統的中學生物教學模式中，教師只注重理論知識的學習，一味地對學生進行知識點的灌輸，忽略了他們的創造和研究能力，而研究性學習的過程就是讓學生們能夠自己動手進行研究，并在過程中發現問題，最后在實驗中得出結果，找出問題的癥結方法，這種教學方式能夠很好地鍛煉學生的自學能力和研究能力，能夠與教師一起學習，共同進行研究，培養師生之間的感情，拉近距離的同時還在學習效率上得到了提升。

（3）增強了學生在生活中對于生物學知識的運用能力。學生在研究性學習中學到的生物知識都是從實踐中得來的，從生物學科在生活中的運用以及日常的實驗中，學習到學科知識的規律和在生活中的作用，與傳統的生物教學方式相比較，研究性學習更能夠提高學生對生物學科在生活中的運用能力，能夠做到學以致用，實現學科本身的使用價值。

2.研究性學習的模式

（1）實驗探索型。所謂的實驗探索型就是從實驗著手，教師針對學科知識點進行有目的有針對性的實驗。

（2）情景創設型。教師針對于當天所學的內容，為學生創造一定的情景，引導學生進行學習。其中包括許多環節，比如列舉出背景資料，延伸對知識的闡述，提出相關的問題，展開相應的學生研究活動等。

（3）調查研究型。所謂調查研究型，就是教師根據本節課學習的需要，找出要解決的問題，與學生共同進行探討，明確研究的方向，然后共同進行調查研究，利用調查中所獲取的資料，再進行一定的實驗與討論，最終找出解決問題的方法。

（4）社會課題型。教師針對學過的學科知識對學生進行指導，引導學生將其與現代的科技知識結合起來，并運用到日常的生活中去，社會型的教學模式旨在加強各個學科之間的綜合和聯系，加強學科知識與日常生活的聯系。

3.初中生物實行研究性學習的實例

篇（9）

隨著教育理念的不斷深化改革，新的課程標準已經把自主學習、終身學習作為硬性要求，旨在培養創新型的人才．《基礎教育改革綱要》中改革的具體目標強調“改變課程過于注重知識傳授的傾向，強調形成積極主動的學習態度，使獲得基礎知識與基本技能的過程同時成為學會學習和形成正確價值觀的過程”．這使自主學習成為改革的亮點．

2．學生自身能力的培養

自主學習是一種教育的理念．同時，對于學生來說，自主學習是一種能力，它代表的是學生在獨立的情況下，可以自主地去發現問題、探索問題的答案．所以自主學習能力的培養，還代表了學生解決問題的能力．

3．物理學科本身的特點

學習初中物理的目的并不是使學生掌握多少知識，而是引導學生關心周圍的事物，讓學生知道生活中有物理，了解物理在生活實際中的應用，使他們的視野從課本中學到的有限的知識得以開闊，從而提高學生的科學素養．

二、培養學生的物理自主學習能力

1．結合心理學的理論知識，調動學生自主學習的積極性

初中生都是青春期的少男少女，自我約束能力差、對學習保持新鮮的時間短以及情緒容易出現較大的波動是其固有的特點．教師要根據心理學的相關知識對學生進行分析，采用適合的方法幫助學生提高學習的積極性．特別是物理學科，因為物理是一門實踐性以及動手性都非常強的學科，所以學生對于剛剛接觸的物理都是抱有極大的學習興趣的，如何把這份興趣保持下去，就是教師需要做的事情．

2．結合物理學科的特點，調動學生的學習興趣

初中物理的內容大多是與人們的生活經驗有關，物理學科是極易引發初中生興趣的學科，初中物理是比較側重觀察物理現象的學科，教師可以從這些方面來引導學生學會自主學習．在初中物理教學中，除了安排學生做好探究實驗，教師還可以適時隨機地把演示實驗變為學生實驗，讓學生自主、自愿地探求知識，充分發揮學生的積極性、主動性．教師也可以緊密結合教學內容，適時組織相應的課外實驗，充分調動學生的學習興趣．

