生物信息学论文十篇

生物信息学论文篇1

[论文摘要]生物信息学是80年代以来新兴的一门边缘学科，信息在其中具有广阔的前景。伴随着人类基因组计划的胜利完成与生物信息学的发展有着密不可分的联系，生物信息学的发展为生命科学的发展为生命科学的研究带来了诸多的便利，对此作了简单的分析。

一、生物信息学的产生

21世纪是生命科学的世纪，伴随着人类基因组计划的胜利完成，与此同时，诸如大肠杆菌、结核杆菌、啤酒酵母、线虫、果蝇、小鼠、拟南芥、水稻、玉米等等其它一些模式生物的基因组计划也都相继完成或正在顺利进行。人类基因组以及其它模式生物基因组计划的全面实施，使分子生物数据以爆炸性速度增长。在计算机科学领域，按照摩尔定律飞速前进的计算机硬件，以及逐步受到各国政府重视的信息高速公路计划的实施，为生物信息资源的研究和应用带来了福音。及时、充分、有效地利用网络上不断增长的生物信息数据库资源，已经成为生命科学和生物技术研究开发的必要手段，从而诞生了生物信息学。

二、生物信息学研究内容

（一）序列比对

比较两个或两个以上符号序列的相似性或不相似性。序列比对是生物信息学的基础。两个序列的比对现在已有较成熟的动态规划算法，以及在此基础上编写的比对软件包BALST和FASTA，可以免费下载使用。这些软件在数据库查询和搜索中有重要的应用。有时两个序列总体并不很相似，但某些局部片断相似性很高。Smith-Waterman算法是解决局部比对的好算法，缺点是速度较慢。两个以上序列的多重序列比对目前还缺乏快速而又十分有效的算法。

（二）结构比对

比较两个或两个以上蛋白质分子空间结构的相似性或不相似性。

（三）蛋白质结构预测

从方法上来看有演绎法和归纳法两种途径。前者主要是从一些基本原理或假设出发来预测和研究蛋白质的结构和折叠过程。分子力学和分子动力学属这一范畴。后者主要是从观察和总结已知结构的蛋白质结构规律出发来预测未知蛋白质的结构。同源模建和指认（Threading）方法属于这一范畴。虽然经过30余年的努力，蛋白结构预测研究现状远远不能满足实际需要。

（四）计算机辅助基因识别

给定基因组序列后，正确识别基因的范围和在基因组序列中的精确位置.这是最重要的课题之一，而且越来越重要。经过20余年的努力，提出了数十种算法，有十种左右重要的算法和相应软件上网提供免费服务。原核生物计算机辅助基因识别相对容易些，结果好一些。从具有较多内含子的真核生物基因组序列中正确识别出起始密码子、剪切位点和终止密码子，是个相当困难的问题，研究现状不能令人满意，仍有大量的工作要做。

（五）非编码区分析和DNA语言研究

在人类基因组中，编码部分进展总序列的3－5%，其它通常称为“垃圾”DNA，其实一点也不是垃圾，只是我们暂时还不知道其重要的功能。分析非编码区DNA序列需要大胆的想象和崭新的研究思路和方法。DNA序列作为一种遗传语言，不仅体现在编码序列之中，而且隐含在非编码序列之中。

三、生物信息学的新技术

（一）Lipshutz(Affymetrix,Santaclara,CA,USA)

描述了一种利用DNA探针阵列进行基因组研究的方法，其原理是通过更有效有作图、表达检测和多态性筛选方法，可以实现对人类基因组的测序。光介导的化学合成法被应用于制造小型化的高密度寡核苷酸探针的阵列，这种通过软件包件设计的寡核苷酸探针阵列可用于多态性筛查、基因分型和表达检测。然后这些阵列就可以直接用于并行DNA杂交分析，以获得序列、表达和基因分型信息。Milosavljevic(CuraGen,Branford,CT,USA)介绍了一种新的基于专用定量表达分析方法的基因表达检测系统，以及一种发现基因的系统GeneScape。为了有效地抽样表达，特意制作片段模式以了解特定基因的子序列的发生和冗余程度。他在酵母差异基因表达的大规模研究中对该技术的性能进行了验证，并论述了技术在基因的表达、生物学功能以及疾病的基础研究中的应用。（二）基因的功能分析

Overton(UniversityofPennsylvaniaSchoolofMedicine,Philadelphia,PA,USA)论述了人类基因组计划的下一阶段的任务基因组水平的基因功能分析。这一阶段产生的数据的分析、管理和可视性将毫无疑问地比第一阶段更为复杂。他介绍了一种用于脊椎动物造血系统红系发生的功能分析的原型系统E-poDB，它包括了用于集成数据资源的Kleisli系统和建立internet或intranet上视觉化工具的bioWidget图形用户界面。EpoDB有可能指导实验人员发现不可能用传统实验方法得到的红系发育的新的药物靶，制药业所感兴趣的是全新的药物靶，EpoDB提供了这样一个机会，这可能是它最令人激动的地方。

Babbitt(UniversityofCalifornia,SanFrancisco,CA,USA)讨论了通过数据库搜索来识别远缘蛋白质的方法。对蛋白质超家族的结构和功能的相互依赖性的理解，要求了解自然所塑造的一个特定结构模板的隐含限制。蛋白质结构之间的最有趣的关系经常在分歧的序列中得以表现，因而区分得分低（low-scoring）但生物学关系显著的序列与得分高而生物学关系较不显著的序列是重要的。Babbit证明了通过使用BLAST检索，可以在数据库搜索所得的低得分区识别远缘关系（distantrelationship）。Levitt(Stanforduniveersity,PaloAlto,CA,USA)讨论了蛋白质结构预测和一种仅从序列数据对功能自动模建的方法。基因功能取决于基因编码的蛋白质的三级结构，但数据库中蛋白质序列的数目每18个月翻一番。为了确定这些序列的功能，结构必须确定。同源模建和从头折叠（abinitiofolding）方法是两种现有的互为补充的蛋白质结构预测方法；同源模建是通过片段匹配（segmentmatching）来完成的，计算机程弃SegMod就是基于同源模建方法的。

（三）新的数据工具

Letovsky(JohnshopkinsUniversity,Baltimore,MD,USA)介绍了GDB数据库，它由每条人类染色体的许多不同图谱组成，包括细胞遗传学、遗传学、放射杂交和序列标签位点（STS）的内容，以及由不同研究者用同种方法得到的图谱。就位置查询而言，如果不论其类型（type）和来源（source），或者是否它们正好包含用以批定感兴趣的区域的标志（markers），能够搜索所有图谱是有用的。为此目的，该数据库使用了一种公用坐标系统（commoncoordinatesystem）来排列这些图谱。数据库还提供了一张高分辨率的和与其他图谱共享许多标志的图谱作为标准。共享标志的标之间的对应性容许同等于所有其它图谱的标准图谱的分配。

Candlin(PEappliedBiosystems,FosterCity,CA,USA)介绍了一种新的存储直接来自ABⅠPrismdNA测序仪的数据的关系数据库系统BioLIMS。该系统可以与其它测序仪的数据集成，并可方便地与其它软件包自动调用，为测序仪与序列数据的集成提供了一种开放的、可扩展的生物信息学平台。

参考文献：

生物信息学论文篇2

目前，生物医学图像信息技术主要包括生物医学图像传输、图像管理、图像分析、图像处理几方面。这些技术同以前的图像技术、医学影像技术都有一定的联系，其在涵盖以往图像技术、医学影像技术的同时，也具有自身的特点，与传统的图像和医学影像技术相比，生物医学图像信息技术更加强调在医学图像信息收集、处理等过程中应用计算机信息技术。

1.1图像成像

从本质上来看，生物医学图像成像技术（下文简称“图像成像技术”）与医学影像技术的区别并不大，仅仅是人们更习惯将其表达为医学影像。生物医学图像成像技术的研究内容为：利用染色方法和光学原理，清晰地表达出机体内的相关信息，并将其转变为可视图像。图像成像技术研究的图像对象有：人体的标本摄影图像、观察手绘图像、断层图像（如ECT、CT、B超、红外线、X光）、脏器内窥镜图像、激光共聚焦显微镜图像、活细胞显微镜图像、荧光显微镜图像、组织细胞学光学显微镜图像、基因芯片、核酸、电泳等显色信息图像、纳米原子力显微镜图像、超微结构的电子显微镜图像等等。

图像成像技术主要包括2个部分：现代数字成像和传统摄影成像。通常可采用扫描仪、内窥镜数码相机、采集卡、数字摄像机等进行数字图像采集；显微图像采集则可应用光学显微镜成像设备及超微结构电子显微镜成像设备；特殊光源采集可应用超声成像仪器、核磁共振成像仪器及X光成像设备。目前，各种医学图像技术的发展都十分迅速，特别是MRI、CT、X线、超声图像等技术。在医学图像成像技术方面，如何提高成像分辨力、成像速度、拓展成像功能，尤其是在生理功能及人体化学成分检测方面，已经引起了相关领域的重视。

1.2图像处理

生物医学图像处理技术，是指应用计算机软硬件对医学图像进行数字化处理后，进行数字图像采集、存储、显示、传输、加工等操作的技术。图像处理是对获取的医学图像进行识别、分析、解释、分割、分类、显示、三维重建等处理，以提取或增强特征信息。目前，医学领域所应用的图像处理技术种类较多，统计学知识、成像技术知识、解剖学知识、临床知识等的图像处理均得到了较快的发展。另外，人工神经网络、模糊处理等技术也引起了图像处理研究领域的广泛重视。

1.3图像分析及图像传输

生物医学图像分析技术，是指测量和标定医学图像中的感兴趣目标，以获取感兴趣目标的客观信息，建立相应的数据描述。通过计算测定的图像数据，可揭示机体功能及形态，推断损伤或疾病的性质及其与其他组织的关系，进而为临床诊断、治疗提供可靠依据。生物医学图像传输技术，是指应用网络技术，在互联网上开展医学图像信息的查询与检索。通过网上传输图像，在异地间进行图像信息交流，可实现远程诊断。同时，在院内通过PACS（数字医学系统—医学影像存档与通信系统），也能在医院内部实现医学图像的网络传递。

2总结

生物信息学论文篇3

作为物理学专业学生重要学习环节的毕业论文写作，是一种重要的专业实践教学形式，是全面发展学生信息素养的一个有效途径。教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会制订的《高等学校物理学本科指导性专业规范》指出：“论文内容可以是理论研究、实验研究、文献综述、调研报告或应用开发。论文应具有完整性和一定的系统性，对所研究的问题应有比较充分的调研，分析具体，结论可靠。提交的论文应符合通常科技论文的规范和要求，内容基本正确。对论文的评价重点是学生的学风、对知识的综合掌握、应用能力、分析能力和解决问题的能力”。[6]因此，结合物理学专业特点制订毕业论文写作的信息素养教育目标就显得非常重要。因为科学合理的信息素养教育目标，能够促使学生主动将信息素养能力纳入自身能力建设中，使学生的信息素养能力随着专业知识的增长而得到不断的强化，并最终成为保障其终身学习的一种能力。[7]对于物理学专业学生而言，基于毕业论文写作的信息素养教育的总目标是在发展学生物理学专业素养的同时，促进信息素养的发展，使学生成为终身学习者。具体的信息素养教育目标：一是使学生掌握信息检索策略，学会运用专业数据库，具备检索物理学专业信息的良好能力；二是使学生学会批判性的运用所获得的信息，并选择有益信息融入自己的知识结构和价值体系，会在所获取信息的基础上进行初步的学术创新；三是在论文写作过程中遵循学术规范、学术道德和信息道德；四是在答辩过程中能够有效的传递、交流信息。

