浅谈任务驱动模式在生物信息学专业教学中的推动作用

杨海秀



浅谈任务驱动模式在生物信息学专业教学中的推动作用

杨海秀

（哈尔滨医科大学生物信息科学与技术学院，哈尔滨 150081）

传统的教学模式在多学科融合的生物信息学专业已经不再适用。任务驱动教学模式是将教、学、做一体化的新的教学模式，强调教学与任务相结合，能够提高学生自主学习，发现问题、解决问题的能力。从不同方面阐述任务驱动模式在生物信息学专业教学中的应用，希望为研究生物信息教学的教师提供理论参考依据。

任务驱动模式；生物信息学专业；学科融合

1　“任务驱动模式”的意义及实施过程

任务驱动教学法是建构主义理论中的一种教学模式，其教学设计原则强调学生的学习活动必须与任务或者问题相结合，学生在教学任务驱动下，通过对现有知识技能和学科理论的主动应用，共同进行自主探索的互助性学习。生物信息学专业课程强调学生实践动手能力，突出学生职业岗位能力培养，比较适合“任务驱动模式”教学。学生在学习过程中，能够培养其团队协作能力，沟通能力，表达能力，全面提高综合素质。

生物信息学专业是一门涉及生物学、数学和计算机科学交叉融合产生的新兴专业，在设计教学任务的时候充分考虑了这种多学科交叉的特点，实现了教学任务多元化。以“生物软件与网络平台开发”课程为例，这是一门典型的计算机程序设计类课程。首先，生物学问题通常可以依赖于数学公式和计算机工具来解决，因此教学任务不应局限于单门课程。在该课程的教学任务中引入了大量的生物学实例，应用数学公式设计算法，然后利用计算机编程技术解决实际生物学问题。其次，教学任务的设计难度应由浅入深。该课程教学任务的设计分为简单生物学数据处理，复杂生物学网络数据处理，简单功能软件设计，复杂功能软件设计，数据库类型网络平台构建，基于R包的网络平台开发几个层次。教学任务涵盖了大部分常见类型的生物学问题，并且由浅入深考察了学生的编程水平。最后，任务设计要同时考虑学生的不同层次。该课程每次实验课会设计多个教学任务，多个教学任务的难度遵循循序渐进原则，不强制要求学生完成所有任务，因此基础差的学生不会因为任务难度大而失去学习信心，同时，基础好的学生也不会因为任务难度简单而失去学习兴趣。

2　任务驱动教学在生物信息学专业教学中实施效果

2.1学生实训效果有明显提高

教师在教学过程中，利用先进的科技水平，丰富的教学手段，改变了传统教学模式。教学应用中，在进行图文并茂的多媒体教学的同时，改变传统理论教学与技能训练分离、将实践作为理论教学延伸的观念，将能力培养作为核心，以实际项目引导，以工作任务驱动，以学生为主体，实施“教，学，做”一体化的教学方法，突出理论教学为提高实训技能和职业应用服务的主题。教师引入真实案例，布置工作任务，让学生积极参与到任务的实践过程中，激发学生学习兴趣，认识专业技能的重要性，提高学生专业技能的能力。跨学科的教学任务设计，使得学生能够更好的融合各学科专业知识，构建完整的知识体系；同时，由浅入深的教学任务设计，使得学生在解决实际问题中，既检验了课堂的理论知识，同时学习能力也有了逐步的提高，极大的激发了学生的学习兴趣，并提高了学生的动手实践能力和创新能力，取得了很好的教学效果。

2.2学生创新意识明显提高

创新，是一个国家的力量之源，发展之基。我国高等教育的主要任务之一就是要培养大量创新型科技人才。生物信息学是一门新兴的，快速发展的学科，因此在生物信息学专业教学中的课程内容要求要与时俱进。在生物信息学专业课程中应用任务驱动教学模式以后，课程组认为必须根据实践情况，认真总结经验，定期更新适合任务驱动模式教学的生物信息学专业课程内容。例如，2012年longnon-codingRNA（lncRNA）开始成为研究热点，随之发表的一系列新的测序技术、序列分析软件、功能注释算法、工具以及数据库，应随时补充到相应课程的新内容中，使课程内容与时俱进，使学生掌握最新动态科研知识。最前沿的专业知识加上任务驱动模式教学方式，使得学生在易于接受新知识的同时，极大的提升了创新意识，积极参与各项科学竞赛，并在近年的大学生创新创业训练计划，大学生数学建模竞赛，挑战杯等竞赛中，取得了很好的成绩。