3．營造寬松的學習環境，調動學生的思維

根據心理學的研究，人類在一個寬松的氛圍中學習比在一個壓抑的環境中更能使大腦興奮，從而人的思維會處于一個興奮的狀態．物理是一門創造性比較強的學科，教師營造一個輕松的環境，對于學生來說是很有必要的．

4．重視對教學方法的反思，不斷改進教學方法

物理是一門拓展性比較強的學科，僅僅學習課堂上的知識對于學生來說是遠遠不夠的，教師要教會學生如何在課后自主學習．同時，教師要不斷地對自己的教學行為進行反思，行之有效的方法就是根據學生的課堂反應進行改進，學生在課堂上積極發言就說明這一次的教學實踐是成功的．如果學生普遍表示提不起興趣或者在課堂上開小差，那就說明這次的教學實踐還需要再改進．就是在這樣的反復實踐中，找到行之有效的教學方法．

5．重視培養學生正確的學習方法，提高學生的學習效率

“授之以魚不如授之以漁”．在教學活動中，教師一定要注意對學生學習方法的引導．在物理教學中，學生不僅僅是在學習知識，也是在學習如何更好地學習．所以，教師要有目的地引導學生參與教學活動，鼓勵學生獨立思考，使自己的教學實踐更加貼合學生的思維方式，通過對教學過程的合理化設計，使學生獨立地去思考和學習．

篇（10）

2教學方式的改革

興趣是學習最好的老師，但是現在單的教學方式往往使學生處于被動地位。因此，改變學生的學習地位，配合多元化的教學方式來調動學生學習的積極性成為亟待解決的問題。

2.1變被動學習為主動學習

中國當前的教育模式幾乎仍是填鴨式教學，而實驗課的教授更是老師講解為主，學生完全處于被動地位。許多學生在實驗過程中不知前因后果，只是草率結束實驗，課后將實驗內容拋之腦后，一無所知。為調動學生的主觀能動性，在實驗開始前，只是簡單介紹相關的知識，提出實驗目標。然后由學生在課下預習實驗內容，查找資料，熟悉每一個實驗步驟的原理、所需試劑的作用及配備方法，做好充足的準備工作。在實驗結束后，分組討論在實驗過程中出現的問題，及對結果的多樣性進行分析，鼓勵大家暢所欲言，探討該次實驗內容能夠用于解決哪些實際的問題。最后，要求學生認真整理出一份實驗報告。在整個實驗過程中，老師只起到引導、鼓勵及評價的作用，而使學生處于主動地位。突然之間的角色轉變使很多同學學習起來有些吃力，但是堅持一學期下來，發現學生的自主學習能力明顯提高，這正是“授之以魚，不如授之以漁”。

2.2變傳統教學為多元化教學

現在一些高校的實驗課教學方式仍為傳統的板書講解，這種教學方式早已不符合時代的發展。為使學生更直觀生動的了解實驗過程，將實驗過程制作成錄像，上課前通過多媒體播放教學示范錄像。例如，對于原代培養細胞實驗，前期的準備工作繁瑣，耗時長，不可能每個同學都參與，這時通過播放教學示范錄像[6]，使學生深刻了解整個實驗的來龍去脈。另外，在實驗課上由“老師講”變為“學生講”。課前要求學生預習實驗目的、原理及注意事項等，上課時隨機挑選學生為大家講解，其他同學對講解的內容進行補充和糾正。在顯微鏡的使用實驗課中，將學生分為2～3人的小組，小組中的每位同學分別操作顯微鏡，其他同學在旁觀看，指出這位同學在操作過程中存在的問題，進而加深學生對顯微鏡使用方法及注意事項的印象。

3考核方法的改革

隨著對實驗課的重視程度提高，實驗課成績在總成績中所占比例也相應增加。實驗課的考核不再只依靠實驗報告，而在于對學生實驗原理的掌握及實驗操作能力的評價。通過課前提問形式，了解學生的預習情況并給予一定評分。在實驗課結束時，隨機抽取部分學生，考核其對該次實驗中關鍵技術的掌握，如顯微鏡、離心機、天平等儀器的正確使用及臨時裝片的制備，并敘述在操作過程中的注意事項等，從而對學生的操作技能進行測試。另外，在批改實驗報告時，主要依據學生對實驗數據的分析及總結程度給予評分，強化學生的分析思考能力。

