任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在生物信息學(xué)教學(xué)中的實踐與思考

鄒先瓊　林軍　廖錦鋒

摘要：任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是將學(xué)生的學(xué)習(xí)活動與教學(xué)任務(wù)或問題相結(jié)合，以解決問題和完成任務(wù)來提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)法。生物信息學(xué)是一門以研究生物序列為主的實踐性很強的課程。本文論述了任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在我院生物技術(shù)本科專業(yè)生物信息學(xué)課程教學(xué)中的實施及其效果，并對完善任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在生物信息學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用提出了思考。

關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法；生物信息學(xué)；教學(xué)任務(wù)；實踐與思考

中圖分類號：G642.41 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）28-0209-02

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法（TBL，Task-based Learning）是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上，由教師根據(jù)教學(xué)要求提出“任務(wù)”，把教學(xué)內(nèi)容隱含在每一個任務(wù)中，由教師引導(dǎo)學(xué)生自己提出問題、思考問題、解決問題，通過讓學(xué)生完成一個個具體的任務(wù)來調(diào)動其學(xué)習(xí)主動性的教學(xué)方法[1，2]。它分為如下四個基本過程：一是確定教學(xué)任務(wù)，即教師分析教學(xué)目標(biāo)，確定適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)任務(wù)；二是分析教學(xué)任務(wù)，即教師在課堂上向?qū)W生講解教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生明確教學(xué)任務(wù)的內(nèi)容和要求，也包括講解所需要的新知識；三是完成教學(xué)任務(wù)，是實施教學(xué)任務(wù)的過程，也是學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、獲取知識的過程；四是評價教學(xué)任務(wù)，包括展示學(xué)生的作品、總結(jié)評比，達到鞏固知識、激勵學(xué)生的目的[3，4]。

生物信息學(xué)是當(dāng)今生命科學(xué)的前沿學(xué)科之一，它是隨上世紀(jì)末人類基因組計劃的實施而由多學(xué)科交叉發(fā)展起來的一門學(xué)科，目前已經(jīng)滲透到生命科學(xué)的各個學(xué)科。但是由于生物信息學(xué)本身的綜合性和快速發(fā)展的趨勢，高校生物信息學(xué)的課程教學(xué)目前仍然處于探索階段[5]。鑒于此，我們在我院2014級、2015級生物技術(shù)本科專業(yè)生物信息學(xué)課程教學(xué)中實施了任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，取得了良好的教學(xué)效果。

一、生物信息學(xué)課程教學(xué)中任務(wù)的設(shè)計

教學(xué)任務(wù)的設(shè)計是任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法實施的關(guān)鍵。比如在生物信息數(shù)據(jù)庫的教學(xué)時，我們設(shè)計了“在NCBI/EBI/DDBJ三大數(shù)據(jù)庫中如何查找核酸蛋白序列”、“在NCBI/EBI/DDBJ三大數(shù)據(jù)庫中查找某一核酸序列的直系同源序列”等任務(wù)。在核酸序列分析的教學(xué)時，我們設(shè)計了“如何確定測序獲得的某一序列是表達的基因序列”、“如何確定測序獲得的序列是新的基因序列”等教學(xué)任務(wù)。在進化分析的教學(xué)時，我們給出某一基因的序列，設(shè)計了“依據(jù)該基因的序列做出不同方法的進化樹及分析其意義”、“依據(jù)某一基因的序列做出蛋白序列的進化樹及分析其意義”等教學(xué)任務(wù)。在蛋白質(zhì)序列分析教學(xué)時，我們設(shè)計了“根據(jù)BLAST分析來推測某一新的蛋白質(zhì)序列的可能功能”、“依據(jù)結(jié)構(gòu)域（Domain）/基元（Motif）分析某一新蛋白序列的可能功能”、“依據(jù)某一新的蛋白序列預(yù)測其二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)”等教學(xué)任務(wù)。在綜合分析的教學(xué)時，我們設(shè)計了“如何尋找某一基因的啟動子序列及可能的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點”、“依據(jù)3種以上不同的生物信息學(xué)軟件作出某一蛋白序列及其直系同源蛋白的序列比對圖”、“如何計算幾種不同蛋白序列的相似性（Similarity）及一致性（Identity）值”等教學(xué)任務(wù)。

