《生物信息软件设计与开发》课程教学大纲

《生物信息软件设计与开发》课程教学大纲（精选8篇）

《生物信息软件设计与开发》课程教学大纲 篇1

《生物信息软件设计与开发》课程教学大纲

陆枫，周艳红，邹昂

一、课程名称：生物信息软件设计与开发

Bioinformatics Software Design & Development

二、课程编码：0703631

三、学时与学分：40/2.5(其中讲授24学时，上机实践16学时)

四、先修课程：生物信息学, 面向对象程序设计, 数据结构与算法, 数据库技术

五、课程教学目标

1.帮助学生掌握开发生物信息网络资源服务平台（以下简称生物信息平台）的基本知识，了解目前设计开发生物信息平台的整体流程，熟悉流程中相应步骤的软件开发工具和制作方法；

2.指导学生利用相应的软件工具仿照范例制作出生物信息平台的各种模块，使学生掌握生物信息平台软件设计开发的基本技能。

六、适用学科专业 生物信息技术

七、基本教学内容与学时安排 ●绪论（2学时）

生物信息软件设计与开发的基本任务和主要内容 建设生物信息平台的基本概念 生物信息平台的基本制作流程

●生物信息平台的总体建设规划（2学时）建设生物信息平台的目的及功能定位

生物信息平台建设的技术解决方案及相应开发工具 生物信息平台的总体内容规划

生物信息平台建设的项目开发规范 ●生物信息平台页面制作（2学时）定位生物信息平台的整体形象 生物信息平台网络页面设计 生物信息平台网络页面制作

●生物信息平台数据库制作（4学时）数据库需求分析 数据库设计 建立数据库表 数据库实施

数据库的运行维护

●简单数据的web浏览制作（2学时）工作背景简介 JSP基础知识

数据库web浏览网页设计

简单数据web浏览的JSP制作流程 功能子模块制作 网页的整合发布

●JavaBean的设计与制作（2学时）JavaBean基本概念 JavaBean的制作目的

制作JavaBean的语法规范和使用方式 数据库web检索中JavaBean的设计与开发 ●数据的web动态表格展示（2学时）MVC程序开发模式简介

数据web动态表格展示的JSP制作流程 控制子模块的开发 显示子模块的开发 业务处理逻辑的开发

●数据的web动态结构化展示（2学时）结构化信息的数据结构

数据web动态结构化展示的JSP制作流程 结构化显示子模块的开发

●数据的web动态图形展示（2学时）事物处理的基本概念 SVG的基本概念

数据web动态图形展示的JSP制作流程 图形显示子模块的开发

●生物信息软件的网络发布（2学时）自建软件工具的web改造及网络发布 Internet公共软件的网络安装与发布 ●生物信息平台的发布（2学时）平台的硬件架构策略平台的网站发布平台的web服务评测

●生物信息平台中后台数据库制作上机实践（8学时）原始数据分析与数据库设计 Oracle安装与数据库建表 数据入库

提供业务处理逻辑的JavaBean开发

●生物信息平台前台网络功能模块制作上机实践一（8学时）数据库的网络检索服务流程设计 检索模块的制作开发 检索结果的概要信息浏览 检索结果的详细信息浏览

●生物信息平台前台网络功能模块制作上机实践二（任选）数据库的网络检索服务流程设计 检索模块的制作开发 检索结果的结构化展示 ●生物信息平台前台网络功能模块制作上机实践三（任选）数据库的网络检索服务流程设计 检索模块的制作开发

检索结果的SVG图形化展示浏览

八、教材及参考书 自编讲义。

九、考核方式 实践报告 + 答辩

《生物信息软件设计与开发》课程教学大纲 篇2

1 课例设计目标与意义

本课例运用VB、ASP.NET、PPT等软件自主开发了“VB课程网站”、“模拟控制软件”、“VB学习帮助软件”,并引入了“数字化教学平台”、“网络视频平台”、“软件测试工具”等大量教学资源,利用信息化手段辅助教学。综合运用模拟控制软件化抽象为直观,降低了思维难度,激发学习兴趣;运用软件技术,灵活监控教学过程,提高教学效率;联系企业实际,提供企业测试资源,拓宽学生视野,培养学生的专业学习兴趣。

2 课程基本情况介绍

《VB程序设计》课程是高职院校计算机网络技术专业的主干课程,是培养学生编程基础能力的一门课程,通过项目的分析、设计和开发,使学生掌握面向对象程序设计的思想和方法,从而使学生将来能够根据企业实际需要自行开发简单的Win-dows应用程序开发,并为今后进一步学习网页设计与制作、WEB应用开发以及JAVA程序设计课程打下基础。授课对象是该专业二年级学生,此前学生已经学会了计算机应用基础知识,并同步学习ACCESS数据库课程,学生计算机基本操作相对熟练。

本课例设计内容选自人民邮电出版社出版的国规教学《Visual Basic程序设计教程》第四章——多媒体编程。在实际的授课过程中,根据本专业的人才培养方案,结合职业岗位的需求,将教材原有的章节整合为三个项目,本课例选自第一个项目《交通灯控制软件开发》,分3个子任务完成。教学目标包括知识目标:能描述时间控制的基本原理和方法;能力目标:会使用计时器控件控制数字显示,会编辑图形控件和图像控件,并实现计时器控制图形的切换;素质目标:提升软件开发过程中学生自主学习、合作学习和探究学习的能力,培养学生使用信息技术及开发信息技术的能力。教学重点是交通灯红黄绿灯的切换,难点是时间控制显示。

为了达到教学目标,突破重点难点,在教学中,根据企业软件开发流程,遵循学生的认知规律,以项目为载体,以任务为驱动,引导学生通过课前准备、创设情境、确定任务、实施任务、总结评价和拓展提高6个教学环节。

3 教学过程

3.1 课前准备

教师准备:VB课程网站、模拟控制软件、数字化教学平台、学习帮助软件、网络视频平台、软件测试工具等。

学生准备:1)按工作小组进行交通实况调研;2)登录课程网站获取项目任务书、企业编程规范等学习资源进行课前学习。

3.2创设情境

为了让学生直观的理解交通灯软件控制原理,首先,教师展示了一张交通灯控制的信息图,并结合本次课的开发程序,让学生通过十字路口交通灯演示程序的使用,观察十字路口交通灯时间的设置与运行情况,了解交通灯控制软件的控制原理,从而引入项目情境:“为建设现代化交通,实现本市交通要道绿灯畅行的需求,市交通部门拟定开发‘交通灯控制软件’”。

3.3确定任务

通过数字化教学平台极域软件,由教师将可执行程序发放到学生机端,学生运行程序,与教师共同分析、确定任务,根据系统的功能以及学生的认知规律,将任务分解为3 个子任务,并根据学生个性化学习的需要提出分层学习的要求。

3.4 实施任务

在任务实施环节中,教师只提供信息线索,学生则紧紧围绕信息中心,利用网络资源获取相关信息,通过自主探索、远程监控和测试交流的方式来进行学习:

任务一:数字倒计时。学生登录课程网站,获取学习资源,自主探索任务一。学生通过操作视频指导界面设计步骤,对于新知识和编程思想的指导,为学生制作开发了一个“VB学习系统”,以弥补的教材中知识点较散、不全面、难以检索的特点,该系统将教材的知识点分类进行整理,提供辅助教学操作实例,并整合了常用的API函数以及VB的操作技巧,方便学生更系统、有效地自主学习编程。

此外,学有余力的同学还可以通过互联网探索数码字体的加载,使软件控制与硬件显示更加一致,通过互联网的学习,更加拓展学生的知识面,进一步提高学生自主探索的能力。

任务二:红黄绿灯的切换。这是本次课的重点,对于编程这门特殊课程,侧重培养学生逻辑思维,没有一个固定的编程答案,因此教师在巡视过程中往往很难主动发现学生的错误,而学生学习的困难是遇到各种各样的编程错误不能正确解决,为解决这一“教”和“学”难题,教师可以有效地借助数字化教学平台。通过极域软件可以远程监控学生的操作窗体,将学生的错误捕捉、汇总,学生可以将问题通过远程消息的形式直接发送给教师机,或电子举手示意完成,方便教师总结学生共性的问题和控制课堂进度。同时教师还可以通过转播学生的作品,将问题作品展示,以便师生共同提出解决方案。

任务三:时钟控制显示。学生虽然能够实现任务三的基本功能,但在运行过程中如输入不合法数据则会使程序出错,如何让学生站在客户的角度,全面测试程序成为了本次课的教学难点。在这里,教师适时地引导学生转换角色,将学生由程序员变成测试员,从功能上进行全面测试,通过校企合作,登录企业测试网站,借助企业软件测试工具进行软件项目测试,使学生在学习编程的过程中体验软件测试员的工作,拓宽将来的就业道路。