二、基于毕业论文写作的信息素养教育策略

毕业论文写作中的信息素养教育是基于物理学专业情境的学习过程。这种渗透式的专业信息素养教育可以使学生巩固所学物理学专业知识，扩大知识面，发展学术素养，全面提升信息素养。

1.通过论文选题培养学生的信息检索能力物理学专业学生的毕业论文选题可以是教师科研项目的组成部分，也可以在教师指导下自由选题。例如，与教师科研项目相关的毕业论文题目：一维三原子链的晶格振动分析，一维线性谐振子薛定谔方程的数值计算，相互作用带电粒子运动轨迹的数值模拟与分析，航天器变轨过程分析，光学涡旋的产生及衍射特性，数字全息显微技术研究，光学实验中的图像处理与应用，等等。学生参与教师的科研项目，可以增加科研实践机会，拓展物理学专业知识视野。学生在导师的指导下自主选题时，要综合考虑自己的知识掌握情况和专业能力，并根据自己的专业兴趣选定论文题目。学生可以从科学研究中尚未解决的难点问题，以及公众关心的热点问题中自主选题，也可以在他人研究成果的基础上进行选题。无论如何选题，都是以大量信息为基础的，充分利用信息，善于捕捉为己所用的信息，了解课题的学术意义、学术创新和国内外最新进展，就会大大拓宽研究思路。[8]在论文选题过程中，课题检索是一个必不可少的环节。通过课题检索，有助于学生掌握各种物理学专业数据库的检索途径、方法和技巧，如学会熟练运用中国知网、超星数字图书馆、万方数据库、维普等中文数据库的使用方法，了解SCI、EI、ISTP、EBSCO、IOPP、ScienceDirect、SpringerLink、IEEEXplore等外文数据库的使用方法。这样可以督促学生自觉主动地利用图书馆的各类馆藏文献资源进行自主探究学习，使学生学会课题检索，掌握文献检索知识，丰富信息知识，巩固所学物理学专业知识，使学生的专业信息能力得到发展。

2.通过文献综述培养学生的信息能力在确定好论文题目之后，学生需要进一步进行文献的检索和整理，并在此基础上进行文献综述。文献综述是指在全面掌握、分析与课题相关文献的基础上，对该课题在一定时期内的已有研究成果进行分析、归纳、整理和评述而形成的论文。文献综述一般要对研究现状进行客观的叙述和评论，以便预测发展、研究的趋势或寻求新的研究突破点。[9]在文献检索过程中，教师要指点学生注意文献资料的新颖性、价值性和真实性，引导学生科学合理的筛选、评价所获取的信息资源，提取有价值的信息内容，并将收集到的文献资源进行分类，将其融入到自己的知识体系中。在此基础上，应充分利用所获取的信息，完成文献综述。当然，本科生的文献综述只要能够对已有研究成果进行较为全面的分析和述评即可。文献综述的作用体现在多个方面：第一，充分了解课题的全面情况，把握课题的发展规律，熟悉已取得的成果和存在的问题，以及从事该课题工作的主要学者的成就和水平；[10]第二，可以培养学生熟练运用信息检索工具的能力以及根据主题收集信息、整理信息的能力；第三，文献综述对参考文献的要求可以帮助学生掌握学士学位论文的规范要求；第四，文献综述可以有效减少学生的抄袭现象，便于对学生进行信息伦理道德教育。

3.通过毕业论文写作全面提升学生的信息素养毕业论文的写作不仅需要学生掌握系统的物理学专业知识，还需要学生具备复合型的知识结构、良好的逻辑思维能力和扎实的文字功底。在论文写作过程中，学生要充分利用所占有的各类信息资源，运用各种创造性思维，在综合归纳材料、分析实验数据的基础上形成自己的见解。教师要指导学生掌握论文写作的各个细节，如要让学生掌握科技论文的结构：一是论文前置部分，包括封面、题名、中英文摘要、目录；二是主体部分，包括引言、材料和方法、结果与分析、讨论、结论、致谢、参考文献；三是附录；四是致谢。在开始论文写作前，要列出论文的写作提纲。写作提纲要提纲挈领、主次分明、组织合理。在写论文的主体部分时，要注意结构严谨、层次清楚、文字通顺、衔接自然、用语符合技术规范，图表清楚，格式规范。论文中的论据应该真实可靠；论证要合情合理；论述要具有科学性、专业性、创新性；结论与全文观点要保持高度的一致性。

4.通过论文答辩评价学生的物理学专业信息素养能力论文答辩是毕业生在规定时间内展示自己毕业论文的研究内容、研究方法和主要结论，由答辩委员会就论文进行点评，指出优缺点及修改意见的过程。论文答辩是学生展示、交流毕业论文成果及学业成就，检验学生信息能力的重要环节。通过论文答辩可以全方位检验学生对所写论文的认知程度，对物理学专业知识的掌握程度及运用能力，运用论文观点回答问题的应变能力，以及对文中创新点的解释能力。

三、结论

生物信息学论文篇4

其实牛顿用力和物质给出世界图景的方式并不是惟一的，不同于牛顿的质点和机械力学说，莱布尼兹力图超越牛顿物理中的力和物质实体的描述，其提出的形而上学式的单子论更倾向于主客体融合，以今天的视角看来是更为合理的信息宇宙实体概念，逐步形成了莱布尼兹-罗素逻辑计算传统，可以说它是另一条物理学传统。可以有效地克服上述原子论的物质和力实体的困境，可惜300 年来并没有引起足够的重视，它的光芒被顺应了工业革命潮流的牛顿力学的近现代科学大大掩盖了[3]。近年来，近现代科学遭遇到的挑战正使情况发生改变，人们开始重新审视世界的图景。热力学的兴起是一个转折点，爱因斯坦将熵理论在科学中的地位概述为：熵理论对于整个科学来说是第一大法则，指出熵理论是科学定理的培养基。由于熵紧密联系着信息，这相当于肯定了信息对认识世界图像的重要性。诺贝尔物理学奖得主Gerard't Hooft 指出物理的下一次大突破或许来自信息理论，而不是量子力学或相对论[2]。近年来，John A Wheeler、Lee Smolin 等人意识到“熵原理是宇宙第一法则”可提升为“一切来自比特”，也等价于“宇宙就是一台计算机”，也等价于“信息原理是宇宙第一法则”[4]。这些事实表明，我们对世界的看法需要从信息角度来进行，回答以物质和力为基础的现代科学在客观与主观、物质与精神、唯物与唯心、可逆与不可逆、生命与非生命、G?del 不完备性等一系列根本问题上所遭遇到的根本性挑战。

本文进一步指出，信息/熵是比质点、物质、力、引力更重要的物理实在，通过信息/熵可以了解力、引力、量子等。换句话说，信息/熵是本质，力是表象，力起源于信息/熵。从某种程度上说，信息/熵即量子引力作用，量子即信息。因此本文立足于更本质的广义信息，以一种全新的视角看我们的世界，给出了描述我们这个世界的一种新框架，可以贯通物理、化学、生物、生态、经济、社会、心理等分支，实现客观与主观、物质与精神、唯物与唯心、可逆与不可逆、生命与非生命等的统一。本文最后给出该新框架在复杂生态系统中的应用案例。

2 一个唯信息论的理论模型

2.1 近现代物理学的理论模型

近现代物理学以小球（质点或场）为对象，坚持先有物质、后有联系的原则，在简单动力学因果（力学的、可还原的、对称的、单调的）下，定义质点、惯性系、运动、力（场）、时空，得到了牛顿力学方程或哈密顿力学方程。

形成了从牛顿力学、电磁场理论、平衡统计力学、相对论到量子力学的近现代物理学的理论框架，论述了物质、时空、运动、力等大千世界的可逆的、确定的物理运动现象。这种基于简单动力学因果的法则导致了力、运动、物质（或能量）的还原性和客观性，也即式（1）有如下特征：牛顿力学方程必须基于惯性系；能量或哈密顿函数H是可积的；刘维算符L 具有正则性和厄米性。于是世界便是物质（或能量）在力的作用下运动或转化，因此便有了“世界除了运动的物质或物质运动以外，什么都没有”的图像。这种图像看似很合理，但似乎还有不少东西（如主观、精神、心智、不可逆、有机性、活力、生命等）没法包含进来，因此也会有上帝第一推动的困惑。

确实，由于简单的物理运动还属于比较低等的运动现象，大千世界还有许多更高级、更复杂的运动现象，因此，在物理学的前沿领域，则进一步兴起了系统科学、非线性科学、自组织理论、非平衡统计力学、复杂性科学等，它们主要以式（1）所示的微观动力学为基础，引入粗粒化、新概率因果或其它假设，形成以经典熵/信息为核心的统计力学，实现从微观可逆动力学、中观动理学到宏观非线性偏微分方程的推演，从而研究生命、秩序、心智、文明、进化等更高级、更复杂的世间万象。显然，这种思路仍是基于物理学的还原逻辑，具体说来就是，以近现代物理学的可逆动力学为基础，要么是像非线性科学那样在可逆的动力学基础上加入非线性作用，要么是像自组织理论和统计力学那样人为地引入了粗粒化和新概率因果假设，要么像系统科学和复杂性科学那样人为地假设组元间的复杂作用规则，从而实现对生命、秩序、心智、文明、进化等复杂世间万象的形成机理的分析。不可否认，这种思路取得的成就是巨大的，目前也是科学界的研究主流。但显然，近现代物理学中所谓的质点、物质、惯性系、运动、力（场）、时空都是一种简化，是一种实用主义的唯物观，描述了一个客观的、简单的、可逆的、确定的机械唯物的世界，以其揭示宇宙的简单物质性方面是足够的，但进一步以其为出发点研究宇宙的生命、秩序、心智、文明、进化等复杂世间万象方面有先天的固疾。其实在力的起源上牛顿必须求助于上帝的第一推动时已揭示了这种固疾确实是先天存在，今天现代科学在许多前沿问题如四种力统一、宇宙奇点、客观与主观、物质与精神、唯物与唯心、可逆与不可逆、生命与非生命、G?del 不完备性等一系列根本问题上的大量困惑只是具体表现，它们只是让这种科学根基的先天固疾昭然若揭而已。所以总体来说近现代科学的唯物论正遭遇到重大挑战，必须从根源入手探讨修正方法。

2.2 一个唯信息论的理论模型

我们把自然实在看成生成性网络（整体），大自然是个整体，对大自然来说，是先有联系（信息），后有物质，生成性网络的联系、信息创生万物。换句话说，对自然来说，信息是比物质和力更根本的本体，可以用一种以信息为本体的唯信息论去取代以物质和力为本体的近现代科学的唯物论。

当然以信息为基础建立物理学并不是一个陌生的概念[5]。300 多年前，莱布尼兹就有了从信息出发建立力学的思想。自上世纪50 年代以来，学术界已在热力学的基础上发展起了信息熵的概念。近年来，量子信息的出现，信息概念开始融入量子力学研究，为理解量子物理学的基础问题提供了一个新的途径，量子信息和量子计算对整个社会的信息格局有巨大的冲击。最近，不少著名物理学家如John A Wheeler 和Lee Smolin 等意识到，对整体网络这样的研究对象，应坚持先有整体网络结点的物理过程之间的信息交换、后有场和时空的观点[4]。现有不少研究也暗示，很可能是先有表征正如现代科学自身逻辑揭示出的黑洞视界熵、确定性混沌、彭加勒共振、量子测量坍塌之类的整体论的信息、或全息原理，后有力/量子引力[2]。一句话，我们需要直接从整体网络中提炼信息概念，重新诠释力、时空和动力学等概念。如目前Frieden 利用Fisher 信息重构了物理学，也有人从量子信息角度理解重力[2]。这些研究确实是试图从反映整体网络的信息/熵角度修正牛顿力（能量函数、哈密顿函数或作用量函数）、时空观和动力学，提出新的物理学方程，从而尝试重建物理学[6-7]。

