PBL教學法在生物工程專業細胞生物學教學中的應用

趙清梅 余泳濤

摘要：細胞生物學是一門集基礎、前沿和實踐于一體的學科，具有發展迅速、多學科交叉和多領域融合等特點，其內容晦澀枯燥、抽象難理解。為了激發學生的學習興趣，提高教學效果，在以授課為基礎的傳統教學基礎上，將PBL（problem-based learning）教學法引入到細胞生物學教學中。實踐結果表明，PBL教學法能提高學生的積極性和主動性，提高學生文獻獲取和分析解決問題能力，增強師生互動交流，提高教學質量。

關鍵詞：細胞生物學；PBL；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）06-0190-03

細胞生物學（cell biology）是研究細胞的結構、功能及各種生命活動規律的科學，是一門集基礎性、前沿性和實踐性于一體的學科，被列為生命科學的四大基礎學科之一[1-3]，已成為醫學、農學和生物學等專業的一門必修課。細胞生物學課程內容高度綜合，復雜抽象，學生不易理解，易失去學習興趣。且在傳統的以授課為基礎的教學模式中，學生被動學習，不利于學生自學能力、辨別思維和創新能力的培養。

PBL教學法是20世紀60年代美國神經病學教授Barrows在加拿大麥克瑪斯大學醫學院創立，隨后PBL傳遍世界，經過幾十年的完善和發展，已成為國際上普遍采納的一種教學模式[4]。PBL教學法是以“問題為中心、學生為主體、教師為導向”的教育方式。其基本教學步驟由提出問題、分組討論、成果展示，多元評價和總結反思五個部分組成[5]。PBL強調學生主動參與學習，在查閱資料、分析和解決問題的過程中，加深學生對知識的理解，充分調動學生的積極性，同時利于學生自學能力、團隊協作和創新能力培養，與我校應用型人才培養目標相符合。因此，將PBL教學法引入我校細胞生物學教學體系中，與傳統的以授課為基礎的教學模式相結合，從而彌補傳統教學方式的不足，提高課堂教學效果[6]。

一、PBL教學法的實施

1.教學對象。2014—2016級生物工程專業，每級各2個班級。

2.學生學習基礎調查。以高考成績為依據，抽樣調查生物工程專業141、142班59名學生，高考成績調查結果顯示，超過500分的11人，450—500分23人，400—450分20人，小于400分5人，學生基礎差異較大，兩級分化嚴重。

3.教學課時與教學內容的選擇。生物工程專業細胞生物學課程總學時為48學時，其中8—10學時用于PBL教學，其余課時采用傳統的以授課為基礎的教學模式。

我校生源素質差異較大，若簡單地將PBL教學方法引入課堂，基礎較差的學生很難適應。且細胞生物學是一門學科基礎課，很多知識點抽象難以理解，若所有內容均采用PBL教學，會給學生帶來較大的學習壓力，且學生每學期開設多門課程，很難將大量時間壓在同一門課程上。因此，細胞形態、結構與功能等基礎知識采用教師講授的方式，與生活相關的熱點問題如癌癥、凋亡、分化、衰老等，高中時學習過的內容如細胞膜、物質的跨膜運輸、細胞周期等采用PBL教學。

4.分組。根據同一宿舍同學盡量一組，同時兼顧基礎差異較大的學生相搭配原則，將全班同學分組，每組3—4人，每組推舉一位認真負責的同學為小組長，由小組長確定組員任務和組織小組討論，并按貢獻大小給組員打分。

5.問題的設計。圍繞所選取章節的難、重點內容設計問題，所提問題盡量涵蓋所選內容知識點。每組一個問題，并保證每組問題盡量不重復。以癌癥章節為例，共設計5個問題：什么是癌癥，與腫瘤有什么區別，具有什么特征；癌癥的種類及世界各地的高發癌癥；癌癥的致病因素及發病機制；癌癥的防治方法；腫瘤干細胞。

6.小組討論與課堂匯報。提前一周下發問題，提供參考書目錄和參考網站地址，并教會學生怎樣通過互聯網和圖書館獲取相關資料，同時督促各小組成員積極查閱資料和調研討論，及時獲取問題答案，并為其提供實時幫助，協助其解決疑難問題，最終將討論結果制成PPT，推舉一位同學匯報，匯報時間為8—10 min，組內其他成員進行補充或修正。匯報結束由其他小組同學提問，小組成員共同回答，若遇到疑難問題小組成員回答不出，可由老師代為回答。提問結束，教師進行點評和總結，可從資料的查閱、答案是否正確和全面、PPT制作是否精美，小組成員的協作等方面進行點評，點評結束由各組小組長及教師評分。所有小組匯報結束，教師將本次課程所涉及的知識點進行系統、全面地總結和串講，從而加深學生對知識點的理解和掌握。

