移動設(shè)備在“生物信息學(xué)”選修教學(xué)中的應(yīng)用

董園園　祝濤　張英楠　李海燕

摘 要 以學(xué)生實(shí)踐需求為本，探討移動設(shè)備在本科生專業(yè)選修課上的教學(xué)及應(yīng)用情況。針對生物信息學(xué)專業(yè)選修課教學(xué)內(nèi)容的特殊性，對課堂教學(xué)中對引入移動設(shè)備輔助課程講授的必要性及重要性進(jìn)行討論，并結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)踐及教學(xué)研究內(nèi)容進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞 生物信息學(xué) 移動設(shè)備 互聯(lián)網(wǎng) 選修課 信息化

生物信息學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，它綜合了生命科學(xué)、計(jì)算機(jī)、統(tǒng)計(jì)、化學(xué)等多個(gè)學(xué)科，是目前生命科學(xué)最具活力的前沿領(lǐng)域之一。我國首個(gè)生物信息學(xué)專業(yè)課程于2000年在北京大學(xué)開設(shè)。[1]至今，伴隨該領(lǐng)域越來越受關(guān)注，在科研領(lǐng)域及社會上的普及應(yīng)用，為培育專業(yè)人才和滿足在校大學(xué)生的研究興趣，各大院校陸續(xù)在農(nóng)林、生命、醫(yī)學(xué)專業(yè)內(nèi)設(shè)置生物信息學(xué)專業(yè)必修課。同時(shí)，為滿足校園內(nèi)廣大愛好者的學(xué)習(xí)興趣，大學(xué)內(nèi)部也增設(shè)了生物信息學(xué)專業(yè)校選課。因此，生物信息學(xué)作為當(dāng)前教學(xué)及科研領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)專業(yè)，其教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)效果也備受師生矚目。

隨著信息化時(shí)代的到來，移動通訊設(shè)備已經(jīng)融入每個(gè)人的日常生活中，隨著智能手機(jī)的普及和推廣，移動媒體不僅在社會中普及推廣，智能手機(jī)、iPad、便攜筆記本電腦也在校園內(nèi)使用普遍，幾乎人手一機(jī)。而4G網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋及校園互聯(lián)網(wǎng)的推廣，更促進(jìn)移動設(shè)備融入了學(xué)生的日常生活中。

1 移動設(shè)備的優(yōu)勢及用途

目前中國的移動設(shè)備尤其是手機(jī)的增長速度十分迅速，移動設(shè)備的普及率已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過計(jì)算機(jī)的使用率（截至2015年1月PC機(jī)訪問互聯(lián)網(wǎng)率為80.9%，移動設(shè)備訪問互聯(lián)網(wǎng)率為85.8%[2]）。在大學(xué)校園中，移動設(shè)備訪問互聯(lián)網(wǎng)的使用率更高。

1.1 移動設(shè)備引入教學(xué)的優(yōu)勢

移動設(shè)備引入課堂教學(xué)中有以下幾個(gè)優(yōu)勢：第一，攜帶方便，操作便捷。移動設(shè)備往往體積較迷你，且在校園大學(xué)生中普遍使用，而且隨著各項(xiàng)APP資源的開發(fā)與拓展，操作步驟簡單，過程簡潔。易于熟練掌握。第二，互聯(lián)網(wǎng)接入不受限。隨著移動4G網(wǎng)絡(luò)和校園WIFI熱點(diǎn)的覆蓋，可隨時(shí)隨地使用移動設(shè)備訪問互聯(lián)網(wǎng)，即便是在教室課堂上也不受地域和時(shí)間的限制，只要點(diǎn)擊移動設(shè)備即可輕松訪問互聯(lián)網(wǎng)，做到數(shù)據(jù)訪問與交換。第三，APP內(nèi)部訪問形式的多元性，因?yàn)閕Pad，智能手機(jī)等多媒體、通訊設(shè)備工具的普及情況，[3]許多分子數(shù)據(jù)庫維護(hù)機(jī)構(gòu)推出了移動設(shè)備可訪問的網(wǎng)站瀏覽形式，節(jié)約數(shù)據(jù)交換量，可用簡潔的操作頁面進(jìn)行不同條目閱覽或?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)接收發(fā)送，極大提高了網(wǎng)站的訪問與信息傳輸效率。第四，結(jié)果反饋的多樣性。通過移動設(shè)備訪問各大網(wǎng)站或者APP內(nèi)訪問，移動設(shè)備上直接呈現(xiàn)可視化字符、圖形、影響、圖像等多元素材。該特點(diǎn)易于對分子生物數(shù)據(jù)類型網(wǎng)站的結(jié)果查詢和分析。

