2024年基因組學(xué)概述(七篇)

2024年基因組學(xué)概述精品（七篇）

基因組學(xué)概述精品（七篇）

時(shí)間：2024-03-2814:44:53

基因組學(xué)概述篇（1）

一、“淺出"掩蓋了什么?

1.出示由12個(gè)相同的小正方形拼成的各種長方形，引出乘法算式3x4=12,2x6=12,

1x12=12.教師以2x6=12為例，示范引述三個(gè)數(shù)之間因數(shù)、倍數(shù)關(guān)系，組織學(xué)生通過集體說、

同桌說、指名反饋說等形式重復(fù)模仿口述。

2.揭題板書”因數(shù)與倍數(shù)"，指出研究范疇"只研究整數(shù),不包括0"。

3.學(xué)生模仿口述余下的兩道乘法算式3x4=12、1x12=12中因數(shù)、倍數(shù)關(guān)系。

4.出示3,5,9,10,18等數(shù)，組織學(xué)生找兩個(gè)數(shù)之間的因數(shù)、倍數(shù)關(guān)系，借助9是3的

倍數(shù)，卻是18的因數(shù),強(qiáng)調(diào)因數(shù)和倍數(shù)是兩個(gè)數(shù)之間的關(guān)系。

5.提問：18的因數(shù)除了3和9還有哪些？進(jìn)入找因數(shù)教學(xué)板塊（略）。

在設(shè)計(jì)一中，教師提供了兩組材料進(jìn)行教學(xué)：先提供一組乘法算式，通過教師的一題范述

——學(xué)生重復(fù)跟述——兩題仿述的程序完成"范說"、"仿說"層面的概念認(rèn)識；再提供一組

有聯(lián)系的非零自然數(shù)，組織學(xué)生尋找兩個(gè)數(shù)之間的因數(shù)、倍數(shù)關(guān)系，體會(huì)相互依存關(guān)系，完成"變

說”層面的概念認(rèn)識。整個(gè)概念建構(gòu)過程看似明快、流暢，但無法掩蓋以下幾個(gè)問題：1.教師的

"范說"直接告知，教學(xué)方式本身牽制痕跡較濃；教師只安排了三道乘法算式供學(xué)生重復(fù)跟述、

仿述，沒有安排學(xué)生自主地"例說"，感知量偏少、不充分；沒能經(jīng)歷"從例到類”的概念抽象

概括過程，是否落入了倉促單薄的程式化教學(xué)？2.提供的素材回避了原來乘除法學(xué)習(xí)中的因數(shù)、

倍數(shù)和本節(jié)課因數(shù)與倍數(shù)概念的區(qū)分，對研究范疇僅一句話帶過，對學(xué)生概念構(gòu)建有無影響？有

的教師認(rèn)為，研究范疇是一種人為規(guī)定，只需加以說明無需強(qiáng)調(diào)，否則成了“搞腦子"現(xiàn)象。筆

者以為，判斷一個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)的有效性關(guān)鍵在于是否基于學(xué)生的視角有序開展教學(xué)，是否促進(jìn)學(xué)生

的學(xué)習(xí)和發(fā)展。因此，我們必須直面學(xué)生的數(shù)學(xué)現(xiàn)實(shí)，充分了解學(xué)生的學(xué)習(xí)困難和學(xué)習(xí)需求，這

是有效教學(xué)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。

那么，關(guān)于因數(shù)、倍數(shù)概念，學(xué)生有怎樣的前認(rèn)知呢？著名特級教師吳正憲研究團(tuán)隊(duì)對此作

了學(xué)習(xí)前測，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對因數(shù)與倍數(shù)的概念并不陌生，把因數(shù)、倍數(shù)割裂成孤立的運(yùn)算得出結(jié)論

（如因數(shù)存在于整數(shù)、小數(shù)乘法運(yùn)算中；倍數(shù)存在于整數(shù)、小數(shù)除法中，商相當(dāng)于因數(shù)），學(xué)生

對于因數(shù)、倍數(shù)概念是模糊的，甚至是混亂的。學(xué)習(xí)后測效果又如何呢？結(jié)合畢業(yè)試題中的一道

判斷題進(jìn)行抽樣分析（樣本數(shù)為270份），題為：”因?yàn)?.8x3=24，所以2.4是0.8的倍數(shù)"，

抽樣得分率僅為52.8%,反映出多數(shù)學(xué)生在小學(xué)學(xué)習(xí)結(jié)束之際仍未能很好地建構(gòu)因數(shù)與倍數(shù)的

概念，把“倍數(shù)"和"倍"混為一談。學(xué)習(xí)前測、后測都顯示，學(xué)生對因數(shù)、倍數(shù)概念的學(xué)習(xí)遇

到了來自先前學(xué)習(xí)認(rèn)識的干擾，對"因數(shù)、倍數(shù)意義和兩者相互依存關(guān)系的認(rèn)識與理解"是本課

的一個(gè)教學(xué)重難點(diǎn)。

基于上述分析，本課教學(xué)主要解決兩個(gè)核心疑難問題：一是如何強(qiáng)化樹立"非零自然數(shù)”的

研究范疇意識二是如何加深"因數(shù)、倍數(shù)是一種關(guān)系而不是孤立運(yùn)算中的某個(gè)數(shù)"的本質(zhì)認(rèn)識。

設(shè)計(jì)一給予了第二個(gè)疑難問題較充分的關(guān)注，但對第一個(gè)問題僅一句說明帶過，顯然學(xué)生感悟不

深刻，因數(shù)、倍數(shù)概念構(gòu)建處于一種淺化的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

二"深入"如何"淺出"？

1.根據(jù)師生關(guān)系談話切入"在數(shù)學(xué)上數(shù)與數(shù)之間也有相互依存關(guān)系"，揭題板書"因數(shù)與倍

數(shù)"。思考：你認(rèn)為今天的學(xué)習(xí)可能與哪些知識有關(guān)？

2.根據(jù)學(xué)生對乘法、除法相關(guān)聯(lián)系的思考，組織學(xué)生列舉乘除法算式2x5=10,10+2=5,

教師補(bǔ)充15x3=4.5,3x0=0.

3.組織學(xué)生試說什么是因數(shù)、倍數(shù)，學(xué)生認(rèn)為乘法里存在因數(shù)，除法算式里存在倍數(shù)。

4.出示由12個(gè)相同的小正方形拼成的各種長方形，引出乘法算式3x4=12,2x6=12、

1x12=12,教師以2x6=12為例，引述三個(gè)數(shù)之間因數(shù)、倍數(shù)關(guān)系，學(xué)生模仿口述完成余下兩

個(gè)算式中因數(shù)、倍數(shù)關(guān)系。

5.質(zhì)疑：兩個(gè)數(shù)相乘得12的算式還有嗎？結(jié)合學(xué)生列舉的算式10x1.2=12組織討論。

6切換到先前的乘除法算式2x5=10、10?2=5，說說誰是誰的因數(shù)，誰是誰的倍數(shù)。質(zhì)疑：

1.5X3=4.5,3x0=0可否說出因數(shù)、倍數(shù)關(guān)系。

7.組織學(xué)生口頭舉例乘法算式,介紹因數(shù)、倍數(shù)關(guān)系，教師補(bǔ)充出示axb=c,組織學(xué)生口

述因數(shù)、倍數(shù)關(guān)系。質(zhì)疑：a、b、c是否可以是彳土可數(shù)？補(bǔ)充出示，a、b、c均為整數(shù)，且不等

于0。

8.教學(xué)找一個(gè)數(shù)的因數(shù)（略）。

應(yīng)該說，設(shè)計(jì)二較好地落實(shí)了"關(guān)注學(xué)情，以例規(guī)例”的概念構(gòu)建思路：先讓學(xué)生試說什么

