導(dǎo)語：如何才能寫好一篇生物信息學(xué)發(fā)展史，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

一、研究性學(xué)習(xí)網(wǎng)站的優(yōu)勢(shì)

在常規(guī)教學(xué)中，本節(jié)課主要存在兩個(gè)困難：第一個(gè)困難是本節(jié)課重難點(diǎn)——轉(zhuǎn)錄和翻譯過程對(duì)于學(xué)生來說是無法用肉眼看到的，枯燥且抽象；另一個(gè)困難是本節(jié)課的重點(diǎn)、難點(diǎn)較多，知識(shí)點(diǎn)零碎繁雜。針對(duì)第一個(gè)困難，筆者采用研究性學(xué)習(xí)網(wǎng)站中的flas來輔助學(xué)生自主學(xué)習(xí)，從而形象、生動(dòng)地展示遺傳信息表達(dá)的動(dòng)態(tài)過程，利于學(xué)生把握轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)階段發(fā)生的場(chǎng)所、模板、原料和產(chǎn)物，以達(dá)到幫助學(xué)生化解難點(diǎn)，突出重點(diǎn)的目的。針對(duì)第二個(gè)困難“知識(shí)點(diǎn)零碎繁雜”，筆者的策略是將零碎繁雜的知識(shí)點(diǎn)整合在圖文并茂的研究性學(xué)習(xí)網(wǎng)站中，學(xué)生在一定的情境下，通過自主學(xué)習(xí)便可輕松掌握。同時(shí)筆者又制定學(xué)習(xí)任務(wù)來突出重點(diǎn)，引領(lǐng)主體性學(xué)習(xí)的方向，即以任務(wù)為主線，貫穿學(xué)習(xí)過程，啟發(fā)學(xué)生逐步深入地思考，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。

二、教學(xué)媒體選擇與應(yīng)用設(shè)計(jì)

教學(xué)媒體：研究性學(xué)習(xí)網(wǎng)站、Powerpoint課件、Flash課件。

本節(jié)課教學(xué)策略是研究性學(xué)習(xí)網(wǎng)站搭建學(xué)習(xí)的平臺(tái)，任務(wù)引領(lǐng)學(xué)習(xí)的方向，Powerpoint課件幫助學(xué)生總結(jié)提升，從而建立完整的知識(shí)體系，F(xiàn)lash課件模擬轉(zhuǎn)錄翻譯過程，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣。

三、教學(xué)過程

課前筆者根據(jù)高一學(xué)生的學(xué)情和認(rèn)知水平設(shè)置合適的問題和任務(wù)，緊緊結(jié)合生物學(xué)科的特點(diǎn)，在浩如煙海的網(wǎng)絡(luò)信息中，按需選擇，精心設(shè)計(jì)研究性學(xué)習(xí)網(wǎng)站。它包括RNA和DNA的比較、轉(zhuǎn)錄、翻譯、模擬實(shí)驗(yàn)、在線測(cè)試五塊內(nèi)容。本節(jié)課中設(shè)置的任務(wù)有6個(gè)。

任務(wù)1：“為什么RNA適于作DNA的信使呢？”

任務(wù)2：三種RNA的比較。

任務(wù)3：思考遺傳信息轉(zhuǎn)錄過程中有關(guān)問題。①轉(zhuǎn)錄場(chǎng)所在哪里？②所需的酶是什么？③為其提供能量的是什么？④模板是什么？⑤原料是什么？⑥形成的產(chǎn)物是什么？⑦遵循的原則是什么？⑧RNA聚合酶的作用是什么？

任務(wù)4：mRNA的堿基與蛋白質(zhì)的氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。①1個(gè)堿基決定1種氨基酸，只能決定4種氨基酸。②如果2個(gè)堿基決定1種氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？③已知組成生物體的氨基酸有20種，一種氨基酸的編碼至少需要多少個(gè)堿基？

任務(wù)5：思考遺傳信息翻譯過程中有關(guān)問題。①翻譯需要哪些物質(zhì)參與？②mRNA和核糖體的結(jié)合處，有多少個(gè)堿基， 多少個(gè)密碼子？③翻譯的起點(diǎn)是什么？④AUG決定的甲硫氨酸通過誰進(jìn)入核糖體？⑤氨基酸形成多肽鏈的方式是什么？⑥翻譯過程中，是mRNA移動(dòng)，還是核糖體移動(dòng)？⑦翻譯什么時(shí)候會(huì)停止？⑧翻譯的產(chǎn)物是什么？⑨翻譯的實(shí)質(zhì)是什么？