篇（11）

推薦系統(RecommenderSystem)[1]是個性化信息服務的主要技術之一，它實現的是“信息找人，按需服務”；通過對用戶信息需要、興趣愛好和訪問歷史等的收集分析，建立用戶模型，并將用戶模型應用于網上信息的過濾和排序，從而為用戶提供感興趣的資源和信息。生物信息學(Bioinformatics)[2,3]是由生物學、應用數學和計算機科學相互交叉所形成的一門新型學科；其實質是利用信息科學的方法和技術來解決生物學問題。20世紀末生物信息學迅速發展，在信息的數量和質量上都極大地豐富了生物科學的數據資源，而數據資源的急劇膨脹需要尋求一種科學而有力的工具來組織它們，基于生物信息學的二次數據庫[4]能比較好地規范生物數據的分類與組織，但是用戶無法從大量的生物數據中尋求自己感興趣的部分（著名的生物信息學網站NCBI(美國國立生物技術信息中心)，僅僅是小孢子蟲(Microsporidia)的DNA序列就達3399種），因此在生物二次數據庫上建立個性化推薦系統，能使用戶快速找到自己感興趣的生物信息。特別是在當前生物信息數據量急劇增長的情況下，生物信息學推薦系統將發揮強大的優勢。

1推薦系統的工作流程

應用在不同領域的推薦系統，其體系結構也不完全相同。一般而言，推薦系統的工作流程[5]如圖1所示。

(1)信息獲取。推薦系統工作的基礎是用戶信息。用戶信息包括用戶輸入的關鍵詞、項目的有關屬性、用戶對項目的文本評價或等級評價及用戶的行為特征等，所有這些信息均可以作為形成推薦的依據。信息獲取有兩種類型[6]，即顯式獲取(Explicit)和隱式獲取(Implicit)，由于用戶的很多行為都能暗示用戶的喜好，因此隱式獲取信息的準確性比顯式高一些。

(2)信息處理。信息獲取階段所獲得的用戶信息，一般根據推薦技術的不同對信息進行相應的處理。用戶信息的存儲格式中用得最多的是基于數值的矩陣格式，最常用的是用m×n維的用戶—項目矩陣R來表示，矩陣中的每個元素Rij=第i個用戶對第j個項目的評價，可以當做數值處理，矩陣R被稱為用戶—項目矩陣。

(3)個性化推薦。根據形成推薦的方法的不同可以分為三種，即基于規則的系統、基于內容過濾的系統和協同過濾系統。基于規則的推薦系統和基于內容過濾的推薦系統均只能為用戶推薦過去喜歡的項目和相似的項目，并不能推薦用戶潛在感興趣的項目。而協同過濾系統能推薦出用戶近鄰所喜歡的項目，通過用戶與近鄰之間的“交流”，發現用戶潛在的興趣。因此本文所用的算法是基于協同過濾的推薦算法。

(4)推薦結果。顯示的任務是把推薦算法生成的推薦顯示給用戶，完成對用戶的推薦。目前最常用的推薦可視化方法是Top－N列表[7]，按照從大到小順序把推薦分值最高的N個事物或者最權威的N條評價以列表的形式顯示給用戶。

2生物信息學推薦系統的設計

綜合各種推薦技術的性能與優缺點，本文構造的生物信息學推薦系統的總體結構如圖2所示。

生物信息學推薦系統實現的主要功能是在用戶登錄生物信息學網站時，所留下的登錄信息通過網站傳遞到推薦算法部分；推薦算法根據該用戶的用戶名從數據庫提取出推薦列表，并返回到網站的用戶界面；用戶訪問的記錄返回到數據庫，系統定時調用推薦算法，對數據庫中用戶訪問信息的數據進行分析計算，形成推薦列表。

