案例和PBL相結合教學方法在“現代生命科學導論”課程中的應用研究

范姍慧 魏凱華 樊凱 陳冬梅 吳開華

【摘 要】“現代生命科學導論”是一門交叉型課程，有助于對復合型創新人才的培養。本文從課程的特點出發，在教學方法、教學內容和考核方式等方面進行了改革，并分析了采用案例和PBL（基于問題式學習）教學相結合的教學模式在該課程中的可行性和優勢。

【關鍵詞】案例教學法;PBL教學法;現代生命科學導論

中圖分類號： R-4;G434 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）08-0223-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.08.097

【Abstract】"Introduction to modern life science"is an interdisciplinary course，which is conducive to the cultivation of comprehensive innovative talents.Based on the characteristics of this course，this paper provides the reform measures on the teaching methods，teaching contents and teaching assessment.It also analyzes the feasibility and advantages of this new teaching method combining case and problem based learning（PBL）applied on this course.

【Key words】Case Teaching;Problem Based Learning;Introduction to Modem Life Science

生命科學是推動自然科學技術發展和社會進步的重要性學科。隨著微電子，微機電，計算機，傳感，人工智能等技術的快速發展，現代生物科學技術也得到了迅速發展，在農輕工醫等領域發揮著舉足輕重的作用。“現代生命科學導論”是一門典型的交叉學科課程，知識覆蓋面廣，有利于學科之間的滲透，為學科的發展提供新動力，促進各學科的發展和技術創新。現今社會的發展，更需要一些具有交叉學科知識的復合型人才。因此，將“現代生命科學導論”作為一門高校公選課，意義重大，學生可根據興趣愛好自主選擇專業領域外的知識，改善知識結構，利用學科交叉特點，提高個人創新能力和綜合素質。

1 “現代生命科學導論”課程特點分析

“現代生命科學導論”是一門典型的學科交叉課程，包含動物學、植物學、分子生物學、生理學、臨床醫學、計算機科學、傳感技術等眾多相關課程，因此長期存在內容多課時少的問題，加上選修學生多是非生物背景的學生，生物學基礎薄弱，如何在有限的學時內深入淺出的針對學生特點進行授課需要進行探索，另外，作為一門交叉綜合型的課程，如何讓學生從問題出發，結合自身學習能力，對問題進行調研和了解，擴寬學生知識面，激發其探索生命科學領域和創新的激情，增強其綜合素質和創新能力，是本課程的目的，也是課程難點。

基于該問題，國內很多學者對此進行了研究。湯麗華等人提出要合理優化教學內容，利用探究式、啟發式和討論式等多種方法實現課程改革[1];甘麗萍等人提出要更新教學內容，提高系統性和靈活性，并結合多種教學手段和教學方法實現課程改革[2];明鳳等人提出利用互動式教學模式，并結合現代網絡教學新技術，提高學生學習興趣，促進交流[3];郭淼等人提出利用混合式教學模式，提高授課質量[4];王玉芳認為在理工科專業開設該課程，要注重教學內容的選擇、教學方法和手段的運用[5];劉紅英等人從教學內容和教學方法兩方面對該課程進行了改革，采用專題式授課、探究式教學、辯論式教學、多媒體教學和MOOC翻轉課程教學等方式，獲得了學生的一致好評[6]。

現代生命科學技術覆蓋范圍極廣，存在大量案例可供借鑒，同時也存在大量值得研討和研究的課題，因此結合案例和基于問題式學習（Problem Based Learning， PBL）教學方法能拓展學生的知識領域，完善知識結構，對生命科學有直接系統的了解;另外，讓學生理解到學科之間，專業之間并沒有鮮明的界面，不同學科和專業之間其實是可以相互融合相互延續，從而產生大腦風暴，迸發出新的想法，一旦消除他們對生物科學這么專業課的畏懼心理，讓他們對學科交叉有直觀深入的了解，那么就能有效改善教學效果，同時讓他們在今后的學習和科研中帶著學科交叉相融的理念進行創新，提高綜合素養。

2 案例+PBL教學方法

古人云：“勢必有法，然后可成。師舍是則無以教，弟子舍是則無以學”，可見，在教學過程中方法的重要性。傳統的教學很多都是教師在課堂上灌輸課程知識，學生被動接受，這種模式以教師、教材為中心，學生學習主體性得不到發揮，無助于其對知識的應用和創新能力的培養，更有悖于工程認證中提倡的以學生為中心的理念和素質教育理念。因此，本文提出結合案例分析和PBL教學模式對課程進行改革，以與課程相關的典型案例或新聞熱點作為引子，引導學生對案例相關內容進行學習調研討論，并從中提出問題，學生以此進行自主學習和調研，并將結果以答辯的形式進行匯報交流討論，提高學生的自主學習和創新能力，從而促進學生綜合素質的提高。

案例教學法源于19世紀70年代的美國，于1980年被引入國內。PBL教學法是美國Barrows教授于20世紀60年代發明的一種自主學習模式，提倡讓學生通過學習調研及合作完成對問題的解決，從而學習與問題相關的科學知識，養成解決問題的能力，培養學生自主學習、終身學習和創新的能力。這兩種教學方法都是通過選擇合適的案例，針對案例，通過調研和自主學習學到更多更深刻的專業知識，因此可以將二者有機集合。

