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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇生物學的研究方法，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：醫科研究生;神經生物學;神經生物學課程;必要性
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）44-0191-02
神經生物學是研究神經系統結構、特點及功能的一門學科，是生物學中研究神經系統組織解剖、生理病理等內容的一個分支，被公認為21世紀的明星學科。自上世紀90年代以來，世界科研強國加快了對神經生物學研究的投入。美國于1990年推出“腦的十年計劃”，歐洲于1991年開始實施“EC腦十年計劃”，隨后日本于1996年也正式推出了名為“腦科學時代計劃”的跨世紀大型研究計劃，計劃在未來20年內投入大量的研究經費[1]，旨在揭示大腦的工作機制、繪制腦功能圖譜，并最終開發出針對神經系統疾病的臨床療法。在我國，腦科學研究已被列為“事關我國未來發展的重大科技項目”之一，將從認識腦、保護腦和模擬腦三個方向全面啟動。由復旦大學牽頭，并聯合浙江大學、華中科技大學、同濟大學、上海交通大學等十幾所高校及中科院研究所，成立了“腦科學協同創新中心”，積極推進腦科學研究和轉化應用，極力促進“上海腦計劃”的實施。因此，作為醫科專業的研究生，有必要學習神經生物學這門課程，了解“腦科學”這一當前熱點研究項目。
一、神經生物學是一門重要而又特殊的學科
腦的結構異常復雜，因而腦科學是自然科學研究中最具挑戰性的課題。21世紀自然科學發展的重點為生命科學，而生命科學研究中最重要的領域之一又是神經生物學，所以神經生物學的發展前景非常可觀。在醫學界，神經生物學是一門從多層次、多水平研究人體神經系統的結構、功能、分化、發育、衰老等規律及神經系統疾病的發生和機制的科學。它是一門交叉學科，涉及神經解剖學、發育神經生物學、神經生理學、分子細胞神經生物學、神經藥理學、精神病學、神經系統疾病等。神經生物學涉及內容相當豐富，同時科學研究成果又是日益更新，這就要求作為醫科的研究生，不僅要全面系統地掌握并鞏固所學基礎知識，更要與時俱進，及時了解相關最新研究成果，更新自己的觀念。
神經生物學是一支普通又特殊的生命科學學科。其普通性主要體現在，它和其他學科的基本研究材料一樣都是動物，從低等的果蠅、斑馬魚，到高等的小鼠、大鼠、猴子、人。而其特殊性體現在，神經生物學的研究器官――腦，是高等生物最復雜的，而且神經元幾乎是最難培養的細胞，所以神經生物學研究需要一些特殊而復雜的研究方法，如神經電生理方法、光遺傳學方法、轉基因方法、系統生物學方法等。神經生物學的最終目的是認識腦、保護腦、開發腦，即認識人類大腦的結構與功能，闡明產生感覺、認知、意識和情感的腦區結構和功能，闡明神經元之間的網絡連接和通訊功能;調控腦的發育和衰老過程，促進大腦健康發育，控制衰老及神經疾病的預防和康復，提高神經系統疾病的預防與診療水平;還要開發腦，即揭示學習和記憶的機制，進一步開發智力。盡管人類關注腦、試圖了解腦的結構與功能已經有了相當長的歷史，并在腦的結構和認知功能方面取得了顯著進展，但人類對腦的認知及腦的高級功能的認識仍然處于初級階段，尚有一些重大科學命題亟待進行研究，比如意識的物質定義、智能的產生等，因此培養一批優秀的神經科學工作者，成為高校的一項重要而艱巨的任務。
二、寧夏醫科大學開設研究生神經生物學課程的必要性
（一）本校開設神經生物學課程的必要性
國際上神經科學作為一門新的專業和課程正式走進高等院校，是在1966年美國哈佛大學成立神經科學系之后。而后歐美很多高等醫學院校在上世紀70年代也相繼成立神經生物學專業或開設神經生物學課程。而在我國，一些大學陸續開設神經生物學課程則是在20世紀80年代。1983年首都醫科大學呂國蔚教授率先面向研究生開設了《醫學神經生物學》課程，之后上海醫科大學為五年制本科生開設了神經生物學的必修課。廣州醫學院也從1996年始開設此門課程，新鄉醫學院于1996年開始為精神衛生專業方向本科生開設神經生物學必修課，同時為臨床醫學專業開設神經生物學選修課，1998年以后又為碩士研究生開設神經生物學課程[2]。這幾年眾多高等院校陸續開始給醫科研究生開設神經生物學課程，于此同時給本科生開設神經生物學必修課的學校也日漸增多。
神經生物系是寧夏醫科大學2010年剛剛成立的一個新系，神經生物學課程也剛開始在生物技術和臨床心理學本科專業試行，目前尚未在研究生中開設。鑒于神經生物學學科以上所述的特點及醫科研究生培養的需要，強烈建議立即為本校基礎醫學和臨床醫學研究生開設此門課程。
（二）神經生物學的授課內容及方式
一、合成生物學：新千年的科學技術
新的研究格局在世紀之交已經呈現，其中生物科學的地位日益凸顯，數十年前還不敢想象的技術現在似乎可以實現。但是，新世紀面臨著新挑戰。世界人口日益增加，氣候變化、糧食和能源需求增加、疾病傳播等一系列新的問題隨之出現。許多科學家和工程師認為，可以通過合成生物學這一新興而又具有變革潛力的學科應對新世紀面臨的部分挑戰。
合成生物學是一門將科學和工程方法相結合進行生物學研究和操控的新興學科。雖然合成生物學還處在“幼年期”――其核心研究內容主要局限于尋找和提煉可執行具體基因功能或生物化學功能的生物元件，并改善DNA合成和構建的方法――但目標遠大。合成生物學家們希望設計并構建人工合成的生物系統，最終用于工業制造、糧食生產，并提高全球健康水平。
一般而言，合成生物學是指運用工程學原理，設計和構建新的生物元器件和系統，并重新設計現有的、天然的生物系統，用于有益目的。它源于生物學及相關領域一個世紀的研究成果，但離不開工程學、計算科學、信息技術等領域的重大突破。
合成生物學具有以下重要特點：（1）它是生物學研究的新穎方法。與傳統的生命機制探索方法完全相反，合成生物學注重生產定制化的細胞、有機體和生命體。（2）應用工程學方法生產生命體。合成生物學通常應用工程學原理設計執行特定功能的簡化的生物元素。（3）依賴于非等級化的科研和商業化網絡。合成生物學向著橫向的、全球化的研究方式發展，通過社交網絡，它吸引了世界各地的年輕科學家。（4）需要響應社會關切。合成生物學是新興的學科和技術，需要充分考慮該技術的倫理、法律和社會影響，以及人們對其生物安全、監管和知識產權問題的關切。
二、合成生物學發展戰略
1.中國。中國認為合成生物學將帶來技術推動的新一輪經濟增長，因此努力成為該領域的國際領先者。目前，中國每年對合成生物學的研發投資達到2.6億元，每年發表合成生物學論文400余篇，約占世界總量的10%，論文被引次數居全球第7。中國已經制訂了合成生物學戰略路線圖，規劃了技術、工業應用、醫學和農業等方面的中長期目標。未來5年，將建立標準元件數據庫，形成設計生物元器件的計算能力；形成化學品和生物材料的模塊化設計和生產能力；對可增強植物耐旱性和耐堿性的生物元件進行驗證設計。未來10年，將擴大標準元器件數據庫，形成設計生物系統的計算能力；商業化生產某些化學品和生物材料；對合成固氮器件進行驗證設計。未來20年，將形成生物系統設計、建模和驗證一體化平臺；商業化生產眾多自然化合物、藥品、化學品和生物燃料；臨床應用生物元件和系統，用于檢測、控制和治療主要疾病；創造人工微生物。
2.英國。英國政府把合成生物學視為非常有商業前景的革命性平臺，熱切期望在合成生物學領域占據世界領先地位。英國政府決定成立合成生物學領導委員會，促進各領域的討論與公私合作，由部長和資深業界人士擔任聯合主席。英國計劃開展合成生物學投資如下：公共投資5000萬英鎊，其中多達650萬英鎊用于鼓勵產業投資；英國工程與自然科學研究理事會投資600萬英鎊，鼓勵大學探索新產品商業化；將合成生物學研發和相關的倫理、法律及社會影響研究的資助整合起來；生物技術與生物科學研究理事會支持16個機構從事5個跨國研究項目；撥款1億英鎊，用于未來3-5年對10萬名患者進行全基因組測序。
3.美國。美國很早就是合成生物學領跑者。美國政府每年向合成生物學研究投入約1.4億美元，其中美國國家科學基金會投入約7200萬美元。2008年美國國家科學基金會投入1600萬美元資助合成生物學工程研究中心。美國國防部力圖將合成生物學提升為一種制造平臺，美國能源部也圍繞合成生物學啟動了一些行動。不過，美國聯邦政府還沒有制訂合成生物學投資或管理的整體規劃。本屆政府的《國家生物經濟藍圖》雖然提到了合成生物學，但沒有提出具體的行動計劃。2010年，美國總統奧巴馬指示總統生物倫理問題研究委員會對合成生物學進行評估，并制定倫理指南，意在使風險最小化的同時實現公共利益最大化。
三、合成生物學帶來的機遇
合成生物學會帶來新一輪產業發展浪潮。產業界大量投資合成生物學，認為伴隨著基因組學和系統生物學的不斷進步，合成生物學將通過生物制造給產品和物質開發帶來革命性影響。到21世紀頭十年的中葉，全球就約有3000家生物技術公司，其中基因合成公司遍及五大洲，每年生產約5萬條基因。生物產品在經濟上舉足輕重。2010年，美國的生物經濟（包括轉基因作物、生物產品和工業生物技術）產值約為3000多億美元，超過美國GDP的2% 。據市場研究公司BBC Research估計，2011年合成生物學（包括支撐技術、生物元件及其組合產品）全球市場價值為16億美元，2016年將達到108億美元。
企業紛紛投資頗具前景的人工改造的生物產品，包括微生物、植物橡膠、生物基丙烯酸樹脂、產于生物廢料的綠色化學品、維生素以及用可再生碳水化合物生產的生物柴油。美國安倫捷科技公司副總裁達琳?所羅門認為，合成生物學是產業發展的新一輪浪潮，生物制造將以可持續原料取代傳統原料，從而改變所有產品的生產工藝，使全球經濟更為可持續。
合成生物學的大規模應用及市場推廣要耗費數十年時間，不過DNA測序、計算技術等相關技術的齊頭并進會縮短這一進程。專家們預計：未來5年，將會形成數個全球性的合成生物學研究平臺；未來10年，合成生物產品產值將達200億美元，生產細胞以制造大宗化學品和精細化學品將成為常態；未來20-30年，將理性地合成多細胞組織或器官，細胞計算系統將得到廣泛應用，新穎的生物制造工藝將被應用于生產非生物產品。
四、合成生物學發展面臨的挑戰
要充分釋放合成生物學的潛力，需要克服技術、監管、知識產權等諸多挑戰。
1.技術挑戰。發展合成生物學在元件及應用、互操作、度量、量產成本控制、工具及軟件等方面面臨挑戰。在元件及應用方面，開發一大批標準化、模塊化、行為可預測、可廣泛應用的生物元器件是近在眼前的挑戰。盡管有數以千計的生物元件已編目，但可重復且可靠的生物元件并非廣泛可用。在互操作方面，合成生物學發展的關鍵之一是開發出標準化的生物元件，像模塊一樣可靠地組裝，視情調整。為了得到普遍認可和應用，生物器件和系統的每個元件以及數據庫、度量單位和可擴充系統在不同尺度和水平上都要兼容。在度量方面，準確度量系統性能是合成生物學面臨的迫切挑戰，有必要形成能支持多種度量類型的基礎設施，而且未來全球統一的度量單位與度量本身一樣重要。在量產成本控制方面，經濟合算地生產工業化學品需要工程化生產高效微生物株，然而，現在開發含有合成生物元件的可行產品仍是一項艱巨的任務。在工具和軟件方面，改進數據收集工具、軟件和硬件對于合成生物學發展也很重要。除了可降低合成生物元件成本的自動化工藝外，專業化計算工具（如計算機輔助設計和建模工具）的缺乏也阻礙了合成生物學的發展。