3.5 总结评价

作品完成之后,学生将作品上传至课程网站,利用网络环境将学生划分成虚拟的工作组,展开阶段性的小组讨论,通过对不同观点的交流、补充、纠正,从而形成了更为合理的解决方案,最终完成学生作品的自评、互评及教师评价。此外,教师还可以利用网络视频平台,将企业专家轻松邀请到课堂,与学生在线进行面对面的交流,同时进行现场答疑,解决学生的共性问题,课后,学生同样可以连线专家请教个性问题,这样,学生的课堂作品就会与企业产品更加一致,为今后适应企业需求打下基础。

3.6 拓展提高

为了巩固课堂知识,同时将课堂知识拓展运用,解决更复杂的问题,教师设计拓展项目,即课堂引入的VB编写的十字路口的交通灯运行程序,让学生跳一跳学习,不仅提高了学生的知识技能,更加提升了学生开发信息技术的能力。为了让学生方便课后自我检测,教师将拓展项目设计在教学网站在线测试中,这是一个专为检测VB项目编程的软件,可以从功能上检测学生作品的完成情况。

4 结论

《生物信息软件设计与开发》课程教学大纲 篇3

【关键词】高中生物；微课程；设计与开发

在传统高中生物教学模式中，教师往往充当了教学的主体，而学生只能被动地接受知识，这极大限制了学生学习的主观能动性。微视频在教学中的合理应用不仅能够保证学生始终处于教学过程中的主体地位，同时能够充分发挥教师在教学过程中主导作用。因而，深入分析探讨微课程的设计与开发，对于高中生物教学目标的实现以及学生能力的发展具有重要意义。

一、微课程简述

微课程是一种以网络教学资源为基础，结合多媒体信息技术手段，将教材内容细分为若干小单元，以微视频的形式将教学内容排列组合后，用于课堂教学的新的教学模式。

微课程具有课程时间短、限制较少、可反复利用以及针对性强等特点。微课程的合理运用能够辅助教师的教学工作，更好地利用课堂教学时间，并使教学更具目的性和针对性，有利于师生之间的深入互动。但就现阶段而言，微课程在教学中应用还存着一些不足，还需要教师实践探索。

二、微课程设计与开发原则

高中生物微课程的设计与开发，必须根据生物学科的特点，结合学生的实际情况，严格遵循以下设计与开发原则。

（一）遵循“微”原则

微课程中的“微”不仅单指时间短，内容少，更多地是指在尽量短的时间内让学生掌握尽量多的知识。一般而言，高中生物教学的微视频资源时间应控制在5—10分钟之内。

（二）遵循唯一原则

唯一是指微课程内容设计的唯一性，即在微课程中设计的教学内容应保持前后一致，尽量在一个微课程内讲清一个知识点，保证学生能够清晰理解和掌握课程知识。

（三）遵循生本原则

任何学科的任何教学方法、模式都必须遵循“生本”原则，微课程的设计与开发也必须以学生的实际学习能力为基础，保证教学过程中学生的主体地位。

三、高中生物教学中微课程设计与开发及应用案例

本文以《植物生长素的发现》为例探讨微课程在高中生物教学中设计与开发，及其微课程在高中生物教学中的具体应用。

在《植物生长素的发现》中笔者认为有三处知识点有必要设计为微课程，以帮助学生加深理解。一是生长素的运输；二是生长素的发现；三是植物向光弯曲生长。以“植物向光弯曲生长”为例探讨微课程的设计与开发。

（一）微课程设计与开发

教学目标：

1.知识目标：掌握植物向光弯曲生长相关知识点；

2.能力目标：根据实验结果，分析实验结论；

3.情感目标：培养探究精神，强化科学实验精神。

重难点：

教学重点：植物向光弯曲生长的原因。

教学难点：单侧光照条件下，生长素分布于胚芽鞘的情况。

在完成教学设计后，教师利用网络收集和整理与植物向光弯曲生长知识相关的图片资源或是视频资源，将其制作成多媒体课件，并选择课堂巩固练习内容，帮助学生进行巩固。教师在制作微课程多媒体课件时，应注意微课程视频不易过于复杂，尽量简单明了，让学生能够快速、清晰地接收微视频中知识点。微课程的设计涉及到视频制作，因而教师需要熟练掌握一些常用视频制作软件的操作，如Camtasia Studio、EDIUS、数码大师、会声会影等。

（二）微课程的应用

完成微课程设计和开发后，还需要将其合理地运用于实际的教学过程中。同样以《植物生长素的发现》中“植物向光弯曲生长”知识点为例。

“植物向光弯曲生长”是本次课程中的重难点知识，也是各类考试中的重点考察对象，为使学生能够更好地了理解和掌握这一知识点，在课堂教学运用微课程资源的同时，采取分组讨论的方式进行探究式教学。

在课堂教学中，教师首先通过介绍研究者发现生长素的过程导入新课，然后向学生提出问题“在发现生长素的同时，研究者发现了植物向光弯曲生长的现象，那么它的原因是什么？请同学们在观看完下面这段视频后，认真思考”。教师将制作好的微课程视频进行播放，在学生观看视频的同时，教师将本次课程的学习任务板书在黑板上。学习任务如下：

1.是什么物质导致了植物向光弯曲生长？

2.植物弯曲生长的原因有哪些？

3.在单侧光照射条件下，生长素在胚芽鞘上是如何分布及其原因？

4.简要概括植物向光弯曲生长的根本原因。

5.除了单侧光照条件，植物弯曲生长的原因还有哪些？

学生观看完微视频后，教师将学习任务展示给学生，然后让学生带着这些问题再次观看视频。第一次观看微视频能够让学生快速地熟悉知识点，第二次观看让学生带着问题更具针对性和目的性的思考和分析视频中传达的知识要点。在两次播放完成后，教师将学生分为学习讨论小组，让学生先进行自行讨论，统一答案。在学生讨论过程中，教师应认真地听取学生的看法，然后进行适当的引导和指正。讨论结束后，由各小组轮流进行总结发言，教师进行最后的归纳，统一答案，然后安排课后强化任务，并将微课程资源分享到班级QQ群或微信群。

在以上整个教学过程中，教师利用微课程和讨论学习的教学方式，让学生始终处于主体地位，一方面让学生积极地参与到教学中，同时还培养和强化了学生自主学习能力、合作学习能力以及分析问题、探究问题的能力。

结束语

高中生物教学中微课程的设计与开发需要根据教材内容，结合学生学习习惯、学习特点、学习规律，在教学过程中合理、高效的运用，才能够充分发挥微课程在教学中辅助作用。同时微课程的设计与开发还需要与时俱进，不断改革和创新，这样才能够更好地实现教学目标及任务。

【参考文献】

[1]周晓梅.微课程在高中生物教学中的设计与应用研究[D].上海师范大学，2014

《生物信息软件设计与开发》课程教学大纲 篇4

委 托 人：

（甲方）

研究开发人：

（乙方）

签订地点：省 （市） 市、县（区）

签订日期： 年 月 日

有效期限： 年 月 日至 年 月 日

★ 系统软件设计的铁路运输论文

★ 是系统仿真与控制信

★ Led显示屏软件系统的开发与研究论文

★ 试析高校信息管理系统的开发与实现教育论文

★ 基于SPW的PSK数字通信系统仿真与分析

★ 高校教师网上评教系统的开发与设计论文

★ 浅谈城市规划管理信息系统的开发与实践论文

★ 通信系统论文

★ 信息管理系统论文

《生物信息软件设计与开发》课程教学大纲 篇5

摘要：随着信息时代的到来，信息技术在各行各业的广泛应用和快速发展，软件开发信息管理系统也在各大企业得到了广泛的应用，本文针对软件开发的信息管理系统的设计和实现方式进行研究，以便大家能够清楚的了解到相关的知识。

关键词：软件开发论文;信息管理

随着我国经济社会的不断进步和发展，信息的管理也越来越得到人们的重视，因此拥有一个完善的信息管理系统就显得尤其的重要，然而信息管理系统是基于计算机中的一门复杂的课程，如何利用一些软件来开发相应的信息管理系统，以更好更高效的解决在实际生活工作中遇到的问题，是当下信息管理中的重要问题之一。随着社会的发展和人们需求的越来越高，信息管理系统要能够实现智能化、自动化、高效化，这也已成为一种发展趋势，也是检验信息管理系统是否进步的参考量，本文在研究软件开发信息管理系统的设计与实现中主要从XML技术的角度出发进行探讨。