1.2 移動設(shè)備在高校大學(xué)生信息化教學(xué)中的用途

在現(xiàn)代信息化教學(xué)及改革過程中，包括移動智能手機(jī)，平板電腦等微型移動設(shè)備可隨時(shí)隨地被使用。而且隨著數(shù)據(jù)通訊的技術(shù)變革，互聯(lián)網(wǎng)的訪問也不受時(shí)間和地域限制。而相對傳統(tǒng)教學(xué)模式而言，現(xiàn)代化的教和學(xué)的過程中，如果可以任何時(shí)間和地點(diǎn)內(nèi)，都可以對當(dāng)下教學(xué)實(shí)踐信息利用移動設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)訪問，可以加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。目前現(xiàn)代的移動設(shè)備已經(jīng)成功應(yīng)用在大學(xué)英語、大學(xué)電子商務(wù)的課堂教學(xué)過程中。[4]即可以利用課堂中的碎片化時(shí)間嘗試一種交互的學(xué)習(xí)方式。使得教學(xué)應(yīng)用中出現(xiàn)新穎的形式。

2 生物信息專業(yè)校選課面臨的教學(xué)改革問題

傳統(tǒng)的大學(xué)專業(yè)選修課教學(xué)模式一直遵循以教師為主體，遵照“傳道、授業(yè)、解惑”的流程，教師在課堂中將知識內(nèi)容貫穿為一定的體系，在內(nèi)容講述的同時(shí)，傳播自己在這一領(lǐng)域掌握的知識、經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)技巧。而學(xué)生在接受知識內(nèi)容的過程中往往是被動接受，而不能馬上實(shí)際運(yùn)用。生物信息學(xué)這一門專業(yè)選修課又有別于以往傳統(tǒng)的專業(yè)型選修課，整個(gè)過程更加注重學(xué)生的實(shí)際動手能力，畢竟該專業(yè)課是以實(shí)際運(yùn)用為導(dǎo)向，即便是引入多媒體教學(xué)或者是網(wǎng)絡(luò)課程模式，依然不能有效加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐技能。學(xué)生在被動學(xué)習(xí)的環(huán)境下，不宜熟練理解生物信息學(xué)專業(yè)所涉及的工具、軟件或者操作方法。如果一味地將該課程以是單純傳授知識與技術(shù)的教學(xué)形式進(jìn)行，忽略學(xué)生的個(gè)體化學(xué)習(xí)和操作過程，那么在該課程設(shè)置的專業(yè)選修課上，面對抽象的數(shù)學(xué)算法或者模型概念，不利于收獲良好的教學(xué)效果。而在課程講授過程中注重實(shí)地操作的普及則勢在必行。

3 使用移動設(shè)備的生物信息學(xué)專業(yè)選修課教學(xué)設(shè)計(jì)研究

生物信息學(xué)的研究是以生物學(xué)、醫(yī)學(xué)的數(shù)據(jù)研究為核心的科學(xué)領(lǐng)域。生物信息學(xué)的研究對象是大規(guī)模的生物學(xué)及醫(yī)學(xué)大分子數(shù)據(jù)。生物信息學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)平臺工具種類眾多，功能特點(diǎn)各異。對于學(xué)習(xí)者要求具備一定的生物學(xué)及計(jì)算機(jī)學(xué)基礎(chǔ)知識，并且注重對數(shù)據(jù)庫查詢和網(wǎng)絡(luò)工具軟件使用技能的掌握。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，普遍反映學(xué)習(xí)過程抽象，教學(xué)內(nèi)容在單純的講授模式下不易消化掌握。

