生物信息学研究方法范文篇1

[关键词]信息场信息生态位信息生态链信息运动生态

[分类号]G250

1问题的提出

回顾信息生态学的发展历程，从过程的角度看大致经历三个阶段。20世纪60年代为信息生态学的孕育与产生时期，主要在于对信息生态的分学科及信息生态要素的研究，以H_MarshallMeLuhan所提出“媒介生态”和WeinbergG，M“信息生态中的伦理问题”为代表。20世纪70年代后期到80年代为从信息生态要素研究向信息生态系统转移阶段。该阶段中，理论界在继续对信息生态要素研究的同时，更加关注信息生态系统的探索，应以拉斐尔・卡普罗的《信息生态学进展》和《迈向信息生态学》为代表。20世纪到90年代以后为信息生态学的拓展和应用阶段，则以ThomasH，Davenpo~与LaurencePrusak1997年的《信息生态学：掌握信息与知识环境》为标志，因为这是将信息生态学较早运用到企业的信息生态构建中。

从内容的角度看，信息生态学的发展可以概括为4个方面：①信息生态要素的研究；②信息生态的初步探索；③企业信息生态的研究；④知识生态的研究。如沃杰霍夫斯基教授在1975年创立知识生态学，对知识、人类及社会之间的相互关系进行了开创性的研究，初步构建了知识生态系统体系。随着时间的推移，国外目前主要是基于系统科学的思想将信息生态看成是复杂系统并进行更深层次的探索。如Karens，Baker＆Geoffreyc，Bowker在《信息生态：基于数据存储和识别的开放系统环境》中将信息生态成分概括为三种类型。

国内对信息生态的研究重点主要集中在：①信息生态定义与内涵的研究，以1990年张新时院士提出信息生态学的概念为标志；②对信息生态调控和生态系统的研究，如陈曙的《信息生态的失调与平衡》(1995年)、《信息生态研究》(1996年)，李美娣的《信息生态系统的剖析》(1998年)，蒋录全的《信息生态学――企业信息管理的新范式》(2001年)、《信息生态与社会可持续发展》(2003年)，田春虎的《信息生态问题初探》(2005年)等。与国外比较来看，国内对信息生态的研究，不同学科的专家学者仍然站在各自学科领域的角度米探讨问题，对信息生态进行系统性的研究还不够。

如何进一步开展对信息生态系统的深层次研究，笔者认为应该明确以下基本理念：①信息生态应该是基于信息运动的一个螺旋式发展的复杂系统。②信息运动生态系统应该由信息生态场、信息生态位、信息生态链构成。而信息生态链中主要包括信息场位系统、信息运动系统，即信息生产、组织与处理和转移与利用；信息环境系统，即政治、文化、科技、经济和政策法律系统。这三个系统在内涵上相互交融在一起才构成完整的信息运动生态系统。③信息是运动的，生态是变化的，信息生态链是不断震荡的。从信息运动的角度看，无论是生物信息，还是感觉信息均是信息，因为他们同样有符号、符号编码和与符号相对应的信号，这和人际间信息运动和工业生产中各个生产环节间的信息运动没有任何原则差异，只是具体的信息、符号以及信号不同而已。可见信息运动既可以在人与人之间展丌，在组织与组织之间展开，在人与组织之间展开，也可以在组织内部、组织外部展开，由此说明信息运动是广泛的。同时由于信息运动不再局限于通讯工程和人际间信息运动，而是拓展到生物现象乃至社会现象，又说明了信息运动的普遍性。信息在运动的过程中始终是依据其周围环境、运动系统或者是信息生态的不断变化而动态地显示其生存状态。系统的运动变化(包括演化becoming)都是凭借组成该系统各个部分之间的信息交换实现的，也正是在系统运行中显示信息be―mg状态。为此，在研究具体情况的信息运动时必须对系统性状一并考察，从而为进一步研究信息运动取得实际的依托。在这些理念之下，如何基于信息运动理念，探时信息运动生态的变化规律，促使信息运动生态协同演进?从系统科学的角度看，应该立足于信息场――信息生态位――信息价值链――信息运动生态系统这样一个主线展开研究。

2信息场问题

场的概念是用来描述物理量在空间的分布的，通常有标量场和欠量场之分，“只有大小的量称为标量(scalar)，既有大小又有方向的量称为矢量(vector)”，“若物理量是标量，其场称为标量场(scalarfield)；若物理量是矢量，其场称为矢量场(vectorfield)”。基于场的含义，前苏联学者别尔格认为有“信息场”存在。根据香农的信息论，在每个信息场中，含有一定的信息量。相对于其他信息场，它既是信源，也是信宿。因此可以认为，信息场是信息在空间的分布。在对信息场中的研究中，应关注信息场要素及内涵、信息场的场力与场强等。目前不同学科的学者提出不同的看法，诸如在对场力研究中郭咸刚在《c管理模式宣言》(新华出版社，2006年)中将管理场力分为4个基本要素，即权力是决定企业管理模式的基本力量，经济力是企业原始的内在驱动力，知识力是企业的制胜力量，文化力是决定企业持续发展的核心力量，并且认为应以文化力为主导力量，以知识力和经济力为支撑，以权力作为保证”’。张凯在论及信息场强时提出“主要对信息场的数学结构和可拓展性等进行研究，对信息场对某个信息点的具体作用力以及场强等进行研究””]。研究信息场的基本目的在于对信息场的拓展与收缩程度的把握，进而研究信息生态系统的整体变化规律，因此对信息场的拓展和收缩研究当是该问题的一个重点。同时，在对信息场研究的过程中我们将更加关注由于信息生态的变化而导致的信息场变化方向与规律的研究，具体包括信息场的拓展与收缩的基本机理，信息场拓展与收缩对信息场内、外信息存在方式和信息量的正、负影响，以及对信息运动生态链的震动幅度和震动力等。正如RodneyBenson，在其《Review：FieldTheoryinComparativeContext：ANewParadigmforMediaStud―ies》中对媒体新闻场的辐射影响研究中发现，媒体新闻场尤其是对中间的影响度较大，说明媒体新闻场的场力比一般社会场大。通过这些方面的研究，主要在于清楚地揭示信息场要素的内涵，信息场内部各要素之间的关系，不同信息场之间的关系，以及信息场的场力大小、场级高低等对整个信息运动生态系统的综合影响等。

3信息生态位问题

关于生态位内涵的研究，具代表性的当推Grin―nell、Ehon和Hutchinson分别给出的“空间生态位”、“功能生态位”和“多维超体积生态位””]。1917年J，Grirmell在《加州鸫的生态位关系》中从生物分布的角度解释生态位概念，称之为空间生态位。1927年c，EIton在《动物生态学》一书中首次把生态位概念的重点转到生物群落，指出“一个动物的生态位是指它在生物环境中的地位，指它与食物和天敌的关系”。称之为“功能生态位”。到1957年G，E，Hutchinson建议用数学语言、抽象空间来描绘生态位。例如，一个物种只能在一定的温度、湿度范围内生活，摄取食物的大小也常有一定限度，如果把温度、湿度和食物大小三个因子作为参数，这个物种的生态位就可以描绘在一个三维空间内；如果再添加其他生态因子，就得增加坐标轴，改三维空间为多维空间，所划定的多维体就可以看作生态位的抽象描绘，他称之为基本生态位。但在自然界中，因为各物种相互竞争，每一物种只能占据基本生态位的一部分，他称这部分为实际生态位”。尽管国外学者提出了不同的生态位概念，但事实上任何生态位都包含地位、空间和功能这些基本要素，上述观点足以说明生态位的内涵是非常丰富的。

由于信息生态不同于一般的自然生态，它是由信息主体的行为不断实施而构建的。在信息生态位的研究中，应该以生态位的基本理论和思想为依托，构建信息生态位的基本内涵。由于生态位理论对生态位形态的描述呈现多元化模式，这就需要借鉴集合论的基本思想。因为信息生态的内涵本身就是具有集合之含义，如AlexeiL，Eryomin认为“信息生态被看作是人们在信息交往的社会环境下生存和发展的状态，而且更多地将信息生态看作是一个集合概念，包含了信息的质量、管理、产品和价值以及信息服务与需求的评估等”。鉴于此该部分主要从集合论的角度对不同集合状态下信息生态位的内涵、信息生态位形态和信息生态位的位移与影响进行探索。既然信息生态位是以人作为主体，那么必然由于社会分工和社会需求的不同，出现不同层次和不同类型的信息人。因此对不同类型和不同层次的信息人在信息生态环境中的特定位置进行研究，就需要解决两个方面的问题：①对具有交互关系状态的信息生态位的研究，诸如重叠状态、包含状态和交叉状态；②对处于分离状态的信息生态位进行研究，诸如相邻关系、远离关系等。在对生态位形态研究中已经提出生态位测度是一个比较综合的概念，包括生态位宽度、生态位重叠、生态位体积和生态位维数等。如生态位宽度是指“一个种群(或其他生物单位)所利用的各种不同资源的总和。一般地说，一个种的生态位越宽，该物种的特化程度就越小，对环境的适应能力就越强”。此外还要对随着信息、人、时空环境的变化而产生新的信息生态位进一步研究，具体包括信息生态位的位移幅度的判断，信息生态位的位移对原集合内外其他信息生态位的影响，对相关信息场的影响以及对信息生态链的结构性影响。

4信息生态链问题

在信息生态链研究中，强调价值理论和价值链，其主要原因就是构建或优化信息生态链的基本目的在于使信息效用最大化。在任何一种生态系统中通常都要强调价值理论。正如波特在其《竞争优势》中提出的企业价值链，在价值链理论别强调组织的基本活动和辅助活动，其中基本活动包括生产经营、市场销售、服务以及企业的内外部后勤活动等；辅助活动包括企业基础设施、人力资源、技术研发和采购等，由这两方面共同作用形成了企业利润获得的基本框架。可见企业价值链研究就是研究企业的基本活动和相应的辅助活动来充分增加企业利润。信息生态链中包含了信息、信息人和信息环境这些构成信息生态的基本要素，是信息生态的集中体现。任何组织的信息价值链同样表现在基本活动和辅助活动两个方面，如果利用波特的价值链模型构建的基本思想，我们可以认为信息生态链所包含的基本活动为信息描述、信息组织、信息检索、信息传递与转移等，而这些基本活动的开展必然需要一定的辅助活动，如信息技术基础设施、组织文化和信息资源等。在组织信息价值链的基础上，如何实现信息的效应最大化，就取决于信息生态链的完备和自适应程度。信息生态链研究的关键主要应该就是对信息提供者、信息传播者、信息消费者和信息分解者的价值理念、道德信念以及信息共享的机制、产权约束与保障等问题进行探讨。这里主要研究两个方面的问题：一方面研究信息生态链的完备程度，即信息生态链要素是否完备，各要素中的要素成份是否完备等；另一方面研究信息生态链的自适应程度，即信息生态链要素或要素成份的异动对信息生态链产生的振动幅度及影响程度，以及是否能够实现自组织和自动修复。这样才有可能提出可以调控和具有风险预防并使信息价值最大化的信息生态链模式。之所以对信息生态链中的要素、要素作用及关联等问题较为重视，是因为“信息生态链是信息生态系统中不同信息人种之间信息流转的链式依存关系”。如果没有一个要素完备、自适应性强的信息生态链，就无法实现信息运动和完成信息流转。

5信息运动生态协同演进

生物信息学研究方法范文篇2

脉诊是中医重要的诊法之一，具有完整、系统的理论体系，长期以来，在中医理论体系及诊疗实践中占有非常重要的地位。中医一直把脉诊作为探测病因、病位、病性及预测疗效的根据之一，在临床诊病中发挥着十分重要的作用。几千年来，中医一直依靠手指触觉来体会患者动脉搏动时所提供的脉象信息，在判别脉象的属性方面仅停留在一些形象化的概念上。对某一脉象的认识，是以医生指下的体会结合该医生对脉象概念的领会来加以鉴别，缺乏客观指标作为判定脉象的标准，所谓“心中易了，指下难明”，因此，脉诊的客观化是一个亟待解决的问题。