是因數(shù)、彳髏，進(jìn)行學(xué)情探底，再通過直觀材料進(jìn)行概念范示、判斷區(qū)分澄清原有認(rèn)識，以求清

晰概念。同時(shí)，通過仿說、例說、變說,讓學(xué)生經(jīng)歷概念抽象概括過程。

當(dāng)然這一教學(xué)設(shè)計(jì)的不足之處也很明顯就是過于"深入"卻不能"淺出"主要體現(xiàn)在：

1.在以例規(guī)例過程中新舊認(rèn)知沖突交互切換過密概念構(gòu)建顯得有些"繞"流程生澀不順暢。

如在"舊知經(jīng)驗(yàn)激發(fā)一直觀材料概念范例引出——辨析區(qū)分反例一舉正例概括”流程中，

學(xué)生概念感知一直處于"反例"、"正例"交替跳躍狀態(tài)，不利于描述性概念的感知穩(wěn)固。

"1.5x3=45'、"3x0=0"的補(bǔ)充和概念抽象概括"axb二c"都是由教師全盤托出，沒有經(jīng)

歷學(xué)生的自主思考，銜接略顯突兀生硬。2.集中強(qiáng)化了研究范疇的非零自然數(shù)感知，對"因數(shù)、

倍數(shù)是一種關(guān)系而不是孤立運(yùn)算中的某個(gè)數(shù)"沒有進(jìn)行有力澄清。在舊知探究中，學(xué)生認(rèn)為"乘

法中存在因數(shù)，除法中存在倍數(shù)”，這是新舊概念區(qū)分的重要認(rèn)知點(diǎn)，而跟進(jìn)的后續(xù)教學(xué)設(shè)計(jì)只

注重了"非零自然數(shù)"的澄清，對第二個(gè)核心疑難問題（新概念的"依存關(guān)系"與原認(rèn)知的"某

個(gè)數(shù)”）沒有充分展開，因數(shù)、倍數(shù)概念構(gòu)建顯得厚此薄彼、虎頭蛇尾。

1.出示小男孩圖像信息，組織學(xué)生猜測老師與小男孩是什么關(guān)系，在得出“母子關(guān)系”結(jié)論

后，組織學(xué)生討論自己和男孩之間的“姐弟關(guān)系"、"哥弟關(guān)系"。小結(jié)：當(dāng)其中一個(gè)對象發(fā)生

變化，兩個(gè)人之間的關(guān)系也隨之發(fā)生變化。

2.借助小男孩用12個(gè)相同的小長方形拼長方形的情境過渡，組織學(xué)生拼擺長方形，引出乘

法算式3x4=12、2x6=12、1x12=12。

3.談話切入：在這些匿形和式子中蘊(yùn)含著我們今天要研究的數(shù)學(xué)問題。

揭題板書：因數(shù)與倍數(shù)。指出研究范疇"只研究整數(shù)，不包括0"。

討論：看得懂嗎？也就是不研究什么？

4.出示乘法算式：2x6=12。

討論：誰可能是誰的因數(shù)、倍數(shù)？集體口述該算式因數(shù)、倍數(shù)關(guān)系后，組織學(xué)生完成余下兩

道乘法算式的口述。

5.組織學(xué)生自己寫乘法算式，向同桌舉例說明因數(shù)、倍數(shù)關(guān)系。

反饋討論：這樣的乘法算式說得完嗎？引導(dǎo)學(xué)生用字母axb=c來概括。

討論ab、c可以是任意數(shù)嗎？當(dāng)它們都是非零自然數(shù)時(shí)，誰是誰的因數(shù)，誰是誰的倍數(shù)？

6判斷練習(xí)。

(1)12是24的因數(shù).

判斷后思考：這句話讓你想到了哪個(gè)式子？根據(jù)12x2=24，你還能想到哪兩個(gè)數(shù)之間的因

數(shù)、倍數(shù)關(guān)系？

(2)因?yàn)?.9x2=L8,所以1.8是0.9的倍數(shù)。

在學(xué)生得出"因?yàn)槌朔ㄋ闶街谐霈F(xiàn)的是小數(shù)"基礎(chǔ)上，回望點(diǎn)擊"只研究整數(shù)，不包括零"

的板書，追問：為什么有同學(xué)認(rèn)為是對的？結(jié)合學(xué)生回答點(diǎn)擊：這里的倍數(shù)指的是兩個(gè)數(shù)之間的

關(guān)系和以前所學(xué)的"幾倍"有所不同。

(3)18是倍數(shù)。

在學(xué)生得出“沒有講清楚18是誰的倍數(shù)"的基礎(chǔ)上，指出：因數(shù)、倍數(shù)關(guān)系是相互依存的

關(guān)系。追問：18是誰的倍數(shù)呢？結(jié)合學(xué)生回答：18是3、6的倍數(shù)，提問：你想到了哪道乘法

算式？弓I述：根據(jù)3x6=18找出18的兩個(gè)因數(shù)，進(jìn)一步提問：你能找出18的所有因數(shù)嗎？(切

入找因數(shù)教學(xué)環(huán)節(jié))

基因組學(xué)概述篇(2)

〔關(guān)鍵詞〕MeSH領(lǐng)域本體推理

〔分類號〕G250.76RL

BuildingandReasoningofDigitalLibrary'sDomainOntology:TakingMedicine

DomainOntologyasanExample

MuDongmeiFanYi

PublicHealthSchoolofJilinUniversity,Changchunl30021

(Abstract)Thispapermakesastudyontheconstructionandapplicationofdigital

librarydomainontologyundersemanticgridenvironmentbytakingpreventive

medicinedomainasanexample;discussestheimportanceofreusingMeSH,introduces

theprocessofbuildingapreventivemedicinedomainontologybasedonMeSH,and

thenstudiesontheconversionfrommedicineThesauristodomainontology(includes

toolandway)andma<esareasoningapplicationontheontologybyusingRacer

reasoner.

(Keywords]MeSHontologyreasoning

1引言

領(lǐng)域本體在數(shù)字圖書館對其知識進(jìn)行語義層面的組織口扮演著至關(guān)重要的角色，因此，領(lǐng)域

本體的構(gòu)建是語義網(wǎng)格環(huán)境下數(shù)字圖書館知識組織不可或缺的關(guān)鍵步驟。領(lǐng)域本體構(gòu)建成功與否，

取決于是否有領(lǐng)域?qū)＜业膮⑴c以及對領(lǐng)域知識描述的準(zhǔn)確性和一致性程度?；陬I(lǐng)域本體的這種

特性,業(yè)界提出了多種構(gòu)建途徑和方法，其中之一就是基于敘詞表構(gòu)建本體。因?yàn)?，敘詞表是以

學(xué)科領(lǐng)域知識為基礎(chǔ)的領(lǐng)域概念說明，是學(xué)科領(lǐng)域知識比較完善的知識組織體系，隨著領(lǐng)域知識

本身的變化，敘詞表不斷地增刪主題詞，完善其語義關(guān)系，從它收詞的變化上，可以發(fā)現(xiàn)該領(lǐng)域

的發(fā)展方向和領(lǐng)域熱點(diǎn)，為復(fù)用現(xiàn)有領(lǐng)域知識、快速構(gòu)建領(lǐng)域本體奠定基礎(chǔ)。

在語義網(wǎng)格環(huán)境下，數(shù)字圖書館知識組織體系，應(yīng)采用敘詞表來表達(dá)術(shù)語，用語義類型表達(dá)

術(shù)語間的關(guān)系,用本體的6要素來組織關(guān)系模式。既發(fā)揮敘詞表在術(shù)語、主題和概念描述的精

準(zhǔn)特點(diǎn)，同時(shí)擴(kuò)展敘詞表單一的線性樹狀結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀構(gòu)架，增加對術(shù)語屬性、術(shù)語和概念之間關(guān)

系的描述，將科學(xué)的概念表達(dá)融入到本體模式的知識組織體系中,本文以醫(yī)學(xué)領(lǐng)域本體為例，基

于MeSH構(gòu)建預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域本體并針對該本體進(jìn)行應(yīng)用研究，從而對數(shù)字圖書館領(lǐng)域本體的構(gòu)