1、软件开发信息管理系统设计分析

对于软件开发信息管理系统在进行设计的时候，要对其整个过程进行分析，分析的角度主要是从核心设计层、插件层和服务这三个方面出发，具体的分析内容有：2.1核心层的设计当软件开发在对核心层进行设计的时候要考虑到设计addin树的合理性，要能够保证到addin树的数据结构可以很好地满足软件开发的需求，因此，在进行设计时要对节点和路径进行分析。翻阅addin树的知识点可知，在addin树的特征中addin是一个比较标准化的XML文件，它可以利用W3C来对文件进行拓展，而且还能够以W3C的语言来进行文档的操作规范，由于XML这个子集被SGML所包含，因此XML可以更有效的实现数据的共享。当使用XML技术来进行信息管理系统设计时，我们首先要对XML的接口访问节点的设计进行分析研究，然后将XML的相关的特性应用到系统中，以此来确保addin树有相应的必要的资源文件，同时，addin树在应用的过程中会涉及到两个主要的节点，它们分别是ConditionFactory和XMLNodeFactory两个对象。2.2插件的设计虽然插件的设计不是软件开发信息系统的核心技术，但它也有非常重要的辅助功能，插件的设计在开发应用的过程中能够有效的保证XML文档和XML技术在应用中的DLL定义能够发挥巨大的作用，它可以确定addin树可以以怎样的形式存在于系统中，并且插件可以为addin提供一些相应的代码，使系统更完善，功效更大。在addin树中，相关的节点会对插件的属性有一些相应的反应，而这些反应的插件里包含了程序的一些信息，总的来说就是，插件在进行设计的时候，它需要设置一个可以对文件的类型进行定义的程序集列表，这个程序集列表跟一些相关的子节点有关联，而这些子节点又包含了系统中的相应的功能模块，因此，我们可以将这些功能模块设置在插件的某些路径上，这样addin树在使用插件来进行程序的加载时会按照反射原理将这些加载出来的程序进行识别，然后令插件在相应的路径范围内运行。程序集列表是继承了程序框架的标准接口，它可以对插件里的信息及功能进行相应的拓展，使插件接收信息后能够做出相应的反应。2.3服务的设计服务是指软件开发信息管理系统应用过程中的一些基本的服务，它是在程序运行的框架中必不可少的一部分，它表示对系统内部的资源信息进行合理的整合，从用户的实际应用需求出发，打开用户指定的.文件，并对程序的运行状态做出相应的动作，在程序的运行过程中，一些程序动作等操作要加载到相应的服务中，二而在加载过程中，加载的形式会以插件加载的形式进行添加，这样就可以对框架资源进行更好的分离。一般情况下，XML技术定义下的服务的有SystemRunData，它是用来记录用户的登陆身份密码等信息，还有DataAccessService，它是用来发送数据等信息的，还有ToolbarService是对操作状态和工具条资源的反应，还有MenuService具备一些相应的管理权限，可以对菜单进行相应的控制。

2、软件开发信息管理系统功能实现

对于以XML技术为基础的软件开发信息管理系统，要实现系统的各项功能，就需要以NETFrameWork为框架，并合理的应用VisualStudio.NET开发工具，加上以C++语言来进行编程。系统设计好以后，在进行应用时，会包含主程序、核心层、业务层、基础层、Web服务等相关的内容。同时信息管理系统在应用过程中会通过应用层和逻辑层来进行分析管理，将数据进行合理化整理，这样就可以在用户的操作层来简便有效的解决相应的问题。因此，对于像该软件开发的信息管理系统在全国的人口资料管理，学校企业的学生员工档案管理，产品数据管理等发挥着巨大的重要作用。

3、软件开发信息管理系统架构设计

对于软件开发信息管理系统的框架设计，一般会有其实现的所需层级数，以XML为例，在利用XML技术来设计信息管理系统的这个过程中可以分成5个主要的层级，分别为用户的操作层、应用层、核心层、业务逻辑层以及数据层，其中用户的操作层是指用户的对应业务系统;应用层则是指各种为用户提供的系统服务，包括那些管理权限、工作台和操作界面自定义等各项服务;核心层主要指addin树、插件的管理等;业务逻辑层是包括一些相关的业务及逻辑、数据的访问和web服务等;数据层是指系统运行时相关的和存储区里的所有的数据，包括系统和业务的数据等。因此在基于XML技术进行软件开发信息管理系统时要以这基本的5个层次出发，以最高效最大程度的利用这些层级功能。

4结束语

总的来说，设计软件开发信息管理系统是一个全面的过程，它涉及了相应的软件开发系统，还有计算机信息管理论文的特征，以此为基础，本文是以XML技术为研究着手点的，先对软件开发信息管理系统的架构的设计进行探讨和分析，然后对于系统功能的实现进行研究，以此来提高完成信息管理系统的开发，它有助于一些机构和企业能够更好的解决问题，提高管理效率，将信息管理系统的巨大优势展现出来。

参考文献

[1]张绍缔.通用信息管理系统开发平台的设计与实践[J].信息技术与信息化,:32-33+81.

[2]张俊，徐杰，王秀徽，周正，杨宝祝.基于国产基础软件的农产品质量安全溯源管理系统的设计与实现[J].中国农学通报,:297-301.

[3]吴楠，杨永崇，高佳.数字化城市部件信息管理系统的设计与实现[J].西安科技大学学报,:319-324.

《生物信息软件设计与开发》课程教学大纲 篇6

I、教学设计示例

一、第一章教学设计： 教学内容： l 致同学们

l 第一单元第一章认识生物

指导思想——创造适合学生发展的教学，树立整体性的生物学观点

1、说出生物科学的发展与人类生活的关系。

2、通过观察与交流活动，识别生物与非生物，列举生物具有的特征。

3、在教师指导下，尝试调查身边的生物，并完成调查报告。

4、初步形成从整个地球的角度来认识 “人与生物圈的关系 ”的观点。教学策略——主动参与、调查研究、合作学习

1、注意非智力因素对教学的影响。

2、利用调查表指导学生的调查活动。

3、使用小组活动评价表，发挥学生学习的自主性。第一课时致同学们

关键：激发学生学习生物的兴趣。了解当今生物科学研究与发展的社会价值及发展前景，对学生进行科学、技术与社会的教育。认识到具有生物科学素养是作为一名公民必不可少的。方案一

1.创设情景，阅读课文，激发学习兴趣。

2.提出自己感兴趣的问题，进行小组或全班讨论。注意事项: 在这个过程中，教师要注意学生讨论问题的深度和广度,并进行适当的启发和总结。方案二

1、阅读与思考：拿出一些时间让学生先读一 读这篇文字优美、内容丰富的文章。

2、观察活动：教师上课前准备一些反应当代最新生物成就和主要问题的录像，如杂交水稻、克隆羊、转基因食品、人类基因组计划、沙尘暴等，供学生观看。

3、讨论与交流：针对阅读和录象谈谈自已对“生物学研究、发展与人类生活的关系”这个问题的认识。第二课时第一章 认识生物 第一节 生物的特征

关键：通过观察、对比区分生物和非生物；用自己的语言说出什么是生物。方式一：

活动1.我们知道多少种生物？

要求：让同学按照一定的次序，每人说出一种生物的名称，最好不要重复。记录：看看在一定时间内能说出多少种生物。活动2.我们所说的“生物”有什么特征？

要求：可以观察对比书上的彩图，并与同学交流你的看法。记录：什么生物。方式二：讨论与交流 教师准备一些较难区别的生物和非生物图片，如一棵枝叶繁茂的大树，一棵冬季落叶的大树，一棵已枯死的大树；课后第一题中弹钢琴的机器人以及正在生长的钟乳石的图片展示给学生，让学生讨论哪些是生物？哪些是非生物？说出自已的理由。

第三课时第二节调查我们身边的生物

关键：通过调查我们身边的生物，认识一些常见的生物，并观察它们生活的环境；学习调查的一般方法。

准备：知道校园植物、动物的分布、名称，绘制校园植物分布图；根据对学生的初步了解完成分组，将各组调查范围标在校园植物分布图上。调查的基本步骤 明确目的要求 落实调查步骤 强调评价办法及标准

学生进行调查并完成调查报告 交流、展示调查报告

二、第二章教学设计 教学内容：

第一单元生物和生物圈 第二章 生物圈是所有生物的家 指导思想——重视知识、训练方法、提高能力、培养情感

1、通过本章学习能够对生物圈、生物与环境的关系、生态系统以及人类生活对生物圈的影响有更深入的理解。

2、关注学生已有的学习、生活经验，提供良好的学习机会，让学生参与教学活动，能够主动学习。

3、在阅读、观察、分析资料、实验探究、测量等学习活动过程中，注重全体学生的发展，使每位学生在探究能力、学习能力、解决问题能力等方面有所提高。

4、创造和谐、民主、平等的学习氛围，使学生体验合作学习的快乐，增强责任感和创新意识。

教学策略——主动参与、倡导探究、合作学习

1、创设问题情景——充分利用学生已有经验的教学策略

2、思维训练——改善学生获取信息能力的教学策略。（培养探究能力的核心）

3、小组合作学习——强调以经验为基础进行学习的自主性，人与人之间平等互助的关系的教学策略。教学建议

第一课时第二章 第一节生物圈

关键：什么是生物圈，生物圈为生物生存提供的生存条件，资料分析活动的效果。

准备：学生参与调查校园生物的情况以及调查报告的撰写，有关生物圈的知识，丰富的图片等。

导入：在评价学生认识生物的特征、参与调查身边生物活动的情况后，利用问题“我们生活在哪儿？除了生活在我们身边的生物外，生物还能在哪儿生活？”引发学生思考和讨论，将生物生活的范围扩大到生物圈，强调人是生物圈中的一员，让学生注意到人在生物圈这个“家”中的重要作用。问题设计

