PBL教學(xué)模式在遺傳學(xué)課程實踐教學(xué)中的應(yīng)用

馬銀花 董文靜 何雨航

[摘 要] 為探討PBL教學(xué)模式在遺傳學(xué)課程實踐教學(xué)中的應(yīng)用效果，采用隨機抽樣法以我校2017級植物保護專業(yè)1班34名本科生為研究對象，隨機均分為對照組和實驗組。對照組（n=17）采取傳統(tǒng)的實訓(xùn)教學(xué)方法，實驗組（n=17）采用PBL教學(xué)模式，對比兩組學(xué)生的實驗成績、平時成績、總成績及對PBL教學(xué)模式的認可度。實驗組學(xué)生各方面考試成績明顯優(yōu)于對照組（p<0.05）;實驗組學(xué)生對實踐教學(xué)工作的認可度更高（p<0.05）。PBL教學(xué)模式在農(nóng)學(xué)類專業(yè)課程教學(xué)改革中有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和教學(xué)質(zhì)量，增強學(xué)生對植物遺傳學(xué)實踐教學(xué)工作的認可度，值得多領(lǐng)域應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞] PBL;遺傳學(xué);教學(xué)改革

遺傳學(xué)是研究生物遺傳和變異的科學(xué)，是一門實驗性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要定律均通過實驗獲得[1]。近年來，隨著生命科學(xué)研究領(lǐng)域的飛速發(fā)展，現(xiàn)代遺傳學(xué)的教學(xué)重點已從經(jīng)典遺傳學(xué)逐漸轉(zhuǎn)到基因的分子結(jié)構(gòu)與功能分析以及基因組學(xué)[2]。因此，在將遺傳學(xué)理論教學(xué)向教學(xué)科研結(jié)合轉(zhuǎn)變的實踐中，為進一步啟發(fā)學(xué)生的思維，提高學(xué)生對科研的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，課程組結(jié)合教師的科研工作[3]，進行PBL教學(xué)法的應(yīng)用。PBL教學(xué)法的精髓在于讓學(xué)生主動去思考問題，激發(fā)他們的潛力，讓學(xué)生們對定義有更深入的了解[4-5]。近年來，隨著遺傳學(xué)的發(fā)展，遺傳學(xué)研究日新月異，知識更替很快，需要教授的內(nèi)容越來越多，但授課時數(shù)并沒有增加，這就給遺傳學(xué)課堂教學(xué)增加了難度，尤其是傳統(tǒng)的授課方式效果不佳，容易給學(xué)生和老師帶來壓力。

PBL是1969年由美國神經(jīng)病學(xué)教授Howard Barrows以信息加工心理學(xué)和認知心理學(xué)為基礎(chǔ)，根據(jù)構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論的“情境”“協(xié)作”“會話”和“意義”建構(gòu)學(xué)習(xí)環(huán)境中的4大要素，在加拿大麥克馬斯特大學(xué)創(chuàng)立的一種新的教學(xué)模式[6]，被直譯為“以問題為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)”。PBL教學(xué)方法可以納入任何學(xué)習(xí)情境[7]。這一設(shè)計理念體現(xiàn)了“以人為本”的先進教育思想[8]。它能使學(xué)生自己在尋求，探索解決問題的思維活動中，掌握知識、培養(yǎng)技能、挖掘潛力，進而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。PBL在國外全科醫(yī)學(xué)教育中應(yīng)用較多，但在國內(nèi)開展得較少[9]。本研究選取34名植物保護專業(yè)的學(xué)生作為研究對象，通過與傳統(tǒng)教學(xué)模式的對比分析，以明確PBL在農(nóng)學(xué)類課程教學(xué)中的應(yīng)用價值。

一、PBL教學(xué)對象和研究方法

（一）對象

2017級植物保護專業(yè)一班34人，17名學(xué)生作為對照的傳統(tǒng)教學(xué)法LBL組，17名學(xué)生作為實驗的PBL組。兩組學(xué)生入學(xué)成績相仿。

（二）方法

根據(jù)遺傳學(xué)教學(xué)大綱選擇授課內(nèi)容，兩組學(xué)生均由同一老師授課。對照組學(xué)生接受傳統(tǒng)的LBL教學(xué)模式：授課老師根據(jù)授課大綱的內(nèi)容利用多媒體結(jié)合語言給學(xué)生授課，即教師先為學(xué)生講解遺傳學(xué)的相關(guān)知識，攻克教學(xué)的重點、難點，最后由教師整理總結(jié)工作內(nèi)容及拓展知識點。研究組的學(xué)生采用PBL教學(xué)模式，具體教學(xué)流程如下：