任務(wù)6：進(jìn)入模擬實(shí)驗(yàn)，自己動(dòng)手實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的合成，體驗(yàn)轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，體會(huì)學(xué)習(xí)的樂趣，檢驗(yàn)本節(jié)課的學(xué)習(xí)成果。

實(shí)驗(yàn)過程如下：輸入學(xué)號(hào)登入模擬實(shí)驗(yàn)，機(jī)器隨機(jī)生成1個(gè)DNA，學(xué)生選擇模板并根據(jù)所學(xué)知識(shí)，鍵盤輸入相應(yīng)的信息，得到轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物RNA，再根據(jù)密碼子表，得到翻譯的產(chǎn)物蛋白質(zhì)，課件有提示，交互能力好，不同層次的學(xué)生都能成功體驗(yàn)轉(zhuǎn)錄和翻譯。動(dòng)作快的同學(xué)先將實(shí)驗(yàn)結(jié)果上傳到服務(wù)器，再比較各自合成的蛋白質(zhì)是否相同。在BBS論壇上發(fā)表蛋白質(zhì)不同的原因，教師參與討論，并引導(dǎo)學(xué)生得到最終答案。

最后在線測(cè)試：鞏固提高學(xué)習(xí)成果。

本節(jié)課在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的自主探索，師生之間、學(xué)生之間、學(xué)生與機(jī)器之間的多重交互，發(fā)揮了信息技術(shù)在學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)探究、合作交流等方面的優(yōu)勢(shì)，建構(gòu)了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式，提高了教學(xué)效率，培養(yǎng)了學(xué)生探索問題，獲取信息，加工信息，協(xié)作討論，解決問題的能力，這些都是信息技術(shù)與課程整合所追求的。

四、教學(xué)反思

（1）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下生物教學(xué)有著常規(guī)教學(xué)不具備的優(yōu)勢(shì)，但網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的課堂會(huì)出現(xiàn)學(xué)習(xí)游離的現(xiàn)象（盲目瀏覽網(wǎng)頁）。因此在教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師要把本節(jié)課的整個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)分解為數(shù)個(gè)具體的次級(jí)目標(biāo)，并制定出學(xué)習(xí)任務(wù)，以任務(wù)為主線，引導(dǎo)學(xué)生一步一步完成既定的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（2）在制作專題網(wǎng)站時(shí)，教師要把需要學(xué)生思考、回答的問題盡量隱含在專題網(wǎng)站和學(xué)習(xí)資料中。利用專題網(wǎng)站的集成性、非線性和交互性，把學(xué)生的注意力吸引到學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)重點(diǎn)上來。

（3）不能因?yàn)槎嗝襟w教學(xué)能化抽象為形象，而忽視了學(xué)生識(shí)圖能力的培養(yǎng)。教師應(yīng)要求學(xué)生先體會(huì)插圖所蘊(yùn)含的含義，之后再配合多媒體整合各個(gè)圖形，展示完整的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。

篇2

關(guān)鍵詞 控制科學(xué)與工程 學(xué)科建設(shè) 自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

自動(dòng)化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運(yùn)輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面。采用自動(dòng)化技術(shù)不僅可以把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來，而且能擴(kuò)展人的器官功能，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增強(qiáng)人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力。因此，自動(dòng)化是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要條件和顯著標(biāo)志。

