Palabras clave: enseñanza de bioinformática en el aula, enseñanza experimental, tecnología educativa moderna
Prefacio
La bioinformática es una materia interdisciplinaria emergente. En términos generales, la bioinformática se dedica a la adquisición, procesamiento, almacenamiento, distribución, análisis e interpretación de información biológica, y al uso integral de las matemáticas, la informática y las herramientas biológicas para lograr el propósito de comprender el significado biológico de los datos [1]. . Su significado es doble: en primer lugar, recopilar, organizar y servir datos masivos, es decir, gestionar estos datos, en segundo lugar, descubrir nuevos patrones a partir de ellos, es decir, hacer un buen uso de estos datos. Marcada por la aparición del término bioinformática en 1987, la biología ya no es una ciencia basada únicamente en observaciones experimentales. Con la llegada del siglo XXI, el enfoque y los posibles puntos de avance de la biología han pasado del análisis experimental y la acumulación de datos del siglo XX al análisis de datos y la verificación experimental bajo su dirección. La razón fundamental por la que la bioinformática se estudia ampliamente como tema es que las herramientas de investigación que proporciona son cruciales para el desarrollo de la biología y, por lo tanto, se ha convertido en un conocimiento moderno que los talentos de la investigación en ciencias biológicas deben dominar. Los biólogos experimentales de hoy sólo pueden utilizar los resultados de la biología computacional para salir del marco de los técnicos experimentales y realizar investigaciones verdaderamente innovadoras. Ahora la informática genómica y los recursos informáticos posgenómicos se han convertido en un bien común para toda la humanidad en la Tierra. Cómo obtener y utilizar la rica información proporcionada por la genómica y la postgenómica, y cómo tener la capacidad preliminar para disfrutar de todos los recursos humanos, se han convertido en habilidades y conocimientos básicos que los estudiantes de ciencias de la vida deben dominar, y también son habilidades preliminares que debemos poseer en este siglo [2].
La bioinformática utiliza Internet como medio, bases de datos como soporte, conocimiento matemático, diversos modelos computacionales y computadoras como herramientas para analizar diversa información biológica para comprender el significado biológico de datos moleculares masivos. A diferencia de otros cursos de ciencias biológicas, requiere Internet y computadoras desarrolladas como condiciones necesarias en el proceso de enseñanza. La encuesta muestra que todas las universidades del país han establecido redes de campus, y las universidades con un ancho de banda troncal de 1.000 millones representan el 64,9% del número total encuestado. En 2005, algunas universidades integrales y facultades de ciencias e ingeniería tomaron la iniciativa en la actualización a redes de campus 10G [3], proporcionando una buena base material para que las universidades ofrecieran cursos de bioinformática. Este curso es inseparable de las redes modernas y la tecnología de la información. Hacer pleno uso de la tecnología educativa moderna en la enseñanza tiene ventajas que otros cursos no pueden igualar. Además, este curso aún no ha formado completamente un sistema curricular maduro, que proporcione un amplio espacio para que los maestros aprendan de conceptos educativos avanzados y experiencia en la práctica docente y prueben varios aspectos de la reforma docente.
1 Enseñanza presencial
La bioinformática introduce principalmente principios y métodos, los explica en términos sencillos y se centra en la actualización de conocimientos. La enseñanza en el aula introduce principalmente los algoritmos, principios y métodos relevantes de la bioinformática, que también es el foco y la dificultad de la enseñanza. En la enseñanza, debemos seguir el principio de explicar las cosas profundas de una manera sencilla y evitar lo complejo y mantenerlo simple. Debemos utilizar ejemplos específicos para analizar el algoritmo y evitar explicaciones de algoritmos vacías y complejas, para evitar que los estudiantes se sientan aburridos. y oscuro, aterrador e intimidante. Deberíamos centrarnos en explicar las ideas y el contexto del algoritmo. Permitir que los estudiantes realmente dominen las ideas de resolución de problemas y cultiven las habilidades de pensamiento científico de los estudiantes. La enseñanza por indagación se utiliza para animar a los estudiantes a pensar. A través del debate y la investigación, los estudiantes pueden dominar gradualmente contenidos complejos e introducir conocimientos relevantes de enseñanza y física, de modo que puedan comprender plenamente la relación entre la bioinformática y otras disciplinas y la importancia de los métodos de pensamiento de otras disciplinas para las ciencias biológicas, y cultivar su aplicación consciente. La calidad científica de la resolución de problemas biológicos utilizando métodos e ideas de otras disciplinas. En la enseñanza, los profesores deben poder mantenerse al día con la dirección de desarrollo de la materia, actualizar sus conocimientos en cualquier momento, comprender las últimas tendencias de vanguardia, dominar nuevos métodos y enseñar a los estudiantes los últimos conocimientos y métodos. Al mismo tiempo, se anima a los estudiantes a prestar atención consciente al desarrollo de las materias a través de diversos canales, ampliar sus conocimientos y cultivar la capacidad de autoaprendizaje y la conciencia de innovación.