建與推理應(yīng)用進(jìn)行研究。

2MeSH一構(gòu)建醫(yī)學(xué)領(lǐng)域本體的基礎(chǔ)

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域方面，《醫(yī)學(xué)主題詞表》(MedicalSubjectHeadings,簡稱MeSH)是美國

國立醫(yī)學(xué)圖書館編撰的一部大型醫(yī)學(xué)專業(yè)敘詞表。它通過注釋、參照系統(tǒng)與樹型編碼表達(dá)詞匯概

念的歷史變遷、主題詞的族性類別、屬分關(guān)系，揭示主題詞之間語義關(guān)系，是手工檢索和計(jì)算機(jī)

檢索的標(biāo)準(zhǔn)詞表，也是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域使用最廣泛最具權(quán)威的詞表。作為當(dāng)今醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最權(quán)威的敘詞表，

MeSH對醫(yī)學(xué)領(lǐng)域本體構(gòu)建的支持作用無疑是巨大的。

2.1本體與MeSH的關(guān)系

MeSH的基本要素是敘詞（亦稱主題詞），它是建立在敘詞性質(zhì)基礎(chǔ)上的，在編制上吸取

了多種情報(bào)檢索語言的原理和方法，保留了單元詞組配的基本原理；采用組配分類法的概念組配

來替代單元詞法的字面組配；采用標(biāo)題法的預(yù)先組配方法（即采用詞組）對詞進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)范化

處理，以保證詞與概念的一一對應(yīng)；有完善的參照系統(tǒng)和獨(dú)特的范疇索引與輪排索引。MeSH

的主題字順表和樹狀結(jié)構(gòu)表是兩個(gè)互相補(bǔ)充的部分，是以事物聚類和以學(xué)科聚類的完美結(jié)合口］。

主題字順表是將所有的主題詞、副主題詞、非主題詞全部按字順排列，每個(gè)主題詞下設(shè)該主題詞

建立的年代、樹狀結(jié)構(gòu)編碼、歷史注釋及各種參照系統(tǒng)。MeSH的樹狀結(jié)構(gòu)表把所有的主題詞

按詞的范疇和學(xué)科屬性分為15大類，有的大類再依次劃分為一級類、二級類，最多分至9級。

樹狀結(jié)構(gòu)的每個(gè)類目中，主題詞按等級從上位詞到下位詞逐級編排，表達(dá)彼此之間邏輯上的隸屬

關(guān)系。

本體是一個(gè)關(guān)于一些主題清晰規(guī)范的說明［2］,是得到公認(rèn)的規(guī)范描述，包含術(shù)語表。術(shù)語

表中的術(shù)語是與某一學(xué)科令史域相關(guān)的，其邏輯聲明全部是用來描述術(shù)語的含義和術(shù)語間關(guān)系。領(lǐng)

域本體是用于描述或表達(dá)某一領(lǐng)域知識的一組概念或術(shù)語,用以來組織知識庫較高層次的知識，

也可以用來描述特定領(lǐng)域的知識。在最簡單的情況下，只描述概念的分類層次結(jié)構(gòu)；在復(fù)雜的情

況下，在概念分類層次的基礎(chǔ)上，加入一組合適的屬性、關(guān)系來表示概念之間的其他關(guān)系，約束

概念的內(nèi)涵解釋。領(lǐng)域本體中的術(shù)語、主題、概念可以是自然語言和半自然語言，相對于MeSH

來說，其中的知識點(diǎn)分布是網(wǎng)狀的，可以減少概念和術(shù)語上的歧義，為某一組織或某工作小組提

供了一個(gè)統(tǒng)一框架或規(guī)范模型，使來自不同背景、不同觀點(diǎn)、不同目的人員之間的理解和交流成

為可能，并保持語義上的一致性⑶。在復(fù)用現(xiàn)有領(lǐng)域本體和擴(kuò)展這些本體的工作中，對術(shù)語進(jìn)

行規(guī)范地分析是極有價(jià)值的，并且避免了領(lǐng)域知識的重復(fù)分析［4］。

基于MeSH表的組成和本體的結(jié)構(gòu),我們不難看出其中的相似性。①M(fèi)eSH表與本體都是

以概念、類和詞語作為基礎(chǔ)進(jìn)行支撐，它們都充分反映了概念或詞語之間的相互關(guān)系，并且都對

其關(guān)系做了必要的說明;②兩者都具有等級關(guān)系,在上位類(上位詞)、下位類(下位詞)的定

義上十分明確;③本體對知識的網(wǎng)狀可視化表示得益于MeSH的樹狀結(jié)構(gòu)，是對樹狀結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展

和再利用。綜上所述，Me5H詞表作為構(gòu)建本體的基礎(chǔ)和工具是可行的，并且因?yàn)楸倔w對概念

的規(guī)范化的解釋能力是相當(dāng)強(qiáng)大的,所以在本體構(gòu)建中，MeSH詞表對概念表達(dá)方面缺陷也是

可以避免。這樣可以達(dá)到兩者各取其長，獲得功能上的優(yōu)化。

2.2本體構(gòu)建語言—OWL

OWL(WebOntologyLanguage:Web本體語言)能夠清晰地表達(dá)詞條的含義以及這些

詞條之間的關(guān)系。而這種對詞條和它們之間的關(guān)系的表達(dá)就稱作本體。OWL相對XML、RDF

和RDFSchema擁有更多的機(jī)制來表達(dá)語義，超越了它［旅僅能夠表達(dá)網(wǎng)上機(jī)器可讀文檔內(nèi)容

的能力。

具體而言，OWL標(biāo)準(zhǔn)包括三類語言：OWLLite、OWLDL和OWLFull。OWLLite是

OWLDL的子集，這兩者都使用框架式抽象句法，進(jìn)而可映射為RDF三元組；同時(shí)，其言語

的構(gòu)成以及形式語義則基于描述邏輯的定義，使得本體間弼隹理問題能夠歸納為描述邏輯知識庫

的可滿足性問題；不過，對于RDF(S)語義則有所限制，以避免出現(xiàn)悖論和模型不兼容等問題。

而OWLFull對此別無要求，且仍采用RDF三元組句法形式，借助非經(jīng)典模型論進(jìn)行語義解釋。

事實(shí)上，OWLFull是基于RDF(S)句法而進(jìn)行語義擴(kuò)展的，新增OWL的詞匯和語義條件。除

此之外，與RDF(S)相差無幾。與RDF(S)相似，OWL可以聲明類和屬性，分別以類包含和屬性

包含劃分各自的等級層次；OWL的類可以通過邏輯組合算子(合取、析取、補(bǔ))在其他類的基礎(chǔ)

上得以描述，也可以視為多個(gè)對象的枚舉類；同時(shí)，OWL還可以聲明某個(gè)屬性具有傳遞性、對

稱性、函數(shù)性，或是某個(gè)屬性的逆屬性。這些都超越了RDF(S)的能力；更為重要的是，OWL可

以通過屬性限定詞自定義類。

因此，OWLLite,OWLDL以及OWLFull作為OWL提出的三種子語言，表達(dá)能力依

次增強(qiáng)，推理能力逐個(gè)向下兼容。不過，前兩者基于比較抽象的框架句法，采用經(jīng)典邏輯學(xué)中的

解釋，即:①要求個(gè)體、類、屬性是三個(gè)不相交的集合;②所有的個(gè)體視為資源，并直接將類和屬

性分別視為資源的集合和資源一資源對的集合;③禁止遞歸的出現(xiàn)，從而避免上述RDF(S)中的問

題。OWLFull可視為不受限制的RDF(S)的擴(kuò)展，句法仍使用RDF三元組，并基于非經(jīng)典的模

型論對RDF-語義做OWL的語義擴(kuò)展。

3基于MeSH構(gòu)建預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域本體

3.1選擇本體構(gòu)建工具

目前在本體研究領(lǐng)域中，已有很多研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者研制出了一些本體的編輯器，這些編輯器