2.監管問題。科學進展往往快于政策制定，同時合成生物學的界限也在不斷變化，因此在早期就應關注與合成生物學治理和監管相關的問題。
3.知識產權問題。構建新的生物元件帶來了一系列問題：對生物元件的權利是否應私有？如何進行生物元件登記？是否應對其申請專利？不同的知識產權和分享安排如何影響合成生物學的進步與創新？目前各國專利法規定不一。合成生物學在現有或新的知識產權體系下能否蓬勃發展是研究人員關注的一個重大問題。鑒于已經開發的合成生物元件數量巨大，并且企業對商業化產品開發有濃厚的興趣，解決知識產權問題異常重要。
4.包容問題。合成生物學是交叉性學科，既產生于多個學科，又回饋于這些學科。持續包容對于合成生物學的持續發展十分重要。一方面，要與產業界、監管和政策制定機構交流合作，使技術推動與市場拉動相結合。另一方面，還要使更多的公眾參與合成生物學對話，了解其可能存在的內在風險，討論有關的生物安全和倫理問題。
（作者：賈 偉，中國科學技術信息研究所副研究員，主要研究方向為國外科技政策與發展戰略。
劉潤生，中國科學技術信息研究所助理研究員，科技參考研究室負責人，主要從事科技戰略與政策研究。）
鏈接：
合成生物學（synthetic biology），最初由Hobom B.于1980年提出來表述基因重組技術，隨著分子系統生物學的發展，2000年E. Kool在美國化學年會上重新提出來，2003年國際上定義為基于系統生物學的遺傳工程和工程方法的人工生物系統研究。
“合成生物學”更早可追蹤到波蘭科學家Waclaw Szybalski采用“合成生物學”術語，以及目睹分子生物學進展、限制性內切酶發現等可能導致合成生物體的預測。“系統生物學”則可追蹤到貝塔朗菲的“有機生物學”及定義“有機”為“整體或系統”概念，以及闡述采用開放系統論、數學模型與計算機方法研究生物學。
雖然生物學史的教育價值受到了廣泛的思想重視，但是在具體教學實踐時，應該注意哪些問題，比如和現成的知識點怎么巧妙結合，既能有助于知識目標的落實，又能在此過程中培養學生的情感態度價值觀，提高學生能力，是一個需要認真思考的問題。所以，尋求具體的、可操作的、在實踐中有指導意義的融入原則，是一個值得研究和探討的課題。本人根據自己的教學實踐，總結了幾條高中生物課堂教學融入生物學史的具體原則，作為本人進行教學實踐時選取和使用生物學史融入教學的準則。
一、因材選史原則
生物學史內容的選取應根據教學大綱和浙江省教學指導意見、教材內容進行篩選，既可以直接引用教材上的生物學史內容，也可以根據教材內容自行補充。可選擇內容包括如下四個方面：
生物學科知識如生物學重要基本概念、原理、規律的來龍去脈，發展過程。
第二，科學的研究方法如學科特殊方法、科學一般方法、哲學認識方法等。
第三，科學精神、科學態度、情感與價值觀、社會責任感、合作精神等。
第四，當代科學新進展，社會熱點知識等。
二、適應性原則
生物學史內容的選取應該符合學生身心發展的特點、認知的規律。雖然有些史料非常好，但是如果對學生而言偏難、偏深、過于專業，則只會額外增加學生負擔。對于不同的學生，還要考慮特定學生對象的具體情況，要與學生的內部條件相一致，滿足學生的興趣愛好和發展需求，反映學習內容的整合邏輯。
三、目的性原則
選取生物學史融入生物學教學是為完成一定的教學目標，對學生的終身發展有益，這也是在生物學教學中融入生物學史的前提。所以切忌喧賓奪主，脫離教學目標，不考慮課堂教學的需要與否，為了引生物學史而引生物學史。盲目大量引入生物學史，比如為迎合學生的興趣大講科學家的奇聞異事，只會沖淡教學內容，使學生無法抓到教學的重點，并無益于課堂教學目標的完成。所以在選取生物學史內容時，要充分考慮課堂教學的現實性，選擇適當的內容，適時的推出問題。要遵循教學的目的性，做到適度、適時、適宜。
四、真實性原則
生物學發展的過程飽含著科學家的奮斗歷程，是一個從無知到逐漸接近客觀事物本質的過程。探索的過程難免會走彎路，這些不夠理想和完美的甚至包含著不夠正確的生物學觀點的史實，也是很好的資源，能夠讓學生明白，科學是一個不斷修正和探索的過程。并可培養學生的批判性思維。所以對所選取的生物學史內容，不進行美化，本著尊重事實的原則向學生介紹。
五、科學性原則
選取生物學史課程資源時，要注意核實和篩選，不能有科學性錯誤。
六、趣味性原則
融入生物學史是為了達成教學目標，如果學生興趣度高，目標的達成就比較容易。生物學史的內容廣而紛繁，有很多內容可以激發學生的學習興趣，進而讓他們喜歡學生物學。所以要在目的性原則的前提下，盡量做到注重語言的趣味性，選取內容的趣味性，處理方法的趣味性。
七、思想性原則
此外，生物學史中有很多例子體現了科學家堅持不懈、不怕挫折、不畏艱辛、無私奉獻等科學人文品質，這些都是對學生進行思想教育的極好素材，要注意挖掘。從而使學生受科學家高尚情操的感染，樹立起正確的價值觀。
八、探究原則
生物學發展的過程充滿著探究性，所以可以優先考慮利用生物學史為載體培養學生的探究能力和探究意識。
一、整合生物信息學的研究領域
盡管目前一般意義上的生物信息學還局限在分子生物學層次，但廣義上的生物信息學是可以研究生物學的任何方面的。生命現象是在信息控制下不同層次上的物質、能量與信息的交換，不同層次是指核酸、蛋白質、細胞、器官、個體、群體和生態系統等。這些層次的系統生物學研究將成為后基因組時代的生物信息學研究和應用的對象。隨著在完整基因組、功能基因組、生物大分子相互作用及基因調控網絡等方面大量數據的積累和基本研究規律的深入，生命科學正處在用統一的理論框架和先進的實驗方法來探討數據間的復雜關系，向定量生命科學發展的重要階段。采用物理、數學、化學、力學、生物等學科的方法從多層次、多水平、多途徑開展交叉綜合研究，在分子水平上揭示生物信息及其傳遞的機理與過程，描述和解釋生命活動規律，已成生命科學中的前沿科學問題（摘自：國家“十一五”生命科學發展規劃），為整合生物信息學的發展提供了數據資源和技術支撐。
當前，由各種Omics組學技術，如基因組學（DNA測序），轉錄組學（基因表達系列分析、基因芯片），蛋白質組學（質譜、二維凝膠電泳、蛋白質芯片、X光衍射、核磁共振），代謝組學（核磁共振、X光衍射、毛細管電泳）等技術，積累了大量的實驗數據。約有800多個公共數據庫系統和許多分析工具可利用通過互聯網來解決各種各樣的生物任務。生物數據的計算分析基本上依賴于計算機科學的方法和概念，最終由生物學家來系統解決具體的生物問題。我們面臨的挑戰是如何從這些組學數據中，利用已有的生物信息學的技術手段，在新的系統層次、多水平、多途徑來了解生命過程。整合生物信息學便承擔了這一任務。
圖1簡單描述了生物信息學、系統生物學與信息學、生物學以及基因組計劃各個研究領域的相關性。可以看出基因組計劃將生物學與信息學前所未有地結合到了一起，而生物信息學的興起是與人類基因組的測序計劃分不開的，生物信息學自始至終提供了所需的技術與方法，系統生物學強調了生物信息學的生物反應模型和機理研究，也是多學科高度交叉，促使理論生物學、生物信息學、計算生物學與生物學走得更近，也使我們研究基因型到表型的過程機理更加接近。虛線范圍代表整合生物信息學的研究領域，它包括了基因組計劃的序列、結構、功能、應用的整合，也涵蓋了生物信息學、系統生物學技術與方法的有機整合。
整合生物信息學的最大特點就是整合，不僅整合了生物信息學的研究方法和技術，也是在更大的層次上整合生命科學、計算機科學、數學、物理學、化學、醫學，以及工程學等各學科。其生物數據整合從微觀到宏觀，應用領域整合涉及工、農、林、漁、牧、醫、藥。本文將就整合生物信息學的生物數據整合、學科技術整合及其他方面進行初步的介紹和探討。
二、生物數據挖掘與整合
生物系統的不同性質的組分數據，從基因到細胞、到組織、到個體的各個層次。大量組分數據的收集來自實驗室（濕數據）和公共數據資源（干數據）。但這些數據存在很多不利于處理分析的因素，如數據的類型差異，數據庫中存在大量數據冗余以及數據錯誤；存儲信息的數據結構也存在很大的差異，包括文本文件、關系數據庫、面向對象數據庫等；缺乏統一的數據描述標準，信息查詢方面大相徑庭；許多數據信息是描述性的信息，而不是結構化的信息標示。如何快速地在這些大量的包括錯誤數據的數據量中獲取正確數據模式和關系是數據挖掘與整合的主要任務。
數據挖掘是知識發現的一個過程，其他各個環節，如數據庫的選擇和取樣，數據的預處理和去冗余，錯誤和沖突，數據形式的轉換，挖掘數據的評估和評估的可視化等。數據挖掘的過程主要是從數據中提取模式，即模式識別。如DNA序列的特征核苷堿基，蛋白質的功能域及相應蛋白質的三維結構的自動化分類等。從信息處理的角度來說，模式識別可以被看作是根據一分類標準對外來數據進行篩選的數據簡化過程。其主要步驟是：特征選擇，度量，處理，特征提取，分類和標識。現有的數據挖掘技術常用的有：聚類、概念描述、連接分析、關聯分析、偏差檢測和預測模型等。生物信息學中用得比較多的數據挖掘的技術方法有：機器學習，文本挖掘，網絡挖掘等。
機器學習通常用于數據挖掘中有關模式匹配和模式發現。機器學習包含了一系列用于統計、生物模擬、適應控制理論、心理學和人工智能的方法。應用于生物信息學中的機器學習技術有歸納邏輯程序，遺傳算法，神經網絡，統計方法，貝葉斯方法，決策樹和隱馬爾可夫模型等。值得一提的是，大多數數據挖掘產品使用的算法都是在計算機科學或統計數學雜志上發表過的成熟算法，所不同的是算法的實現和對性能的優化。當然也有一些人采用的是自己研發的未公開的算法，效果可能也不錯。
大量的生物學數據是以結構化的形式存在于數據庫中的，例如基因序列、基因微陣列實驗數據和分子三維結構數據等，而大量的生物學數據更是以非結構化的形式被記載在各種文本中，其中大量文獻以電子出版物形式存在，如PubMed Central中收集了大量的生物醫學文獻摘要。
文本挖掘就是利用數據挖掘技術在大量的文本集合中發現隱含的知識的過程。其任務包括在大量文本中進行信息抽取、語詞識別、發現知識間的關聯等，以及利用文本挖掘技術提高數據分析的效率。近年來，文本挖掘技術在生物學領域中的應用多是通過挖掘文本發現生物學規律，例如基因、蛋白及其相互作用，進而對大型生物學數據庫進行自動注釋。但是要自動地從大量非結構性的文本中提取知識，并非易事。目前較為有效的方法是利用自然語言處理技術NLP，該技術包括一系列計算方法，從簡單的關鍵詞提取到語義學分析。最簡單的NLP系統工作通過確定的關鍵詞來解析和識別文檔。標注后的文檔內容將被拷貝到本地數據庫以備分析。復雜些的NLP系統則利用統計方法來識別不僅僅相關的關鍵詞，以及它們在文本中的分布情況，從而可以進行上下文的推斷。其結果是獲得相關文檔簇，可以推斷特定文本內容的特定主題。最先進的NLP系統是可以進行語義分析的，主要是通過分析句子中的字、詞和句段及其相關性來斷定其含義。