自動(dòng)化是一門涉及學(xué)科較多、應(yīng)用廣泛的綜合性科學(xué)技術(shù)。在我國研究生培養(yǎng)體系中，自動(dòng)化對(duì)應(yīng)的一級(jí)學(xué)科“控制科學(xué)與工程”下屬有七個(gè)二級(jí)學(xué)科：“控制理論與控制工程”、“檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)裝置”、“系統(tǒng)工程”、“模式識(shí)別與智能系統(tǒng)”、“導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制”、“企業(yè)信息化系統(tǒng)與工程”和“生物信息學(xué)”?？刂瓶茖W(xué)與工程對(duì)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展起到了有力的推動(dòng)作用，并在學(xué)科交叉與滲透中表現(xiàn)出突出的活力。例如：它與信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的結(jié)合開拓了知識(shí)工程和智能機(jī)器人領(lǐng)域。與社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)的結(jié)合使研究的對(duì)象進(jìn)入到社會(huì)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的范疇中。與生物學(xué)、醫(yī)學(xué)的結(jié)合更有力地推動(dòng)了生物控制論的發(fā)展。同時(shí)，相鄰學(xué)科如計(jì)算機(jī)、通信、微電子學(xué)和認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展也促進(jìn)了控制科學(xué)與工程的新發(fā)展，使控制科學(xué)與工程學(xué)科所涉及的研究領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

1 我國控制科學(xué)與工程學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀

控制科學(xué)與工程學(xué)科經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在諸多方面取得了一些重要的進(jìn)步，按照二級(jí)學(xué)科分類，主要發(fā)展現(xiàn)狀歸納如下。

1.1 控制理論與工程

控制理論以動(dòng)態(tài)系統(tǒng)為主要研究對(duì)象。20世紀(jì)80年代以來，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和通信等信息技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)有的控制理論提供了廣泛的應(yīng)用空間，同時(shí)也帶來了巨大的挑戰(zhàn)，促使控制理論自身的發(fā)展，也催生出新的學(xué)科增長(zhǎng)點(diǎn)?？刂评碚摲矫?，在魯棒控制、非線性控制、離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)、量子控制等方面都取得了重要進(jìn)展。魯棒控制研究?jī)?nèi)容涉及魯棒極點(diǎn)配置、魯棒鎮(zhèn)定、魯棒觀測(cè)器設(shè)計(jì)、魯棒故障診斷等一系列魯棒控制問題。分布參數(shù)控制研究涉及可控性、隨機(jī)控制、非線性系統(tǒng)、穩(wěn)定性、最優(yōu)性、數(shù)值求解最優(yōu)控制及時(shí)間延遲問題。離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的研究主要集中在離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化理論與方法上，理論成果被成功應(yīng)用到從機(jī)械或半導(dǎo)體制造到電網(wǎng)規(guī)劃、石油化工等多個(gè)行業(yè)的實(shí)際工程問題。量子控制的研究涉及量子態(tài)的制備、最優(yōu)控制、控制能力、反饋控制、消相干控制、糾纏動(dòng)力學(xué)、動(dòng)態(tài)解耦等多個(gè)方面。智能控制方面，在模糊不確定性理論、復(fù)雜系統(tǒng)的模糊控制與穩(wěn)定性分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、智能優(yōu)化等方面都有重要貢獻(xiàn)。模糊不確定性理論對(duì)于主觀上的不確定事件，給出了不確定變量的期望值、不確定變量的關(guān)鍵值、不確定事件測(cè)度的定義，并將它們應(yīng)用于機(jī)器學(xué)習(xí)、系統(tǒng)控制和管理等問題。自模糊集合誕生至今，模糊控制作為一種有效的非線性控制方法受到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用，模糊控制器形式常見的有模糊邏輯控制、模糊PID控制、神經(jīng)模糊控制、模糊滑膜控制、自適應(yīng)模糊控制及基于T-S模型的模糊控制等。模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，是模糊控制領(lǐng)域一個(gè)持續(xù)研究的課題?，F(xiàn)有的結(jié)果，主要是在前有理論基礎(chǔ)上，提出放松穩(wěn)定性條件，并將模糊控制的概念引入網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方面，主要利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)非線性系統(tǒng)的逼近能力和特性，與一些控制算法相結(jié)合，探討復(fù)雜系統(tǒng)的建模與控制問題。智能優(yōu)化方面主要是結(jié)合模糊推理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)為主的模糊神經(jīng)控制，并結(jié)合智能算法實(shí)現(xiàn)對(duì)算法的優(yōu)化。智能機(jī)器人技術(shù)方面，除了在機(jī)構(gòu)、視覺及傳感系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)建模、規(guī)劃與導(dǎo)航等提出一些新的設(shè)計(jì)和改進(jìn)的算法外，中國學(xué)者在救災(zāi)救援機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、仿生機(jī)器人、飛行機(jī)器人、仿人機(jī)器人、人-機(jī)器人交互等方面取得了重要進(jìn)展。在控制的應(yīng)用方面，智能控制理論在電力系統(tǒng)調(diào)度、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制、風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)等方面已有初步應(yīng)用。在多智能體與網(wǎng)絡(luò)控制方面，研究涉及復(fù)雜系統(tǒng)與系統(tǒng)復(fù)雜性理論、混合系統(tǒng)與多模態(tài)切換、多智能體系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)控制。

