生物信息學(xué)課堂危機(jī)及對(duì)策研究

李蘭芝

【摘 要】在當(dāng)前大數(shù)據(jù)背景下，生物信息學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域極其重要的一門學(xué)科。針對(duì)當(dāng)前生物信息學(xué)課堂教學(xué)存在的危機(jī)，結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，剖析課堂危機(jī)形成原因，并提出了幾點(diǎn)應(yīng)對(duì)措施。以期為提高生物信息學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量提供指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】生物信息學(xué)； 課堂危機(jī)； 教學(xué)質(zhì)量； 開放式； 會(huì)議式

0 引言

隨著下一代測(cè)序技術(shù)（Next Generation Sequencing， NGS）的成熟，甚至是三代測(cè)序技術(shù)的快速發(fā)展，DNA sequencing、RNA sequencing、CHIP sequencing （Chromatin Immunoprecipitation，ChIP）等多平臺(tái)高通量數(shù)據(jù)高速涌現(xiàn)。但數(shù)據(jù)并不代表信息與知識(shí)，面對(duì)海量生物學(xué)數(shù)據(jù)，從中挖掘關(guān)鍵知識(shí)是生物信息學(xué)主要任務(wù)[1]。提高生物信息學(xué)本科教學(xué)質(zhì)量是培養(yǎng)生物信息學(xué)專業(yè)人才的基礎(chǔ)。但生物信息學(xué)是由生物學(xué)、數(shù)學(xué)以及計(jì)算機(jī)等多學(xué)科融合而成的交叉學(xué)科，涉及知識(shí)面廣、多、雜，導(dǎo)致課程學(xué)習(xí)難度大，學(xué)習(xí)興趣與質(zhì)量不佳；加之當(dāng)前移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以及智能手機(jī)的迅速普及，進(jìn)一步加劇了生物信息學(xué)課堂危機(jī)。因此，深層次剖析生物信息學(xué)課堂危機(jī)形成原因，并探索解決措施對(duì)提高生物信息課堂教學(xué)質(zhì)量意義重大。

1 課堂危機(jī)的形成原因

1.1 環(huán)境因素

在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展情況下，課堂危機(jī)不僅僅出現(xiàn)在某一些學(xué)科，而是發(fā)展成為了一種普遍現(xiàn)象。處于當(dāng)前高度發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，手機(jī)、平板等網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)客戶端技術(shù)愈發(fā)成熟，各類型應(yīng)用APP軟件層出不窮，科技發(fā)展已經(jīng)開始改變當(dāng)前的社會(huì)交往模式。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完全融入都市的人群日常生活中，尤其是大學(xué)生群體。因大學(xué)生自身年齡特點(diǎn)，更容易被新的技術(shù)、新事物所吸引，且自控能力較差，導(dǎo)致移動(dòng)手機(jī)等觸屏設(shè)備已經(jīng)嚴(yán)重影響到課堂教學(xué)質(zhì)量。另外一方面，網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，同樣提供了更廣闊的學(xué)習(xí)途徑，課堂教學(xué)已經(jīng)不再是唯一的知識(shí)獲取途徑。相比課堂教學(xué)，學(xué)生可以隨時(shí)隨地通過各種方式快速地從網(wǎng)絡(luò)上獲取自己感興趣的知識(shí)；并且網(wǎng)絡(luò)資源更加豐富全面，大大超過了課堂教師的個(gè)人水平[2]。老師和課本已經(jīng)不再是知識(shí)權(quán)威，網(wǎng)絡(luò)搜索可以對(duì)這些有限知識(shí)進(jìn)行快速擴(kuò)充，在當(dāng)前科技發(fā)展環(huán)境下，傳統(tǒng)課堂模式受到?jīng)_擊也是時(shí)代發(fā)展的必然結(jié)果。

1.2 學(xué)科自身原因

相比其它傳統(tǒng)學(xué)科，生物信息學(xué)是大數(shù)據(jù)背景下產(chǎn)生的一種新型交叉學(xué)科，涉及到了生物學(xué)、計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)甚至是物理學(xué)。學(xué)生需要掌握的知識(shí)與技能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其它學(xué)科。而本科教學(xué)時(shí)間有限，在短時(shí)間內(nèi)也無法有效地將如此多的知識(shí)充分過渡到學(xué)生身上，導(dǎo)致學(xué)生知識(shí)涉獵廣，但基礎(chǔ)相對(duì)薄弱。另外，生物信息學(xué)又是當(dāng)前最前沿學(xué)科，發(fā)展速度非常之快，課本知識(shí)完全落后于當(dāng)前學(xué)科發(fā)展，無法達(dá)到企業(yè)等用人單位標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣減弱，或采用網(wǎng)絡(luò)等其它學(xué)習(xí)方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。最后，隨著NGS技術(shù)的成熟，各平臺(tái)測(cè)序數(shù)據(jù)海量涌現(xiàn)，例如每天每臺(tái)高通量測(cè)序儀都能產(chǎn)生上百GB的序列，儲(chǔ)存以及處理這些數(shù)據(jù)需要高性能計(jì)算機(jī)。這對(duì)高校本科教學(xué)的基礎(chǔ)設(shè)施要求更高是，部分院校還無法保證學(xué)生對(duì)高性能設(shè)備的需求。

