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移动设备在“生物信息学”选修教学中的应用

作者:admin 更新时间:2018年07月22日 17:06:10

  摘要以学生实践需求为本,探讨移动设备在本科生专业选修课上的教学及应用情况。针对生物信息学专业选修课教学内容的特殊性,对课堂教学中对引入移动设备辅助课程讲授的必要性及重要性进行讨论,并结合课堂教学实践及教学研究内容进行探讨。


  关键词生物信息学移动设备互联网选修课信息化


  生物信息学是一门新兴的交叉学科,它综合了生命科学、计算机、统计、化学等多个学科,是目前生命科学最具活力的前沿领域之一。我国首个生物信息学专业课程于2000年在北京大学开设。[1]至今,伴随该领域越来越受关注,在科研领域及社会上的普及应用,为培育专业人才和满足在校大学生的研究兴趣,各大院校陆续在农林、生命、医学专业内设置生物信息学专业必修课。同时,为满足校园内广大爱好者的学习兴趣,大学内部也增设了生物信息学专业校选课。因此,生物信息学作为当前教学及科研领域关注的热点专业,其教学内容及教学效果也备受师生瞩目。


  随着信息化时代的到来,移动通讯设备已经融入每个人的日常生活中,随着智能手机的普及和推广,移动媒体不仅在社会中普及推广,智能手机、iPad、便携笔记本电脑也在校园内使用普遍,几乎人手一机。而4G网络的全面覆盖及校园互联网的推广,更促进移动设备融入了学生的日常生活中。


  1移动设备的优势及用途


  目前中国的移动设备尤其是手机的增长速度十分迅速,移动设备的普及率已经远远超过计算机的使用率(截至2015年1月PC机访问互联网率为80.9%,移动设备访问互联网率为85.8%[2])。在大学校园中,移动设备访问互联网的使用率更高。


  1.1移动设备引入教学的优势


  移动设备引入课堂教学中有以下几个优势:第一,携带方便,操作便捷。移动设备往往体积较迷你,且在校园大学生中普遍使用,而且随着各项APP资源的开发与拓展,操作步骤简单,过程简洁。易于熟练掌握。第二,互联网接入不受限。随着移动4G网络和校园WIFI热点的覆盖,可隨时随地使用移动设备访问互联网,即便是在教室课堂上也不受地域和时间的限制,只要点击移动设备即可轻松访问互联网,做到数据访问与交换。第三,APP内部访问形式的多元性,因为iPad,智能手机等多媒体、通讯设备工具的普及情况,[3]许多分子数据库维护机构推出了移动设备可访问的网站浏览形式,节约数据交换量,可用简洁的操作页面进行不同条目阅览或实现数据接收发送,极大提高了网站的访问与信息传输效率。第四,结果反馈的多样性。通过移动设备访问各大网站或者APP内访问,移动设备上直接呈现可视化字符、图形、影响、图像等多元素材。该特点易于对分子生物数据类型网站的结果查询和分析。


  1.2移动设备在高校大学生信息化教学中的用途


  在现代信息化教学及改革过程中,包括移动智能手机,平板电脑等微型移动设备可随时随地被使用。而且随着数据通讯的技术变革,互联网的访问也不受时间和地域限制。而相对传统教学模式而言,现代化的教和学的过程中,如果可以任何时间和地点内,都可以对当下教学实践信息利用移动设备和互联网进行实时访问,可以加强学习效果。目前现代的移动设备已经成功应用在大学英语、大学电子商务的课堂教学过程中。[4]即可以利用课堂中的碎片化时间尝试一种交互的学习方式。使得教学应用中出现新颖的形式。


  2生物信息专业校选课面临的教学改革问题


  传统的大学专业选修课教学模式一直遵循以教师为主体,遵照“传道、授业、解惑”的流程,教师在课堂中将知识内容贯穿为一定的体系,在内容讲述的同时,传播自己在这一领域掌握的知识、经验及相关技巧。而学生在接受知识内容的过程中往往是被动接受,而不能马上实际运用。生物信息学这一门专业选修课又有别于以往传统的专业型选修课,整个过程更加注重学生的实际动手能力,毕竟该专业课是以实际运用为导向,即便是引入多媒体教学或者是网络课程模式,依然不能有效加强学生的实践技能。学生在被动学习的环境下,不宜熟练理解生物信息学专业所涉及的工具、软件或者操作方法。如果一味地将该课程以是单纯传授知识与技术的教学形式进行,忽略学生的个体化学习和操作过程,那么在该课程设置的专业选修课上,面对抽象的数学算法或者模型概念,不利于收获良好的教学效果。而在课程讲授过程中注重实地操作的普及则势在必行。