1.2 模式識(shí)別與智能控制

隨著20世紀(jì)40年代計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)以及50年代人工智能的興起，人們當(dāng)然也希望能用計(jì)算機(jī)來代替或擴(kuò)展人類的部分腦力勞動(dòng)。模式識(shí)別在20世紀(jì)60年代初迅速發(fā)展并成為一門新學(xué)科。在生物信息學(xué)方面，在高通量組學(xué)數(shù)據(jù)的處理、計(jì)算基因組學(xué)的研究、醫(yī)學(xué)群體遺傳學(xué)中的生物信息學(xué)、蛋白質(zhì)功能結(jié)構(gòu)與亞細(xì)胞定位上、生物分子網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與分析等方面有了重要進(jìn)展。機(jī)器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)挖掘方面，研究涉及提高學(xué)習(xí)系統(tǒng)泛化能力、樣本標(biāo)記問題、降維與度量學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、在視頻與圖像分析方面的應(yīng)用。腦—機(jī)接口就是要實(shí)現(xiàn)生物腦與電腦之間的直接對(duì)話?；A(chǔ)理論研究與實(shí)驗(yàn)研究并重是腦—機(jī)接口研究的重要特點(diǎn)。腦—機(jī)接口研究是一個(gè)全新的領(lǐng)域，許多方面的問題還有待于深入地研究。在醫(yī)學(xué)信息學(xué)、分子影像方面，多模態(tài)分子影像成像理論方法與關(guān)鍵技術(shù)、分子探針與藥物研發(fā)、分子影像驗(yàn)證與應(yīng)用是現(xiàn)在的研究熱點(diǎn)。

1.3 系統(tǒng)工程

系統(tǒng)工程是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化的科學(xué)。系統(tǒng)工程的主要任務(wù)是根據(jù)總體協(xié)調(diào)的需要，把自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)中的基礎(chǔ)思想、理論、策略和方法等從橫的方面聯(lián)系起來，應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)學(xué)和電子計(jì)算機(jī)等工具，對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織結(jié)構(gòu)、信息交換和自動(dòng)控制等功能進(jìn)行分析研究，借以達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì)，最優(yōu)控制和最優(yōu)管理的目標(biāo)。在工業(yè)過程建模方面，研究主要涉及過程建模方法與應(yīng)用及面向高端應(yīng)用的工業(yè)建模技術(shù)與軟件。在生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化方面，隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的加快和計(jì)算機(jī)技術(shù)的提升，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)背景的生產(chǎn)調(diào)度問題優(yōu)化理論與方法成為自動(dòng)化學(xué)科的研究熱點(diǎn)。公共安全應(yīng)急管理決策的研究主要集中在公共安全應(yīng)急決策的理論、方法和技術(shù)上。在信息服務(wù)的研究上，在服務(wù)組合、服務(wù)計(jì)算環(huán)境、服務(wù)部署與調(diào)度、服務(wù)計(jì)算模式/模型、數(shù)據(jù)集成等關(guān)鍵問題上都有了較大的進(jìn)展。智能交通系統(tǒng)是解決目前城市交通擁堵、氣體和噪聲污染的主要途徑，目前主要的研究領(lǐng)域集中在先進(jìn)交通分配和出行誘導(dǎo)技術(shù)、城市高速路與普通路網(wǎng)集成交通控制、交通分配與交通控制一體化研究以及交通信息獲取與服務(wù)系統(tǒng)的研制。