生物信息學離不開Internet網絡，大量的生物學數據都儲存到了網絡的各個角落。網絡挖掘指使用數據挖掘技術在網絡數據中發現潛在的、有用的模式或信息。網絡挖掘研究覆蓋了多個研究領域，包括數據庫技術、信息獲取技術、統計學、人工智能中的機器學習和神經網絡等。根據對網絡數據的感興趣程度不同，網絡挖掘一般還可以分為三類：網絡內容挖掘、網絡結構挖掘、網絡用法挖掘。網絡內容挖掘指從網絡內容/數據/文檔中發現有用信息，網絡內容挖掘的對象包括文本、圖像、音頻、視頻、多媒體和其他各種類型的數據。網絡結構挖掘的對象是網絡本身的超連接，即對網絡文檔的結構進行挖掘，發現他們之間連接情況的有用信息（文檔之間的包含、引用或者從屬關系）。在網絡結構挖掘領域最著名的算法是HITS算法和PageRank算法（如Google搜索引擎）。網絡用法挖掘通過挖掘相關的網絡日志記錄，來發現用戶訪問網絡頁面的模式，通過分析日志記錄中的規律。通常來講，經典的數據挖掘算法都可以直接用到網絡用法挖掘上來，但為了提高挖掘質量，研究人員在擴展算法上進行了努力，包括復合關聯規則算法、改進的序列發現算法等。
網絡數據挖掘比單個數據倉庫的挖掘要復雜得多，是一項復雜的技術，一個難以解決的問題。而XML的出現為解決網絡數據挖掘的難題帶來了機會。由于XML能夠使不同來源的結構化的數據很容易地結合在一起，因而使搜索多個異質數據庫成為可能，從而為解決網絡數據挖掘難題帶來了希望。隨著XML作為在網絡上交換數據的一種標準方式，目前主要的生物信息學數據庫都已經提供了支持XML的技術，面向網絡的數據挖掘將會變得非常輕松。如使用XQuery 標準查詢工具，完全可以將 Internet看作是一個大型的分布式XML數據庫進行數據瀏覽獲取、結構化操作等。
此外，數據挖掘還要考慮到的問題有：實時數據挖掘、人為因素的參與、硬件設施的支持、數據庫的誤差問題等。
一般的數據（庫）整合的方法有：聯合數據庫系統（如ISYS和DiscoveryLink）, 多數據庫系統（如TAMBIS）和數據倉庫（如SRS和Entrez）。這些方法因為在整合的程度，實體化，查詢語言，應用程序接口標準及其支持的數據輸出格式等方面存在各自的特性而各有優缺點。同時，指數增長的生物數據和日益進步的信息技術給數據庫的整合也帶來了新的思路和解決方案。如傳統的數據庫主要是提供長期的實驗數據存儲和簡便的數據訪問，重在數據管理，而系統生物學的數據庫則同時對這些實驗數據進行分析，提供預測信息模型。數據庫的整合也將更趨向數據資源廣、異質程度高、多種數據格式、多途徑驗證（如本體學Ontology的功能對照）、多種挖掘技術、高度智能化等。
三、生命科學與生物信息學技術的整合
生物信息學的研究當前還主要集中在分子水平，如基因組學/蛋白質組學的分析，在亞細胞、細胞、生物組織、器官、生物體及生態上的研究才剛剛開始。從事這些新領域的研究，理解從基因型到表型的生命機理，整合生物信息學將起到關鍵性的作用。整合生物信息學將從系統的層次多角度地利用已有的生物、信息技術來研究生命現象。另外，由其發展出的新方法、新技術，其應用潛力也是巨大的。圖2顯示了生命科學與生物信息學技術的整合關系。
目前生命科學技術如基因測序、QTL定位、基因芯片、蛋白質芯片、凝膠電泳、蛋白雙雜交、核磁共振、質譜等實驗技術，可以從多方面，多角度來分析研究某一生命現象，從而針對單一的實驗可能就產生大量的不同層次的生物數據。對于每個技術的數據分析，都有了大量的生物信息學技術，如序列分析、motif尋找、基因預測、基因注解、RNA分析、基因芯片的數據分析、基因表達分析、基因調控網絡分析、蛋白質表達分析、蛋白質結構預測和分子模擬、比較基因組學研究、分子進化和系統發育分析、生物學系統建模、群體遺傳學分析等。整合生物信息學就是以整合的理論方法，通過整合生物數據，整合信息技術來推動生命科學干實驗室與濕實驗室的組合研究。其實踐應用涉及到生物數據庫的整合、功能基因的發現、單核苷酸多態性/單體型的了解、代謝疾病的機理研究、藥物設計與對接、軟件工具以及其他應用。
在整合過程中，還應該注意以下幾方面內容：整合數據和文本數據挖掘方法，數據倉庫的設計管理，生物數據庫的錯誤與矛盾，生物本體學及其質量控制，整合模型和模擬框架，生物技術的計算設施，生物信息學技術流程優化管理，以及工程應用所涉及的范圍。
四、學科、人才的整合
整合生物信息學也是學科、教育、人才的整合。對于綜合性高等院校，計算機科學/信息學、生物學等學科為生物信息學的發展提供了學科基礎和保障。如何充分利用高校雄厚的學科資源，合理搭建生物信息學專業結構，培養一流的生物信息學人才，是我們的任務和目標。
計算機科學/信息學是利用傳統的計算機科學，數學，物理學等計算、數學方法，如數據庫、數據發掘、人工智能、算法、圖形計算、軟件工程、平行計算、網絡技術進行數據分析處理，模擬預測等。生物信息學的快速發展給計算機科學也帶來了巨大的挑戰和機遇，如高通量的數據處理、儲存、檢索、查詢，高效率的算法研究，人工智能的全新應用，復雜系統的有效模擬和預測。整合生物信息學的課程設計可以提供以下課程：Windows/Unix/Linux操作系統、C++/Perl/Java程序設計、數據庫技術、網絡技術、網絡編程、SQL、XML相關技術、數據挖掘，機器學習、可視化技術、軟件工程、計算機與網絡安全、計算機硬件、嵌入式系統、控制論、計算智能，微積幾何、概率論、數理統計、線性代數、離散數學、組合數學、計算方法、隨機過程、常微分方程、模擬和仿真、非線性分析等等。
生物學是研究生命現象、過程及其規律的科學，主要包括植物學等十幾個一級分支學科。整合生物信息學的課程設計可以提供以下課程：普通生物學、生物化學、分子生物學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、發育生物學、病毒學、免疫學、流行病學、保護生物學、生態學、進化生物學、神經生物學、基礎醫學、生物物理學、細胞工程、基因工程、分子動力學、生物儀器分析及技術、植物學、動物學、微生物學及其他生物科學、生物技術專業的技能課程。
作為獨立學科的生物信息學，其基本的新算法，新技術，新模型，新應用的研究是根本。課程涉及到生物信息學基礎、生物學數據庫、生物序列與基因組分析、生物統計學、生物芯片數據分析、蛋白質組學分析、系統生物學、生物數據挖掘與知識發現、計算生物學、藥物設計、生物網絡分析等。另外，整合生物信息學的工程應用，也需要了解以下學科，如生物工程、生物技術、醫學影像、信號處理、生化反應控制、生物醫學工程、數學模型、試驗設計、農業系統與生產等。
此外，整合生物信息學的人才培養具有很大的國際競爭壓力，培養優秀的專業人才，必須使其具備優良的生物信息科學素養，具有國際視野，知識能力、科研創新潛力俱佳的現代化一流人才。所以要始終緊跟最新的學術動態和發展方向，整合學科優勢和強化師資力量，促進國際交流。
五、總結及展望
二十一世紀是生命科學的世紀，也是生物信息學快速不斷整合發展的時代，整合生物學的研究和應用將對人類正確認識生命規律并合理利用產生巨大的作用。比如進行虛擬細胞的研究，整合生物信息學提供了從基因序列，蛋白結構到代謝功能各方面的生物數據，也提供了從序列分析，蛋白質拓撲到系統生物學建模等方面的信息技術，從多層次、多水平、多途徑進行科學研究。
整合生物信息學是基于現有生物信息學的計算技術框架對生命科學領域的新一輪更系統全面的研究。它依賴于生物學，計算機學，生物信息學/系統生物學的研究成果（包括新數據、新理論、新技術和新方法等），但同時也給這些學科提供了更廣闊的研究和應用空間，并推動整個人類科學的進程。
我國的生物信息學教育在近幾年已經有了長足的進步和發展。未來整合生物信息學人才的培養還需要加強各學科有效交叉，尤其是計算機科學，要更緊密地與生命科學結合起來，共同發展，讓我們的生命科學、計算機科學和生物信息學的教育和科研走得更高更前沿。
作者簡介：
【關鍵詞】: 微生物學、教學、農業教學、探索
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1003-8809(2010)-08-0172-01
一、 微生物學的發展歷程
在前漢后期的《泛勝之書》記錄中就提起到肥田中用熟糞及小豆與瓜果輪作的種植方法,公元141年,名醫華佗進行麻醉和外科手術時主張割去腐肉以防傳染,1676年,荷蘭人列文虎克用自制的顯微鏡觀察生物,第一次觀察到了細菌并對其形狀進行了描述。后來細菌奠基人柯赫先生提出了細菌會產生于農業牲畜體內,這種病菌可以分離出來,在牲畜體外培養,并認為患某種疾病的動物體內一定存在特定病原菌,將此原菌接種到敏感動物,必然會引發相同的疾病。還有一個就是和農業微生物學有著巨大關系的施勒辛和明茨,19世紀后期,農業化學和細菌學的形成和發展為研究土壤中物質轉變開辟了道路,在1877年,施勒辛和明茨證實土壤中的硝化作用是通過微生物進行的,1891年,偉林頓又證實了硝化作用不僅在土壤中,也可以在含有銨鹽的液體中用土壤接種來產生。
這三個研究成果,隨后在民國時期正式傳入中國,不可否認,這三個研究成果對中國微生物學發展起到了莫大的幫助,截止現在,我們微生物學界內還會用及到這三個研究成果的理論知識。對于現代微生物來說,微生物成為了一門熱門的前沿基礎學科,在基礎學理論研究方面,逐步進入到了分子水平的研究中,在應用研究中,向著更有效和良好的方向發展。
二、 農業微生物學教育的重要性
現今生活中離不開微生物的影子,也更離不開微生物學的研究。水果、蔬菜、毛巾、化妝品等等,都含有微生物的存在,這些物品的成分由來,就是微生物學科學家和學生們多年研究出的成果,把反復試驗成功的微生物加載到需要的物品中,制造出和我們生活息息相關的物品,微生物學的研究教育工作,給我國的經濟、高新、生物、農業等帶來很大的幫助,中國的礦物質隨著人為和環境的破壞而日益減少,具新華社報道,以中國目前的煤炭使用量來說,中國煤炭資源只能在維持70年,可以試想,70年以后,滅絕的不只是煤炭,還有石油、稀有物質等,如果我們沒有了這些必要物資,我們該怎么辦?只有通過自主研究新的微生物能源,創新出更有效地物資來保證人類生活的正常運轉。
微生物學的應用范圍不單單限制于生活應用中,它的分布范圍非常廣,對于土地來說,1g沃土中含菌量高達幾億甚至幾十億。正介于微生物具有生長快、代謝能力強的特點,才使得微生物能夠成為發酵工業的產業大軍,在工、農、醫等戰線上發揮巨大作用。正因為微生物學的重要度如此之大,所以中國和世界都極其需要微生物學的教育者和探索者,用他們的努力成果來給我們未來的生活保障和依靠。所以說,微生物學的教育是必然的,微生物學的探索研究也是必要的。
三、 如何開展微生物學的教育和探索
1、讓學者正確認識微生物學的重要性。只有正確意識到微生物學對人類的幫助,才能用心的去學習,,社會中的事物是多面性的,都是相互依賴、相互聯系的,都全面反映了事物之間的密切關聯,正確看待、正確理解。才能學好微生物學的奧妙知識。
