实验二 数据库内容结构与注释的浏览

实验二 数据库内容结构与注释的浏览（共4篇）

篇1：实验二 数据库内容结构与注释的浏览

实验

二、数据库内容、结构与注释的浏览（3学时）目的：了解主要数据库的内容及结构，理解各数据库注释的含义。

内容：分别读取核酸序列及蛋白质序列，熟悉数据库记录的结构，学会看懂其中的注释；学习如何使用NCBI的基因组图谱浏览器查看基因组数据。

1、登陆生物学院国家生物学理科基地网页，进入课件下载页面（注意去掉代理），下

载课程相关内容.rar文件，并进行解包。

2、读取课程相关内容-实验数据-实验二中的NM_006744.htm，参照教材第26页的表

2.1，第29-30页的表2.2，第31页的表2.3，第32页的表2.4以及樊映川的《生物信息学札记》附录6序列特征关键词表，仔细阅读记录中的信息，回答下列问题：

1）这是一个什么序列数据？

2）这一序列的最新更新时间？

3）这一序列可能修改过几次？

4）对这一基因的研究最早可追溯至哪年？

5）什么时间得到的基因mRNA全长？

6）此基因有无相关的蛋白质三维结构数据？

7）此基因的翻译从何处开始？写出最初的18个氨基酸残基序列。

8）写出此基因成熟肽的序列位置。

9）此基因的多聚腺苷酸信号是什么？

10）有几个polyA位点？

3、实验二中的CBI EMBL format_P02753, EMBL format_P02753以及NCBIP02753是

同一个蛋白质的三种不同表示形式，仔细进行对比，体会不同数据库的记录格式与结构，回答下列问题：

1）此蛋白序列的数据来源是哪个数据库？

2）此蛋白序列的最新注释信息更新是在哪一时间？

3）NCBI的分类数据库Taxonomy中ID为9606的是什么物种？

4）获取这一基因的器官是？

5）缺乏这一蛋白会引起什么样的病症？

6）在rbp缺乏的情况下，此蛋白的何处会发生何种变异？

7）此蛋白中二硫键有几个？各在什么位置？

8）此蛋白的长度及分子量。

4、打开实验二中的leptin-NCBI网页，此基因与小鼠的肥胖蛋白同源。仔细查看记

录内容，并在必要的时候联网操作。回答下列问题：

1）从何处可以了解到基因的功能？列举其中的五条（尽量使用中文）。

2）此蛋白的GeneOntology的功能是什么？

3）此蛋白会引起什么样的表型差异？

4）这一同源基因分别在小鼠、大鼠以及人类基因组上的染色体定位情况。

5）据目前的报道，这一蛋白参与了哪几条代谢途径？进入其中的一条，找到蛋白所在的pathway中的位置。

6）阅读Additional Links中的Genes and Disease 链接。（不必做答）

实验报告：回答上述红色字体的问题。请提交纸制报告。

篇2：实验二 数据库内容结构与注释的浏览

1、报告要求使用学校统一要求的实验报告纸，书写整齐，结构清晰。

2、程序设计及实验报告独立。

3、实验报告里不需要附全部代码，如果需要可在算法思路中写主要代码。

4、编写的程序可在上机课时让老师检查，源代码在上机结束以后上交。

实验报告依照下面的模板来书写。报告要简洁明了，一个实验报告只有3页，书写时字体大小不要太大，以免写不下。

实验报告内容参照如下模板：

【实验目的和要求】

见实验任务书

【实验题目】

见实验任务书

【实验内容】

1.抽象数据类型定义

（说明你设计或使用的数据结构所包含的基本操作及功能）

2.存储结构定义及算法思路

（包括数据结构的存储结构定义、数据元素的类型定义及主函数的算法实现思路）

3.实验结果与分析

（包括运行结果截图、结果分析等）

4.心得体会

（记录实验感受、上机过程中遇到的困难及解决办法、遗留的问题、意见和建议等。）

篇3：实验二 数据库内容结构与注释的浏览

1 教学现状分析

1.1 课程较为抽象,应用范例少

《数据结构》课程理论性较强。因此,对于学生来说,该课程较为抽象,难以理解原理的精髓。尽管通过实践教学对课本上的一些基础算法的进行验证性实现,但在实际生活或工作中的无法灵活应用。因此,种种原因让学生产生了该门课在今后的软件开发中是极少用甚至是用不到的错觉[1]。进而导致学生降低对该课程的重视,以至于失去学习积极性。

