談醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)課程混合式教學(xué)模式范文

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摘要：隨著信息技術(shù)、測(cè)序技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)學(xué)生物樣本大數(shù)據(jù)的獲得，不可阻擋地催生了醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)的出現(xiàn)和發(fā)展。傳統(tǒng)的“課堂-上機(jī)”教育方式不能滿足信息時(shí)代對(duì)于本課程學(xué)習(xí)的需求，迫切需要進(jìn)行改革。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”教育的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)在線課程以其獨(dú)具創(chuàng)新的方式引領(lǐng)著數(shù)字化學(xué)習(xí)的巨大變革。充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”教育促進(jìn)知識(shí)的學(xué)習(xí)與獲取，是近期教學(xué)實(shí)踐研究的重點(diǎn)。混合式教學(xué)是指將網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合的一種“線上”+“線下”的教學(xué)模式。本文從混合式教學(xué)在醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)教學(xué)的運(yùn)用意義出發(fā),針對(duì)醫(yī)學(xué)生的特點(diǎn)及知識(shí)需求，探討利用網(wǎng)絡(luò)公眾學(xué)習(xí)平臺(tái)建立移動(dòng)課堂應(yīng)用于醫(yī)學(xué)生物信息課程教育的可行性。

關(guān)鍵詞：混合式教學(xué)；網(wǎng)絡(luò)在線課程；醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)

混合式教學(xué)是指將網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合的一種“線上”+“線下”的教學(xué)模式[1]?；旌鲜浇虒W(xué)充分利用互聯(lián)網(wǎng)及信息工程優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn)，作為一種新的教育手段，具有隨機(jī)性、靈活性等特點(diǎn)。不僅能極大地提高線上學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，還可以激發(fā)線下課堂的生機(jī)活力，是如今教改項(xiàng)目研究的熱點(diǎn)。

1傳統(tǒng)的“課堂-上機(jī)”

教育方式不能滿足信息時(shí)代對(duì)于本課程學(xué)習(xí)的需求，迫切需要進(jìn)行改革生物信息學(xué)即研究、開發(fā)或者應(yīng)用計(jì)算工具和方法來擴(kuò)展對(duì)生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、行為科學(xué)和衛(wèi)生學(xué)數(shù)據(jù)的利用，包括此類數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、整理、歸檔、分析與可視化[2]。生物信息學(xué)出現(xiàn)還不到20年，但是已經(jīng)滲透到生命科學(xué)各領(lǐng)域的各個(gè)層次。隨著信息技術(shù)、測(cè)序技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中生物樣本大數(shù)據(jù)的獲得，不可阻擋地催生了醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)的發(fā)生與發(fā)展。毫無疑問，醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)是所有醫(yī)學(xué)科學(xué)研究工作者必須了解或者掌握的基本科學(xué)技能。廣西醫(yī)科大學(xué)生命科學(xué)院自2007年起承擔(dān)學(xué)校本科與研究生的醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)的教學(xué)工作。課程開展至今，越來越多的學(xué)生受益于生物信息課程的學(xué)習(xí)，生物信息分析及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)幫助不少學(xué)生完成課題，并且為他們今后的進(jìn)一步研究奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)成為學(xué)生中受到熱烈歡迎的選修課程，每年選修本課程的人數(shù)爆滿，同時(shí)還吸引了大量的學(xué)?；蛘吒綄籴t(yī)院的醫(yī)生和科研工作者旁聽。然而在多年的教學(xué)實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)了本課程教學(xué)中的一些特點(diǎn)與不足之處。例如：（1）傳統(tǒng)的上課、上機(jī)時(shí)間不能滿足同學(xué)的求知需求。作為一門新興交叉學(xué)科，醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)具有知識(shí)面覆蓋廣、更新快的特點(diǎn)。生物信息分析課程內(nèi)容豐富復(fù)雜，應(yīng)用軟件多，單憑傳統(tǒng)的上課、上機(jī)時(shí)間不能滿足同學(xué)的求知需求。（2）難以找到現(xiàn)成的適合的課本教材。由于生物信息技術(shù)發(fā)展的日新月異，出版印刷教材不能體現(xiàn)當(dāng)下研究的要求，顯得十分“過時(shí)”。（3）新數(shù)據(jù)庫(kù)及新軟件的應(yīng)用對(duì)同學(xué)們的學(xué)習(xí)能力提出了挑戰(zhàn)。

2混合式教學(xué)模式有助于醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)教學(xué)的開展

