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第1篇

關(guān)鍵詞：蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)對接；分子動力學(xué)模擬；蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用

Abstract：Proteins that play a critical role in many cellular processes often perform their functions by interacting with other proteins. Therefore， the studies of protein-protein interactions are vital to exploring the essence of life， understanding the mechanism of diseases and developing new drugs to improve human health. With the sustained development of bioinformatics， more and more computational methods have been applied to structural and functional research of proteins. Protein-protein docking and molecular dynamics simulation are both widely applied to the studies of protein-protein interactions. This article reviews the theory of computational methods， softwares and the application in protein-protein interactions.

Key words：Protein-protein docking； Molecular dynamics simulation； Protein-protein interactions

眾所周知，蛋白質(zhì)在生物進程中扮演著重要的角色。蛋白質(zhì)通過與其他生物大分子（如蛋白質(zhì)，DNA和RNA）相互作用介導(dǎo)細胞內(nèi)各種重要的生理過程，如基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯以及細胞周期調(diào)控、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、免疫反應(yīng)等，其中，蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用尤為常見。因此蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的研究有助于人們探明其細胞內(nèi)功能，從而了解各種疾病發(fā)生機制，為進一步的新藥研發(fā)提供幫助。目前為止，研究蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用主要有酵母雙雜交、免疫共沉淀、親和色譜、質(zhì)譜、核磁共振等多種實驗方法，這些技術(shù)為蛋白質(zhì)相互作用研究做出了重要貢獻，積累了寶貴的數(shù)據(jù)資源。

隨著計算機處理能力的不斷提升，生物信息學(xué)的理論模擬方法得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。生物信息學(xué)整合數(shù)學(xué)，物理，化學(xué)，信息學(xué)等眾多學(xué)科的優(yōu)勢，以計算模擬手段進行生物學(xué)相關(guān)研究。自Janin和同事們[1]首次運用自動化對接算法預(yù)測牛胰蛋白酶抑制劑-胰蛋白酶復(fù)合物3D結(jié)構(gòu)至今，蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)對接領(lǐng)域已取得很大進步。該方法常用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能研究，分析配體與蛋白質(zhì)間或者蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)間的相互作用模式，便于研究者從原子水平探究受體-配體間作用機制。分子動力學(xué)模擬在誕生至今的幾十年中不斷隨著計算機軟硬件技術(shù)的快速提升而愈加發(fā)展完善，已經(jīng)成為研究蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)特性的重要工具。本文將對蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)對接和分子動力學(xué)模擬的基本原理及其在蛋白質(zhì)間相互作用研究中的應(yīng)用進行簡要概述。

1 蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)對接

準(zhǔn)確的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)是進行蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用研究的基礎(chǔ)。然而，通過實驗方法測定蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)比測定單個蛋白質(zhì)更加困難。隨著計算機水平的不斷發(fā)展，人們開始希望用計算模擬手段來預(yù)測蛋白質(zhì)復(fù)合物的真實結(jié)構(gòu)，并希望從原子層面來分析蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的內(nèi)部機制。蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)分子對接是一種常用的方法。它是指利用兩個單體蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)，來預(yù)測蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)。解決蛋白質(zhì)對接問題有兩個關(guān)鍵因素：打分函數(shù)和搜索算法[2]。打分函數(shù)應(yīng)能夠區(qū)分出正確的或近似正確的蛋白質(zhì)對接復(fù)合物，而且搜索算法需嚴(yán)格地探索由相互作用的蛋白質(zhì)形成的巨大構(gòu)象空間。

1.1打分函數(shù) 蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)對接可以被歸類為一個全局最優(yōu)化問題，其主要目的是找到蛋白質(zhì)分子間最穩(wěn)定關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。使用打分函數(shù)是準(zhǔn)確評估結(jié)合蛋白間的相互作用所必需的。打分函數(shù)有兩個作用：構(gòu)象采集和母板選擇及精制。打分函數(shù)的根本目的是從錯誤的對接取向中區(qū)分出正確或近似正確的對接取向。打分函數(shù)主要有兩種類型：基于物理原理的函數(shù)和基于實驗知識的函數(shù)。通常，基于物理原理的能量函數(shù)用分子力場如CHARMM[3]和AMBER[4]描述蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用。

