基于藍(lán)墨云班課開(kāi)設(shè)“化學(xué)信息學(xué)”的教學(xué)實(shí)踐初探

畢紅梅，張金艷，李艷鳳

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)理學(xué)院，黑龍江大慶 163319）

化學(xué)是一門古老的科學(xué)，在漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程中積累了大量的文獻(xiàn)。隨著以計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)為標(biāo)志的現(xiàn)代信息技術(shù)的迅速發(fā)展，化學(xué)信息的數(shù)量日趨增加，形式也多種多樣。1973年荷蘭的Noordwijkerhout召開(kāi)的“化學(xué)信息學(xué)的計(jì)算機(jī)表征與處理”會(huì)議上，提出了“化學(xué)信息學(xué)”這一內(nèi)容。之后，在1987年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者J.M.Lehn教授首次提出“化學(xué)信息學(xué)”的概念。國(guó)內(nèi)則由北大徐光憲院士提出了化學(xué)信息學(xué)的概念。化學(xué)信息學(xué)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新的分支，它是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)化學(xué)信息進(jìn)行表示、管理、分析、模擬和傳播，以實(shí)現(xiàn)化學(xué)信息的提取、轉(zhuǎn)化和共享，揭示化學(xué)信息的實(shí)質(zhì)與內(nèi)在聯(lián)系，促進(jìn)化學(xué)學(xué)科的知識(shí)創(chuàng)新。當(dāng)今時(shí)代信息具有信息量大、延伸范圍廣、傳播速度快、交叉性強(qiáng)等特點(diǎn)。這些信息的記載、組織與交流對(duì)化學(xué)的發(fā)展起到越來(lái)越重要的推動(dòng)作用。曾經(jīng)，課堂教學(xué)的目的是建立學(xué)習(xí)金字塔。在信息化時(shí)代，應(yīng)幫助學(xué)生建立蛛網(wǎng)式知識(shí)結(jié)構(gòu)，才能適應(yīng)開(kāi)放式學(xué)習(xí)，才能真正適應(yīng)社會(huì)的需求。

國(guó)外“化學(xué)信息學(xué)”的教學(xué)側(cè)重于專業(yè)方向教學(xué)，交叉性強(qiáng)、涵蓋廣，而國(guó)內(nèi)的教學(xué)由于課時(shí)的限制，多側(cè)重于化學(xué)文獻(xiàn)學(xué)。簡(jiǎn)言之，課程有2個(gè)任務(wù)：幫助學(xué)生順利查閱并管理化學(xué)文獻(xiàn)、熟悉并熟練使用相關(guān)的化學(xué)軟件。從近幾年的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，“化學(xué)信息學(xué)”的教學(xué)效果并不理想，主要原因?yàn)橐韵聨讉€(gè)方面[1]。

①“化學(xué)信息學(xué)”課程照搬原來(lái)“化學(xué)文獻(xiàn)學(xué)”的課程內(nèi)容；②地方性院校的經(jīng)費(fèi)有限，在外文數(shù)據(jù)庫(kù)檢索方面受限很多；③學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)的處理、管理能力較差；④學(xué)生的英語(yǔ)能力嚴(yán)重制約其對(duì)英文文獻(xiàn)的檢索、閱讀及管理；⑤教學(xué)模式過(guò)于單一，主要是教師講授，學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)課；⑥“化學(xué)信息學(xué)”作為一門化學(xué)選修課，教師和學(xué)生重視程度不夠。

約翰·杜威曾說(shuō)過(guò)，教育是生活的過(guò)程，而不是將來(lái)的生活的準(zhǔn)備。每個(gè)人心目中都有自己理想的大學(xué)生活。90后甚至00后大學(xué)生是數(shù)字的原著民。什么形式的大學(xué)教育能真正融入學(xué)生的生活呢？什么樣的大學(xué)課堂能引起學(xué)生的共鳴呢？針對(duì)上述問(wèn)題，可將“化學(xué)信息學(xué)”課程的教學(xué)模式進(jìn)行探索和改革。