可以兼容多種描述語言，并且具備了OWL語言的大部分功能，提供友好的界面供人機(jī)交流，促

使對于本體的標(biāo)注更加清晰易懂。常用的工具有德國卡爾斯魯厄大學(xué)的KAON、英國曼徹斯特

大學(xué)和阿姆斯特丹公立大學(xué)的OILED.美國斯坦福大學(xué)的Protege等。通過比較，筆者發(fā)現(xiàn)：

美國斯坦福大學(xué)的Protege軟件更加易用，界面友好，性能齊全，具有多種插件，提供多種本

體的表現(xiàn)形式，尤其擁有三種不同形式的圖示，可以充分地表現(xiàn)出MeSH表的樹狀結(jié)構(gòu).因此，

筆者選擇Protege軟件，完成了本體的構(gòu)建。

3.2構(gòu)建預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域本體

目前常見的本體構(gòu)建方法有JDEF5法、KACTUS工程法、基于SENSUS的方法、Enterprise

方法以及Methontology方法，等等。由于是嘗試性的構(gòu)建，筆者在參考這幾種方法上，提出

一套基于MeSH表的本體溝建方法。具體方法如下：

對預(yù)防醫(yī)學(xué)類進(jìn)行分析，預(yù)防醫(yī)學(xué)包括4個(gè)下位類：航天醫(yī)學(xué)、職業(yè)醫(yī)學(xué)、環(huán)境醫(yī)學(xué)、公

共衛(wèi)生。其中前三類沒有下位類，而第4類公共衛(wèi)生有22個(gè)直接下位類，這22個(gè)下位類又有

子類326個(gè)。由于是嘗試性的研究，所以筆者只選取到第4級概念加以構(gòu)建。

利用本體構(gòu)建工具構(gòu)建預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域本體。在本文中，筆者采用Protege工具來構(gòu)建本體。

圖1顯示了利用Protege構(gòu)建的、用OWL語言描述的、基于MeSH的預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域本體片斷。

首先，構(gòu)建本體的類class。類表示對象的集合，是本體構(gòu)建中的最基本的元素。在MeSH

表中，有時(shí)一個(gè)主題詞并不是僅僅屬于一個(gè)上位詞，而是分別屬于不同的上位詞。此時(shí)，可以使

用兩種方法進(jìn)行處理:①直接使用工具進(jìn)行關(guān)聯(lián);②使用一階邏輯推理進(jìn)行類的推理。構(gòu)建完成的

類目體系，以直觀圖的形式顯示類目等級關(guān)系（見圖2）。

然后，構(gòu)建本體屬性Property,Property可以被用來說明class的共同特征以及某些

individual的專有特征。一個(gè)屬性是一個(gè)二元關(guān)系。OWL語言中有兩類屬性："datatype

property"屬性表示class元素和XMLdatatype之間的關(guān)系；"objectproperty"屬性表示

兩個(gè)類元素之間的關(guān)系。每類屬性都可以用domain（定義域）和rang（值域）來約束它的適

用范圍。在Protmg自軟件中又添加了一^annotationproperty（注釋屬性），通過添加此屬

性，以此對本體中的類、子類等概念加以注釋，將MeSH在本體中完整地體現(xiàn)出來。

MeSH有不同于其他敘詞表的獨(dú)特編排，增加了副主題詞，通過主題詞和副主題詞的組配

來進(jìn)一步限制與修飾主題詞.在本體構(gòu)建中，將這種組配關(guān)系構(gòu)建在Individual下，便于清晰

地表示和快速檢索，同時(shí)，添加各類之間的邏輯推理關(guān)系。基于MeSH的預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域本體的

一個(gè)結(jié)構(gòu)片段（見圖3）。

構(gòu)建完成的本體，可以清晰地顯示MeSH表中各個(gè)概念之間的相互關(guān)系。筆者節(jié)選了以

"PublicHealth”為中心的核心概念，并以射線的方式直觀顯示其上位類、同位類及下位類（見

圖4）。

4預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域本體推理應(yīng)用研究

推理機(jī)是專家系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)基于知識推理的部件，是基于知識的推理在計(jì)算機(jī)中的實(shí)現(xiàn)，主要

包括推理和控制兩個(gè)方面，是知識系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分[5]。目前，針對本體的推理，

越來越多地集中在幾種標(biāo)準(zhǔn)的本體語言上，如OWL、DAML、RDFS/RDF等，一些組織針對這

些本體語言，開發(fā)了比較著名的推理機(jī)，如RACER、FaCT、Pellet等。在Prot6g6中，提供了

基于Racer推理機(jī)的推理功能fProtege-OWL和推理機(jī)RACER通過DIG（DescriptionLogic

ImplementersGroup）接互。

在MeSH表中,許多概念具有交叉相關(guān)性。因此，在構(gòu)建本體過程中,需要定義概念之間

邏輯關(guān)系，并使用推理機(jī)完成概念相互關(guān)系的說明。例如，在MeSH表中「BiologicalSciences

[G01],r概念樹和"EnvironmentandPublicHealth[G03]"概念樹都包含內(nèi)涵完全相同的概

念''EnvironmentalMicrobiology",只是用不同的樹形編碼加以表示，在"Biological

Sciences[G01]w概念樹編碼為[G0L273.540.274],在"EnvironmentandPublicHealth

[G03]”概念樹下為[G03.850.425]⑹（見圖5）.

在構(gòu)建MeSH本體的過程中，筆者考慮到這種共有的概念，一方面為了避免概念的重復(fù)構(gòu)

建；另一方面為了保持MeSH原有的概念之間的關(guān)系,因此使用推理機(jī)對這種共有概念的邏輯

關(guān)系加以保持。例如，對于"EnvironmentalMicrobiology"這個(gè)概念，筆者將其以子類的方

式構(gòu)建在"EnvironmentandPublicHealth""PublicHealth"概念下，并為其構(gòu)建一階邏

輯關(guān)系（見圖6）。

并在"BiologicalSciences""Biology""Microbiology"概念下定義充分必要條件（見

圖7）。

在一階邏輯關(guān)系構(gòu)建完成后，就可以對相關(guān)概念進(jìn)行推理。在此，筆者對"Environmental

Microbiology"這個(gè)概念進(jìn)行上位概念推理，根據(jù)所定義的邏輯關(guān)系，可以推理得到其上位類

為"Microbiology"和"PublicHealth0(見圖8)。

在推理完成后，概念之間的相關(guān)聯(lián)系在本體結(jié)構(gòu)圖中就可以明確地顯示出來了。在本例中，

^EnvironmentalMicrobiology"與"Microbiology"和"PublicHealth"的關(guān)系在本體結(jié)

構(gòu)(見圖9)。

5結(jié)語與展望

本文以醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?yàn)槔芯空Z義網(wǎng)格環(huán)境下數(shù)字圖書館領(lǐng)域本體的構(gòu)建與應(yīng)

用，并以MeSH是基礎(chǔ)進(jìn)行本體的轉(zhuǎn)換研究,對其進(jìn)行初步的推理應(yīng)用。筆者認(rèn)為，MeSH為

代表的領(lǐng)域敘詞表是基礎(chǔ)構(gòu)建本體的模型，可以遵循這些敘詞表原有的語義基礎(chǔ)，參考其所包含

的語義關(guān)系、組配關(guān)系和入口詞與主題詞關(guān)系、主題詞與副主題詞關(guān)系，構(gòu)筑領(lǐng)域本體的詞義；

發(fā)揮本體表達(dá)復(fù)雜關(guān)系的優(yōu)勢，建立一個(gè)網(wǎng)狀的領(lǐng)域知識主題圖。基于這種方法構(gòu)建的本體，便