2、加強學術隊伍建設,建立多層次人才培養體系。十年樹木百年樹人,微生物學最重視的是自身學術梯隊的建設,要有多面人才得產于,融合老專家、老學者。使這個隊伍變得更加有力,創新能力更強。然后注重新人的培養,帶動研究生教育工作的發展,只有堅實科學研究基礎,才有微生物學教育和研究進步。
3、加強微生物學的教學研究,提高教育質量。確保微生物學課程在相關院校中基礎教學地位,加強基礎、擴寬面向,無論是綜合性還是工程性的大學,還是農業院校的植物生長和動物生產類的專業,微生物學都是一門重要的基礎課或專業課,因此,微生物學的發展力量不會削弱。
4、基礎課程的合理設置。課程設置是教學計劃的核心內容,是實現專業培養目標的中心環節,微生物學是一門復雜的學科,由許多相關的學科綁定在一起,息息相關,為讓更多的被教育者適應這種學習環境,所以要以加強基礎教育,擴寬基礎口徑,增強人才培養適應性的原則,來建立合理的課程設置。
5、注重培養學生的創新能力。給學生充足的時間和條件,讓學生自己動手去實驗,去探索微生物學中的知識,將基礎課實驗、專業實驗、實習、論文等環節合理的銜接和優化,圍繞加強學生自主創新能力,在不同階段向學生們提出合理的要求。以培養他們的自主創新能力。
總結:
以上是筆者在當代微生物學的研究和探索中所整合的經驗來進行了粗略的分析和研究,微生物學的研究和教育工作是未來開展的一個方向,只有通過合理的手段、合理的方法,完成微生物學的教育目標和微生物學的探索研究工作,才能使我們的微生物學技術由基本走向成熟,對我們未來中國發展和人類居住環境給予保障,所以我們要認真對待微生物學的教育工作,培養學生的學習興趣,引導他們學習巴施勒辛和明茨等微生物前輩們的豐功偉績和高尚情操,熱愛微生物學專業,為微生物事業做出貢獻。
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關鍵詞：基礎不同;網絡課程建設;啟發式教學;探索式教學;實踐教學
中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）36-0176-02
分子生物學是從分子水平上了解生命活動的規律，是推動生命科學發展的領頭學科，其理論和技術既具有基礎性又具有前沿性，已經滲透到生物學、農學、林學、畜牧學、醫學、藥學以及環境科學技術等許多一級學科。分子生物學課程也成為生物類學科的基礎專業課程，對于學生的知識體系構成、實驗技能培訓以及學科創新型人才的培養方面均起著舉足輕重的作用。因此，分子生物學是生命科學各專業研究生階段的主干課程之一。
本校研究生分子生物學公共課面向農學、植保、林學、園藝、草業、食品科學、環境科學、生物學等專業，共60學時，其中40學時理論課，20學時實驗課。但在講授時，發現學生分子生物學基礎水平參差不齊。以農科專業為主，學生來自不同的本科院校、不同的專業，有的學過生物化學和分子生物學課程，而有的沒有學過分子生物學，只學過生物化學，還有個別學生專業跨度大，本科階段沒有學過生物化學，對微觀生物學了解甚少。面對這種情況，該如何讓基礎好的學生不覺得已經學過，失去興趣，認為自己看書就能學會;如何讓基礎差的學生不覺得難懂，失去動力，認為受到了冷落。如何讓所有學生在教學中都能掌握分子生物學的理論和技術，都能有所提高呢？實施“一刀切”肯定不利于所有學生掌握知識和發展，需采用共同但有區別的方法進行。在教學過程中注意本科生與研究生分子生物學教學的區別，注意學生間基礎不同的差異，在研究生教學中從深度和廣度上進一步加強，注重將最新研究進展和技術引入課堂。筆者嘗試對教學方法、手段和實驗教學進行了改革，取得了較好的效果。
一、建設課程網站使學生利用“互聯網+”延伸教學空間
隨著分子生物學理論和技術的飛速發展，知識體系每年都在不斷更新，如何在學生生物學基礎參差不齊的情況下完成教學，傳統的授課方式已經越來越無法滿足需要，急需引入新的授課方法和技術。
1.內容豐富的課程網站建設。筆者長期從事生物化學和分子生物學的教學和科研，依托新疆農業大學課程中心網站進行了分子生物學課程網站和生物化學網站建設，形成文字教材、電子教材、輔助教材和參考資料相配套的網絡教學資源，包括教學大綱、教學日歷、教學課件、教學錄像、微課視頻、參考書目、實驗指導、閱讀資料等;形成網絡考試、作業、論壇、答疑為主要內容的與學生互動交流空間。將教學課件和微課視頻、延升閱讀資料以及分子生物學的新技術和研究進展上傳網站，供學生課前課后查閱，同時上傳了大部分生物過程如基因結構、復制、轉錄、翻譯、啟動子特點、表達調控等的動畫演示，便于學生理解。上傳難易程度不同的試題庫，可根據每個學生的基礎情況選擇合適的試題組合生成小測驗或是作業發放給學生。
2.師生有效利用課程網站。在教學過程中充分利用課程網站和互聯網資源，讓學生可以隨時在網站上學習課程內容、瀏覽相關延伸閱讀材料和觀看微課視頻及動畫演示，教師可以有效利用網站讓學生主動參與。教師先從試題庫中抽題合成一套摸底綜合題，在上課前學生需上網站做這套題，共100題，全部為客觀題，通過做題了解學生對分子生物學基礎知識的掌握程度，80分以上的學生基礎較好，80分以下的學生在每節課前需通過網站做課前預習題，從課程網站上和互聯網上主動查閱自學找到答案，了解下節課的背景知識點。講完一章后，在網站發給學生每章練習題，學生在做題中繼續通過課程網站和互聯網上的資源深入了解知識點，及時復習這章內容，教師也可通過學生提交的答案了解學生的掌握程度。授課結束后，將綜合測試題在網站上發給每位學生，學生在網站上做題從而鞏固全部知識，教師也能從學生提交的答案知道每位學生的掌握程度和本次授課的效果。通過網站還可以建立師生互動論壇，由教師和學生發起一個主題來討論。
利用“互聯網+”進行教學方法的改革，是“不教與教”教學方法的融合，一方面可以有效的利用網絡擴展教學空間，使基礎差些的學生通過網絡預習課程的背景知識，通過反復看視頻清楚了解課程內容，不至于跟不上課程進度，使所有學生隨時都可以通過網站復習或深入了解課程知識體系;另一方面提高學生的主動參與性，增強對學習分子生物學的興趣和科學的思考方式，為今后的科學研究和論文工作和個人發展具有積極的推動作用。
二、創新課堂教學方法，促進學生自主學習和研究性學習
有了內容完善的課程網站，學生可以方便的得到課程知識和相關信息，這對課堂教學就有了新的要求，不能再按部就班的采用傳統的灌輸式的教學方式，需根據課程內容積極實行啟發式、探索式等教學模式，促進學生自主學習和研究性學習，培養適合社會發展需要的高素質創新人才。
1.啟發式教學方法的應用。在教學中根據授課內容綜合應用圖片、故事和研究啟發等啟發式教學方法，加深學生對分子生物學知識體系的理解。如介紹基因克隆是放一張用魚竿釣魚和撒網補魚的對比圖，啟發學生思考2種不同的獲得基因的思路;用雙螺旋發現的故事啟發學生認識到多學科的交叉融合和研究人員的分工合作在分子生物學研究的重要性，判蚪ソ的介紹分子生物學理論和技術體系;通過介紹十年時間研究64個遺傳密碼的過程，讓學生了解基因編碼和蛋白質氨基酸順序的關系是如何破譯的，使學生明白分子生物學研究不是短期能完成的，可能是長期重復性的工作積累。通過啟發式教學提高學生主動思考的能力，了解分子生物學科學研究的過程和研究思路，知道理論和實踐相結合的重要性，培養理性思維方式。
2.探索式教學方式應用。在學生對分子生物學的知識體系和研究方法有一定的了解后，開始進行問題和任務導向的探索式教學方式。如給學生一個思考題：如何獲得抗蟲轉基因棉花？這個問題綜合考查學生對基因克隆、遺傳轉化、分子檢測等理論和技術的掌握程度。學生要像做項目一樣，必須了解每個過程，寫出技術路線，并進行分析，探索每個方案的可行性，從中了解轉基因技術的發展和受爭議的原因。教師選擇有代表性的學生方案在課堂上進行點評。這一教學方式培養學生利用所學知識，積極思考問題、解決問題的能力;也使學生了解科研項目的研究過程和科學問題的發現和解決過程。
三、因能施教的實驗教學模式
實踐教學是分子生物學課程的重要組成部分。在選擇研究生實踐教學內容時，也必須考慮到學生的實驗技能的掌握程度，有的學生已進行了分子水平的很多實驗，動手能力較強，而有的學生基本沒有做過相關實驗，實驗操作能力較弱，這種情況下，就必須正視學生實驗能力的差異，選擇有區別的實驗內容。分子生物學公共課只有20學時的實踐教學，如何在有限的時間里做到不與本科期間內容重復又能兼顧學生的能力差異，使每個學生都能掌握相關實驗技術呢？我們選擇2天時間的綜合大實驗的方式進行，嘗試同樣的技術解決不同的問題這種實踐教學模式。一個是真核基因克隆，一個是真核基因表達分析，所用的實驗技術均為RT-PCR技術，即先提取總RNA，再反轉錄，再PCR分析。但前者較容易，屬于定性實驗，能擴增出目的條帶就算成功;后者屬于定量實驗，需要實驗者手法準確，還需增加內參基因對照和循環數分析，做出好結果需要有一定的難度和技巧要求。上實驗課前先將實驗內容全部發到網站，然后讓學生選擇做哪個實驗。學生會根據自己的實驗技能掌握的程度選擇，最后基本都能得出滿意的結果。
這種模式，實驗準備工作基本一樣，但學生實驗內容和操作有所區別。讓學生通過一次綜合實驗課了解真核基因的克隆和真核基因表達分析的研究方法，兩天時間完成一個完整實驗，也使學生了解到科研工作的連續性，前一個實驗產物還要繼續進行下一個實驗，每一步都必需認真完成最后才能得到好的結果。由學生根據自己的實驗水平來選擇做哪個實驗，這樣學生在實驗中的主動性很強，都想做出好的結果，無論是實驗基礎好的學生還是基礎弱的學生都很滿意。
網絡課程網站、課堂教學、實踐教學三者是有機的整體，網絡課程中心的建設和使用擴展了教學的時間和空間;新的教學方法和手段的運用提高了教學質量;實驗教學的改進促進了理論與實踐、教學和科研的結合。在教學中三者有機結合，提高教學整體水平，培養高層次創新性人才。
參考文獻：
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[關鍵詞] 細胞生物學；研究性教學；探索與實踐
[中圖分類號] G424.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1005-4634（2013）06-0065-03
0 引言
21世紀是生命科學的世紀，細胞生物學是生命科學的重要基礎學科，具有較強的理論性和實驗性[1]，同時也是近年來發展迅速的前沿學科。綜觀2012、2013年的諾貝爾生理學或醫學獎不難看出，這些對生命科學有重大推動作用的杰出成就都是細胞生物學研究的領域。因此，深入探究細胞這個生命活動基本單位對于理解生命活動的基本規律、探究生命科學領域的基本問題、解決醫學領域的重大問題有重要的意義。但在傳統的教學中，往往采用“灌輸”式教學，使學生處于非常被動的地位，這種接受型的教學方式忽視了學生自主學習、自主探究能力的培養，抑制了學生的研究興趣與創造性，與21世紀日益加劇的國際競爭對創新人才的強烈需求形成尖銳矛盾。因此，發展新的教學模式迫在眉睫。研究性教學模式要求教學過程中要充分發揮學生的主體地位和教師的主導作用，學生在教師指導下，通過以“自主、合作、探究”為特征的學習方式較好達到課程教學目標。本文從研究性教學模式的角度對細胞生物學理論教學的教學內容、教學方法和實驗教學的優化改革提出了幾點思考。