1.課程選擇：根據(jù)大綱要求選擇遺傳學(xué)教材中基礎(chǔ)的、應(yīng)用強的、創(chuàng)造性的課程作為教學(xué)內(nèi)容，本研究以遺傳的細胞與分子基礎(chǔ)這一章為PBL法的研究重點，在教授課程前向同學(xué)們講解細胞結(jié)構(gòu)，分子技術(shù)的研究情況并用例子說明，讓學(xué)生對細胞結(jié)構(gòu)和遺傳分子基礎(chǔ)有一個初步了解。

2.問題設(shè)計：結(jié)合遺傳學(xué)知識的難易程度與學(xué)生掌握的知識結(jié)構(gòu)，合理制定研究問題，遵循從易到難，循序漸進的原則。根據(jù)遺傳細胞與分子基礎(chǔ)提出幾個問題讓學(xué)生查找資料完成：a.動物細胞和植物細胞的相同點和不同點;b.細胞的穩(wěn)定遺傳和有絲分裂與減數(shù)分裂有著怎樣的關(guān)系？c.DNA的結(jié)構(gòu)是怎樣的，為什么可以作為遺傳物質(zhì)，同學(xué)們?nèi)绾巫约涸O(shè)計實驗去證明DNA是遺傳物質(zhì)？d.DNA在體內(nèi)的復(fù)制過程，體外復(fù)制過程（PCR）的原理和步驟;e.DNA是如何影響性狀的？比如轉(zhuǎn)基因為什么會出現(xiàn)一些特異性狀。

3.落實問題解決任務(wù)：將研究組學(xué)生隨機分為學(xué)習(xí)小組，3—4人一組，通過抽簽的方式選擇組長：將設(shè)計的五個問題下發(fā)各組，由學(xué)生自行分工合作，依靠網(wǎng)絡(luò)或書籍檢索相關(guān)資料、查閱相關(guān)文獻并進行分析，最后由組長統(tǒng)一整理發(fā)表小組成員研究結(jié)果并回答老師下發(fā)的問題。

4.教師總結(jié)：在問題式學(xué)習(xí)實踐教學(xué)后，由老師進行教學(xué)評價：突顯診斷性、客觀性、發(fā)展性的原則，對學(xué)生發(fā)言中的不足及優(yōu)秀之處進行點評，總結(jié)發(fā)表關(guān)于本課程客觀、準(zhǔn)確的觀點，總結(jié)教學(xué)的難點、重點，使用直觀性教學(xué)方法，以PPT演示文稿、教具、圖片等方法讓學(xué)生有直觀的認識。教學(xué)鞏固環(huán)節(jié)采用提問式、對答式教學(xué)方法，提升學(xué)生對遺傳學(xué)基礎(chǔ)知識的理解程度[ 10 ]。

問題的要點也是知識點和重點、難點，在遺傳細胞和分子基礎(chǔ)課程中，針對設(shè)計的第一個問題（動物細胞和植物細胞的相同點與不同點），同學(xué)們要把握動物和植物生長發(fā)育代謝過程之間的差別，對這種差別要從細微的細胞結(jié)構(gòu)去分析，什么結(jié)構(gòu)決定什么功能，這樣就能很好地掌握這一問題。

針對第二個問題（細胞的穩(wěn)定遺傳和有絲分裂與減數(shù)分裂有著什么樣的關(guān)系），同學(xué)們要從細胞核中的染色體為出發(fā)點進行分析，有絲分裂和減數(shù)分裂染色體是怎樣變化的，怎樣保證后代與親代染色體的一致性。

針對第三個問題（DNA的結(jié)構(gòu)是怎樣的，為什么可以作為遺傳物質(zhì)），DNA的結(jié)構(gòu)是其可以作為遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)，同學(xué)們需要分析具體原因，關(guān)于怎樣設(shè)計實驗去證明DNA是遺傳物質(zhì)，需要同學(xué)們參考前人的思路再設(shè)計，開發(fā)同學(xué)們的創(chuàng)新意識。

針對第四個問題（DNA在體內(nèi)的復(fù)制過程，體外復(fù)制過程，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）的原理和步驟），同學(xué)們需要查詢書籍資料了解體內(nèi)的復(fù)制過程，用到哪些酶，各自有什么作用，然后擴展到體外，如何模擬體內(nèi)的復(fù)制過程，用到哪些儀器和方法等，即PCR過程。

針對第五個問題（DNA是如何影響性狀的，比如轉(zhuǎn)基因為什么會出現(xiàn)一些特異性狀），同學(xué)們需要理解中心法則的內(nèi)容，即DNA如何轉(zhuǎn)錄成RNA，RNA如何翻譯成蛋白質(zhì)的，蛋白質(zhì)在決定生物體性狀中的作用。同時查詢資料了解轉(zhuǎn)基因的原理和過程，觀察一些轉(zhuǎn)基因生物的性狀，從而更好地分析為什么轉(zhuǎn)基因會出現(xiàn)一些特異性狀。