生物信息學(xué)專業(yè)選修課的課程特點(diǎn)和教學(xué)目的不同于專業(yè)課要求，該課程更加重視學(xué)生對現(xiàn)有在線工具的使用，對興趣信息的檢索。以上教學(xué)內(nèi)容和實(shí)地操作都可以借助微型移動設(shè)備實(shí)地練習(xí)。如果在選修課上利用微型移動設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)，對操作者或?qū)W習(xí)者都會有一定的幫助。

在課堂內(nèi)部，采用以接入互聯(lián)網(wǎng)的移動設(shè)備為主的教學(xué)方式，能夠?qū)?shù)據(jù)庫、基于Web服務(wù)器的遠(yuǎn)程在線分析工具進(jìn)行實(shí)地操作演練。課堂內(nèi)部確保知識內(nèi)容的消化吸收。并在移動設(shè)備內(nèi)部的Web瀏覽器上直接進(jìn)行BLAST或者核酸數(shù)據(jù)庫、蛋白序列數(shù)據(jù)庫、蛋白結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫等的在線搜索與查詢。并通過教師的指導(dǎo)和同步交互，針對學(xué)生對使用網(wǎng)絡(luò)在線工具軟件出現(xiàn)的問題進(jìn)行一一指導(dǎo)和點(diǎn)評。通過學(xué)生實(shí)地反饋，做到以學(xué)生為主體，以實(shí)際操作為導(dǎo)向的教與學(xué)模式。促進(jìn)知識點(diǎn)的內(nèi)化和開展應(yīng)用，這也符合生物信息學(xué)專業(yè)的知識特點(diǎn)，注重實(shí)際動手操作技能的完備。

4 使用移動設(shè)備改革生物信息學(xué)專業(yè)選修課考核方式的探討

在引用移動設(shè)備并接入互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)課堂上，學(xué)生由被動的知識接受者轉(zhuǎn)變成主動的學(xué)習(xí)者，并結(jié)合學(xué)習(xí)目的轉(zhuǎn)換為在線軟件、工具的操作者。在實(shí)地教學(xué)課堂上，學(xué)生需要緊跟教師設(shè)置的操作流程，并預(yù)留出足夠的時(shí)間完成必須的軟件運(yùn)用或者具體的數(shù)據(jù)條目檢索。自主完成教學(xué)過程，并將出現(xiàn)的問題在課堂上實(shí)時(shí)和教師反饋。通過實(shí)際動手消化吸收課程知識點(diǎn)，在便攜移動設(shè)備的幫助下，可通過互聯(lián)網(wǎng)訪問遠(yuǎn)程信息中心在線網(wǎng)站，并通過網(wǎng)絡(luò)互動、師生討論等方式吸收生物信息專業(yè)涉獵的知識內(nèi)容。雖然自由允許學(xué)生在課堂內(nèi)部接入互聯(lián)網(wǎng)存在一定的課堂紀(jì)律管理不確定性，但是在教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中加強(qiáng)學(xué)生的動手能力，鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)習(xí)討論互動，并且注意提高學(xué)生的自律性和自主操作能力，通過提問、答疑、在線匯報(bào)的方式考查學(xué)生的掌握情況。

移動設(shè)備的普及為大學(xué)生校園內(nèi)公共選修課的教學(xué)提供了實(shí)際操作演練的可行性，依靠了互聯(lián)網(wǎng)接入的便利和瀏覽形式的多樣性，實(shí)現(xiàn)了在移動設(shè)備中訪問生物分子數(shù)據(jù)庫，查詢核酸、蛋白序列、結(jié)構(gòu)信息，查詢文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的課堂演練過程。大大提高了學(xué)生的實(shí)際使用能力。在教學(xué)過程中應(yīng)該注意課堂互動和實(shí)踐考核過程，重視學(xué)生的實(shí)地查詢效果，讓現(xiàn)代科技和傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合，從而提高專業(yè)選修課的教學(xué)效果，調(diào)動學(xué)生的積極性，提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并夯實(shí)課堂教學(xué)內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)

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