谈医学生物信息学课程混合式教学模式范文

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摘要：随着信息技术、测序技术等技术的发展，医学生物样本大数据的获得，不可阻挡地催生了医学生物信息学的出现和发展。传统的“课堂-上机”教育方式不能满足信息时代对于本课程学习的需求，迫切需要进行改革。随着“互联网+”教育的发展，网络在线课程以其独具创新的方式引领着数字化学习的巨大变革。充分利用“互联网+”教育促进知识的学习与获取，是近期教学实践研究的重点。混合式教学是指将网络在线教学与传统课堂教学有机结合的一种“线上”+“线下”的教学模式。本文从混合式教学在医学生物信息学教学的运用意义出发,针对医学生的特点及知识需求，探讨利用网络公众学习平台建立移动课堂应用于医学生物信息课程教育的可行性。

关键词：混合式教学；网络在线课程；医学生物信息学

混合式教学是指将网络在线教学与传统课堂教学有机结合的一种“线上”+“线下”的教学模式[1]。混合式教学充分利用互联网及信息工程优势的特点，作为一种新的教育手段，具有随机性、灵活性等特点。不仅能极大地提高线上学生的学习热情，还可以激发线下课堂的生机活力，是如今教改项目研究的热点。

1传统的“课堂-上机”

教育方式不能满足信息时代对于本课程学习的需求，迫切需要进行改革生物信息学即研究、开发或者应用计算工具和方法来扩展对生物学、医学、行为科学和卫生学数据的利用，包括此类数据的采集、存储、整理、归档、分析与可视化[2]。生物信息学出现还不到20年，但是已经渗透到生命科学各领域的各个层次。随着信息技术、测序技术等技术的发展，医学科学研究中生物样本大数据的获得，不可阻挡地催生了医学生物信息学的发生与发展。毫无疑问，医学生物信息学是所有医学科学研究工作者必须了解或者掌握的基本科学技能。广西医科大学生命科学院自2007年起承担学校本科与研究生的医学生物信息学的教学工作。课程开展至今，越来越多的学生受益于生物信息课程的学习，生物信息分析及数据挖掘技术帮助不少学生完成课题，并且为他们今后的进一步研究奠定了扎实的基础。医学生物信息学成为学生中受到热烈欢迎的选修课程，每年选修本课程的人数爆满，同时还吸引了大量的学校或者附属医院的医生和科研工作者旁听。然而在多年的教学实践中，我们发现了本课程教学中的一些特点与不足之处。例如：（1）传统的上课、上机时间不能满足同学的求知需求。作为一门新兴交叉学科，医学生物信息学具有知识面覆盖广、更新快的特点。生物信息分析课程内容丰富复杂，应用软件多，单凭传统的上课、上机时间不能满足同学的求知需求。（2）难以找到现成的适合的课本教材。由于生物信息技术发展的日新月异，出版印刷教材不能体现当下研究的要求，显得十分“过时”。（3）新数据库及新软件的应用对同学们的学习能力提出了挑战。

2混合式教学模式有助于医学生物信息学教学的开展

随着“互联网+”教育的发展，移动学习呈现出越来越重要的地位。网络学习中，学生可以按照自己的需要或者兴趣点自主地选择学习内容，因此可以很好地满足学生个性化学习的要求。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中提出，“信息技术对教育发展具有革命性的影响，必须予以高度重视”[3]。以中国知网为数据源，进行2015年1月至2018年12月的近3年的文献检索，检索科目范围为：高等教育学。以“生物信息学”为关键词能搜索到文献125篇，以“混合式教学”为关键词能搜索到文献496篇，以“生物信息学”and“混合式教学”为关键词能搜索到文献仅为1篇。综合分析这些文献后，能发现近年来高等教育呈现混合式教学及“互联网+”移动课堂的趋势。例如“基于微信公众平台的混合式教学”平台的使用，该课题构建了基于微信公众平台的混合式教学模型，并以“网线制作六步法”课程为例进行了实证研究，结果显示基于微信公众平台的混合式教学打破了教与学在时间和空间上的限制，把教师和学生、正式学习和非正式学习紧密地联结起来，形成了一个虚实融合的可持续发展的课程生态圈[4]。而结合了MOOC（大规模开放网络课程）“生物信息学”的互联网教学方式，也同样证实了互联网相关的在线学习、资料查询、网络教学互动等课程学习在生物信息学教育的积极效果[5]。黎志凤等在课程实践中也明确提出，生物信息学的教育不能拘泥于教材的讲述，而是应该积极根据科研和课题进展来及时更新授课内容[6]。信息学教育相关领域的研究呈现混合式教学学习互动的趋势，然而国内对于网络公用平台应用于课程教学实践的研究尚处于起步阶段。医学生物信息学教学是一门极具时代感的新兴学科，在教学过程中充分发挥现代信息技术的优势，注重信息技术与教育的全面深度融合，必将有助于全面提高该课程的教学质量，提高学生的信息素养。