1.4 導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制

導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制學(xué)科一直突出為國防、航天服務(wù)的特色，注重理論與工程實(shí)際的結(jié)合，重視高素質(zhì)人才的培養(yǎng)，建立起一支梯隊(duì)結(jié)構(gòu)合理、學(xué)術(shù)方向穩(wěn)定、能打“硬仗”的科研隊(duì)伍。半個(gè)世紀(jì)里，導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制學(xué)科先后開辟出導(dǎo)航技術(shù)、飛行控制、精確制導(dǎo)等研究方向。在導(dǎo)航技術(shù)方面，研究涉及衛(wèi)星導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航及慣性基組合導(dǎo)航。在飛行控制方面，國內(nèi)飛行控制研究領(lǐng)域取得了豐富的研究成果，在飛行控制理論的改進(jìn)和完善、先進(jìn)飛行控制技術(shù)的研究與探索以及飛行控制技術(shù)在航空器、航天器和臨近空間飛行器的應(yīng)用方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。在精確制導(dǎo)技術(shù)方面，研究的主要內(nèi)容包括高精度導(dǎo)引控制技術(shù)和精確探測(cè)技術(shù)。高精度導(dǎo)引控制技術(shù)主要體現(xiàn)在制導(dǎo)控制規(guī)律的設(shè)計(jì)方面，而精確探測(cè)技術(shù)主要體現(xiàn)在各類導(dǎo)引系統(tǒng)探測(cè)技術(shù)的發(fā)展史上。

1.5 檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置

檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置是將自動(dòng)化、電子、計(jì)算機(jī)、控制工程、信息處理、機(jī)械等多種學(xué)科、多種技術(shù)融合為一體并綜合運(yùn)用的復(fù)合技術(shù)，廣泛應(yīng)用于交通、電力、冶金、化工、建材等各領(lǐng)域自動(dòng)化裝備及生產(chǎn)自動(dòng)化過程。檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置的研究與應(yīng)用，不僅具有重要的理論意義，符合當(dāng)前及今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)我國科技發(fā)展的戰(zhàn)略，而且緊密結(jié)合國民經(jīng)濟(jì)的實(shí)際情況，對(duì)促進(jìn)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步、傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造和鐵路技術(shù)裝備的現(xiàn)代化有著重要的意義。在檢測(cè)技術(shù)上，超導(dǎo)材料、稀土功能材料等功能材料新領(lǐng)域，功能陶瓷材料的研究開發(fā)取得了顯著進(jìn)展，在低燒磁料和賤金屬電極上形成了自己的特色并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。在動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)方面，研究涉及基于模型的故障診斷技術(shù)及基于數(shù)據(jù)的故障診斷方法。

2 我國控制科學(xué)與工程學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)與展望

2.1 人才的培養(yǎng)和支持

由于我國控制科學(xué)與工程專業(yè)的畢業(yè)生長(zhǎng)期以來供不應(yīng)求，目前，設(shè)置該專業(yè)的院校逐漸遞增。要注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，多和實(shí)踐結(jié)合，走出應(yīng)試教育的桎梏。需要有人才成長(zhǎng)的土壤，盡可能為科研人員提供良好的科研條件。需要加大國內(nèi)外交流，提供交流的機(jī)會(huì)?？傊?，需要為人才的培養(yǎng)創(chuàng)造全方位立體的支持環(huán)境。

2.2 加大基礎(chǔ)理論投入

我國自動(dòng)化學(xué)科的發(fā)展的劣勢(shì)主要是基礎(chǔ)理論投入不足，要想改進(jìn)這一點(diǎn)，需要從國家層次上進(jìn)行引導(dǎo)，制定相關(guān)政策，鼓勵(lì)科研院所和高校加大基礎(chǔ)理論研究，經(jīng)濟(jì)允許的情況下加大資金投入，協(xié)調(diào)各個(gè)科研機(jī)構(gòu)，發(fā)揮各單位優(yōu)勢(shì)，爭(zhēng)取在基礎(chǔ)理論上取得重大突破。

3 結(jié)束語

數(shù)代人的持續(xù)努力，使我國的經(jīng)濟(jì)保持高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。一個(gè)國家的發(fā)達(dá)程度往往和科技水平成正比，科技會(huì)促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而經(jīng)濟(jì)的發(fā)展又會(huì)對(duì)科技發(fā)展提供支持。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國對(duì)自動(dòng)化學(xué)科的研究將更多的轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)理論的研究和新興交叉方向的研究。也正是以此作為突破口，我國才更有可能在21世紀(jì)達(dá)到并且引領(lǐng)世界先進(jìn)水平，成為自動(dòng)化科技強(qiáng)國。