• 在地球上，哪儿有生物生存？哪些地方生物不能生存？——解决什么是生物圈，生物圈的范围。

• 为什么在其它星球（月球）上没有生物生存？生物生存的基本条件是什么？——解决生物圈为生物的生存提供了哪些基本条件。

• 地球形成时，就存在生物圈吗？生物圈是如何满足生物生存所需要的基本条件的？——激发学生进一步学习的兴趣 故事引入：寻找另一个人类生存的家园

一天，我看到这样的新闻：有些河流由于被一种比病毒还小的生物所污染，使大量淡水生物死亡；人类过多地向大气中排放工业废气，导致空气质量越来越差；人们大量砍伐树木，使得沙尘暴一次比一次大，一年比一年多。我看了这些新闻报道心里很着急。我想变成一架航天飞机，帮助人类找一个新的家园。果然，我变成了一架用钛合金做的航天飞机。“我要飞进宇宙”，只听见“嗖”的一声，眼前马上出现了一片星空。由于能源有限，所以我只能在太阳系内飞行。„„

这个小学生能不能找到适合人类生存的家园？为什么？ 第二、三课时

第二节 环境对生物的影响

关键：影响生物生存的非生物因素和生物因素有哪些；探究非生物因素对生物生活的影响（1、探究的过程

2、通过实验完成探究

3、观察记录并对收集到的数据进行整理）。

准备：组织学生采集用于探究实验的小动物；了解学生在采集中发现、提出的问题；

教师要采集足够学生使用的小动物以及实验用品；教师提前进行实验，熟悉实验的每个过程以及容易出现的问题。

导入：“生物在生物圈中分布如此的广泛，说明什么问题？”说明它们有着适宜于自身生存的环境条件，这些条件对生物到底有什么影响呢？让学生介绍采集小动物的经历，以及发现的问题。问题设计：

• 你认为什么是生物生存的环境？举例来说明。

• 根据什么特点，就可以将环境中影响生物生存的因素进行分类？ • 怎样进行“非生物因素对生物影响”的研究呢？

• 在采集时，你发现的问题是什么？动物生存的环境中，影响它生活的因素有哪些？在实验室条件下，可以进行研究的因素有哪些？提出要探究的问题（进行问题筛选）。

• 如何表述假设？（一种可见现象的陈述：鼠妇生活在阴暗的环境中，光可能影响鼠妇的生活。）

• 设计及进行实验时要注意什么问题？（实验对象的一致性，实验变量的控制，对照实验的设置，数据统计的准确，计算的正确性。）（一课时）• 如果你们小组实验结果与其它小组有差异，你认为问题可能出在哪儿？（实验装置的摆放方向，实验过程是否受到干扰，鼠妇的个数及个体的差异，进行实验的次数及数据的统计。）• 你有哪些经验或从别的同学那里学到了什么？通过探究实验你又发现了什么问题？（进一步探究）

• 当生物生活环境发生变化时，它们会怎样做？当环境因素发生剧烈变化时，会出现什么现象？

• 举例说明生物因素对某种生物生活的影响，它对其它生物的生活又有什么影响呢？

常用的生物学(Biology)研究方法---实验探究

• 问题---观察、发现问题 • 假设---对问题的解释 • 设计方案---进行预期

• 实施方案---实验、测量、观察、获取资料、记录并整理 • 得出结论---分析结果、验证假设 实验探究报告应包括： 问题 假设

实验设计及对结果的估计

1、对照实验中的控制变量

2、步骤 数据记录

1、小组实验平均值

2、全班实验平均值 实验结果 结论 反思实验成功或出现误差的原因（重视成功，更应重视对失败结果的分析。）

第四课时第三节 生物对环境的适应和影响

关键：生物对环境适应的普遍性；通过探究活动理解生物对环境影响，提高探究能力。

准备：丰富的图片资料（适应、影响），干湿计（温度计）。导入：在讨论环境因素对生物生活影响 的基础上，自然会考虑到生物对环境变化产生的反应。让学生举例说出生物适应环境的例子（练习题1），再利用教材提供的资料进行分析。问题设计

• 自然界各种环境中广泛分布着生物，说明什么问题？ • 不同的生物是怎样适应环境而生活的？

• 生物在适应环境的同时，也影响并改变着环境，举例说明生物对环境的影响？

• 如何了解生物对环境影响的程度呢？如何设计探究方案？ 第五课时

1、交流测量探究的成果

2、第四节 生态系统的组成

关键：学生交流测量探究的成果；通过评价促进学生的学习；对生态系统及组成的认识。

准备：了解学生课下测量情况；有关音像资料；本城市或地区常见的生态系统情况。导入：大致介绍学生课下工作的情况，让各个小组代表交流测量探究的成果，对一些探究中发现的问题进行讨论。教师根据小组活动及探究报告撰写的情况，进行鼓励性评价，对出现的共性问题要有具体指导。如数据处理、假设和结论的文字表述。问题设计

• 当你在阅读第四节引言的时候，你有什么感受？你闭目想象一下，“我是一只鸟，我看到了什么？”

• 你还知道哪些生态系统？在哪儿？它们的组成有什么特点？ • 通过分析多个生态系统的实例，说出生态系统的组成成分有哪些？（结合练习1）

• 用自己的语言表述什么是生态系统。第六课时

1、食物链和食物网

2、生态系统具有一定的调节能力

关键：什么是食物链和食物网以及它们的特点；生态系统具有一定的调节能力的原因；人类活动对生态系统的影响。

准备：收集各种媒体上关于环境污染的事例，关注发生在日常生活中的对人和其它生物危害严重的事件。

导入：组成生态系统的成分中，除了非生物部分，那些生物成分之间有什么样的关系？当一种成分发生变化时，对整个生态系统有什么样的影响？ 问题设计

• “螳螂捕蝉，黄雀在后”说的是一种什么现象？ • 通过连接食物链和食物网，你发现它们之间有什么关系？如果其中某一成分发生变化，会出现什么情况？

• 营养物质以及能量在食物链中的流动有什么特点？

• 人类作为生态系统中的一员，在食物网中的地位有什么特点？我们应该注意什么问题？

• 为什么城市中的汽车要使用不含铅的汽油？这对城市生态系统有什么影响？

• 当人类把生活污水和工业废水排放到自然环境中时，会发生什么情况 第七课时

第五节 生物圈是最大的生态系统

关键：多种多样的生态系统；生物圈是一个统一的整体。

准备：有关我们自己生活的生态系统的情况；多种多样生态系统的录像资料；某个地区或国家环境污染而影响到周边地区的事例。

导入：多数生物生活在各自适应的生态系统中，一些生物可以分布到多种生态系统。而多种多样的生态系统构成了生物圈这个最大的生态系统。那么，各个生态系统的稳定也就保证了生物圈的稳定和发展。为了生物圈的稳定和发展，我们自己应该怎样做呢？ 问题设计

• 生物圈中生态系统的种类有哪些？每个生态系统的特点是什么？ • 我们生活在哪种生态系统中？我们所在的生态系统还与哪些生态系统紧密联系着？

• 我们每个人的生活会对其它生态系统产生什么影响？会对生物圈有什么影响？（练习题1）

• 你对“生活垃圾分类、回收废电池”这些做法是怎样看的？ II、课堂教学案例示范

一、《第二单元生物和细胞》单元基本分析

细胞是生物体结构和功能的基本单位，熟练地使用显微镜是学习生物学的基本技能之一，制作临时装片是显微镜观察的重要手段，所以本单元内容在整个中学生物学学习中占有十分重要的地位．

与旧教材相比，本单元教学内容主要特点是将植物体的基本结构和动物体的基本结构综合在一起进行讲述，并且充实了与现代生活密切相关的细胞学内容。本单元共有8个科学探究活动，其中有实验5个、资料分析l个、模拟制作1个、技能训练1个，课外阅读资料共5篇：科学·技术·社会3篇、科学家的故事2篇．