本系統采用基于近鄰的協同過濾推薦算法，其結構可以進一步細化為如圖3所示。算法分為鄰居形成和推薦形成兩大部分，兩部分可以獨立進行。這是該推薦系統有別于其他系統的優勢之一。由于信息獲取后的用戶—項目矩陣維數較大，使得系統的可擴展性降低。本系統采用SVD矩陣降維方法，減少用戶—項目矩陣的維數，在計算用戶相似度時大大降低了運算的次數，提高了推薦算法的效率。

(1)信息獲取。用戶對項目的評價是基于用戶對某一個項目(為表示簡單，以下提及的項目均指網站上的生物物種)的點擊次數來衡量的。當一個用戶注冊并填寫好個人情況以后，系統會自動為該用戶創建一個“信息矩陣”，該矩陣保存了所有項目的ID號以及相應的用戶評價，保存的格式為：S+編號+用戶評價，S用于標記項目，每個項目編號及其評價都以“S”相隔開；編號是唯一的，占5位；用戶評價是用戶點擊該項目的次數，規定其范圍是0~100，系統設定當增加到100時不再變化。這樣做可防止形成矩陣時矩陣評價相差值過大而使推薦結果不準確。(2)信息處理。信息處理是將所有用戶的信息矩陣轉換為用戶—項目矩陣，使用戶信息矩陣數值化，假設系統中有M個用戶和N個項目，信息處理的目的就是創建一個M×N的矩陣R，R[I][J]代表用戶I對項目J的評價。

(3)矩陣處理。協同過濾技術的用戶—項目矩陣的數據表述方法所帶來的稀疏性嚴重制約了推薦效果，而且在系統較大的情況下，它既不能精確地產生推薦集，又忽視了數據之間潛在的關系，發現不了用戶潛在的興趣，而且龐大的矩陣增加了計算的復雜度，因此有必要對該矩陣的表述方式做優化，進行矩陣處理。維數簡化是一種較好的方法，本文提出的算法應用單值分解(SingularValueDecomposition，SVD)技術[8]，對用戶—項目矩陣進行維數簡化。

(4)相似度計算。得到降維以后的用戶矩陣US，就可以尋找每個用戶的近鄰。近鄰的確定是通過兩個用戶的相似度來度量的。本文采用Pearson相關度因子[9]求相似度。(5)計算用戶鄰居。該方法有兩種[10]，即基于中心的鄰居(Center－BasedNeighbor)和集合鄰居(AggregateNeighbor)。本系統采用了第一種方法，直接找出與用戶相似度最高的前N個用戶作為鄰居，鄰居個數N由系統設定，比如規定N＝5。

(6)推薦形成。推薦形成的前提是把當前用戶的鄰居ID號及其與當前用戶的相似度保存到數據庫中，而在前面的工作中已找出各用戶的鄰居以及與用戶的相似度，推薦形成部分只需要對當前登錄用戶進行計算。推薦策略是：對當前用戶已經訪問過的項目不再進行推薦，推薦的范圍是用戶沒有訪問的項目，其目的是推薦用戶潛在感興趣的項目；考慮到系統的項目比較多，用戶交互項目的數量很大，所以只篩選出推薦度最大的N個項目，形成Top－N推薦集，設定N＝5。

3生物信息學推薦系統的實現

生物信息學推薦系統的實現可以用圖4來表示。數據庫部分主要存儲用戶信息和項目信息，用SQLServer2000實現。

數據訪問層實現了與用戶交互必需的存儲過程以及觸發器，也使用SQLServer2000，主要完成以下功能：初始化新用戶信息矩陣；插入新項目時更新所有用戶的信息矩陣；用戶點擊項目時更新該用戶對項目的評價；刪除項目時更新所有用戶的信息矩陣。用戶訪問層主要涉及網頁與用戶的交互和調用數據訪問層的存儲過程，在這里不做詳細的介紹。

推薦算法完成整個個性化推薦的任務，用Java實現。(1)數據連接類DataCon。該類完成與SQLServer2000數據庫的連接，在連接之前必須要下載三個與SQLServer連接相關的包，即msutil.jar、msbase.jar和mssqlserver.jar。