打分函數(shù)可能包括幾何學(xué)與化學(xué)的互補，靜電力、范德華力和氫鍵的相互作用以及解相關(guān)能量項。最常用的打分函數(shù)是形狀互補。經(jīng)常將形狀互補與FFT算法聯(lián)合應(yīng)用于詳盡的全局搜索。靜電場在帶電粒子或極性分子間的相互作用中扮演著重要角色。泊松-玻爾茲曼方程常被用來解決從原子水平獲得溶劑化生物分子系統(tǒng)的靜電電位問題。打分函數(shù)包括了極其重要的離散和核心相互作用，通常用范德華力相互作用來描述。

1.2搜索算法 搜索算法的主要目的就是在勢能圖上定位最穩(wěn)定的狀態(tài)。對接復(fù)合物可能解的構(gòu)象搜索可通過兩種不同的方案執(zhí)行。第一種方案是進行全空間搜索，第二種是隨機地或按一定順序只搜索局部空間。快速傅里葉變換是最為著名的用于全空間的搜索算法之一。Katchalski-Katzi[5]和助手首次將快速傅里葉變換法用于蛋白質(zhì)對接，確定受體配體間幾何契合。該方法被應(yīng)用于許多程序，如GRAMM[6]， FTDock[7]，3D-Dock[8]以及ZDock[9]。局部搜索算法包括模擬退火，蒙特卡洛法及遺傳算法等。Vieth和助手們[10]發(fā)現(xiàn)分子動力學(xué)法最適于進行大空間搜索，而遺傳算法比其他算法更適合進行小空間搜索。大多數(shù)情況下，蒙特卡洛算法和分子動力學(xué)算法都用來進行蛋白質(zhì)柔性處理。

1.3對接過程 蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)對接一般通用的過程包括：①盡可能多的從全局或局部搜索中生成對接復(fù)合物；②篩選和評估復(fù)合物；③精制和重排。這三步可被細分為更多步。第一步完成剛體的全局搜索，盡可能多的生成對接蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)構(gòu)象。在第二步中，采用生物或?qū)嶒炐畔⒑痛蚍趾瘮?shù)來掃描并評估第一步得到的對接復(fù)合物。錯誤對接復(fù)合物的得分比接近X射線結(jié)構(gòu)復(fù)合物的得分高是很常見的，許多得分高的結(jié)構(gòu)并不實際存在。應(yīng)過濾掉這些不實際存在的結(jié)構(gòu)，將剩下的對接復(fù)合物進行評估。第三步涉及到側(cè)鏈及可能骨架的柔性。柔性處理時主要進行重排側(cè)鏈。

2 分子動力學(xué)模擬

分子動力學(xué)模擬是一門利用經(jīng)典力學(xué)來模擬大分子體系運動的方法，它綜合了數(shù)學(xué)、統(tǒng)計物理、化學(xué)、計算機等多門學(xué)科的內(nèi)容。分子力場是分子動力學(xué)模擬的基礎(chǔ)。它采用簡單的函數(shù)來描述分子能量與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。分子力場的基本函數(shù)形式包括了原子之間的成鍵相互作用與非鍵相互作用。非鍵相互作用主要包含了范德華力與長程靜電力。

2.1分子動力學(xué)模擬過程 分子動力學(xué)模擬的步驟主要包括了四步：第一步是確定初始構(gòu)象，初始構(gòu)象盡量選越接近模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越好，通常是能量較低的構(gòu)象。通常采用分子力學(xué)方法對其構(gòu)象進行優(yōu)化；第二步平衡相過程，在前一步中已經(jīng)確定的模擬體系將進行平衡相過程。在構(gòu)建平衡相的過程中，須對其構(gòu)象以及溫度等參數(shù)進行調(diào)控并加以監(jiān)控，還要判斷體系是否已經(jīng)達到平衡；第三步生產(chǎn)相過程，模擬體系中的分子以及構(gòu)成分子的原子開始根據(jù)初始速度運動，此時根據(jù)牛頓力學(xué)和預(yù)先給定的粒子間相互作用勢來對各個粒子的運動軌跡進行計算，并從這個過程中抽取計算分析時所需要的數(shù)據(jù)和樣本；第四步將對計算結(jié)果進行深入分析處理。