1.2 先行课程掌握不扎实

《数据结构》涉及的知识面较广。要掌握该课程,学生必须掌握一定的编程能力和具备一定的数学理论基础。例如,在分析算法的时间、空间复杂度时需要高等数学的知识,在分析树、图结构时需要离散数学中图论部分关于树和图的知识等等。而课程中的算法描述大都是用C或者C++语言,少部分甚至是JAVA语言来描述。因此要求学生具备C或者C十十语言的编程基础、高等数学和离散数学是必要的。

然而,作为该课程的前导课:《计算机导论》/《C语言》/《C++语言程序设计》/《JAVA语言》等,大部分学生学习后只是比较熟悉简单数据类型和结构化程序设计中的三种基本结构的应用。对前导课的难点内容,例如:多维数组、结构体(或者类)和指针这三种数据类型的认识和理解不但不深,而且还不会用。然而,正是此部分内容才是数据结构课程的重要基础和灵活运用的知识点,并且贯穿整个数据结构课程学习的始终。因此,这种现状必然导致许多学生在实现数据结构中的算法时不能得心应手,从而止步不前,产生畏难情绪,严重影响了学习效果和学习进度。

2 教学方法改革初探

2.1 理论与实践结合,课内与课外结合,全面提高学生综合素质

在课堂教学内容中,大量引入科研与工程实际案例。将这些问题以深入浅出的方式,以理论与实践结合的方式,使得学生更好地理解树型结构和图型结构,以及排序算法、查找算法在其中的成功应用,加强了学生对于理论的理解,以及将所学理论知识综合应用于实际问题的认识。另外,将课堂教学与课外的竞赛考试相结合,组织和辅导学生参加程序员、高级程序员证书考试和各类大学生创新竞赛,能够进一步培养学生的探索和创新能力。我系领导在这方面给予了大量的支持,同时也取得了显著的成效:08级软件工程(本科)学生在2011年全国软件大赛中有十名学生获全国三等奖,同时还获省一等奖;09级计算机多媒体技术(专科)学生在2011年河北省挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛获三等奖。

2.2 改进实验教学环节,实施“基础训练+技能训练+综合训练+开发训练”的实践教学体系

2.2.1 基础训练

对教学内容中的每一种数据结构,其基本操作即基本实验,即一次实验解决一个问题,使初学者易于接受。比如,顺序表及其运算,链表及其运算;栈和队列的运算;串的运算;二叉树的应用;图的存储与遍历;排序与查找等等。

基础训练是教学中一项必要的教学环节,基本能够达到实验课的教学目的,但是存在下列缺陷:

1)实验内容由教师根据教学要求对一些基础算法进行验证,无法与生活中的应用联系;

2)实验内容往往限制了学生的思路,使其局限在某几个领域的实验项目上,对学生提高与扩展各门课程理论知识之间的联系不利;

3)使学生局限在严格遵从既定实验步骤的基础上,缺乏主动和独立性的训练;

因此,要使学生达到本课程实验教学目标,只有加强后续的技能训练、综合训练和开发训练,才能真正让学生掌握、提炼所学知识。

2.2.2 技能训练

技能训练是在学生掌握了基本训练的基础上,训练解决实际问题的应对技巧,从而将理论知识更加灵活运用到实际问题中,达到技能训练的目的。比如,统计文章中的文字,数字,空格的个数,存储结构用的是什么结构;宿舍管理查询软件中查询功能可用什么查找方法效率比较高;跳舞搭配问题中可采用什么存储结构等等。