1概述

《素问·阴阳应象大论》中记载：“善诊者，察色按脉，先别阴阳。”脉象就像一面镜子，可以反映患者脏腑气血的盛衰和邪正消长的情况。历代医家经过长期的临床实践和总结，形成了多种用以表现生理、病理信息的脉象种类，有据可查的就达80余种，目前各种中医书籍上只讲述常用的27种或28种；而且，中医的每一种脉象均有其名称，通常至少有5年以上的经验才可能掌握这种诊脉的基本方法。长期以来，众多医家对诊脉的部位、取脉的方法以及病脉和常脉等做了深入论述，但对脉象客观化的研究一直没有重大进展和突破。

现代科学技术的进步为疾病脉象的客观研究提供了新的方法和手段。如果能在中医理论指导下，采用现代信息技术等对疾病的脉象信息进行提取，并将脉象信息与疾病的生物信息进行关联研究，从而形成开放的脉象理论系统，真正实现发展创新中医脉象理论的最终目的，将为现代中医学理论体系提供新的理论思想和认知系统。

2脉象信息获取的测量学分析

从测量学的角度来看，传统脉诊中普遍采用的“独取寸口诊法”是医者以自己的手指作为传感器，依靠指端的触觉、压觉、振动觉，对被诊者的脉速以及左、右掌后桡动脉寸、关、尺三部的脉动压力及其分布情况进行检测，并通过指法的变化来检测桡动脉管在受到各种干扰力的情况下的动态变化。由于诊脉以手指为工具、以经验作为判断依据，因此，医者用手指测得的脉象并非是各个被测量的一个精确的数值集合，而是医者在不同的指法下对被测者脉搏搏动时其皮下桡动脉管的各种运动形式的感觉和总体印象。手指脉诊中所采用的传感器性能是不统一、不标准、不恒定的，这个特点从根本上决定了手指脉诊带有主观性，是一种模糊的、不准确的测量。此外，由于被诊者的人体差异以及医者师承经验的不同，使得脉象的辨认和识别缺乏统一、精确的标准，但若从各种不同的疾病中去仔细分析和研究，一定能体会到脉象的复杂分类与不同类型的疾病之间有着密切的关系。

从信息提取的角度看，传统的中医脉诊是采用柔性感传器装置(医生的手指)，通过阻尼系统(患者的表皮及皮下组织)对柔性管路(患者桡动脉)以及其中的脉动液体流(患者血流)进行复杂的动力学分析后，经医生比较、综合，最后得到的脉诊结论。事实上，脉诊是一套完整的有机信息提取、处理和分析过程，这也是目前中医脉诊客观化遇到障碍的根本原因之一。现有检测人体中医脉象信息的装置，或是信息量不足(常见的单点式脉象换能器的脉象仪)，或是所得到的信息与中医脉诊理论不直接相关(如光电容积脉搏波、阻抗容积脉搏波)，或是信息的提取有别于传统方法(如现有的刚性多点阵脉象检测装置)[1]。

笔者认为，要实现脉诊的客观化，首先要求我们必须根据中医药基础理论对脉象进行本质研究，然后采用现代生理学的方法来阐明脉象的形成机制，进而用各种相关的物理指标来量化地描述脉象的特征、分析脉象的信息结构，并在此基础上建立脉象的数理模型，最后采用相关的物理传感器来实现脉象信息的检测。总之，针对中医脉诊客观化的研究，应在符合传统中医脉诊方法学的基础上，提取更多、更直观的信息，通过更完善的信息分析与处理，在与中医脉诊实践的相互印证中，逐步实现中医脉诊的客观化。

3国内外相关研究现状分析

关于脉象的客观化研究现状，一些学者从不同侧面进行了分析与总结。谭氏等[2]认为，自20世纪50年代以来，结合现代科学技术的最新进展，对脉诊学的理论、诊脉方法、临床诊断和实验研究等方面均开展了大量工作，取得了较大的进展。对人体脉搏系统的信息检测和建立人体心血管系统的动力学模型，一直是生物力学和生物医学界所关注的重要问题之一。现代医学研究表明，心脏有节奏地间歇性射血引起主动脉内的压力和流量脉动，由心脏沿动脉向外周血管传播，其传播的波形随心血管系统性能的变化会发生敏感和显著的变化。国内学者根据中医脉诊的原理，研制了种类繁多、性能各异、工作原理不同的脉象传感器[3-7]。利用这些传感器基本上可检测出中医诊脉的各种脉象。另外，在理论方面也作了较深入的研究，对脉搏波的特征信息提出了各种不同的分析方法，取得了一定的进展[8-11]。有学者认为，脉象研究要突破上述经验性表象描述的局限、真正与现代数理科学相结合，就必须从心脏运动和动脉管道运动的生物力学特征入手，建立脉象的生理、数理模型[12-13]。

另外，生理学研究表明，脉象主要综合了心脏和血管的舒缩运动、血管管道的弹性振动以及在手指压力的干扰下血流和血管运动的变化所产生的多种信息，是这3种主要运动在寸口处使医者的手指产生的连续时间的空间立体感觉[14]。据此，从20世纪80年代开始，学者们对脉象的信息构成进行了研究。李氏[15]概括了脉象的信息特征，认为切脉时浮取、沉取所感受的脉管运动形式是不同的，浮取时感知的主要是桡动脉管壁的位移，而沉取时感知的是压力脉搏波；并在此基础上对中医27种脉象各种指感的物理因素作了分析，对脉象的函数表达和曲线族进行了研究，得出了各种脉象与相应的物理变量之间的函数关系，综合地反映了脉象在时间、空间上的分布形态。对脉象的一系列生理、物理研究以及实践都表明，上述各物理量的集合能够较为全面地表征指感脉象的特点。然而，这种表征方式存在着局限性，采用这些物理量只能建立脉象的经验性表象描述，并不能从生理机制上刻画脉象的内在本质。当然，也有学者开始思考利用相对成熟的检测方法进行脉象研究，该研究参阅相关资料，从理论上对脉诊与心电图QRS波的相关性进行论证，结合临床对实际操作进行可行性分析，得出了“心电图QRS波与脉象的联系有密切相关”的结论，认为参考心电图的变化，尤其是QRS波的变化，结合临床辨证施治，有助于脉诊学的研究与发展[16]。

但是，脉象客观化研究举步维艰，不仅仅表现在脉象信息获取技术的局限性上(现有检测人体中医脉象信息的装置，或是信息量不足，或是所得到的信息与中医脉诊理论不直接相关，或是信息的提取有别于传统方法)。由古代中医从全方位对整体脉象的动态描述可以看出，脉象描述参数是多元的，是从整体着眼的，它不仅包含空间函数，还包含着时间函数，是一个综合了时间和空间的多维概念。另外，古人对脉象的论述是与病证结合起来，是熔医、理、脉、法于一炉的。因此，这些研究还是简化的、局部的，在反映系统整体性和规律性方面与实际应用还有较大差距。主要表现为：①对脉象特性缺乏统一的认识，对脉象的表述没有一致的方法。②脉图特征及其分析方法研究多为单一的时域分析方法。由于脉象形成极为复杂，它与血管结构和特性、管外肌肉和皮肤组织、血液特性等多种因素有关，反映的是一个综合的结果，若用单一的时域分析方法来处理采集到的非线性、非平稳的脉搏波信号有一定的局限性。因此，寻找新的脉搏信号提取方法来研究脉象是非常必要的。③关于脉象、脉图形成机制研究，目前多限于血液流变学、微循环障碍、血流动力学、心功能4个方面，但能够反映心血管状态的病理指标(如冠状动脉狭窄程度、心脏和颈动脉超声、炎症指标、血脂异常等)和脉象、脉图参数的相关性研究报道较少。脉象和心血管状态的关系有待进一步探索。④目前脉象客观研究还尚未从脉象基本要素的角度进行量化研究，也就是说，还没有学者去探索有哪些生物信息指标或脉搏参数对判断患者的脉位、脉力、脉长、脉宽、脉流利度、脉紧张度等基本要素可以起到量化作用。

4方法探析

笔者认为，开展中医脉象客观化研究必须具备以下2个基本前提。第一，坚持以中医药学基本理论为指导。确立以中医学基本理论为指导并贯穿研究过程始终的研究思想，是中医脉象理论现代研究不走弯路并能正确开展的前提和保证。只有坚持以中医药学基本理论为指导，才能使脉象理论现代研究的最终成果既能实现现代语言的科学表述，又能在确定自我主体价值的前提下进行传统与现代的渗透与融合，从而形成脉象理论的开放系统，真正实现发展创新中医脉象理论的最终目的。第二，合理界定脉象理论体系和具体脉象的描述体系。中医脉象理论是历代医家在长期医疗实践过程中，对脉象特征及脉证关系了解与认识的不断深化，进而加以概括和总结，逐步形成的，是由经验上升为理论的科学模式形成过程。要想验证经验科学所形成结论的正确性，必须回到经验科学的原始材料中去，对其进行系统梳理和整合，理出中医脉学的理论思想体系，确立具体脉象合理的特征标识，正本清源。

目前，国内外脉象客观化的研究往往是个案式的考察，没有对古代文献的脉象描述进行全面的大规模研究。本研究拟以“中医药文献保障系统”为基础[17]，对实验脉象进行穷尽式全面排查，编历出古代文献中与其相关的词语与概念，建立脉象描述体系(脉象特征)。该研究可以基本理清中医脉象构成各要素及其关联关系的基本轮廓。

5相关探索

利用自然语言处理(NLP)技术与方法，开发研究关键技术，针对中医药传统脉证知识，构建古代脉象数理模型，将该数理模型运用到现代生物医学及现代中医药文献中，并结合多知识源融合的脉象数理模型分析器，挖掘现代生物学、生化学相关关联指标，进而构建现代脉象数理模型，实现脉象的现代数理量化描述，从而形成脉象理论的开放系统，真正实现发展创新中医脉象理论的最终目的。

本课题组现已进行了大量的基础性研究工作，具体包括以下几点：①开展针对专业文献文本理解的数据基础研究。研制开发中医药文献自动分词和词性标注系统，开展行文架构研究，研制中医药语义词典，为基于大规模真实语料的中医药各项研究奠定了数据基础[17-18]。②研制开发非相关文献知识发现辅助系统，并利用专业语义词典提供的多种词法及句法结构，进行词性、语义类以及共词排除等多种控制，这在国际上尚未见到相关报道，是对非相关文献知识发现理论本身的一种创新与发展[19]。③将非相关文献知识发现应用到中医药脉象客观量化研究领域，为中医药研究提供新的理论、方法，注入新的活力。

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生物信息学研究方法范文篇3

>>民族信息学的研究范式与发展方向探析生物信息学在农学研究领域中的应用协作学习在信息学奥赛辅导中的实践研究中医药信息学的发展与应用医学信息学课程的发展与思考发展中的医学影像信息学癌症研究的生物信息学资源中医神经信息学研究趋势生物信息学方法在蛋白质―蛋白质相互作用研究中的应用社区信息学的主要方法中日美企业文化的比较研究云计算及其在生物信息学中的应用关于化学信息学及其课程教学生物信息学在生物学研究领域的应用在信息学辅导中培养学生的信息素养我国医学信息学教育的历史与发展现状美国健康信息学技术的发展现状及作用中医大数据下生物信息学的发展及教育模式浅析人才成为国外医学信息学发展原动力自建在线评测平台在中学信息学奥赛教学中的应用常见问题解答当前所在位置：l.