二、學業評價

學業成績由期末考試和PBL課堂成績組成，期末考試成績占總成績的70%，考察范圍涉及細胞生物學教學全部內容，其中PBL教學部分根據課時占出題的10%—20%。PBL成績占總成績的30%，以30分直接計入總成績，由三部分組成：演講時教師評分（10分）如表1；演講時各小組長平均評分（10分）如表1；小組長給組員的評分（10分，小組長的成績由教師根據這一組的整體表現評分）如表2。

三、PBL教學效果的思考與體會

1.合理的分組是關鍵。細胞生物學在生物工程專業第3學期開設，2014級生工專業實施PBL教學時，分組參考上一學年綜合測評結果，根據排位靠前和排位靠后、男女相搭配原則分組，PBL教學效果并不理想。多數同學反映，同一組成員住于不同宿舍且男女有別，組員選修課程不同，上課時間不一致，很難約定共同時間進行分組討論，同時自習教室沒有網絡，不能講話，不利于資料的實時查閱和討論，導致分組討論名存實亡，任務一分，各干各的，部分同學基礎差或者不認真，分組匯報結果不好影響整組成績，期望獲得好成績的同學就有很大怨言。考慮到這一情況，之后的分組參考了學生意見，按宿舍分組，再根據成績搭配，在很大程度上解決了分組討論困難，同時同宿舍小組同學較為熟悉，便于溝通，有利于小組討論和互幫互助學習。

2.科學的評價是動力。應用PBL教學模式之前，學業評價由期末考試和平時成績組成，平時成績占總成績的30%，由作業和考勤組成。學生作業相互抄襲嚴重，且考核形式單一，達不到過程性評價和培養學生綜合能力的目的。應用PBL教學模式后，PBL考核成績取代作業成績，其評價環節除了演講匯報以外，還包括小組長給組員評分，避免部分同學渾水摸魚、不勞而獲共享小組成績，學生必須積極主動地參與PBL每一教學環節，才能獲取較好的成績。

3.角色轉變對師生能力提高均有助益。PBL教學過程中，學生是主體，他們不再被動接受知識，而是根據問題主動獲取相關知識，歸納總結后再展現出來。因此，他們需要掌握文獻查閱、資料篩選與總結、PPT制作、團隊協作和演講等能力。學生一旦主動參與該教學的各個環節，不但加深理解記憶書本知識，對他們綜合能力的培養也是大有裨益。同時，教師角色也發生了較大轉變，由以“教”為主變為以“導”為主，教師需花更多的時間查閱資料，精心準備問題。所選內容盡量與生活熱點相關或容易自學，從而提高學生的興趣。問題下發后密切關注各組動態，及時提供幫助，協助他們解決困難。這就要求教師認真備課，了解學科領域前沿動態，掌握過硬的專業知識。課后及時總結本次教學經驗與不足，不斷對教學方法進行修正，建立更為適合本校學生的PBL教學方式，在這個過程中教師的綜合能力不斷得到提升。

四、小結

PBL教學法的引入，在一定程度上彌補了傳統教學方式的不足，發揮了學生的主觀能動性，提高了學生的綜合能力，增強了師生間的互動交流。但我校學生生源素質參差不齊，部分學生自學能力較差，而細胞生物學是一門學科基礎課，內容綜合復雜，需要掌握的知識點較多，不宜大面積開展PBL教學，課時占總課時1/5為宜，不過多地增加學生負擔。教學內容盡量選擇簡單且與生活實際相關、難度相對較小的部分實施PBL教學，同時教師應多給予幫助和指導，不能簡單地下發問題并完全交給學生，學生若遇到較大的困難將無法完成任務，直接導致該教學方法的失敗。經過3年的連續實施，及時總結經驗教訓，不斷完善PBL教學方案，已逐步建立一套適合我校細胞生物學課程的PBL教學模式。

參考文獻：

[1]王金發.細胞生物學[M].第一版.北京：科學出版社，2003.

[2]王喜忠，鄒東方，張詠梅，等.“細胞生物學”課程建設及研究型教學理念在本科教學中的實踐[J].高等教育發展研究，2005，22（3/4）：56-8.

[3]王亞男，王煜，馬丹煒.基于高素質本科生培養的細胞生物學課堂教學模式的構建與實踐[J].中國細胞生物學學報，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]劉軍平.高校法學專業PBL教學模式應用探究[J].當代教育理論與實踐，2017，9（7）：63-67.

[6]高進濤，金榮仲，陶毅明，等.PBL結合TBL教學模式在生物化學課程教學中的構建[J].教育教學論壇，2018，（6）：174-175.

[7]賴曉芳，沈善瑞.PBL模式在生物技術專業細胞生物學教學中的應用[J].科教文匯，2013，（231）：43-44.

[8]高雪.基于問題的學習（PBL）在醫學教育中的利與弊[J].基礎醫學與臨床，2014，3：（1）：142-143.