移動(dòng)教學(xué)在生物信息學(xué)課程改革中的應(yīng)用

陳亮　童維　胡銀崗

摘 要：針對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)工具在大學(xué)校園的普及，課題組將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)工具引入大學(xué)課堂教學(xué)，并以農(nóng)業(yè)院校生物信息學(xué)教學(xué)試驗(yàn)為例，評(píng)價(jià)移動(dòng)教學(xué)的可行性和高效性。試驗(yàn)表明，移動(dòng)教學(xué)方法比傳統(tǒng)的教學(xué)模式更能吸引學(xué)生的注意力、激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐興趣，同時(shí)加強(qiáng)了師生互動(dòng)，并最終提升教學(xué)效果。這一教學(xué)模式為農(nóng)業(yè)院校其他課程的教學(xué)改革提供了參考。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)教學(xué)；生物信息學(xué)；農(nóng)業(yè)院校；教學(xué)試驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-8122（2016）11-0145-02

一、引 言

手機(jī)、iPad等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)工具的普及，使得大學(xué)課堂的教學(xué)產(chǎn)生了變化。變化之一，部分教師開(kāi)始在課堂上三令五申，禁止學(xué)生課堂上翻看手機(jī)，必須關(guān)機(jī)。其次，部分教師開(kāi)始思考新形勢(shì)下的教學(xué)模式，試圖將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)工具引入課堂，尋找移動(dòng)工具與課堂教學(xué)的交叉，將移動(dòng)工具變成教學(xué)輔助素材。

目前，手機(jī)等網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)工具，成了大學(xué)生甚至是所有現(xiàn)代人形影不離的朋友。大學(xué)校園里，無(wú)論是宿舍、餐廳、自習(xí)室、圖書(shū)館、校車(chē)上，或者是學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)場(chǎng)，甚至是課堂等任何地方、任何時(shí)段，都可以看到學(xué)生專(zhuān)心操作手機(jī)的情景。部分教師私下抱怨，課堂上玩手機(jī)的學(xué)生太多，甚至有的同學(xué)一節(jié)課都沒(méi)抬過(guò)頭，沒(méi)看過(guò)黑板，全程低頭玩手機(jī)，教學(xué)效果不好。所以，很多教師禁止上課看手機(jī)，必須關(guān)機(jī)，將手機(jī)視為課堂禁品。那么，問(wèn)題來(lái)了，不看手機(jī)，課堂效果就能提高嗎？顯然不是。在知識(shí)、信息、網(wǎng)絡(luò)高度發(fā)展的今天，手機(jī)不僅僅是玩樂(lè)的工具，更是一個(gè)查詢(xún)、溝通外部知識(shí)、信息的渠道。課堂上，學(xué)生可以利用手機(jī)快速查找一個(gè)陌生單詞的釋義、可以快速查找一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的由來(lái)、可以快速查找一個(gè)專(zhuān)家的成果、可以快速查找一篇文獻(xiàn)的摘要，所以，手機(jī)不能簡(jiǎn)單的被視為玩樂(lè)的工具、課堂的敵人。我們可以開(kāi)發(fā)手機(jī)在獲取信息方面的價(jià)值，因勢(shì)利導(dǎo)，將手機(jī)用作課堂教學(xué)的輔助工具，讓學(xué)生光明正大的打開(kāi)手機(jī)、利用手機(jī)參與到教學(xué)互動(dòng)當(dāng)中。這種將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)工具用于教學(xué)的模式也被稱(chēng)為移動(dòng)教學(xué)，即在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的幫助下，能夠在任何時(shí)間任何地點(diǎn)進(jìn)行的教學(xué)和學(xué)習(xí)；移動(dòng)教學(xué)所使用的移動(dòng)計(jì)算設(shè)備必須能夠有效地呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容并且提供教師與學(xué)習(xí)者之間的雙向交流[1-3]。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)自身的需要，利用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)學(xué)習(xí)設(shè)備進(jìn)行互動(dòng)和學(xué)習(xí)，并在這個(gè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自己對(duì)知識(shí)的建構(gòu)，使外部的信息內(nèi)化為自身的知識(shí)，并最終提升教學(xué)效果。