1 在理論教學中培養學生的研究性思維
1.1 調整和優化教學內容
《細胞生物學》是高等院校生物學各專業開設的一門必修課，其內容迎合了不同層次學習者和研究者的需求。要在理論教學過程中培養學生的研究性思維，則不能拘泥于教材的內容及其編排，需要調整和優化教學內容，為學生形成研究性思維習慣做好鋪墊。基于此，可以根據理論知識的難易程度、學生的知識儲備和接受新知的能力、《細胞生物學》課程教學大綱、學科發展現狀等對課程內容做適當的刪減、增添和整合，調整和優化教學內容。
1）刪減。刪減學生已經耳熟能詳的內容。學生在長期的知識儲備和經驗積累過程中已經習得的基礎知識，應在課堂上避免贅述。例如，關于“細胞是生命活動的基本單位” 這一概念，其涵義學生從中學就已經有所了解，可引導學生從生命活動的不同方面舉例來證明這一結論，并與最近的研究進展相聯系，培養學生歸納總結知識的能力并激發學習興趣。
刪減某些學科交叉內容。由于細胞生物學是生命科學的基礎學科，與生物化學、分子生物學、微生物學等學科有著深刻的相互滲透與結合，很多理論知識在不同學科中重復出現，因此應做適當的刪減，化重復理論為知識遷移。例如，學生已經在生物化學中對線粒體的氧化磷酸化有了系統的認識，在本課程可以著重從氧化磷酸化的分子結構基礎及其細胞生物學定位來理解其作用機制，從而在細胞這一層次上對這個過程有全面理解并形成結構決定功能的生物學思想。
刪減識記類課程內容。研究性學習的目的不僅在于知道是什么，而且在于明白為什么和怎么做，以提高解決問題的能力。把識記類理論知識放至課前或課后，在課堂上注重方法習得不失為好的舉措。例如，細胞是一個復雜的信號網絡系統，細胞信號轉導的途徑和細胞對信號的整合與控制應是課堂上探討的重點，而細胞通訊、信號分子、受體等基本概念應由學生自主習得。除此之外，關于細胞生物學研究方法的內容可以移接至實驗教學中。
2）增添。注入研究方法，滲透研究性思維。在《細胞生物學》中，對生命現象探究的內容雖有不少涉及，但很少展示具體的研究思路，因此要求教師要擁有豐富的教學資源和素材，適時在課堂教學中滲透科學研究方法。
引入科研成果，把握學科前沿。教師需要時刻關注國內外的科學研究動態和成果，擷取精華介紹給學生[2]，拓寬學生視野；教師應提煉學術會議上各專家的新理念、新思路，以活躍學生的思維，便于研究性學習，推陳出新；學生也要利用書籍、期刊、網絡、電視等多種途徑豐富見聞，在合作和交流中兼收并蓄，思維碰撞。
適時插入科學家的故事。必要時，以科學家艱辛的探索事跡進行科學態度和科學精神教育，適時引入科學家的逸聞趣事，以激發學生的學習興趣。
3）整合。細胞是生命活動的基本單位，“一切生命的關鍵問題都要到細胞中去尋找”。為了系統而深刻地理解生命的本質，必須避免片段化教學，應對教學內容適當整合，以符合學生的認知規律。
知識點間的整合。例如，錨定連接需要細胞骨架系統的參與，因此可把錨定連接的相關內容安排在細胞骨架后，以便新舊知識的聯接。
調整課程內容的順序。細胞生物學的研究重點已不再限于細胞的結構與功能方面，而是明顯轉向細胞重大生命活動及其分子機制的探秘，因此建議將細胞的結構與功能等章節內容整合、將細胞重大生命活動及其分子機制等章節內容整合，掌握前者是揭示后者的基礎。
1.2 改變教學方法，改進評價體系
在研究性教學中強調，學生是教學過程的主體，學生要在研究中學習和成長，發展學習主動性和養成獨立思考的習慣；教師則在整個教學過程中起組織者、指導者、幫助者和促進者的作用[3]。在教學方法上，建議采用問題教學方式，在確定了研究課題的前提下，通過創設問題情境，引導學生質疑，并恰當引入科研成果。
1）建立激勵機制，確定研究課題。采用研究性教學模式會增加學生的課前準備負擔，對于每個學期要上近10門課程的學生來說，如何激勵學生主動學習是非常重要的。學生的積極參與僅僅靠老師語言上的激勵是不夠的，必須建立相應的激勵機制，比如可在教學質量的評價體系中加入“課堂發言”這一項，并在最終成績考核中占一定的比例，如可設定課堂發言∶實驗成績∶理論成績=3∶3∶4，課堂發言由教師當場打分，整個學期成績累計，取其平均值。
研究性教學模式并不在于形式上以學生為主，而在于學生在實質上的主體地位。因此，在教學方式上，既可以采用老師提問、學生討論的方式，也可以采用教師講授、學生隨時質疑的方式。在第一種方式中，老師需要精心組織并向學生提供研究課題，鼓勵學生主動參與，由于學生準備的是否充分直接決定了其在課堂上的參與度和思維的拓展度，因此在確定研究課題后，要留給學生一定的時間準備相關材料。同時，為避免要探究的問題因龐雜而止于膚淺，可將研究課題分成若干子課題。在實踐中，將學生分成小組（每組3～5人），問題到組，每小組負責闡述1～2個子課題。這樣既保證了學生探究問題有一定的深度，又有效地激發了他們的參與熱情。
在確定課題及課堂討論中要注意掌握研究課題的廣度與深度。為達到既使學生掌握理論知識又能訓練其思維的目的，在確定研究課題時，應注意課題的廣度，不能任意發散、偏離重點；同時，也要考慮到課題的深度，難度適中，有效激發學生的興趣。例如，在《細胞信號轉導》課題中，要求學生理解并掌握細胞信號轉導的主要途徑、細胞對信號的整合和控制，教學活動應圍繞這兩方面展開，在掌握基本的幾條途徑的基礎上，再進行歸納，繪制網絡圖，找出其交叉點，從而理解其整合性。同時可通過查閱文獻進行知識的擴展，了解近年來這些基本的信號轉導途徑的新進展。
2）創設問題情境，引導學生質疑。在研究性教學中，師生應是平等的探索者的關系，教學過程就是解決問題的過程，因此應以問題研究[4]為主線，教師要善于提出啟發性、針對性的問題[2]，問題的設置要有層次感，遵循學生的認識規律。開場問題要設計巧妙，順利促使學生進入學習情境；教學過程中，教師要做好學生活動的組織者、幫助者和促進者，指導和總結提升到位；對于抽象復雜的機制需要結合多媒體等手段，化繁為簡；探討完理論知識后，要引導學生思考和分析與生產生活緊密相關的問題，學以致用。學生可以采用獨立思考、小組討論等多種形式的學習方法多角度調動思維，也可以在解決問題的同時提出有研究價值的新問題，進行課堂外的延伸，拓展思維的深度。例如，在《細胞信號轉導》課題中，教師可借此課題引導學生掌握相關前沿。如教師可提出：生物對光的響應是通過其受體來完成的，目前已經發現了幾種光的受體，分別是什么？UV-B的受體是什么？受體如何傳遞這一信號？細胞對這一信號產生什么樣的響應？當諸如小麥等植物接受UV-B后，會產生哪些響應？這樣學生就會通過閱讀文獻掌握這一領域的最新發現，了解UVR8這一剛剛發現的紫外線的受體，通過了解其機理，聯系實際，就可以自然而然地提出：可以通過人為增強紫外線輻射來刺激植物產生更多的類黃酮，從而提高某些植物尤其是藥用植物的保健作用。這樣，理論就和實踐很好地結合到了一起。
3）恰當地引入科研成果。細胞生物學是一門迅猛發展的學科，尤其是分子生物學的概念與方法的引入，將其迅速推向分子細胞生物學水平。細胞生物學相關領域的研究現狀和成果如何，教師可以在課堂上適時介紹給學生，尤其是重點闡述研究方法、實施步驟等內容，對學生進行科研方法與思路的指導。例如，在《細胞分化與基因表達調控》這一章節中，可以引入2012年諾貝爾醫學獎獲得者日本京都大學教授山中伸彌和英國的約翰戈登將細胞核重新編程的成果（即將成年體細胞重新誘導回早期干細胞狀態，以用于形成各種類型的細胞，這一技術的實現免除了使用人體胚胎提取干細胞的倫理道德制約，將能避免異體移植產生的排異反應，為某些嚴重疾病的治療提供了契機）。領域的杰出成果能夠對現有課本知識進行補充，學生也可以通過專題文獻查閱報告的形式交流科學界的新理念、新發現。
2 在實驗教學中鍛煉學生的科研技能
實驗教學是培養學生技能的重要途徑，也是學生研究性學習的具體體現。通過一系列實驗技能的學習和實踐操作，學生將對所學的基礎理論知識有更深刻更直觀的理解，同時還可了解有關細胞生物學和細胞工程領域常用的研究手段和方法，為進一步深造和獨立開展科研工作奠定基礎。
2.1 合理安排實驗教學進程
實驗課的進程應該與理論課的進程相輔相成，教學建立在科研基礎上，科研促進教學的提高。
2.2 改建實驗課
1）通過驗證性實驗培養學生基本的實驗技能。通過細胞形態結構的觀察，學生可以掌握相差顯微鏡、偏光顯微鏡、暗視野顯微鏡、熒光顯微鏡等各類顯微鏡的結構、原理及其操作；通過對細胞組分的分離及觀察，學生可以學會分離、純化、活體染色等技術。在實驗前，學生應該通過實驗指導、網絡等了解相關儀器設備，并了解其原理及操作，指導教師對所出現的問題進行指導，規范操作。
2）通過設計性和綜合性實驗培養學生分析和解決問題的能力。設計性實驗、綜合性實驗要求學生以本課程的相關理論知識為基礎，在具備一定的實驗操作技能的前提下，通過查閱資料等富有創造力地獨立完成實驗設計，創新實驗方案，這對學生的素質要求較高，因此也是培養學生分析和解決問題能力的良好手段。設計性和綜合性實驗的題目可以結合教師的科研項目擬定，從而不僅將教學與科研融為一體，而且可以集結眾多人的智慧，推進教師的科研進程。
2.3 撰寫實驗報告和科研論文
實驗報告具有情報交流、保留資料的作用，學生在撰寫驗證性實驗的報告時要如實地把實驗的全過程和實驗結果記錄下來，對結果進行分析討論時要加入自己的理解，拓展科研思維，也可以寫出實驗中遇到的問題、解決的方法、誤差分析，并提出改進意見。
對于設計性和綜合性的實驗，撰寫科研論文是學生展示科研能力、提高科研水平的重要手段，是需具備的基本功之一。
3 教學改革效果
目前所使用的理論課教材為翟中和院士等主編的《細胞生物學》（第三版），本著研究性教學的理念，首先對部分章節如“細胞的能量轉換——線粒體和葉綠體”嘗試采用了研究性教學模式，學生利用課外時間積極查閱資料，認真思考，充分準備；課堂上以小組為單位首先提出自己的問題，然后講解，各小組討論、提問，最后總結。通過這樣的方式，不僅學生的學習熱情高漲，對知識的理解更為透徹，更重要的是，學生能發現問題并知道如何解決問題。接下來，又把一些問題留給學生，如在細胞的信號轉導中，G蛋白耦聯受體介導的信號通路廣泛參與生命活動的諸多方面，而且該領域是一個正在迅速發展的領域，不斷有新的發現。所以鼓勵學生充分利用高校的期刊數據庫獲取相關研究進展，課堂上小組交流討論，通過這樣的方式學生獲取了大量的信息，對該領域的前沿動態也有了一定的了解，極大地激發了學生的科研熱情。在實驗教學方面，將細胞生物學實驗進行了課堂外的延伸，與大學生創新實驗相結合，鼓勵學生利用細胞生物學的知識去解決或探究某一問題，目前已有部分成果被國內重要的核心期刊所接受。研究性教學的采用，使細胞生物學教學質量有了顯著提高。學生不僅在課前養成了獨立思考的習慣，提高了自主學習能力，而且能在課堂上廣泛參與討論，交流思想，合作學習；學生對細胞生物學的理論知識和實驗技能掌握得較為扎實，對細胞生物學的科學前沿有較敏銳的把握，利用細胞生物學基礎知識、基本技能開展相關領域研究的能力得到了提高。總之，研究性教學模式從根本上發展了學生學習的主體性，為培養學生的創新意識、發展學生的科研思維能力提供了條件。教師應積極開展研究性教學的嘗試與探討，培養創新型人才。
參考文獻