2.2研究進展及常用軟件 Tajkhorshid等成功的模擬了水分子通過不同通道亞型的過程[11]。Xu等在水溶液和磷脂雙層中對β淀粉樣多肽進行了多次長時間分子動力學(xué)模擬，發(fā)現(xiàn)在生物膜和有機溶劑中以α螺旋為主，在水溶液中則以無規(guī)則卷曲為主[12]。京都大學(xué)醫(yī)學(xué)研究科的巖田想[13]成功分析了存在于細胞的，負責(zé)將物質(zhì)運送到細胞內(nèi)的一種蛋白Mhp1的構(gòu)造，運用該結(jié)果通過在計算機上模擬，在分子層次上弄清了Mhp1將物質(zhì)運往細胞內(nèi)的機制。

目前，用于分子動力學(xué)模擬的軟件越來越成熟。較為常用的主要有：GROMACS，NAMD， AMBER，CHARMM，TINKER、LAMMPS等。GROMACS[14]是用戶界面友好的分子動力學(xué)模擬軟件，模擬中的參數(shù)條件和基本功能已經(jīng)趨于成熟，里面包含多種力場，非常適用于模擬生物大分子這種復(fù)雜體系。同時由于其速度快，在非生物體系統(tǒng)中也得到了廣泛的應(yīng)用。AMBER[15]不僅是一個程序，而是包含了從體系準(zhǔn)備到動力學(xué)模擬，再到軌跡分析等一系列程序的集合。同時，AMBER 還是一系列力場的名稱，這些力場涵蓋了蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂類等眾多生物大分子。NAMD同樣適用于模擬計算蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子體系，而且并行計算效率非常高。

3 展望

目前，蛋白質(zhì)分子對接及分子動力學(xué)模擬等計算手段雖然已廣泛用于蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)間相互作用的相關(guān)研究，但還是存在一些值得改進的地方。例如，蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)對接過程中，蛋白質(zhì)柔性的相關(guān)處理，構(gòu)象搜索的合理性及打分函數(shù)的準(zhǔn)確度；分子動力學(xué)模擬中力場的種類和所研究體系的匹配度等。隨著計算機技術(shù)不斷的發(fā)展，這些生物信息學(xué)方法有待進一步優(yōu)化和相關(guān)軟件需要進一步完善，從而使其更適用于蛋白質(zhì)等生物大分子的模擬研究?？傊?，將生物信息學(xué)方法與傳統(tǒng)實驗手段相結(jié)合來進行蛋白質(zhì)間相互作用等生物大分子體系研究，是一條有待進一步發(fā)展的有效途徑。

參考文獻：

[1]WodakS J，puter analysis of protein-protein interaction[J].Journal of molecular biology，1978，124：323-342.

[2]Taylor，J.S.and Burnett，RM.DARWIN：A program for docking flexible molecules[J].Proteins. 2000，41：173-191.

[3]Brooks，B.R.，States，D.J.， S.andKarplus，M.CHARMM： a program for macromolecular energy， minimization， and dynamics calculations[J]put.Chem.1983，4： 87-217.

[4]Ferguson， D.M.， Kollman，P.A.A second generation force field for the simulation of proteins， nucleic acids， and organic molecules[J]. J. Am. Chem. Soc，1995， 117： 5179-5197.

[5]Katchalski，Vakser，I.A.Molecular surface recognition： determination of geometric fit between proteins and their ligands by correlation techniques[J].Proc.Nat.Acad.Sci.USA，1992.89： 2195-2199.

[6]Tovchigrechko， Vakser， I.A.Development and Testing of an Automated Approach to Protein Docking[J].Proteins，2005，60：296-301.

[7]Gabb，H.A.，Sternberg，M.J.E.Modeling protein docking using shape complementarity， electrostatics and biochemical information[J].JMB.1997，272：106-120.

[8]Moont， Sternberg，M.J.E.Modelling protein-protein and protein-DNA docking[J].In Bioinformatics - From Genomes to Drugs，2001，1：361-404.

[9]Chen， R.and Weng，Z.A novel shape complementarity scoring function for protein-protein docking[J].Proteins，2003，51：397-408.

