PBL教学模式在遗传学课程实践教学中的应用

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　　[摘 要] 为探讨PBL教学模式在遗传学课程实践教学中的应用效果，采用随机抽样法以我校2017级植物保护专业1班34名本科生为研究对象，随机均分为对照组和实验组。对照组（n=17）采取传统的实训教学方法，实验组（n=17）采用PBL教学模式，对比两组学生的实验成绩、平时成绩、总成绩及对PBL教学模式的认可度。实验组学生各方面考试成绩明显优于对照组（p<0.05）;实验组学生对实践教学工作的认可度更高（p<0.05）。PBL教学模式在农学类专业课程教学改革中有助于激发学生的学习积极性，提高学生的自主学习能力和教学质量，增强学生对植物遗传学实践教学工作的认可度，值得多领域应用。
　　[关键词] PBL;遗传学;教学改革
　　 遗传学是研究生物遗传和变异的科学，是一门实验性很强的专业基础课，其主要定律均通过实验获得[1]。近年来，随着生命科学研究领域的飞速发展，现代遗传学的教学重点已从经典遗传学逐渐转到基因的分子结构与功能分析以及基因组学[2]。因此，在将遗传学理论教学向教学科研结合转变的实践中，为进一步启发学生的思维，提高学生对科研的兴趣，培养学生的实践动手能力，课程组结合教师的科研工作[3]，进行PBL教学法的应用。PBL教学法的精髓在于让学生主动去思考问题，激发他们的潜力，让学生们对定义有更深入的了解[4-5]。近年来，随着遗传学的发展，遗传学研究日新月异，知识更替很快，需要教授的内容越来越多，但授课时数并没有增加，这就给遗传学课堂教学增加了难度，尤其是传统的授课方式效果不佳，容易给学生和老师带来压力。
　　PBL是1969年由美国神经病学教授Howard Barrows以信息加工心理学和认知心理学为基础，根据构建主义学习理论的“情境”“协作”“会话”和“意义”建构学习环境中的4大要素，在加拿大麦克马斯特大学创立的一种新的教学模式[6]，被直译为“以问题为基础的学习”。PBL教学方法可以纳入任何学习情境[7]。这一设计理念体现了“以人为本”的先进教育思想[8]。它能使学生自己在寻求，探索解决问题的思维活动中，掌握知识、培养技能、挖掘潜力，进而培养学生发现问题和解决问题的能力。PBL在国外全科医学教育中应用较多，但在国内开展得较少[9]。本研究选取34名植物保护专业的学生作为研究对象，通过与传统教学模式的对比分析，以明确PBL在农学类课程教学中的应用价值。
　　一、PBL教学对象和研究方法
　　（一）对象
　　2017级植物保护专业一班34人，17名学生作为对照的传统教学法LBL组，17名学生作为实验的PBL组。两组学生入学成绩相仿。
　　（二）方法
　　根据遗传学教学大纲选择授课内容，两组学生均由同一老师授课。对照组学生接受传统的LBL教学模式：授课老师根据授课大纲的内容利用多媒体结合语言给学生授课，即教师先为学生讲解遗传学的相关知识，攻克教学的重点、难点，最后由教师整理总结工作内容及拓展知识点。研究组的学生采用PBL教学模式，具体教学流程如下：
　　1.课程选择：根据大纲要求选择遗传学教材中基础的、应用强的、创造性的课程作为教学内容，本研究以遗传的细胞与分子基础这一章为PBL法的研究重点，在教授课程前向同学们讲解细胞结构，分子技术的研究情况并用例子说明，让学生对细胞结构和遗传分子基础有一个初步了解。
　　2.问题设计：结合遗传学知识的难易程度与学生掌握的知识结构，合理制定研究问题，遵循从易到难，循序渐进的原则。根据遗传细胞与分子基础提出几个问题让学生查找资料完成：a.动物细胞和植物细胞的相同点和不同点;b.细胞的稳定遗传和有丝分裂与减数分裂有着怎样的关系？c.DNA的结构是怎样的，为什么可以作为遗传物质，同学们如何自己设计实验去证明DNA是遗传物质？d.DNA在体内的复制过程，体外復制过程（PCR）的原理和步骤;e.DNA是如何影响性状的？比如转基因为什么会出现一些特异性状。
　　3.落实问题解决任务：将研究组学生随机分为学习小组，3—4人一组，通过抽签的方式选择组长：将设计的五个问题下发各组，由学生自行分工合作，依靠网络或书籍检索相关资料、查阅相关文献并进行分析，最后由组长统一整理发表小组成员研究结果并回答老师下发的问题。
　　4.教师总结：在问题式学习实践教学后，由老师进行教学评价：突显诊断性、客观性、发展性的原则，对学生发言中的不足及优秀之处进行点评，总结发表关于本课程客观、准确的观点，总结教学的难点、重点，使用直观性教学方法，以PPT演示文稿、教具、图片等方法让学生有直观的认识。教学巩固环节采用提问式、对答式教学方法，提升学生对遗传学基础知识的理解程度[ 10 ]。
　　问题的要点也是知识点和重点、难点，在遗传细胞和分子基础课程中，针对设计的第一个问题（动物细胞和植物细胞的相同点与不同点），同学们要把握动物和植物生长发育代谢过程之间的差别，对这种差别要从细微的细胞结构去分析，什么结构决定什么功能，这样就能很好地掌握这一问题。