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”教育的發(fā)展，移動(dòng)學(xué)習(xí)呈現(xiàn)出越來越重要的地位。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以按照自己的需要或者興趣點(diǎn)自主地選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，因此可以很好地滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的要求。《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中提出，“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性的影響，必須予以高度重視”[3]。以中國(guó)知網(wǎng)為數(shù)據(jù)源，進(jìn)行2015年1月至2018年12月的近3年的文獻(xiàn)檢索，檢索科目范圍為：高等教育學(xué)。以“生物信息學(xué)”為關(guān)鍵詞能搜索到文獻(xiàn)125篇，以“混合式教學(xué)”為關(guān)鍵詞能搜索到文獻(xiàn)496篇，以“生物信息學(xué)”and“混合式教學(xué)”為關(guān)鍵詞能搜索到文獻(xiàn)僅為1篇。綜合分析這些文獻(xiàn)后，能發(fā)現(xiàn)近年來高等教育呈現(xiàn)混合式教學(xué)及“互聯(lián)網(wǎng)+”移動(dòng)課堂的趨勢(shì)。例如“基于微信公眾平臺(tái)的混合式教學(xué)”平臺(tái)的使用，該課題構(gòu)建了基于微信公眾平臺(tái)的混合式教學(xué)模型，并以“網(wǎng)線制作六步法”課程為例進(jìn)行了實(shí)證研究，結(jié)果顯示基于微信公眾平臺(tái)的混合式教學(xué)打破了教與學(xué)在時(shí)間和空間上的限制，把教師和學(xué)生、正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)緊密地聯(lián)結(jié)起來，形成了一個(gè)虛實(shí)融合的可持續(xù)發(fā)展的課程生態(tài)圈[4]。而結(jié)合了MOOC（大規(guī)模開放網(wǎng)絡(luò)課程）“生物信息學(xué)”的互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)方式，也同樣證實(shí)了互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的在線學(xué)習(xí)、資料查詢、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)互動(dòng)等課程學(xué)習(xí)在生物信息學(xué)教育的積極效果[5]。黎志鳳等在課程實(shí)踐中也明確提出，生物信息學(xué)的教育不能拘泥于教材的講述，而是應(yīng)該積極根據(jù)科研和課題進(jìn)展來及時(shí)更新授課內(nèi)容[6]。信息學(xué)教育相關(guān)領(lǐng)域的研究呈現(xiàn)混合式教學(xué)學(xué)習(xí)互動(dòng)的趨勢(shì)，然而國(guó)內(nèi)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)公用平臺(tái)應(yīng)用于課程教學(xué)實(shí)踐的研究尚處于起步階段。醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)教學(xué)是一門極具時(shí)代感的新興學(xué)科，在教學(xué)過程中充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，注重信息技術(shù)與教育的全面深度融合，必將有助于全面提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的信息素養(yǎng)。

3混合式教學(xué)模式在醫(yī)學(xué)生物信息教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用探索

