PBL教学法在生物工程专业细胞生物学教学中的应用
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作者:赵清梅 余泳涛
摘要：细胞生物学是一门集基础、前沿和实践于一体的学科，具有发展迅速、多学科交叉和多领域融合等特点，其内容晦涩枯燥、抽象难理解。为了激发学生的学习兴趣，提高教学效果，在以授课为基础的传统教学基础上，将PBL（problem-based learning）教学法引入到细胞生物学教学中。实践结果表明，PBL教学法能提高学生的积极性和主动性，提高学生文献获取和分析解决问题能力，增强师生互动交流，提高教学质量。
关键词：细胞生物学；PBL；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）06-0190-03
细胞生物学（cell biology）是研究细胞的结构、功能及各种生命活动规律的科学，是一门集基础性、前沿性和实践性于一体的学科，被列为生命科学的四大基础学科之一[1-3]，已成为医学、农学和生物学等专业的一门必修课。细胞生物学课程内容高度综合，复杂抽象，学生不易理解，易失去学习兴趣。且在传统的以授课为基础的教学模式中，学生被动学习，不利于学生自学能力、辨别思维和创新能力的培养。
PBL教学法是20世纪60年代美国神经病学教授Barrows在加拿大麦克玛斯大学医学院创立，随后PBL传遍世界，经过几十年的完善和发展，已成为国际上普遍采纳的一种教学模式[4]。PBL教学法是以“问题为中心、学生为主体、教师为导向”的教育方式。其基本教學步骤由提出问题、分组讨论、成果展示，多元评价和总结反思五个部分组成[5]。PBL强调学生主动参与学习，在查阅资料、分析和解决问题的过程中，加深学生对知识的理解，充分调动学生的积极性，同时利于学生自学能力、团队协作和创新能力培养，与我校应用型人才培养目标相符合。因此，将PBL教学法引入我校细胞生物学教学体系中，与传统的以授课为基础的教学模式相结合，从而弥补传统教学方式的不足，提高课堂教学效果[6]。
一、PBL教学法的实施
1.教学对象。2014—2016级生物工程专业，每级各2个班级。
2.学生学习基础调查。以高考成绩为依据，抽样调查生物工程专业141、142班59名学生，高考成绩调查结果显示，超过500分的11人，450—500分23人，400—450分20人，小于400分5人，学生基础差异较大，两级分化严重。
3.教学课时与教学内容的选择。生物工程专业细胞生物学课程总学时为48学时，其中8—10学时用于PBL教学，其余课时采用传统的以授课为基础的教学模式。
我校生源素质差异较大，若简单地将PBL教学方法引入课堂，基础较差的学生很难适应。且细胞生物学是一门学科基础课，很多知识点抽象难以理解，若所有内容均采用PBL教学，会给学生带来较大的学习压力，且学生每学期开设多门课程，很难将大量时间压在同一门课程上。因此，细胞形态、结构与功能等基础知识采用教师讲授的方式，与生活相关的热点问题如癌症、凋亡、分化、衰老等，高中时学习过的内容如细胞膜、物质的跨膜运输、细胞周期等采用PBL教学。
4.分组。根据同一宿舍同学尽量一组，同时兼顾基础差异较大的学生相搭配原则，将全班同学分组，每组3—4人，每组推举一位认真负责的同学为小组长，由小组长确定组员任务和组织小组讨论，并按贡献大小给组员打分。
5.问题的设计。围绕所选取章节的难、重点内容设计问题，所提问题尽量涵盖所选内容知识点。每组一个问题，并保证每组问题尽量不重复。以癌症章节为例，共设计5个问题：什么是癌症，与肿瘤有什么区别，具有什么特征；癌症的种类及世界各地的高发癌症；癌症的致病因素及发病机制；癌症的防治方法；肿瘤干细胞。
6.小组讨论与课堂汇报。提前一周下发问题，提供参考书目录和参考网站地址，并教会学生怎样通过互联网和图书馆获取相关资料，同时督促各小组成员积极查阅资料和调研讨论，及时获取问题答案，并为其提供实时帮助，协助其解决疑难问题，最终将讨论结果制成PPT，推举一位同学汇报，汇报时间为8—10 min，组内其他成员进行补充或修正。汇报结束由其他小组同学提问，小组成员共同回答，若遇到疑难问题小组成员回答不出，可由老师代为回答。提问结束，教师进行点评和总结，可从资料的查阅、答案是否正确和全面、PPT制作是否精美，小组成员的协作等方面进行点评，点评结束由各组小组长及教师评分。所有小组汇报结束，教师将本次课程所涉及的知识点进行系统、全面地总结和串讲，从而加深学生对知识点的理解和掌握。
二、学业评价