技能训练培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。而且能生活的应用连接得更加紧密,让学生在学此课程的同时,不仅仅与其它课程能联系,而且还与专业应用领域靠拢。激发了学生的兴趣。但是技能训练也有一些不足,比如,没有综合运用数据结构知识和技能等等。

2.2.3 综合训练

综合性实验是建立在技能训练的基础上的实验过程,是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关的课程知识的实验。课程的教学内容过半后,即可对学生进行综合性练习(课程设计大作业),大作业题目中的设计性问题即属此类。

实验内容包括综合运用数据结构的知识内容,有针对性对计算机专业的应用领域,设计一些与生活应用相关的小型管理系统。例如,旅游景点介绍管理系统,学生信息管理系统等等。通过这些实验,使学生能够将数据结构的理论知识灵活地贯穿于实际应用当中。

一般而言,综合性实验具有实验内容的复合性、实验方法的多元性。实验内容的复合性旨在培养学生知识对知识的综合应用能力。实验方法的多元性目的在于培养学生运用不同的思维方式分析问题、解决问题的能力,通过这种方式,让学生掌握不同的实验方法。

2.2.4 开发训练(即设计性训练)

开发训练的主要目的是通过所掌握的诸多知识层面,实现一类应用软件的开发。教育部高教司关于《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》(试行)文件中明确定义:“设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以完成的实验。”根据定义,设计性实验不但强调教师所给实验题目及目标的合理性、学生的完成实验的独立性,更强调实验设备和必要实验材料的可用性[2]。

在实施此实验过程中,就注意以下几个环节:

1)实验要求和实验目标的确定:开发训练的目的在于培养学生系统分析和设计的能力、在实践过程中发现问题并不断解决问题的能力,从而让学生加深对数据结构理论知识的理解。因此,目标的和要求的设定非常重要,同时也要需要考虑到专业的不同性、学生的差异性。

2)学生分组:设计是一门实践艺术。同一个主题,不同的设计人员可能因为想法不同,从而得到不同的结果。因此,让学生自由分组对同一个主题的不同设计方案进行讨论。

3)查阅资料、选择实验题目

一定要让学生选择自己擅长的主题,同时要保证所选主题能够找到丰富的参考资源。另一方面,任课教师可根据经过多年的教学实践经验,将积累的一些经典的题目供学生选择。

4)进行调研及系统分析设计:该阶段很重要,是学生出现问题最多的阶段。需要指导教师随时跟进,进行适当的指导和监督:一方面可以帮助学生分析实验中出现的问题,另一方面可以针对问题进行启发、引导学生,让学生正确面对各种问题,进一步去思索和解决问题的办法,在实践中寻找问题答案。

5)撰写设计报告:撰写设计报告是学生完成每一项实验必须填写的,也是应该掌握的技能。通过撰写设计报告,无益于是一次对学生设计过程、思维方式的再认识与提高的过程。通过处理实验中遇到和发现的问题还能够进一步深入思考,锻炼了学生的创新能力。

6)教师审定设计报告:教师进行及时审核和点评学生的设计报告,并中肯地指出报告中值得肯定的部分和可以改进的地方的方式,可以进一步加深学生对数据结构设计的理解。

3 改进教学方法,利用多媒体技术,开发算法演示程序

3.1 以问题作引导,激发学生的求知欲

在理论教学中,应按照学生的认知规律,遵循先简单后复杂,先具体然后抽象的原则,以具体的问题,通过观察、分析、理解、总结进行教学[3],让学生自己在直观上先观察、分析具体问题,领悟所涉及的相关概念,然后再归纳总结。比如,在讲解栈和队列的知识点时,我首先以生活中的实例--排队买票与火车进、出站为例让学生观察它们的特点,然后再引出它们的概念,特点和相关的数据操作,然后引导学生再次思考这些操作在计算机中如何进行采用相应的数据结构进行存储和实现?让学生意识到生活的案例完全可以用所学知识进行实现,从而激发了学生学习的主动性和创新能力,形成对知识的科学态度和对问题进行分析的兴趣。

