談醫學生物信息學課程混合式教學模式范文

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摘要：隨著信息技術、測序技術等技術的發展，醫學生物樣本大數據的獲得，不可阻擋地催生了醫學生物信息學的出現和發展。傳統的“課堂-上機”教育方式不能滿足信息時代對于本課程學習的需求，迫切需要進行改革。隨著“互聯網+”教育的發展，網絡在線課程以其獨具創新的方式引領著數字化學習的巨大變革。充分利用“互聯網+”教育促進知識的學習與獲取，是近期教學實踐研究的重點。混合式教學是指將網絡在線教學與傳統課堂教學有機結合的一種“線上”+“線下”的教學模式。本文從混合式教學在醫學生物信息學教學的運用意義出發,針對醫學生的特點及知識需求，探討利用網絡公眾學習平臺建立移動課堂應用于醫學生物信息課程教育的可行性。

關鍵詞：混合式教學；網絡在線課程；醫學生物信息學

混合式教學是指將網絡在線教學與傳統課堂教學有機結合的一種“線上”+“線下”的教學模式[1]?；旌鲜浇虒W充分利用互聯網及信息工程優勢的特點，作為一種新的教育手段，具有隨機性、靈活性等特點。不僅能極大地提高線上學生的學習熱情，還可以激發線下課堂的生機活力，是如今教改項目研究的熱點。

1傳統的“課堂-上機”

教育方式不能滿足信息時代對于本課程學習的需求，迫切需要進行改革生物信息學即研究、開發或者應用計算工具和方法來擴展對生物學、醫學、行為科學和衛生學數據的利用，包括此類數據的采集、存儲、整理、歸檔、分析與可視化[2]。生物信息學出現還不到20年，但是已經滲透到生命科學各領域的各個層次。隨著信息技術、測序技術等技術的發展，醫學科學研究中生物樣本大數據的獲得，不可阻擋地催生了醫學生物信息學的發生與發展。毫無疑問，醫學生物信息學是所有醫學科學研究工作者必須了解或者掌握的基本科學技能。廣西醫科大學生命科學院自2007年起承擔學校本科與研究生的醫學生物信息學的教學工作。課程開展至今，越來越多的學生受益于生物信息課程的學習，生物信息分析及數據挖掘技術幫助不少學生完成課題，并且為他們今后的進一步研究奠定了扎實的基礎。醫學生物信息學成為學生中受到熱烈歡迎的選修課程，每年選修本課程的人數爆滿，同時還吸引了大量的學?；蛘吒綄籴t院的醫生和科研工作者旁聽。然而在多年的教學實踐中，我們發現了本課程教學中的一些特點與不足之處。例如：（1）傳統的上課、上機時間不能滿足同學的求知需求。作為一門新興交叉學科，醫學生物信息學具有知識面覆蓋廣、更新快的特點。生物信息分析課程內容豐富復雜，應用軟件多，單憑傳統的上課、上機時間不能滿足同學的求知需求。（2）難以找到現成的適合的課本教材。由于生物信息技術發展的日新月異，出版印刷教材不能體現當下研究的要求，顯得十分“過時”。（3）新數據庫及新軟件的應用對同學們的學習能力提出了挑戰。

2混合式教學模式有助于醫學生物信息學教學的開展

隨著“互聯網+”教育的發展，移動學習呈現出越來越重要的地位。網絡學習中，學生可以按照自己的需要或者興趣點自主地選擇學習內容，因此可以很好地滿足學生個性化學習的要求。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》中提出，“信息技術對教育發展具有革命性的影響，必須予以高度重視”[3]。以中國知網為數據源，進行2015年1月至2018年12月的近3年的文獻檢索，檢索科目范圍為：高等教育學。以“生物信息學”為關鍵詞能搜索到文獻125篇，以“混合式教學”為關鍵詞能搜索到文獻496篇，以“生物信息學”and“混合式教學”為關鍵詞能搜索到文獻僅為1篇。綜合分析這些文獻后，能發現近年來高等教育呈現混合式教學及“互聯網+”移動課堂的趨勢。例如“基于微信公眾平臺的混合式教學”平臺的使用，該課題構建了基于微信公眾平臺的混合式教學模型，并以“網線制作六步法”課程為例進行了實證研究，結果顯示基于微信公眾平臺的混合式教學打破了教與學在時間和空間上的限制，把教師和學生、正式學習和非正式學習緊密地聯結起來，形成了一個虛實融合的可持續發展的課程生態圈[4]。而結合了MOOC（大規模開放網絡課程）“生物信息學”的互聯網教學方式，也同樣證實了互聯網相關的在線學習、資料查詢、網絡教學互動等課程學習在生物信息學教育的積極效果[5]。黎志鳳等在課程實踐中也明確提出，生物信息學的教育不能拘泥于教材的講述，而是應該積極根據科研和課題進展來及時更新授課內容[6]。信息學教育相關領域的研究呈現混合式教學學習互動的趨勢，然而國內對于網絡公用平臺應用于課程教學實踐的研究尚處于起步階段。醫學生物信息學教學是一門極具時代感的新興學科，在教學過程中充分發揮現代信息技術的優勢，注重信息技術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質量，提高學生的信息素養。