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關鍵詞：微生物學習；細菌分類；方法
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2015）16-006-02
簡單地說，微生物就是我們人類用肉眼很難將其觀測到的細微生物。細菌是微生物中的一類，屬于原核生物，按照形態可以分為球菌、桿菌以及螺旋菌。細菌雖然微小，但是其分布極為廣泛，在人體中，細菌的數量要遠遠超過人體細胞的總量，其重要性由此可見。
一、關于微生物學的學習
在生物專業學習中，微生物學是其重要分支之一，可以應用于工業生產（例如釀酒、酸奶制作等）、醫藥（例如醫學中細菌病毒檢測、藥品中各種菌素片等）、生物工程以及細胞工程等等。由于微生物是我們肉眼看不見或者看不清的細微生物，所以如果沒有顯微鏡，認識起微生物來就不夠直觀，這也導致了人類歷史中很長一段時間雖然有很多利用微生物的事件被記載，但都沒有意識到微生物的存在。所以在學習微生物學的過程中，要注重學生自己親身觀察實踐，利用顯微鏡等儀器，將微生物直觀地展示在學生眼前。
當然在現代社會，絕大部分學生對微生物已經不陌生，但是在沒有學習微生物學之前真正對其了解并喜愛的可能不多，在微生物學習過程中，還要注重學生學習興趣的培養，在學習之初，要通過微生物與人類息息相關的實例以及多媒體教學的視覺沖擊吸引學生的注意力，然后通過提出與生活有關的問題引發學生的思考，讓其對微生物學產生好奇，然后利用顯微境等儀器引導學生解答問題，激起學生成就感，從而引發其興趣。
二、微生物學習中細菌分類概述
在微生物學習中，《伯杰氏系統細菌學手冊》以及《伯杰氏細菌鑒定手冊》是細菌分類以及細菌鑒定的權威以及代表作品，由于生物技術在不斷進步，所以這兩部手冊也在不斷修訂。
目前，對細菌種類的研究主要是在細菌分類基礎上，對細菌菌株進行鑒定；以及構建系統發育樹研究細菌進化關系；也有在同一屬的細菌范疇內對細菌的種進行分群聚類研究。這些研究都是以細菌分類為基礎，從中也可以看出在微生物學習中細菌分類的重要性。
在學習細菌分類的過程中，要注意細菌分類是不斷進步不斷更新的，這主要是由于生物技術不斷推陳出新、研究細菌分類的方法就在不斷進步。同時還要注意技術的更新換代是一個連續的過程，新技術是在原有技術的基礎上不斷探索發明的，所以要注意不要因為有了新技術，就將原有的完全拋棄，也許在研究過程中可以只使用新技術，但是在學習時，也應該對歷史有所了解和認識。所以學習細菌分類時，應該全面、連貫。
三、微生物學習中細菌分類方法探討
對細菌進行分類，方法非常重要。所以，在微生物學習中，細菌分類方法具有重要地位。目前，細菌分類的方法主要包括特征分類法、數值分類法、組分分類法、分子生物學分類法以及多相分類法等。
1、特征分類法
不同的細菌，其形態、代謝以及生存環境存在一定差異，在生物技術不發達的年代，人們依據形態、生理以及生存環境等基本特征對細菌進行分類。不過由于細菌體積微小，使得這些特征的觀察較為籠統，所以這種分類方法比較粗獷，很難對細菌進行進一步區分。特征分類法是一種古老、相對較為宏觀的分類方法。
2、數值分類法
隨著計算機技術的發展，數值分類法開始大規模興起。細菌的表性特征有很多，將這些特征全部進行檢測，然后利用計算機技術對這些特征進行歸納分類，這就是數值分類法。相對特征分類法，數值分類法要精細一些，但是其需要測定的特征很多。由于數值分類法能夠定量反應細菌特征，所以目前該方法應用依然較為廣泛。
3、組分分類法
組分分類法主要利用質譜、光譜、氣相色譜以及高效液相色譜等技術檢測細菌的化學組分。需要檢測的細菌化學組分主要來源于細胞壁、細胞膜脂肪酸、枝菌酸、磷脂、醌、以及蛋白質等。檢測細胞壁主要是檢測其氨基酸和糖分；脂肪酸和枝菌酸都是細胞膜的重要組成成分；磷脂是極性脂；醌是非極性脂，存在于線體膜以及細胞質膜；蛋白質組分檢測是采用全細胞蛋白質凝膠電泳技術。
4、分子生物學分類法
分子生物學分類法主要包括16S rRNA基因等序列分析、GC含量分析、DNA指紋技術、ITS序列分析、DNA-RNA雜交技術以及DNA-DNA雜交技術。目前，該方法應用廣泛，用于細菌分類、多樣性分析的基因除了16S rRNA基因外，還有16S～23SrRNA基因、tuf基因、hsp60基因、pheS基因等。當然，16S rRNA基因在利用基因序列分析進行細菌分類研究中應用最為廣泛。
5、多相分類法
多相分類法就是綜合上述幾種方法進行細菌分類，該方法是一種綜合的方法，將幾種單一方法結合起來，互相驗證、補充，可以得到更為合理可信的結論。
四、結束語
微生物學習中，細菌分類是一項系統但又繁瑣的工作，而且細菌分布廣泛、變異快，新種不斷被發現，將新種進行鑒定和分類應該采用多種方法，而不能簡單的通過單一方法就下結論，多相分類法就是用多種單一方法進行分類鑒定，所以相對更為全面可靠。
參考文獻
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【關鍵詞】 中醫學教育；現代生物學；教學
隨著中醫學教育的迅速發展，現代生物學內容課程在中醫學教育體系的地位日益加強。但是，現代生物學課程開設的歷史相對較短，與中醫藥學知識體系尚待進一步的融合。本文對于現代生物學教學在中醫學教育中的地位、教學內容完善的思路和方法進行了思考。
1 明析中醫之體，明確教學目的
明確中醫學與生物學的關系是理解現代生物學在中醫學教學中地位的必要條件。生物學是中醫學的主要科學理論基礎。中醫學作為一門醫學科學與西醫學相同，其對象為作為生物學存在的人類。中醫學在對人體解剖學、生理學等生物學范疇之歷史認識基礎上，巧妙地以古代哲學思想為工具，經過數千年的臨床實踐，不斷完善其獨特的理論體系。生物科學為中醫之體。
生物科學為中醫之體，這決定了現代生物學在中醫教學中不可或缺的地位。醫學的形成和發展是生物科學成就運用的結果。中醫學在產生和歷史沿革的過程中著眼于古典生物學，同時又借鑒了古代哲學對生物體人的認識，有著當時歷史階段的先進性，并在當今臨床醫療的某些方面較西醫仍有一定的優勢。然而，中醫學與現代生物學的銜接卻有些差強人意。與之形成鮮明對比的是，近代西醫密切跟蹤現代生物學的迅速發展，因之取得了相當的優勢。因此，從現代生物學角度完善對中醫學理論的詮釋，進而為中醫學理論發展提供更多思路，可以更好地說明中醫學“源”和“流”的問題，為中醫學的繼往開來鋪平道路。中醫學與現代生物學的有機融合是時代的要求，而在中醫學教學中加強現代生物學教學是必要的實現途徑。
社會的發展和人類對健康的追求是醫學進步的源動力，而生物科學知識的發展及其在醫學科學的應用是實現這一要求的必經途徑。從而，人類對醫學進步的需求為生物學發展提供了巨大生命力。醫學科學扎根于生物科學，并從中獲取營養；二者又休戚相關地伴隨時代進步。在現代生物學的帶動下，西醫學的發展為人類健康做出了巨大貢獻；中醫學飽含了豐富中國傳統文化底蘊，如何借力于現代生物學而承前啟后，是亟待解決的問題。在遵循經典中醫學理論框架的基礎上，合理運用現代生物學的知識體系，適當地對中醫學理論增添現代生物學范疇的詮釋，“古為今用”與“今為古用”并舉，是中醫發展的歷史必然。現代生物學在中醫學教學中的加強遵循了中醫學發展的必然和人類社會發展的規律。
當今生物學的進步為中醫學和西醫學均提供了廣大的發展空間。中醫學必將在現代生物學平臺上發揚光大--不要局限于歷史淵源的角度，習慣性地將生物學只劃歸西醫學的范疇，無意中將生物學與中醫學剝離開來。割裂中醫學與生物學的關系，就使得中醫學喪失了其科學性的基礎。
明確了生物學為中醫之體，在中醫學教育體系中完善現代生物學教學的目的和迫切性則是不言而喻的。學生在掌握現代生物學知識后將獲得更大的中醫學研究潛能，并會自覺地從生物學知識理論源泉中為中醫學發展汲取營養。為了順應中醫學教育發展的這一趨勢，既需要加強現代生物學課程建設，也有必要結合中醫學專業特點創新現代生物學教學方法。
2 服務中醫之本，精選教學內容
現代生物學課程的開設是對中醫學教育的有益補充，但要考慮不能過分加重學生負擔。在中醫藥院校現行五年學制的時間內，中醫學專業學生需要完成中醫學課程和西醫學課程，任務之重已不言而喻。學制改革為七年制是一條有研究價值的途徑，但短期內不會成為現實。我們當然也不能照搬其它一些國家的做法，即以完成生物學專業的本科教育作為進入醫學院的前提要求。但是，我們還是可以將其作為借鑒，探索有選擇地將精華版的普通高等院校生物學專業的相關專業課程列入教學內容。結合中醫學專業的特點，本著學以致用的精神，有目的地篩選內容，在不過分增加于學生學習負擔的前提下，將部分重要的有關課程列入教學計劃；其它課程或者學生們已有必要的了解，或者與中醫學的發展關系不是很密切，在目前情況下可暫不考慮。
現代生物學課程開設的目的是系統性地為學生引入現代生物學概念，介紹理論，使之服務于中醫藥學的發展。綜合考慮上述因素，現階段課程內容的設置有必要包括以下幾個方面。
其一，化學在一定程度上是現代生物學的基礎，是生物學的語言。學生在高中階段積累了一些化學知識，但仍需要有系統地提高，以便為更好地學習現代生物學知識奠定基礎。可以將有機化學、物理化學和膠體化學的重點內容進行綜合，合并開設一門課程。在兼顧基礎內容的全面性的同時，結合現代生物學教學的需要，精選重點教學內容。例如，物理化學中的熱力學內容與生物學中細胞膜脂雙層的形成、分子生物學中蛋白質疏水作用的原理有密切聯系，則應當作為課程的一級內容。
其二，實驗動物學是近代生物學乃至醫學的重要支柱，是中醫學證候模型研究的基礎。掌握實驗動物學的基本原理，掌握實驗動物的背景材料，充分考量實驗動物與人體在行為學等方面的差異，遵循正確的操作規程，是建立中醫學證候模型并正確評價結果的要求。同時，學習實驗動物學的知識也勿庸置疑地可以開拓中醫學證候模型設計的思路。
其三，分子生物學和細胞生物學已成為現代生物學研究的平臺，作為中醫藥研究的新興手段。這兩門學科已經與現代生物學的許多領域聯系密切，知識體系形成交叉，內容非常豐富。通過課程的學習，學生將領悟從微觀角度闡釋中醫學知識體系的思路和方法。例如，在現代生物學中的信號傳遞體系中，生理、病理或藥理等信號沿相應的通路傳遞，經過細胞內復雜的網絡系統的精密調制，而最終發揮效應，即代謝改變、基因表達水平變化等，反映在中醫學臨床的觀察，則為人整體的氣血陰陽的變化。
3. 遵循中醫之道，創新教學思路
中醫藥學根據古代生物學對人體的認識以及臨床觀察的積累，成功總結并應用了整體觀和陰陽平衡等理論。經典中醫理論經受了歷史考驗，在當代醫療體系中發揮著舉足輕重的作用，并正在被更深入地研究和發掘。中醫學久經臨床檢驗的思想理論是中醫學的根本，中醫理論擁抱現代生物學是中醫傳承和發展的必經途徑。在現代生物學有關內容的教學過程中，教師要強調中醫學與生物學的血肉至親關系，結合自己對中醫現狀的了解和在教學科研中的心得體會，適當提示從生物學角度考察中醫學的線索，在潛移默化中培養學生學以致用的能力。同時，教師有必要根據有關中醫藥研究的現狀和發展趨勢適當調整授
課內容，以更好地為發揚傳統中醫藥學理論服務。