通过本单元的学习，应该使学生在以下几方面得到发展。

1．除病毒以外，生物体都是由细胞构成的，细胞是生物体结构和功能的基本单位；

2．细胞膜、细胞质、细胞核是包括植物细胞在内的绝大多数细胞共有的结构；

3.细胞的生活需要物质和能量，细胞核内含有遗传信息，细胞是物质，能量和信息的统一体； 4．细胞通过分裂产生新细胞；

5．细胞通过分化形成组织、器官、系统，进而构成生物体；

6．熟练规范地使用显微镜，能够制作临时装片，练习绘制细胞结构简图； 实验既是一类探究活动，也是生物学教学的基本形式之一。本单元是整册书实验数目最多的一个单元，虽然实验的内容与旧教材没有太大的区别，但是在教学中教师应遵循新课程理念，尽可能多地给学生提供动手操作的机会，因为新教材的插图非常清晰，所以教师可以充分利用教材这一资源，放开手，让学生尝试着通过看书来完成实验，既可以给学生留出充足的动手实验的时间，同时使学生改变遇到问题不看书，过分依赖老师的习惯，积极主动地学习。在学生初步掌握一定的实验技能的基础上，教师应积极引导学生分析实验现象，提出问题并通过小组讨论、合作、做实验解决问题，而不是仅仅局限于完成书上的实验，在动手的同时还要动脑． 显微镜是精密的实验仪器、所以教师应教给学生显微镜的维护方法，使学生逐步养成爱护实验仪器、遵守实验室规则的好习惯，以科学的态度对待每一节实验课．井将实验课的表现作为期末成绩评价的一项。引导学生在细胞的水平上认识生物体，教学上会有一定的困难，因此，应从学生的生活经验和学习兴趣出发，激发学生的学习积极性、主动性、创造性．例如，在学习“细胞质中有能量转换器时，可引导学生根据生活经验设计实验，说明能量可以由一种形式转变成另一种形式，以电动赛车、手电，电暖气等为例，学生很容易就理解了能量可以由一种形式转变成另一种形式。通过了解科学家发明的多种不同的能量转换器，进而理解细胞中叶绿体和线粒体在能量转换中的作用，使同学们感受到科学就是人类的活动，科学就在我们身边，是每个人生活的一部分．

新的课程标准在教学目标和内容中都突出了科学、技术和社会的相互关系．为此，教学中应适时渗透STS教育，使学生关注和参与生物科技有关的社会问题的讨论，认识到任何一项新的科学技术都是一把双刃剑，在给人们带来益处的同时，如果应用不恰当，也会引起社会问题．一个好的科学家不仅要有渊博的知识，还要有良好的道德修养，才能真正造福于人类。

二、《第一章观察细胞的结构第一节练习使用显微镜》教学案例 **教学目标

1、说明显微镜的构造和作用。

2、能独立使用显微镜，观察到清晰的图像。

3、认同显微镜的规范操作方法，爱护显微镜。**重点和难点

重点：显微镜的使用方法；学生独立操作能力的培养。

难点：规范使用显微镜，并观察到物象(要求学生用左眼注视目镜内图像的同时，右眼睁开)。**课前准备

教师：准备显微镜，井逐个检查(准备两个不同倍数的目镜)；四种标本(写有 “上”字的玻片；印有数字的挂历透明纸；写有数字的不透明纸，动植物玻片标本)，擦镜纸，纱布，投影仪；显微镜的使用录像带；课前每班培训两名“小先生”，以便课上帮助教师辅导其他学生。

学生：对照课本彩图，认识显微镜各部分名称，并思考每一部分的作用；阅读课后的显微镜发展史。**教学设计 学习内容 学生活动 教师活动 走进新单元

读第二单元开篇语，明确细胞是生物体结构和功能的基本单位。要想探索生物的奥妙，就必须要了解细胞。

指导学生看书中35页图，提问、朗读，引出主题。导人新课

教师根据学校和学生的具体情况确定导入的策略和方法 讲授新课

思考得出，要了解细胞，必须借助显微镜。提示图中细胞，是被放大了百倍以上。取镜和安放： 右手握，左手托； 略偏左，安目镜。

迅速看书，动手取镜和安放。引起注意。

积极发言，叙述显微镜的发展史。回答是光学显微镜。

指导学生看书37页；取镜和安放。

强调安放目镜时，手指不要触摸镜头，对学生进行爱护显微镜的教育。引导学生说出显微镜的发明、发展过程。提问：我们现在用的是什么显微镜？ 1．显微镜的构造 兴奋，跃跃欲试。

学生两人一组，看书对照实物认识显微镜各部分名称。回答教师指示部分的名称。

引言：今天我们一起来认识显微境，并争取达到人人会使用显微镜。指导学生学会通过看书来认识显微境。随机叫学号，进行抽测 2．显微镜的使用 有迫切动手观察的欲望。

带着强烈的好奇心，边看书边操作显微镜进行观察。情况不一，部分同学没看到物像。

一名学生边说边演示自己是如何观察到物像的。进行鼓励，引出显微镜的使用。介绍四种观察标本： a写有“上”字的玻片； b印有数字的透明纸； c动植物玻片标本： d写有数字的不明纸。

要求学生先看书，然后指导学生动手观察。(建议先观察2号标本)巡视，发现普遍存在的问题，请一名同学上前演示。对光：

<1)低倍物镜对准通光孔。(2)左眼看，右眼睁。(3)转动反光镜，看到明亮的视野。给予鼓励性评价。

先请学生补充，后教师补充。强调：a用低倍物镜(10X或8X，即短的物镜)对准通光孔。

b转动转换器的手法要正确，对学生进行爱护显微镜的教育。c纠正：应叫明亮的视野，不叫亮圈。d镜筒下降时，眼睛一定要看着物境。观察：

(1)标本放在载物台上，压住，正对通光孔。

(2)镜筒先下降，直到接近标本。(3)左眼注视目镜，使镜筒缓缓上升，直到看清物像。倾听，引起注意

明确应注意的问题后，动手操作，观察。小先生巡视，帮助。提出疑问 明确

动手操作，观察，说现象，并加以解释。

思考回答：放大倍数越大，看到细胞越大，个数越少；放大倍数越小，看到细胞越小，个数越多。

归纳；取镜和安放，对光，观察。认真观看

动手观察，注意规范。引导学生继续观察。巡视指导，纠正错误。

观察后，引导学生提出问题，师生共同解决问题。使学生明确： a物像是倒像

b放大倍数=目镜的放大倍数X物镜的放大倍数

c光学显微镜只能观察能被光穿透的物体。引导学生换目镜后再观察。问：放大倍数不同，看到的细胞个数与大小有什么不同。播放显微镜的使用录像。

引导学生归纳显微镜的使用步骤。

鼓励按步骤规范操作，巡视、检查，纠正错误。小组竞赛

按座位纵向分成四大组，随机抽查一组，起立操作，另外三组指出问题，评等级。

明确评价标准，限定2分钟 内找到物像 练习

思考，回答。看书39页注意事项后，动手操作，将显微镜放入箱中。提示：显微镜使用完后，怎么办? 小结

学生畅所欲言

给予评价，并启发：通过这节课的学习，你有什么收获? 给予肯定，并鼓励学生利用课后时间，自制标本，到实验室观察。课后实验室开放。

**教学案例

课前准备：同教学设计前的课前准备。教学过程:

一、导言：

创设情景，指导看书单元图、阅读，导人新课。

二、新授

师：指导学生看书37页取镜和安放。生：迅速看书，动手取镜和安放。

师：强调安目镜时，手指不要触摸镜头，对学生进行爱护显微镜的教育。生：引起注意。

师：你对显微镜的发明、发展了解吗’ 生：积极发言，叙述显微镜的发展史。师：给予表扬。我们现在用的是什么显微镜? 生：是光学显微镜。

师：今天我们一起来认识显微镜，并争取达到人人会使用显微镜。现在同学们两人一组，看书对照实物来认识显微镜的各部分结构。生：两人一组，看书对照实物认识显微镜各部分名称。师：随机叫学号，指示显微镜不同部分提问，进行抽测。生：回答问题。

师：进行鼓励，引出显微镜的使用。

介绍四种观察标本，要求学生看书后进行操作观察(建议先观察透明纸标本，并提示使用中应注意的问题，以避免出现压碎标本的现象。)生：带着强烈的好奇心，边看书边动手操作显微镜，进行观察。师：巡视指导，注意普遍存在的问题。小先生也指导。

师：哪位同学能到前面来演示一下，你是如何观察到物像的? 生：一名同学自告奋勇，边说边演示。先升起镜筒，再转动转换器，使物镜对准通光孔，用左眼看目镜，转动反光镜，看到亮圈，完成对光。然后把标本放在载物台上，用压片夹压好，转动粗准焦螺旋，直到找到物像，完成观察。

师：说得非常好，同学们是否有补充? 生：标本要正对通光孔；应先使镜筒下降，接近标本，后缓缓亡升，直到看清物像；如果物像不够清楚，可以调节细准焦螺旋。师：补充得非常好，同学们对此是否有疑问? 生：问为什么镜简要先下降，后上升?为什么用左眼看目镜，右眼要同时睁开？

师：哪位同学能回答这个问题? 生：防止压碎玻片标本。左眼看目镜，右眼睁开是为了画图。师：回答非常好。但是请同学们注意，要用低倍物镜(也就是lOX或8x物镜，即最短的物镜)对准通光孔。另外要注意转动转换器的手法要正确。演示给学生看。纠正，应叫明亮的视野，不叫亮圈。另外请同学们注意，镜筒下降时，眼睛一定要看着物镜，防止将标本压碎。生：加深记忆。师：鼓励学生继续观察。生：动手规范操作。