1.3 教師原因

作為一個(gè)高速發(fā)展的新型學(xué)科，學(xué)科知識(shí)日新月異，各類設(shè)備、分析方法等更新?lián)Q代同樣迅速，導(dǎo)致教材知識(shí)內(nèi)容與學(xué)科知識(shí)脫節(jié)嚴(yán)重。因此生物信息學(xué)教學(xué)對(duì)學(xué)科課程設(shè)置以及教師授課方式與水平要求更加嚴(yán)格。一方面，部分院校師資力量薄弱，教學(xué)水平嚴(yán)重受限[3]。另一方面，傳統(tǒng)的教學(xué)方式同樣不適用于大數(shù)據(jù)背景下的生物信息專業(yè)。雖然國內(nèi)已經(jīng)有較多院校開設(shè)了生物信息學(xué)專業(yè)，但目前還沒有形成一套較為完善、新穎的生物信息學(xué)課程設(shè)置以及教學(xué)方式。

2 課程危機(jī)解決建議

解決課堂危機(jī)的主要目的是提高教學(xué)質(zhì)量，也就是讓學(xué)生獲得更多的專業(yè)知識(shí)。因此，并不能一味在傳統(tǒng)的教學(xué)方式上做文章，應(yīng)該根據(jù)時(shí)代變化以及學(xué)科需求，進(jìn)行積極應(yīng)變，提高教學(xué)質(zhì)量。總的來說，可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行嘗試。

2.1 學(xué)風(fēng)建設(shè)

學(xué)生是教學(xué)主體，無論是課程設(shè)置改革還是教學(xué)方式的更新，其主要目的都是為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)質(zhì)量。因此通過思想政治教育、活動(dòng)宣傳等多種途徑提升整個(gè)學(xué)校或是整個(gè)學(xué)科的整體學(xué)習(xí)氛圍是自關(guān)重要的問題。通過學(xué)風(fēng)建設(shè)，能有效端正學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念，提升學(xué)生自我管控能力，尤其是減少課堂“低頭”現(xiàn)象。好的學(xué)習(xí)氛圍也是解決課堂危機(jī)最直接、最基礎(chǔ)的方式。

2.2 開放式任務(wù)教學(xué)模式

相比其它傳統(tǒng)學(xué)科，生物信息學(xué)更加注重實(shí)際應(yīng)用[4-5]。因此傳統(tǒng)的課本教學(xué)無法滿足生物信息學(xué)教學(xué)目標(biāo)。在教學(xué)過程中，可以將教學(xué)目標(biāo)劃分為一系列任務(wù)，讓學(xué)生以小組為單位，借助老師教學(xué)以及網(wǎng)絡(luò)資源等多種途徑協(xié)力完成每一個(gè)課程任務(wù)，包括基礎(chǔ)知識(shí)獲取及擴(kuò)展，分工協(xié)作完成任務(wù)。利用這種方式可以有效改變傳統(tǒng)學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)，可以培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的積極性，尤其是小組模式更加能增加學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

2.3 學(xué)術(shù)會(huì)議式課堂

生物信息學(xué)是一門高速發(fā)展的最前沿學(xué)科，這直接決定了課本教學(xué)只能為學(xué)生提供最基礎(chǔ)的入門知識(shí)，還無法滿足實(shí)際應(yīng)用需求。一方面為增加學(xué)生對(duì)本學(xué)科的認(rèn)識(shí)與興趣，另一方面提高教學(xué)質(zhì)量，可以參考學(xué)術(shù)會(huì)議式方法，有條件的院校可以邀請(qǐng)國內(nèi)甚至是國際專家進(jìn)入課堂，為學(xué)生介紹學(xué)科最新發(fā)展，同樣也可又本校老師實(shí)施講解。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳銘.生物信息學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2012.

[2]李廣林.大數(shù)據(jù)背景下的生物信息學(xué)教學(xué)探索[J].教育教學(xué)論壇，2015（29）： 210-211.

[3]曹丹.探究式教學(xué)中教師的探究能力修煉[J].科技視界，2014（36）：33-33.

[4]虢毅，胡德華，鄧昊.生物信息學(xué)課程“開放式、研究性”教學(xué)模式的探究[J].生物信息學(xué)，2009，7（3）：227-231.

[5]韓毅強(qiáng)，王偉東，高亞梅，余麗蕓，王彥杰.農(nóng)業(yè)院校生物信息學(xué)課堂教學(xué)模式的探究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2012，18（15）：176-177.

[責(zé)任編輯：王偉平]