[10]Vieth， M.， Hirst.Assessing search strategies for flexible docking[J]put.Chem，1998，19： 1623-1631.

[11]Tajkhorshid，E， Schulten， K.，Control of the selectivity of the aquaporin water channel family by global orientational tuning[J]. Science， 2002， 296： 525-530.

[12]Xu ，Y.，Jiang， H.Conformational transition of amyloid beta-peptide[J].PNAS.USA，2005，102： 5403-5407.

[13]Shima mura，T.，Beckstein. Molecular basis of alternating access membrane transport by the sodium-hydantoin transporter Mhp1[J].Science.2010，328：470-473.

第2篇

關(guān)鍵詞:激發(fā)興趣； 突出重點； 增大信息量； 體現(xiàn)主體地位； 促進多元化

把信息技術(shù)輔助教學(xué)作為一種教學(xué)手段運用于生物教學(xué)中，無疑是對傳統(tǒng)教學(xué)的一種改革，它給生物教學(xué)帶來了新活力，從而打破了教室中的沉悶空氣。過去主要是教師講授，配以掛圖、模型等，部分學(xué)生的學(xué)習(xí)往往還是比較被動，注入式的教育方法仍比較普遍，而采用信息技術(shù)輔助教學(xué)，對全面提高教育質(zhì)量與效益，全面推進素質(zhì)教育有不可估量的推動作用。

1 信息技術(shù)教學(xué)激發(fā)和培養(yǎng)興趣，調(diào)動學(xué)習(xí)的主動性和積極性

傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教師依靠“一塊黑板，一只粉筆，一本書”進行說教式的教學(xué)。媒體運用單一，學(xué)生容易產(chǎn)生疲勞感，乏味感。而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性，對初中教學(xué)來說是教學(xué)成敗的關(guān)鍵所在。孔子曾說過：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者?！蹦纤沃祆湟仓赋觯骸敖倘宋匆娙ぃ夭粯穼W(xué)?！毙畔⒓夹g(shù)教學(xué)可以利用各種教具、學(xué)具、投影、電影、錄像、錄音等媒體，集聲、光、形、色于一體，直觀形象，新穎生動，能夠直接作用于學(xué)生的各種感官，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動每一位學(xué)生的積極性、主動性，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。

2 信息技術(shù)教學(xué)有利于突出教學(xué)重點、突破教學(xué)難點

生物學(xué)包容的內(nèi)容非常廣闊，時空跨度很大，小到動物、植物的細胞，大到包含世界所有生物；近到我們?nèi)吮旧?，遠到世界各大洲；凡是有生物存在的地方，它都無所不在。這就為教師的教、學(xué)生的學(xué)帶來了難度。并且有些生物現(xiàn)象實在不是一些簡單的標(biāo)本或掛圖所能展示的，也不是教師用語言所能描繪的。信息技術(shù)的運用可以將許多在教室里或在當(dāng)時當(dāng)?shù)責(zé)o法看到，但又必須讓學(xué)生觀察的事物展示在學(xué)生面前，有目的地把學(xué)生的視野、思維引向教學(xué)重點或難點。為了突出重點，信息技術(shù)可以將觀察對象有目的的進行選擇、組接，使之更加集中、明確。例如：生物之間的食物聯(lián)系、生物的進化、化石的形成等一些自然現(xiàn)象、情景過程，就可以運用信息技術(shù)有選擇地化虛為實，從而使學(xué)生比較順利的理解和掌握這些重點教學(xué)內(nèi)容。為突破教學(xué)難點，縮短學(xué)生從形象思維到抽象思維的發(fā)展距離，達到“啟其所感，導(dǎo)其所難”的目的，利用信息技術(shù)圖、文、聲、像等特點，變抽象為形象、變微觀為宏觀、變靜態(tài)為動態(tài)、變不可操作為可操作，使死的食物概念、原理變成“活”的生物知識，使看不見、摸不著的微觀世界和復(fù)雜的生理過程直觀地顯現(xiàn)在學(xué)生面前，其效果是不言而喻的。