3.2 以问题为中心,促进学生的学习能动性

问题是学习的引导者,没有问题,学习就不会深入。所以,在教学中教师针对问题,要能启发学生自主地发现问题,形成让学生主动去分析问题和解决问题,并且能够进行总结规律的习惯。通过这种方式,能够使学生就更容易掌握所学知识。比如,在讲解排序时,我给了一组数据,让同学们用四种排序算法实现,并比较它们的效率(时间与空间的效率),最后得出结论,什么情况下用哪种排序方法好,效率高等等。这种以问题为中心的互动式教学,改变了传统教学中以教师为主、学生为辅的教学状况,通过教与学互相结合、互相渗透,使学生能对知识掌握得更加透彻,进而促进了学生的学习能动性,并培养并锻炼了学生分析问题和解决问题的能力。

3.3 使用多媒体技术,开发并制作算法演示程序

开发并制作算法演示程序的目的是使抽象的“数据结构”中的典型算法通过动态画面模拟演示给学生。制作的意义在于制作教学内容的动态演示程序,能够使抽象的知识形象化,使学生更深刻的理解要掌握的知识[4],进而激发学生的学习兴趣和主动性。但是,使用多媒体技术开发并制作的演示程序因为具有生动的画面、动听的音乐,因此容易分散学生的注意力,所以,这种教学手段使用一定要适度。

4 总结

《数据结构》是计算机专业的骨干、核心课程,也是大多数学校研究生入学考试的必考课程。本人通过对该门课程理论与实验教学的摸索和尝试,提出了理论与实践结合,在课堂教学内容中,大量引入科研与工程实际案例;并设计了“基础训练+技能训练+综合训练+开发训练”四个不同层次的实验形式引导学生学习,通过改进教学方法,利用多媒体技术,开发算法演示程序,激发了学生的兴趣,调动了学生的主动性和能动性,增强了对《数据结构》课程的学习兴趣,进一步有效地提高了学生的分析问题、解决问题的能力和团体合作意识。具体实验设计中充分考虑专业的不同性和学生的差异性,紧密结合当前专业市场需求,设计针对性强的各类管理系统实验,让学生在学习中提高对本行业的认识了解,为今后学习工作打下良好基础。

摘要：根据课程现状,探索《数据结构》课程新的教学方法改革。通过改进教学内容、设计“基础训练+技能训练+综合训练+开发训练”四个不同层次的实验形式引导学生学习,并强调在教学过程中应采取的教学方法和利用算法演示程序来加强教学效果。

关键词：数据结构,理论教学,实验教学,教学方法,算法演示程序

参考文献

[1]肖颖《.数据结构》教学改革思考与实践[J].福建电脑,2010,(9):214-215.

[2]朱静.陈新兵.谢斌盛.设计性实验教学的探索与思考[J].科技资讯,2007,(12):149-150.

[3]吕加国“.数据结构”教学模式的研究与应用[J].计算机教育,2009(4):82-85

篇4：数据结构实验教学的改革与创新

数据结构是计算机及相关专业的一门重要的核心基础课。数据结构课程实验的教学目的, 一是培养学生的思维能力, 使学生深入理解、掌握实现各种数据结构及算法的基本技术;二是在掌握基本算法的基础上, 培养学生分析、解决问题的能力, 能够将典型的数据结构应用到实际问题中, 提高学生组织数据的能力, 奠定编写大型程序和进行软件开发的基础。