不过，总体上，这些信息概念起源于经典熵，仍基于物理学的还原逻辑，对本原的整体性和有机性理解是不充分的；这种信息熵概念是狭义的，不具有本体论的意义，仍是附属于物质上的派生品而已，没有从根本上替代力和物质实体，也仅限于用在通讯等技术和数据统计领域而已。遗憾的是，目前几乎所有的信息熵概念都是以其为基础的。因此，不难理解，以其为基础来重建物理学是不可能成功的。

广义信息熵及其最大化原理会导致涌现出有序结构，实际上是产生沿λk>0 模式的最小流动阻力或最大流量的流动（即形成特定构形或流动）。直观看来，由于组元xi 的不断时空演化，对应的网络前峰就不断在以最小阻力的形式流动并持续变形，就像一团流体，从而导致复杂系统结构的演化。因此，一个复杂开放系统结构的演化实际上就是生成性网络或一团流体（或气）在时空上以最小流动阻力或最大流方式的蔓延，条件允许，其往往会形成发展层次分形结构。这是一幅生动的宇宙图像：物质、时空、生命、活力、社会、组织、秩序等，该图像可给出牛顿式的物质世界图像（最简单的、最低层次的图像），也可给出引力理论和量子理论给出的图像，也是系统科学、非线性科学、自组织理论、复杂性科学、统计力学给出的图像。它可以看做是这个有机自然的图像。

显然，通过定义ρJ 及MFP 这种方式就产生和构造了力和时空，即在图2 的网络上由不断的信息操作（多样化的、复杂的、内置的、非对称或更高级对称的联系）这种全新的因果关系而产生流动的、进化的、稳定的、公用的序结构，这种结构的出现不仅就是我们感受到的物质、时空、运动、力等物理现象的起源，也是生命、秩序、心智、意识、文明、进化等世间万象的起源。而MFP 揭示了信息熵最大原理正是产生流动的、进化的和稳定的结构，从而产生物质、时空、运动、力、生命、秩序、心智、意识、文明、进化等世间万象的调控法则。上述体系相当于找到现代物理学的深层次基础。相对论力学认为，没有万有引力，只有时空弯曲。现在则可以这样表达，没有万有引力，只有最大化的广义流或信息传递，万有引力是最大化的广义流或信息传递的结果。时空、物质、力、量子、生命、意识、社会、进化等也是最大化的广义流或信息传递的结果。

信息、认知是产生一切的终级理由，这就是终级解释，所以进一步地追问终结原因是不必要的。其实作为一种哲学和科学的根本信念， 或者说一种假设，是无法基于逻辑推理加以论证的。

如上所述，在现有的现代科学逻辑中实现从物质到生命这样大跨度的贯通，必须基于以牛顿力学为基础、以经典熵/信息为核心的统计力学，从微观可逆动力学、中观动理学到宏观非线性偏微分方程，令人困惑的粗粒化和新概率因果假设不可少。本文则改变力和物质的思维方式，引入新本原，这不仅可描述物理学现象，也可与生命、意识现象等贯通起来。与现有系统科学、非线性科学、自组织理论、非平衡统计力学、复杂性科学等的研究思路有根本的不同。

3 唯信息论新模型在生态系统中的应用

生态系统作为由大量组元组成的典型复杂开放系统，其演化动力学是当前学术界的研究热点和难点。生态系统不同于以力和原子概念为主导的经典力学体系，而是一个以熵和信息概念为主导的非平衡热力学和统计力学系统，因此，上述的唯信息论的新模型可以在研究生态系统的演化中得到良好的应用。

以位于“日光城”拉萨市的拉鲁湿地为例，该湿地是目前青藏高原上受人类活动影响，生态环境和结构发生重大变化较为典型的生态系统之一。60 年代以前，该湿地面积曾有数十万平方公里，生态环境良好，生物多样性丰富。然而，70 年代后期以来，频繁的人类活动导致了拉鲁湿地生态系统的退化，严重地破坏了当地的生态环境。因此必须从湿地形成的机理上寻找原因，分析湿地结构形成的影响因素，从机理抓起，从而来治理高原湿地。 分析其原因，主要是人类活动的影响。自20 世纪80 年代中期在湿地东北面娘热沟、夺底沟山角下相继建立的一些采矿场和1990 年修建的“一江两河”农业灌溉引水渠对湿地积水状况影响最为显著。同时，1990 年后修建的一条长7.3km，宽3-5m，自东向西横穿湿地而过的拉萨中干渠，因渠底低于湿地地面高程1-2m，湿地中60％的积水和地下水通过该渠排走，因而湿地地势相对较高的东面就逐步成为了季节性积水或无积水的地带。虽然夏季雨季开始后，上涨的河水可冲越抬升的河床增大湿地积水覆盖面积，但湍急的河水所挟带的大量泥沙已致使北面河水入口处约有6.7-13hm 的湿地被沙化。同时，随着城市建设的加快发展，又有一些单位和个人进驻湿地，开展旅游项目和进行无规则放牧，对该湿地和拉萨市的生态环境造成严重威胁，进一步加速了湿地退化的进程。

从广义信息熵最大的角度来说，各种条件自始至终都影响着湿地生态系统中组元的变化，从而影响湿地生态系统中结构的形成，或者说，生态系统中的组元会通过信息的传递，极力去争取最大广义信息熵，协调发展形成新的食物链网络从而适应新的环境要求。在外部条件的影响下，湿地生态系统会突然失稳、结构发生突变，这就可能造成湿地生态系统向退化的方向发展。延伸阅读：农业田间信息技术的应用

2000 年湿地生态结构模式和1990 年的湿地生态结构模式比较接近，说明自1990 年后湿地的生态结构模式又逐渐的稳定下来，湿地生态结构没有发生太大的变化，湿地的衰退现象得到了一定的抑制，究其原因，是人们为了留住拉鲁湿地这片独特的高原内陆湿地生态系统，做了很多有效的保护工作。通过这些保护工作，鸟类，鱼类的数量减少趋势得到了控制，湿地芦苇、藏青苔草的生物量开始逐渐的增加。此期间的湿地生态系统中，人类的对外部环境的干预增强了关键物种从外界获取环境流的能力，物种通过竞争和协作，物种之间形成某种联系，从而组成新的自然生态网络；这种有序结构的形成增强了物种抵御外界干扰的能力，保持了系统的稳定性，有利于湿地生态的发展。

4 结语

本文的理论内核是信息生成万物，自然界多样化的现象可以看成是网络上信息的动态演绎过程（动力学原理就是MFP）。从无到有、从无序到有序、从简单到复杂、从无生命到有生命、从低等到高等、从物质到意识等，都可以看成是这团网络流体的流变形态的进化而已。过去，以物质为核心的近现代科学，在揭示宇宙的简单物质性方面是相当成功的，但在研究宇宙的生命、秩序、心智、文明、进化等复杂的、高级的世间万象方面遭遇到了客观与主观、物质与精神、唯物与唯心、可逆与不可逆、生命与非生命、Gdel 不完备性等一系列根本问题的挑战。本文提倡用信息本体取代近现代科学中的物质和力（或场）的本体，用信息论来解释现有的物理定律，重新看所谓的客观世界，许多挑战性疑难都可得到一定程度的解决。

另外，从实用方面看，本文的基于信息论的新物理学模型得到了对称破缺的力学方程，可以应用到物理、化学、生物、生态、经济、社会、心理等不同学科，描述结构、组织、生命、社会等复杂系统展示的现象。以拉鲁湿地复杂生态系统为例，本文的方法清晰地给出了生态系统结构的演化规律，论述了一个具有严格理论基础的完整分析复杂系统的模型，说明新的理论模型可以很好地应用到实际研究当中。

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生物信息学论文篇5

本次会议的宗旨是探讨信息哲学的基础理论及其时代意义和价值。会议主题报告的内容主要集中在以下几个方面。

一、关于信息本质和信息本体论

北京邮电大学的钟义信教授以《再探“信息”》为题做了本次研讨会的首场主题报告，他认为信息概念是一类与物质和能量都很不相同的复杂对象，只能采取主客互动的研究视角加以研究。在信息的本体论定义和认识论定义中，前者是后者的源头，后者是前者被认识主体所感知的结果，人类能够获得、处理和利用的只能是认识论信息。 基于此，他探讨了信息运动的基本规律，即“信息转换定律”，并强调了其超过能量转换定律的重要性。

中国人民大学的苗东升教授首先对当前学术界关于“信息”概念的多维理解进行了评述，赞赏了由此而产生的世界信息科学和哲学的多元协同发展现状。其中，他尤其强调了当前中国信息科学和哲学研究仍然存在着唯西学马首是瞻的诸多弊端，而事实上，中国学术界已经取得了一些优秀的、很有价值的研究成果，例如邬教授在信息哲学研究中，历经30多年的辛苦而创立的思想体系，已然形成了能与西方分庭抗礼的“中国学派”。苗教授还意味深长地呼吁广大学者立足自身，心无旁骛搞研究，力争信息科学与哲学的“中国学派”的长足发展，相信在不久的将来，中国的信息科学和哲学研究必然有所成就，为西方所不可及。

北京大学的罗先汉教授以《物信论及其应用》为题做了主题报告。他首先指出广义信息可由物质的实在状态及其相关规律来表示，由此，他所提出的物信论认为在存在上，信息要依赖于物质；而在运动变化上，物质则要依赖于信息，物质与信息既彼此不同又相辅相成的对立统一规律，才是宇宙的根本规律。

莱顿大学的詹姆斯・W・麦卡利斯特对经验数据的信息内容：方法论和形而上学意义进行了详述，他认为经验数据是科学观察和测量的结果，包含着关于世界的信息，表达着世界的结构。科学定律的功能并不在于精简经验数据集，而是表征其中的意义模式，且正是这些模式对应着现象。那么，多少模式能够真正地表征现象呢？这里并没有一个确定的标准，科学实践表明具有所有可信属性的模式都对应着现象，所以世界也就具有所有可能的结构。

俄罗斯科学院的康斯坦丁・科林（由约瑟夫・ E・布伦纳代讲）提交了题为《信息的现实结构、科学世界观和哲学根本问题》的论文。他提出了一种关于科学化世界和哲学基本问题内容的新理解，基于对现实结构的多元组分中的具体信息现象的分析，他认为除了物质客体、过程和事件之外，在现实世界中，还存在着不可见客体、过程和条件等信息内容。所以，哲学的基本问题研究应将关系看作一种关于现实的可见与不可见的构成要素。

武汉大学的李宗荣等人认为，在计算机芯片植入人体体内以后，能够与人的神经系统联合工作，这个事实告诉我们，处于信息进化论过程的这两个极端被连通起来了。这样，宇宙间的“信息统一性”被无可怀疑地以理论与实践相结合的方式证明了。宇宙万物都具有“物质―信息二重性”，对它们既可以进行物质与信息的一分为二，又可以进行物质与信息的合二为一。信息具有非物质的特征，但它又必须具有物质的载体，因而信息也是物质的。