生物信息學(xué)（Bioinformatics）是在生命科學(xué)的研究中，以計(jì)算機(jī)為工具對(duì)生物信息進(jìn)行儲(chǔ)存、檢索和分析的科學(xué)，目的在于通過(guò)生物信息學(xué)手段，逐步認(rèn)識(shí)生命的起源、進(jìn)化、遺傳和發(fā)育的本質(zhì)，為探索生命的奧秘提供合理和最有效的方法或途徑。將移動(dòng)教學(xué)模式引入生物信息學(xué)教學(xué)，是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。

二、教學(xué)試驗(yàn)與教學(xué)結(jié)果

下面是教學(xué)過(guò)程中的一次實(shí)踐：在此僅以生物信息學(xué)第四章“序列比較與數(shù)據(jù)庫(kù)搜索”的第三節(jié)“核酸序列的相似性搜索（BLAST）”為例，討論此次教學(xué)改革試驗(yàn)。

方法：將兩個(gè)教學(xué)班分為A組和B組（各30人），A組采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)方法，B組采用以移動(dòng)教學(xué)元素（手機(jī)或iPad等移動(dòng)工具）為輔助手段的新教學(xué)模式，最后以問(wèn)答或現(xiàn)場(chǎng)演示的方法檢驗(yàn)教學(xué)效果。

A組為傳統(tǒng)教學(xué)方法：將所有的教學(xué)內(nèi)容以幻燈片和板書(shū)的形式呈現(xiàn)給大家，課堂中涉及的網(wǎng)站使用和結(jié)果分析都以截圖形式展現(xiàn)，并演示網(wǎng)站使用、數(shù)據(jù)庫(kù)搜索的步驟。缺點(diǎn)：教師為課堂主導(dǎo)，雖然演示了數(shù)據(jù)庫(kù)搜索的步驟，但學(xué)生缺乏自己操作的實(shí)景感受，不能在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)庫(kù)搜索和相關(guān)軟件的使用方法。一味的講解如何操作，可能會(huì)引起枯燥感，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)激情。

B組為移動(dòng)教學(xué)：主要教學(xué)內(nèi)容仍以幻燈片和板書(shū)形式呈現(xiàn)，但在網(wǎng)站使用和數(shù)據(jù)庫(kù)搜索的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，不僅僅是幻燈演示，而是讓學(xué)生拿出自己的手機(jī)等移動(dòng)信息工具，自己打開(kāi)網(wǎng)站和數(shù)據(jù)庫(kù)，輸入查詢(xún)序列（需要時(shí)可提前通過(guò)微信群將待查序列發(fā)給大家），開(kāi)展相關(guān)信息搜索，并分析自己獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果。優(yōu)點(diǎn)：改變了以往教師為課堂主導(dǎo)的模式，學(xué)生自己動(dòng)手，參與到教學(xué)過(guò)程中，使用他們自己的移動(dòng)工具，來(lái)體驗(yàn)生物信息學(xué)的教學(xué)樂(lè)趣，加強(qiáng)他們的課堂成就感，提高課堂教學(xué)效果。

課堂部分內(nèi)容：介紹完BLAST的基本思想和算法之后，帶領(lǐng)大家利用各自的手機(jī)等移動(dòng)工具進(jìn)入相關(guān)網(wǎng)站（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/），認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)Blastn、Blastp、Blastx等Blast程序和界面，然后練習(xí)BLAST的搜索過(guò)程。學(xué)生們運(yùn)行完Blast后，可以在手機(jī)上瀏覽三種形式的返回結(jié)果：（1）圖形化的搜索結(jié)果；（2）最佳匹配序列描述性結(jié)果；（3）相似性序列具體比對(duì)結(jié)果。而以往的教學(xué)僅僅是老師在投影儀上給大家展示這三種結(jié)果，學(xué)生并沒(méi)有親自運(yùn)行出這些結(jié)果。