注：黑龍江省學(xué)位與研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目——自動(dòng)化領(lǐng)域研究生培養(yǎng)質(zhì)量保證體系研究與實(shí)踐資助；哈爾濱工程大學(xué)2012年教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目——自動(dòng)化特色專業(yè)建設(shè)的探索與實(shí)踐

篇3

關(guān)鍵詞：基因工程；教學(xué)改革；人才培養(yǎng)；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）15-0097-02

隨著科學(xué)技術(shù)特別是生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，生命科學(xué)進(jìn)入了以生物信息學(xué)、生物技術(shù)和基因工程等為標(biāo)志的嶄新領(lǐng)域[1]?！痘蚬こ谈耪摗肥且婚T以分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)等相關(guān)學(xué)科為基礎(chǔ)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，這門課程是各高校生物技術(shù)、農(nóng)學(xué)、園藝等專業(yè)的主干課程，如何在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力，最終達(dá)到提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)和綜合競(jìng)爭(zhēng)力的目標(biāo)[2]。在該課程的教學(xué)過程中進(jìn)行了各方面的教學(xué)探索工作，充分利用多媒體和各種網(wǎng)絡(luò)資源開展新型教學(xué)模式，并及時(shí)補(bǔ)充植物學(xué)生物技術(shù)領(lǐng)域最新研究進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生對(duì)于生命科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣和熱情，緊跟生命學(xué)科發(fā)展前沿，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

一、由淺入深，雙語教學(xué)

學(xué)生在學(xué)習(xí)基因工程相關(guān)概念和知識(shí)的同時(shí)，通過了解基因工程的發(fā)展歷史，特別是在基因工程發(fā)展過程中一些推動(dòng)人類解開生命之謎的標(biāo)志性事件和經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，來更加充分地理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容，同時(shí)能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，例如孟德爾是如何針對(duì)豌豆七對(duì)獨(dú)立表現(xiàn)型在其雜交子代中出現(xiàn)分離的現(xiàn)象展開詳細(xì)研究的，最終經(jīng)過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)了基因分離與自由組合定律，開創(chuàng)了遺傳學(xué)和基因工程的先河，通過諸多生動(dòng)的實(shí)例，使學(xué)生充分了解生物技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)基因工程的發(fā)展歷史，同時(shí)也讓學(xué)生深深感受到每項(xiàng)令人矚目的科研成就的背后，科研工作者需要付出超乎想象的艱辛與努力，才能夠推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步[3]。其次，在講授基因工程內(nèi)容相關(guān)概念的時(shí)候，需要進(jìn)行雙語教學(xué)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的同時(shí)，接觸到一些專業(yè)詞匯，為其今后閱讀國外基因工程研究進(jìn)展文獻(xiàn)報(bào)告和從事基因工程相關(guān)研究工作奠定理論基礎(chǔ)。