师：巡视指导，及时纠正错误。生：小先生巡视，帮助。

师：观察后，同学们是否有问题要提出? 生：问为什么视野中看到的物像是倒的？我看到的物像究竟被放大了多少倍？不透明纸上的数字为何看不清? 师：发动小组讨论。

生：小组讨论，回答物像是倒像；放大倍数＝目镜的放大倍数X物镜的放大倍数；光学显微镜只能观察能被光线穿透的物体，从而理解光学显微镜的工作原理。

师：棒极了。现在我们换上另一个目镜再进行观察 生：换目镜，进行观察。师：同学们有什么发现? 生：物像被放大了(或有的是缩小了)师：现在谁来说一下放大倍数不同，看到的细胞个数与大小有什么不同? 生：放大倍数越大，细胞越大，个数越少；放大倍数越小，细胞越小，个数越多。

师：给予肯定。那么显微镜的使用应包括哪几步呢? 生：讨论，回答：取镜和安放、对光、观察三大步。师：现在我们来一起观看一下显微镜使用的录像。生：认真观看。师：鼓励学生按步骤规范操作。生：动手观察，注意规范。师：巡视检查，纠正错误。

三、小组竞赛

师：现在我们来进行小组竞赛，中间这组站起来，其他三组注意观察他们的操作是否规范，限定2分钟找到物像。生：一组操作，另三组找错误。

四、练习(投影练习)和小结

1．写有“上”字的玻片标本，视野中看到的物像是 字。

2.显微镜的目镜5X，物镜10X，放大倍数是 ；目镜10X，物镜lOX，放大倍数是 ；目镜lox，物镜40x，放大倍数是。其中 看到细胞数最多，看到细胞最大。

3．如果物像偏左，你应将标本向 移，才能使物像居中。师：实验后，显微镜应如何处理，生：收入箱内。看书39页注意事项，然后把显微镜放人箱中。师：学习本节课，你有什么收获? 生：畅所欲言。

师：给予肯定，并希望同学们利用课后时间，自制标本，到实验室观察。**专家点评

有限的时间，充分的实践

《生物信息软件设计与开发》课程教学大纲 篇7

农业信息化作为国家信息化战略的一部分,己成为实现农业生产经营现代化的重要途径[1]和解决“三农”问题的重要选择。为此,党和政府高度重视农业信息化建设,并将其作为一项重要基础设施加以建设。近几年来,我国农业信息化建设取得了较大的成绩,除了建成大型涉农数据库和农村信息化网络平台之外,出现了大量的农村信息化应用软件[2,3,4,5],如农民专业合作社管理系统、农村财务管理系统、农产品网上交易系统,以及农产品追溯系统等。一系列软件的应用,有力地促进了我国农业信息化水平的提升。

但是,我国农业信息化依然存在基础设施薄弱、信息资源共享程度不高、先进技术产业化程度不够、信息服务能力不强等问题,具体到农业信息化应用软件,主要表现为软件研发周期长、建设成本高、可复用资源不多和动态适应性差。为此,设计了农业信息化应用开发平台,以支持农村信息化应用软件的快速生成和有效部署。

农业信息化应用开发平台基于构件和SOA技术,在Java EE框架下进行开发。该平台是一个基于构件、支持农业信息化应用软件配置生成的支撑环境,可为农业信息化应用软件的快速开发提供公共服务、构件库管理和使用工具。

1 相关技术概述

1. 1 构件技术

构件的概念是为了解决软件危机而提出来的,它是可以被复用的软件实体[6],可以与第三方软件进行装配。构件主要由构件模型和构件实现组成。其中,构件模型是对构件的抽象描述,构件实现是指实现构件功能的程序。构件为软件开发提供了可复用资源,通过构件组装来构造新的软件,将软件开发由“从零开始”的传统模式转变为基于己有构件的集成组装过程[7],极大地提高了软件开发的质量和效率,同时显著降低了软件开发风险。

构件由构件生产者提供,使用者只需要按照自身的业务需求,选择合适的构件进行组装,即可生成自己的软件。目前,构件技术已经得到学术界和企业界的广泛认同,并在实际中实施了有效的应用; 但依然存在缺乏足够的行业构件及可复用资源少的问题。因此,将构件库的建设作为农业信息化应用软件开发平台的核心。

1. 2 SOA

SOA[8]指面向服务的体系架构,它以服务为基础,以流程为核心,全面支持业务的快速变化,从而适应企业业务流程的变更。SOA的核心包括面向构件、软件治理、流程管理和统一服务。其中,软件治理包括规划和政策、管理和监控、服务安全; 面向构件包括构件组装和容器、数据服务对象; 统一服务包括动态服务管理、可靠消息服务; 流程管理包括业务逻辑、页面流、工作流和业务流,如图1所示。通过引入SOA技术,农业信息化应用软开发平台可以容易地以构件装配的形式实现流程驱动下的农业信息化应用软件开发。

1. 3 平台开发技术

在众多基于B /S模式Web开发技术和框架中,选择Ext JS、DWR、Spring和i Batis技术框架进行平台的开发,后台数据库选择Oracle。Ext JS是一个与后台技术无关的Ajax框架,主要用于实现前端用户界面的创建,具有界面友好、功能丰富的特点。DWR是一个用于改善Web页面与Java类交互的远程服务器端Ajax框架,实现了浏览器通过Java Script语言直接调用后台业务构件的功能。Spring是一个开源框架,通过采用分层架构来解决企业应用程序开发的复杂性,实现应用程序的配置和依赖性规范与实际的应用程序代码分离,并支持面向方面的编程。i Batis是一个基于Java的持久层框架,主要完成数据持久化的功能,并为系统的设计提供更大的自由空间。

2 平台的体系结构

本文从农业信息化的实际需求出发,结合构件技术和SOA技术,提出了农业信息化应用软件开发平台的体系结构。该体系结构自下向上可分为资源层、基础框架层、构件层、服务层、流程层和应用层,如图2所示。

1) 资源层。该层提供平台所需的各种资源,包括数据库中的数据和其他应用系统提供的数据。平台在其上封装了一个统一数据接口,通过统一接口实现不同来源的数据统一处理,做到程序与数据源松耦合。

2) 基础框架层。基础框架层使用Java EE中间件,提供各种最基础的公共服务,如命名服务、安全服务、通告服务等,并实现构件间的通信。

3) 构件层。该层提供了大量的可复用资源,包括基础构件和业务构件。基础构件主要实现技术细节的复用,包括字符处理、菜单、日志、日期时间、输入域、列表、按钮、树、表格等构件; 业务构件实现平台较高粒度的复用,包括数据源访问构件、事务管理构件、权限构件、页面展示构件、消息构件、图形化构件、流程构件、查询构件、报表构件、流程生成构件和数据挖掘构件等。

4) 服务层。服务层通过服务装配的方式,根据服务对象要求,在构件之上进行集成整合。其将功能单元封装成一个个独立的服务,将操作方式透明化,使用者只需要录入入口数据,就可通过其功能要求得到出口数据,且不需要了解具体实现细节; 通过服务的大量积累,逐渐形成功能强大、扩展性极强的服务中心。在服务层存在服务管理工具来实现服务注册与映射、服务查询和服务评估等功能。

5) 流程层。在平台中,流程体系贯穿其中,无处不见,可包括页面流、页面逻辑流、业务逻辑流和工作流,通过流程配置和灵活的流转模式实现对业务化流程与规则的定制与调整的支持。平台将流程中分离的功能单元抽象成流程构件,在流程的设计中,只需要对流程构件进行拼装,即可快速完成对日常业务的流程模拟。平台的流程不仅支持顺序、分支、并发、循环、嵌套子流程、多路选择和多路归并等基本流程模式,还支持条件路由、自由流、回退、激活策略、完成策略、并行会签、串行会签、指派和多实例子流程等特殊流程模式。

6) 应用层。该层又可称为工具层,其主要功能是提供农业信息化应用软件开发过程中需要使用的各种工具,并为用户提供良好的交互界面。用户可以使用该层的工具,快速进行农业信息化应用的开发。

3 平台部分典型构件的设计

3. 1 页面自动生成构件

在基于Web的信息系统中,各个页面对数据的新增、修改、删除和保存处理模式基本一样。此时,若采用单个页面定制开发,则会浪费大量的时间,因此平台提供了页面自动生成构件。该构件接受用户输入数据表或数据源,并根据数据表或数据源信息自动生成该数据表的数据处理页面; 生成的数据处理页面能完成该数据表的增加、修改、删除和保存等功能。

构件实现时,需要设计客户端的Web页面和服务器端的Servlet程序。其中,Web页面接受用户输入的存放欲生成页面的路径、文件名、数据表名、页面标题和每页记录数等信息[9]; Servlet程序接受客户端传递的相关参数,并根据这些参数处理数据表及相关的控制表,从而生成基于给定数据表的Web页面,其流程描述如图3所示。