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生物信息学研究方法范文

关键词：生物信息学；课堂研讨；案例分析

作者简介：刘伟（1979-），女，辽宁铁岭人，国防科技大学机电工程与自动化学院，讲师；张纪阳（1979-），男，湖南泌阳人，国防科技大学机电工程与自动化学院，讲师。（湖南?长沙?410073）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）23-0060-02

21世纪是生命科学的世纪，生物技术飞速发展，生物学数据大量积累。而生物信息学正是在这种大背景下蓬勃兴起的交叉型学科，旨在用信息学方法解决生物学问题。为了培养复合型人才，大力发展交叉学科，国防科技大学（以下简称“我校”）近年来面向全校理工科研究生开设了“生物信息学”选修课程。

“生物信息学”作为新兴的交叉学科，具有融合性、发展性和开放性的特点。[1]融合性是指生物信息学涉及的生物、计算机、数学等多个学科的交叉与融合。从20世纪90年代到现在，该学科发展非常迅速，研究热点发生了数次改变。开放性是指该学科存在大量有待探索和研究的新问题。这些特点一方面为课堂教学提供了大量的主题和素材，一方面也对授课方式提出了较高的要求。经过认真分析，选定研讨式教学作为该课程的主要授课方式。研讨式教学即研究讨论式教学，是将研究与讨论贯穿于教学的全过程。[2]在教师的具体指导下，充分发挥学生的主体作用，通过自我学习、自我教育、自我提高来获取知识和强化能力培养。[3]通过确立教学目标，精心设计和组织教学内容，在实践中贯彻研讨式教学理念和方法，在生物信息学课程中对研讨式教学模式进行了理论探索和实践创新。

一、教学目标的确立

合理的课程目标与定位是决定课程建设成败和教学效果的基础，其主要依据是人才培养需求和授课对象的实际情况。首先，教学对象是研究生，已具备一定的自主学习和创新思维的能力。教师不仅要传授知识，而且要讲解基本的研究方法，让学生具备独立思考问题、分析问题和解决问题的能力。其次，作为军校学生，以后从事的工作可能涉及很多学科方向，展现如何针对一门新的学科方向进行研究的整体思路显得很有意义。最后，考虑到学生不同的知识背景，对于各部分内容的理解程度不同，必须兼顾不同的专业方向，让每个学生都能有所收获。因此，确立教学目标为：介绍生物信息学的基本概念和方法，通过案例分析展现科学研究的基本方法和实践过程。

二、教学内容的设计和组织

1.教学内容的总体设计

确定了教学目标之后，需要对课程的教学内容进行总体设计。参考国内外多所高校的相关课程设置，如北京大学的“生物信息学导论”、中科大的“生物信息学”、中科院的“生物信息学与系统生物学”和MIT的“BioinformaticsandProteomics”等，发现这些课程主要是针对生物专业的学生开设，侧重于方法学介绍。而我校学生大部分是工科背景，对于统计和机器学习方法有一定基础，重点是了解相关的生物学问题，并应用已有的工科知识去分析和解决这些问题。同时，随着生物信息学的快速发展，研究领域不断扩大，有必要展现该学科的最新进展。

因此，课程内容总体设计上以生物学问题为主线，结合最新的研究成果，对各种计算方法的应用过程进行深入和细致的讲解。在介绍生物信息学的研究现状和生物学基础知识之后，分多个专题详述生物信息学最新的研究进展，各专题在内容上相互衔接，由浅入深，以便学生理解和接受。以问题为导向的课程设计对于启发学生思考，积极参与课堂研讨具有重要作用。

进一步，为了突出部分重点专题及其分析方法，采用案例分析课的形式，针对一些重要问题进行深入探讨。鼓励学生应用所学知识，结合自身的专业背景，通过积极地思考和讨论提出相应的解决方案。案例选择为教师有一定研究基础的开放性问题，一方面介绍已有的研究成果，一方面结合教师的研究体会，通过积极讨论拓展新的研究思路。案例分析课有助于学生更多地参与课堂研讨，对于知识的综合应用和科学研究过程产生切身体会。

2.教学内容的组织

研讨式教学的关键是调动学生的积极性，鼓励学生踊跃地参与课堂讨论，提出自己的观点。通过集中备课，学习和吸取老教师的成功经验，总结调动学生积极性的基本要素，对授课内容进行了认真的组织和编排。

（1）重点突出，详略得当。由于生物信息学涵盖内容非常丰富，有必要对课程内容进行取舍，在保证知识面的基础上，突出授课的重点。减少或删除重要性较低的部分，采用图片和动画等形式对重要的知识点加以强调，以深化学生的理解。只有学生对重点内容理解透彻，才能激发出浓厚的学习兴趣，积极参与课堂研讨，碰撞出智慧的火花。

（2）新颖有趣，实例丰富。在课程内容上应充分体现知识性和趣味性，以丰富的实例展现生物信息学中基本的概念和方法。学生往往关注与日常生活休戚相关的内容，期望能用所学知识解释常见现象，因此实例选择应贴近生活体验。课件中准备了大量的实例，例如，在讲完构建进化树之后，举例说明为什么人类的祖先是从非洲走出来的；在生物代谢一章，通过卖火柴的小女孩的故事阐释生物代谢过程的高效性；在蛋白质结构部分，讨论为什么湿着头发睡觉，头发容易变翘。通过实例分析，增加学生对于所学知识的理解和参与课堂研讨的积极性。

生物信息学研究方法范文篇5

在企业经营管理中，信息反馈，就是在经济系统正常运行中，将各种指令(决策)的执行情况的信息返送到有关管理部门和领导者(即决策人物)，便于据以做出新的指令。

一个企业在产品生产过程中，要想知道它的产品是否具备了特定功能，是否能畅销市场并有竞争能力，这要靠用户的评价和市场的销售状况来检验。对这种产品，企业还是继续扩大生产，还是更新产品，主要靠市场销售状况和用户评价的信息来决定。那么，这样的信息就要靠管理的监督机沟把输出端的信息反馈给输入端，这样才一能俭验决策是否正确。输出端的信息反溃给渝入端叫反馈信息。反馈信息的作用就是将修正决策的正确意见提供给决策汰沟，为决策机构作新的决策提供依据。

调查研究和信息反馈在企业管理中是非常重要的，二者既相互依赖又相互作用。调查(收集信息或旧信息反馈)是研究(信息分析处理)的前提，没有调查(信息收集)就谈不上研究，而研究(信息分析处理)是调查的发展和深化。因此从某种意义上来说反馈信息是“研究”的基础，没有反馈，信息就不能从输出端返回输人端。如果不做研究(信息的分析和处理)就找不到事物的本质和规律，也就无法进行下一轮决策。实践证明:一个生命没有反馈，就必然灭亡;一个企业如果没有反馈功能，就没有适应环境的自伐调节功能。所以调查研究是我们认识客观世界的手段和途径，每个企业的经营管理者都要学会调查研究。

那么，企业的经营管理者应从事哪些方面的调查研究和如何进行信息反馈呢?管理工作范围很广，大至研究和贯彻政策，向领导提供建议，起草文件、报告，参与拟定企业的各种规划、规定和办法(即决策);小至处理一件具体业务，安排一次会议或催呈或催办某一件事物，。这些都离不开调查研究和信息反馈。

一个称职的企业管理人员，必须经常注意调查研究，掌握第一手资料(即可靠信息)并提供给领导，帮助领导考虑问题和作出决策，防止和纠正工作中的某些失误和偏差。

笔者认为，又寸一名企业管理者来说，一是要对本企业的基本概况要了如指掌，就必须进行调查研究。二是既比较成熟又具有代表性的经验，主要靠每个管理者深入实际调查研究，将了解和掌握的大量材料和信息进行去粗取精，去伪存真，由此及彼，由表及里”的制作功夫才能实现。这种调查叫经验性的调查。三是对本单位、本系统临时发生的一些重大事件也要及时作深入细致的了解做到心中有数，以便及时向领导汇报，作出正确处理，这种调查叫临时事件调查。四是带着观点，在规定时间范围内，集中精力对某一个专题进行调查研究。这种调查多半用于本企业检查下属单位执行上一级决策的执行情况。如:就目前来说，深化改革的设想和途径，完善承包经营责任制的措施及办法，企业管理的规范化、几科学化以及现代化科学管理在企业中的运用等等。对于这种调查，要求严细认真，实事求是的反映下属单位的贯彻执行情况，要认真总结经验教训，达到指导工作的目的。这是专题性的调查。调查中的信息反馈，有以下特点:

1、反馈的及时性.在调查中，不论是哪种性质的调查，都要将调查了解到的真实情况和材料加以整理及时报告领导便于领导掌握动态，进行下一轮决策。

2、反馈的真实性.这是反馈信息中的关键所在.加果我们在调查过程中，局限于道听途说或一知半解，这样的信息将是虚伪的、不真实的假信息。这样的假信息反馈给领导，将会导致领导决策的失误，铸成大错。

3，反馈的准确性.也是信息反馈中的重要因素.尤其是涉及到企业经营活动中的调查更为重要。一就是一，二就是二，只有坚持发馈信息的准确性，，才能给领导决策提供可靠的依据。

生物信息学研究方法范文1篇6

信息革命,即所谓的第五次产业革命使人类社会步入了信息时代,以计算机和网络技术为核心的现代技术的飞速发展,正改变着我们的生产、生活和学习方式。信息,一般被理解为客观存在,是通过物质载体发出的消息、情报、数据等所包含的可传递和可交换的一切内容。究其本质,首先,信息是一种客观存在,是物质的；其次,信息是物质的一种根本属性；第三,信息是时间和空间的统一。信息有2个层次,即事物的信息(称为“本体论信息”)与人们所获得的某事物的信息(称为“认识论信息”)。信息在现代社会中的地位和作用越来越重要,在社会的各个领域,每时每刻都在进行着有关信息的收集与。人们通过对收集到的信息进行加工、处理、分析,然后做出相应的决策,指导自身的行动。

基于“司外揣内”、“取类比象”理论的中医诊疗,是医者运用望、闻、问、切4种诊断方法,获取患者反映出来的客观信息,然后根据其内在联系,“立象表意”,做出某种判断,辨证论治,确定适当的治疗方法和配伍用药的过程,该过程可看作是医者对患者所表现出来的信息进行获取、理解、分析、综合、应用与评价等的处理过程。因此,基于信息处理,研究中医诊疗特征,不仅可以从一个崭新的角度对中医诊疗加以诠释,还有助于探索新的诊疗模式与临床研究模式,以促进中医学向前发展。

1植根于信息处理的中医诊疗

1.1立“象”就是立信息

信息是一个事物对另一个事物的反映。中医理论建立在对“象”的认识上,医者对人体内部情况的认识是通过“象”,也就是信息来完成的,藏象、脉象、舌象等都属于“象”。《类经》载：“象,形象也。藏居于内,形见于外,故曰藏象。”体现中医学对人体生理和病理的认识,即对人体正常生命活动或病理状态的各种表象加以概括,“藏象”两字就表达了这一点[1]。如《内经》所描绘的“心,君主之官”、“心藏神”、“心主血脉”等,说明“心”就是有关血液循环、意识活动等信息的全面概括。

人脑接受外界输入的信息,刺激物作用于人的感受器,传递到大脑,引起大脑皮层神经细胞的活动,建立各种暂时神经联系,就产生一定的心理现象,如感觉、知觉、表象、记忆等,暂时联系建立以后,在一定刺激物的作用下,会进入活动状态,参加大脑皮层的分析综合活动,重新改组,建立新的联系,因而变成人的新思想,使人的心理活动不断地发展下去。医者接受患者的信息,就是将书本的知识和老师的言传身授作为条件刺激物,在头脑里建立各种复杂诊疗信息的暂时神经联系,每当接诊患者,感受到患者的信息,结合自身的体会,建立子模式,把器官感觉到的信息和知识与大脑中存储的医学模式从整体上加以比较,进行搜索和匹配,找出并识别“象”,使头脑中暂时神经联系巩固、重新复活,以及重新组合,于是开始论治。从信息处理的角度来看,医者大脑是信息处理与加工的器官,可以从海量不准确的材料中抽取特征,抓住主要的因素,进行模式识别,即立“象”。

信息获取有直接获取和间接获取两种途径。中医的“象”大多是通过物理载体到达人感官的宏观体征,反映的是人体的状态,藏象则具体到人体的某个功能系统,但都不是对人体某个组织器官的直接表现,而是间接的。可见,中医诊断是对“象”信息的提取,而不是病变本身,从更广义的角度讲,其更接近于疾病的本质。同时,立“象”也是医者实践与经验的积累过程,是多维的(望、闻、问、切)、自下而上的综合集成过程。因此,患者反映出的客观信息即使混杂了很多假象,与书本知识差别较大,但技术过硬的医者还是能够准确地辨证论治,遣方用药。