為了讓醫(yī)學(xué)生更好地掌握醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)，并能綜合運(yùn)用到醫(yī)學(xué)臨床和基礎(chǔ)研究工作中，我們針對(duì)以下問題對(duì)本課程的授課內(nèi)容及授課方式進(jìn)行改革。（1）利用公眾學(xué)習(xí)平臺(tái)建立網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)課堂。超星學(xué)習(xí)通是面向智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端的移動(dòng)學(xué)習(xí)專業(yè)平臺(tái)[7]。我們通過超星“學(xué)習(xí)通”等公眾學(xué)習(xí)軟件平臺(tái)，搭建適合廣西醫(yī)科大學(xué)學(xué)生的醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)移動(dòng)課堂，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的自由度和學(xué)習(xí)效率。移動(dòng)課堂的建立包括：微視頻課程及PPT教學(xué)教案分享等。學(xué)生可以通過注冊(cè)方式進(jìn)行自主性聽課學(xué)習(xí)，對(duì)于學(xué)習(xí)中遇到的疑點(diǎn)難點(diǎn)，可通過網(wǎng)站的課程討論區(qū)進(jìn)行討論。線上的網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)課題資源是我們開展混合式教學(xué)的重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容。對(duì)各種重要軟件的操作方法及運(yùn)行過程進(jìn)行視頻的錄制，幫助學(xué)生從抽象到具體掌握生物信息分析的知識(shí)點(diǎn)及軟件的應(yīng)用，使得學(xué)生能夠順利使用這些軟件。本課程適當(dāng)規(guī)避計(jì)算機(jī)編程等醫(yī)學(xué)生的弱點(diǎn)，提升其醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)性地進(jìn)行生物信息學(xué)課程模式的拓展。我們希望能通過線上視頻、微課等教學(xué)方式，能把學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的了解前移，使學(xué)生對(duì)于即將開展的教學(xué)內(nèi)容有提前的了解，能帶著預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)和問題參加隨后的“線下”課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)課堂的建立，不僅僅是提供學(xué)生預(yù)習(xí)或者復(fù)習(xí)的場(chǎng)所，其還是一個(gè)優(yōu)良的老師與學(xué)生之間，學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng)平臺(tái)。學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)課堂上可以進(jìn)行小組討論、數(shù)據(jù)分享等活動(dòng)，為學(xué)生提供方便快捷的移動(dòng)學(xué)習(xí)服務(wù)。我們的網(wǎng)絡(luò)課堂的建設(shè)要求達(dá)到線上有資源，線下有活動(dòng)的良好互動(dòng)狀態(tài)。線上有資源指資源的建設(shè)規(guī)格要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)知識(shí)的講解。線下有活動(dòng)指線下的課題或者學(xué)習(xí)等活動(dòng)要能夠檢驗(yàn)、鞏固、轉(zhuǎn)化線上知識(shí)的學(xué)習(xí)。我們?cè)诰€下的課題教學(xué)中，注重引導(dǎo)學(xué)生自己提出生物學(xué)問題。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)各種生物學(xué)軟件，并進(jìn)一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用軟件新的功能解決問題，讓學(xué)生在課后又能主動(dòng)回到線上進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)與復(fù)習(xí)。強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)各種在線軟件的原網(wǎng)址，而不是單純地應(yīng)用界面學(xué)習(xí)。使學(xué)生在利用生物信息學(xué)工具解決實(shí)際問題的時(shí)候?qū)ι镄畔W(xué)產(chǎn)生興趣，增強(qiáng)其創(chuàng)新實(shí)踐能力。（2）緊扣生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)及重點(diǎn)實(shí)時(shí)調(diào)整與更新教學(xué)內(nèi)容。相對(duì)于出版印刷的生物信息學(xué)教材，我們教學(xué)本著實(shí)用的原則，根據(jù)最新文獻(xiàn)的發(fā)展動(dòng)態(tài)及本校老師承擔(dān)的課題內(nèi)容進(jìn)行靈活教學(xué)。利用網(wǎng)絡(luò)課堂的平臺(tái)，及時(shí)上傳最新的課題內(nèi)容、軟件安裝包，使教學(xué)與科研能夠有效地結(jié)合起來。緊扣生命科學(xué)發(fā)展前沿，使得教學(xué)與科研能夠有效地結(jié)合起來，指導(dǎo)學(xué)生能夠充分使用公共數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)數(shù)據(jù)、利用適合的軟件分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。例如我們可以選擇時(shí)下醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)：?jiǎn)渭?xì)胞基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組測(cè)序分析；miRNA、lncRNA測(cè)序分析；微生物16sRNA、宏基因組測(cè)序分析；GEO數(shù)據(jù)信息挖掘等內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)。（3）搭建本校自主的計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)，加強(qiáng)生物信息學(xué)習(xí)及分析平臺(tái)的建設(shè)。相對(duì)于工科或者計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，醫(yī)學(xué)生的計(jì)算機(jī)編程處理等能力較弱。目前很多的生物信息分析軟件需要在Linux/Unix系統(tǒng)下運(yùn)行，比如常用的共表達(dá)分析軟件WGCNA等，我們可以通過網(wǎng)頁傳輸數(shù)據(jù)的形式，把這些重要軟件通過在后臺(tái)運(yùn)行，使學(xué)生在Windows系統(tǒng)下通過終端就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的運(yùn)算。

4小結(jié)

醫(yī)學(xué)生物信息是一門現(xiàn)代信息教育與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的新興學(xué)科，傳統(tǒng)的“課題+上機(jī)操作”已經(jīng)不能滿足日新月異的醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)發(fā)展需求。充分利用網(wǎng)絡(luò)在線課程優(yōu)勢(shì)，開展混合式教育，必能極大地提高醫(yī)學(xué)生物信息的教學(xué)成效。

參考文獻(xiàn)

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作者：蔣永華 胡艷玲 單位：廣西醫(yī)科大學(xué)基因組與個(gè)體化醫(yī)學(xué)研究中心