1 采用藍(lán)墨云班課的授課方式

眾所周知，人類幾千年的文化知識(shí)主要靠書(shū)本承載，書(shū)本只能記錄語(yǔ)言文字，而網(wǎng)絡(luò)承載的知識(shí)是三維、立體的，包括音頻、視頻等。以維基百科的發(fā)展為例，就可以看出網(wǎng)絡(luò)的巨大力量。維基百科創(chuàng)立的目標(biāo)是向全人類提供自由的百科全書(shū)，并希望各地民眾能夠使用自己的母語(yǔ)來(lái)參與編輯條目。截至2012年8月，整個(gè)維基百科計(jì)劃總共有285種獨(dú)立運(yùn)作的語(yǔ)言版本，且已經(jīng)被認(rèn)為是最大且最流行的網(wǎng)絡(luò)百科全書(shū)。對(duì)于“化學(xué)信息學(xué)”來(lái)說(shuō)，涉及的信息量非常大，一本教科書(shū)并不能完全覆蓋。若從其他書(shū)籍中檢索，檢索的速度和效率都太慢了。課程進(jìn)行中發(fā)現(xiàn)學(xué)生查閱化學(xué)文獻(xiàn)時(shí)，查全率比較低，主要是檢索范圍控制得不好。借助網(wǎng)絡(luò)搜索引擎，檢索的速度和效率會(huì)大大提高。同時(shí)，借助藍(lán)墨云班課這一平臺(tái)，將檢索以鏈接、小測(cè)、頭腦風(fēng)暴等形式呈現(xiàn)，讓學(xué)生活學(xué)活用。統(tǒng)計(jì)教學(xué)過(guò)程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行可視化分析，幫助教師更好地進(jìn)行評(píng)估。

2 部分章節(jié)的教學(xué)可結(jié)合雙語(yǔ)教學(xué)

結(jié)合雙語(yǔ)教學(xué)，避免教學(xué)內(nèi)容嚴(yán)重滯后于國(guó)際新興學(xué)科、交叉學(xué)科的發(fā)展?？蓮木W(wǎng)上搜集相關(guān)資料制成雙語(yǔ)教學(xué)課件，充當(dāng)過(guò)渡性的雙語(yǔ)教材[2]。檢索外文文獻(xiàn)時(shí)，學(xué)生的英語(yǔ)水平嚴(yán)重限制了檢索的速度和效率。如果使用藍(lán)墨云班課進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生在課上用手機(jī)閱讀文獻(xiàn)時(shí)，可開(kāi)啟屏幕取詞，閱讀的效率會(huì)更高些。如果能輔之以雙語(yǔ)教學(xué)，學(xué)生查閱外文文獻(xiàn)的能力會(huì)不斷增強(qiáng)。

3 教學(xué)與科研相結(jié)合

業(yè)精于勤。教學(xué)過(guò)程是一個(gè)先做減法再做加法的過(guò)程。首先要了解學(xué)生掌握多少，應(yīng)該掌握多少，還需要掌握多少。接著就向著這個(gè)減法的結(jié)果努力。然后再作加法，一點(diǎn)一點(diǎn)累積。在講解“化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與譜分析”一章時(shí)，可結(jié)合教師的科研經(jīng)歷，將相關(guān)數(shù)據(jù)、所得譜圖等讓學(xué)生練習(xí)分析。實(shí)踐證明，如果結(jié)合“多元統(tǒng)計(jì)與分析”“概率論”“Matlab編程”“譜圖解析”等[3-5]相關(guān)課程，既培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)化學(xué)信息的管理，又培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力[6-7]。

化學(xué)研究中主要面對(duì)的三大研究對(duì)象是結(jié)構(gòu)確定、分子設(shè)計(jì)和合成設(shè)計(jì)?；瘜W(xué)信息學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要培養(yǎng)學(xué)生的信息素質(zhì)。信息素質(zhì)是一種涉及信息內(nèi)容、傳播、分析、信息檢索和評(píng)價(jià)各方面的綜合能力。這種能力的培養(yǎng)應(yīng)貫徹到各門課程的教學(xué)中?！耙寣W(xué)生感受和理解知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新思維習(xí)慣，重視培養(yǎng)學(xué)生收集處理信息的能力，獲取新知識(shí)的能力、分析和解決問(wèn)題的能力”。

教師知識(shí)儲(chǔ)備多、能力強(qiáng)固然重要，更重要的是如何讓學(xué)生學(xué)好。如果說(shuō)教師至少要有10桶水，才能倒出1桶水。那么，讓學(xué)生學(xué)會(huì)找水才能提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。一門選修課開(kāi)設(shè)的好壞，關(guān)鍵是看能否承接之前的課程，并有所擴(kuò)展升華。該課程在管理文獻(xiàn)方面很多能力有待培養(yǎng)，如對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的理解、對(duì)測(cè)試手段的把握、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和匯總、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析等；在軟件使用方面，學(xué)生對(duì)于Chem 3D，Origin，Matlab，Auto CAD等軟件還多半停留在熟悉階段，遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到熟練程度。同時(shí)，化學(xué)信息檢索可以結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、課題申報(bào)、論文撰寫(xiě)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新思維與能力，并提高其科學(xué)研究能力。

國(guó)內(nèi)高校開(kāi)設(shè)化學(xué)信息學(xué)的時(shí)間相對(duì)較短，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)較少，這就促使教師在實(shí)踐中對(duì)該學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容、課程設(shè)置等多思、多想，以促進(jìn)教學(xué)水平的進(jìn)一步提高，培養(yǎng)更多適應(yīng)社會(huì)的綜合性人才。