1.2中医思维方式与信息科学的异曲同工

信息科学是以信息为研究对象、以信息过程的规律为研究内容、以信息科学方法论为研究方法、以扩展人的信息功能(其整体就是智能)为研究目的的一门横断科学。信息科学的一个基本特点是始终重视关系存在,在分析和处理各种要素时,往往先明确它们与其他要素的结构关系,然后再将它们本身的属性融合进去,而这一点正是中医学最重要的思维方式。正如《素问·宝命全形论》载：“人生于地,悬命于天,天地合气,命之曰人。”中医认为,人生存于自然环境之中,是自然界生物进化的结果,其机体体现着自然界的精华,自然环境的变化直接影响着人的生理和心理状态[1],所谓“人以天地之气生,四时之法成”(《素问·宝命全形论》),并且“人与天地相参也,与日月相应也”(《灵枢·岁露》)。中医诊疗是从系统与整体角度把握环境信息对人体生物信息的影响,重视关系,离开“病”无以谈“法”,离开“法”亦无所谓“方”,离开“方”也无法谈“药”[2]。

中医认为,大千世界中的复杂生命现象可以简驭繁地用“阴阳”理论来概括,所谓“阴阳者,天地之道也,万物之纲纪”(《素问·阴阳应象大论》),人和自然是一个整体,生命的本质也可以通过“阴阳”来认识。中医“阴阳”理论属于信息概念的认识论层次,它源于存在,又高于存在,信息科学也是从认识主体的角度来研究信息的,以“0,1”的逻辑来实现各个领域的功能,不管是中医学还是信息科学,都遵循信息内容与其形式越疏远,其反映的水平越高；信息传输和贮存的能力越强,越容易高效处理的信息活动规律。

1.3中医疗法的信息特点

人体自身存在的调节机能是维持生命稳态的基础。疾病的产生是由于负反馈机制出现故障,扰乱人体的正常信息,正常的秩序受到了干扰,使机体偏离稳态后不能及时调整到健康态,调整的办法是让受到干扰的信息体重新得到恢复[3]。中医治疗则是引入一种干扰,输入信息(如通过服用中药),调整人体状态,激发人体自身的调整机能产生作用。如出现风寒表证的状态,服用麻黄汤,可以作为一个好的干扰,使机体恢复到正常的“阴平阳秘”状态；若使用一个坏的干扰,则会进一步使机体下滑到更加偏离健康的状态。中药的调节作用是根据其四气五味,治疗的关键在于用什么性味的药以及药量的配比,而绝对的药量是次要的。因此,中医的治疗可以看作是一种信息疗法,中药起作用的关键在于其对信息的综合调整。信息作用的特点就在于它的间接性,并且要经过系统内部放大。中医往往被认为是非线性科学,而这恰恰是信息的特点。信息技术的基础就是半导体的非线性伏安曲线(也称“开关特性”)。中药信号就象小的信号电压,人体自身的调整机能就象两极的大电压,用小信号激发大电压工作,这就是所谓的放大作用,也说明了中医诊疗具有信息特性。

2中医诊疗过程中的信息处理

中医诊疗过程可以看作是医者对患者所表现出来的信息进行处理的过程,其信息学内涵体现在过程中的每个阶段。

2.1诊疗信息的获取

获取信息是指将用于问题求解的专门知识从知识源中总结和抽取出来的过程,由于其耗时、低效,是信息处理中的一个“瓶颈”。

中医四诊的实施过程就是相关信息的获取过程,人体的健康状态及其变化方式(证候)是获取的主要内容,望、闻、问、切是医者获得人体整体阴阳盛衰、正邪斗争状况“精微信息”的主要手段。医者通过望诊收集患者形态的异常和面色、肤色、舌色、舌苔的变化,以及精神、表情方面的病态反应；通过闻诊收集患者体味的异常及气息的变化；通过问诊收集患者自感症状、心理变化的过程和病史、家族史及生活习惯等；通过切诊收集患者脉象的变化。总之,所获取的信息是多方面的,有精神、气质等整体信息,有形态信息,有年龄、性别、文化程度、居住环境、病史、家族史等个体信息,还有在众多信息高度融合的过程中派生出的大量具有多样性和复杂性的隐含信息[4]。

2.2诊疗信息的表达与分类

对获取信息的表达首先要进行标准化,使患者主诉语言转化为中医语言,即信息语言的转换,进而通过分类认识其本质属性或把握其特征,即信息的分类。分类是区别、认识患者信息的起点,如将患者脉象分为平脉、病脉、死脉以把握其机体的病理、生理变化。再如《伤寒论》把伤寒所致的热病区分为6个阶段,形成六经分类法；还可将咳分为五脏六腑之咳；风可分为五脏风等。从信息学的角度讲,辨证是对人体感受病邪后所产生的反应状态的分类,证是以人体功能状态和疾病动力学发展趋势为目标,对人体疾病状态信息分类的单位,既有病理的,也有生理的；既有静态的,也有动态的。中医对于人体功能状态有若干种分类方法,如阴阳是二分法、卫气营血辨证是四分法、六经辨证是六分法。

2.3诊疗信息的认知

医者对所获取的患者所反映出来的各类状态信息,根据自身的信息结构进行理解、比较、分析、综合,其过程是对患者信息的认知,也是思维系统形成的疾病信息与知识的转换过程。

对知识的理解,广义是指揭露事物本质的过程,包括对言语、事物意义、事物类属性质、因果关系、逻辑关系、事物内部构成及组织等的理解；狭义是指利用已有的知识去认识新事物、或把某个具体的事物纳入相应的概念和法则中。一般所说知识的理解,主要指运用已有的经验、知识去认识事物的种种联系,以认识其本质、规律的一种逐步深入的思维活动,它是认知过程的重要环节。所谓信息分析,就是根据特定问题的需要,对大量相关信息进行深层次的思维加工和分析研究,形成有助于问题解决的新信息的信息劳动过程,是情报研究流程的一个重要环节。该环节侧重于对信息进行精加工,既与研究对象有关,又与研究目标和任务相连。理解有不同的水平,最初是知觉水平的理解,即对客观事物进行“是什么”的揭示,这是在对映象特征进行分析、综合的基础上,进行识别,确定名称的过程；其次是中级水平的理解,即揭露客观事物“为什么”的问题,揭示客观事物的本质及其之间的联系；高级水平的理解是个体在揭示客观事物“为什么”的基础上,把有关事物归入已获得概念中去的过程,从而建立或调整认知结构,是实现知识的迁移、知识的应用及创造性解决问题的基础[4]。

所谓比较,是把两类疾病表征相对比,确定两种疾病的异同,把握患者疾病的本质属性,从而确定它们的相同点和不同点的逻辑方法。把握疾病的虚实就要对邪气与正气的盛衰进行比较,这种比较在《素问·通评虚实论》中早有“邪气盛则实,精气夺则虚”的记载。有时也要根据同类的已知情况去推测未知情况,即类推,根据两个或两类事物在某些属性上都相同,进而推出它们在其他属性上的相同之处。中医诊疗本身即为一个“以我知彼,以表知里,以观过与不及之理,见微得过,用之不殆”(《素问·阴阳应象大论》)的信息类推过程。

2.4诊疗信息的策略生成与优化

策略是解决问题的方法、步骤和程序,智能则是针对给定的“问题求解目标”,有针对性地将获取的信息提炼成为知识,并在目标引导下把信息和知识激活为解决问题的智能策略和相应的智能行为。策略是知识的升华,知识又来源于信息。因此,智能求解的过程也是“信息-知识-智能”的转换过程。策略生成是指由信息和知识生成解决问题的策略。医者施治过程是医者相关认知信息的评价和应用过程,可以看作是策略的执行。治则治法的选择是在辨证基础上进行的,其依据主要是各类信息分析、综合的结果,一旦证型确定,对应的治则治法也就相应产生。在这个过程中,假定医者知识结构(即其大脑储存的中医理论、辨证方法、治疗经验、诊疗水平)是相同的,那么,临床疗效的关键就在于获取的信息是否准确、范围是否恰当、方法是否合适,以及信息理解、分析、综合能力,即四诊信息合参的综合辨证水平。

辨证论治是中医临床的重要技术,核心是“证”与“治”,《伤寒论》中“观其脉证,知犯何逆,随证治之”即是对辨证论治精髓的高度概括。辨证论治从诊断到处方的过程,是由知识到策略的过程,实际上产生了由理论到实践的飞跃——决策,即信息学范畴的判断与输出,如果知识是完备的,由知识生成策略可以得到唯一的正确策略。但是,在中医诊疗的复杂情况下,存在大量的不确定性,因此策略未必正确,需要实践的检验,在实施治疗之后尚需继续观察疗效,获得新的信息,并以此调整对病因病机的判断和治疗的策略,循环往复,螺旋上升。这也就是信息(智能)科学所讲的反馈优化过程。

3中医诊疗研究新模式展望

中医理论以取类比象、司外揣内见长,诊疗思路离不开推理。信息科学的出现为中医诊疗的研究开辟了新的领域。近年来,基于模式的推理获得诸多学者的青睐。中国学者从东方思辨角度提出对复杂性问题认识和处理的模式：物理-事理-人理(wsr)方法论。所谓物理,是指涉及某项系统项目或问题处理过程人们面对的客观存在,是物质运动的规律总和；事理,是指人们面对的客观存在及其规律时介入的机理,这种定义体现一种人-物界面；人理,是指所有人们之间的相互关系及其变化过程。从这一角度着眼,医者对患者的信息处理过程具有物理-事理-人理的三维属性。通过研究和理顺这种关系,能推动中医诊疗研究寻找新的模式。

目前,信息革命与现代科学技术体系的形成,人类工程学、电子计算机、信息处理、人工智能等工程技术方面的进步,为中医诊疗研究向基于交互平台的智能化发展提供了契机。由我国著名科学家钱学森院士提出的从定性到定量的综合集成研讨厅体系,致力于把古今中外的各种情报、资料、信息、人的思维、思维的成果、人的经验、知识、智慧统统集成起来,使人脑的信息处理与电脑的信息处理相结合,形成一个工程领域,以达到对整体认识的“集大成”,即人-机共创智慧[5]。由于人脑和计算机都是信息处理的工具,人脑通过经验积累与形象思维,擅长不精确的、定性的把握,而计算机则以极快的速度,擅长准确的、定量的计算,故而两者互相结合,可充分发挥各自的优势,并随着综合集成法及从定性到定量的综合集成研讨厅体系在信息网络上实现,既能达到集智慧之大成,又能通过反馈的作用来提高人的思维效率,以增强人的智慧,因此,可以将之用于对复杂信息处理的中医诊疗模式研究。

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生物信息学研究方法范文篇7

基因组学，生物医药等内容已经列入我国“十三五”规划纲要，作为我国未来几年的重大科技研究领域，生物信息学在这些领域中将发挥不可或缺的作用。生物信息学(Bioinformatics)一词由美籍学者林华安博士(HwaA.Lim)首先创造和使用。生物信息学是多学科的交叉产物，涉及多个领域。狭义的讲，生物信息学是对生物信息的获取、存储、分析和解释;计算生物学则是为实现上述目的而进行的相应算法和计算机应用程序的开发。这两门学科统称为生物信息学。生物信息学是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一，同时也是21世纪自然科学的核心领域之一[1]。当前，伴随着分子生物学技术的快速发展及后基因组时代的到来，生物信息学除了在生物领域有重要作用，在其他领域如医学、药学、农业、卫生等广大领域也有着巨大的影响。

药学专业是培养从事药物分析、临床药学、药物研究与开发、药物制剂生产与管理、医药营销等方面人才的专业。该专业对于人类健康问题的解决，是一个必须的学科专业。随着大数据时代的到来，药学领域的药物资源、临床药学服务、新药研发等的研究也面临着海量数据的挑战，所以把生物信息学运用到药学研究中已经是必然趋势。故本文就生物信息学设置在药学专业课程中的必要性以及教学方法进行初步的探讨，希望能为药学专业的学生课程设置提供参考。

一、生物信息学在药学专业设置的必要性

生物信息学在生药学、药理学、药物化学等学科已经开始应用，具体在中药材鉴别、药物机制研究、药物功能基因筛选、药物设计中已经产生了比较好的效果[2]。

(一)生物信息学与生药学。中药材鉴定是生药学的重要内容，中医药作为中华民族的瑰宝，中药材的质量就是中医药发展的生命。我国国土面积广阔，中药材资源非常丰富，研究中药材资源的分布、中药材的质量优劣便成为中医药发展的重要研究课题。生物信息学已然成为除来源鉴定、特征鉴定、理化鉴定、显微鉴定之外的新的鉴定药材的方法。

