導(dǎo)語：翻轉(zhuǎn)課堂在生物信息軟件的教學(xué)實踐一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：生物信息軟件方法是一門實踐性強的多學(xué)科交叉融合的課程，傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以滿足信息化時代的教學(xué)需求，亟需推動教學(xué)理念和教學(xué)中心的有效轉(zhuǎn)變，基于此，提出基于項目式教學(xué)法的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，以大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目為契機，充分發(fā)揮線上教學(xué)平臺和線下教學(xué)資源的優(yōu)勢，全方位提升實踐應(yīng)用型課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；PBL；生物信息；軟件方法

生物信息學(xué)是在融合了生物學(xué)、計算機科學(xué)和數(shù)學(xué)的相關(guān)知識的基礎(chǔ)上，應(yīng)用計算機和程序設(shè)計工具來獲取、加工、存儲、分類、檢索與分析生物學(xué)數(shù)據(jù)，以達到理解其生物學(xué)意義，并應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)研究、人類健康事業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的新興交叉學(xué)科。生物信息軟件是方法，是學(xué)科中側(cè)重實踐性和應(yīng)用性的專業(yè)課程，傳統(tǒng)“水漫式”授課方式，不能滿足信息多元化時代背景下學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，尤其是在軟件方法課程中，學(xué)生在項目進行中遇到的問題呈現(xiàn)明顯的個體差異，導(dǎo)致課堂完成度低，學(xué)習(xí)效果差。翻轉(zhuǎn)課堂起源于2000年美國，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和普及，翻轉(zhuǎn)課堂的方法逐漸在全世界教育行業(yè)流行開來[1]。項目式學(xué)習(xí)（Project-basedlearning，PBL）是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，改變了以往“教師講，學(xué)生聽”被動的教學(xué)模式，創(chuàng)造了學(xué)生主動參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學(xué)模式[2]。我們根據(jù)教學(xué)過程中存在的主要問題，總結(jié)出一套基于項目式教學(xué)法的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，并應(yīng)用于實踐教學(xué)中，挖掘?qū)W生的共性與個性，培養(yǎng)學(xué)生的實踐技能，激發(fā)學(xué)生的探索精神，取得了顯著的教學(xué)效果。

一、課程現(xiàn)狀及存在問題

生物信息軟件方法課程呈現(xiàn)模塊化的特點，內(nèi)容涉及生物數(shù)據(jù)分析處理的主要方面，是進行比較基因組學(xué)分析的主要手段。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握主流生物信息軟件和工具的基本原理、使用方法和操作流程，理解高通量生物數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是“以教師為中心，以課堂為中心，以教材為中心?！敝匾曄到y(tǒng)知識的傳輸和授課計劃的完成，教學(xué)方式相對單一，以講授法和提問法為主，學(xué)生處于一種被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，缺乏應(yīng)用知識的機會和能力，忽視了對學(xué)生創(chuàng)新能力和實際操作能力的培養(yǎng)[3]。這與實踐應(yīng)用型課程的教學(xué)目標(biāo)嚴(yán)重不符，同時，信息化時代背景下，學(xué)生獲取知識的來源也相對多元化，枯燥的課本知識難以維持學(xué)生學(xué)習(xí)的原始動力和興趣。沉悶的課堂氛圍，要求我們必須轉(zhuǎn)變教師角色，相信學(xué)生潛力，積極探索“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，注重學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

二、教學(xué)模式探索

教育的本質(zhì)不是灌輸，而是一種激發(fā)與喚醒。素質(zhì)的提升不是技能的相加，更不是知識量的簡單積累。教育的目的是為人的全面發(fā)展，教師要尊重每一個學(xué)生個體，要注重知識的融會貫通和知識的再創(chuàng)造，要共同營造民主、和諧、平等、自由的課堂氛圍。教師應(yīng)更多地關(guān)注學(xué)生身、心、靈的整體健康成長和綜合素質(zhì)的穩(wěn)步提升。我們以大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目為契機，項目式教學(xué)模式能夠以最快的速度將理論知識應(yīng)用于實踐，同時，又幫助學(xué)生加深對理論知識的理解。在教學(xué)實踐中，PBL教學(xué)法雖然對教師和學(xué)生具有一定的挑戰(zhàn)性，但是借助于翻轉(zhuǎn)課堂，我們將知識的學(xué)習(xí)由課堂轉(zhuǎn)變?yōu)檎n前，知識的鞏固與提升由課下轉(zhuǎn)為課堂，同時，使得學(xué)習(xí)效果的評價方式也變得多元化?；陧椖渴浇虒W(xué)法的翻轉(zhuǎn)課堂實施的優(yōu)勢：（1）理論實踐相結(jié)合。將生物信息學(xué)專業(yè)必備的知識與技能和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目有機結(jié)合，不僅能夠?qū)⑾到y(tǒng)知識融合于項目實踐當(dāng)中，而且能夠?qū)⒏嗟捻椖拷?jīng)驗帶入到課堂中，真正做到了“從實踐中來，到實踐中去”。（2）隨時隨地學(xué)習(xí)。翻轉(zhuǎn)課堂將學(xué)生學(xué)習(xí)的時間地點靈活化，突破了項目式教學(xué)的壁壘，同時，大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目為學(xué)生提供了激發(fā)學(xué)生興趣的項目主題，保證了翻轉(zhuǎn)課堂的順利實施。（3）多元化評價機制。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式為學(xué)生提供了多元化評價機制，借助于線上教學(xué)平臺，在課堂的演講、討論和互動中，完成師生與生生互評，為過程化考核提供了素材。

