基于蓝墨云班课开设“化学信息学”的教学实践初探

毕红梅，张金艳，李艳凤

（黑龙江八一农垦大学理学院，黑龙江大庆 163319）

化学是一门古老的科学，在漫长的发展过程中积累了大量的文献。随着以计算机与网络为标志的现代信息技术的迅速发展，化学信息的数量日趋增加，形式也多种多样。1973年荷兰的Noordwijkerhout召开的“化学信息学的计算机表征与处理”会议上，提出了“化学信息学”这一内容。之后，在1987年诺贝尔化学奖获得者J.M.Lehn教授首次提出“化学信息学”的概念。国内则由北大徐光宪院士提出了化学信息学的概念。化学信息学是近几年发展起来的一个新的分支，它是利用计算机技术和计算机网络技术，对化学信息进行表示、管理、分析、模拟和传播，以实现化学信息的提取、转化和共享，揭示化学信息的实质与内在联系，促进化学学科的知识创新。当今时代信息具有信息量大、延伸范围广、传播速度快、交叉性强等特点。这些信息的记载、组织与交流对化学的发展起到越来越重要的推动作用。曾经，课堂教学的目的是建立学习金字塔。在信息化时代，应帮助学生建立蛛网式知识结构，才能适应开放式学习，才能真正适应社会的需求。

国外“化学信息学”的教学侧重于专业方向教学，交叉性强、涵盖广，而国内的教学由于课时的限制，多侧重于化学文献学。简言之，课程有2个任务：帮助学生顺利查阅并管理化学文献、熟悉并熟练使用相关的化学软件。从近几年的教学中发现，“化学信息学”的教学效果并不理想，主要原因为以下几个方面[1]。

①“化学信息学”课程照搬原来“化学文献学”的课程内容；②地方性院校的经费有限，在外文数据库检索方面受限很多；③学生对文献的处理、管理能力较差；④学生的英语能力严重制约其对英文文献的检索、阅读及管理；⑤教学模式过于单一，主要是教师讲授，学生被动听课；⑥“化学信息学”作为一门化学选修课，教师和学生重视程度不够。

约翰·杜威曾说过，教育是生活的过程，而不是将来的生活的准备。每个人心目中都有自己理想的大学生活。90后甚至00后大学生是数字的原著民。什么形式的大学教育能真正融入学生的生活呢？什么样的大学课堂能引起学生的共鸣呢？针对上述问题，可将“化学信息学”课程的教学模式进行探索和改革。

1 采用蓝墨云班课的授课方式

众所周知，人类几千年的文化知识主要靠书本承载，书本只能记录语言文字，而网络承载的知识是三维、立体的，包括音频、视频等。以维基百科的发展为例，就可以看出网络的巨大力量。维基百科创立的目标是向全人类提供自由的百科全书，并希望各地民众能够使用自己的母语来参与编辑条目。截至2012年8月，整个维基百科计划总共有285种独立运作的语言版本，且已经被认为是最大且最流行的网络百科全书。对于“化学信息学”来说，涉及的信息量非常大，一本教科书并不能完全覆盖。若从其他书籍中检索，检索的速度和效率都太慢了。课程进行中发现学生查阅化学文献时，查全率比较低，主要是检索范围控制得不好。借助网络搜索引擎，检索的速度和效率会大大提高。同时，借助蓝墨云班课这一平台，将检索以链接、小测、头脑风暴等形式呈现，让学生活学活用。统计教学过程中所产生的数据，可以对学生的学习情况进行可视化分析，帮助教师更好地进行评估。

2 部分章节的教学可结合双语教学

结合双语教学，避免教学内容严重滞后于国际新兴学科、交叉学科的发展。可从网上搜集相关资料制成双语教学课件，充当过渡性的双语教材[2]。检索外文文献时，学生的英语水平严重限制了检索的速度和效率。如果使用蓝墨云班课进行教学，学生在课上用手机阅读文献时，可开启屏幕取词，阅读的效率会更高些。如果能辅之以双语教学，学生查阅外文文献的能力会不断增强。

3 教学与科研相结合

业精于勤。教学过程是一个先做减法再做加法的过程。首先要了解学生掌握多少，应该掌握多少，还需要掌握多少。接着就向着这个减法的结果努力。然后再作加法，一点一点累积。在讲解“化学实验数据统计与谱分析”一章时，可结合教师的科研经历，将相关数据、所得谱图等让学生练习分析。实践证明，如果结合“多元统计与分析”“概率论”“Matlab编程”“谱图解析”等[3-5]相关课程，既培养了学生对化学信息的管理，又培养了学生独立分析问题和解决问题的能力[6-7]。

化学研究中主要面对的三大研究对象是结构确定、分子设计和合成设计。化学信息学的研究内容主要培养学生的信息素质。信息素质是一种涉及信息内容、传播、分析、信息检索和评价各方面的综合能力。这种能力的培养应贯彻到各门课程的教学中。“要让学生感受和理解知识产生和发展的过程，培养学生的科学精神和创新思维习惯，重视培养学生收集处理信息的能力，获取新知识的能力、分析和解决问题的能力”。

教师知识储备多、能力强固然重要，更重要的是如何让学生学好。如果说教师至少要有10桶水，才能倒出1桶水。那么，让学生学会找水才能提高学生的综合素质。一门选修课开设的好坏，关键是看能否承接之前的课程，并有所扩展升华。该课程在管理文献方面很多能力有待培养，如对实验过程的理解、对测试手段的把握、对实验数据的整理和汇总、对实验结果的分析等；在软件使用方面，学生对于Chem 3D，Origin，Matlab，Auto CAD等软件还多半停留在熟悉阶段，远没有达到熟练程度。同时，化学信息检索可以结合化学实验方案设计、课题申报、论文撰写相结合，培养学生的科研创新思维与能力，并提高其科学研究能力。

国内高校开设化学信息学的时间相对较短，教学经验较少，这就促使教师在实践中对该学科的教学内容、课程设置等多思、多想，以促进教学水平的进一步提高，培养更多适应社会的综合性人才。