于挖掘本體概念間的語義關(guān)系從而進(jìn)行應(yīng)用層面的邏輯胞里。基本上可以滿足清晰性、一致性、

完善性和可擴(kuò)展性的要求。

未來的工作重點(diǎn)是基于本體的應(yīng)用擴(kuò)展。在語義基礎(chǔ)之上，通過領(lǐng)域本體，并充分發(fā)揮領(lǐng)域

本體的作用才能夠?qū)崿F(xiàn)本體的應(yīng)用擴(kuò)展。領(lǐng)域本體在知識組織中起到至關(guān)重要的樞紐和橋梁作用，

通過與利用本體，使得MeSH表中的數(shù)據(jù)及信息發(fā)揮作用，并且由于本體的作用，頂層本體才

有了可供識別的共通語言。領(lǐng)域本體的成功構(gòu)建和效能高低不僅取決于對本體構(gòu)建本身邏輯結(jié)構(gòu)

的掌握，而且還在很大程度上取決于對該領(lǐng)域知識的了解與把握,在實(shí)踐中，領(lǐng)域本體的使用效

果需要用戶進(jìn)一步檢驗(yàn)及逐步完善。

參考文獻(xiàn)：

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[6][2007-4-22]./cgi/mesh/2007/MB_cgi.

基因組學(xué)概述篇(3)

關(guān)鍵詞生物概念概念教學(xué)類比法

中圖分類號G633.91文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

生物學(xué)概念是生物學(xué)課程內(nèi)容的基本組成，因此概念教學(xué)是初中生物學(xué)教學(xué)的一項(xiàng)重要任務(wù)。

義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)對課標(biāo)實(shí)施提出建議針對學(xué)生的不同年齡特點(diǎn)和認(rèn)知能力以描述概念

內(nèi)涵的方式來傳遞概念。教學(xué)中教師因本身對概念內(nèi)涵的理解不同決定了開展概念教學(xué)的方法、

方式與結(jié)果差異較大。有的教師強(qiáng)調(diào)死記硬背術(shù)語、定義這種做法抑制了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣在主動(dòng)

性概念的學(xué)習(xí)中產(chǎn)生畏難情緒。

1概念教學(xué)與類比法

概念是共同具有某些特性或?qū)傩缘氖录?、物體或現(xiàn)象的抽象概括，是一種由相近、相似的事

件、想法、物體或人所組成的集合.反映事物的本質(zhì)屬性,具有抽象性和概括性，生物學(xué)概念也

不例外。但生物學(xué)概念不同于生物學(xué)術(shù)語，術(shù)語僅是詞匯，標(biāo)記概念的符號，掌握了術(shù)語絕不意

味著理解掌握了概念。生物學(xué)概念也不同于定義，"定義”是對術(shù)語十分肯定的表述；"概念"

通過內(nèi)涵及外延，描述一類事物的本質(zhì)，且隨時(shí)展描述會(huì)不斷修正完善。生物學(xué)概念也不完全等

于生物學(xué)知識點(diǎn)，知識點(diǎn)有側(cè)重事實(shí)和側(cè)重概念之分；概念具抽象性和概括性，比事實(shí)更需要理

解與活用。據(jù)此，概念教學(xué)不能只局限在幫助學(xué)生識記某些專業(yè)詞匯或術(shù)語的定義，應(yīng)著眼在學(xué)

生深層次的理解。特別是生物學(xué)概念都是一些鮮活的生命現(xiàn)象中攜載的規(guī)律性的內(nèi)容，課堂教學(xué)

中教師應(yīng)加強(qiáng)學(xué)法指導(dǎo)，幫助學(xué)生建立、理解和應(yīng)用生物學(xué)概念。

根據(jù)一類事物已知屬性推測到與其類似事物也應(yīng)有此屬性的推理方法稱類比法。其特點(diǎn)是

"先比后推"，通過"比"出類同地方和不同地方，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理推理。這種方法運(yùn)用

于教學(xué)，即類比教學(xué)法。教學(xué)時(shí)教師幫助學(xué)生建立、理解生物學(xué)概念可聯(lián)系學(xué)生熟悉的事物、經(jīng)

歷或經(jīng)驗(yàn)采用類比推理的方法將新概念與已形成相似的概念聯(lián)系起來讓學(xué)生較短時(shí)間內(nèi)感知、

理解并形成新概念，幫助教師優(yōu)化教學(xué)過程。類比方法根據(jù)類比對象的特征類型類比方法可分為

結(jié)構(gòu)類比、功能比、生理類比、形態(tài)類比和生活習(xí)性類比等；根據(jù)類比源類比方法可分為生活化

類比、自然現(xiàn)象類比、新舊概念類比等；根據(jù)思維方法類比方法可分為聯(lián)想法、論理法和異類類

比法等；根據(jù)思維方向類比方法可分為正向類匕匕和逆向類比等。

2結(jié)構(gòu)類比優(yōu)化生物結(jié)構(gòu)教學(xué)

結(jié)構(gòu)類比是一種常見的類比推理方法，學(xué)習(xí)生物學(xué)知識離不開生物的各層次的結(jié)構(gòu)，有些結(jié)

構(gòu)的表述形成了相對穩(wěn)定的生物學(xué)概念。在概念形成中借助已有概念進(jìn)行類比有助于新概念理解

掌握；運(yùn)用實(shí)物或模型等進(jìn)行類比，可將抽象內(nèi)容直觀化、概括內(nèi)容具體化、微觀內(nèi)容宏觀化,

有助于科學(xué)概念的理解和構(gòu)建。

2.1生物體有相同的基本結(jié)構(gòu)

通過顯微鏡觀察洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞、人口腔上皮細(xì)胞等細(xì)胞結(jié)構(gòu)，可發(fā)現(xiàn)細(xì)胞由細(xì)胞膜、

細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核構(gòu)成，由此類比推理到與洋蔥鱗片葉表皮、人口腔上皮細(xì)胞類似的其他植物動(dòng)物

細(xì)胞有相似的結(jié)構(gòu)。從而歸納出細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核三部分。通過觀察與

分析發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)生物體都由細(xì)胞構(gòu)成，引出概念：細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。

2.2生物體有相似的結(jié)構(gòu)層次

通過觀察一株完整的植物體如桃的構(gòu)成，類比到與桃相（以的高等植物有相似的四個(gè)主要結(jié)構(gòu)

層次：細(xì)胞、組織（分生組織、保護(hù)組織、薄壁組織等）、器官（根、莖、葉、花、果實(shí)和種子）

和植物體。由于動(dòng)物與植物都是由細(xì)胞構(gòu)成的，因此，可推理到動(dòng)物體有相似的結(jié)構(gòu)層次。這種

類比是"以類推類”式的普通性類比。

2.3生物體結(jié)構(gòu)多次涉及“結(jié)構(gòu)和功能的基本單位"

學(xué)習(xí)生物結(jié)構(gòu)最基本的概念為：細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。在以后的學(xué)習(xí)中，涉

及到其他"結(jié)構(gòu)和功能的基本單位"有：神經(jīng)元、肺泡、小腸絨毛和腎單位等。神經(jīng)元又名神經(jīng)

細(xì)胞所以由細(xì)胞概念類比出"神經(jīng)元是構(gòu)成神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位"這一概念不難，

這是演繹推理。"結(jié)構(gòu)和功能的基本單位”的闡述較抽象概括，由細(xì)胞概念來類比可縮短學(xué)習(xí)時(shí)

間，同時(shí)能鞏固細(xì)胞概念。

2.4實(shí)物模型法類比法直觀明了

實(shí)物或模型是生物結(jié)構(gòu)教學(xué)中常用的直觀教具，運(yùn)用模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)類比教學(xué)最典型的例子是

人體心臟的結(jié)構(gòu)，心臟結(jié)構(gòu)看似簡單一左右心房和左右心室四個(gè)腔，但必須同時(shí)掌握與他們相連

的血管，這是學(xué)習(xí)"人體血液循環(huán)"的基礎(chǔ)。運(yùn)用心臟模型具有直觀、簡明、扼要的特點(diǎn)，通過

結(jié)構(gòu)類比幫助學(xué)生建立人體心臟結(jié)構(gòu)空間概念，防止混淆。

3功能類比優(yōu)化生理教學(xué)

生命體都在進(jìn)行著復(fù)雜的生理活動(dòng)這些生理活動(dòng)與機(jī)制常常很難用一些直觀的教具展示出

來，因而是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，教學(xué)中可借助類比法化解教學(xué)難點(diǎn)，優(yōu)化生理教學(xué)過程.