本文在分析数据结构课程实验教学中普遍存在问题的基础上, 从改革传统教学模式、优化实验教学内容、采用现代教育技术、改进教学评价手段等几个方面提出了相应的对策。

2. 数据结构实验教学中存在的主要问题

上机实验有助于学生更好地验证、掌握和应用算法与数据结构理论, 是课堂教学的重要补充和提高教学质量的必要环节。但长期以来数据结构实验教学中普遍存在以下突出问题:

2.1 学生程序设计基础薄弱

多年的教学实践表明, 学生的程序设计基础不一致, 相当一部分基础较为薄弱。学生在大学第一学期学习过C语言, 但往往只接触到简单数据类型和单个函数形式的程序, 侧重于基本语法的学习, 对数据结构实验中大量用到的头文件、宏定义、结构体、指针、递归、函数调用等知识接触较少[1]。存在的主要问题是:不能正确输入数据, 结构体概念陌生, 函数的传址调用概念不清, 有关指针的内容理解不深, 对将算法转化为程序感到非常困难。

2.2 实验题目设计不太合理

实验题目基本上是操作性、验证性实验, 部分学生对算法理解不深, 重要性了解不够, 只是按照教师已经设定好的步骤进行复制性实验, 缺乏独立思考。实验内容与现实问题脱节, 且前后没有关联, 导致学生积极性不高, 缺乏主观能动性, 不利于综合素质的提高和自主创新能力的培养。

2.3 实验条件相对落后。

我们一直采用的教材是清华大学出版社严蔚敏等编著的《数据结构》 (C语言版) , 教材中使用类C语言描述算法, 其中使用了大量的引用型函数参数, 可是在TC环境下, 不支持C++的引用调用的参数传递方式, 只好把引用参数改为指针实现。学生在根据算法编制程序的时候会遇到很多困难, 以顺序栈为例, 为了带回变化了的结构体参数, 必须把形参改为指向结构体的指针类型, 使用不便且容易令学生感到困惑。

3. 数据结构实验教学改革措施

针对上述问题, 我们对数据结构的实验教学进行了如下的改革探索:

3.1 采取“精讲、演示、讨论、答疑”相结合的实验教学模式

精讲就是在实验课开始时, 教师对本次实验的重点、难点及一些基本算法、编程思路和技巧进行分析讲解;演示就是向学生展示一些例程, 可能是运行正确的程序, 也可能是提供一些有问题的程序, 启发学生一起分析其中的问题;讨论就是在教学的全过程中, 对有共性的问题组织集体讨论, 让学生充分发表意见, 比如在做“表达式求值”[2]这个实验的时候, 对于“算符间的优先关系”, 同学们提出了多种实现方案。这样做既活跃了学生的思维, 又提高了他们的学习兴趣;答疑就是在学生做实验的过程中, 教师进行个别辅导, 既可以帮学生解决实验中遇到的困难, 又可以对课程内容如算法等进行解惑。采用这种崭新的教学模式以后, 一改以往实验课死气沉沉的状况, 提高了课堂效率, 学生们都乐意来上实验课并且每堂课都会有新的收获。

3.2 优化实验教学内容, 提高实验吸引力

3.2.1 修订实验手册, 将其转变为“实验指导手册”

修订后的实验手册包含两大部分的内容:第一部分是C语言基本知识的复习。主要列出了与数据结构实验密切相关的部分内容, 如:动态分配函数, 结构体及其应用, 函数的参数传递等。第二部分是实验题目与规范。突出特点是给学生提供了部分例程。例如对于线性表, 我们给出了顺序存储结构下基本操作实现的程序, 要求学生实现链式结构的基本操作。这样使学生对于数据结构的算法到程序的转换有了感性的认识, 程度差的学生也可以“比葫芦画瓢”, 不至于无从下手。另外, 对于每个大实验, 我们设计了不同难度的若干题目, 既有操作性、验证性实验, 也有设计性实验, 学生可以根据自己的实际情况选做其中的1个或2个题目, 既照顾到了学生们的实际情况, 又使学有余力的同学有发挥的空间, 从而在实验教学中实现了分层次教学。