3 信息技術(shù)教學(xué)能增大信息含量，增加知識密度

在教學(xué)內(nèi)容上任課老師有很大的自主性，必竟“生物學(xué)”與我們自己息息相關(guān)，就像我們今天面臨的人口、環(huán)境、糧食、資源等世界性問題，無不與生物學(xué)有關(guān)。因此，我們在教學(xué)中可以也應(yīng)該教給學(xué)生更多書本以外的生物學(xué)知識。那么如何在有限的時間里增大信息含量，增加知識密度呢？可以利用信息技術(shù)技術(shù)進行高密度的知識傳授，大信息量的優(yōu)化處理。眾所周知，圖形不是語言，但比語言更直觀和形象，包含的信息量更大。動畫又比圖形更形象生動，利用文字閃爍、圖形縮放與移動、顏色變換等手段，不僅容量大，而且速度快，效果更好。在“生物對環(huán)境的適應(yīng)”一課的教學(xué)中，上課伊始，先利用信息技術(shù)展示一組畫面：茂密熱帶雨林、炎熱干旱的沙漠、冰雪覆蓋的雪山、鳥兒飛翔的天空、多彩多姿的海底世界、鹿群狂奔的草原，從而引出課題：不同的生態(tài)因素形成了如同畫面上戰(zhàn)線的各種生存環(huán)境，與此相適應(yīng)的是各種各樣的動植物，它們與生存環(huán)境形成一個統(tǒng)一體。其實在地球上的各個角落，都生活著形態(tài)萬千的動植物。那么，這些動植物是如何與其生存的環(huán)境相適應(yīng)呢？――這不僅加大了課堂的信息量，而且極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。隨著課程的深入，我們還通過CAI課件，把學(xué)生帶入草原上“天蒼蒼、野茫茫、風(fēng)低草低現(xiàn)牛羊”的詩境；展現(xiàn)高原上氣憾冰雪的奇松異木，沙漠里高大的紡錘樹，挺拔的仙人鞭等。生動的形式，豐富的畫面，加大了知識的密度，增加課堂的信息量，這無疑為學(xué)生積累信息開拓了廣闊的視野空間。

4 信息技術(shù)教學(xué)能充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用

學(xué)生不僅是學(xué)習(xí)的主體，也是課堂教學(xué)的主體。學(xué)生知識的獲得、能力的培養(yǎng)，應(yīng)當(dāng)是在主體意識支配下的自覺行動，即其主觀能動性。信息技術(shù)教學(xué)將現(xiàn)代的聲、光、色引進課堂，以其絢麗多彩、形象生動的畫面，悅耳動聽的音響，情感豐富、言簡意賅的講解，進行教學(xué)媒體的優(yōu)化組合，使學(xué)習(xí)內(nèi)容圖文并茂，栩栩如生，驅(qū)使學(xué)生積極思維，自始自終成為學(xué)習(xí)的主人。同時，作為起主導(dǎo)作用的教師，在利用信息技術(shù)教學(xué)時，能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的畫面進行詳盡生動的講解，引導(dǎo)學(xué)生積極思維，充分進行雙邊活動。學(xué)生的積極參與，課堂氣氛十分活躍，既避免了教師的“單口相聲”，又避免教師“形同虛設(shè)”。

5 信息技術(shù)教學(xué)能促進教學(xué)方法多元化

俗話說：教學(xué)有法，但無定法，貴在得法。教學(xué)實踐證明，一堂生物課的教學(xué)，常常需要教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目的所決定的。例如：講“減數(shù)分裂”這一部分內(nèi)容時，既有同源染色體、聯(lián)會、四分體等基本概念，又有生殖細胞形成的具體過程，如果只使用錄像顯示的直觀教學(xué)法而沒有講授法相配合，就極可能形成學(xué)生僅憑個人的新奇感去觀察，觀察就只能停留在表面現(xiàn)象上，盲目性很大，更談不上有意識的積極思維，很難深入現(xiàn)象的本質(zhì)；若只進行抽象的講解，而不與直觀顯示相結(jié)合，學(xué)生就只能死記硬背。科學(xué)地使用信息技術(shù)教學(xué)，使教師可以根據(jù)教學(xué)需要和情況變化，隨時修改教案，改進教學(xué)；學(xué)生則可根據(jù)自己的需要進行再學(xué)習(xí)。由于信息技術(shù)的交互性強，對某一節(jié)課的內(nèi)容可以讓學(xué)生自學(xué)，可以由教師指導(dǎo)學(xué)習(xí)，也可以用于課后復(fù)習(xí)。這樣，學(xué)生的學(xué)習(xí)由以往的單一的課堂授課制轉(zhuǎn)變?yōu)樾问蕉鄻?、靈活方便、多種教學(xué)方法綜合運用、有機結(jié)合的新型模式，促使學(xué)生積極主動地進行探索式、發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)。