在中醫學教育體系中，中醫藥類專業課程自然占據主導地位，因而學生養成了吸收和消化知識的相對固定的思維模式。為了使現代生物學的教學適應這種思維模式，教學思路需要創新。在科研和教學實踐中，我們注意到中醫理論與現代生物學的邏輯思路包含內在的相似之處。我們可以據此在教學中將現代生物學的知識與古典的中醫學內容進行類比，從而既有助于學生接受現代生物學知識，又便于學生將來學以致用，利用生物學的知識中去思考和解決中醫學的“源”和“流”的有關問題。這種創新的教學思路在下面的兩個例子中有所體現。
在考察某個信號對生物體系的影響時，需要整體地研究復雜的信號傳遞網絡系統，分析系統的平衡狀況的變化；而整體觀念和平衡思想是中醫理論的重要原則。有鑒于此，在教學中
則可先行回顧宏觀中醫學的有關理論，再轉而引導學生進入微觀領域學習信號傳遞網絡中的多種信號傳導分子如何精密調制信號，實現整體平衡的。
在介紹基因組和蛋白質組的知識內容時，可以將基因組視為靜態的陰，蛋白質組為動態的陽，基因攜帶的遺傳信息為蛋白質編碼，而基因的功能需要蛋白質表現出來，這樣就形成了陰陽互生的關系；二者功能正常，則陰平陽秘，生理狀態正常。這樣，基因組和蛋白質組二者的生物功能及其聯系就可呈現在學生面前。
生物教學方法包括教法和學法兩種，教法主要有語言的方法（包括講授法、談話法、讀書指導法及討論法），直觀的方法（包括演示法、參觀法），實習的方法（包括實驗法、練習法、實習法）及培養學生能力的方法。教師不僅要熟練掌握教法，還要對學法進行正確指導。以下主要介紹幾種基礎生物學的常用教法：
講授法
講授法是教師運用口頭語言系統地向學生傳授知識的一種方法。它既可用來傳授新知識，又可用來鞏固舊知識，且其它教學方法的運用，常要與講授法配合。因此講授法是生物學教學常用的方法。
講授法的優點是：可以使教師的主導作用得到充分的發揮。使學生在短時期內就獲得大量系統的知識；教師合乎邏輯的分析、論證、生動形象的描述以及善于設疑、解疑等，都有利于發展學生的智力和進行思想教育。但這種方法的缺點是學生無充分機會對所學內容作出反饋，學生的主動性不易發揮。
講授法包括講述、講解、講讀、講演等方法，而生物學則主要采用講述法和講解法。
講述法是教師向學生敘述事實材料或描繪所講對象、現象的方法。生物學中的形態、結構、生活習性、分類及應用等知識，屬于對生物界對象或現象描述的性質，一般都采用講述法。實驗、實習、參觀等的指導也常用此法。初中低年級采用較普遍。
講解法是教師向學生說明、解釋或論證概念、原理、規律的方法。生物學中的生理功能（包括生長和生殖發育）、遺傳變異、生命起源和生物進化、生態學等知識。屬于對生物界自然現象說明、解釋或科學論證，一般采用講解法。中學高年級尤高中多采用。
講授法的基本要求：
一、科學性和思想性。
二、系統性。
三、啟發性和趣味性。
四、語言要清晰、準確、精練，并要生動、形象，有感染力，機動性。
五、要運用好板書。
談話法
談話法也叫問答法，是教師根據學生已有知識、經驗提問，并引導學生獨立思考，從而獲得知識的一種師生相互交談的教學方法。談話法的優點是能充分激發學生的思維活動，有利于發展學生的語言表達能力；對教師來說，可對不同學生提不同的問題，做到因材施教，并能直接了解學生的學習情況，及時檢查、提高教學效果。此法一般適用于從已知到未知，要求學生有一定的知識基礎。有時也可利用合乎邏輯的思維，從當堂了解的現象、事實和規律，去比較、推導、歸納以解決新的問題。此法不適于從未知到已知，因此，不是所有教學內容任何情況下都可采用談話法。
談話法在生物學教學中應用較廣泛。就教學環節來看，傳授新知識、檢查復習、鞏固新知識、參觀及實習的指導性和總結性談話均可用。這些環節中進行演示和觀察時應用尤多。就教學對象來看，年級越低，采用此法的比重越大。有的國家進行初中生物學教學，主要采用此法，因為初中生的年紀小，自我控制注意力的能力較差，不能長時間集中聽取講述。
話法根據在不同教學環節的運用，可分為三種：一是啟發式談話，用于傳授新知識。教師借助提問，啟發學生已有知識或經驗，或演示的教具和實驗，或對課文的分析綜合，經獨立思考回答問題。二是問答式談話，用于檢查復習和鞏固知識，教師就已學的內容提問，由學生回憶和運用已學的知識。三是指導性或總結性談話，用于參觀、實習、實驗等教學實踐之前后，通過談話以指導學生順利完成獨立作業或總結活動收獲。談話法的基本要求有：一、要充分準備;二、要妥善組織；
討論法
討論法又稱課堂討論，是在教師指導下，由全班或小組成員圍繞某一中心問題發表自己的看法，從而進行相互學習的一種方法。上海育才中學創造的"讀讀，議議,練練，講講"教學法，其中"議議"，就是采用討論法。討論法的優點是：可以互相啟發，互相補充，集思廣益，從而獲得比較完整、深刻的認識和知識；通過對問題的相互爭論，可以活躍思想，激發學習熱情和興趣，調動學習的主動積極性；經過共同切磋琢磨，有助于培養學生獨立分析問題、解決問題的能力以及培養語言表達能力；討論還有利于生物教學聯系實際，包括聯系自然、生產和生活實際。此外，討論中有時會提出一些教師未考慮到的新問題、新見解，這可促進教師進一步提高教學水平。
討論法在生物教學中，一般應用于教師講述后、獨立自學后、實驗和復習后。這種方法要求學生有一定的知識基礎，有一定的自學能力和獨立思考能力，因此，高年級應用較多。討論方法應靈活多樣，可以小組先討論，再在全班交鋒；可以小組先討論，再選中心發言人在全班發言；可按題分組討論；也可按相反意見分兩組辯論；還可由教師直接組織全班討論。初中不宜討論整堂課，適于在上課中討論一兩個問題。若分組討論，最好按前后兩桌四人為小組，以免課堂混亂，同時這四人中要有學習好。中、差的學生，既可相應啟發，又能保證討論順利進行。討論法有以下基本要求：
一、明確討論課題
二、寫好討論發言提綱
三、討論時要引導、點撥
四、討論結束應小結
演示法
演示法是教師陳示生物或標本、掛圖、模型等直觀教具，或進行示范性實驗來說明或驗證所傳授知識的方法。這種方法通常是配合講授法、談話法使用的。生物學是研究生命現象及其活動規律的一門學科，其研究對象是動物、植物、人體等具體的生物，而演示法直觀性強，它在生物教學中具有如下重要意義：
一是能使學生形象、生動地感知生物及其生命現象，為形成正確的概念和掌握原理打好基礎。
二是能激發學生的學習興趣，集中學生的注意力，調動學生學習的主動性，有利于加深、鞏固所學的生物學知識。
三是能引導學生對具體生物及其生命現象進行觀察份比，分析綜合，有助于培養學生的觀察能力和思維能力。
中學生物學演示物即直觀手段多種多樣，常用的主要有：
一、活的生物、標本和模型、"模具"
二、掛圖、黑板畫
三、演示實驗
現代化教學手段輔助教學法
現代化教學手段，是指利用投影儀、電影、電視、電子計算機等，作為師生教學互相傳遞信息的工具、媒體或設備。是現代科學技術在教學領域中的運用，是整個教育現代化的一個重要標志。其優越性集中表現為教學效率的提高，在中學生物學教學中，突出表現以下作用：
一、是可使學生充分感知所學生物學教學內容。由于現代化教學手段不受時間和空間的限制，直接和迅速表現生物界各種生物及其現象。可以化遠為近，不可親自涉歷的海底生物或原始森林，可使學生如同身臨其境；可以化古為今，已逝而不可返的古生物或石炭紀植物景觀，可使之重現學生眼前；可以化長為短，生物界長時間的生長、發育過程及進化歷程，可縮短為數分鐘、幾小時全部呈現。幾個月甚至數年的生物實驗，如不同色粒的玉米雜交，其結果片刻即可見。書本上根本聽不到的鳥鳴、虎吼，也能清晰聽見。
二、是使學生易于理解，便于記憶生物學知識。由于現代化教學手段可直觀地揭示生物的本質和內在聯系，創導學生從感性認識上升到理性認識。可以化抽象為具體，如消化，呼吸等生理作用，脊髓控制的膝跳反射，生態系統的物質循環，蛋白質的合成，許多不易見或見不到的生物現象，都可用動畫或特技攝影-一呈現。三是可激發學生學習生物學興趣，調動學生學習的積極性。這由于現代化教學手段使教學內容生動、形象、感染力強，還要求學生去看、去聽，獨立主動地接受信息。
生物學教學中常用的現代化教學手段有：投影儀、電影、電視、電子計算機等。
實驗法
生物學是以實驗為基礎的科學。實驗是人類認識和研究生物界的重要方法，也是生物學教學的一種重要教學方法。生物教學實驗是教師指導學生運用一定的儀器設備、按照指定的條件去進行的生物實踐活動。其目的在于引起所要求出現的對象或現象，以便觀察、研究去獲得或驗證、鞏固生物學知識。實驗法不同于觀察法，后者是在自然條件下，對研究對象進行系統、連續的觀察，益作出準確、具體和詳盡的記錄，以全面、正確地掌握所要研究的情況。觀察不必作實驗，實驗往往要觀察。生物學實驗可以向學生提供生物界的感性認識，從而深刻，鞏固地掌握生物學知識；還能培養學生學習生物學的基本技能和觀察、分析、綜合及運用知識等能力；此外，還可激發學習生物學的興趣，培養實事求是、嚴肅認真的科學態度。可見，實驗是生物學的重要組成部分。現在世界各國都把加強實驗教學作為生物教學改革、提高生物學教學質量的重要環節。我國中學生物學教學也逐步重視實驗教學。各個中學應從各方面創造條件，改進和提高生物實驗指導。
一、生物科學素養的內涵
生物科學素養是指參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力，包括理解科學、技術與社會的相互關系，理解科學的本質以及形成科學的態度和價值觀。它反映了一個人對生物科學領域中核心的基礎內容的掌握和應用水平，以及在已有基礎上不斷提高自身科學素養的能力。
生物課程標準中的生物科學素養：
1）科學態度和科學的世界觀
2）科學探究方法與技能
3）科學、技術與社會（S T S ）
4）生物學知識和操作技能
1．科學態度和科學的世界觀
（1）科學態度是人基于對科學知識的正確理解和對科學發展的認識而形成科學的信念和科學習慣。包括： 好奇心、誠實、合作、創造力
（2）科學的世界觀
世界是能夠被認知的
科學知識是不斷變化的
科學知識的主體具有連續性和穩定性。
科學不能為一切問題提供全部答案
（3）愛國主義教育
積極培養熱愛大自然，珍愛生命，愛家鄉、愛祖國的情感，正確理解人與自然和諧發展的意義、從而增強振興祖國和改變祖國面貌的使命感與責任感。
2．科學探究方法與技能
（1）科學探究是學生學習科學的有效方式之一。
學校的科學探究活動通常是指學生們用以獲取知識、領悟科學的思想觀念、領悟科學家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動。
學生們應該掌握科學探究的一般技能，包括：提出問題、做出假設、制定計劃、收集證據、得出結論、表達和交流的科學探究能力。
科學探究更重要的是在于它的過程而不完全是結果。要讓學生學會科學探究的一般方法，親身體會科學家是如何困惑于問題、如何假設問題的“答案”、考慮從哪些途徑去解決問題，并以此漸漸地養成探究的態度、方法和思維。
（2）科學思維的方法
科學思維的方法包括形式邏輯思維、辯證邏輯思維、批判性思維和發散性思維等思維方式和思維習慣。
科學的思維習慣不是科學家所特有的，是每個人可以掌握、應該掌握的技能，一個人一旦掌握了這些技能，無論他從事何種職業都可以終生享用。