2 Aprovechar al máximo la tecnología educativa moderna y adoptar la enseñanza heurística.
Actualmente, los sistemas de proyección y reproducción multimedia equipados en las aulas universitarias han impulsado la aplicación generalizada de la enseñanza multimedia.
La enseñanza multimedia de bioinformática es un requisito básico para adaptarse a las características de la materia, mejorar los efectos de la enseñanza y aprovechar al máximo la tecnología educativa moderna. Como modo básico de enseñanza de bioinformática, la enseñanza multimedia hace que el contenido de la enseñanza sea más intuitivo y vívido, especialmente la introducción de bases de datos específicas y los métodos y herramientas específicos involucrados en la recuperación de bases de datos, la búsqueda de similitudes de bases de datos, el análisis de secuencias y la predicción de la estructura de proteínas. puede estimular el interés de los estudiantes en el aprendizaje, profundizar su comprensión y dominio del conocimiento y mejorar su capacidad para integrar la teoría con la práctica. Al mismo tiempo, dado que la bioinformática se basa en recursos de red y herramientas y software de análisis en Internet, las computadoras multimedia en el aula están conectadas a Internet, lo que mejora enormemente el efecto de la enseñanza. Sin embargo, en la enseñanza real, se constata que las aulas multimedia también tienen limitaciones. Los estudiantes se concentran en escuchar conferencias y no pueden practicar a tiempo. La explicación del profesor no está en contacto con la práctica de los estudiantes. Si se organizan cursos de bioinformática en la sala de informática y se utilizan aulas electrónicas multimedia, se pueden solucionar los problemas anteriores. El uso de la enseñanza heurística en la enseñanza puede crear situaciones de enseñanza para que los estudiantes puedan descubrir, comprender y dominar el conocimiento mediante la consulta, la discusión y la participación en operaciones con profesores y compañeros.
3. Adoptar un modelo de enseñanza integrado de lectura y práctica, centrándose en el cultivo de la capacidad práctica de los estudiantes.
En la enseñanza presencial de bioinformática, debemos aprovechar activamente el modelo de enseñanza integrada de enseñanza y práctica en la formación vocacional y la enseñanza de cursos de informática, agregar contenido de capacitación práctica a la enseñanza teórica y combinar la enseñanza teórica con la enseñanza práctica, cambiando. el modelo de enseñanza tradicional centrado en profesores, libros de texto y conferencias. De acuerdo con el contenido de la enseñanza y las reglas cognitivas de los estudiantes, el método de primero teoría y luego práctica o primera práctica y luego teoría o práctica se adopta de manera flexible para integrar la enseñanza teórica y el funcionamiento práctico de la bioinformática para que los conocimientos y habilidades de los estudiantes puedan sincronizarse. Desarrollo coordinado e integral.
Por lo general, se puede adoptar el método de enseñar primero y luego practicar, es decir, primero se introducen los principios y métodos y luego se diseña el contenido de capacitación relevante para que los estudiantes practiquen en la computadora. Se pueden utilizar demostraciones prácticas para explicar el contenido operativo, los métodos y las herramientas del análisis bioinformático. El maestro explica y demuestra al mismo tiempo, y los estudiantes practican mientras escuchan la conferencia, o los estudiantes practican después de que el maestro explica. La combinación de teoría y práctica puede aprovechar al máximo la viveza y la intuición de la enseñanza en el aula, profundizar la comprensión del conocimiento de los estudiantes y cultivar y mejorar la capacidad práctica de los estudiantes.
4. Optimizar el contenido de la enseñanza experimental de bioinformática y aprovechar al máximo las ventajas de la enseñanza online.
La enseñanza experimental de bioinformática está dirigida principalmente a las necesidades reales del procesamiento y análisis masivo de datos biológicos, cultivando la capacidad de los estudiantes para aplicar de manera integral el conocimiento y los métodos bioinformáticos para extraer, almacenar, procesar y analizar información biológica y mejorar a los estudiantes. 'Aplicación de conocimientos teóricos para resolver problemas y la capacidad de pensar de forma independiente y comprensiva.