二、教學(xué)方法的設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)教育教學(xué)方式往往是教師作為教育主體，按照課程設(shè)置和既定思維，將事先設(shè)置好的內(nèi)容按部就班地講解給學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)模式。整個(gè)授課方式較為枯燥，限制了學(xué)生對(duì)于《基因工程概論》所學(xué)內(nèi)容的想象力和趣味性，不利于學(xué)生自我科研探索精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?！痘蚬こ淘怼纷鳛檗r(nóng)學(xué)生物技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的理論課，需要依據(jù)教學(xué)大綱，進(jìn)行學(xué)生自主學(xué)習(xí)、教師輔助學(xué)生學(xué)習(xí)等形式的教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。以學(xué)生作為課程的主體，教師作為主導(dǎo)去鼓勵(lì)和啟發(fā)學(xué)生思考、發(fā)現(xiàn)和解決問題，教師僅僅能把知識(shí)灌輸給學(xué)生，但并不能幫助學(xué)生完全接受和消化所學(xué)內(nèi)容，授人以魚不如授人以漁，通過提問式教學(xué)和包括完成課程作業(yè)、課堂分組討論等反饋式教學(xué)方法，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)于知識(shí)掌握的情況，幫助學(xué)生溫故而知新，并結(jié)合平時(shí)完成作業(yè)情況，從多個(gè)方面對(duì)于學(xué)生的成績(jī)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[4]。只有提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，才能使其真正領(lǐng)會(huì)相關(guān)知識(shí)，開闊思路，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科內(nèi)容的交叉[5]。要從學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際需求出發(fā)，注重將每一個(gè)基因工程發(fā)展史上的重要技術(shù)的研究思路和實(shí)驗(yàn)引入課堂，例如紅色熒光蛋白、綠色熒光蛋白的發(fā)現(xiàn)及其在現(xiàn)代基因工程研究過程中是如何與目的基因形成融合蛋白來進(jìn)行基因定位等方面的研究的，以較為生動(dòng)的例子讓學(xué)生切實(shí)感受到基因工程技術(shù)的魅力所在和其存在的重要性[6]。另外，在《基因工程原理》課程中的較為抽象的部分重點(diǎn)內(nèi)容，如乳糖操縱子的作用原理，單純的通過依賴多媒體教學(xué)方式使得授課內(nèi)容過于籠統(tǒng)，在結(jié)合多媒體的同時(shí)，這部分教學(xué)內(nèi)容以板書的方式則更能讓學(xué)生準(zhǔn)確地了解其作用機(jī)制。另外，通過實(shí)踐教學(xué)發(fā)現(xiàn)，在理論教學(xué)過程中，通過文字的演示適時(shí)配合一些簡(jiǎn)短而生動(dòng)的生物學(xué)動(dòng)畫和影像資料，如酵母單雜交和雙雜交的基本原理、鏈?zhǔn)骄酆厦阜磻?yīng)、基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程及噬菌體感染大腸桿菌等相關(guān)教學(xué)，通過動(dòng)畫和影片使學(xué)生對(duì)于所學(xué)知識(shí)從抽象思維到直接具體化，引起其學(xué)習(xí)積極性，幫助其理解所學(xué)知識(shí)。

三、緊跟基因工程學(xué)科發(fā)展前沿

教材的內(nèi)容僅僅是基本，但并不是全部?；蚬こ萄芯堪l(fā)展日新月異，課本上的基礎(chǔ)內(nèi)容還停留在過去發(fā)展的某個(gè)階段，過去有些未能解析的生命作用機(jī)制之謎如今得以解答，生物新技術(shù)特別是二代測(cè)序技術(shù)等快速發(fā)展使得我們可以更加有效地進(jìn)行生命科學(xué)研究[7]。因此積極追蹤基因工程學(xué)科發(fā)展前沿，對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生理解理論知識(shí)及其未來可能從事的科研工作提供很大幫助。教師在完成教學(xué)工作的同時(shí)也開展大量科研工作，教師在教學(xué)活動(dòng)中可以結(jié)合自身的科研實(shí)例，將自己的事例搬上講臺(tái)，例如在介紹載體構(gòu)建章節(jié)相關(guān)內(nèi)容中，可以結(jié)合自己在科研中是如何構(gòu)建pCambia3301植物雙元表達(dá)載體、pGBKT7酵母表達(dá)載體和pMD18-T克隆載體的例子進(jìn)行說明，再例如在實(shí)際的科研實(shí)驗(yàn)中是如何進(jìn)行農(nóng)桿菌GV3101轉(zhuǎn)化等。通過介紹自己最新的科研進(jìn)展和生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，結(jié)合引導(dǎo)學(xué)生到圖書館檢索并閱讀相關(guān)科研文獻(xiàn)和研究報(bào)告，例如在介紹基因表達(dá)與調(diào)控章節(jié)部分內(nèi)容時(shí)，現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展到今天，利用標(biāo)記型RNA干擾替代傳統(tǒng)常規(guī)RNA干擾的方法能夠有效地避免基因脫靶現(xiàn)象的發(fā)生，通過引入基因工程最新研究成果，一方面能夠豐富課程內(nèi)容，活躍課堂氣氛，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，成功地把學(xué)生從書本中引入到書本外，另一方面在介紹過程中極大程度上吸引了學(xué)生的注意力，引發(fā)學(xué)生對(duì)于所產(chǎn)生科學(xué)問題及其相應(yīng)解決方法的思考。這種教學(xué)模式受到學(xué)生的廣泛關(guān)注，學(xué)生課下通過媒體與老師和其他同學(xué)就某些科學(xué)問題展開詳細(xì)討論，比如基因工程研究在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品和化工等領(lǐng)域的重要應(yīng)用，轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)人類發(fā)展的重要作用，但其同時(shí)對(duì)環(huán)境和人類健康也存在潛在威脅[8]。在熱烈討論的過程中，老師通過讓學(xué)生從數(shù)據(jù)庫中查閱大量科研文獻(xiàn)特別是一些最新發(fā)表的外文研究報(bào)告來引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，解決其學(xué)習(xí)中存在的疑慮和困惑。除此之外，考慮到未來學(xué)生對(duì)于基因工程、生物技術(shù)方面相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的需求，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，教師可以利用自己現(xiàn)有的科研資源，創(chuàng)造條件讓學(xué)生積極參加自己的科學(xué)研究工作，讓學(xué)生能夠接觸到基因工程實(shí)驗(yàn)中重要的科研儀器和生物制品，學(xué)生通過輔助老師使用這些儀器設(shè)備和生物制劑來完成一些較為基礎(chǔ)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而提高自身動(dòng)手能力，并能進(jìn)一步加深其對(duì)《基因工程概論》課程相關(guān)理論知識(shí)的理解，做到讓學(xué)生真正地走出書本。