總之，信息技術(shù)輔助教學(xué)有著常規(guī)教學(xué)無法比擬的獨特之初處。所以只要我們在實踐中，認真地去研究、探討、解決就可以真正理解和認識信息技術(shù)輔助教學(xué)的內(nèi)涵，真正感受到信息技術(shù)的神奇和巨大的潛力，使其為深化教學(xué)改革服務(wù)。

參考文獻

［1］ 《生物學(xué)教學(xué)》2003年9月

第3篇

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù) 生物教學(xué) 作用

生物學(xué)是一門研究生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理、分類、遺傳和變異、進化、生態(tài)的科學(xué)。在生物學(xué)基礎(chǔ)知識的領(lǐng)域里，一切對象和現(xiàn)象都可以直接或間接地感知，而多媒體計算機等現(xiàn)在教育技術(shù)的運用，可以讓學(xué)生通過事物的形、聲、色的變化來獲取知識，認識事物的內(nèi)在的規(guī)律，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生在輕松愉快中將重點、難點突破。主要的作用有以下幾點：

一、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

學(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)動機中最活躍的因素，學(xué)習(xí)興趣的產(chǎn)生主要取決于學(xué)習(xí)內(nèi)容的特性、學(xué)生已有的知識經(jīng)驗和學(xué)生對學(xué)習(xí)的愉快情感的體驗。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，教師為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣而采用或是繪聲繪色，或是用詩歌故事，或是實物展示，或是幻燈輔助等等方法。但是這些方法都難免容量小、手段單一。而以計算機為核心的信息技術(shù)具有多媒體集成性、交互性等特點，能有效地激發(fā)學(xué)生興趣，使學(xué)生產(chǎn)生強烈的學(xué)習(xí)欲望，從而形成學(xué)習(xí)動機。如：在教學(xué)《鳥類的多樣性》階段，為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，在課件的開始，以一幅高山瀑布的畫面配合流水潺潺、百鳥爭鳴的聲音，然后展示十種我國特有的珍稀鳥類的圖片，更加激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)本課的興趣。

二、改變教學(xué)方式，實現(xiàn)師生互動

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為學(xué)生提供了豐富的知識庫、資源庫，在生物教學(xué)中要充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，讓學(xué)生主動參與到學(xué)習(xí)中來。學(xué)生在網(wǎng)上自主學(xué)習(xí)這種方式，并不是教師簡單地把一些相關(guān)網(wǎng)址介紹給學(xué)生，并讓學(xué)生上網(wǎng)查找資料，閱讀資料這么簡單，這樣做結(jié)果不一定好。因為網(wǎng)絡(luò)信息不僅容量大，且良莠不齊，而中學(xué)生辨別垃配合教學(xué)內(nèi)圾信息、有害信息的能力不強，同時他們的自控、自律、自我調(diào)節(jié)能力也較差。因此，在網(wǎng)上搜尋生物課堂教學(xué)中可利用的信息如同大海撈針。為了使網(wǎng)上信息成為生物課堂教學(xué)可用的資源，教師可以把教材、網(wǎng)上與本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的信息抽提出來，建立“與教材相關(guān)的資源網(wǎng)站”，讓學(xué)生利用該網(wǎng)站的資源進行自主學(xué)習(xí)。例如初中生物關(guān)于遺傳、變異、健康教育等內(nèi)容，教學(xué)信息量大，有些問題學(xué)生難于公開表達。在進行這些內(nèi)容的教學(xué)時，教師嘗試?yán)镁W(wǎng)絡(luò)教學(xué)的方式，讓學(xué)生在計算機上，搜尋自己需要的信息，并就自己難于開口的問題，通過教師提供的網(wǎng)頁查詢答案，同時還可以就某些不懂的問題與教師和同學(xué)進行交流。在進行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)時，教師還可以給學(xué)生提供容的檢測題，包括基礎(chǔ)性題目和拓展性題目，學(xué)生在完成基礎(chǔ)性題目后，可以有選擇地完成拓展性題目，實現(xiàn)真正地分層教學(xué)，因材施教，學(xué)生的作業(yè)可以通過網(wǎng)絡(luò)直接提交給教師。

