PBL教學法應用于環境生物學教學的實踐與探索

蔡深文+樊磊磊+顏雄

摘要：為提高教學效果，在環境生物學課程教學過程中試行PBL教學法，問卷調查結果表明PBL教學法能夠提高學生學習興趣，同時也提升了學生自主學習、分析和解決問題及合作交流的能力。由于學生基礎理論知識、基礎設施等方面的不足使PBL教學法在環境生物學教學中的運用受到一定限制。因此，PBL教學法應與傳統教學法相結合，充分發揮PBL教學法的優勢，培養具備解決實際問題能力的人才。

關鍵詞：PBL教學法；環境生物學；能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）03-0164-03

環境生物學是研究生物與受人類干擾的環境之間相互作用規律及其機理的科學，是環境科學的一個分支學科。伴隨環境問題的日趨嚴峻及人們對解決環境污染問題的緊迫性要求，環境生物學領域的研究內容也日益豐富，同時隨著相關技術的不斷更新與發展，對生物與環境關系認識的不斷深入，運用生物評價環境狀況和治理環境污染越來越受到人們的重視。環境生物學課程是環境科學、環境工程、環境科學與工程等專業的基礎課程，是一門理論與實踐并重的課程，該課程的學習將為相關專業學生進一步學習環境監測、環境污染治理等相關課程提供生物學基礎，因此，環境生物學在環境相關專業的課程體系中至關重要。由于環境生物學涉及環境和生物兩大部分內容，如環境污染的生物效應、環境污染的生物凈化及保護生態學等，生物與環境間的關系復雜，研究內容多、范圍廣，大部分學校的環境生物學教學任務重，為使學生獲得系統性認知，在教學方法上主要是以教師講授為主的傳統教學法。然而傳統教學法中教師處于主導地位，學生往往處于被動學習的狀態，特別是在學習能力培養方面有所欠缺。采用何種教學方式方法才能使學生通過本課程有限學時的學習，具備主動獲取知識的能力和應用生物學基本原理分析及解決實際環境問題的能力，眾多學者進行了廣泛的研究和探討，如精選教學內容，創新型的課程體系建設，研究性教學模式，通過課堂互動、充分利用多媒體教學和注重教學信息的反饋來改進教學方法，通過豐富教學手段、改革評價方式提高教學質量。馬蕓等認為在環境生物學的教學過程中，引入PBL教學模式能夠提高學生對環境生物學學習的興趣。PBL（problem-based learning）教學法是通過讓學生解決有意義的問題，從而獲得學習積極性一種教育方法。該方法以學生為中心，是重點培養學生的自學能力、思考能力和解決實際問題能力的一種教學方法，目前已廣泛應用于多種課程教學中，特別是醫學教育，但在其他領域的基礎理論課程中仍不多見。遵義師范學院環境科學與工程專業的環境生物學設置在第二學期，48學時，由于學校轉型發展，以培養具備實踐技能的應用型本科人才為目標，更加注重學生實踐能力的培養，理論課程課堂教學學時大幅壓縮，人才培養方案中未設置普通生物學和環境微生物學課程，因此，環境生物學的教學內容多，學時少，在不具備普通生物學基礎知識背景下，很多原理如污染物在生物體內的生物轉運和生物轉化等內容理解較困難，充分調動學生學習的積極性和主動性對于該課程學習效果的提高至關重要。本文以遵義師范學院環境科學與工程專業的環境生物學課程為例，探討實行PBL教學法的可行性，以期為本校及其他高校環境生物學課程教學方法改革提供實證依據。

一、PBL教學法在環境生物學教學中的應用

1.問題設置。PBL是基于解決某一問題的學習，首先要求教師在課前提出問題，組織學生課下開展相關內容的調查研究，引導學生在解決問題的過程中學習知識，從而提升學生自學和解決問題的能力，因此，問題設置是否合理直接關系PBL教學效果的好壞。教師根據教學內容和學生的知識背景，設置的問題如下：根據水體富營養化產生的原因及危害，如何有效防治水體富營養化？如何通過急性毒性試驗設計測定某污染物LC50的試驗方案？如何發揮微生物在污染治理、保護環境方面的作用？教師提前將問題告知學生，以便學生在課前查閱資料、討論和總結。同時引導學生根據教師提出的問題，利用教材、參考書、圖書館數據庫、網絡及微視頻等渠道獲取與問題相關的資料信息。

2.分組討論。根據學生的學習情況分成多個小組，每個小組6—8人，其中一人作為組長負責協調組員進行問題分析、相互討論和總結。教師在小組討論過程中給予適當的引導，幫助學生解決難點，如通過急性毒性試驗測定污染物LC50的試驗方案中濃度梯度的設置，啟發學生思考等對數間距設置濃度梯度的原理。討論結束后每個小組派一名代表講述本小組的觀點，可做PPT演示或者板書，其他同學進行補充陳述。討論結束后，由教師總結學生的觀點，對討論情況進行評價，同時解答學生提出的疑問，并引導學生深入思考。