3.1聯(lián)想法將光合作用與呼吸作用類比

一般教材將光合作用安排在前，呼吸作用安排在后。學(xué)習(xí)呼吸作用概念時(shí)可采用聯(lián)想類比的

方法，將光合作用的產(chǎn)物：有機(jī)物和氧氣，聯(lián)想為原料；將光合作用的原料：二氧化碳和水，聯(lián)

想為產(chǎn)物力隆光合作用的"光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲藏在合成的有機(jī)物內(nèi)"聯(lián)想為"有機(jī)物內(nèi)的化學(xué)

能釋放出來"，引出呼吸作用，再通過"能量的釋放與呼吸"學(xué)習(xí)呼吸作用。這樣，比學(xué)生孤立

學(xué)習(xí)更易接受并掌握，有利于形成完整的概念體系。

基因組學(xué)概述篇(4)

TopicMaps相關(guān)

TopicMaps最初的思想是希望建立起智能化電子索引，并能支持這些索引間的相互融合。

近年來，TopicMaps已經(jīng)不再局限于索引領(lǐng)域，而成為一套用來組織信息的方法，使用這套方

法可以描述知識結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)，及其相關(guān)的信息資源。TopicMaps于2003年成為ISO標(biāo)準(zhǔn)，并

了其基于的描述方式目前最新的版本于年。中的基本概

XMLXTMOXTM2007TopicMaps

念包括：

1)主題(Topic):廣義上講,任何事物都可以是一個(gè)主題。嚴(yán)格地講，"主題"表示TopicMaps

中指代事物的對象或節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)TopicMap中，主題可以是零或多個(gè)主題類型的實(shí)例。主題

通常具有顯式的名稱，但沒有也可以。一個(gè)主題可以在不同的上下文中具有不同的名稱。

2)關(guān)聯(lián)(Association):一個(gè)主題關(guān)聯(lián)用于指定2個(gè)或多個(gè)主題之間的關(guān)系。關(guān)聯(lián)類型可自定

義。參與關(guān)聯(lián)的每個(gè)主題在該關(guān)聯(lián)中發(fā)揮不同的作用，稱為關(guān)聯(lián)角色。

3)資源(Occurrence):一個(gè)主題可以用某種方式去鏈接一至多個(gè)信息資源。這些資源稱為該

主題的Occurrence.資源可以分類。主題可以在特定的上下文中關(guān)聯(lián)特定的資源。TopicMaps

將知識劃分為2層:上層是概念層才苗述各種概念及關(guān)系;下層是資源層，描述概念層中各個(gè)Topic

所關(guān)聯(lián)的具體資源.

軟件工程課程體系模型

通過TopicMaps對課程體系進(jìn)行建模，可以有效地實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識管理和分析工作。在此,

建立一個(gè)簡化的課程體系模型,用以說明TopicMaps建立模型的方法。

1基本概念

為了不產(chǎn)生混淆，本文給出如下定義。定義1"教學(xué)實(shí)體"：指教學(xué)中涉及的各種對象類型

和具體對象所對應(yīng)的概念，不涉及具體內(nèi)容。例如，"必修課”是一種課程類型，"C語言"是

一門必修課。兩者在模型中都是一個(gè)教學(xué)實(shí)體。課程體系模型中涉及的基本教學(xué)實(shí)體包括:①抽

象類實(shí)體:Teacher徽師）、Course（課程）、Resource（資源，如書籍、音頻和視頻等教學(xué)輔助資

源）和Group（課程組）等，用于表示實(shí)體的類型。需要特另?脫明的是，在教學(xué)體系中，經(jīng)常會(huì)劃

分課程組，課程組包含一系列相關(guān)課程，這樣有助于教學(xué)質(zhì)量的提高和教師隊(duì)伍的發(fā)展。②具體

實(shí)體:表示一個(gè)具體的實(shí)體對象，一般是某個(gè)抽象類實(shí)體的實(shí)例。例如，表示各個(gè)具體課程的實(shí)

體。定義2"教學(xué)資源"：指教學(xué)實(shí)體對應(yīng)的具體信息和關(guān)聯(lián)的各種資源。例如，"C語言"課程

關(guān)聯(lián)的“教學(xué)大綱”文件和課程網(wǎng)站等都屬于具體的教學(xué)資源。

2模型結(jié)構(gòu)

課程體系中涉及的教學(xué)實(shí)體非常多，實(shí)體除了有自己的基本描述外，實(shí)體間還會(huì)存在各種關(guān)

聯(lián)關(guān)系，并且每個(gè)實(shí)體還可能會(huì)有一系列的相關(guān)參考資源。理清和描述各種教學(xué)實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)，

是高效地分析專業(yè)方向和教學(xué)規(guī)劃、相關(guān)課程依賴關(guān)系，合理配置教學(xué)資源和優(yōu)化課程體系的基

礎(chǔ)。因此，如何將各種教學(xué)實(shí)體和資源做有效的描述和關(guān)聯(lián)，是建模的重點(diǎn)。

TopicMaps在建模時(shí)，采用分層的形式將資源層和概念層分離。分層的結(jié)構(gòu)有助于清晰地

描述教學(xué)體系。

1）概念層:在概念層中，主要描述概念及概念之間的關(guān)系。在課程體系中，即各種教學(xué)實(shí)體

和實(shí)體間的關(guān)系.這是模型中相對穩(wěn)定的部分.2）資源層:在資源層中，描述各種教學(xué)資源，是

各個(gè)教學(xué)實(shí)體的具體信息描述。例如，教師的個(gè)人主頁、教學(xué)大綱文檔、具體的視頻、音頻對象

等。由于教學(xué)內(nèi)容需要緊跟科技的發(fā)展，因此教學(xué)資源需要及時(shí)更新和補(bǔ)充。這部分在模型中的

動(dòng)態(tài)變化性較高。由于TopicMaps模型中的概念之間可以存在很多的關(guān)系類型，所以概念和關(guān)

系會(huì)構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的圖結(jié)構(gòu)。為了簡要說明模型的結(jié)構(gòu)，給出了一個(gè)簡化的課程體系模型的雙層

結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示,其中省略了很多主題、關(guān)系和資源。在課程體系模型中，需要定義

一些主題用于描述類別，屬于抽象概念，如Course(課程)、TeacheK教師)、Video(視頻)等。

在此基礎(chǔ)上，定義各個(gè)表示具體教學(xué)實(shí)體的主題，如概念層中表示具體課程的主題"C++”、

“軟件工程”等，表示具體教師的主題"T1"和"TN"等。在課程體系模型中必備的關(guān)聯(lián)類型

包括:1)"Class-Instance"關(guān)系。用于描述一個(gè)具體的概念是另一個(gè)概念的實(shí)例。定義RC-I(a,

b)。對任意主題a和b，如果RC-I(a⑼成立，則表示a和b之間是"Class-Instance”關(guān)系。

在該關(guān)系中a扮演"Class"的角色，b是實(shí)例"Instance"的角色。圖1中用帶箭頭的實(shí)線表

示RC-I(a,b),起點(diǎn)為a,終點(diǎn)為b。每個(gè)具體的課程都是"Course"的一個(gè)實(shí)例，如

RC-I(Course,C++)。

2)MTeach-TaughtB/關(guān)系。用于描述具體的教師與其所授課程之間的關(guān)系。定義RT-

TB(ab)又寸任意例a和b女口果RT-TB(ab)成立貝U表示a和b之間是"Teach-TaughtBy"