3　“任务驱动”模式教学中需注意和改进的原则

3.1任务设计要遵循职业技能典型性的原则

教师在教学任务设计过程中，任务除了要与时俱进，还要具有典型性，有专业特点，符合生物领域的工作岗位要求。这就要求教师要了解行业的工作需求，以及相关企业未来发展趋势，结合学生实际情况进行任务设计，因此，在教学设计中，计算机类课程教学任务设计如果脱离了生物学背景，就失去了生物信息专业的特色；同理，生物学类课程教学任务设计同样应依赖于数学及计算机类的知识，使得教学任务既模拟了实际工作岗位要求，又满足了学科融合的特点。条件允许的情况下，还可以通过虚拟特定环境安排教学任务，使任务既具有现实意义，又能引起学生的学习兴趣。此外，任务驱动教学要保障学生有足够的时间进行训练，还要充分考虑到学生已具备的知识与技能，教师在教学过程应合理安排任务及完成时间，保障学生能按要求完成工作任务，提高其实践能力。

3.2要遵循重视过程考核、结果考核次之的原则

任务驱动教学方法适用于实践性强、综合性强的课程，这种理论与实践并重的课程应改变传统的“应试教育”的考核评价体系。理论是实践的基础，而实践是检验真理的唯一标准，二者并重，缺一不可。因此，任务驱动应同样重视过程考核，每项任务都占有一定分值，作为期末成绩，这是任务驱动教学能顺利完成的基本保障。在“任务驱动”教学中，应规范任务操作过程，让学生明白每项任务必须掌握的技能核心，从而主动按照规范要求实现，提高培训质量。指导教师要重视过程考核，及时对学生的完成情况进行评价。学生也要重视过程考核，从而改变以往因为应付期末考试而突击复习的模式，真正牢记所学知识，能够学以致用，实现理论与实践的完美结合。

总之，上述是本文作者在生物信息学专业教学中的一些经验。高等教育整个教学模式都在改革，生物信息学专业是高等教育的一部分，生物信息学专业教学改革是高等教育发展需要，也是社会发展对生物领域应用的要求。任务驱动教学模式在很多专业中应用，都取得了较好的成效。任务驱动教学一般采用案例形式，主要培养学生自主学习能力，利用所学知识解决生产中的实际问题，提高了学生分析问题，解决问题能力；增强了学生的创新意识，提高了学生的创新能力。只要我们不断努力，不断实践，不断总结经验，就一定能够培养出更加优秀的生物信息专业人才。

［1］ 穆平，王春华.农学类专业《生物信息学》课程教学改革探讨［J］.安徽农学通报，2015（21）：124-125.

［2］ 田海梅，张燕.基于任务驱动的计算机专业课教学模式［J］.实验技术与管理，2011（05）：145-147.

Discussion on the impetus role of task-driven mode in the teaching of bioinformatics

YANGHai-xiu
（College ofBioinformatics Science and Technology，Harbin Medical University，Harbin 150081，China）

The traditional teaching model is no longer applicable in bioinformatics with multidisciplinary integration. Task-driven teaching mode is a newteaching mode with integration of teaching，learning and making，which emphasizes on improving students'self-directed learning，problem-discovering and problem-solving abilities.Application of task-driven mode in bioinformatics teaching was elaborated in this paper，hoping to provide a theoretical basis for the study of bioinformatics.

Task-driven mode；Bioinformatics；Discipline integration

TP 3-4

B

1674-8646（2016）15-0100-02

2016-06-10

杨海秀（1981-），女，黑龙江哈尔滨人，讲师，硕士，主要从事生物信息学研究。