二、 关于哲学发展和信息哲学研究方法论

西安交通大学的邬教授做了题为《哲学的发展与哲学的根本转向》的主题报告，他首先指出现代主流哲学数次转向的倾向性实质，乃是沿着向认识主体内部日益狭隘的因素的追求来限定哲学研究的主题内容，如此，哲学必将丧失其应有的功能。人类哲学的发展还有另外一条路径，这就是在一般科学发展的过程中所孕育和展现出来的哲学自身的发展。按照信息本体论的理论，世界（存在）是由物质和信息两大领域构成的，物质和意识之间通过自在信息的中介相互过渡和转化。由此，信息本体论学说的建立为变革哲学的所有其他领域提供了一个统一的基础。由于信息哲学首先在存在领域的分割方式这一哲学最高范式的层面上把传统哲学的“存在=物质+精神”的一般信条改变成了“存在=物质+信息”，并在信息活动高级形态的意义上重新解读了精神活动的本质，所以，当代信息哲学的诞生导致了人类哲学的第一次根本性转向。

华中科技大学的欧阳康教授以《前提性反思与合理性评价――信息哲学研究的方法论问题》为题做了主题报告。他首先提出哲学思考的最大特点是致极性与超越性，寻找信息问题的极限与边界，进而从发生学、社群学、存在论、认识论、价值论等角度，阐释了事物与信息的同时同步关系、信息作为环境或存在领域的本质构成、信息作为认识过程的介质及其与价值世界的相关性等论题。最后，他还指出信息的哲学思考具有非常广阔的领域，包含非常丰富的内容，面临非常复杂的挑战，需要非常多维的视角，尤其是综合化和整体性的研究。

西班牙萨拉格萨大学的佩德罗・C・马里胡安作为外方主席，做了本次研讨会的第二场主题报告。他认为，随着越来越多的研究实践转向信息科学中的诸多论题，一门严格的信息科学能否最终产生，不仅仅依赖于信息哲学的积极讨论，最重要的是要在信息科学自身中构造一种新的思维方法。它建基于主体/客体、元观察者、自创生、传播和信息流等方面进行思考，其要点在于关注通向信息实体的经验性进路；将信息的“不可见的手”作为包括不同信息领域中所有复杂性的巨大成形器；考察信息在其所激发的转换和不同主体或行动者领域之中的符号化流动，以及在适应性地调整物质结构与自创生过程中的自身呈现。

三、关于信息哲学与其他哲学的关系

汉密尔顿学院的肯・赫罗尔德针对时间和计算的哲学问题，追溯至笛卡尔，强调其时间概念建基于一种行动的同步观念，因而减少了对于记忆的依赖。而图灵，还有维纳，都探讨了经验的纵向维度。由此出发，他采用格鲁普的时间替论，解释了数据和信息之间的一种经由直觉和计算的不同步的逻辑界面。这种时间的界域哲学导向了一种对在吉尔伯特的共同知识的信息结构中的状态和共同回忆的阐释。

哥本哈根商学院的索伦・布赫尔考量的问题在于能否通过将基于现象学的符号学与基于系统和控制论的信息概念结合起来获得一个关于认知和通讯的跨学科理论。生物符号学就是这么一种试图整合生物学和符号学的发现，以构造一个关于生命和意义作为自然世界的内在特征的新观点。生物符号学家强调编码是三元符号化过程的一部分，在这个过程中，解释项在对象和符号（表征项）之间建立动机化的连接。

山西大学的魏屹东教授从信息哲学的视角出发，揭示了信息与认知或者心灵、表征与语言和知识的相关性，认为信息是认知与表征的内容，认知是一种信息处理过程，而表征则是信息的再描述。在本体论上，信息是构成物理世界的一种存在形式（form），“inform”就是“在形式中”，因此，“形式”就是信息的根隐喻，柏拉图的形式理论是信息哲学的基础。由此，信息是心灵对自然现象的认知与表征，它似乎是无处不在的、半透明的、非绝对的、离散的、无维的和难以言明的，但可以肯定，信息哲学将与认知哲学联手探讨信息问题。

法国跨学科研究中心的约瑟夫・布伦纳就“人格同一性的信息过程”进行了详细的报告。他认为，人格同一性作为一种复杂现象，对它的思考不能离开对同一性和多元性，以及作为动态过程的二者关系的理解。而他所倡导的现实逻辑恰恰提供了一种对同一性和多元性之间的本体论关系的新理解。同时，邬先生所创立的信息哲学和元哲学则首先从本体论上对此给予了支持。基于二者的综合，他指出人格同一性现象的稳定与变化的复杂性乃是一种本体论过程。邬所提供的人类信息活动的等级结构图景，有助于人格同一性的建构，而这正是他所建议的一种人格同一性的本体―认识论之路。

四、关于信息社会、互联网及其伦理问题

维也纳技术大学的沃尔夫冈・霍夫基希纳（由罗伯特・雅恩代讲）提交了题为《“全球性可持续信息社会”――对未来的展望》的论文。他认为社会系统是一种另类的多元进化系统，其所具有的综合效果便是所谓的共同性。社会系统表现着个体化和社会化的辩证关系，如果个体因素处于中心舞台，那么共同性则是其附属。今天，在全球化挑战的时代，共同性附属变得不再稳定，因此需要建构一种超系统，以关照所有演员之间的多元化的整体关系，而这正是一种全球稳定的信息社会视野的理论依据所在。

重庆邮电大学的徐仲伟教授在对大数据时代互联网本质的思考中认为，“大数据”的本质就是对社会事物从量的角度，通过今天的互联网等技术所产生的，让我们认识到的，体量浩大、类型复杂、迅速生成、价值巨大的社会事物量的表现（或者说记载、信息）。大数据的出现，是人们对社会事物从量的角度对许许多多的社会事物认识和反映的结果，有自身内在的规律和外在的形式。互联网在人们的当代生活和工作中从多个维度展现着其巨大魅力，如果从互联网所表现内容的角度看，其本质实际上就是它的社会性，它所反映的完全就是我们的现实社会。从技术手段的角度看，互联网的本质仍然是它的工具性。

重庆邮电大学的代金平教授从价值哲学层面对网络化传播境域下的信息文化进行了深入分析，他指出网络时代滋生出诸多问题或矛盾，其中最为突出的当属人类在网络化传播境域下信息化生存所面临的全新的价值判断、选择和重构等问题。网络文化作为信息文化在网络化传播境域下的具体表现形式，以自由为根本旨向，然而这种网络自由必须是在一定的网络规范约束下的自由，由此便构成了网络化传播境域下信息文化的基本价值冲突，进而影响着网络时代信息文化的其他二元价值冲突。基于信息文化视角的深入分析，他总结认为网络行为主体的自律才是解决网络自由与网络规范冲突的重要途径，构建和谐的信息文化环境才是解决网络自由与网络规范冲突的必由之路。

印第安纳大学的科林・艾伦认为，在互联网时代，能够获得极大数量学术文本的数字途径为人文学科研究者提供了机遇和挑战。而应对这些挑战，需要拥有适合机器和人们使用的高质量的数字资源的内容说明。对这些内容的不同归类方式必然建基于不同目的，因此会导致不同归类图式之间更进一步的问题出现。他讨论了哲学概念的归类根据，并分析了一些主要的归类途径是如何处理不断变化的资料的，进而描述了印第安纳哲学本体论计划的目标和方法，并提供了这类利用模型方法的分析案例。

维也纳技术大学的罗伯特・雅恩就内在价值本体论进行了探讨，他认为技术和社会经济的快速变化引起了困惑，使得哲学尤其是伦理的复兴成为必要。假定道德价值不是物质 （根据物质一元论），而是道德评价者的一种内在的偶发属性，那么信息伦理必须建基于这些价值，因为对于人类来讲，这些价值仍然与信息时代之前的道德普遍原则相契合。信息有其不同的定义，作为一个价值事物的潜在组成，它影响价值的具体性，也就是说信息和通信技术作为评价主题必须展现自己的价值，而道德行为者也必须证明他所认知的属性是充分的。

五、关于量子信息、信息量子和计算问题

华南理工大学的吴国林教授以《量子信息与不确定性的哲学思考》为题做了主题报告。他首先将量子信息与经典信息区别开来，指出本体论量子信息是微观事物的状态与关联方式的自我显现，认识论量子信息是微观事物的状态与关联方式对认识主体的显现。进而，他从量子纠缠的关联程度和量子信息的度量入手，阐述了量子信息和不确定性之间的关系，即前者是后者的消除。量子信息表达了量子系统的确定性，不确定性在量子信息（量子技术）作用下可以发生改变，而量子世界又是确定性与不确定性的统一，因此量子世界的不确定性可以受到量子信息的控制。由此，普遍而言，物质与信息是统一的。

四川社会科学院的有梁教授对“质量―信息关系式与信息量子”进行了深入的哲学思考。他首先从香农―维纳公式推导出一般不确定原理，以及作为一般不确定原理的特殊情况的海森伯不确定原理。基于此，他又结合爱因斯坦的质能关系式得到质量与信息、能量与信息的关系式，阐明了质量、能量、信息三者之间的关系。此外，他还提出了“信息量子”、“信息寿命”、“信息长度”的新概念和新公式，进而分析了引力波的“信息量子”及探测引力波困难的原因。

希伯来大学的以色列・贝尔夫对“信息―计算的转向：哈金式革命”进行了探讨。他所提倡的哈金式革命的标准是跨学科的，能够集中体现新的研究机构的建立和新的研究方向，而且与重大的社会实质性变革息息相关，所以也应是无边界的。概括而言，此革命实质在于计算模型和模拟的革命，涉及混沌、复杂性和系统理论中的涌现和还原论中的诸多论题。基于此，他揭示了一个比特的新语义场，其中，信息化手段和计算复杂程度是新的语言，量子比特、黑洞熵和全息原理是新的对象，信息时代（空间/时间/虚拟）则是社会变迁的标志。

亚眠大学的柳渝基于对“信息”与“问题”的西文字源与汉字基因的分析，认为P versus NP问题认知的困惑来自概念认知的困惑：“基于验证的定义”取代“基于求解的定义”，造成了NP欲捕捉的“不确定性”消失了。结合中国古代哲学家公孙龙提出的著名的逻辑问题“白马非马”，她指出P versus NP的关系只能从相对比较的角度来认知，在中国思想里，此认知表达为“阴阳互补原理”，这样不仅从整体观出发，能够解读P versus NP问题，而且能探讨科学与人文相结合的意义以及中西文化的互补性。

六、关于信息、智能与逻辑的关系

西安交通大学的王小红教授就人工智能问题，提出机器发现系统检验了以及正在检验着实在论者与反实在论者在观察与理论陈述的争辩中的立场。当数据和假设之间的严格边界崩溃之后，机器发现系统重新发现了更多的经验定律。她对旧的争辩和机器发现应用语义信息理论的生产，与应用于厘清人工智能系统和自然智能系统之间差别的成果进行了解释。

中国社会科学院的刘钢教授主要探讨了《易经》的成卦法中的大衍求一数问题，举例说，即在莱布尼茨的普遍字符和通用图灵机的理论基础上来讨论，使得一节较短的算法片段能够描述某一卦产生的进路。他认为大衍求一数、普遍字符和通用图灵机可以看作是等价的，而且因此便开启了一个从对《易经》的数学研究到现代计算机和信息科学的新路径。