關(guān)系,即教師a教授課程b,而課程b由教師a教授。圖1中用帶箭頭的虛線表示RT-TB(a,

b),起點(diǎn)為a,終點(diǎn)為b,如RT-TB(TN,C++)。利用主題圖中概念和資源分層的機(jī)制，在對

課程體系進(jìn)行建模時(shí)，將相對穩(wěn)定的課程體系信息置于模型的概念層，將各種教學(xué)資源置于模型

的資源層，可使經(jīng)常動(dòng)態(tài)變化的教學(xué)資源不會(huì)對課程體系的穩(wěn)定性產(chǎn)生過多的影響，能滿足對專

業(yè)課程體系研究、分析和動(dòng)態(tài)調(diào)整的需求。2.3以實(shí)踐課程為主體的課程體系在SE-CDIO培養(yǎng)

方案中，特別重視和強(qiáng)化工程實(shí)踐能力。其課程體系中以實(shí)踐教學(xué)為主線，將各種專業(yè)核心課程

緊密結(jié)合在一起.課程體系中設(shè)置了項(xiàng)目實(shí)踐、綜合項(xiàng)目實(shí)踐和企業(yè)社會(huì)實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)等不同

層次的實(shí)踐類課程，以此來強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手能力、工程能力、協(xié)同能力和職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。

為了清晰地說明如何利用TopicMaps來描述軟件工程專業(yè)的工程化教育理念，圖2僅給出

課程體系模型概念層的一部分，其中重點(diǎn)描述了專業(yè)實(shí)踐體系的主體結(jié)構(gòu)。想要突出這種以實(shí)踐

課程為主線的工程化教育理念，還需要定義更多的主題類型和關(guān)系類型。在TopicMaps模型中

定義的部分主要概念如下：

1)抽象概念Group(課程組)和Project(項(xiàng)目)。

2)具體課程組的主題為每個(gè)具體的課程組建立一個(gè)主題,在圖2中用虛線橢圓節(jié)點(diǎn)表示。

某個(gè)具體的課程組g是Group的實(shí)例即滿足3)課程主題為每門專業(yè)核心課程建立一個(gè)主題，

在圖2中用實(shí)線橢圓節(jié)點(diǎn)表示。每個(gè)具體的課程a是Course的實(shí)例，即滿足4)實(shí)踐類課程主

題為每門實(shí)踐性課程建立一個(gè)主題，在圖2中用實(shí)線矩形節(jié)點(diǎn)表示。某個(gè)項(xiàng)目課程b是Project

的實(shí)例，該關(guān)系描述在圖2中省略即滿足在模型中還需要至少定義如下關(guān)聯(lián)類型:1)"Pre-Next"

關(guān)系。用于描述課程之間的先后關(guān)系。定義RP-N(a,b)表示主題a和b之間是"Pre-Next"

關(guān)系，即表示a是b的前驅(qū)課程，而b是a的后繼課程。圖2中用帶箭頭的實(shí)線表示RP-N(a,

b),起點(diǎn)為a,終點(diǎn)為bo2)"Whole-Part"關(guān)系。用于描述整體和部分之間的關(guān)系。例如，

一個(gè)課程組由若干具體課程組成。

定義RW-P(a,b)表示主題a和b之間是"Whole-Part”關(guān)系,即表示a包含b,而b

是a的一部分。圖2中用圖形的"包含"表示整體和部分。例如，課程組"GroupA"中包含課

程"Al"、"A2"、"A3"和實(shí)踐性課程"PA",即滿足在一個(gè)合理的培養(yǎng)方案中，各種知

識的教授是存在前后順序和關(guān)聯(lián)的。因此，"Pre-Next”關(guān)系在課程體系建模中是必需的一種

關(guān)聯(lián)。圖2所示的模型可以說明每個(gè)實(shí)踐類課程需要一系列制區(qū)課程為其進(jìn)行知識儲備，而該

實(shí)踐類課程的設(shè)置目的則是其所屬課程組中前驅(qū)課程知識的綜合培養(yǎng)和訓(xùn)練。例如，為了培養(yǎng)學(xué)

生設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)的能力，學(xué)生首先需要學(xué)習(xí)編程語言、數(shù)據(jù)庫和軟件建模知識.

這樣，"信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”是一門實(shí)踐類課程而其他相關(guān)課程是該課程的前驅(qū)課程。

圖2還描述了不同實(shí)踐類課程之間也存在"Pre-Next"關(guān)系，這樣可以體現(xiàn)實(shí)踐類課程的不同

層次。即每個(gè)項(xiàng)目實(shí)踐類課程是重點(diǎn)對某幾門課程知識綜管能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，綜合項(xiàng)目實(shí)踐和

企業(yè)社會(huì)實(shí)踐是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生在工程中運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識的能力以及協(xié)同能力和職業(yè)素質(zhì)，而

畢業(yè)設(shè)計(jì)是用于檢查學(xué)生最終對本專業(yè)知識綜合運(yùn)用的能力。

培養(yǎng)方案中各種基礎(chǔ)課程和核心專業(yè)課程的設(shè)置都是為了實(shí)現(xiàn)最終的培養(yǎng)目標(biāo)。為了清晰地

刻畫各個(gè)核心專業(yè)課程對專業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)所做的貢獻(xiàn)，便于分析各個(gè)專業(yè)課對學(xué)生某種實(shí)踐能

力培養(yǎng)（體現(xiàn)在實(shí)踐類課程中）所做的貢獻(xiàn)模型中定義了Group（課程組）的概念和"Whole-Part"

關(guān)系。每個(gè)課程組中的課程都是為了重點(diǎn)教授、培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的某種實(shí)踐能力。每門實(shí)踐性課

程與其前驅(qū)課程即為一個(gè)課程組。需要說明的是，每門實(shí)踐性課程是為了重點(diǎn)培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生在

該實(shí)踐課的前驅(qū)課程中所學(xué)知識，但仍然可能會(huì)運(yùn)用到其他知識。例如，在GroupA中學(xué)生學(xué)

習(xí)了某種編程語言，而在GroupB中的實(shí)踐性課程PB中仍然可能會(huì)用到。

課程體系模型的應(yīng)用

TopicMaps技術(shù)便于知識的導(dǎo)航和檢索，基于TopicMaps創(chuàng)建課程體系模型可以為培養(yǎng)

方案的設(shè)置和分析、教學(xué)資源的配置等工作提供一種便捷的分析手段。下面以查找課程組

GroupA中所有課程的任課教師為例，說明如何基于TopicMaps模型方便地進(jìn)行信息檢索。查

找過程如下:最終得到的集合T即GroupA中所有課程的任課教師。TopicMaps的概念層是一

個(gè)圖結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行信息檢索時(shí)可利用各種圖的算法以提高搜索速度。因此，信息檢索效率的實(shí)用

性可以保證。

結(jié)束語

基因組學(xué)概述篇（5）

關(guān)鍵詞生物課程標(biāo)準(zhǔn)知識目標(biāo)行為動(dòng)詞運(yùn)用

中圖分類號G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識碼B

課堂是課程改革最終的落腳點(diǎn)，《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》是教師備好課、上好課的出發(fā)點(diǎn)

和評價(jià)指南，因此如何運(yùn)用好《標(biāo)準(zhǔn)》中給出的“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)行為動(dòng)詞"去理解、組織教材內(nèi)容成

為教師成長的關(guān)鍵，也是新課程改革成敗的關(guān)鍵。

新課標(biāo)對具體內(nèi)容標(biāo)定的表述所用的動(dòng)詞分別指向知識性學(xué)習(xí)目標(biāo)、技能性學(xué)習(xí)目標(biāo)和情感