中药材具有道地性，即药材的质量与药材的分布和地域有相关性，通过生物芯片技术可以具体分析道地药材的基因序列，用特殊标记的序列作为探针，通过生物信息学分析鉴定药材的道地性。另外，我们可以把特殊标记的序列作为条形码，相当于药材有了自己的身份标签，就可以查询数据库对应的种属序列，区别该药材的真伪[3]。

组学时代的到来和系统生物学的发展、药材的序列数据的不断积累以及研究的丰富与深入，使得我们可以从相关的数据中发现药材的进化关系和遗传学特点，绘制系统发育树，寻找种群间的发育关系[4]。

(二)生物信息学与药理学。药物的作用机制是药物效用的核心内容，也是药物治疗作用与不良反应的关键所在。我们可以通过药物基因组学、转录组学、蛋白组学和代谢组学研究药物作用的关键基因和作用通路，以便阐明药物在体内的作用机制和它们的代谢过程。如果我们进行系统的研究，必须要有生物信息学的参与，我们才能在成千上万的核苷酸中读懂药物的作用机制。为疾病治疗和药物发现寻找新的突破口。

生物信息学助力个性化的合理用药。生命个体存在差异，疾病的发展也各不相同，例如药物代谢酶的效应差异会使个体产生不同疗效差异。所以，在进行疾病治疗时，既要确保药物安全有效使用，又要达到个体化的治疗，这就需要生物信息学为我们提供强大的数据分析与处理能力。在人类基因组计划的完成以及大量药物作用相关基因的克隆与鉴定、单核苷酸多态性的检测与发现、大规模基因分型技术、DNA测序技术及生物信息学的发展，为分析个体在疾病过程中的差异，从基因水平上选择用药提供了支持。基于此，“精准医疗”已经列入我国未来五年的科研规划。所以，在处理和解决人类有关健康问题时，必然需要生物信息学的参与。

(三)生物信息学与药物化学。新药的发现与设计是药物化学的主要内容之一。在新药设计中，计算机辅助药物设计越来越得到新药设计者的青睐，而生物信息学是辅助药物设计的重要手段。受体、酶这些可以作为药物靶点的大分子，在药物设计中，明确了靶标的三维结构，借助其空间构型直接或间接设计配体的结构，寻找新药[5]。

生物信息学通过多个数据库进行研究，除了可以预测蛋白质的空间结构，我们还能够了解到诸如蛋白质等大分子的三维空间结构等相关信息，以及电子布局和动力学行为信息。通过理论模拟的方式还可研究包含蛋白质等大分子及其周围环境的复杂体系和生物分子的量子效应，上面涉及到的内容，给精确高效的药物设计提供保证。所以，生物信息学可以极大地改变新药研究的思路，加快新药研究的步伐。

二、生物信息学在药学专业中的教学

(一)生物信息学在药学专业中的课程设置。目前大部分学校在药学专业中没有设置生物信息学课程[6]，但随着研究课题质量的不断提高，研究领域的不断扩展，有些高等院校在非专业学生中开设了生物信息学选修课，但对于大多数学校，尤其是医药类院校并未把这一领域和学科的知识内容加入到本专业的课程中[7]。

当今生命科学快速发展，生物信息学在处理数据方面显示出巨大优势，多数生物医学工作者主要从事本职工作，生物信息学只是作为研究工具来使用，因此，医药学高等院校的生物信息学教学也应围绕应用来开展。在课程的设置上充分考虑学生的知识背景和学习需求，制定不同的教学大纲和学习目标，弹性安排本科阶段和研究生阶段的教学，以选修课为宜。基于生物信息学的特点，课时安排尽量紧凑，注重效率，同时安排上机实习课程。

(二)生物信息学在药学专业中的教学内容和方法。

1.生物信息学在药学专业中的教学内容。生物信息学的研究范围大致可分二类：一是数据库的建立与优化。目前，国际上比较著名的公共数据库有EMBL、GenBank、DDBJ，另外还有一些公司有内部数据库。二是数据库的基本理论研究、对软件的研制、对序列的排列比较以及新序列的识别和预测等[8]。针对药学专业的教学，内容主要是如何应用各种核酸、蛋白序列数据库资源，会使用一些分析软件，原理和算法作为辅助教学内容，具体主要集中在以下内容：

数据库查询的教学，对于三大核酸序列数据库的查询、蛋白质序列数据库SwissProt查询以及生物大分子结构数据库PDB的查询。教学这些数据库的界面、帮助功能等。具体教学内容是：①生物学与生物信息学、DNA测序技术[9]、收集、存贮和管理生物信息;②提取和分析基因组序列信息，生物序列的比对、motif搜索[10];③功能基因组相关信息分析，DNA编码区检测、基因进化[11];④生物大分子结构模拟和药物设计，蛋白质折叠方法、生物序列的重复模式;⑤生物信息分析的常用技术与方法;⑥数据库、生物信息学平台的发展。这些内容在不同教学对象时应保持一定的连贯性，但也不应过多重复，使得学生根据自身情况作出合理的选择。要突出课程的实用性，大约36学时[8]。

2.生物信息学在药学专业中的教学方法。生物信息学的教学涉及到数据库的网页以及一些序列数据，所以比较其他教学方法，多媒体技术具有一定优势。多媒体技术通过图、文、音、像，建立各种信息的逻辑连接，使之集成一个交互式系统。在课堂中，我们可以利用网络直接把数据库的网页展示到教室的荧幕上，结合以往的教学经验，该方法既直观明了又体现时效性，可以激发学生的学习兴趣。

在课程的组织实施上需要因地制宜。根据现有条件开展教学，组织各专业老师，如计算机专业和生化与分子生物学专业的老师，共同完成教学工作。同时，可以向学校申请一定的经费，使其能较好地开展生物信息学教学和实习工作[8]。

三、结语

我们生活在信息时代，各学科知识交织渗透，不断产生新的学科，生物信息学作为一门应用型的学科，已经在各学科领域有着广泛的应用，并为各学科的发展提供了支持和动力。后基因组时代的到来[12]，医药领域的许多数据需要生物信息学进行分析处理，而且这种趋势愈来愈明显。所以，我们有必要在药学专业中设置生物信息学这门课程，丰富专业知识，提高处理信息能力，培养复合型药学专业人才，使他们在从事专业工作中具有相关的知识背景和能力。

生物信息学研究方法范文1篇8

关键词：3S技术；遗址；保护

3S技术是对地理信息系统GIS、遥感RS、全球卫星定位系统GPS技术的简称。近几十年，随着3S技术的发展，其在考古文保领域的运用越来越多，使遗址的考古调查、信息管理、测绘等方面的工作效率提高，以此为基础建立的数据库，便于文保工作人员和相关工作人员对遗址信息的了解和利用，实现了资源共享和最大利用化。

一、考古调查

遗址是古代人类生产、生活等活动留下来的遗迹，包括人类对自然环境利用和加工而遗留的一些场所（如生活、生产用地、村址、居址）[1]。通过对各种类型遗址的调查与分析，可以揭示中国历史上社会、经济、文化状况[2]。

传统查找遗址的方法是徒步调查、钻探等手法，主要依靠人工，工作量大，耗资源、时间多，受自然条件限制等，有时即使花费很长时间也很难确定其位置和范围[3]。20世纪发展起来的3S技术（遥感技术、全球定位系统、地理信息系统）是以获取和分析处理空间信息为目的现代化信息技术，在对地观测的同时记录了大量人类历史文化痕迹，客观保留了它们的分布规律和特性[4]。在遗址调查中，利用3S技术可以缩小实地调查的范围，减少调查工作难度和工作量。

1、GIS方法的应用

地理信息系统作为一种研究对象空间关系的计算机系统，它使考古学家得以借助计算机的信息存储、整合分析、管理检索、模拟展示等优势，实现考古资料的数据管理、更新和空间信息整合、分析功能，为解决考古学的空间性和多变量问题提供了一种有效的方法[5]，还可以用于精确考古制图。

将GIS应用于考古学研究开始于20世纪80年代初，主要集中于欧洲和北美[6]。欧美应用GIS在考古学领域的研究和发展，可大致分为三个阶段：70年代末，计算机图形学、数据库和统计分析等技术开始应用于考古研究；80年代，遗址预测成为考古GIS的主要研究方向；90年代，GIS开始被欧洲考古界所认识并接受，景观考古GIS分析逐渐盛行[7]。

随着我国信息技术的发展，GIS技术逐渐与考古工作接轨，首先应用在遗址调查和相关资料的管理中。国内相继开展的工作有：1996年6月至8月间，河南省文物考古研究所与美国密苏里州立大学人类学系联合，对河南颍河上游两岸长约100千米范围内的龙山文化晚期至二里头文化时期聚落遗址的调查中，将GPS和GIS成功地运用于考古勘察工作中，利用地理信息系统综合处理了各遗址的调查资料，并且绘制了精确的聚落遗址分布图，取得了较为理想的效果[8]；中国社科院考古研究所与美国密苏里州立大学人类学系合作应用GIS进行的洹河流域区域考古研究[9]；中国社科院考古研究所齐乌云等将GIS应用于"山东沭河上游人地关系研究"[10]。

2、、GPS方法的应用

在遗址调查中，GPS主要被用于遗址空间位置和范围的勘测。

国外考古中GPS应用已更加成熟，在景观考古中广泛采用了亚厘米级的高精度动态GPS（RTK）来提取精确的地面控制点以建立数字地形模型（DTM）[11-13]。

Chapman和VandeNoort在2处英国铁器时代遗址进行考古探测时，对RTK测量的高分辨率微地形数据进行内插建模，形成连续的数字地形表面，再通过GIS分析和处理，识别出掩藏于湿地景观中的古遗存特征。

2004年和2005年，陕西省考古研究所2次使用GPS对长陵、阳陵2座西汉帝陵地面现存遗迹及部分地下遗迹进行了测量[14]。在田野考古中，除了遗址范围的测量外，GPS对可移动文物的原出土位置或发现位置也能提供准确的方位标定。2006年全国第3次文物普查中，浙江宁波市的文保专家通过GPS对发现的每一件文物都进行了精确定位，记录该文物所处经纬度及地理位置，为普查后期建立文物基本信息数据库、制作文物分布电子地图提供准确的基础资料[15]。

3、、RS方法的应用

遥感考古于20世纪初由英国考古学家创立，在欧美已历经了近百年发展，主要被用于遗址的空间分布探测，为考古调查和发掘提供参考[16]。

我国将遥感技术运用在考古中始于20世纪80年代，经过数十年的发展，已经取得一定的成绩。如：张立等利用遥感技术对苏州及太湖地区做了大面积的地学调查与分析，并在研究史料和前人工作的基础上，完成了春秋吴国都城遗址位置的遥感调查和预测，为进一步有计划地发掘提供了参考[17]；2007年，考古人员从陕西唐乾陵地区的航空像片上发现了一组清晰的地下建筑影像，从影像中分析判断出了乾陵下宫的建筑布局及宫垣结构，为唐代帝陵的下宫遗址研究提供了重要资料[18]；同年，浙江遥感考古工作站经长期遥感探测，基本确定了江南最大皇家陵园---宋六陵内8位皇帝、皇后陵墓的具置和布局[19]。

二、信息利用

1、信息数据库

基于GIS的信息系统的建立将不仅为全国各级文物保护管理部门提供丰富的遗址基础信息，同时为文物部门的决策提供一定的参考依据。

建立信息系统目前的功能有：普查与管理数据库、地图基本操作、空间查询分析、文物风险评估以及文物信息输出等功能[20]。

在国内的应用实例有：南京师范大学谢志仁等以长江三角洲为例开展了GIS支持的考古信息管理系统研究[21]；浙江教育学院祝炜平等开发的"浙江文物管理信息系统"[22]；苏州教育学院陈得超教授与华东师范大学刘树人教授开展的"上海考古信息系统研究"[23]；南京师范大学裴安平等开展的"田野考古信息系统研究"[6]；河南省科学院地理研究所与开封市文物考古工作队联合开发的"开封市文物考古信息系统"[24、25]；山西侯马晋国遗址测绘与文物信息管理系统的建立、全国土遗址数据库、三峡库区文物保护信息系统[26]等。许多单位也建立了自己的文物数据库系统如浙江文物管理信息系统[27]滁州市不可移动文物管理信息系统、南阳市文物管理信息系统、重庆市文物管理信息系统等。

2、信息提取处理

单独利用某种技术所提取的信息量十分有限，联合利用3S技术和其他技术可以丰富提取的信息，有利于保护工作的开展。如利用虚拟场景的技术再现古遗址时，既需要应用RS技术（如航空3维扫描成像系统），又要应用GIS技术来共同开发完成[28]；在侯马晋国遗址的测绘中联合使用3S技术和4D技术，对文物精确定位；2004年，在陕西岐山周公庙遗址的大规模考古工作中，我国首次将"3S"技术联合应用于考古发掘[16]。这些有益的尝试拓宽了3S技术在文物领域中的应用，也为获得更多文物信息提供了技术支持。

三、3S技术利用的不足

3S技术的应用为科学管理利用文物信息提供了便捷可靠的方法，极大地推动了文物领域的信息化建设。但是也存在一些问题：

目前在国内遗址保护中3S技术的利用更多的是单个技术的应用，并且只利用了其很少的功能，很少将几种技术结合起来，充分利用其功能；学科间的脱节，文物工作者与具体技术操作者的沟通不足，不能很好利用技术将文物工作者的意图表达出来；对于已经建立的数据系统，不能充分利用个，只有系统但是没有具体的数据，不能发挥数据库的功能作用。

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[21]肖彬，谢志仁，闾国年，朱晓华.GIS支持的考古信息管理系统-以长江三角洲地区为例[J].南京师范大学学报（自然科学版），1999，（3）.