（三）實施PBL方法的觀察指標(biāo)

在完成課程后，用考試的形式檢測兩組同學(xué)對遺傳學(xué)內(nèi)容的掌握程度。滿分為100分，85分以上為優(yōu)秀，75～84為良好，60～74為合格，60以下為不合格。

（四）統(tǒng)計方法

應(yīng)用SPSS統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行處理。數(shù)據(jù)資料用平均值表示。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

二、結(jié)果

（一）課堂討論

為形成以學(xué)生為主體的問題式探究性學(xué)習(xí)環(huán)境，實行小組討論，引導(dǎo)學(xué)生由原來的“填鴨式”教學(xué)模式到以問題為中心批判式討論過渡。以組為單位進行組內(nèi)和組間討論，討論結(jié)束由組長對該組討論的結(jié)果進行總結(jié)。每組組長匯報完畢，可由學(xué)生進行自評、互評。由于讓同學(xué)們自己查資料解決問題，大家的參與度很高，每個同學(xué)都能認真查找資料，課堂氛圍特別活躍。

（二）線上討論

隨著信息時代的到來，合理運用線上平臺使教學(xué)實踐變得更便捷、更新穎、更高效。教師可運用教學(xué)軟件建立討論組，學(xué)生可線上討論老師在教學(xué)軟件上傳的問題，亦或各組加入不同的聊天室進行問題討論，再由組長對討論的結(jié)果進行整合，上發(fā)到教師建立的討論組，增加結(jié)果的準(zhǔn)確性和教師批改的高效性。討論交流的載體包括文字、圖片、音頻、文件以及輕松且形象表達意思的表情包，師生共同參與營造嚴(yán)肅活躍的學(xué)習(xí)氛圍。教師也能很好地把握學(xué)生對知識的理解程度。然后引導(dǎo)學(xué)生更好地理解和掌握作為重點、難點的知識點。

（三）學(xué)習(xí)效果分析

學(xué)習(xí)因子的評價指標(biāo)有學(xué)生的學(xué)習(xí)適應(yīng)性、學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)效果。老師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，結(jié)合直觀式教學(xué)方法和提問式教學(xué)方法，對學(xué)生的學(xué)習(xí)適應(yīng)性、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)效果進行統(tǒng)計。運用PBL教學(xué)模式讓不同性格和基礎(chǔ)的人一起探討并發(fā)表自己的看法，適應(yīng)性更強。學(xué)習(xí)態(tài)度可從課堂回答問題情況和課堂表現(xiàn)等方面來評價，在教授完課程內(nèi)容后通過做題考試的方式考察學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

通過考試成績與LBL組學(xué)生對比，PBL組同學(xué)的優(yōu)秀率和良好率遠高于LBL組，平均成績也顯著提高，由62.31分提高到84.89分。差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表1。結(jié)果證明，PBL教學(xué)模式有利于幫助學(xué)生掌握授課內(nèi)容，能極大地改善教學(xué)質(zhì)量。

三、討論

目前，PBL在農(nóng)學(xué)類專業(yè)課程教學(xué)改革中的應(yīng)用較少，因此PBL在農(nóng)學(xué)類專業(yè)課程有待推廣和完善。

（一）PBL教學(xué)方法有利于提高學(xué)生各方面的能力

結(jié)果表明，在教師提出問題后，學(xué)生會通過各種途徑學(xué)習(xí)和搜集資料，大大提高了學(xué)生的積極性和主動性。學(xué)生在掌握一定知識后會自主思考，有利于提高思考問題的能力。通過這種教學(xué)方法，學(xué)生學(xué)會了團隊協(xié)作，共享合作成果。

（二）PBL有利于提高教學(xué)質(zhì)量

傳統(tǒng)的教學(xué)法中，學(xué)生處于被動接受的地位，缺乏主觀能動性。而使用PBL教學(xué)法可以促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，通過講解問題的方式來展示自己的想法;通過教師引導(dǎo)，可讓其他同學(xué)有效理解所講內(nèi)容，大大提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（三）PBL教學(xué)對教師的能力有一定要求

在實施PBL教學(xué)法的過程中，教師首先起一個引導(dǎo)的作用，給學(xué)生提出問題。在學(xué)生針對問題提出解決方案后，教師需作出評價并歸納，這就要求教師具備一定水平的專業(yè)知識，可以解答學(xué)生的疑惑，并且要求教師善于調(diào)動學(xué)生的主動性。

綜上，PBL教學(xué)法可以提高學(xué)生各方面的能力，有利于提高教學(xué)質(zhì)量等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)學(xué)類專業(yè)課程的教學(xué)。

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