(2)數據操作類DataControl。該類負責推薦算法與數據庫的數據交換，靜態成員Con調用DataCon.getcon()獲得數據庫連接，然后對數據庫進行各種操作。把所有方法編寫成靜態，便于推薦算法中不創建對象就可以直接調用。

(3)RecmmendSource與CurrentUserNeighbor。這兩個類作為FCRecommand類的內部類，RecmmendSource用于保存當前用戶的推薦列表，包括推薦項目號和推薦度；CurrentUserNeighbor用于保存鄰居信息，包括鄰居ID號、相似度及其訪問信息。

(4)協同過濾推薦算法FCRecommand。該類實現了整個推薦算法，主要分為鄰居形成方法FCArithmetic和推薦形成方法GenerateRecommend。

下面給出方法FCArithmetic的關鍵代碼：

Matrixuser_item=this.User_Item_Arry();//獲取用戶—項目矩陣

user_item=this.SVD_Calculate(user_item);//調用SVD降維方法

Vectorc_uservector=newVector();//當前用戶向量

Vectoro_uservector=newVector();//其他用戶向量

Vectorc_user_correlate_vector=newVector();

//當前用戶與其他用戶之間相似度向量

for(inti=0;ifor(intj=0;jc_uservector.addElement(user_item.get(i,j));

//1.獲得當前用戶向量

for(intk=0;ko_uservector.clear();

for(intl=0;lo_uservector.addElement(user_item.get(k,l));

//2.獲得其他用戶的向量

//3.計算當前用戶與其他用戶的相似度

usercorrelativity=this.Correlativity(c_uservector,o_uservector);

c_user_correlate_vector.addElement(usercorrelativity);

}

//4.根據當前用戶與其他用戶的相似度，計算其鄰居

this.FindUserNeighbor(i,c_user_correlate_vector);

}

根據鄰居形成方法FCArithmetic，可以得到每個用戶的鄰居。作為測試用例，圖6顯示用戶Jack與系統中一部分用戶的相似度，可以看出它與自己的相似度必定最高；并且它與用戶Sugx訪問了相同的項目，它們之間的相似度也為1，具有極高的相似度。

4結束語

在傳統推薦系統的基礎上，結合當前生物信息學網站的特點，提出一個基于生物信息平臺的推薦系統，解決了傳統生物信息網站平臺信息迷茫的缺點，為用戶推薦其感興趣物種的DNA或蛋白質序列。

優點在于協同過濾的推薦算法能發現用戶潛在的興趣，能促進生物學家之間的交流；推薦算法的鄰居形成與推薦形成兩部分可以單獨運行，減少了系統的開銷。進一步的工作是分析生物數據的特點及生物數據之間的關系，增加用戶和項目數量，更好地發揮推薦系統的優勢。

參考文獻：

［1］PAULR，HALRV.Recommendersystems[J].CommunicationsoftheACM，1997,40(3):56－58.

[2]陳新.生物信息學簡介[EB/OL].(2001).166.111.68.168/bioinfo/papers/Chen_Xin.pdf.

[3]林毅申,林丕源.基于WebServices的生物信息解決方案[J].計算機應用研究,2005,22(6):157－158,164.[4]邢仲璟,林丕源,林毅申.基于Bioperl的生物二次數據庫建立及應用[J].計算機系統應用,2004(11):58－60.

[5]AIRIAS,TAKAHISAA,HIROYAI,etal.Personalizationsystembasedondynamiclearning:InternationalSemanticWebConference[C].Sardinia:[s.n.],2002.

[6]BREESEJS,HECKERMAND,KADIEC.Empericalanalysisofpredictivealgorithmsforcollaborativefiltering:proceedingsoftheFourteenthConferenceonUniversityinArtificialIntelligence[C].Madison:WI,1998:43－52.

[7]SCHAFERJB,KONSTANJ,RIEDLJ.Recommendersystemsine－commerce:proceedingoftheACMConferenceonElectronicCommerce[C].Pittsburgh:PA,1999:158－166.