3混合式教学模式在医学生物信息教学中的实际应用探索

为了让医学生更好地掌握医学生物信息学，并能综合运用到医学临床和基础研究工作中，我们针对以下问题对本课程的授课内容及授课方式进行改革。（1）利用公众学习平台建立网络移动课堂。超星学习通是面向智能手机、平板电脑等移动终端的移动学习专业平台[7]。我们通过超星“学习通”等公众学习软件平台，搭建适合广西医科大学学生的医学生物信息学移动课堂，增强学生的学习兴趣，提高学习的自由度和学习效率。移动课堂的建立包括：微视频课程及PPT教学教案分享等。学生可以通过注册方式进行自主性听课学习，对于学习中遇到的疑点难点，可通过网站的课程讨论区进行讨论。线上的网络移动课题资源是我们开展混合式教学的重点建设内容。对各种重要软件的操作方法及运行过程进行视频的录制，帮助学生从抽象到具体掌握生物信息分析的知识点及软件的应用，使得学生能够顺利使用这些软件。本课程适当规避计算机编程等医学生的弱点，提升其医学与生命科学结合的优点，针对性地进行生物信息学课程模式的拓展。我们希望能通过线上视频、微课等教学方式，能把学生对知识点的了解前移，使学生对于即将开展的教学内容有提前的了解，能带着预习的基础和问题参加随后的“线下”课堂学习内容。网络移动课堂的建立，不仅仅是提供学生预习或者复习的场所，其还是一个优良的老师与学生之间，学生与学生之间的互动平台。学生在网络课堂上可以进行小组讨论、数据分享等活动，为学生提供方便快捷的移动学习服务。我们的网络课堂的建设要求达到线上有资源，线下有活动的良好互动状态。线上有资源指资源的建设规格要能够实现对知识的讲解。线下有活动指线下的课题或者学习等活动要能够检验、巩固、转化线上知识的学习。我们在线下的课题教学中，注重引导学生自己提出生物学问题。引导学生学习各种生物学软件，并进一步学习和应用软件新的功能解决问题，让学生在课后又能主动回到线上进行课程的学习与复习。强调学习各种在线软件的原网址，而不是单纯地应用界面学习。使学生在利用生物信息学工具解决实际问题的时候对生物信息学产生兴趣，增强其创新实践能力。（2）紧扣生物医学领域的研究热点及重点实时调整与更新教学内容。相对于出版印刷的生物信息学教材，我们教学本着实用的原则，根据最新文献的发展动态及本校老师承担的课题内容进行灵活教学。利用网络课堂的平台，及时上传最新的课题内容、软件安装包，使教学与科研能够有效地结合起来。紧扣生命科学发展前沿，使得教学与科研能够有效地结合起来，指导学生能够充分使用公共数据挖掘相关数据、利用适合的软件分析实验数据。例如我们可以选择时下医学研究的热点：单细胞基因组、转录组、蛋白组测序分析；miRNA、lncRNA测序分析；微生物16sRNA、宏基因组测序分析；GEO数据信息挖掘等内容进行教学。（3）搭建本校自主的计算服务系统，加强生物信息学习及分析平台的建设。相对于工科或者计算机专业的学生，医学生的计算机编程处理等能力较弱。目前很多的生物信息分析软件需要在Linux/Unix系统下运行，比如常用的共表达分析软件WGCNA等，我们可以通过网页传输数据的形式，把这些重要软件通过在后台运行，使学生在Windows系统下通过终端就可以实现数据的运算。

4小结

医学生物信息是一门现代信息教育与医学相结合的新兴学科，传统的“课题+上机操作”已经不能满足日新月异的医学生物信息学发展需求。充分利用网络在线课程优势，开展混合式教育，必能极大地提高医学生物信息的教学成效。

参考文献

[1]赵文杰,冯侨华,苑会娟.基于“互联网+”混合式教学方法的研究与探讨[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2018(10):4-6.

[3]顾明远.学习和解读《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》[J].高等教育研究,2010(7):1-6.

[4]黎志凤,刘杨,朱敬,等.应用生物信息学的系统化综合性教学改革实践[J].微生物学通报,2016,43(8):1854-1862.

[5]刘华,敖谦.基于微信公众平台的混合式教学———以“网线制作六步法”课程为例[J].现代教育技术,2017,1(15):48-55.

[6]唐文武,吴秀兰.“翻转课堂”在MOOC中的教学实践———以“生物信息学”课程为例[J].肇庆学院院报,2015(3):36,63-64.

作者：蒋永华 胡艳玲 单位：广西医科大学基因组与个体化医学研究中心