三、擴大信息來源

利用Internet來搜集信息，可大大擴展信息的來源，且快速方便。對于參加考考的學(xué)生來說，及時的搜集高考信息和進行強化訓(xùn)練是必須的，但購買的成套習(xí)題集，往往又存在著題型偏舊、信息過時的缺點，用起來有時是事倍功半。為了克服這一缺點，我們充分利用了Internet這一信息資源，從網(wǎng)上下載最新試卷然后進行精選。這些試題題型新穎、信息準(zhǔn)確，給學(xué)生作為試題和平時練習(xí)，對于啟發(fā)學(xué)生的思維，開闊學(xué)生的視野、增大學(xué)生的閱讀量有著非常大的幫助。

四、有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神

傳統(tǒng)的生物學(xué)教學(xué)方式和以指導(dǎo)為主的教學(xué)方式一般都采用 “傳遞”的方式進行教學(xué)，學(xué)生只是被動地接受知識，這不利于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。信息技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、校園網(wǎng)的出現(xiàn)，教育網(wǎng)站、電子書刊、虛擬圖書館、虛擬軟件庫、新聞組等為學(xué)生營造了一個探索發(fā)展的學(xué)習(xí)環(huán)境，提供了非常豐富的學(xué)習(xí)資源。信息技術(shù)，也必將從演示教具變?yōu)閷W(xué)生探究問題獲取知識的工具。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境條件下，學(xué)生的學(xué)習(xí)是多向互動的，可以利用多種信息源(教師作為一種信息源之一)，通過檢索、學(xué)習(xí)、構(gòu)思、將有關(guān)信息組合起來，形成自己的觀點，獲得自己的認知方式。這種新型的，比較民主的教育關(guān)系將有利于學(xué)生發(fā)展自己的個性，激發(fā)他們的創(chuàng)造思維，培養(yǎng)和促進其創(chuàng)新精神、信息能力的發(fā)展，實現(xiàn)學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的新型教學(xué)模式的建構(gòu)。

五、運用多媒體課件精講、復(fù)習(xí)，分層教學(xué)，省時高效

在生物復(fù)習(xí)課中，教師借助計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，把預(yù)先準(zhǔn)備好的一個完整的知識網(wǎng)絡(luò)體系投影到大屏幕上或是學(xué)生計算機屏幕上，既節(jié)約時間，又加大了課堂容量，而且便于教師精講。在復(fù)習(xí)中利用信息技術(shù)展示知識網(wǎng)絡(luò)體系，可以使學(xué)生在瞬間勾起對以前所學(xué)大量知識的回憶，省時高效，而且還利于分層教學(xué)、自主復(fù)習(xí)。事實上每位學(xué)生所掌握的知識是不同的，教師把知識網(wǎng)絡(luò)交給學(xué)生以后，學(xué)生根據(jù)已有知識水平對未掌握的知識有側(cè)重點地復(fù)習(xí)或重新學(xué)習(xí)，有的放矢，新舊結(jié)合，可大大提高復(fù)習(xí)的效率。例如：在復(fù)習(xí)《三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝》時，由于教學(xué)內(nèi)容多、學(xué)生水平不同，教師采用網(wǎng)頁的形式向?qū)W生呈現(xiàn)知識體系以后，學(xué)生可以根據(jù)自己的水平或重點復(fù)習(xí)脂類代謝，或重點復(fù)習(xí)糖類代謝，或重點復(fù)習(xí)蛋白質(zhì)代謝，根據(jù)自己已有水平自主學(xué)習(xí)。在復(fù)習(xí)課中，一個較好的課件，既對基礎(chǔ)較好的學(xué)生起到提綱挈領(lǐng)、高效系統(tǒng)復(fù)習(xí)的作用，又可照顧基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生起到“新授”、重新學(xué)習(xí)的作用，從而保證每位學(xué)生都“有的吃”、“吃得飽”。