生物信息学论文篇6

20世纪末以来， 建构主义学习理论成为影响中国教育界的主要教学思潮。 建构主义教学理论来源于建构主义认识论：科学是一个创造性的活动，知识是个体建构的，知识的积累建立在共享或协商的基础上，依赖于人际良性互动。知识的形成通过两个连续体完成，一是“外部输入—内部生成”连续体。知识是人的心灵与外界客体相互作用的过程，学习过程是主动建构的过程，是对既有的知识体系不断进行再创造、再加工以获得新的意义、新的理解过程。二是“个体—社会”连续体。主客体的交互作用是知识形成的基本机制。[1]在建构主义看来，学生是知识认知的直接主体和知识意义上的主動构建者，教学模式、教学方法以及教学环节应以学生为中心，教师只是对学生的知识建构起引导和促进作用。 

信息时代催生高等教育的革新。建构主义学习论在新常态时代背景下为教学理论的发展提供了一种创新式的教学思维方法。换言之，“以计算机为媒体的交往”引领了教学领域的革命，加速了建构主义学习理论在教学领域的运用，引起了教学价值观深层次的变革，促进了课程信息化的发展。教学设计是完成建构主义教学模式的重要环节。教师应当通过课程信息化的教学设计，让学生在学习理念上实现“五变”：第一，变“以教师为中心”为“师生共同探索”；第二，变“以教材为中心”为“教材和教学信息资源并重”；第三，变“以课堂为中心”为“课堂与课外并重”；第四，变“以知识为中心”为“知识与能力并重”；第五，变“以学会为中心”为“以会学为中心”。 

二、建构主义下物权法学课程信息化教学设计的基本思路 

“信息化教学设计是在综合把握现代教学的基础上，充分利用现代信息技术和信息资源，科学地安排教学过程中的各个环节和要素，为学习者提供良好的信息化学习条件，实现教学过程全优化的研究过程。”[2]高校课程信息化的教学活动是教师针对专业课程特点，结合教材内容，以计算机技术为主要工具，通过编辑教学信息、创设教学情境等方式有机整合的过程。建构主义学习理论强调整体性、目的性和学生的主动性，并重视信息和互动协调、学习反馈，这对法学课程信息化的教学设计起着重大的指导作用。课程信息化的教学设计是高校课程信息教学的第一环节，教学设计的安排是否科学、创设是否合理，这关系到整个课程教学的效果。 

“法律的精神就是所有权。”物权法学是本科法学教育的基础科学，是规范社会财产关系最重要的法律学科，也是法学专业课中最为晦涩的基础课程。如何让法科学生掌握物权的基本原理，并运用科学的方法进行物权法教学，这是法律教学改革的重要课题。因此，在对传统物权法教学模式进行变革时，非常有必要在建构主义理论下探讨物权法课程信息化教学设计的基本思路。 

（一）教学目标的界定 

中国历来缺乏物权观念，“以教为中心”的传统教学设计难以将复杂难懂的物权法原理以通俗易懂的形式呈现出来，难以培养学生汲取知识的能力、分析问题的能力和实践能力。物权法学课程信息化的教学目标应当通过教学设计让学生了解物、物权的内涵，物权的基本权利，物权的取得、变更和消灭的规则，所有权、用益物权、担保物权和占有的基本理论，让学生“亲历”物权知识的理解和形成过程，不断提升学生学习物权法的兴趣和热情，从而培养学生发现问题的能力与创新精神，增强学生的实践能力。 

（二）教学情境的创设 

物权法学课程的情境创设需要根据物权学科特色融入教育者的智慧、热情与创新，吸纳教育者的认知、协助、配合与参与，并渗透物文情景。物是物权法的核心概念，物权法体系是围绕物的归属与利用关系构筑起来的。物权法不是规范物与物或人与物之间的关系，而是调整以物为媒介的人与人之间的关系，这就需要在教学设计中贯彻物文理念。物文理念是指以物或财产为课程设计中心，围绕财产观念与财产流转关系为主线，融财产观念于教，寓物概念于学，实现在财产观念下教与学的和谐统一。换言之，将物文理念与认知过程结合起来，做到以物权之“境”促物文之“情”，以物文之“情”促主动之“学”，以主动之“学”促自觉之“思”。此外，课程信息化的本质特征决定了应当以学生的学习为中心，依课程内容设计教学情景，充分运用网络技术，丰富教学资源，实现教学活动的多元化。具体来说，课程设计应以动态网页为依托，将每章的教案、课件、教学图解、图片展示、案例分析、视频资料、音频资料与物权法知识点以超链接技术有机结合起来，将教学信息资源以形象化和生动化的方式展现出来，呈现出色彩斑斓的界面设计和独特的课件风格，指引学生领会物权法理论。同时，通过物权知识的情景创设，可以陶冶学生的物文情操，净化学生的心灵，提升学生的人格，让学生在物权情景中享受物权知识的魅力与乐趣。 

（三）信息资源的设计 

传统的物权法学教学环境是以教材为中心，主要依靠教师在课堂对物权法原理和法条进行解读，教学资源基本就是教材和成文法律，这样简单的教学信息已经完全不能适应现代法学教育的发展需要。教学信息资源是信息化教学设计的基础，是教学设计最重要的环节。这需要课程在信息化的创设上按照教学目标和课程理论体系有组织地构建，需要教育者将物权知识点之间的相互联系依整体性、系统性和灵活性进行科学整合，实现教与学的良性互动。 

首先，应遵循学习规律系统地构建信息资源。应根据法科学生学习法律课程的特点，遵循学生“阅读、记忆、理解、运用”的学习规律，通过教师理论讲授、学生自主学习与协作学习、实践训练、学生再理论深化与自主测试、再由教师解疑等教与学的互动形式进行动态地创设信息资源。网络课程的源目录设计应由课程介绍、师资队伍、教学资源、教学实践、模拟法庭、物权法前沿、物权法名家、司考题目、网上考试以及网上答疑、网页链接等十一项信息资源组成（见下图）。

      其次，依照物权法体系有序地构建信息资源。物权法学是依调整物的归属与利用关系的逻辑体系构建，因而，教学设计应当按照物权法的结构顺序予以创设，这样有利于学生掌握物权法的思维框架。物权法包括五编，第一编是物权法总论，第二编是所有权，第三编是用益物权，第四编是担保物权，第五编是占有。教学信息源应有顺序地根据物权法体系构筑，有效地对物权法学的内容和教学资源进行合理设计（见下图）。 

最后，信息资源应兼顾质与量的关系。信息源的量是基础，信息源的质是关键。教师应当根据课程内容尽量扩展课程的信息源，并遵循因材施教的规律，有机地摄取信息源，使课程信息源在教学情景中得以有效利用。在收集这些网络教学资源的过程中，教师应努力按照物权法的结构体系有机整合，并通过网络导航将其呈现在网络教学平台上，使学生能获取最丰富、最新的学习信息，让学生在教师的引导下进行独立思考与知识建构，以达到最佳的学习效果。具体来说，应在教学设计中建立富有特色的教学信息数据库，编排详细的目录，保证学生能够方便查找和利用。具体来说，物权法课程信息资源至少应当具有物权素材库、物权法律法规库、物权案例库、物权法律文书库、题库和文献资料库等六大类资源库，其中素材库包括了物权法课件、物权图片库、物权图解库等部分；物权案例库涵盖了案例简介、分析与评价、案例视频等内容；题库包含了历年物权司考题、每章节练习题、强化练习题、模拟测试题等资源；文献资源库囊括了物权法立法前沿、物权方法论、著名学者的重要文章、物权名家讲座视频、经典名著和教材目录等资料。 

（四）自主学习与协作学习 

建构主义强调问题情景、真实任务、协作学习等方式的教学设计，以成就知识构建意义。自主学习是指学生在教师的引导下，借助教学信息资源的支持主动学习，推动自身对理论知识的主动建构，自觉成为主动汲取知识的主体。交互式学习和协作学习是增强学生学习能动性的良好途径，是学生自我塑造、自我纠正与自我完善的信息加工过程。 

在自主学习上，在物权法信息化的教学设计中，学生根据资源库的案例分析、视频资料、物权名家著作、法学网站链接等不同途径搜集资料以获取知识，这能有效地拓展学生对物权法理论的理解。在协作学习上，教师通过“问题创设—共同讨论—论证分析—师生共享”的方式，促进知识意义的协作构建。在信息化的设计上，教师将物权法学的理论和实践相结合，着力解决大多数法科学生即使通过司法考试也不会办案的通病，通过富有实效的实践性教学方式，增强学生的学习主动性和积极性，培养学生汲取知识的能力、分析问题的能力和实践能力。在线答疑是教师指导学生自主学习和师生学习互动的良好渠道。在教学过程中，教师可以适当地创设物权法的理论问题，指引学生收集相关资料。教师也可以选取适当的物权理论问题和典型案例，将学生分成若干小组进行讨论，让学生都能参与进来，开展会话交流。这既能增强学生对知识的理解，又能培养学生的合作精神。模拟法庭是协作学习的有效手段，教师应当选取有争议的物权法司法实践案例，并附上案卷材料、法律文书等资料，将学生分成审判合议庭、原告及人、被告及人三个小组，开展模拟法庭训练。在组织学生参加物权案例的法庭旁听活动中，在开庭前教师应将主要案情介绍给学生，将争议焦点交由学生分组讨论，然后组织学生到现场旁听法庭庭审。这样可以为学生创造生动、直观的教学实践氛围，增加学生的真实感受，达到素质教育与法律思维相结合，创新能力与适应社会能力相结合的法学教育目的。 

（五）学习效果的评价 

学习效果评价是教学活动的目标和重要环节之一。建构主义认为，“评价应该关注知识的建构过程，运用各种评价方法衡量学习者的成长过程以及思维能力的发展”[3]，这主要表现在对学生的主动学习、建构学习、有目的地学习、真实学习、协作学习的总体学习过程的综合评估。[4]建构主义的评估设计有别于传统意义上的平时作业与期末考试的简单机械式评估。在主动学习的评估上，学生利用教学资源上的物权法司考题目和网上考试，通过本科阶段的学习，进行有目的地训练，以达到通过国家统一司法考试的目的。网上答疑的方式，可以帮助学生解决疑难问题，从而提高学生主动学习的效率。同时，在讨论式学习和协作学习过程中，教师通过学生的发言和讨论结果，可以有效地进行点评与分析，有意识地评价学生的学习效果，从而能动地对学生的学习进行反馈，让学生及时意识到自己的不足，并及时改进。综合评估学习效果是对学生理解知识和运用知识的考量，这也有利于教师意识到教学设计上存在的问题，并积极改进，以提升教学效果。 

三、物权法学课程信息化教学设计实例 

理论是抽象的，实践出真知。在物权法学课程信息化教学设计中贯彻建构主义理念，还需要从实例上进行分析，这样才能真正领会先进的教学理念。下面以物权法学第九章建筑物区分所有权为例，按照以上四个环节探讨建构主义学习理论的教学设计。 

（一）教学目标 

现代都市社会小区物业纠纷日益增多，小区物业涉及的法律问题即是建筑物区分所有权的理论知识。通过对建筑物区分所有权的学习，可以使学生能够理解、掌握业主的建筑物区分所有权的概念及其所蕴含的专有权、共有权和管理权。教师通过对小区物业纠纷案例、小区物业图片、知识图示、相关文章及网页链接，让学生自主学习并浏览相关教学信息资源，从而掌握建筑物区分所有权的基本理论以及处理小区物业纠纷的基本技能。这其中的重点、难点是专有权及共有权、管理权的基本涵义及其两者之间的关系。 