由于授課對(duì)象是農(nóng)學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，所以課堂內(nèi)容需要延伸到農(nóng)學(xué)類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)的Blast應(yīng)用。課堂選擇了小麥基因組序列數(shù)據(jù)庫(kù)（URGI）的BLAST搜索（http：//wheat-urgi.versailles.inra. fr/Seq-Repository/BLAST）。同學(xué)們利用手機(jī)打開(kāi)此網(wǎng)站，在老師的帶領(lǐng)下將待查序列輸入，選擇參數(shù)后開(kāi)始運(yùn)行。通過(guò)比對(duì)結(jié)果解讀，將待查序列定位到小麥的某個(gè)同源群上，并可下載相應(yīng)的基因組序列。通過(guò)這個(gè)案例，同學(xué)們將普通的Blast擴(kuò)展到了專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的Blast，加深了他們對(duì)Blast的認(rèn)識(shí)。

在隨后的課堂提問(wèn)和演示環(huán)節(jié)，A組同學(xué)僅有30%可以相對(duì)清晰的講出Blast的搜索過(guò)程，但很難自己去操作如何在線(xiàn)運(yùn)行Blast程序，他們也沒(méi)有興趣去回答老師的問(wèn)題，甚至害怕老師叫到自己，缺乏參與意識(shí)和成就感。相反，85%的B組同學(xué)可惜清晰的講出Blast的搜索類(lèi)型和搜索過(guò)程，并可用手機(jī)在線(xiàn)演示出如何運(yùn)行Blast及如何解讀所獲結(jié)果，并且多數(shù)同學(xué)愿意主動(dòng)給老師展示自己的搜索結(jié)果，他們表現(xiàn)出了一種向大家分享勞動(dòng)成果的感覺(jué)和熱情或者是一種需要老師認(rèn)可的情緒，這種效果也正是現(xiàn)在大學(xué)課堂所缺少的。

綜上，在此章節(jié)的教學(xué)試驗(yàn)中，B組的教學(xué)效果明顯優(yōu)于A組，這主要是因?yàn)閷⒁苿?dòng)工具引入了課堂，變“玩”為“學(xué)”，將多數(shù)教師嚴(yán)厲禁止課堂上出現(xiàn)的東西，光明正大的引入教學(xué)，不怕學(xué)生貪玩，就怕他們不參與，沒(méi)有了參與意識(shí)和主動(dòng)意識(shí)的學(xué)生，課堂講解也就失去了意義。

在整個(gè)學(xué)期的教學(xué)試驗(yàn)中（共8周課，32學(xué)時(shí)），B組的教學(xué)效果也都優(yōu)于A組，且A組學(xué)生的上課激情明顯低于B組，A組經(jīng)常有同學(xué)缺課、遲到、有的則不交作業(yè)或抄襲作業(yè)。B組同學(xué)的缺課遲到率較低，課后交流發(fā)現(xiàn)，部分同學(xué)害怕因?yàn)槿闭n而錯(cuò)過(guò)了手機(jī)新技能的掌握。同時(shí)，B組同學(xué)的課后作業(yè)完成率和準(zhǔn)確率較高，多數(shù)同學(xué)還用手機(jī)截屏功能展示其運(yùn)行的分析結(jié)果，整體表現(xiàn)出了一種探求知識(shí)與“炫耀”知識(shí)的情緒，這也說(shuō)明B組的教學(xué)試驗(yàn)是成功的、有效的。

三、討論與展望

1.與時(shí)俱進(jìn)，探索教學(xué)模式改革

隨著智能手機(jī)、iPad、小型筆記本電腦等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)工具的普及，及校園WiFi全覆蓋服務(wù)的提升，使得上網(wǎng)變得更加容易。大家隨時(shí)隨地可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與朋友交流，或是搜索自己感興趣的任何話(huà)題，獲得各種信息。教學(xué)樓WiFi全覆蓋，使得部分教師的抱怨聲變得更大，課堂上很難杜絕學(xué)生翻看手機(jī)。那么，在這個(gè)信息、網(wǎng)絡(luò)大爆炸的時(shí)代，我們只能順應(yīng)潮流、與時(shí)俱進(jìn)，而不能一味的去禁止某些現(xiàn)象。因此，如何將學(xué)生的手機(jī)、iPad變成教學(xué)的輔助工具，才是我們要思考的問(wèn)題。找到現(xiàn)代大學(xué)生的行為特點(diǎn)，就找到了大學(xué)課堂教學(xué)改革的重心。在這次生物信息教學(xué)改革中，研究組充分利用智能手機(jī)的搜索功能，將手機(jī)變成了教學(xué)輔助工具，學(xué)生甚至不用去電腦機(jī)房上實(shí)習(xí)課，就能完成實(shí)踐訓(xùn)練。事實(shí)上，課堂教學(xué)本來(lái)就是多樣化的，應(yīng)該是與時(shí)俱進(jìn)的，這樣才能順應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，培養(yǎng)出卓越的創(chuàng)新型人才[4-5]。因此，不怕學(xué)生課堂翻看手機(jī)，而是怕他們不愿拿出手機(jī)與你互動(dòng)。如何讓學(xué)生樂(lè)于用自己的手機(jī)參與你的教學(xué)，才是我們課堂上關(guān)注的問(wèn)題。