学业成绩由期末考试和PBL课堂成绩组成，期末考试成绩占总成绩的70%，考察范围涉及细胞生物学教学全部内容，其中PBL教学部分根据课时占出题的10%—20%。PBL成绩占总成绩的30%，以30分直接计入总成绩，由三部分组成：演讲时教师评分（10分）如表1；演讲时各小组长平均评分（10分）如表1；小组长给组员的评分（10分，小组长的成绩由教师根据这一组的整体表现评分）如表2。
三、PBL教学效果的思考与体会
1.合理的分组是关键。细胞生物学在生物工程专业第3学期开设，2014级生工专业实施PBL教学时，分组参考上一学年综合测评结果，根据排位靠前和排位靠后、男女相搭配原则分组，PBL教学效果并不理想。多数同学反映，同一组成员住于不同宿舍且男女有别，组员选修课程不同，上课时间不一致，很难约定共同时间进行分组讨论，同时自习教室没有网络，不能讲话，不利于资料的实时查阅和讨论，导致分组讨论名存实亡，任务一分，各干各的，部分同学基础差或者不认真，分组汇报结果不好影响整组成绩，期望获得好成绩的同学就有很大怨言。考虑到这一情况，之后的分组参考了学生意见，按宿舍分组，再根据成绩搭配，在很大程度上解决了分组讨论困难，同时同宿舍小组同学较为熟悉，便于沟通，有利于小组讨论和互帮互助学习。 2.科学的评价是动力。应用PBL教学模式之前，学业评价由期末考试和平时成绩组成，平时成绩占总成绩的30%，由作业和考勤组成。学生作业相互抄袭严重，且考核形式单一，达不到过程性评价和培养学生综合能力的目的。应用PBL教学模式后，PBL考核成绩取代作业成绩，其评价环节除了演讲汇报以外，还包括小组长给组员评分，避免部分同学浑水摸鱼、不劳而获共享小组成绩，学生必须积极主动地参与PBL每一教学环节，才能获取较好的成绩。
3.角色转变对师生能力提高均有助益。PBL教学过程中，学生是主体，他们不再被动接受知识，而是根据问题主动获取相关知识，归纳总结后再展现出来。因此，他们需要掌握文献查阅、资料筛选与总结、PPT制作、团队协作和演讲等能力。学生一旦主动参与该教学的各个环节，不但加深理解记忆书本知识，对他们综合能力的培养也是大有裨益。同时，教师角色也发生了较大转变，由以“教”为主变为以“导”为主，教师需花更多的时间查阅资料，精心准备问题。所选内容尽量与生活热点相关或容易自学，从而提高学生的兴趣。问题下发后密切关注各组动态，及时提供帮助，协助他们解决困难。这就要求教师认真备课，了解学科领域前沿动态，掌握过硬的专业知识。课后及时总结本次教学经验与不足，不断对教学方法进行修正，建立更为适合本校学生的PBL教学方式，在这个过程中教师的综合能力不断得到提升。
四、小结
PBL教学法的引入，在一定程度上弥补了传统教学方式的不足，发挥了学生的主观能动性，提高了学生的综合能力，增强了师生间的互动交流。但我校学生生源素质参差不齐，部分学生自学能力较差，而细胞生物学是一门学科基础课，内容综合复杂，需要掌握的知识点较多，不宜大面积开展PBL教学，课时占总课时1/5为宜，不过多地增加学生负担。教学内容尽量选择简单且与生活实际相关、难度相对较小的部分实施PBL教学，同时教师应多给予帮助和指导，不能简单地下发问题并完全交给学生，学生若遇到较大的困难将无法完成任务，直接导致该教学方法的失败。经过3年的连续实施，及时总结经验教训，不断完善PBL教学方案，已逐步建立一套适合我校细胞生物学课程的PBL教学模式。
参考文献：
[1]王金发.细胞生物学[M].第一版.北京：科学出版社，2003.
[2]王喜忠，邹东方，张咏梅，等.“细胞生物学”课程建设及研究型教学理念在本科教学中的实践[J].高等教育发展研究，2005，22（3/4）：56-8.
[3]王亚男，王煜，马丹炜.基于高素质本科生培养的细胞生物学课堂教学模式的构建与实践[J].中国细胞生物学学报，2015，37（3）：387-390.
[4]Barrows HS.Problem-based leaning in medicine and beyond：A brief overview[J].New direction for Teaching and leaning.1996，（68）：3-11.
[5]刘军平.高校法学专业PBL教学模式应用探究[J].当代教育理论与实践，2017，9（7）：63-67.
[6]高进涛，金荣仲，陶毅明，等.PBL结合TBL教学模式在生物化学課程教学中的构建[J].教育教学论坛，2018，（6）：174-175.
[7]赖晓芳，沈善瑞.PBL模式在生物技术专业细胞生物学教学中的应用[J].科教文汇，2013，（231）：43-44.
[8]高雪.基于问题的学习（PBL）在医学教育中的利与弊[J].基础医学与临床，2014，3：（1）：142-143.
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