（二）教学情景 

教师首先应当引入真实、直观的物权背景资料，创设相应的情景语言，导入建筑物区分所有权的话题，激发学生的学习兴趣。随着一幢幢小区及高层办公大楼的图片展现在课件上，教师开始讲解建筑物区分所有权的立法意义。随后，教師导入建筑物区分所有权的案例。 

案例：开发商A公司出于促销目的，承诺凡愿意购买某住宅楼顶层房屋者，将获赠该楼的楼盖（天台）。某在华外籍人士B购买了该楼的顶层房屋，同时获赠该楼的楼盖。B在楼盖上安装了一个可以盛水3吨的大浴缸，每天在浴缸内游泳。该楼其他居民了解此事后，以浴缸过重威胁楼房安全为由要求B拆除浴缸。B以楼盖系其所有，其享有支配权为由予以拒绝。请问：两者的争议如何解决？

        然后，教师讲授建筑物区分所有权的概念及特征，进而分析上面案例涉及的理论知识，并以图示的形式表示建筑物区分所有权蕴含着的专有权、共有权和管理权的内容，以及高层建筑物的专有部分与共有部分（见下列两图）。 

在分析专有权时，通过设计问题：建筑物区分所有权与一般所有权有什么区别？以此来引导学生学会对相关知识进行比较，激发学生的自主思维能力。同时，以专有权知识净化学生的人格理念，让学生懂得专有权人在行使专有权时不得危害建筑物，不得妨害其他住户的安宁、安全及卫生，应平等地行使共有权，不得请求分割共有部分。在讲授共有权与管理权时，通过随意搭建小区公共绿地变身“私人花园”、小区公共车位之争、小区物业收费与利益之争等案例视频，让学生深刻地理解共有權与管理权的内涵。 

（三）教学信息资源 

在创设建筑物区分所有权的教学信息资源上，除了要在课堂上展示课件内容（包括建筑物区分所有权基本理论知识、案例导入、图片、图示、漫画、案例视频）外，还应通过超链接信息技术将法条链接、司法实践、在线测试、网上答疑、法学论文、网页链接等涉及建筑物区分所有权的相关教学资源与课件连接起来，让学生在课外浏览，以深化其对知识的理解，让学生充分享受自我认知的乐趣。此外，教师还可以通过在网上搜集一些央视的《今日说法》或省级卫视关于建筑物区分所有权的视频，一些物权法名家和律师讲解的案例视频，将课件与中国法院网、北大法律信息网、中国民商法网及中国司法网等网站链接起来，让学生在课外浏览。例如，在司法实践上设计有下列一则房产开发商擅自占用小区公共绿地的法院判例。 

案情简介：2006年，被告A在某县城开发一小区物业。2015年1月15、16日，四原告分别与被告签订了商品房买卖合同，分别购买小区第一幢A单元601室、D单元701室、D单元401室、A单元301室商品房。双方约定同年5月房屋交付使用，在房屋交付后90日内被告为买受人办理房产证。2015年7月，被告未经有关部门批准，擅自改变原设计，将小区西南角原设计为绿地的地方改建为5个车库。2015年9月，县政府办公室通过检查认定，该小区商住楼项目建筑占地面积超66平方米，建筑容积率超过1.99，建筑密度超6.99，未设置绿地。当年10月，被告补交了城建规费并接受罚款。 

法院认定及判决：一审法院认为，根据《物权法》第七十三条规定，建设单位或者其他行为人擅自占用、处分业主共有部分，改变其使用功能或者进行经营性活动，权利人请求排除妨害、恢复原状，确认处分行为无效或者赔偿损失的，人民法院应予支持。被告擅自改变原设计，将小区西南角原设计为绿地的地方改建为5个车库，侵害了四原告等业主的合同权益，原告方诉请被告拆除5间车库，符合法律规定，予以支持。同时被告未按约为原告办理房产证，原告诉请要求被告办理符合法律规定。一审判决被告房地产开发有限公司在判决生效后1个月内拆除在某小区西南角所建的5间车库。 

（四）自主学习与协作学习 

建筑物区分所有权的知识点内容比较多，理论较深奥，需要教师在课堂上引导学生课外自主学习。教师应设计有争议的理论或案例问题，让学生相互协作以探求知识。教师应指导学生充分运用教学资源开展自主学习，指明中国民商法网有许多涉及建筑物区分所有权的论文，诸如李建华《论商铺业主经营权与建筑物区分所有权冲突的司法处理》，杨立新《建筑物区分所有权立法存在的问题及所应采取的司法对策》，等等，学生通过网上搜集相关建筑物区分所有权的立法动态与学术论文，能更深刻地了解理论知识。再有，教师可以通过创设建筑物区分所有权的相关问题，让学生通过讨论、辩论等形式进行协作学习。此外，教师还可以通过网上答疑或QQ聊天的形式解答学生在自主学习和课外协作学习过程中的疑惑。 

（五）学习效果评价 

学习效果评价应由学生课堂思考题发言、协作学习讨论和课外学习、网上测试及期末考试等形式组成，由教师进行多方面的综合评价。教师可以通过课件设置如下思考题让学生解答，以检测学生领会建筑物区分所有权的能力。 

甲、乙、丙、丁分别购买了某住宅楼（共四层）的一至四层住宅，并各自办理了房产证。下列哪些说法是正确的？（多选） 

A.甲、乙、丙、丁有权分享该住宅楼的外墙广告收入 

B.一层住户甲对三、四层间楼板不享有民事权利 

C.若甲出卖其住宅，乙、丙、丁享有优先购买权 

D.如四层住户丁欲在楼顶建一花圃，须得到甲、乙、丙的同意 

在设计网上考试时，应当按照由浅入深、渐进式的学习规律，将网上测试题分为基础练习、强化练习和物权司考题，由学生在网上自测，并通过信息技术设置练习答案和学生自测分数，以此作为课外学习的成绩考核依据。 

四、结束语 

国家正在积极推进创新型社会的建设，大学教育承载着培养创新型人才的时代使命，是引领社会进步潮流的方向舵，是构筑中国创新社会的助推器。建构主义为大学专业课教学模式的革新提供了良好的理论支撑，在大学课堂中推广应用建构主义的教学理念，乃是落实培育学生创新观念的重要举措之一。在物权法学课程的教学过程中贯彻建构主义是造就法科学生主动学习、创新思维的重要环节。这需要教师领会建构主义原理，并在教学环节中因材施教，灵活运用，总结经验，让建构主义落地生根、开花。推而及之，如果中国大学教师都在实践中创新探索专业课的教学改革，未来创新型社会人才必然不断涌现，中国创新型社会的铸成也就指日可待。 

[ 参 考 文 献 ] 

[1] 张华.教学设计研究：百年回顾与前瞻[J].教育科学，2000（4）：25-29. 

[2] 常向东，赵丽新.高校专业课程信息化教学设计[J].中国管理信息化，2011（5）：74-75. 

[3] Vrasidas，C.Constructivism versus objectivism：impli？鄄cations for interaction，course design ，and evaluation distant education.International Journal of Educational Telecommunications，2000（4）：359. 

生物信息学论文篇7

高校学报的信息传播方式

在信息化时代的今天,科技期刊正在尽力借助各种网络传播形式等新的载体形态，改变信息的传播方式，提升知识信息的传播能力，特别是在知识经济时代，科技期刊在科学技术知识的传播方面,将会发挥越来越重要的作用，高校学报目前的信息传播模式也面临严峻的挑战。世界上第一本科技期刊诞生至今已有340多年历史，第一份高校学报《利济学堂报》至今也有100多年的历史，在科学技术进步和文化传播等方面发挥了不可替代的作用。15世纪以后，人们传播和交流知识信息的主要媒介是书籍，然而，用书籍交流存在实时性、互动性等方面的缺陷。17世纪之后，信函交流成为人们传播新思想和新发现等信息的热门手段和主导传播方式，同时以此来确立知识发现时间的先后顺序。到了18世纪，由于工业革命和科学技术的发展，开始形成印刷商、书商、出版商等职业化的信息传播者，科技期刊赖以发展和传播科学文化知识的条件日渐成熟。到18世纪末，科技期刊开始向行业化、学科化和专业化方向发展。到19世纪，专业性科技期刊几乎遍及所有的科学技术研究和应用领域。20世纪以来，科技期刊（高校学报）获得了快速的发展，特别是第二次世界大战以后，科技期刊获得前所未有的发展机遇，科技期刊的种类以每50年增加9倍的速率发展,使科技期刊逐渐演化为科学交流的一种主要的知识信息媒体。

高校学报的信息传播模型概况及结构

（一）通用的信息传播模型

1948年，美国数学家、信息论奠基人香农(Shannon)提出了信息传播的一般模式，如图1所示。该模型高度概括了信息传播的整个过程，无论是人人、人机、人物、物物之间的通信都适用于该模型，因此该模型也适用于物联网的信息传播过程分析。无论是什么环境下的信息传播，都应该包含四大要素：传播者、传播内容、传播媒介、受传者。

同时，⑴信息传同时，⑴信息传播是一种社会信息共享活动。信息可以同时为许多个个体拥有，这是信息的共享性特征。信息在经过传播之后，对受传者来说，增加了所接收到的信息，而传播者并不因为该信息为受传者所获取，自己就失去这一信息，而是与受传者同时拥有这一信息。⑵信息传播在一定社会关系中进行，又是一定社会关系的体现。传播活动的“人类社会实践活动”性质决定了我们所研究的对象是发生在人类社会中的。只要有信息传播活动出现，就必然是在一定的社会关系中发生的。信息传播又是一定社会关系的体现，社会成员在信息传播过程中为了适应新的社会环境和工作环境，还会创造新的社会关系。⑶信息传播是一种双向的社会互动行为。信息传播是在传播者和受传者之间进行的，传播者总是由于某种目的向受传者传播信息，受传者在接受信息之后也总是要考虑所接收的信息与自己的关系：接受、部分接受还是不接受，而这一点正是传播者迫切需要知道的。⑷传、受双方具备共通的意义空间是信息传播实现的前提。信息传播必须以符号为中介才能实现，而符号的含义必须是传、受双方“共通”的。

共通的意义空间指的是传、受双方必须对符号的意义拥有相同的理解。在广义上，共通的意义空间还包括人们大体一致或接近的生活经验和文化背景。

对于信息传播过程，一些专家从不同角度提出了不同的各有优劣的传播模型，美国政治学家拉斯韦尔对人类社会的传播活动进行分析，提出“5W”模式：谁(Who)说什么(SaysWhat)通过什么渠道(InWhichChannel)对谁(Towhom)取得什么效果(Withwhateffects)。另外，奥斯古德与施拉姆的循环模式、施拉姆的大众传播过程模式、德弗勒的互动过程模式以及卢因的“守门人”模式等等，对于信息传播研究和应用具有一定的理论借鉴，同时也有一定的理论缺陷。本文主要依据Shannon传播模式进行研究和分析。

（二）高校学报传统的信息传播模型

根据高校学报对知识信息的编辑加工处理和出版发行过程，对照香农的通用信息传播模型，具体分析模型中的各个要素可以得到：传播内容（即信源）包括论文全部的创新性内容及其相关信息（如参考文献等）；传播者应该包括论文作者、编辑、审稿专家和印刷者；传播媒介包括：纸质期刊和发行渠道等；受传者包括：审读专家、一般读者等。由此分析可以得到高校学报传统的信息传播模型如图2。