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[27]祝炜平，王治文，吴建平.文物管理信息系统的构建与应用-以浙江文物管理信息系统为例[J].地球信息科学，2005，（4）.

生物信息学研究方法范文篇9

关键词：信息素养；物理学；毕业论文；高等教育

作者简介：刘婷婷（1978-），女，山东泰安人，泰山学院物理与电子工程学院，讲师；孙海滨（1974-），男，山东泰安人，泰山学院物理与电子工程学院，副教授。（山东泰安271021）

基金项目：本文系山东省教育科学“十一五”规划课题（课题编号：2010GG042）的研究成果。

中图分类号：G642.477文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）07-0175-02

信息素养是人们的一项基本生存技能，它形成了终身学习的基础，[1]是人们成为信息化社会中独立的终身学习者的关键。信息素养是当代大学生必须具备的基本素养之一，信息素养主要表现为：熟练运用信息技术工具的能力；敏锐的信息意识及主动获取信息的能力；收集、整理、评估、利用、传递和交流信息的能力；良好的信息协作意识与合作能力；信息免疫能力及信息伦理道德修养；将所获得的信息用于问题解决，进行创造性思维活动的开发能力。[2]

大学生信息素养的培养是一项系统工程，不应该也不可能脱离专业课程的教学。为了获得最佳的信息素养教育目标，必须实现信息素养教育与专业课程教学的有机整合，即实施专业信息素养教育。专业信息素养教育是基于学科的专门信息素养，是高等教育各专业课程体系的前提和基础。[3]

结合专业课程教学实施信息素养教育，培养物理学专业学生的信息素养是非常有效的一个现实途径。对于物理学专业学生而言，信息素养是物理学专业素养、文化素养和信息技术应用能力的交集。[4]在物理学专业课程的教学中，教师要注意将信息素养的培养要素有机融入教材、认知工具、网络以及各种教学资源中，在各个教学环节渗透信息素养教育，以满足大学生对海量信息的迫切需求，进而更好地实现专业课程的教育教学目标。[5]

一、基于毕业论文写作的信息素养教育目标――以物理学专业为例

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

信息素养教育与专业课程学习的有机整合是发展大学生信息素养的最佳途径。物理学专业学生的毕业论文写作，是基于物理学专业情境的学习过程，是专业素养教育与信息素养教育的有机整合。通过毕业论文写作，可以丰富大学生的信息知识，拓展信息视野，锻炼信息能力，培养信息道德。因此，毕业论文写作既是一种重要的专业实践教学形式，也是全面发展学生物理学专业素养和信息素养的一个有效途径。

在毕业论文写作过程中，教师可以把信息检索、信息获取、信息评价、信息创新、信息交流、信息伦理等内容渗透到论文写作的各个环节，如文献查阅、开题报告、中期检查、文献综述、论文提纲与结构、论证方法、实验研究、数据处理、图表处理、论文撰写与排版、文献引用等。与此同时，指导教师自己也应在教学过程中不断学习，更新自身的知识结构和思维方法，不断优化教学，探索出适合信息素养教育的教学方法；教师自身也要采取有效措施提升信息能力，发展信息素养，在教学过程中与学生共享各类信息，充分实现师生的有效互动。[11]

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生物信息学研究方法范文篇10

关键词:生物信息学医学统计学课堂教学

生物信息学融合了生物技术、计算机技术、数学和统计学的大量方法，已逐渐成为发现生命过程中所蕴涵知识的一门重要学科。其基本问题主要包括：DNA分析、蛋白质结构分析、分子进化。医学统计学作为医科院校的基础课程之一，长期以来其理论和方法就广泛应用于临床医学、基础医学的各类研究中。随着生物新技术的诞生，在推动生物信息学发展的同时，医学研究对象也由宏观的病人、生物组织拓展到微观的基因领域，所面对的实验数据在性质和结构上也都有所不同，这对医学统计学的应用提出了新的更高的要求。

目前，医学统计学的很多原理和方法已成功地应用于这些新研究之中，并在此基础之上有了新的发展和改进。如概率分布的知识与序列相似性分析、蛋白质分类等技术密切相关；方差分析、非参数检验方法经改进和结合后在基因表达数据的前期分析中发挥了较好的作用；而聚类分析、判别分析、相关分析这些大家所熟知的统计学方法更是在基因分类和调控网络的建立中得到了广泛的应用。在进行医学统计学课堂教学时加入生物信息学方面的应用实例，不仅可以使学员了解本学科研究的前沿和医学、生物信息学研究的新发展，还可以提高学员对于医学统计学理论学习的兴趣，掌握先进的生物实验数据分析方法，提高今后从事医学科研的能力。下面，本文在回顾医学统计学授课主要内容的基础上，就医学和生物信息学中的可能应用举例如下：

一、概率分布

概率分布（probabilitydistribution）是医学统计学中多种统计分析方法的理论基础。授课内容一般包括：二项分布、Possion分布、正态分布、t分布、F分布等。

借助概率分布常常可以帮助我们了解生命指标的特征、医学现象的发生规律等等。例如，临床检验中计量实验室指标的参考值范围就是依据正态分布和t分布的原理计算得到；许多医学试验的“阳性”结果服从二项分布，因此它被广泛用于化学毒性的生物鉴定、样本中某疾病阳性率的区间估计等；而一定人群中诸如遗传缺陷、癌症等发病率很低的非传染性疾病患病数或死亡数的分布，单位面积（或容积）内细菌数的分布等都服从Poisson分布，我们就可以借助Poisson分布的原理定量地对上述现象进行研究。

在生物信息学中概率分布也有一定应用。例如，Poisson分布可以用于基因（蛋白质）序列的相似性分析。被研究者广泛使用的分析工具BLAST(BasicLocalAlignmentSearchTool)能迅速将研究者提交的蛋白质（或DNA）数据与公开数据库进行相似性序列比对。对于序列a和b，BLAST发现的高得分匹配区称为HSPs。而HSP得分超过阈值t的概率P(H(a,b)>t)可以依据Poisson分布的性质计算得到。

二、假设检验

假设检验（hypothesis）是医学统计学中统计推断部分的重要内容。假设检验根据反证法和小概率原理，首先依据资料性质和所需解决的问题，建立检验假设；在假设该检验假设成立的前提下，采用适当的检验方法，根据样本算得相应的检验统计量；最后，依据概率分布的特点和算得的检验统计量的大小来判断是否支持所建立的检验假设，进而推断总体上该假设是否成立。其基本方法包括：u检验、t检验、方差分析（ANOVA）和非参数检验方法。

假设检验为医学研究提供了一种很好的由样本推断总体的方法。例如，随机抽取某市一定年龄段中100名儿童，将其平均身高（样本均数）与该年龄段儿童应有的标准平均身高（总体均数）做u检验，其检验结果可以帮助我们推断出该市该年龄段儿童身高是否与标准身高一致，为了解该市该年龄段儿童的生长发育水平提供参考。又如，医学中常常可以采用t检验、秩和检验比较两种药物的疗效有无差别；用2检验比较不同治疗方法的有效率是否相同等等。

这些假设检验的方法在生物实验资料的分析前期应用较多，但由于研究目的和资料性质不同，一般会对某些方法进行适当调整和结合。

例如，基于基因芯片实验数据寻找差异表达基因的问题。基因芯片（genechip）是近年来实验分子生物学的技术突破之一，它允许研究者在一次实验中获得成千上万条基因在设定实验条件下的表达数据。为了从这海量的数据中寻找有意义的信息，在对基因表达数据进行分析的过程中，找到那些在若干实验组中表达水平有明显差异的基因是比较基础和前期的方法。这些基因常常被称为“差异表达基因”，或者“显著性基因”。如果将不同实验条件下某条基因表达水平的重复测量数据看作一个样本，寻找差异表达基因的问题其实就可以采用假设检验方法加以解决。

如果表达数据服从正态分布，可以采用t-检验（或者方差分析）比较两样本（或多样本）平均表达水平的差异。

但是，由于表达数据很难满足正态性假定，目前常用的方法基于非参数检验的思想，并对其进行了改进。该方法分为两步：首先，选择一个统计量对基因排秩，用秩代替表达值本身；其次，为排秩统计量选择一个判别值，在其之上的值判定为差异显著。常用的排秩统计量有：任一特定基因在重复序列中表达水平M值的均值；考虑到基因在不同序列上变异程度的统计量，其中，s是M的标准差；以及用经验Bayes方法修正后的t-统计量：，修正值a由M的方差s2的均数和标准差估计得到。

三、一些高级统计方法在基因研究中的应用

（一）聚类分析

聚类分析（clusteringanalysis）是按照“物以类聚”的原则，根据聚类对象的某些性质与特征，运用统计分析的方法，将聚类对象比较相似或相近的归并为同一类。使得各类内的差异相对较小，类与类间的差异相对较大1。聚类分析作为一种探索性的统计分析方法，其基本内容包括：相似性度量方法、系统聚类法（HierarchicalClustering）、K-means聚类法、SOM方法等。

聚类分析可以帮助我们解决医学中诸如：人的体型分类，某种疾病从发生、发展到治愈不同阶段的划分，青少年生长发育分期的确定等问题。

近年来随着基因表达谱数据的不断积累，聚类分析已成为发掘基因信息的有效工具。在基因表达研究中，一项主要的任务是从基因表达数据中识别出基因的共同表达模式，由此将基因分成不同的种类，以便更为深入地了解其生物功能及关联性。这种探索完全未知的数据特征的方法就是聚类分析，生物信息学中又称为无监督的分析（UnsupervisedAnalysis）。常用方法是利用基因表达数据对基因（样本）进行聚类，将具有相同表达模式的基因（样本）聚为一类，根据聚类结果通过已知基因（样本）的功能去认识那些未知功能的基因。对于基因表达数据而言，系统聚类法易于使用、应用广泛，其结果——系统树图能提供一个可视化的数据结构，直观具体，便于理解。而在几种相似性的计算方法中，平均联接法(AverageLinkageClustering)一般能给出较为合理的聚类结果2。

（二）判别分析

判别分析（discriminantanalysis）是根据观测到的某些指标的数据对所研究的对象建立判别函数，并进行分类的一种多元统计分析方法。它与聚类分析都是研究分类问题，所不同的是判别分析是在已知分类的前提下，判定观察对象的归属3。其基本方法包括：Fisher线性判别（FLD）、最邻近分类法（k-NearestNeighborClassifiers）、分类树算法（ClassificationTreeAlgorithm），人工神经网络（ANNs）和支持向量机（SVMs）。

