生物信息學(xué)課程“生物信息學(xué)”課程合作式教學(xué)的探索與實(shí)踐.doc

1、生物信息學(xué)課程 “生物信息學(xué)”課程合作式教學(xué)的探索與實(shí)踐 “生物信息學(xué)”課程合作式教學(xué)的探索與實(shí)踐現(xiàn)代教學(xué)改革與實(shí)踐證明，在教學(xué)過程中必須要突出“學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體”，既要注意張揚(yáng)學(xué)生“個(gè)性”，更要強(qiáng)化學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)及創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)，以保證人才培養(yǎng)質(zhì)量。楊瑞等10調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在大部分學(xué)生比較“獨(dú)”，不愿意與人合作，這導(dǎo)致學(xué)生間人際關(guān)系淡漠，學(xué)習(xí)、做事效率低下。隨著各種“組學(xué)”計(jì)劃的開展，產(chǎn)生了數(shù)以萬、億計(jì)的序列數(shù)據(jù)，生物信息學(xué)得到了空前發(fā)展。在這種情況下，傳統(tǒng)的“填鴨式”、“布道式”教學(xué)模式已與當(dāng)前社會(huì)快速發(fā)展的局面格格不入，迫切需要變革。合作式教學(xué)法是20世紀(jì)70年代興起于美國的一種

2、參與式或協(xié)作式教學(xué)法，它以學(xué)生為中心，在教師恰當(dāng)?shù)慕M織、引導(dǎo)和有效調(diào)控下，使學(xué)生成為教學(xué)過程中的積極成分，通過“師生”、“生生”積極合作完成教學(xué)任務(wù)。11為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)參與熱情，在采用啟發(fā)式、案例式和研討式教學(xué)基礎(chǔ)上，嘗試將合作式教學(xué)法引入“生物信息學(xué)”教學(xué)課堂。一、開展合作式教學(xué)的必要性 “團(tuán)結(jié)就是力量“、“獨(dú)學(xué)而無友，則孤陋而寡聞”、“三人行必有吾師”等至理名言很好地闡釋了團(tuán)隊(duì)合作的重要性與必要性。浙江農(nóng)林大學(xué)于2021年開始在農(nóng)學(xué)、種子科學(xué)與工程等專業(yè)開設(shè)“生物信息學(xué)”課程。農(nóng)學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域的重要學(xué)科之一，基因組學(xué)和生物信息學(xué)的發(fā)展極大地促進(jìn)了農(nóng)學(xué)等生物科學(xué)研究的進(jìn)步。因

3、此，系統(tǒng)學(xué)習(xí)并掌握生物信息學(xué)的基本知識(shí)、基本理論和基本技能，不僅是學(xué)校培養(yǎng)“兩創(chuàng)型”高素質(zhì)農(nóng)業(yè)科技人才的需要，也是國家發(fā)展現(xiàn)代高新農(nóng)業(yè)對農(nóng)學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的基本要求。但是，經(jīng)過幾年教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，浙江農(nóng)林大學(xué)農(nóng)學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)“生物信息學(xué)”課程主要存在以下2個(gè)問題：一是學(xué)生的重視程度不夠。有些學(xué)生對該課程的認(rèn)識(shí)比較偏頗，不清楚其教學(xué)目的及學(xué)后有何用處，因而學(xué)習(xí)目的不明確，學(xué)習(xí)動(dòng)力不足。二是學(xué)生的知識(shí)水平參差不齊。由于本課程理論性與實(shí)踐性并重，前后知識(shí)點(diǎn)的銜接相對比較緊湊，且生物信息學(xué)相關(guān)網(wǎng)站、數(shù)據(jù)庫和軟件等均使用英文，有些學(xué)生數(shù)理化、計(jì)算機(jī)和英語等基礎(chǔ)知識(shí)不太扎實(shí)，在不能有效掌握某些知識(shí)點(diǎn)后，久

4、而久之會(huì)產(chǎn)生厭學(xué)情緒。因此，采用教師講授、預(yù)設(shè)問題，學(xué)生提問，學(xué)生組隊(duì)分析p 和解決問題，教師點(diǎn)評加總結(jié)等“師與生”、“生與生”合作式教學(xué)，不僅可以使學(xué)生明晰本課程的學(xué)習(xí)目的，增強(qiáng)他們的參與意識(shí)與學(xué)習(xí)熱情，更重要的是，可以使學(xué)生之間優(yōu)勢互補(bǔ)、互通有無、集思廣益，達(dá)到“以活動(dòng)促合作，以合作促發(fā)展”的目的。二、合作式教學(xué)的組織與實(shí)施 1.教學(xué)目標(biāo)與設(shè)計(jì) （1）教學(xué)目標(biāo)。根據(jù)現(xiàn)代教育教學(xué)規(guī)律，以“生物信息學(xué)”優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)為依托，以課堂建設(shè)為抓手，以培養(yǎng)“兩創(chuàng)型”高素質(zhì)應(yīng)用人才為根本任務(wù)，以多媒體、網(wǎng)絡(luò)、教學(xué)平臺(tái)為載體，深化改革，通過師生、生生間相互影響與合作，突顯學(xué)生教學(xué)主體地位，切實(shí)提高課堂教學(xué)效