　　针对第二个问题（细胞的稳定遗传和有丝分裂与减数分裂有着什么样的关系），同学们要从细胞核中的染色体为出发点进行分析，有丝分裂和减数分裂染色体是怎样变化的，怎样保证后代与亲代染色体的一致性。
　　针对第三个问题（DNA的结构是怎样的，为什么可以作为遗传物质），DNA的结构是其可以作为遗传物质的基础，同学们需要分析具体原因，关于怎样设计实验去证明DNA是遗传物质，需要同学们参考前人的思路再设计，开发同学们的创新意识。
　　针对第四个问题（DNA在体内的复制过程，体外复制过程，聚合酶链式反应（PCR）的原理和步骤），同学们需要查询书籍资料了解体内的复制过程，用到哪些酶，各自有什么作用，然后扩展到体外，如何模拟体内的复制过程，用到哪些仪器和方法等，即PCR过程。
　　针对第五个问题（DNA是如何影响性状的，比如转基因为什么会出现一些特异性状），同学们需要理解中心法则的内容，即DNA如何转录成RNA，RNA如何翻译成蛋白质的，蛋白质在决定生物体性状中的作用。同时查询资料了解转基因的原理和过程，观察一些转基因生物的性状，从而更好地分析为什么转基因会出现一些特异性状。 　　（三）实施PBL方法的观察指标
　　在完成课程后，用考试的形式检测两组同学对遗传学内容的掌握程度。满分为100分，85分以上为优秀，75～84为良好，60～74为合格，60以下为不合格。
　　（四）统计方法
　　应用SPSS统计软件对数据进行处理。数据资料用平均值表示。P<0.05为差异有统计学意义。
　　二、结果
　　（一）课堂讨论
　　为形成以学生为主体的问题式探究性学习环境，实行小组讨论，引导学生由原来的“填鸭式”教学模式到以问题为中心批判式讨论过渡。以组为单位进行组内和组间讨论，讨论结束由组长对该组讨论的结果进行总结。每组组长汇报完毕，可由学生进行自评、互评。由于让同学们自己查资料解决问题，大家的参与度很高，每个同学都能认真查找资料，课堂氛围特别活跃。
　　（二）线上讨论
　　随着信息时代的到来，合理运用线上平台使教学实践变得更便捷、更新颖、更高效。教师可运用教学软件建立讨论组，学生可线上讨论老师在教学软件上传的问题，亦或各组加入不同的聊天室进行问题讨论，再由组长对讨论的结果进行整合，上发到教师建立的讨论组，增加结果的准确性和教师批改的高效性。讨论交流的载体包括文字、图片、音频、文件以及轻松且形象表达意思的表情包，师生共同参与营造严肃活跃的学习氛围。教师也能很好地把握学生对知识的理解程度。然后引导学生更好地理解和掌握作为重点、难点的知识点。
　　（三）学习效果分析
　　学习因子的评价指标有学生的学习适应性、学习态度和学习效果。老师根据学生的学习情况，结合直观式教学方法和提问式教学方法，对学生的学习适应性、学习态度、学习效果进行统计。运用PBL教学模式让不同性格和基础的人一起探讨并发表自己的看法，适应性更强。学习态度可从课堂回答问题情况和课堂表现等方面来评价，在教授完课程内容后通过做题考试的方式考察学生的学习效果。
　　通过考试成绩与LBL组学生对比，PBL组同学的优秀率和良好率远高于LBL组，平均成绩也显著提高，由62.31分提高到84.89分。差异有统计学意义（P<0.05），见表1。结果证明，PBL教學模式有利于帮助学生掌握授课内容，能极大地改善教学质量。
　　三、讨论
　　目前，PBL在农学类专业课程教学改革中的应用较少，因此PBL在农学类专业课程有待推广和完善。
　　（一）PBL教学方法有利于提高学生各方面的能力
　　结果表明，在教师提出问题后，学生会通过各种途径学习和搜集资料，大大提高了学生的积极性和主动性。学生在掌握一定知识后会自主思考，有利于提高思考问题的能力。通过这种教学方法，学生学会了团队协作，共享合作成果。
　　（二）PBL有利于提高教学质量
　　传统的教学法中，学生处于被动接受的地位，缺乏主观能动性。而使用PBL教学法可以促使学生自主学习，调动学生的学习积极性，通过讲解问题的方式来展示自己的想法;通过教师引导，可让其他同学有效理解所讲内容，大大提升了学生的学习效率。
　　（三）PBL教学对教师的能力有一定要求
　　在实施PBL教学法的过程中，教师首先起一个引导的作用，给学生提出问题。在学生针对问题提出解决方案后，教师需作出评价并归纳，这就要求教师具备一定水平的专业知识，可以解答学生的疑惑，并且要求教师善于调动学生的主动性。
　　综上，PBL教学法可以提高学生各方面的能力，有利于提高教学质量等优点，可广泛应用于农学类专业课程的教学。
　　参考文献
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　　[3]刘凤楼，刘萍.实验视频在农学专业“遗传学”教学中的应用与探索[J].教育教学论，2019（29）：163-166.
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　　[10]陈亚丽，谭琳，杨芳.PBL教学模式在高等数学教学中的应用研究[J].智库时代，2019（36）：198-199.
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