判别分析常用于临床辅助鉴别诊断，计量诊断学就是以判别分析为主要基础迅速发展起来的一门科学。如临床医生根据患者的主诉、体征及检查结果作出诊断；根据各种症状的严重程度预测病人的预后或进行某些治疗方法的疗效评估；以及流行病学中某些疾病的早期预报，环境污染程度的坚定及环保措施、劳保措施的效果评估等。

在生物信息学针对基因的研究工作中，由于借助了精确的生物实验，研究者通常能得到基因（样本）的准确分类，如，基因的功能类、样本归结于疾病（正常）状态等等。当利用了这些分类信息时，就可以采用判别分析的方法对基因进行分类，生物信息学中又称为有监督的分析（SupervisedAnalysis）。例如，基因表达数据分析中，对于已经过滤的基因，前三种方法的应用较为简单。而支持向量机（SVMs）和人工神经网络（ANNs）是两种较新，但很有应用前景的方法。

（三）相关分析

相关分析（correlationanalysis）是医学统计学中研究两变量间关系的重要方法。它借助相关系数来衡量两变量之间的关系是否存在、关系的强弱，以及相互影响的方向。其基本内容包括：线性相关系数、秩相关系数、相关系数的检验、典型相关分析等。

我们常常可以借助相关分析判断研究者所感兴趣的两个医学现象之间是否存在联系。例如，采用秩相关分析我们发现某种食物中黄曲霉毒素相对含量与肝癌死亡率间存在正相关关系；采用线性相关方法发现中年女性体重与血压之间具有非常密切的正相关关系等等。

生物信息学中可以利用相关分析建立基因调控网络。如果将两个不同的基因在不同实验条件下的表达看作是两个变量，相关分析所研究的正是两者之间的调控关系。如采用线性相关系数进行两基因关系的分析时，其大小反应了基因调控关系的强弱，符号则反应了两基因是协同关系（相关系数为正），还是抑制关系（相关系数为负）。

四、意义

生物信息学研究方法范文

关键词：信息观；系统观；生态观；机制观；信息转换方法论

0引言

智能科学是信息科学的制高点。从物质科学演进到信息与智能科学，研究的对象发生巨变，因此研究的理念和方法也必须随之改变，这是不言自明的道理。然而，由于科学观与方法论的抽象性（无形性），这种不言自明的道理却往往在实践中被人们视而不见。

我们对信息与智能科学技术发展的历史稍加考察就可以发现，由于科学观与方法论具有抽象性或无形性特点以及人类的思维习惯存在惰性，数十年来信息与智能科学技术的研究依然沿用传统的科学观和方法论，由此导致一系列重大的学术研究失准，在客观上延缓了信息与智能科学的发展进程。

在半个多世纪的科学研究实践中，笔者曾经在这方面反复经历失败与成功，有过正反两个方面的经验和教训，最终深切地感悟到：科学观与方法论问题对于信息与智能科学领域的研究与教育具有特别重要的意义。于是，笔者常常不由自主地思考和总结信息与智能科学领域中的科学观与方法论问题，得到一些初步的领悟，愿在此与读者共享并欢迎批评指正。

1传统的科学观与方法论

有什么样的研究对象，就需要有与之相适应的研究方法，而方法论又源于科学观。换言之，有什么样的科学观，就会形成什么样的方法论，科学观和方法论是指引人们从事科学研究的世界观和方法论。

传统自然科学的研究对象是物质系统和能量系统。物质观和能量观便天然地成为传统自然科学的科学观，而对复杂物质和能量系统实行分而治之、各个击破、合成还原则成为传统自然科学行之有效的方法论。

近几百年来，面对越来越多的复杂物质系统和能量系统，传统自然科学的科学观和方法论指导全球研究大军频繁出击，战无不胜，攻无不克，所向披靡，为近代自然科学技术的发展与繁荣建立了历史性的卓越功勋。

2传统科学观与方法论对信息领域科学研究的误导

传统科学观和方法论虽然在近代科学实践中屡试不爽，但是在一类新的研究对象面前却产生了一系列相当严重的误导作用。这类新的研究对象就是以信息为主导特征的复杂信息系统，而智能科学就是研究这类系统的代表性学科。

2.1误导案例之一：探究思维奥秘

一个最为明显的误导例证就是关于人类大脑思维奥秘的探究。按照传统的物质观和能量观，人类大脑系统是一个复杂的物质系统，也是一个复杂的能量系统；为了探索大脑思维的奥秘，。应当对它实行分而治之、各个击破、合成还原的研究。于是，研究者对人类大脑实行各种各样的解剖研究，试图查明大脑各个解剖单元的物质结构和能量关系，从而解开人类大脑思维的秘密。

令研究者大失所望的是，尽管通过解剖研究可以查明大脑各个局部组织的物质结构和能量关系，但是对于大脑为什么能够思维以及大脑怎样进行思维这样一些基本问题，仍然始终摸不着头脑并且一筹莫展。

百战百胜的传统方法论出现了什么问题？原来，尽管大脑是复杂的物质系统，也是复杂的能量系统，但它的本质是以信息及其转换为主导特征的复杂信息系统。研究者按照传统科学方法论将大脑这个复杂信息系统分解为相对简单的解剖单元（分系统）时，就丢失了各个分系统之间相互联系和相互作用的信息，而这些相互联系和相互作用的信息正是复杂信息系统的生命线。舍弃了生命线，当然就不可能通过各个分系统的合成还原“能够思维”的大脑。

2.2误导案例之二：Shannon信息论

另一个非常基本的误导案例是关于信息概念和理论的研究。按照正常的理解，人们处理和利用的任何信息都是形式、内容和效用的三位一体：形式只是信息的外表，效用是信息的价值，内容才是信息的内核。人们根据信息的形式感知它是否存在，根据信息的效用确定对它的取舍，根据信息的内容达成对它的理解。如果只感知信息的形式而不了解它的内容和价值，就无法据此做出正确的决策。

然而，在分而治之方法论的指导下，Shannon信息论仅仅根据通信过程的要求（而不是根据信息运动全部过程的要求），就针对信息的形式（而不考虑信息的内容和价值）建立了后人所称的信息理论。实际上，正如Shannon自己所说，它只是通信的数学理论（mathematicaltheoryofcommunication），而不是完全的信息理论。

这种误导的结果使Shannon信息论虽然在通信等统计领域发挥了巨大作用，但对于整个信息科学（特别是对于其中的智能科学）领域而言却难以有所作为。现今人们对于信息的烦恼便是网络上信息的鱼龙混杂，良莠难分，而Shannon信息论对此却不能提供任何有效的解决方法，原因就在于它只是关于信息形式的统计理论，完全没有考虑信息的内容与效用。同样，Shannon信息论对于智能科学的研究难有作为，这都是传统科学方法论误导信息研究所造成的结果。

2.3误导案例之三：智能模拟的方法

还有一个同样基本的误导案例是关于人类智能的机器模拟（人工智能）问题。按照分而治之的传统科学方法论，人工智能研究者认为：人类智能系统可以分解为结构、功能、行为3个基本层面，因而可以分别从结构、功能、行为3个不同的角度对人类智能进行模拟。于是，基于结构模拟的人工神经网络研究、基于功能模拟的物理符号系统研究、基于行为模拟的感知动作系统研究随之出现，成为人工智能研究的3大主流方法。

这样引发的问题是，虽然3种研究方法都具有相同的研究目标，即希望成功地在机器上模拟人类的智能，并且各自都取得了不少令人鼓舞的研究成果，但是人们却不知如何才能把三者集成起来并形成和谐的合力，以便更好地促进人工智能研究的进步。

事实上，长久以来，3种方法不仅没有能够形成和谐的合力，反而偶有互相否定、互相激烈抨击的事件发生，终于形成三足鼎立的不和谐局面，这种状态显然很不利于人工智能研究的整体发展，这也是分而治之方法论误导所产生的不良后果。

2.4误导案例之四：人工智能的理论模型

更为典型的误导案例是人工智能的理论模型。常理告诉我们，意识是智能的直接基础。如果一个人连意识的能力都没有，他怎么可能具有智能呢？同样的常理告诉我们，人的智能有两个基本方面：情感与理智。如果一个人没有情感，他怎么可能具有完整的智能呢？而且，意识、情感、理智是相互联系、相互作用、密不可分的三位一体。

然而，按照分而治之的传统科学方法论，人工智能理论的研究硬是把意识和情感因素从智能的研究领域中排除出来。于是，人工智能理论一方面长期回避对意识的研究，另一方面又忽视对情感的探索，最终变成一个既不完整又不真实的人工智能理论模型。分而治之传统科学方法论导致人们不能深入和完整地理解人工智能。

总之，面对以信息及其转换为主导特征的开放复杂信息系统（智能系统是这类系统的典型代表）的研究，基于物质观和能量观的分而治之方法论不但不再有效，而且还会产生许多后果相当严重的误导。

3开放复杂信息系统需要的科学观与方法论

正反两方面的研究实践启示我们，以智能系统为代表的开放复杂信息系统的研究，不能照搬我们原先所熟悉的传统科学观和方法论，而是迫切需要全新的科学观和方法论。经过长期的实践和探究，我们认为开放复杂信息系统的科学观包括以下4个基本观念。

1）信息观。

既然贯穿开放复杂信息系统全局的主导因素是信息和信息运动过程，那么开放复杂信息系统的研究首先就必须遵循信息观，即研究的关注点必须聚焦于系统的信息和信息运动过程，而不应当只盯着系统的物质结构和能量关系。

2）系统观。

开放复杂信息系统的研究必须遵循明确的系统观：一方面，人们所关注的信息应当是形式、内容、价值三位一体内涵完整的信息，而不是仅考虑形式因素的信息；另一方面，信息运动的时空过程必须保持完整性，人们不能只关注信息传递这样一个局部的过程，也不能只关注理智这样一个局部的方面。

3）生态观。

开放复杂信息系统应当是一种“活的系统”，因此人们必须遵循清晰的生态观，也就是说必须把开放复杂信息系统中信息运动过程的来龙（本体论信息）去脉（知识、基础意识、情感、理智、智能策略和智能行为）作为一个有序的生态过程进行一体化的研究，而不应当把信息、知识、智能看作一个各行其是的拼盘。

4）机制观。

既然开放复杂信息系统是一类生态系统，对它的研究就必须遵循机制观，即必须把关注点放在信息如何生成知识与如何生成智能的生成机制（即生长规律）上，而不应当把关注点放在系统的结构、功能和行为上。这是因为系统的结构和功能都是为实现生长机制而服务，行为则是系统机制实现的外显结果。

总之，信息观可以呈现开放复杂信息系统的生命脉络；系统观可以抓住开放复杂信息系统的信息全局特征；生态观可以把握开放复杂信息系统的有机联系；机制观可以理解开放复杂信息系统的生成规律，它们构成了开放复杂信息系统科学观的四位一体。

那么，开放复杂信息系统的科学研究方法论是什么呢？一般而言，有什么样的科学观就会形成什么样的方法论。科学观是认识所研究对象的基本观念，方法论是体现基本观念的研究方法，因此任何一种科学研究方法论都可以（而且应当）从科学观中自然引申出来。

根据这个基本原理，研究以智能系统为代表的开放复杂信息系统的科学方法论就可以表述为：遵循信息观、系统观、生态观和机制观的根本原则，考察信息资源（本体论信息）生成相关产品的生态转换规律。具体地说，就是要系统地（系统观）、联系地（生态观）、深刻地（机制观）考察本体论信息（信息观）生成认识论信息：知识和智能的规律，或者更简洁地说就是要系统地、联系地、深刻地考察信息转换的规律。：总之，信息转换是针对一切开放复杂信息系统研究都适用的科学方法论。

4新的科学观方法论和研究成果

20世纪80年代以来，笔者逐渐领悟到信息观、系统观、生态观、机制观四位一体的科学观和信息转换方法论，并将其用于指导自己的信息科学和人工智能基础理论研究，获得了如下一些重要的创新成果。由于篇幅所限，笔者叙述从简。

4.1全信息理论

传统方法论令Shannon信息论存在严重局限。我们根据新科学观提出语法信息、语义信息、语用信息三位一体的全信息概念，其中，语法信息用“肯定度”参数表征，用概率论和模糊集合理论描述；语义信息用“逻辑真实度”参数表征，用模糊逻辑理论描述；语用信息用“效用度”参数表征，用模糊集合理论描述。