二、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在生物信息學(xué)課程教學(xué)中的實施

我們在我院2014級、2015級生物技術(shù)本科專業(yè)的生物信息學(xué)課程教學(xué)中實施了任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的實施全程在機房進行，機房內(nèi)配置了高速上網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)和常用的生物信息學(xué)分析軟件。在教學(xué)前的準(zhǔn)備階段，需要根據(jù)上課的班級組建好不同的小組，同學(xué)們也先行修習(xí)過相關(guān)的理論課程，然后將設(shè)計好的一系列教學(xué)任務(wù)分發(fā)到不同小組的同學(xué)中，同時建議同學(xué)們查找一些相關(guān)的分析方法和資料；在課堂教學(xué)階段，上課后教師會分析教學(xué)任務(wù)，任課教師也根據(jù)以前的教學(xué)內(nèi)容給出一些線索，然后在不同的小組內(nèi)進行討論，最后根據(jù)不同的討論結(jié)果讓不同小組的同學(xué)在給出的時間內(nèi)完成設(shè)計的教學(xué)任務(wù)。對于不同小組在完成教學(xué)任務(wù)過程中遇到的問題，教師需要適度地解釋和引導(dǎo)，而不是完全地幫助解決和完成教學(xué)任務(wù)。在整個的教學(xué)過程中，要循序漸進，爭取達到最好的教學(xué)效果。在教學(xué)任務(wù)初步完成后，教師要根據(jù)不同小組教學(xué)任務(wù)的完成情況，給予分析、點評和總結(jié)。上課的同學(xué)都希望自己完成任務(wù)的思路和線索得到肯定，對于完成教學(xué)任務(wù)較好的同學(xué)要給予正面的表揚，對于完成教學(xué)任務(wù)不太好的同學(xué)也要給予鼓勵和關(guān)注，直到這部分同學(xué)也能獨立、完整地完成全部的教學(xué)任務(wù)。

三、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在生物信息學(xué)課程教學(xué)中的效果

為評價教學(xué)效果，我們對于實施任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法和對照組的同學(xué)對于教學(xué)的滿意度、學(xué)生的考試成績等問題進行了問卷調(diào)查，并對調(diào)查結(jié)果進行了數(shù)據(jù)分析。同時，我們也對承擔(dān)生物信息學(xué)課程教學(xué)任務(wù)的任課教師對于該課程的學(xué)習(xí)情況等進行了問卷調(diào)查和數(shù)據(jù)分析。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，95%以上的同學(xué)認可任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在生物信息學(xué)課程教學(xué)中的實施，普遍認為任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在該課程中的實施能夠顯著提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、團隊協(xié)作精神的培養(yǎng)和對于理論知識的掌握。從考試的成績來看，實施任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的同學(xué)考試綜合成績優(yōu)良率（80分以上）達到50%以上，顯著高于傳統(tǒng)教學(xué)法同學(xué)成績的優(yōu)良率（30%左右）。從教師評學(xué)的情況看，任課教師普遍認為任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在生物信息學(xué)課程教學(xué)中的實施對于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增強學(xué)生的創(chuàng)新能力和掌握教學(xué)知識點等方面均顯著高于實施傳統(tǒng)教學(xué)法的對照組同學(xué)。這一結(jié)果表明，在實踐性很強的生物信息學(xué)課程中實施任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法相對于傳統(tǒng)的教學(xué)模式具有明顯的優(yōu)勢。

四、完善任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在生物信息學(xué)課程教學(xué)中應(yīng)用的思考

生物信息學(xué)是一門以研究生物序列為主的實踐性非常強的課程，具有教學(xué)知識點非常多、熟練掌握課程知識點相對較難等特點。我們在我院本科生物信息學(xué)課程中實施了任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，總體教學(xué)效果較好，同時我們也發(fā)現(xiàn)了任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在該課程教學(xué)中一些值得注意的問題。一是針對不同學(xué)生的特點，任務(wù)的設(shè)計要難度適宜，要有不同層次、不同難度任務(wù)的設(shè)計。在教學(xué)過程中，要適當(dāng)精簡教學(xué)內(nèi)容，加強常用軟件和程序的使用和練習(xí)；二是課程教學(xué)需要在電腦機房實施，需要較好的計算機配置和較高的網(wǎng)絡(luò)連接速度，對學(xué)時的要求要更連貫，同時要鼓勵學(xué)生在課后使用自己的計算機進一步練習(xí)和實踐；三是在教學(xué)過程中要有更多的引導(dǎo)和示范，進行實例教學(xué)；四是在教學(xué)過程中需要小組內(nèi)同學(xué)間更多的討論和協(xié)商；五是對授課教師的專業(yè)知識和能力有更高的要求。生物信息學(xué)的課程教學(xué)實踐性非常強，知識的更新也非常快，實施任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法對于任課教師的專業(yè)知識和能力提出了更高的要求。為達到較好的教學(xué)效果，需要引進高水平的師資隊伍，同時對已有的青年教師也要派出到高水平大學(xué)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)。同時，在生物信息學(xué)課程中實施任務(wù)驅(qū)動法的教學(xué)，最好由兩名以上專業(yè)教師同時實施教學(xué)。總之，任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在生物信息學(xué)課程中的應(yīng)用既顯示了較明顯的成效，也還需要進一步的研究和實踐。

參考文獻：

[1]李佳楠，周世力，周理紅.任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在生物技術(shù)大實驗課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].科教導(dǎo)刊，2015，（11）：100-101.

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Abstract：TBL（Task-based learning） is a teaching method which combines the learning activities of students with teaching tasks or problems，and it is a method to solve problems and complete tasks to improve students' interest in learning. Bioinformatics is a highly practical course based on the study of biological sequence. The implementation of TBL in the teaching of bioinformatics course in the undergraduates course of biotechnology in our college and its effect is discussed and thought to improve the application of TBL in bioinformatics course teaching is also proposed in this paper.

Key words：task-based learning；bioinformatics；teaching task；practice and thought