3.教學效果評價。在課堂教學活動結束后，采取隨機提問和問卷調查的方式進行考查，以評價PBL教學法在環境生物學中應用的教學效果。隨機提問的結果顯示學生對重點及難點內容的掌握情況明顯提高，未進行PBL教學前，約50%的學生能夠在授課結束后較準確地回答提出的問題，應用PBL教學法后，約80%的學生能夠回答出相關問題。對參與PBL教學的119名學生（實際回收有效問卷108份）進行教學效果的無記名問卷調查結果顯示，有73名學生（67.6%）認為相比傳統教學模式，PBL教學法加深了對專業知識的掌握，34名學生（31.5%）認為教學效果差不多，1名學生（0.9%）認為不如在傳統教學模式。

二、PBL教學法對學生能力的培養

PBL教學法對學生能力培養的問卷調查結果如表1所示，77.8%的學生認為與傳統教學模式相比，PBL教學能夠提高學習環境生物學的興趣；92.6%的學生認為可以提高自己閱讀、資料搜集整理的能力；80.6%的學生認為PBL模式下，會頻繁地去搜索相關資料完成學習；81.5%的學生認為PBL教學模式更能提高其發現問題的能力；60.2%的學生認為可以提高問題解決能力；62.0%的學生認為可以加強與同學之間的交流、合作；53.7%的學生認為能夠顯著提高團隊合作意識，39.8%的學生不太熟悉小組的運作模式，感覺跟不上小組的節奏，但表示愿意去做；69.4%的學生認為PBL教學模式下的發言與匯報能夠提高表達能力。總體而言，PBL教學模式應用于環境生物學的教學過程能夠提高學生對該課程的學習興趣，同時在信息收集、問題的發現與解決、語言表達等方面的綜合能力也有所提高。endprint

三、PBL教學法應用于環境生物學中存在的問題及改進措施

雖然PBL教學法與傳統教學模式相比有很多優勢，但在執行過程中也存在一些困難和問題。

1.傳統思維模式的轉變。PBL教學模式中，教師要從傳統的講授式教學轉變為引導式教學，教師只是學生學習的幫助者，引導學生發現問題并解決問題，要為學生提供學習的資源，督促學生完成任務，對教師的要求更高，對于長期進行講授式教學的教師來說無疑存在思維定式的轉變問題。另外，對于學生而言，也需要轉變為學習的主體，成為主動學習者，積極參與討論。因此要充分調動教師和學生的積極性，特別是要培養學生敢于提問的意識，在設計問題時選擇與學生密切相關的問題來激發學生自主學習的動力，給予適當的獎勵與懲罰使學生主動參與。

2.學生綜合素質有待提高。學生的基礎較薄弱及綜合素質能力是PBL教學執行的重要阻力，如調查發現28.7%、33.3%、20.4%和16.7%的學生分別認為信息的收集與加工能力、語言表達能力、自主學習能力和團隊協作能力是PBL模式下最大的困難。33.3%的學生認為PBL教學模式會增加學習負擔，但也認為會學習到更多的知識，58.3%的學生認為雖然能夠承擔，但感覺比較吃力，只有8.3%的學生認為PBL教學模式比傳統教學模式下的學習更輕松。因此，學生綜合素質的培養對于PBL教學效果至關重要，在人才培養過程中，可針對性地開展各種文體或素質拓展活動，有意識地培養學生信息檢索、語言表達、自學和團隊協作等方面的能力。

3.基礎設施薄弱。通過問卷調查發現，在PBL教學過程中，82.4%的學生查詢資料的主要途徑為網絡，12.0%的學生通過教材獲取信息，僅1.9%的學生通過圖書館查閱資料完成議題。圖書、期刊等資料不足使得學生獲取信息途徑單一，缺乏對網絡信息可靠性的甄別能力，同時公共教學資源缺乏導致學生共同討論學習的場地較少，嚴重限制了PBL教學的效果提升。PBL教學模式要求方便小組討論的桌椅等基礎設備齊全，圖書、期刊等資料要能夠滿足多人同時使用，特別是某些常用的資料，另外網絡基礎設施也應滿足快速查看或下載相關資料的要求。

4.有效評估困難。PBL教學模式更注重學生分析問題和解決問題的能力，而對具體的知識點較為弱化，通過問卷調查方式只能從學生主觀角度進行評價，完全采用傳統的考試方式也將不利于客觀評價學生的學習情況，因此，多種評價方式，如問答、匯報、自我評價、學生互評、學習報告等均可用于PBL教學效果的評價，但這些評價方式的難度較大，很難做到客觀公平。因此，建立客觀的評價體系也是PBL教學模式亟需解決的重要問題之一。

四、結語

通過在2屆學生共3個平行班的環境生物學教學過程中試行PBL教學法，學生普遍認為PBL教學能夠提升自主學習的能力、分析和解決問題的能力及合作交流能力，學習興趣得以激發，課堂更加活躍。另一方面，學生認為PBL教學需要扎實的基礎理論知識，不完善的基礎設施也嚴重制約了PBL教學法的順利開展，但大多數同學認為能夠適應PBL教學模式，也愿意采用非傳統教學法來提升學習興趣和學習效率。因此，在環境生物學的教學過程中，在某些章節采用PBL教學法是可行的，PBL教學法應與傳統教學法相結合，充分發揮PBL教學法的優勢，既提高學生學習興趣和分析解決問題的能力，又保證環境生物學基礎理論知識的系統性，理論聯系實際，從而提升教學效果，培養具備解決實際問題能力的高質量應用型本科人才。

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