生物信息學課堂危機及對策研究

李蘭芝

【摘 要】在當前大數據背景下，生物信息學是生命科學領域極其重要的一門學科。針對當前生物信息學課堂教學存在的危機，結合實際教學經驗，剖析課堂危機形成原因，并提出了幾點應對措施。以期為提高生物信息學課堂教學質量提供指導。

【關鍵詞】生物信息學； 課堂危機； 教學質量； 開放式； 會議式

0 引言

隨著下一代測序技術（Next Generation Sequencing， NGS）的成熟，甚至是三代測序技術的快速發展，DNA sequencing、RNA sequencing、CHIP sequencing （Chromatin Immunoprecipitation，ChIP）等多平臺高通量數據高速涌現。但數據并不代表信息與知識，面對海量生物學數據，從中挖掘關鍵知識是生物信息學主要任務[1]。提高生物信息學本科教學質量是培養生物信息學專業人才的基礎。但生物信息學是由生物學、數學以及計算機等多學科融合而成的交叉學科，涉及知識面廣、多、雜，導致課程學習難度大，學習興趣與質量不佳；加之當前移動網絡以及智能手機的迅速普及，進一步加劇了生物信息學課堂危機。因此，深層次剖析生物信息學課堂危機形成原因，并探索解決措施對提高生物信息課堂教學質量意義重大。

1 課堂危機的形成原因

1.1 環境因素

在當前網絡快速發展情況下，課堂危機不僅僅出現在某一些學科，而是發展成為了一種普遍現象。處于當前高度發達的網絡時代，手機、平板等網絡移動客戶端技術愈發成熟，各類型應用APP軟件層出不窮，科技發展已經開始改變當前的社會交往模式。移動網絡已經完全融入都市的人群日常生活中，尤其是大學生群體。因大學生自身年齡特點，更容易被新的技術、新事物所吸引，且自控能力較差，導致移動手機等觸屏設備已經嚴重影響到課堂教學質量。另外一方面，網絡的快速發展，同樣提供了更廣闊的學習途徑，課堂教學已經不再是唯一的知識獲取途徑。相比課堂教學，學生可以隨時隨地通過各種方式快速地從網絡上獲取自己感興趣的知識；并且網絡資源更加豐富全面，大大超過了課堂教師的個人水平[2]。老師和課本已經不再是知識權威，網絡搜索可以對這些有限知識進行快速擴充，在當前科技發展環境下，傳統課堂模式受到沖擊也是時代發展的必然結果。

1.2 學科自身原因

相比其它傳統學科，生物信息學是大數據背景下產生的一種新型交叉學科，涉及到了生物學、計算機、數學、統計學甚至是物理學。學生需要掌握的知識與技能要遠遠多于其它學科。而本科教學時間有限，在短時間內也無法有效地將如此多的知識充分過渡到學生身上，導致學生知識涉獵廣，但基礎相對薄弱。另外，生物信息學又是當前最前沿學科，發展速度非常之快，課本知識完全落后于當前學科發展，無法達到企業等用人單位標準，導致學生學習興趣減弱，或采用網絡等其它學習方式進行學習。最后，隨著NGS技術的成熟，各平臺測序數據海量涌現，例如每天每臺高通量測序儀都能產生上百GB的序列，儲存以及處理這些數據需要高性能計算機。這對高校本科教學的基礎設施要求更高是，部分院校還無法保證學生對高性能設備的需求。

1.3 教師原因

作為一個高速發展的新型學科，學科知識日新月異，各類設備、分析方法等更新換代同樣迅速，導致教材知識內容與學科知識脫節嚴重。因此生物信息學教學對學科課程設置以及教師授課方式與水平要求更加嚴格。一方面，部分院校師資力量薄弱，教學水平嚴重受限[3]。另一方面，傳統的教學方式同樣不適用于大數據背景下的生物信息專業。雖然國內已經有較多院校開設了生物信息學專業，但目前還沒有形成一套較為完善、新穎的生物信息學課程設置以及教學方式。

2 課程危機解決建議

解決課堂危機的主要目的是提高教學質量，也就是讓學生獲得更多的專業知識。因此，并不能一味在傳統的教學方式上做文章，應該根據時代變化以及學科需求，進行積極應變，提高教學質量。總的來說，可以從以下幾點進行嘗試。

2.1 學風建設

學生是教學主體，無論是課程設置改革還是教學方式的更新，其主要目的都是為了激發學生的學習積極性，提高教學質量。因此通過思想政治教育、活動宣傳等多種途徑提升整個學校或是整個學科的整體學習氛圍是自關重要的問題。通過學風建設，能有效端正學生的學習觀念，提升學生自我管控能力，尤其是減少課堂“低頭”現象。好的學習氛圍也是解決課堂危機最直接、最基礎的方式。

2.2 開放式任務教學模式

相比其它傳統學科，生物信息學更加注重實際應用[4-5]。因此傳統的課本教學無法滿足生物信息學教學目標。在教學過程中，可以將教學目標劃分為一系列任務，讓學生以小組為單位，借助老師教學以及網絡資源等多種途徑協力完成每一個課程任務，包括基礎知識獲取及擴展，分工協作完成任務。利用這種方式可以有效改變傳統學生被動接受知識的狀態，可以培養學生主動獲取知識的積極性，尤其是小組模式更加能增加學生的團隊協作能力。

2.3 學術會議式課堂

生物信息學是一門高速發展的最前沿學科，這直接決定了課本教學只能為學生提供最基礎的入門知識，還無法滿足實際應用需求。一方面為增加學生對本學科的認識與興趣，另一方面提高教學質量，可以參考學術會議式方法，有條件的院校可以邀請國內甚至是國際專家進入課堂，為學生介紹學科最新發展，同樣也可又本校老師實施講解。

【參考文獻】

[1]陳銘.生物信息學[M].北京：科學出版社，2012.

[2]李廣林.大數據背景下的生物信息學教學探索[J].教育教學論壇，2015（29）： 210-211.

[3]曹丹.探究式教學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.生物信息學課程“開放式、研究性”教學模式的探究[J].生物信息學，2009，7（3）：227-231.

[5]韓毅強，王偉東，高亞梅，余麗蕓，王彥杰.農業院校生物信息學課堂教學模式的探究[J].安徽農學通報，2012，18（15）：176-177.

[責任編輯：王偉平]