  3使用移动设备的生物信息学专业选修课教学设计研究


  生物信息学的研究是以生物学、医学的数据研究为核心的科学领域。生物信息学的研究对象是大规模的生物学及医学大分子数据。生物信息学领域的数据库和网络平台工具种类众多,功能特点各异。对于学习者要求具备一定的生物学及计算机学基础知识,并且注重对数据库查询和网络工具软件使用技能的掌握。学生在学习的过程中,普遍反映学习过程抽象,教学内容在单纯的讲授模式下不易消化掌握。


  生物信息学专业选修课的课程特点和教学目的不同于专业课要求,该课程更加重视学生对现有在线工具的使用,对兴趣信息的检索。以上教学内容和实地操作都可以借助微型移动设备实地练习。如果在选修课上利用微型移动设备进行学习,对操作者或学习者都会有一定的帮助。


  在课堂内部,采用以接入互联网的移动设备为主的教学方式,能够对数据库、基于Web服务器的远程在线分析工具进行实地操作演练。课堂内部确保知识内容的消化吸收。并在移动设备内部的Web浏览器上直接进行BLAST或者核酸数据库、蛋白序列数据库、蛋白结构数据库等的在线搜索与查询。并通过教师的指导和同步交互,针对学生对使用网络在线工具软件出现的问题进行一一指导和点评。通过学生实地反馈,做到以学生为主体,以实际操作为导向的教与学模式。促进知识点的内化和开展应用,这也符合生物信息学专业的知识特点,注重实际动手操作技能的完备。


  4使用移动设备改革生物信息学专业选修课考核方式的探讨


  在引用移动设备并接入互联网的教学课堂上,学生由被动的知识接受者转变成主动的学习者,并结合学习目的转换为在线软件、工具的操作者。在实地教学课堂上,学生需要紧跟教师设置的操作流程,并预留出足够的时间完成必须的软件运用或者具体的数据条目检索。自主完成教学过程,并将出现的问题在课堂上实时和教师反馈。通过实际动手消化吸收课程知识点,在便携移动设备的帮助下,可通过互联网访问远程信息中心在线网站,并通过网络互动、师生讨论等方式吸收生物信息专业涉猎的知识内容。虽然自由允许学生在课堂内部接入互联网存在一定的课堂纪律管理不确定性,但是在教学实践环节中加强学生的动手能力,鼓励学生参与学习讨论互动,并且注意提高学生的自律性和自主操作能力,通过提问、答疑、在线汇报的方式考查学生的掌握情况。


  移动设备的普及为大学生校园内公共选修课的教学提供了实际操作演练的可行性,依靠了互联网接入的便利和浏览形式的多样性,实现了在移动设备中访问生物分子数据库,查询核酸、蛋白序列、结构信息,查询文献数据的课堂演练过程。大大提高了学生的实际使用能力。在教学过程中应该注意课堂互动和实践考核过程,重视学生的实地查询效果,让现代科技和传统教学模式相结合,从而提高专业选修课的教学效果,调动学生的积极性,提高大学生的学习兴趣,并夯实课堂教学内容。


  参考文献 

  [1] 王兰萍.生物信息学课程教学的初步探讨[J].生物信息学,2007.5(3):143-144. 

  [2] 杨艳春.“互联网+”时代移动微型学习在大学英语教学中的应用[J].高教学刊,2016(6):117-118. 

  [3] 孙艺.基于iPad的移动课程的交互研究[J].广州广播电视大学学报,2013.13(3):8-13. 

  [4] 吴媛.基于“互联网+ 教育”技术的翻转课堂教学模式研究[J].中国成人教育,2016(22):93-96. 

     作者:董园园等