四、建立綜合評(píng)價(jià)制度，提高學(xué)生綜合素質(zhì)

考核和教學(xué)評(píng)價(jià)是評(píng)定課程教學(xué)效果和教育質(zhì)量最直接也是最有效的方法。在傳統(tǒng)教學(xué)評(píng)價(jià)體系中，學(xué)生單純依賴課后復(fù)習(xí)資料和教師授課課件進(jìn)行死記硬背，最終往往很難準(zhǔn)確評(píng)估學(xué)生對(duì)課程的綜合學(xué)習(xí)情況。為了更加科學(xué)、更加有效地衡量學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的水平，建立綜合評(píng)價(jià)體系，從多個(gè)角度去考察學(xué)生思考問題、解決問題和對(duì)知識(shí)融會(huì)貫通的能力，避免學(xué)生死記硬背，讓學(xué)生真正理解所學(xué)知識(shí)，例如說《基因工程概論》第三章內(nèi)容限制性內(nèi)切酶，讓學(xué)生明確限制性內(nèi)切酶的定義同時(shí)，通過舉例和課堂練習(xí)、課堂討論等方式讓學(xué)生理解在基因工程和分子克隆實(shí)驗(yàn)中如何構(gòu)建限制性內(nèi)切酶圖譜及其利用限制酶進(jìn)行不同類型的載體構(gòu)建。在評(píng)價(jià)體系建立過程中，課堂練習(xí)、課堂討論等靈活評(píng)價(jià)成績(jī)占總評(píng)成績(jī)30%，而期末考試成績(jī)占70%，且期末考試試題中主觀題和實(shí)例應(yīng)用題的比重較大，概念題和簡(jiǎn)答題等客觀題比重較低，綜合檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)基因工程相關(guān)知識(shí)的應(yīng)用能力。《基因工程概論》是一門涉及生物技術(shù)等多個(gè)交叉學(xué)科的課程，要求學(xué)生掌握翔實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐技能?！痘蚬こ谈耪摗氛n程改革是一項(xiàng)需要不斷探索、調(diào)整和改革的重要工程，如何提高課程教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和對(duì)知識(shí)掌握的靈活性，就需要教師針對(duì)課程改革內(nèi)容進(jìn)行深入思考，既要照顧課堂實(shí)際教學(xué)情況，同時(shí)又要著眼于未來，特別是在生物技術(shù)、基因工程技術(shù)飛速發(fā)展的今天，教師必須緊跟基因工程學(xué)科發(fā)展方向，結(jié)合自己的科學(xué)研究工作不斷更新教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，采用先進(jìn)的教學(xué)手段，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)具有扎實(shí)理論知識(shí)和良好科研素養(yǎng)的高級(jí)專業(yè)人才[9]。使得學(xué)生在競(jìng)爭(zhēng)如此激烈的社會(huì)環(huán)境下能夠做好充分準(zhǔn)備，以扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)武裝自己，提高自我適應(yīng)性和競(jìng)爭(zhēng)力。

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