3.2.2 增加综合性实验, 加强课程设计环节

增加了与《数据结构》课程相关的设计性综合性实验项目, 如学生成绩管理系统、停车场管理、迷宫求解、校园导航系统等。要求每个学生都要选择一个作为课程设计项目。相比普通实验而言, 课程设计的任务要更难, 涉及的内容更多, 程序代码更长, 内容更加灵活, 也更有自主发挥的空间, 如可以增加界面设计等。而且大多数的课程设计题目都是与实际问题相关联的, 学生在解决这些问题的过程中, 会更加切实地感受到数据结构的作用, 提高学习的兴趣。此外, 课程设计是以小组的形式来组织实施的, 有助于培养学生的创新精神和团队协作精神。

3.3 采用现代教育技术

学院机房内部实现了联网, 安装了广播系统, 教师可以在服务器上讲解演示例程, 比在课堂上更清晰更直观, 增强了学生的兴趣。可以挑选程度比较好的学生, 让他们讲解自己的编程思想和体会。比如在做“表达式求值”这个实验时, 有的同学实现了对操作数是一位整数的表达式求值, 有的扩大到多位整数, 还有的拓广到了实数范围。让同学们亲自讲解自编的程序, 能增强他们的成就感, 提高他们的兴趣, 对于其他同学而言, “榜样的力量是无穷的”, 也可以树立信心并迎头赶上。

我们将程序的编译环境从TC升级到了VC, 这样做的最大好处在于, 不但可以完全兼容C程序, 而且可以支持C++的引用调用的参数传递方式。对于大多数学生而言, 简化了从算法到程序的转变过程, 大大减少了程序中的错误, 加深了对算法思想的理解。另外, 对于熟悉当今的主流软件开发环境, 进一步学习后续课程C++, 也有一定的铺垫作用。我们将数据结构的实验由每周2节增加为每周4节, 使学生就有了更充裕的上机时间, 可以在机房进行合作交流, 也可以多向指导教师请教。此外, 教师和学生还充分利用QQ群、Email等网络手段展开讨论和经验交流。

3.4 改进教学评价手段

为了提高评价的准确性和公平性, 我们统一了实验报告的格式, 设计了课程设计任务书, 明确要求学生的报告书中要包括需求分析、概要设计、详细设计、调试分析及测试、总结与体会等。除此以外, 还参考了实验课到课率、讨论答疑等表现, 最终评定实验课的成绩。目前我们正在开发实验试题自动生成系统, 以后成绩考核的方式要逐步改为机试。考虑到数据结构程序的特点, 试题中可以给出程序基本框架, 要求学生补充完成部分内容, 在规定时间内完成相应的算法和程序设计任务。

4. 结语

近几年来, 通过上述改革实践, 数据结构课程实验教学方法日趋合理, 实验内容更为系统, 教学质量不断提高, 教学管理逐步规范, 取得了较好的教学效果。学生们大辐度提高了动手能力, 对于算法的理解也随之更为深刻, 在ACM大赛和研究生入学考试中取得了很好的成绩。

本课程目前为学院精品课程, 我们的目标是进一步开发立体教学资源, 完善网络课程建设, 进一步开展实践环节教学改革和考试改革, 逐步将该课程建设成为省级精品课程。

摘要：在分析数据结构课程实验教学中存在问题的基础上, 从改革传统教学模式、优化实验教学内容、采用现代教育技术、改进教学评价手段等几个方面提出了相应的对策, 并进行了改革实践, 有效地提高了数据结构实验教学的质量。

关键词：数据结构,实验教学,改革

参考文献

[1]杨慧.《数据结构》实验教学改革探讨[J].赤峰学院学院 (自然科学版) , 2009 (3) :189-190.

[2]严蔚敏, 吴伟民.数据结构 (C语言版) [M].北京:清华大学出版社, 1999:52-54.