3．科學、技術與社會（S T S ）
對學生進行STS 的教育，目的在于突出科學、技術、社會之間的關系，即教育、教學內容的出發點不僅限于科學知識本身，也強調三者之間的關系。
學生要了解什么是科學，什么是技術，以及科學和技術的聯系。解決技術問題需要科學知識，而一項新的技術的產生又使科學家有可能用新的方法來擴展他們的研究。在人們的實踐中，科學提供知識，技術提供應用這些知識的方法，而價值觀念則指導人們如何去對待這
些知識和方法。
科學、技術與社會是緊密相連的。社會可以影響科學和技術的發展，科學和技術又會影響社會。通常技術對社會的影響比科學對社會的影響更為直接。中國最貧窮的揮霍者
4．生物學知識和操作技能
生物學知識包括基本的生物學、概念、原理和規律。
操作技能包括正確使用顯微鏡等生物學實驗中的常用工具和儀器，基本的實驗操作技能。讓學生掌握一定的生物學知識和操作技能也是生物課程所規定的基本任務之一。學生在義務教育初中階段應獲得有關生物體的結構層次、生命活動、生物與環境、生物進化以及生物技術等生物學基本事實、基本原理和規律，對生物學的整體畫面有一個大致的了解。生物學課程應該給學生提供機會讓他們了解現代生物學的進展，了解現代生物技術對人類社會和人們生活的影響。讓學生具有在現實生活中運用知識的能力，也是知識領域中的另一個重要目標。
二、生物學素養概念的提出
1987年Ewing 等人在《美國生物學教師》發表研究報告時，使用了生物學素養這一概念。
1989年，June 在《美國生物教師》發表了題為“生物學素養”的文章：討論了美國公民缺乏科學素養，及生物學課程等問題。
1992年，Gibbs 等人研究了公眾科學素養與高中、高校生物學教科書的關系，指出，這些教科書作者本人科學素養不夠，會直接影響到教科書的質量，并影響了學生。此后又陸續有人發表了關于生物學素養的文章，都使用了生物學素養（biology literacy）這一概念，從不同側面討論生物學素養，但沒有把它作為生物學課程的目的來論述。
1993年，美國BSCS 出版了名為“發展生物學素養”的生物學課程指南，對生物學素養作了詳盡的論述，并把它作為生物學課程的基本目的。
BSCS 是“生物科學課程研究所”的縮寫, BSCS最初是由美國生物科學協會的教育委員會于1958年提出的國家級項目，目的是改革20世紀50年代的靜態課程，在各個方面促進生物教育，使學生通過中學生物課程的學習，在離開高中進入社會時具有生物科學領域所需的基本技能。
BSCS 認為，一個具有生物學素養的學生需要對科學的本質和特點有起碼的理解。學生對科學知識特點的認識和理解，對科學的價值，以及科學探究的過程和方法的理解和掌握，是生物學素養的基本要點。
BSCS 描述的一個有生物學素養的人表現特點：
應能理解生物學的基本原理和重要的生物學概念；了解人類對生物圈的影響；領悟科學探究的過程，知道歷史上生物學概念的發展。
對科學探究、生物的多樣性與文化的多樣性等問題具有正確的態度，對生物學和技術對社會的影響、生物學對個人的重要作用有正確的態度和價值觀。能夠對自然界的現象提出不同的問題，具備創造性的思維；知道如何正確地利用科學技術；能夠在與生物學相關的問題上做出個人或社會決策；能夠應用知識來解決現實社會中的實際問題。
三、中學生生物科學素養培養的重要性和緊迫性
一）現實與反思:
劉海洋傷熊事件
2002年2月23日，清華大學電機系四年級學生劉海洋為“考證黑熊嗅覺是否靈敏”，在北京動物園用硫酸潑向黑熊，涉嫌以故意毀壞財物罪，被北京西城公安機關依法刑事拘留一個月。他于3月26日被取保候審。
2002年1月29日，為了滿足自己的“好奇心”，劉海洋用事先準備好的一瓶飲料兌上從學校實驗室偷到宿舍的火堿來到了動物園。他假意投喂黑熊并將摻有火堿的飲料倒向正在與游客戲耍的黑熊，看到黑熊被燒得滿地打滾，嗷嗷亂叫，僥幸逃脫的劉海洋并沒有感到滿足，而是昧著良心又醞釀著下一次罪惡行動。
2月23日中午，劉海洋用一個白色紙袋裝著兩瓶飲料和一個平時喝水用的500毫升硬塑料杯，從一家化工商店花8元錢買了一瓶硫酸，分別兌進了隨身攜帶的飲料和塑料水杯內，而后乘公共汽車來到了動物園，又一次實施了他殘害動物的罪惡行徑。
劉海洋認為他最喜歡的是生物。比之數理化，比之電機，這是一個與有機的生命最為密切的學科，那么，為什么他反而去傷害生命呢？中學生物課講授的內容，從植物、動物到人，再到DNA 、細胞、遺傳變異等，注重的是知識層面的介紹，缺少的是那種把地球看作所有生命的家園的平等意識，也很少談人類對自然和其他生物的責任這回事。雖然最新編訂的生物課本，已經想到要“加強動物與人的關系的內容”，并且重視“滲透思想感情、態度和價值觀教育”。可是，它的具體內容仍然不斷顯露出狹隘的生物觀和對動物的歧視。動物被分成有益和有害的，對人的價值則主要是“有用”。
甚至在初中生物課本里就開始寫上“野鴨肉味佳美，羽毛可以作被褥的填充材料，也可以用來制作各種工藝品”；“蟒和其他大型蛇的皮可用來制作皮革和樂器，很多毒蛇的毒液能夠用來制作藥酒，蛇膽??可以做成中藥材”；而“哈士蟆的輸卵管風干制成的哈士蟆油是著名的滋補強壯劑”！在這樣的介紹里，連國家《野生動物保護法》也不顧了。這的確是一種壓抑不住的潛意識在起作用：生物如果不是為人所用的又有什么價值呢？
教育并不是孤立存在的。一個社會對待自然、對待生命有什么樣的認識，有什么樣的氛圍，都會顯現到教育中來。如果說要“分析劉海洋”的話，其實也應該同時分析一下我們的社會對待動物的態度。
一位記者在報道中曾有過這樣一段表述：現行中學生物課本上很輕易地寫道：“取一只活青蛙，剖開它的體腔，看看它的內部構造??”于是，有條件的學校，學生在試驗課上，拿著刀子把一只活青蛙或者小兔子生生地開膛剖肚，看看它的心臟是怎么跳動、怎么通過神經反射而顫抖，直至如何死亡??這種凌遲殺戮般的“實驗”有必要嗎？！
國際動物福利的五個標準
1、免受饑餓的自由；
2、免受痛苦、傷害和疾病的自由；
3、免受恐懼和不安的自由；
4、免受身體熱度不適的自由；
5、表達所有自然行為的自由。
二）對我國公民的科學素養的調查
中國公眾科學素養調查報告
2、2003年對迷信的調查
我國公眾科學素養情況
1、中國公眾科學素養調查結果：
2003年，我國公眾的科學素養水平達到1.98%，即1千人有19.6人達標。比2001年1.4%增長了0.6個百分點，比1996年的0.2%提高了約1.8個百分點。我國公眾的科學素養狀況結束了長期停滯不前的局面，出現了局部增長的趨勢。（我國自20世紀90年代初開始借鑒國外公眾科學素養調查的指標體系和調查經驗，逐步開展了有關調查工作。 ）
2、公眾科學素養調查：公眾科學素養由三部分組成：一是對科學知識的基本了解程度；二是對科學方法的基本了解程度；三是對于科學技術對社會和個人所產生的影響的基本了解程度。
3、外國公眾科學素養水平情況：美國、日本、加拿大、原歐共體成員國等發達國家對進行集科學性、社會性和基礎性為一體的公眾科學素養的調查工作十分重視，經常和定期地對本國公眾科學素養狀況進行調查、分析和評估，并積累了大量的連續數據，為國家科技進步、社會經濟發展有關決策打下了堅實基礎。
2000年，美國公眾科學素養水平比例為17%，1992年，歐洲共同體公眾科學素養水平已經達到5%。
小結：通過上述的調查和了解，我國公民的科學素養較低，提高公民的科學素養應的重要性和緊迫性是不言而喻的。
三）中學生生物科學素養培養的重要性
《中學生物課程標準》中明確提出：義務教育階段的生物課程是國家統一規定的，以提高學生生物科學素養為主要目標的必修課程，是科學教育的重要領域之一。生物課程的根本任務是提高學生的科學素養，特別是一個普通公民終身發展所需的生物科學素養。
提高公民的科學素養應從義務教育階段抓起。生物科學素養是科學素養的重要組成部分，中學階段是學生科學素養形成的重要階段，又由于生物課程在培養學生的生物科學素養方面起著非常重要的作用。因此，在生物課教學是培養中學生生物科學素養的最有效期途徑
四、中學生生物科學素養的培養
摘要：雙語教學目前在國內各高校的教學中占據越來越重要的地位。雙語教學要求使用英文原版教材，從師資配置到教學及考核方法都
>> “醫學細胞生物學”資源共享課程網絡建設的實踐與思考 生物技術專業細胞生物學雙語教學方法的探討 雙語討論課在細胞生物學教學中的應用研究探討 《細胞生物學》雙語教學的思考與探索 保持式雙語教學在醫學細胞生物學教學中的運用 保持式雙語教學在“醫學細胞生物學”教學中的運用 網絡視頻示范教學在細胞生物學實驗中的應用* 微課在大學細胞生物學實驗中的應用 合作學習教學模式在醫學細胞生物學課程中的應用 高校細胞生物學課程教學改革的探討 醫學細胞生物學整合式實驗課的課程改革 《細胞生物學》課程教學方法的探索與實踐 細胞生物學實驗課程的教學改革探索 臨床專業醫學細胞生物學實驗課程改革的幾點建議 細胞生物學課程考試方法改革的研究與實踐 細胞生物學教學中融入醫學人文素質教育的探討 以科學方法教育為導向的細胞生物學實驗改革 對符合創新型國家人才需求的細胞生物學課程建設的思考 基于天空教室軟件平臺的醫學細胞生物學雙語網絡課程的構建 基于PBL與LBL的交互教學模式在細胞生物學雙語教學中的應用 常見問題解答 當前所在位置：l），該實驗室1997年提供了化學變構假說的直接證據。這些教學方法不但拓寬了學生的視野，還調動了學生學習的主動性，受到了學生的普遍歡迎。
三、課程網站的建設
為了讓學生更好地了解《細胞生物學》課程的相關信息，目前我們將與課程有關的所有信息都公布于互聯網上，包括教學大綱、教學進度、教學課件、課后復習題、考試樣題及標準答案等。2008年本課程通過國內專家的評審入選教育部雙語示范課程建設項目，按照課程的建設規劃，我們將完成本課程所有章節的授課錄像工作，將廈門大學生命科學學院《細胞生物學》課程的教學成果與其他兄弟院校共享。網站建設的最終目標是建立國內第一個互動型的《細胞生物學》教學網站，通過網絡這一平臺，引導學生參與課程相關知識的學習討論，任課教師及時解答學生疑問，使之成為課程教學的第二課堂。
四、需進一步解決的問題
雖然經過幾年的努力，廈門大學《細胞生物學》課程的雙語教學取得了一些成就，但與國外一些知名高校相比還存在一些問題。我們感到在以下兩個方面還需要進一步地改進。一是考試題目的設計，國外高校更注重實驗分析能力的考核，往往是論述一個實驗現象，讓學生運用所學知識去分析實驗結果，得出合理的解釋。而目前我們的考核內容還是圍繞著基本概念、原理和過程等，多數學生還是通過死記硬背的方式答題，缺乏應用所學的基本概念、原理去解決實驗問題的能力。這不僅是廈門大學也是目前我們各高校《細胞生物學》雙語教學中廣泛存在的問題。如何對考核內容進行改革，使之成為更為科學的考核方式應是本課程建設下一階段的目標。二是目前我國各高校正逐漸普及《細胞生物學》的雙語教學，但實驗教學卻嚴重滯后，主要體現在理論教學與實驗教學的內容關聯性不夠。實驗教學的內容如何與現階段《細胞生物學》的雙語教學相適應，也是本課程建設亟需解決的問題，我們期待廈門大學在這兩方面能進一步變革，發揮示范課程的示范作用，為提高我國《細胞生物學》的教學水平提供新的思路。