3混合式教學模式在醫學生物信息教學中的實際應用探索

為了讓醫學生更好地掌握醫學生物信息學，并能綜合運用到醫學臨床和基礎研究工作中，我們針對以下問題對本課程的授課內容及授課方式進行改革。（1）利用公眾學習平臺建立網絡移動課堂。超星學習通是面向智能手機、平板電腦等移動終端的移動學習專業平臺[7]。我們通過超星“學習通”等公眾學習軟件平臺，搭建適合廣西醫科大學學生的醫學生物信息學移動課堂，增強學生的學習興趣，提高學習的自由度和學習效率。移動課堂的建立包括：微視頻課程及PPT教學教案分享等。學生可以通過注冊方式進行自主性聽課學習，對于學習中遇到的疑點難點，可通過網站的課程討論區進行討論。線上的網絡移動課題資源是我們開展混合式教學的重點建設內容。對各種重要軟件的操作方法及運行過程進行視頻的錄制，幫助學生從抽象到具體掌握生物信息分析的知識點及軟件的應用，使得學生能夠順利使用這些軟件。本課程適當規避計算機編程等醫學生的弱點，提升其醫學與生命科學結合的優點，針對性地進行生物信息學課程模式的拓展。我們希望能通過線上視頻、微課等教學方式，能把學生對知識點的了解前移，使學生對于即將開展的教學內容有提前的了解，能帶著預習的基礎和問題參加隨后的“線下”課堂學習內容。網絡移動課堂的建立，不僅僅是提供學生預習或者復習的場所，其還是一個優良的老師與學生之間，學生與學生之間的互動平臺。學生在網絡課堂上可以進行小組討論、數據分享等活動，為學生提供方便快捷的移動學習服務。我們的網絡課堂的建設要求達到線上有資源，線下有活動的良好互動狀態。線上有資源指資源的建設規格要能夠實現對知識的講解。線下有活動指線下的課題或者學習等活動要能夠檢驗、鞏固、轉化線上知識的學習。我們在線下的課題教學中，注重引導學生自己提出生物學問題。引導學生學習各種生物學軟件，并進一步學習和應用軟件新的功能解決問題，讓學生在課后又能主動回到線上進行課程的學習與復習。強調學習各種在線軟件的原網址，而不是單純地應用界面學習。使學生在利用生物信息學工具解決實際問題的時候對生物信息學產生興趣，增強其創新實踐能力。（2）緊扣生物醫學領域的研究熱點及重點實時調整與更新教學內容。相對于出版印刷的生物信息學教材，我們教學本著實用的原則，根據最新文獻的發展動態及本校老師承擔的課題內容進行靈活教學。利用網絡課堂的平臺，及時上傳最新的課題內容、軟件安裝包，使教學與科研能夠有效地結合起來。緊扣生命科學發展前沿，使得教學與科研能夠有效地結合起來，指導學生能夠充分使用公共數據挖掘相關數據、利用適合的軟件分析實驗數據。例如我們可以選擇時下醫學研究的熱點：單細胞基因組、轉錄組、蛋白組測序分析；miRNA、lncRNA測序分析；微生物16sRNA、宏基因組測序分析；GEO數據信息挖掘等內容進行教學。（3）搭建本校自主的計算服務系統，加強生物信息學習及分析平臺的建設。相對于工科或者計算機專業的學生，醫學生的計算機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系統下運行，比如常用的共表達分析軟件WGCNA等，我們可以通過網頁傳輸數據的形式，把這些重要軟件通過在后臺運行，使學生在Windows系統下通過終端就可以實現數據的運算。

4小結

醫學生物信息是一門現代信息教育與醫學相結合的新興學科，傳統的“課題+上機操作”已經不能滿足日新月異的醫學生物信息學發展需求。充分利用網絡在線課程優勢，開展混合式教育，必能極大地提高醫學生物信息的教學成效。

參考文獻

[1]趙文杰,馮僑華,苑會娟.基于“互聯網+”混合式教學方法的研究與探討[J].黑龍江教育(高教研究與評估),2018(10):4-6.

[3]顧明遠.學習和解讀《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》[J].高等教育研究,2010(7):1-6.

[4]黎志鳳,劉楊,朱敬,等.應用生物信息學的系統化綜合性教學改革實踐[J].微生物學通報,2016,43(8):1854-1862.

[5]劉華,敖謙.基于微信公眾平臺的混合式教學———以“網線制作六步法”課程為例[J].現代教育技術,2017,1(15):48-55.

[6]唐文武,吳秀蘭.“翻轉課堂”在MOOC中的教學實踐———以“生物信息學”課程為例[J].肇慶學院院報,2015(3):36,63-64.

作者：蔣永華 胡艷玲 單位：廣西醫科大學基因組與個體化醫學研究中心