5、果。（2）教學(xué)設(shè)計(jì)。因?yàn)椤吧镄畔W(xué)”課程涉及的知識(shí)點(diǎn)比較多，而課時(shí)有限，所以正規(guī)的合作式教學(xué)法即小講課加分組活動(dòng)不太適合。根據(jù)“生物信息學(xué)”課程性質(zhì)及農(nóng)學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，本課程采用在教師教學(xué)過程中加入合作式教學(xué)法元素的形式進(jìn)行教學(xué)。教學(xué)過程中，避免過多講授數(shù)據(jù)庫開發(fā)、軟件算法等純理論性內(nèi)容，堅(jiān)持以解決生物學(xué)問題為主線，講授解決問題的思路與方法；堅(jiān)持以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體，結(jié)合教師自身科研工作及本學(xué)科領(lǐng)域最新研究進(jìn)展等案例教學(xué)，組織、引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生開展自主與合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析p 問題和解決問題的能力及團(tuán)隊(duì)合作精神與創(chuàng)造力。2.教學(xué)組織與實(shí)施 合作式教學(xué)的關(guān)鍵是調(diào)動(dòng)學(xué)生

6、學(xué)習(xí)興趣，使其積極參與其中，即教師應(yīng)用靈活多樣的教學(xué)手段，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與教學(xué)過程，并通過實(shí)踐演練、課堂報(bào)告、研討、課上和課下實(shí)時(shí)交流等為載體強(qiáng)化教學(xué)效果。經(jīng)過近幾年教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的基本要素，主要圍繞以下幾方面開展合作式教學(xué)：（1）實(shí)例為導(dǎo)，強(qiáng)化練習(xí)。在講授完每個(gè)知識(shí)點(diǎn)后，教師結(jié)合自己的科研工作在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行案例示范演示，然后由學(xué)生兩兩臨時(shí)搭配組隊(duì)上臺(tái)操作，完成規(guī)定任務(wù)，鞏固所學(xué)知識(shí)。比如在講解完“用【關(guān)鍵詞】：p 或詞組檢索生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫”后，在2個(gè)自然班中分別臨時(shí)組建4個(gè)兩人小組，每個(gè)小組中一人負(fù)責(zé)出題，另一人負(fù)責(zé)解題，然后負(fù)責(zé)出題的學(xué)生對解題過程及答案進(jìn)行點(diǎn)評，最后其他

7、同學(xué)和教師進(jìn)行點(diǎn)評及總結(jié)，加深了學(xué)生對相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解。（2）預(yù)設(shè)問題，開放教學(xué)。在講授新的知識(shí)點(diǎn)前，教師預(yù)先設(shè)置知識(shí)點(diǎn)相關(guān)問題，讓學(xué)生課后自學(xué)和探究思考，期間學(xué)生之間討論，亦可請教教師。比如在講到系統(tǒng)進(jìn)化部分時(shí)，布置思考題“有哪些證據(jù)證明人類是從非洲走出來的？”或者教師預(yù)設(shè)一些本學(xué)科熱點(diǎn)問題或尚未解決的問題（無固定答案），讓學(xué)生自由組隊(duì)，通過課下查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料、獨(dú)立思考及組內(nèi)成員討論等探討相關(guān)問題的解題思路與方法，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。比如“蛋白質(zhì)和DNA的進(jìn)化問題，是先有雞還是先有蛋？”“除了農(nóng)學(xué)及醫(yī)學(xué)外，生物信息學(xué)還有哪些應(yīng)用領(lǐng)域？”等等。學(xué)生帶著問題去查找資料，通過集體討論達(dá)成共識(shí)。

8、在各小組匯報(bào)時(shí)，首先由組內(nèi)成員做補(bǔ)充說明，然后由其他組同學(xué)進(jìn)行質(zhì)疑。在相互質(zhì)疑、討論中，使學(xué)生獲取靈感，擴(kuò)大視野。（3）角色互換，學(xué)生提問。改變過去教師“一言堂”教學(xué)局面，鼓勵(lì)學(xué)生隨時(shí)就相關(guān)問題進(jìn)行提問，由學(xué)生或教師解答，真正做到師生互動(dòng)，啟發(fā)學(xué)生思考，活躍課堂氣氛。（4）注重實(shí)踐，關(guān)注效果。因?yàn)楸緦W(xué)科知識(shí)點(diǎn)間連貫性較強(qiáng)，所以在講授2-3個(gè)知識(shí)點(diǎn)后，教師要布置綜合性的題目，由學(xué)生組隊(duì)在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室里現(xiàn)場完成教學(xué)任務(wù)。學(xué)生組隊(duì)是半自由型的，即教師提出一定要求，在此前提下學(xué)生組隊(duì)，以避免“優(yōu)優(yōu)”或“差差”組合等情況發(fā)生，使學(xué)生間做到優(yōu)勢互補(bǔ)，且既有分工，又有合作。比如，在講完系統(tǒng)進(jìn)化樹重構(gòu)章節(jié)后，要求學(xué)生根據(jù)研究興趣每5人一組，完成同基因的搜集、多序列比對、系統(tǒng)進(jìn)化樹構(gòu)建、分析p 及解讀等所有環(huán)節(jié)，然后各小組進(jìn)行課堂報(bào)告。學(xué)生組隊(duì)必須滿足教師提出的要求，即成員必須分別來自不同的自