2.移動(dòng)教學(xué)模式推廣展望

生物信息課有其特殊性，因?yàn)樗枰?jì)算機(jī)、軟件、專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站等輔助其教學(xué)[6-7]，所以，利用手機(jī)等移動(dòng)工具輔助教學(xué)，變得“理所當(dāng)然”。那么，對(duì)于其他課程呢？比如農(nóng)學(xué)專(zhuān)業(yè)的植物生理學(xué)、遺傳學(xué)或者田間試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)與分析等課程呢？我們認(rèn)為，所有課程都可以找到自己與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)工具的交叉點(diǎn)，一張圖片、一個(gè)概念或是一組數(shù)據(jù)分析，都可以利用網(wǎng)絡(luò)來(lái)解決。我們可以看植物根部吸水的模擬視頻、可以看染色體的顯微結(jié)構(gòu)、可以用Excel分析數(shù)據(jù)等，網(wǎng)絡(luò)是大數(shù)據(jù)，只要我們認(rèn)真研究所授課程的特點(diǎn)，都可以找到課程教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)的交匯點(diǎn)，都可以將手機(jī)等移動(dòng)工具引入課堂教學(xué)，變“玩”為“學(xué)”，循勢(shì)引導(dǎo)，使網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)工具變?yōu)樽约赫n堂教學(xué)的后備資源。

當(dāng)前，慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂、移動(dòng)教學(xué)等多種教學(xué)模式都在進(jìn)行探索和普及，究竟選擇哪種教學(xué)模式，還需與所授課程和專(zhuān)業(yè)相結(jié)合，找到二者的最佳結(jié)合，或是綜合運(yùn)用多種教學(xué)方法，無(wú)論是慕課或是微課，只要能提升教學(xué)效果就是好方法[8-9]。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃翦.基于移動(dòng)學(xué)習(xí)的英語(yǔ)教學(xué)策略探究[J].信息化教學(xué)，2009（21）：139-140.

[2] 郭奇.基于新媒體傳播技術(shù)的移動(dòng)教學(xué)研究[J].中國(guó)校外教育，2014（12）：69-71.

[3] 高蓉蓉，呂森林.基于手機(jī)的移動(dòng)學(xué)習(xí)——教育技術(shù)研究的新熱點(diǎn)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2006，16（6）：13-15.

[4] 嵩天.大學(xué)教學(xué)改革中的科研方法與探索[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2015（1）：15-19.

[5] 周統(tǒng)建，劉奕琳，高江勇.農(nóng)林院校教育教學(xué)改革目標(biāo)與訴求的思考[J].中國(guó)高等教育，2015（18）：47-49.

[6] 張紀(jì)陽(yáng)，劉偉，謝紅衛(wèi).生物信息學(xué)課程研究性教學(xué)的實(shí)踐與思考[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2011，34（4）：51-53.

[7] 姚正培，張樺，代培紅，夏木斯亞.農(nóng)業(yè)院校生物信息學(xué)教學(xué)模式探索[J].教育教學(xué)論壇，2014（20）：214-215.

[8] 李紹軍，高梅，陳坤明，胡景江.農(nóng)林綜合性院校細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)改革及課程體系優(yōu)化[J].高等農(nóng)業(yè)教育，2014，7（7）：54-57.

[9] 易慶竑.基于慕課的翻轉(zhuǎn)課堂及其教學(xué)結(jié)構(gòu)研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2015，25（4）：94-99.

[責(zé)任編輯：東方緒]