1.信源：知识信息。这种知识信息是客观实在的，知识产品是客观的，不以个人的主观意志为转移。而且这种知识信息由问题、事实、假设和理论等组成，具有复杂的结构，每一种知识信息都有自己的内核，或表现为一种逻辑结构，它们在变换中是不变的，但是内核的具体形式可能会发生变化。高校学报要传输的知识信息包括：传承科学理论，如：研究报告、学术论文、综合评述；传播工程技术，如：新技术、新工艺、新设计、新设备、新材料等相关的知识集合及文献信息。

2.编码：信源的编码涉及论文作者、编辑加工、专家审稿及印刷出版等多个方面的方法、技术和规范，编码水平的高低将直接影响信源的传播质量和效率。其中论文作者通过自己的学习研究和相互的交流研讨决定并给出知识信息，因此其在高校学报传播模式中居于重要地位；编辑部包括编辑加工和专家审稿，其主要责任在于把作者提供的初始文稿信息进一步选择、处理、分析、加工、完形等，保证知识信息的质量和提高知识信息的强度，以求达到知识信息出版发行的目的。

3.信道：纸质媒介或网络传输，其主要功能是将作者和编辑部处理转化过的信息符号，依照适应性和媒介性原则进行有效的技术处理和编辑（诸如划版、标注、排版、校对、改版等），使之进一步具体化、畅通化和对应化，并最终通过完整化的期刊文章的文字转换（由手稿转换成印刷符号）。而这其中只是将学报作为知识信息传播的一个通道。

4.译码：对传输的知识信息的理解和接收分析，主要涉及读者或读者群等。通常，读者意味着高校学报传播功能价值和功能意义的直接承接者、呈现者和评价者。

5.信宿：对信息传输的结果、效果进行评估，读者经过理解和分析得出学报论文的学术水平和知识信息熵的大小。信息熵是反映论文价值高低的量度和读者对论文的认知度和接受度。

基于物联网的高校学报信息传播体系结构

物联网(TheInternetofthings)可简单定义为：物物相连的互联网。具体包含两层涵义：第一，物联网是互联网的核心和基础，是互联网的进一步深化和扩展；第二，物联网用户终端延伸和扩展到了任何物品与物品、物品与人之间进行信息传播。因此，可以说物联网是通过射频识别（RFID）、各类传感器、全球定位系统（GPS）、激光扫描器等信息传感设备，按照特定的协议，把各种物品与互联网实现连接，进行信息处理、传递和交换，以实现物品的智能化和信息化的一种网络。为了实现物联网的功能目标，其中的“物”应该具备：(1)要有唯一的身份标识码；(2)要有存储功能；(3)要有被感知的数据接口；(4)要有处理数据的能力(CPU)；(5)要有数据传输通道(含协议)。否则，难以实现互联互通、资源共享。

基于物联网的高校学报信息传播系统，其中的“物”主要包含两个方面，一是与知识源的真实性、科学性相关的所有“物”，如：实验地点、实验设备、实验数据的原始记录，还有分析检测的、实验验证的相关信息、论文作者的背景信息等等；二是与信息受众相关的终端设备，如：计算机、手机、电视和其它阅读设备等等。这样可以构建一个宏观与微观、定性和定量地分析高校学报承载知识信息、编辑加工和专家审稿的水平、信息传输效率等功能的物联网系统（具体如图3），同时又可以很好地了解论文作者的创新过程，增大受众的信息量，又可以方便验证论文数据的真伪，防止实验结论造假。该体系结构模型包含感知层、网络层和应用层三个层次，在感知层实现知识信息的可追溯性和验证性，在网络层实现知识传播的实时性和传播信息受众的广泛性，在应用层实现多媒体手段的知识信息获取和高校学报的综合评估认证。需要解决的关键技术主要有：对各种科学实验设备和检测设备的感知和实验数据的汇集，以及对这些设备唯一身份的编码标识，对论文作者研究背景数据库的建立和作者知识背景的溯源分析；还有高校学报知识资源共享平台的建立和关于知识逻辑的云计算模型分析等等。无论怎样，这些关键技术的逐步解决，对于高校学报数字化、网络化的应用和发展，特别是基于物联网的数字化、网络化的应用，提高高校学报的协作效率和资源共享程度均具有很好的应用前景。

生物信息学论文篇8

【摘  要  题】图书情报工作论坛

【英文摘要】This  paper  is  designed  to&n……

信息素质教育是20世纪70年代形成的一个新兴研究领域，它的出现是与社会的发展变化相一致的，它是现代社会的产物。作为一门在信息科学与教育学交叉点建立起来的信息素质教育学，是一门以信息检索技能为研究对象，探讨信息检索技能的生成、本质、功能及其发展规律的科学。

经过国内外学者近30多年的初步探索，信息素质教育学科体系初步形成。随着信息素质教育理论研究的深入，构建科学的、具有中国特色的信息素质教育学理论体系，已成为学术界普遍关心的一个课题。本文试图以当代信息素质教育学的研究主题的反思为基础，探讨此研究领域的基本架构。

1  信息素质教育领域国内外研究现状述评

1.1信息素质（Information  literacy）的内涵

近年来国外大学教育发展的一个重要趋势是“信息素质”教育（Information  Literacy）。因特网上有500多个专门的网站，1200万条网络信息涉及这方面的内容。

在技术变革和信息爆炸的时代中，不管是学术研究，工作还是日常生活中，每个个体都面临着丰富繁杂的信息选择，都必须了解信息需求，知道如何及何时借助各种工具进行信息检索、评价和有效利用，对这种技能的见解逐步形成了信息素质的观念。由于信息素质对个体事业和生活的重要性，在某种程度上，它也是信息社会中的重要生存技能之一。

信息素质的概念首先是从图书馆检索技能发展和演变过来的，最早是1974年由美国信息产业协会主席保罗·泽尔斯基（Paul  Zurkowski）提出的，当时将信息素质解释为“解决问题时利用信息的技术和技能”。1989年，美国全国图书馆协会（American  Library  Association）对信息素质作了定义：“个体认识信息需求，检索，评价和有效利用信息的综合能力”[1]。1998年，美国全国图书馆协会和教育传播与技术协会制定了信息素质的九大标准，分信息素质、独立学习和社会责任三方面的表述，丰富了信息素质的内涵。2000年，美国全国图书馆协会的学院与研究图书馆协会颁布了适用于高等教育的信息素质标准和性能指标。

在我国，信息素质通常被定义为：从各种信息源检索、评价和使用信息的能力，是信息社会劳动者必须掌握的终身技能。信息素质的内涵包括：认识到准确和完整的信息是明智决策的基础；认识到信息需求及问题所在；制订信息检索策略；掌握信息检索技术；能评价信息；根据实际用途组织信息；将新信息融会到现有知识结构中，在批判性思考、解决问题和交流的过程中使用信息。

早在1985年美国教育家就认为，面向21世纪的学生，除了要接受传统的阅读、写作和数学教育外，还需要具有信息交流、批判性思考和解决问题的能力。教育的最基本的目标是让每个学生学会如何识别所需的信息，如何寻找、组织、并能以明晰和有说服力的方式加以描述。1992年美国“信息素质全国论坛”将45项评价标准列为全国教育总目标的评价内容。

长期以来，信息素质教育仅局限于将专门从事信息服务的学生中间，主要教学内容是传授图书馆学、情报学知识，因为这一学科所要研究的正是如何搜集、整理和提供信息。但根据信息社会对各行各业的人才需求来看，了解和掌握信息组织、检索和分析加工等一些图书馆学、情报学理论知识和方法对于加强自身的信息素质是非常有用的，是信息素质教育中的一个重要内容。国外不少图书馆学校开始开设这类远程教育课程，网络上也有各种类型的用户培训服务。知识经济时代，文献信息的传播方式、渠道等都发生了变化，教师的角色也会发生变化。这些问题的提出对信息检索课程体系的研究和教育都提出了新要求。信息素质是大学生必须具备的基本素质之一，培养学生的信息素质也是高等教育的基本任务之一。

1.2  国外信息素质教育研究现状述评

美国　1988年，学校图书馆员协会出版了《信息就是力量》指南，提出学校媒体中心应提供各种形式的信息获取途径，培养学生利用信息的兴趣和能力，与其它教育者一起制定适应学生的学习策略。1987年，美国图书馆协会成立了信息素质教育委员会，目的是明确信息素质在学生学习、终身教育和成为一个良好公民的过程中的作用，设计在正式和非正式学习环境下的信息素质教育模型，决定继续教育和教育培养的发展方向。委员会由教育界和图书馆界主要负责人组成。1989年1月，委员会出版了关于信息素质问题的报告（ALA  Presidential  Committee  on  Information  Literacy）。报告论述了信息素质教育对个人、企业、国家的重要性，分析了信息素质教育的机遇，说明了信息时代学校的主要任务，并提出了若干建议。1990年，“国家信息素质教育论坛”（The  National  Forum  on  Information  Literacy）成立，目前已发展到超过65个国家组织委员会代表企业、政府、教育等不同部门。1990年，美国大学与中学教育中部协会的高等教育委员会制定了“信息素质教育结果评估大纲”，1996年又确定了“信息素质教育在普通教育计划中的框架”。1994年至1995年，美国对全国3236所大学的信息素质教育情况进行了调查。美国高等教育协会（AAHF）成立了“信息素质教育行动委员会”，定期开展活动。1998年美国学校图书馆协会（AASL）和教育通信和技术协会（AECT）出版了《学生学习的信息素质标准》，对中小学学生的信息素质能力标准进行明确的规定。2000年1月，美国大学和研究图书馆协会（ACRL）通过了《高等教育中信息素质能力标准》，包括5项标准和22项操作说明，作为教师或图书馆员评估学生信息素质能力的一个指南。

英国　20世纪80年代以来，英国也开始了新一轮的教育改革。1998年英国议会通过了《1998教育改革法案》。该法案以法令的形式规定从1989年起全国所有中小学实行统一课程，法案规定开设两类课程：核心课程和基础课程。“信息技术和信息检索”课为中小学的公共基础课。

日本　1984年，中曾根首相成立临时教育审议会，三年中提交了四次咨询报告。第一次咨询报告提出了八项基本报导思想，明确指出：“适应信息化社会”，可见日本在80年代即重视“信息化意识”的培养，加强信息技术与信息检索课的教学。

1.3国内信息素质教育现状述评

我国高等学校的信息素质教育源于1984年教育部下达的[84]教高—字004号文件《关于在高等学校开设〈文献检索与利用〉课的意见》[4]。该文件规定在全国有条件的高校广泛开展文献检索与利用课教育，旨在提高大学生的情报意识和文献检索技能。1992年，国家教委印发《文献检索课教学基本要求》，标志着我国高校的文献检索与利用课教学开始朝着规范化方向迈进。1996年高等教育出版社先后出版了《科技文献检索教学大纲》（国家教委1994年12月编发）和《社科文献检索教学大纲》（国家教委1995年编发），该大纲的编发，对于规范教学内容、指导教学工作、保证教学质量、搞好课程建设、进行教学质量评估等有了重要依据。2002年，教育部高等学校图书情报工作指导委员会主办的全国高校信息素质教育学术研讨会在黑龙江大学召开。首次将文检课教学学术研讨会改名为“信息素质教育学术研讨会”，表明文献检索课教学已进入了新的阶段，发生了质的变化，图书馆用户教育又向前迈进了一大步。最近几年，教育部大力提倡包括信息素质教育在内的素质教育，高教司已在“新世纪高等教育教学改革工程”中立了一个“网络条件下的文献信息用户教育研究”项目，委托清华大学图书馆刘桂林馆长主持研究。