教學中，我們可以通過選擇案例，創建合適的應用情景，比如抓取與課程相關的國內外熱點或與學生生活休戚相關的事情作為例子，增加學生學習興趣。合適的案例不僅是貫穿課程的主線，也是提出相關問題，讓學生進一步思考的必要條件，同時還能激發學生去針對問題進行調研討論的興趣，促進互動教學的效果。比如說，在講解智慧醫療和遠程醫療的時候，我們可以從國內首例基于5G的遠程人體手術——帕金森病“腦起搏器”植入手術成功完成這一熱點出發，向學生簡單介紹帕金森病的發病情況，目前治療方法以及存在的問題，引出遠程醫療和智慧醫療的概念，使學生對遠程醫療和智慧醫療的相關知識點有所了解，同時還可以對腦起搏器等醫學儀器進行介紹，以及手術過程中所使用的成像和治療手段。另外，也可以通過目前的科研研究熱點和成果作為案例，引導學生進行自由學習和討論，在學習調研和討論過程中掌握相關生命科學知識和生物檢測技術。比如根據Nature雜志上發表的關于豬大腦在死亡4小時后部分組織成功“復活”的文章，就可以引出有關中風、阿茲海默癥等腦部疾病的問題，或其他一些醫學道德或倫理問題，讓學生進行調研。

3 教學內容改革和實踐

為解決“現代生命科學導論”課程課時少內容多等問題，根據學院及課題組的特色，借助生物醫學工程專業人才優勢，以及本人的專業科研背景，在內容上更注重對生物成像技術、檢測方法、生物傳感技術、遠程醫療、智慧醫療方向傾斜。在教學內容方面，做了如下改革：（1）更加注重新穎性、多樣性和科普性;（2）因材施教，針對不用背景的學生，教學內容的側重點不同，比如對于工科生，注重對生物成像技術、生物傳感器等的介紹，對于文科生，注重對醫學倫理、法律法規等的介紹;（3）利用多媒體技術制作深入淺出的課件進行理論授課，并在課堂上播放與專題相關的的視頻，比如對醫學成像儀器的臨床使用等，為教學提供更直觀立體的效果;（4）增加實踐環節，基于學院現有的醫學儀器仿真平臺，讓學生直觀感受心電、血壓、呼吸等一些生理信息的獲取和處理，提高他們的動手能力。

理論授課或視頻教學中出現的案例，會引申出一些科學問題，之后要求學生根據這些問題進行自主學習，以小組形式進行調研，并在下節課對調研結果進行匯報，要求全班同學參與討論，提高他們的學習積極性和參與度。同時將他們的調研結果整理成論文，作為課程論文提交。在此過程中，教師主要起到引導作用，引導學生不要偏離主題，也盡量讓大家參與討論，提高課堂質量。課堂匯報前，教師需要對其規則進行說明，要求學生按照學術報告要求，進行15分鐘的匯報，并在匯報后接受學生和老師的提問，進入討論過程。教師根據學生對問題的回答和匯報情況，判斷學生對問題的了解程度。對于積極參與討論的同學予以適當加分。最后，教師根據情況進行總結和主題升華。

教學過程評價是教學成果的重要組成部分。為了更好的評價教學效果，我們改變過去命題閉卷考試的模式，更注重過程考核，建立更適合對學生綜合素質和能力的進行評定的考核體系，主要包括以下幾方面：（1）平時表現，包括出勤率和課堂回答問題等表現;（2）課堂考核，包括PPT內容，個人匯報和參與討論情況;（3）課程論文，包括主題內容及其深度和廣度，撰寫格式等。每部分權值由教師確定，并在學期初向學生介紹說明。可按照3（平時表現）：4（課堂考核）：3（課程論文）的比例獲得最后成績。這種考核方式要求學生在每一環節都嚴格要求自己，大大提高學生的學習積極性和主動性。

4 總結

通過探索和嘗試，對“現代生命科學導論”的教學內容、教學方法和評價方式進行改革，選取案例教學和PBL教學有機結合的新教學模式有助于提高課堂教學質量和學生的綜合素養。但課程改革需要通過不斷的努力和探索，根據評價結果不斷持續改進，才能更好的服務于學生。教師也應該不斷提高自身專業水平，才能根據學生特點，有的放矢開展教學工作。

【參考文獻】

[1]湯麗華，王俊.“現代生命科學導論”公選課的教學探索與實踐[J].改革與開放，2017（1）：101-102.

[2]甘麗萍.高校現代生命科學導論課程導讀式的教學改革[J].安徽農業科學，2012，40（12）：7610-7611.

[3]明鳳，常芳，李捷.互動式的“教與學”——“現代生命科學導論”課程授課方法初探[J].高校生物學教學研究（電子版），2013，3（4）：10-13.

[4]郭淼，嚴明，徐瑩等.混合式教學在通識課《現代生命科學導論》中的應用探索[J].教育教學論壇，2018，362（20）：179-180.

[5]王玉芳.理工科專業《現代生命科學導論》公選課教學探討[J].廊坊師范學院學報（自然科學版），2009，9（4）：111-112.

[6]劉紅英.現代生命科學導論課程教學內容和方法的改革[J].杭州電子科技大學學報（社會科學版），2016，12（6）：60-63.