这样，原先各自独立发展起来的信息获取（检测与识别）、信息传递（通信与存储）、信息处理（计算）、信息认知和信息决策（人工智能）、信息执行（控制）就得到了统一的描述和处理，形成了完整统一的信息科学理论。

4.2本体论信息到全信息转换：第一类信息转换原理

根据新方法论，我们发现并阐明了图1所示

的由本体论信息到全信息的转换原理（又称第一信息转换原理），证明全信息理论不仅在理论上合理，而且在技术上可行。

图1表明，人们利用传感系统可以把本体论信息映射为相应的语法信息，利用语法信息可以从知识库检索l出（或者通过与目标进行相关运算计算出）与之相对应的语用信息，通过对语法信息和语用信息的逻辑运算可以演绎出语义信息。所有这些操作都在技术上可行。

4.3知识的外生态学理论

知识在信息和智能科学中扮演着极其重要的角色，但是在分而治之传统方法论的影响下，知识被孤立地分割出来，在人工智能理论研究中没有得到应有的重视。在新科学观和方法论指导下，我们发现知识并不是一种孤立和静止的研究对象；恰恰相反，它是一个极其活跃的生态学系统。

一方面，知识不断由认识论信息的归纳而来；另一方面，知识又在系统目标的制导下通过演绎的方法向智能生长而去。换言之，“信息_÷知识_智能”转换是知识的外部生态系统。这一发现的意义不仅揭示了知识的生成机制，而且揭示了智能的生成机制，直接导致新的人工智能模拟方法问世。

4.4信息一知识转换：第二类信息转换原理

知识外生态学原理表明：知识由全信息转换而来。信息是现象，知识是大量相关现象所蕴含的共同本质，因此实现由全信息到知识的转换算法，原则上是归纳型算法。由大量信息现象到知识本质的归纳过程是由量变到质变的过程，也称为“涌现”过程。这是知识外生态学提供的一项重要启发。

4.5智能的共性核心生成机制

知识外生态学系统的发现不仅揭示了知识的生成规律（第二类信息转换原理），而且还启迪了智能的共性核心生成机制：信息知识智能的转换。具体来说就是在任何情形下，智能的核心生成机制都是由信息（关于问题的信息、关于问题求解目标的信息、关于先验知识的信息）到知识（求解问题所需要的专门知识）再到（求解问题的）智能策略的转换，显然，这是一切智能（包括人类智能和人工智能）的共性核心生成机制。

4.6人工智能的机制模拟方法

受到智能共性核心生成机制的重要启发，我们提出人工智能的新的模拟方法，这就是机制模拟方法：信息_知识-÷智能的转换，这是区别于已有的结构模拟、功能模拟、行为模拟方法的全新方法。

众所周知，系统的生成机制统管系统全局，系统的结构和功能都为生成机制服务，而行为则是机制实现所产生的结果，因此人工智能的机制模拟方法比传统的结构模拟、功能模拟、行为模拟方法具有更深刻和更本质的意义。

4.7知识的内生态系统

运用新的科学观和方法论，我们又发现了知识的内生态系统：知识内部不是如铁板一样凝固的对象，而是一个充满活力的生态系统；认识论信息（全信息）首先生长成为欠成熟的经验知识，接着后者通过验证和完善生长成为成熟的规范知识，经验知识和规范知识又进一步凝聚成为超成熟的常识知识。简而言之，经验知识规范知识常识知识是知识的内生态学系统。知识内生态学系统的发现直接导致人工智能3大主流方法的统一。

4.8人工智能的统一理论

人工智能的结构模拟方法（人工神经网络，后来发展成为计算智能）利用的是训练得到的经验知识；功能模拟方法（物理符号系统，后来收缩成为专家系统）利用的是人工输入的规范知识；行为模拟方法（感知动作系统，后来发展成为机器人）利用的是人工输入的常识知识。知识的内生态学系统表明，经验知识、规范知识、常识知识是知识的3个相生（而不是相克）状态，因此原先鼎足三分的人工智能3大主流方法在机制模拟方法的框架内也呈现出相生关系，达到了和谐的统一。这显然是人工智能理论研究的重要进展。

4.9全信息—智能转换：第三类信息转换原理

第一类信息转换原理是信息内部转换的原理，即由本体论信息到认识论信息（全信息）的转换；第二类信息转换原理是由全信息到知识的转换；第三类信息转换则是全信息向基础意识、情感和理智的转换。

我们运用新的科学观和方法论后发现：基础意识的生成机制是在全信息的激励下启动，在本能知识和常识知识支持下展开，在系统目标导控下实现的转换；情感的生成机制是在全信息的激励下启动，在本能知识、常识知识和经验知识支持下展开，在系统目标导控下实现的转换；理智的生成机制是在全信息的激励下启动，在本能知识、常识知识、经验知识和规范知识支持下展开，在系统目标导控下实现的转换。与全信息一知识转换过程类似，这些转换也存在量变到质变（涌现）的过程。

4.10高等人工智能原理

受到传统方法论的影响，现有人工智能理论的智能模型是一种既不完整又不真实的模型。基于上面所述的第一、第二、第三类信息转换原理，我们提出图2所示的高等人工智能理论的研究模型，图中的符号G表示系统的目标；K1表示本能知识和常识知识的集合；K2表示本能知识、常识知识和经验知识的集合；K3表示本能知识、常识知识、经验知识和规范知识的集合；K4表示本能知识、常识知识、经验知识、规范知识和决策艺术知识的集合。

从图2中可以看出，高等人工智能系统直接面向开放的外部世界，后者不断产生各种事物的本体论信息；感知系统（而不是简单的传感系统）按照第一类信息转换原理把本体论信息转换成为认识论信息（全信息）；认知系统按照第二类信息转换原理把全信息转换成为知识；基础意识、情感和理智系统则分别在知识K1、K2、K3支持并在目标G导控下完成第三类信息转换，把全信息分别转换成为基础意识、情感和理智；决策系统则在知识K4支持并在目标G导控下把情感表达和理智表达综合成为解决问题的智能策略；执行系统把智能策略转换成为智能行为，反作用于外部世界。

如果智能行为产生的结果与目标一致或可以接受，这种策略就作为一种正确的知识补充到知识库；如果智能行为产生的结果与目标之间存在比较明显的误差，那么这个误差就成为一种新的信息反馈到感知系统，经系统后续处理，补充知识，优化策略，使新的智能行为产生更好的结果，如此循环往复，直到满意为止。这是一个完整而真实的人工智能模型，对于人工智能未来的发展具有重要意义。

5结语

研究不同的对象，需要有不同的科学观和方法论。基于物质观和能量观的分而治之、各个击破、合成还原方法论曾经指导人们在物质科学领域取得过历史性的辉煌成就，但是在以信息和信息转换为主导特征的开放复杂信息系统这类研究对象面前却显露出严重的缺陷。

生物信息学研究方法范文篇12

[论文关键词]管理科学与工程选题方向研究趋势

一、管理科学与工程专业硕士研究生选题方向分析

近年来，管理科学与工程学科的研究生教育发展非常迅速，其中，硕士研究生已成为管理科学与工程学科研究的重要力量之一。硕士研究生在完成基础课和管理类必修课学习后，根据社会需求和个人志愿可在信息管理与信息系统、工程管理、物流工程等领域选择研究方向，进行更深入的研究学习。

本文依据《中国优秀硕士学位论文全文数据库》检索，该数据库是目前国内相关资源最完备、高质量、连续动态更新的中国优秀硕士学位论文全文数据库，至2010年11月1日，累积博硕士学位论文全文文献87．5万多篇，文献的来源是全国530多家硕士生培养单位的优秀硕士学位论文，本文统计出管理科学与工程专业硕士研究生2000年——2010年论文选题的主要方向，具体步骤如下：

第一步：输入榆索控制条件。“发表时间”输人从2000年1月1日一2010年10月l8r：t，“学位单位”输人模糊，“优秀论文级别”输入不限，“作者”及“作者单位”输入模糊。第二步，输入内容榆索条件。“主题词”输入管理科学与工程的研究方向，如电子商务、物流、管理信息系统等，点击“检索文献”。第三步：按文献分组排序方式选择文献。文献分组点击“学科专业”在下拉菜单中选择“管理科学与工程专业”即可。其统计结果如图1：

从图可以看出，物流、项目管理、人力资源管理等是2000年～2010年管理科学与t程专业硕士研究生主要的研究方向，说明管理科学与工程的研究热点越来越受到信息技术、经济一体化和知识经济的影响。出现这种格局的原因是由于信息技术的深远影响和国家的信息化战略已得到管理科学与工程研究界的重视，并日．在企业信息化、决策支持系统和政府信息化等方面已能与实践很好的结合，产生重大的经济效益。

目前，在物流管碑研究方向中，循环经济与绿色物流的发展、以信息技术构建传统物流业的核心竞争力体系、物流系统优化的工具化与工程化、物流金融的合作与创新是研究热点。在项目管理研究方向中，供应商和项目外包管理项目成为焦点，高级管理层更加接受项目管理和项目群管理的价值，在金融危机之后要追求项目的项目组合管理得到重视。在人力资源管理研究方向中，心理契约与员丁绩效、组织公平感与组织绩效是研究热点。

二、管理科学与工程专业硕士研究生研究趋势分析

根据以上二管理科学与工程专业研究生选题向的分析，可以看出：

1、管理科学与工程的研究趋势越来越受到信息技术的影响

由于网络技术、通讯技术和计算机科学的快速发展所带来的管理变革，管理科学工程专业硕士研究生的主要研究领域集中在电子商务、管理信息系统、物流管理等方向。信息技术是利用电子计算机和现代通讯手段获取、传递、存储、处理、显示信息和分配信息的技术。信息技术的研究包括科学、技术、工程以及管理等学科以及这些学科在信息的管理、传递和处理中的应用，相关的软件和设备及其相互作用等方向。当今世界，以计算机和网络为代表的信息技术高速发展，对整个人类社会产生了极其深刻的影响，所以信息技术和知识资奉的发展，不仅丰富了管理科学的研究内容，也给管理科学研究提出了许多新课题：

2、管理科学与一f程的研究趋势越来越受到经济全球化的影响

由于经济全球化所带来的生产与流通的变革而产生了如供应链管理、物流管理、服务管理等研究领域与-向。物流管理和供应链管理的研究具有重要的科学意义，在社会经济的发展中具有越来越重要的地位和作用。我国学者在营销与运作的整体优化、多渠道供应链管理、综合物流等方向已做出了重要的研究和应用成果，并且未来一段时间还将是管理科学与工程专业研究的热点。

3、管理科学与工程的研究趋势越来越向知识经济的影响

随着知识经济的到来，知识作为一种新的资源的观念已经逐渐为人们认识和接受，知识管理成为最为关注的话题。当前，市场竞争越来越激烈，创新的速度越来越快，所以企业必须不断获得新知识，并利用知识为企业和社会创造价值。知识管理为企业实现显性知识和隐性知识共享提供新的途径。知识管理包括几个方面工作：建立知识库；促进员工的知识交流；建立尊重知识的内部环境；把知识作为资产来管理等。在未来几年知识管理的研究将主要集中在以下四个方面：知识本身的特征；知识管理效益的定量分析；新知识产生知识在企业间的传播机制；个体知识与组织知识的相互作用关系。

4、管理科学与工程的研究越来越侧重系统管理理论和方法的研究

用复杂性科学的方法探索管理问题成为研究的热点。复杂系统管理理论基础包括：从确定性到不确定性；从线性到非线性非线性理论，其中的非线性理论涉及到耗散结构论、突变论、协同论、混沌动力学以及分形理论；从他组织到自组织；从时间的可逆性到不可逆性；从简单性到复杂性；从复杂系统到复杂网络；从硬系统到软系统方法，这里主要指的是钱学森的综合集成方法；从单元系统到系统集成。例如，运用复杂性科学的方法从组织内部的各组元间以及组织与环境间的相互作用中寻找组织发展和进化的动因和规律，以使组织能适应社会、经济及技术的迅速发展。

5、管理科学与工程的研究趋势越来越向低碳管理方面发展