2.构建我国信息素质教育学科理论体系的原则

任何一门学科，都必须有它不同于其它学科的理论体系。形成独特的理论体系，是一门学科建立的标志，学科理论体系是否完善，在很大的程度上反映一门学科的发展水平。关于理论体系在学科发展中的重要性，黑格尔在谈到哲学的理论体系对哲学的重要性时的看法很具有代表性。他曾提出，“哲学若没有体系，就不能成为科学。没有体系的哲学，只能表示个人主观特殊心情，它的内容必定是偶然性的。哲学的内容，只有作为全体中的有机环节，才能得到正确的证明，否则便只能是无根据的假说或个人的主观确信而已。[3]”鉴于理论体系在学科发展中的重要作用，构建学科理论体系一直是学科建设的重心所在。

为此，著名科学史学家G.霍尔顿提出：“科学的主要任务，就是要从那些混乱和不断变化的现象中探索出一个有秩序和有意义的协调一致的结构，并以这种方式解释和超越直接的经验。”[4]对于信息素质教育学学科而言，这些道理同样是适用的。

万物皆系统。信息素质教育学科及其理论也不例外。我们在构建信息素质教育学理论体系时，除了应用唯物辩证法外，还应以系统论所提示的一系列科学方法、原则作为指导。

2.1整体性原则

人们对事物的属性认识要进入到“组织性”、“相关性”、“有机性”的认识，从对事物的单向研究，从而开拓对事物整体性研究到非线性研究，从而开拓对事物整体性研究的新领域。我们不能将视野仅仅局限于传统的文献检索和情报学，而应开阔视野，将宏观信息与传统的文献检索统一起来，透过各个子系统，要素之间的组织性、相关性、有机性，从总体上构建信息素质教育学科理论体系。

2.2有序性和动态原则

有序性原则认为，系统内部诸要素之间的相关性有一定规则，而不是杂乱无章的，认识一个系统就是要认识相关性中产生的“有序性”或规则性。这一原则表明，系统内部的“序”必须在与环境的物质、能量信息的动态交流中，才能保持和发展起来。人们从系统内在的有序过程和系统与环境的交换过程来分析系统，认识就进入到系统整体性的本质中。这就要求我们在构建信息素质教育学理论体系时，要充分考虑理论体系内部各个理论要素之间的相关性，使之保持有序性；同时，要从动态上研究信息素质教育学理论与信息环境之间的关系。以社会信息环境作为研究的起点，可深入到信息素质教育系统整体性的本质中。

生物信息学论文篇9

课题的提出：随着我国基础教育与课程改革的启动与深入，对课程设置、课程目标体系等进行了全面深刻的变革，给课程的内涵和外延都赋予了新的内容。强调从知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观三个维度去诠释课程的教育功能和目标。 并以信息技术作为基础平台和结构成分来支持这场深刻的教育变革。教育部在《基础教育课程改革纲要（试行）》中提出：“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。 ”鉴于此，我把“多媒体信息技术与初中生物教学的整合”作为研究的课题。

研究对象：八年级学段学生

研究内容：

1. 通过调查研究，来确定多媒体信息技术与生物课程整合的关键因素。

2. 利用多媒体信息技术在生物课堂创设有利于学生探究学习的情境。

3. 如何恰当使用多媒体信息技术激发学生的学习兴趣，打造高效、优质课堂。

4. 通过开展信息技术媒体组合实验教学实现多媒体信息技术与生物教学整合。

5. 通过实践设计出合理的教学方案。

6. 在教学论理论视野下探索以适应新课程和现行教育的信息技术与生物课程教学整合 的实践方案。

课题研究的理论依据：

1.以初中生心理学为理论依据：本着一切为了学生全面发展的研究理念，借鉴先进的 课题研究成果。

2.新课程改革的理论指导：新课程强调改变学生被动学习的方式，建立自主学习，合作学习，科学探究的学习方式，可有效的改善学习态度、促进技能和在新情境下概念的应用与创造性能力。

3.利用成功教育的理论作为研究的理论指导：多媒体信息技术为学生提供了加深概念理解学习，再建认知结构的新途径；能够减少学生学习生物学科中的挫折和困难，体会到学习的成功和喜悦感，会使越来越多的学生喜欢生物学，今后选择生物学作为职业。

4.建构主义教学理论背景下的抛锚式教学作为理论指导：重视有效地设计学习情境和 学习途径来促进概念的学习与转化。借助多媒体手段开展有效的实验教学，促进了学生的观察、实践和分析能力。

课题研究的方法：

1.文献研究法 多媒体信息技术与生物课程整合应该在教学论思想的指导下，对学科 教学特征、探究学习所需的情境与过程进行理论与文献分析。

2.案例研究法 通过对教学中一些滥用多媒体信息技术手段现象或不能正确有效使用多媒体信息技术手段的课堂个案进行整理和分析，由现象得出结论，为实验操作提供参照。

3.调查法 在教学中选择不同的班级就同一课题进行不同方式的多媒体信息技术与生物学科整合，调查学生的学习感受、学习兴趣、学习效果，分析事实情况，得出结论，证实某种问题，以便改进工作（包括改进研究方法）。

4.经验总结法 组织生物教研组的教师对自己平时在生物教学中多媒体信息技术与学科教学整合方面的经验与教训进行座谈、讨论。即在课题研究中，教师之间相互合作，在研究中反思、总结、提升。

课题研究的过程：

（一）准备阶段： （2014-3——4 ） 1.查阅资料并进行相关文献分析 2. 调查目前学生对多媒体信息技术在生物教学中应用的意见和建议

（二）具体实施阶段： （2014-5——2014-11）

第一阶段：2014-5——6 1.针对现状策划出干预措施 2.设计出 3 个符合整合措施的教学案例 第二阶段： 2014-9——10 1. 再次调查经过多媒体信息技术与生物教学整合后学生的学习状况 2. 收集相关数据第三阶段： 2014-11 1.对数据整理、分析 2.设计出科学合理的教学模式

（三）课题总结阶段2013-11第一阶段：2013-4——11 1.准备结题材料，完成实验工作报告、研究报告 2.编汇《多媒体信息技术与初中生物教学的整合》课题研究材料 第二阶段：2014-12 整理档案资料和研究成果，上传教科所，准备结题。

（四）申请课题结题（2014-7——9）

预期研究成果：

生物信息学论文篇10

【关键词】物联网 信息传播 动力学 建模与仿真

当前，较为复杂的网络传播模型基本都有由两类方法扩展而来的，一类是随机网络模型，这类模型的理论基础是概率论和随机过程理论；一类是病毒传播模型，这类理论的理论基础是生物学病毒或者是计算机病毒。不难看出，这两类模型都是比较宏观的，模型建立者是从整体的层面来考虑问题的，并为考虑局部环境等微观因素的影响。目前的物联网的信息传播有个特征，即感知性和适应性互相交错，你中有我，我中有你。本文即基于这个特征，分析了物联网信息传播动力学的建模与仿真。

一、相关理论概述

一般情况下，问题的研究都有比较系统的思路，社会物理学也有其自身的问题研究思路：任何自然或社会系统，从广义上讲，都存在时空意义上的差异；差异的存在，也就产生了梯度；梯度的存在，可以产生“力”；有“力”则必然有“流”，而有“流”则然后可以达到“均衡”。在自然或者社会系统中，都“差异：到”均衡”，经过了复杂的时空过程。因此，社会物理学研究方向也就可以从中推测出来，即研究存在形式、演化的方向、表现的强度等等，以及广泛存在于其间的动力学原理等等，从而可以揭示微观行为和宏观机制之间的动态关系。

社会物理学产生后，社会引力、社会温度、社会能量、社会引力等理论应运而生。从这里我们可以看出，社会系统的运转模式与自然界的运转模式竟是如此的相似。

二、场景的假设

现代社会物理学已形成了完整的体系，一般情况下，将微观个体和其空间占位比拟为粒子运动，而把宏观整体及其时间上的演化比拟为连续的波动行为，这是一种“波粒二象性”的特征，好处是可以从微观个体的随机以及无序中寻求到宏观上的认真和管控。

众所周知，实现物联网“智慧地球”功能的普及应用尚需时日，其信息传播的动力学行为模式还没有清晰地呈现出来。但我们可以把人和物视为两种不同的两类具有微观属性的粒子，在各种力的作用下，寻求能量的平衡与转化过程。

三、设计与建模

在功能层面上，在互联网人与人之间通信的基础上，物联网实现了人和物之间的通信和物与物之间的通信。而在构架层面上，在互联网较为可靠传输的基础上，物联网则实现了全面感知以及智能的处理。本文选取的就是物联网最为核心的，也就是人与物之间的交互特征，并且提炼除了人对物的感知性和物对人的适应性。但是，与互联网的较为被动的等待传输不同，物联网实现了主动对物理、对数据信息、对感知信息的识别。在这方面的例子也就是物资运输实例。通过物联网，人可以实时监测货物的发货、运输、配送等各个环节，全面掌握当下极为精确的路况信息。再者，互联网的数据传播是十分被动的，但是物联网却是很主动的，能够主动理解行为，为客户服务。而这方面的应用实例就是智能家居。物能够根据个人的睡眠、学习等状态，自动调节出最适宜人体环境的是室内温度、光线等等。在生活中，我们还可以见到很多这方面的实际应用，物联网在医疗保健方面，在消费购物方面，在工作协助方面都将得到广泛的应用。

根据以上两个方面，仿照物理学中振动传播概念及其在数学中的描述，笔者大致定义了物联网在信息传播过程中的各个特征量及其意义：A表示振动幅度，δ表示阻尼系数，r表示平衡位置，t表示实时位置。

四、仿真实验

在本文中，笔者通过模拟微观个体之间的相互作用来探究个体在宏观层面上的复杂行为，然后跟踪系统状态的演化过程揭示真实世界中的极为复杂的运行机理。本文的仿真模拟实验的理论假设基础是：微观个体之间的自主互；微观个体之间的相互依赖；微观个体的行为非常简单；微观个体具有很强的适应性。本文的仿真模拟实验是在较为复杂的适应性系统理论（CAS）上的建模思路，利用MA仿真技术和NTE仿真平台，来搭建物联网信息传播动力学仿真模型的。仿真模拟实验略。在仿真模拟实验过程中，可以得到五个方面的数据和图表信息：一是物联网信息传播动力学仿真实验参数设置，二是物联网信息传播动力学仿真模拟实验变化趋势图表，三是信息价值对传播概率影响示意图和信息的实效性对传播概率影响的示意图，四是传播动力学仿真参数影响曲线示意图。通过这些数据和图表，我们可以很清楚地了解仿真实验中的信息价值以及信息实效性与传播概率之间的关系。由此，笔者认为，物联网在实现人与人、人与物以及物与物之间信息实时传播和共享上将会有广阔的应用空间。

通过上文中的建模与仿真，可以得出以下结论：1.物联网信息的价值与信息传播概率之间存在着正相关关系，但是一种非线性的正相关关系。这是因为在社会环境的影响下，人的价值挂念就如同流水线上生产的铲平，其没有很强的不可替代性；2.信息的实效性与信息传播概率之间存在着负相关的关系，也是一种非线性的负相关关系；3.传播比例与信息传播概率之间存在着正相关关系，这也是一种非线性的正相关关系。这主要是因为人们的从众心理在作怪，如果两个人长久待在一起，那么这两人的行为习惯就趋于相似。

参考文献：

[1]艾丽莎，李钢，李峰. 物联网信息传播动力学建模与仿真[J]. 重庆大学学报，2012（12）

[2]胡晓峰，司光亚，罗批. 网络信息传播动力学研究[J]. 装备指挥技术学院学报，2009（3）