La selección y disposición del contenido de enseñanza experimental de bioinformática debe basarse en el principio de paso a paso, centrándose en problemas bioinformáticos típicos específicos, centrándose en contenido experimental integral y diseñado, aclarando propósitos y requisitos, y destacando Centrarse en dar rienda suelta a la iniciativa subjetiva y el espíritu de exploración de los estudiantes, comenzando por estimular la iniciativa de aprendizaje y la creatividad de los estudiantes y fortaleciendo el cultivo del espíritu innovador y la capacidad experimental de los estudiantes. La enseñanza experimental de bioinformática utiliza Internet como medio y las computadoras como herramientas, todo ello realizado en el laboratorio de redes informáticas. En la enseñanza, aprovechar al máximo las características interactivas de la red para lograr la integración de la tecnología de la información y los cursos. Los profesores envían contenido de enseñanza experimental, secuencias experimentales y herramientas a los estudiantes por correo electrónico, y los estudiantes también proporcionan comentarios sobre informes experimentales, tareas, preguntas y opiniones a los profesores por correo electrónico. Después de que el profesor corrige el informe experimental en línea, envía sus puntuaciones y comentarios a los estudiantes para que puedan comprender su estado de aprendizaje de manera oportuna. Los profesores pueden guiar a los estudiantes en experimentos y discutir problemas con ellos a través de foros en línea, salas de chat y herramientas de mensajería instantánea como QQ y MSN. La enseñanza experimental de bioinformática en el entorno de red no solo puede mejorar el interés de los estudiantes en el aprendizaje, brindar gran comodidad al aprendizaje de los estudiantes y la interacción profesor-alumno, mejorar la eficiencia del trabajo de los profesores, sino también permitir la comprensión oportuna de las situaciones de aprendizaje de los estudiantes, lo cual es beneficioso. a los docentes. Ajustar continuamente los planes docentes para lograr mejores resultados docentes.
5 La bioinformática adopta exámenes sin papel para fortalecer la evaluación de habilidades prácticas.
La bioinformática utiliza principalmente Internet, ordenadores y software de aplicaciones para aprender las teorías y métodos básicos del análisis bioinformático. El objetivo del examen es examinar el dominio de los estudiantes de los métodos y habilidades básicos del análisis bioinformático y su capacidad para analizar e interpretar resultados. Por lo tanto, podemos intentar introducir exámenes de habilidades prácticas en los exámenes de bioinformática, centrándonos en evaluar las habilidades de aplicación de conocimientos de los estudiantes a través de operaciones prácticas en la computadora.
La prueba de habilidades prácticas no requiere papel. En el entorno de Internet, los estudiantes pueden analizar la secuencia de información biológica e interpretar los resultados, lo que no sólo pone a prueba el dominio de los conocimientos y principios básicos de los estudiantes, sino que también pone a prueba su capacidad práctica y su pensamiento analítico en la capacidad de análisis de información biológica. A través de exámenes de habilidades prácticas, restando importancia a los exámenes teóricos y superando la memorización tradicional, los estudiantes pueden concentrarse en mejorar su capacidad integral para integrar la teoría con la práctica y mejorar de manera más efectiva sus capacidades de aplicación informática. La evaluación del desempeño de los estudiantes se basa principalmente en los puntajes de sus exámenes y es difícil hacer una evaluación integral de la situación y el proceso de aprendizaje de los estudiantes. Por lo tanto, además de tomar la prueba de habilidades prácticas como la parte principal del desempeño de los estudiantes, también debemos fortalecer el examen de la actitud de aprendizaje diario, la capacidad de aprendizaje y el pensamiento innovador de los estudiantes.
En resumen, la enseñanza de la bioinformática es un contenido completamente nuevo de la enseñanza de la biología en el entorno de la red. Las medidas de enseñanza anteriores han mejorado el entusiasmo por el aprendizaje de los estudiantes, la capacidad de operación práctica, la capacidad de aplicación integral y la capacidad de innovación en la resolución de problemas prácticos. Han recibido buenos efectos de enseñanza, son generalmente bien recibidos por los estudiantes y tienen una gran operatividad y practicidad. En la práctica docente futura, la mejora de la calidad de los docentes y una mayor reforma de la enseñanza mejorarán continuamente la enseñanza de la bioinformática y formarán bioinformáticos con calidad y conciencia de "gran ciencia" en diferentes campos, como las ciencias de la vida, las ciencias de la información y las ciencias matemáticas. .
Referencias:
[1] Zhao Guoping. Bioinformática [M].
Zhong Yang, Sean, Zhao Qiong. Bioinformática concisa [M]. Beijing: Prensa de Educación Superior, 2001.
[3] Los resultados de la encuesta del Centro de Desarrollo Científico y Tecnológico del Ministerio de Educación sobre la construcción y aplicación de redes de campus en colegios y universidades muestran que Gigabit se ha convertido en la corriente principal y su aplicación es integral [ J]. Red de Educación de China, 2005, (5): 36-39.