性學(xué)習(xí)目標(biāo)，并且分為不同的層次，見表1。

對于技能操作性目標(biāo)表述比較具體實(shí)用，情感目標(biāo)應(yīng)該融匯到知識和技能目標(biāo)之中達(dá)成，這

里不再研究,只研究知識性目標(biāo)動(dòng)詞的運(yùn)用技巧。

1了解水平的行為動(dòng)詞

關(guān)于了解水平的涵義，課程標(biāo)準(zhǔn)的解釋為"再認(rèn)或回憶知識；識SI」、辨認(rèn)事實(shí)或證據(jù)；舉出

例子；描述對象的基本特征等"。相關(guān)行為動(dòng)詞有"描述，簡述，溺I」，列出,列舉，說出，舉

例說出,指出,辨別，寫出，排列”。

《新華字典》中對于"描"和"描述"的解釋為：描，形聲。本義：依樣摹寫或繪畫，《現(xiàn)

代漢語詞典》解釋為"描述指形象地?cái)⑹?，描寫敘述。（以下詞語解釋均來自于《新華字典》和

《現(xiàn)代漢語詞典》）"簡述"指用簡要的話陳述或總結(jié)。“識別、辨別"意思為辨認(rèn)、辨另J、區(qū)

分、分辨，例如“識別真假"，從中可以看出辨別具有分析理解事物特征的基礎(chǔ)上，再加以區(qū)分

之意，所以辨別應(yīng)該不僅僅是了解水平，應(yīng)歸為理解水平行為動(dòng)詞更好?！绷谐觥⒘信e、排列、

說出、舉例說出"同意為一個(gè)一個(gè)地舉出來，"指出"是"指明、說出"之意。"寫出"的理解

有兩種，"一種為機(jī)械的抄寫、另一種為寫作之意"，如果為前一種可以歸為"了解"水平，而

后一種則為"理解并掌握"水平。了解水平的詞運(yùn)用時(shí)為了便于理解可以都加一個(gè)"出"字（不

帶有出的詞后面），例如"描述、簡述、識別、列舉、辨別、排列"可以改為"描述出、簡述出、

識別出、列舉出，辨別出、排列出“.

總之，了解水平的要求可以總結(jié)為"對事物的表面認(rèn)識"。教學(xué)和備課過程中常用的是"簡

述、舉例說出"。例如"簡述種群的特征、簡述染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異的種類、簡述生物圈

的組成；舉例說出單基因遺傳病和多基因遺傳病、舉例說出現(xiàn)彳弋農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的重要性、舉例說

出人類對環(huán)境的影響……"

2理解水平的行為動(dòng)詞

理解水平的行為動(dòng)詞有"說明，舉例說明，概述，評述，區(qū)別，解釋，選出，收集，處理,

闡明，示范，比較，描繪，查找"。與了解水平的動(dòng)詞相對應(yīng)，說出一說明；舉例說出一

舉例說明；描述、簡述一描繪、概述、評述；寫出、列出、排列一選出、收集、處理。

《現(xiàn)代漢語詞典》對于“說明"解釋為"解釋明白；解釋意義的話；證明"，例如說明書、

說明原因。“概述"為"把事物共同的特點(diǎn)歸結(jié)在一起；簡單扼要"，例如當(dāng)事人概述了事態(tài)的

發(fā)展過程，可以理解為"概括并描述"。"評述"為"評論和敘述"。《新華字典》中"選"為

"按條件進(jìn)行挑選"，因此，"選出"可以理解為挑選、選擇并找出。"收集"《現(xiàn)代漢語詞典》

結(jié)實(shí)為“使聚集在一起“。因此新課標(biāo)對理解水平的具體要求為“把握內(nèi)在邏輯聯(lián)系；與已有知

識建立聯(lián)系；進(jìn)行解釋、推斷、區(qū)分、擴(kuò)展；提供證據(jù)；收集、整理信息等"。為了與了解水平

的詞運(yùn)用加以區(qū)別，可以在理解水平的行為動(dòng)詞上加"明確"(說明，舉例說明，闡明除外)，

于是原來的"概述，評述，區(qū)別，解釋，選出，收集，處理，示范，匕瞅，描繪，查找”可以理

解為"明確概述，評述明確，區(qū)別明確，解釋明確，明確選出，明確收集，處理明確，示范明確，

匕啜B月確，描繪明確，查明"，這樣便于教師再備課時(shí)不易與了解水平的詞混用。

對于理解水平的要求總結(jié)為“對現(xiàn)象內(nèi)田的認(rèn)識"。為了學(xué)習(xí)目標(biāo)便于表述，常用詞為

"闡明、概述"。例如"闡明細(xì)胞減數(shù)分裂過程、闡明基因的分離定律、闡明基因和遺傳信息的

關(guān)系；概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程、概述糖類的種類和功能、概述細(xì)胞學(xué)說的內(nèi)容、概述人

腦的高級功能保護(hù)生物多樣性的意義和措施……”

3應(yīng)用水平使用的行為動(dòng)詞

基因組學(xué)概述篇(6)

圖書情報(bào)界組織文獻(xiàn)資源的歷史已有兩千多年，對信息資源的組織也有20多載，面對知

識資源的數(shù)字化，我們所面臨的前所未有的挑戰(zhàn)是對知識的組織。什么是知識組織？對知識組織

的詮釋需與信息組織加以比較才能準(zhǔn)確界定。簡單地說，信息組織是對無序的信息進(jìn)行系統(tǒng)化和

有序化的過程，對信息的描述、揭示以及序化是信息組織的中心內(nèi)容。知識組織則是對知識的本

質(zhì)以及知識間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行揭示和控制的過程及方法，對信息的優(yōu)化和重組，對知識的結(jié)構(gòu)、關(guān)系

和語義的描述與揭示，對知識的提取、挖掘和智能化表示是知識組織的中心內(nèi)容。

當(dāng)前數(shù)字圖書館的資源組織正由信息組織向知識組織邁進(jìn)，在對數(shù)字資源的知識組織中，

知識本體無疑是最本質(zhì)、最重要的技術(shù)和方法。知識本體可以看作是對知識規(guī)范的抽象和描述,

是共享、重用知識的方法，目前已經(jīng)成為一種提取、理解和處理領(lǐng)域知識的工具。如果把某一學(xué)

科領(lǐng)域知識抽象成一套概念體系并使其明確、形式化和共享，就構(gòu)成了這一學(xué)科的領(lǐng)域本體。領(lǐng)

域本體的特征是針對特定的學(xué)科領(lǐng)域，描述了某一學(xué)科中的概念、概念的屬性、概念間的關(guān)系以

及屬性和關(guān)系的約束。通過某領(lǐng)域的知識本體可將該領(lǐng)域的知識組織起來，使數(shù)字圖書館對知識

的表示從信息的集合到知識網(wǎng)絡(luò)和知識地圖。

構(gòu)建領(lǐng)域本體的方法已經(jīng)成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)，在實(shí)踐中也產(chǎn)生了一些面向不同應(yīng)用需

求的本體方法，如IDEF-5法、骨架法、企業(yè)建模法、METHONTOLOGY法、循環(huán)獲取法、七

步法等。雖然領(lǐng)域本體的開發(fā)與建設(shè)面向不同的、特定的學(xué)科領(lǐng)域，但其過程則具有一定的規(guī)律

性，需要以一定的科學(xué)方法為指導(dǎo)，需要遵循一些通用的技術(shù)路線。作者曾在另文中提出本體構(gòu)

建的原型進(jìn)化方法，本文以此為基礎(chǔ)，聚焦于一個(gè)本體進(jìn)化的周期過程，對其中的基本流程和方

法作一概要的梳理和分析。

一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域知識本體原型的建設(shè)，一般包括本體需求分析、本體構(gòu)建規(guī)劃、獲取本體信

息、確定本體概念及關(guān)系、本體形式化編碼、本體的評價(jià)、本體的進(jìn)化、本體的表示等過程。