生物信息学课堂危机及对策研究

李兰芝

【摘 要】在当前大数据背景下，生物信息学是生命科学领域极其重要的一门学科。针对当前生物信息学课堂教学存在的危机，结合实际教学经验，剖析课堂危机形成原因，并提出了几点应对措施。以期为提高生物信息学课堂教学质量提供指导。

【关键词】生物信息学； 课堂危机； 教学质量； 开放式； 会议式

0 引言

随着下一代测序技术（Next Generation Sequencing， NGS）的成熟，甚至是三代测序技术的快速发展，DNA sequencing、RNA sequencing、CHIP sequencing （Chromatin Immunoprecipitation，ChIP）等多平台高通量数据高速涌现。但数据并不代表信息与知识，面对海量生物学数据，从中挖掘关键知识是生物信息学主要任务[1]。提高生物信息学本科教学质量是培养生物信息学专业人才的基础。但生物信息学是由生物学、数学以及计算机等多学科融合而成的交叉学科，涉及知识面广、多、杂，导致课程学习难度大，学习兴趣与质量不佳；加之当前移动网络以及智能手机的迅速普及，进一步加剧了生物信息学课堂危机。因此，深层次剖析生物信息学课堂危机形成原因，并探索解决措施对提高生物信息课堂教学质量意义重大。

1 课堂危机的形成原因

1.1 环境因素

在当前网络快速发展情况下，课堂危机不仅仅出现在某一些学科，而是发展成为了一种普遍现象。处于当前高度发达的网络时代，手机、平板等网络移动客户端技术愈发成熟，各类型应用APP软件层出不穷，科技发展已经开始改变当前的社会交往模式。移动网络已经完全融入都市的人群日常生活中，尤其是大学生群体。因大学生自身年龄特点，更容易被新的技术、新事物所吸引，且自控能力较差，导致移动手机等触屏设备已经严重影响到课堂教学质量。另外一方面，网络的快速发展，同样提供了更广阔的学习途径，课堂教学已经不再是唯一的知识获取途径。相比课堂教学，学生可以随时随地通过各种方式快速地从网络上获取自己感兴趣的知识；并且网络资源更加丰富全面，大大超过了课堂教师的个人水平[2]。老师和课本已经不再是知识权威，网络搜索可以对这些有限知识进行快速扩充，在当前科技发展环境下，传统课堂模式受到冲击也是时代发展的必然结果。

1.2 学科自身原因

相比其它传统学科，生物信息学是大数据背景下产生的一种新型交叉学科，涉及到了生物学、计算机、数学、统计学甚至是物理学。学生需要掌握的知识与技能要远远多于其它学科。而本科教学时间有限，在短时间内也无法有效地将如此多的知识充分过渡到学生身上，导致学生知识涉猎广，但基础相对薄弱。另外，生物信息学又是当前最前沿学科，发展速度非常之快，课本知识完全落后于当前学科发展，无法达到企业等用人单位标准，导致学生学习兴趣减弱，或采用网络等其它学习方式进行学习。最后，随着NGS技术的成熟，各平台测序数据海量涌现，例如每天每台高通量测序仪都能产生上百GB的序列，储存以及处理这些数据需要高性能计算机。这对高校本科教学的基础设施要求更高是，部分院校还无法保证学生对高性能设备的需求。

1.3 教师原因

作为一个高速发展的新型学科，学科知识日新月异，各类设备、分析方法等更新换代同样迅速，导致教材知识内容与学科知识脱节严重。因此生物信息学教学对学科课程设置以及教师授课方式与水平要求更加严格。一方面，部分院校师资力量薄弱，教学水平严重受限[3]。另一方面，传统的教学方式同样不适用于大数据背景下的生物信息专业。虽然国内已经有较多院校开设了生物信息学专业，但目前还没有形成一套较为完善、新颖的生物信息学课程设置以及教学方式。

2 课程危机解决建议

解决课堂危机的主要目的是提高教学质量，也就是让学生获得更多的专业知识。因此，并不能一味在传统的教学方式上做文章，应该根据时代变化以及学科需求，进行积极应变，提高教学质量。总的来说，可以从以下几点进行尝试。

2.1 学风建设

学生是教学主体，无论是课程设置改革还是教学方式的更新，其主要目的都是为了激发学生的学习积极性，提高教学质量。因此通过思想政治教育、活动宣传等多种途径提升整个学校或是整个学科的整体学习氛围是自关重要的问题。通过学风建设，能有效端正学生的学习观念，提升学生自我管控能力，尤其是减少课堂“低头”现象。好的学习氛围也是解决课堂危机最直接、最基础的方式。

2.2 开放式任务教学模式

相比其它传统学科，生物信息学更加注重实际应用[4-5]。因此传统的课本教学无法满足生物信息学教学目标。在教学过程中，可以将教学目标划分为一系列任务，让学生以小组为单位，借助老师教学以及网络资源等多种途径协力完成每一个课程任务，包括基础知识获取及扩展，分工协作完成任务。利用这种方式可以有效改变传统学生被动接受知识的状态，可以培养学生主动获取知识的积极性，尤其是小组模式更加能增加学生的团队协作能力。

2.3 学术会议式课堂

生物信息学是一门高速发展的最前沿学科，这直接决定了课本教学只能为学生提供最基础的入门知识，还无法满足实际应用需求。一方面为增加学生对本学科的认识与兴趣，另一方面提高教学质量，可以参考学术会议式方法，有条件的院校可以邀请国内甚至是国际专家进入课堂，为学生介绍学科最新发展，同样也可又本校老师实施讲解。

【参考文献】

[1]陈铭.生物信息学[M].北京：科学出版社，2012.

[2]李广林.大数据背景下的生物信息学教学探索[J].教育教学论坛，2015（29）： 210-211.

[3]曹丹.探究式教学中教师的探究能力修炼[J].科技视界，2014（36）：33-33.

[4]虢毅，胡德华，邓昊.生物信息学课程“开放式、研究性”教学模式的探究[J].生物信息学，2009，7（3）：227-231.

[5]韩毅强，王伟东，高亚梅，余丽芸，王彦杰.农业院校生物信息学课堂教学模式的探究[J].安徽农学通报，2012，18（15）：176-177.

[责任编辑：王伟平]