三、基于PBL的翻轉(zhuǎn)課堂在生物信息軟件方法的實踐

項目式教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的教學(xué)模式，是對“以學(xué)生為中心”教學(xué)理論的積極探索，能夠有效地拓展學(xué)習(xí)時間，解決課時壓縮的問題，學(xué)生能夠更加自由地發(fā)揮主觀能動性，從關(guān)注知識的記憶到能力和素質(zhì)的提升，鼓勵探索與思考，關(guān)注交流與互動，師生與生生也能夠獲得更多的尊重與愛護。（1）課前。教師在課前整理近三年本專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，項目任務(wù)，學(xué)生可自由結(jié)組，每組人數(shù)不超過5人。教師將與任務(wù)點相關(guān)的課件、微課、翻轉(zhuǎn)任務(wù)書、電子書及其他在線教學(xué)資源在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上。學(xué)生根據(jù)項目任務(wù)，有針對性地選擇合適的教學(xué)資源，教師在線提供相關(guān)咨詢與指導(dǎo)。以基因家族的生物信息學(xué)分析項目為例，學(xué)生可以自主選擇蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析、序列比對、分子進化分析等知識要點進行深入學(xué)習(xí)，這樣就可以有效地擴展課堂教學(xué)時間。很多學(xué)生為了使項目取得積極進展，主動查閱最新的科技文獻，形成有價值的思考，進而指導(dǎo)實踐工作順利開展，有效地拓展了學(xué)習(xí)的廣度與深度。（2）課中。以項目小組為單位，進行項目的展示和報告，為學(xué)生提供展示自我的平臺和機會。教師與學(xué)生，組內(nèi)與組間就項目技術(shù)路線、項目實施過程中存在的問題，進行深度討論，發(fā)現(xiàn)問題并提出解決方案。在項目分享結(jié)束之前，教師會對項目中涉及的知識點和項目方案進行統(tǒng)一梳理，從宏觀角度給出專業(yè)的參考意見。以分子進化分析為例，當(dāng)輸入序列數(shù)目較多，且親緣關(guān)系較遠時，需要采用不同的序列比對方法進行多序列比對，進而選擇不止一種系統(tǒng)發(fā)育分析工具得到最接近真實進化情況的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。通過課上對項目的演練和思維的碰撞，為項目推進提出新思路和新方法，幫助學(xué)生樹立自信心以及培養(yǎng)合作意識。（3）課后。教師根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂任務(wù)書、課堂討論情況和項目實施情況，有針對性和延展性的主題討論，將知識的學(xué)習(xí)拓展至最新的科研前沿。同時相關(guān)任務(wù)點作業(yè)，升華學(xué)生對難點和重點問題的理解。另外，通過問卷調(diào)查，及時獲取學(xué)生對課堂的評價反饋。教師系統(tǒng)整合有效意見和整理教學(xué)材料，用于指導(dǎo)下一次的教學(xué)實踐。

四、結(jié)束語

針對生物信息軟件方法的課程特點和學(xué)生學(xué)習(xí)行為特點，采用基于PBL的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，很好地解決了目前教學(xué)中遇到的學(xué)時吃緊、學(xué)生積極性不高，實操結(jié)果得不到及時評價等問題。課前，學(xué)生通過項目驅(qū)動和微課學(xué)習(xí)，將知識點學(xué)習(xí)和項目實施有機結(jié)合；課中，通過項目展示和小組討論，完成知識點的內(nèi)化和深化，加速重難點突破和化解，培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力、自主學(xué)習(xí)能力和團隊協(xié)作能力；課后，通過線上線下師生互動，真正完成教學(xué)過程的閉環(huán)控制?；赑BL的翻轉(zhuǎn)課堂模式，體現(xiàn)了“以項目為主線、以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教育教學(xué)理念，在提高教學(xué)質(zhì)量的同時，不僅能夠幫助學(xué)生構(gòu)建多元化的知識結(jié)構(gòu)，而且有助于提升學(xué)生解決實際問題的實踐能力和創(chuàng)新能力。同時，為生物信息課程建設(shè)、考試改革、專業(yè)建設(shè)等提供相應(yīng)的參考。

參考文獻：

[1]LageMJ,PlattGJ,TregliaM.InvertingtheClassroom:AGatewaytoCreatinganInclusiveLearningEnvironment[J].TheJournalofEconomicEducation,2000,31(1):30-43.

[2]胡慶芳．優(yōu)化課堂教學(xué):方法與實踐[M].北京:中國人民大學(xué)出版社,2014.

[3]劉宏生,鄭方亮,艾海新,等.強化生物信息學(xué)實踐教學(xué)的探索與成果[J].生物信息學(xué)2010,8(4):368-370,377.

作者：張嵐 王金朋 葛偉娜 張家琦 王莉 潘玉欣 單位：華北理工大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院