为了实现页面自动生成,需要设计两张数据表,分别为信息表和字段控制表,其结构如表1所示。

3. 2 查询构件

查询作为用户与信息系统交互的有效手段,是所有信息系统都要使用的功能,因此平台提供了一个查询构件。该构件遵循通用和开放的原则,用户可通过自己设置查询规则和查询条件,来实现任意复杂的查询。该构件构建在数据库基础之上,将数据库连接构件、SQL构造构件、存储过程构件及数据处理( 生成视图) 构件整合到一起而形成。其工作流程分为动态选择数据表、动态选择字段、生成动态SQL语句、直接编辑SQL语句、保存SQL文本生成视图及查询模板、查询条件设定和查询结果格式控制等7个步骤,如图4所示。

为了实现查询构件,需要设计查询模板表、查询模板数据字段表、查询模板静态条件表、查询模板动态条件表和查询模板用户类型表,各表结构如表2所示。

3. 3 树形动态报表构件

报表是信息系统的重要内容之一,但用户业务需求的多变性导致在信息系统开发中经常会出现用户无法确定自身对报表的具体要求的情况; 同时考虑到报表数据涉及多表之间的关联问题,以及数据表各字段之间存在的父子关系,因此平台提供了树形动态报表构件。

基于前期研究成果[10],确定树形动态报表构件的实现流程为: 首先输入欲生成报表的相关信息,包括报表名称、报表数据的来源数据表和各数据表之间的连接关系; 随后确定树形报表的各个分支以及叶子节点,并定义审核公式和计算公式。定义计算公式的目的是在形成报表时能够获取对应数据表的数据,定义审核公式的目的是为了实现生成报表的合法性检查。最后,根据来源数据表的连接关系和输入的报表信息,确定报表结构,并生成该报表。

为了实现树形动态报表构件,共设计了指标代码表、报表数据表、公式表、报表列表头表、报表表头结构表和报表结构定义表6张数据表。其中,指标代码表主要用来存放指标代码信息; 报表数据表主要用来存放报表任务中各指标代码的数据值及汇总数据值;公式表用于定义公式( 计算公式和审核公式) ; 报表列表头表用于定义报表的树状结构列表头; 报表表头结构表用于定义报表的表头和树状结构的定义; 报表结构定义表用于定义报表的结构,及其包含的指标及此指标在报表结构中的位置( 行号和列号) 。限于篇幅,各表的结构不再给出。

3. 4 数据感知构件

在信息系统开 发中,数据感知 无处不在,然而Web页面本身不支持数据感知的功能,因此在借鉴Delphi、PB及VB等开发工具的基础上,平台提供了数据感知构件,以解决网页下的即时数据提交和页面多次刷新问题。

数据感知构件的主要功能是读取展示页面上的数据作为操作页面上的数据,而无须再从数据库服务器中获取,它的存在大大提高了系统的速度,减小了服务器的压力。数据感知构件可以使存在于展示页面上的数据能轻易地被赋与输入框、单选按钮、多选按钮等表单元素,在新增或修改时可减少页面刷新及提高操作速度。平台的数据感知构件主要是采用Java Script及Ajax来实现的。

3. 5 数据列表构件

数据列表构件主要用来实现后台数据库中的数据在前台页面中的展示,开发信息系统时,需要实现页面数据显示时均要使用该构件。该构件往往与数据感知构件、查询构件和图形化构件结合在一块使用,从而使构造的数据列表具有更强大的功能和更为友好的展现形式。数据列表构件实现的主要功能包括:多表数据的分页展示、SQL查询结果的展示、存储过程结果的展示、统计函数的调用结果展示和数据Excel的导出。

3. 6 流程构件

流程构件中包含众多子构件,其中主要包括: 页面构件、数据源访问构件、事务管理构件、数据管理构件和业务逻辑管理构件。该构件还可与其它基础构件进行整合,如流程流转过程中需要发送消息,则可集成消息构件; 如需统计分析,则可集成查询报表构件和图形化构件。基于流程构件开发的程序不需要由开发人员去控制流程的走向,流程的走向全部基于配置文件。也就是说,开发人员只需要关心如何实现或装配业务功能即可。

流程构件的主要功能是实现对流程元模型各个元素的统一管理,提供流程工具的接口,使工作流定义工具能够方便地生成业务流、逻辑流、工作流及页面流。流程构件的元模型主要由活动、角色、数据、业务功能和转换条件构成,模型各要素的关系如图5所示。

3. 7 权限构件

权限作为应用系统的基础功能,在任何信息系统都必不可少,因此平台将权限封装成构件供开发使用。权限构件以为业务构件提供服务为目标,因此针对不同类型的业务构件,平台提供多种权限构件以提供支持。

1) 页面权限构件: 该构件主要针对页面控件、按钮是否显示、是否禁用等进行控制。

2) 业务访问权限构件: 该构件主要控制平台构件库中的构件是否可被访问

3) 数据权限构件等构件: 该构件主要用于控制数据的操作和数据的展示。

同时,这些权限都可基于角色、部门、岗位和人员等多种实体,以进行交、并、补和差的集合操作方式进行授权,具有功能强大、灵活方便的特点。

4 平台应用效果

农业信息化应用软件开发平台集成了软件设计、开发、调试、装配、部署、监控和治理等过程,具有标准化规范和代码自动生成的特点。平台建立了包括基础构件和业务构件在内的构件库,形成了大量的可复用资源; 解决了面向构件的信息化应用开发中的界面可配置、业务可配置和流程可配置问题; 同时提供了大量的引擎和使能工具,实现了流程驱动下的农业信息化应用软件的可视化开发。平台运行界面如图6所示。

平台开发成功以来,先后在农业病虫害远程诊断系统、人工草地建植适宜性综合管理系统和牦牛食品安全溯源系统中实施了应用,取得了良好的应用效果。基于平台开发的病虫害远程诊断系统分为网络部分和手机客户端两部分: 网络部分实现了用户管理、农作物及病虫害查询、智能诊断、专家咨询、农资推荐、交流论坛和后台管理等功能; 手机客户端实现了智能诊断、专家会诊、农作物百科、病虫害预警、搜索、农药推荐和登录等功能。系统运行界面如图7和图8所示。

5 结束语

农业信息化应用软件开发平台通过提供大量的可复用资源和可视化的集成开发环境,将传统农业信息化应用软件的开发方式转变为流程驱动下的构件装配方式,极大地提高了软件的开发效率和质量。平台具有支持业务主导的信息化软件研发、减少开发成本、避免开发风险和促进信息化资源积累等特点。下一步的工作是进一步丰富平台构件和各类工具,并建立面向制造业和气象的行业构件库,扩大平台应用范围。

摘要：针对农业信息化应用软件开发周期长、建设成本高、可复用资源少等问题,基于构件和SOA技术,在Java EE技术框架下,选择Ext JS、DWR、Spring和i Batis技术框架设计开发了农业信息化应用软件开发平台。平台提供涵盖基础构件、业务构件在内的构件库和大量的使能工具,集成了软件设计、开发、调试、装配、部署、监控和治理等各个环节,支持流程驱动下基于构件装配的农业信息化应用软件开发。同时,对相关技术进行了介绍,搭建了平台体系架构,并对平台部分典型构件的实现进行了详细的阐述。最后,通过实际应用,验证了平台的可用性和有效性。

《生物信息软件设计与开发》课程教学大纲 篇8

［关键词］项目教学法 软件开发 教学模式 PowerBuilder

［作者简介］牛军涛（1969- ），男，河南襄城人，河南质量工程职业学院信息工程系主任，高级程序员，讲师，硕士，研究方向为数据库、软件工程。（河南 平顶山 467000）

［中图分类号］G642.3［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2007）27-0131-02

一、问题的提出

CCC2002指出：“计算机科学与技术学科除了具有较强的科学性外，还具有较强的工程性。”计算机课程的教学应该是面向设计的，特别是计算机软件开发类课程，如“面向对象程序设计”“数据库技术与应用”“软件工程”“软件开发工具与环境”更具有极强的实践性。对这类课程的教学，必须突出其工程性和实践性。我们于2004年在教学实践中开始尝试以项目为导向的教学策略，取得了良好效果。下面以PowerBuilder课程的教学为例，予以详细阐述。

Powerbuilder 是一套十分优秀的计算机应用系统开发工具，具有面向对象的开发方法和可视化的开发界面。它不仅能设计传统的高性能、基于客户机/服务器（Client/Server）体系结构的应用系统，还能方便地构建和实现分布式系统。随着Internet的飞速发展，Powerbuilder提供了对OLE、OCX、跨平台等技术的全面支持，因此也成为World Wide Web应用环境下的开发利器。由于Powerbuilder的上述优点，目前不少高校选用其作为“数据库开发”和“软件开发工具与环境”相关课程的背景环境，它也成为很多高校学生毕业设计所选用的开发工具。

1.传统教学模式的缺点。传统的计算机课程教学一般是采取知识结构驱动的教学法，教师循序渐进地讲授一门课程的知识点，学生按部就班地学习知识点。虽然大多数教学环节也有实例，但是对于整个课程来说，这些实例彼此是没有联系的、孤立的。这种教学模式的主要缺点是：其一，学生在学习过程中难以看到当前所学的局部知识的用途，缺乏学习的兴趣和内在动力，容易产生厌倦情绪。其二，学生在学习中难以抓住重点，往往过分注重细节，以至于淹没在知识细节的海洋中，难以把握整体的知识框架。其三，主要是以教师为中心，学生只是被动的听讲和练习，难以激发学生的积极性、主动性。其四，学生所掌握的知识是零碎的、不系统的，缺乏对一门课程的整体把握能力。其五，学生学完课程后，即使考试成绩很好但仍然缺乏实际操作能力，对一个完整项目的整个分析和设计过程不甚清楚，不能把所学的知识完整地应用起来，解决实际问题时很茫然。

2.项目教学法。学生学习一门软件开发与设计课程的主要目的不仅是为了学习一些关于这门课程的知识，更重要的是为了“掌握”和“运用”，即在掌握了基本的概念和关键的技术要点后，具有实际的应用开发能力。对于计算机专业的学生，采用多种模式、启发自主学习、重视实践环节、培养创新意识、树立团队精神显得尤为重要。我们在长期的教学实践和开发实践的基础上，在教学中运用了基于项目的教学法。它是教与学互动的模式，基本思路是：以一个完整的软件开发项目贯穿整个课程教学过程的始终，以项目的构建过程为线索安排教学步骤，整个教学过程由项目任务来驱动。学生在学习过程中参与一个完整项目的分析、设计、实现全过程，在课堂教学中把理论和实践教学有机地结合起来。学生不再是被动的接受者，而是积极的参与者。这种开放性、创新性的教育思想和模式，有利于克服以往教学模式的弊端，促进学生在计算机信息管理应用方面实际水平的提高。

二、项目的选择

在基于项目的教学法中，项目选择是一个非常关键的问题。所选择的项目应该具有以下特点：一是项目应具有一定的代表性。虽然一个项目不可能具有某类问题的全部特征，但要能反映问题的本质特征。二是项目应具有一定的实用性。项目最好来源于实际工作需求，尽可能选择与实际需要相结合的项目，可结合科研任务、技术开发项目、信息工程建设的需要及实际应用的需要进行选择。三是项目的规模要适中。项目规模过大则在一门课程的教学时数内难以完成，学生也难以把握；项目规模过小则难以涵盖主要的知识点，也缺乏整体性和挑战性。四是任课教师对所选项目应当非常熟悉，最好是教师亲自开发的项目。五是项目应贴近学生的生活，这样既可增强学生的兴趣，也便于学生理解和接受，使学生专注于项目的技术问题。基于以上考虑，我们在Powerbuilder课程的教学实践中，选用了“高校学生管理信息系统”作为项目案例。系统主要模块如图1所示。

三、教学设计过程

1.分析“高校学生管理信息系统”的项目需求和系统主要功能模块。把一个项目分成若干个模块，每个模块根据对应的知识点再分成若干部分课堂教学内容，将教学目标和内容融入对实际项目的理解和实践中。教学过程实际就是项目的建构过程。具体做法是：每一个教学单元围绕一个主题，提出项目设计目标，然后利用项目的设计过程，讲解教学内容，最后给学生布置项目任务。

2.项目教学的整体构想。项目教学的实施按照以下步骤进行：（1）认识Powerbuilder集成开发环境，建立一个新的Workspace和一个新的Application。（2）掌握窗口：窗口的创建、属性、常用函数、事件、基本窗口编程，并创建系统主窗口。（3）学习和掌握PowerScript语言。（4）创建学生数据库以及数据表。（5）学习和掌握常用的窗口控件：命令按钮，单选钮、复选框、分组框、编辑框、编辑掩码控件等，并创建信息录入窗口。（6）学习和掌握数据窗口技术。这一部分是Powerbuilder的核心内容，也是学习的重点内容。（7）学习和掌握高级窗口控件：下拉列表框、树状视图等，并创建信息查询窗口。（8）菜单的使用。建立系统主菜单，对前面创建的窗口进行统一管理。（9）学习和掌握SQL语句，创建信息修改等窗口。（10）学习和掌握游标，创建学生成绩管理等窗口。（11）进行功能调试和系统测试。（12）将Application编译成可执行文件，制作安装盘，交付使用。

3.项目教学的实施案例一。一是主题，包括窗口与常用控件。二是项目任务，指创建学生基本信息录入窗口，如图2所示。三是教学目标，主要是学习和掌握常用的窗口控件：命令按钮，单选钮、复选框、分组框、编辑框、编辑掩码控件。四是教学过程。在此环节中学习创建窗口对象，熟悉各种窗口控件及特性，学会对象属性、方法的引用格式，以及事件过程的创建，让学生创建一个窗口，实现向student表添加本班同学信息的功能，使学生深入理解和掌握面向对象分析问题的方法。

4.项目教学的实施案例二。一是主题，指数据窗口技术。二是项目任务，指创建学生信息综合查询窗口，如图3所示。三是教学目标，指学习和掌握数据窗口技术，包括让学生掌握数据窗口对象和数据窗口控件的概念、分清两者的区别；使学生掌握事务对象的概念；使学生掌握数据库连接和断开的概念和方法；使学生掌握数据提取的概念和方法，在以上四项的基础上使学生熟练掌握使用数据窗口的步骤。四是教学重点和难点分析。数据窗口技术是PowerBuilder的核心专利技术，数据窗口能够从5种数据源提取数据，并且开发者可以从11种显示风格中进行选择，这样开发者能利用这种技术方便、直观、简捷地操作数据库，从而可以把精力主要放在应用系统功能的实现上，提高了开发效率。因此，掌握数据窗口技术是使用PowerBuilder进行软件开发的关键。由于这一部分进入的新概念较多，数据窗口的使用步骤也较为复杂，因此掌握数据窗口技术也是本课程的一个难点。

5.教学过程。一是提出项目任务。二是概述数据窗口技术，激发学生兴趣和积极性。三是演示使用数据窗口画笔创建数据窗口对象：dw_student。四是演示创建一个新窗口，添加数据窗口控件：d_student。五是演示通过数据窗口控件的属性设置和编写代码这两种方法，将数据窗口控件与数据窗口对象建立关联。六是演示编写代码。连接数据库，提取数据，修改数据库的数据，断开连接等。七是给学生布置项目任务。让学生通过数据窗口控件在窗口对象做学生表、课程表及三表连接的修改、删除和查询及浏览页面，并且和窗口对象创建的浏览页面进行比较。八是给学生布置拓展任务。要求学生在学习了“学生”信息更新和查询知识后，独立完成“课程”“成绩”等查询窗口的设计，以收到举一反三之功效。

四、考核方式

采用项目教学法必须进行课程考核方式的改革，考核方式为形成性考核、期末笔试和整个项目完成情况考核三部分相结合的方式，所占比例分别为20∶40∶40。形成性考核主要是对学生的平时作业、学习过程中的学习行为表现、上机实践环节等方面进行考核评价；笔试考核学生对基本概念、基本理论、基本技能的掌握；项目完成情况考核主要考核学生综合运用所学知识解决问题和实际开发设计的能力。

五、教学效果

基于项目的教学法在实践性较强的计算机课程教学中，具有无可比拟的优点。它使学生能够融会贯通地掌握一门课程的精髓，强化学生的计算机应用软件开发能力，提高学生以计算机软件工程的原则对开发项目的分析、架构、设计、管理、文档编写等能力，为学生毕业后继续在计算机技术方面的发展奠定良好的基础，培养学生的合作共事能力和团队协作精神。

我们采用项目教学法两年多来，收到了明显的成效。从下表可以看出，学生无论是考试及格率，还是职业技能鉴定通过率和毕业设计良好以上比例，与以前相比都有了明显提高。

尤为可喜的是，由于学生的实际软件开发能力得到了明显提高，其就业竞争力也大大增强。有三名学生通过Internet把自己的设计作品上传给某软件企业，得到了企业的认可，获得了去该软件公司从事专业软件开发工作的机会。

计算机技术与应用的飞速发展，促使我们必须对传统的计算机课程教学模式进行改革，不断更新教学观念、教学内容、教学方法、教学手段。基于项目的教学法，虽已取得了一定成效，但也面临挑战。如项目教学法对教师的教学水平提出了更高的要求，要求教师不仅要具有一定的理论水平，还要具备较为丰富的开发经验。教育者将在今后的教学实践中继续探索，以达到提高学生专业技能和综合素质的目的。

［参考文献］

［1］郑阿奇.PowerBuilder实用教程［M］.北京：电子工业出版社，2005.