PBL與CBL雙軌教學模式在《分子生物學與基因工程》中的應用

摘? 要：以碩士研究生課程《分子生物學與基因工程》為研究對象，實施PBL+CBL雙軌教學模式的構建和應用。通過設置四個難易程度不同的問題和案例，在課堂教學中引入PBL+CBL雙軌教學模式。學生可以根據自身條件，從難易不同程度的學習模塊中獲得知識和能力的提高，使研究生因材施教成為可能。項目的成功實施，對解決研究生教育的差異化問題，具有重要意義。項目實施成果可在其他研究生課程中推廣應用。

關鍵詞：PBL與CBL雙軌教學模式? 分子生物學與基因工程? 教學改革? 因材施教

中圖分類號：G64? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）01（a）-0221-04

Abstract： Taking the postgraduate course "molecular biology and genetic engineering" as the research object， the construction and application of PBL and CBL double track teaching mode are implemented. Through the introduction of PBL and CBL double track teaching mode， four problems and cases with different degrees of difficulty and ease are set up to enable students to improve their knowledge and ability. The learning modules are with different degrees of difficulty according to their own conditions， which makes it possible to teach students in accordance with their aptitude. The successful implementation of the project is of great significance to solve the problem of differentiation in graduate education. And the project results can be applied in other graduate courses.

Key Words： PBL and CBL double track teaching mode; Molecular biology and genetic engineering; Teaching reform;? Teach students in accordance with their aptitude

PBL（problem-based learning）是向學生提出問題，圍繞問題收集素材，最終解決問題的教學模式，在醫藥學課程中應用較為廣泛[1]。CBL（case-based learning）是案例分析的教學模式，在醫藥學課程，以及經貿管理類課程中應用較多[2]。這兩種教學模式都是為OBE教學理念服務的。但是這兩種教學模式又有不同的地方。PBL主要訓練學生的發散思維，提高學生收集訊息、解決問題的能力[3-4]。學生最終可以從成功解決問題中獲得自信。案例的教學，更多的是教師與學生一起詳細分析實例，使學生了解整個案例實施過程中的細節，培養學生分析判斷、總結歸納的能力。CBL對學生的實踐起到很重要的作用[5]。研究表明，將PBL和CBL這兩種教學模式結合起來，使用PBL+CBL雙軌教學模式，可以最大限度地激發學生的學習興趣，提高教學效果[6-7]。

浙江工業大學藥學院研究生課程《分子生物學與基因工程》是一門專業課程，課程內容包括基因工程，以及與基因工程相關的分子生物學技術。選修該課程的學生的學習水平存在著明顯差異。有些學生畢業于中藥或者藥理專業，基礎較差，學習較為困難。教師需要面對學生基礎差異明顯，教學內容安排困難的問題。學生水平的參差不齊對課程全英文教學的實施和授課效果造成了一定的影響[8]。為了解決這個問題，使因材施教成為可能，我們在課程中設置數目相同、但難易程度不同的問題和案例，構建PBL與CBL雙軌教學模式。這樣，針對研究生教學因材施教的難題，可通過學生在雙軌教學模式中的差異化學習得到解決。本項目的成功實施，對解決研究生教育的差異化問題，具有重要意義，實施成果可在其他研究生課程中推廣應用。

1? 研究內容

以碩士研究生課程《分子生物學與基因工程》為研究對象。在這門課中構建和應用PBL+CBL雙軌教學模式。在研究生課程中，50%的內容為基礎知識，剩下的50%內容設計為模塊課程，導入PBL+CBL雙軌教學模式。課程的PBL和CBL雙軌教學按照從易到難的順序排列。基礎差異明顯的學生可以通過雙軌模塊教學得到不同程度的學習效果，從而實現差異化教學。

1.1 PBL+CBL雙軌教學模式的構建

主要任務為將50%的教學內容設計為模塊課程，導入PBL和CBL雙軌教學模式，設置不同難易程度的問題和案例教學。項目的關鍵性問題是選擇合適的PBL和CBL。在選擇問題和案例時，問題和案例的數目一致。因為問題和案例提高學生的不同學習能力，設置相同數量的問題和案例，能夠均衡地提高學生的學習能力，也能體現出雙軌的含義。

1.2 PBL+CBL雙軌教學模式的應用

用PBL+CBL雙軌教學模式進行授課，總結經驗。在授課時，教師對于學生基礎的差異性要有心理準備，對于基礎較差，甚至零基礎的學生，不能有歧視，應該以歡迎的態度接受學生。學生通過不同的PBL和CBL，以不同程度的學習深度和要求參與到教學活動中。要實現這個目的，需要教師在雙軌教學中進行很好的指導。教師需具備良好的溝通能力，應變能力，豐富的教學經驗，這對教師提出了更高的要求。授課完成后，教師對教學效果及時進行評估。

2? 研究結果

2.1 設置四個問題和四個案例

《分子生物學與基因工程》課程是專業性很強的課程，雖然學科發展的歷史不長，但是該領域的科技技術進步非常快，近幾年出現了較多的新概念和新技術。如何選擇合適的問題和案例是該項目是否成功的關鍵。我們在學科基礎知識和經典理論中選擇了四個問題和四個案例。對于學生來說，掌握最經典的案例，弄明白最基礎的知識點，可以幫助他們在研究生求學階段打下堅實的基礎，使他們有能力在以后的自學或者深造中學習更為先進的技術。

2.1.1 問題1

設置問題1——從微生物中提取DNA的方法。從微生物中提取DNA的方法非常多，但是有一個最基本的理論，就是先把DNA沉淀下來，再去除雜質。把DNA沉淀下來和去除雜質有很多種不同的方法。最為經典的是堿性沉淀法。基礎差的學生只需要理解堿性沉淀法，掌握最基礎的原理和技術?；A好的學生則可以去探索最前沿的提取技術，比如從真菌中提取DNA的方法。

2.1.2 案例1

設置案例1——從質粒中提取DNA。這是一個非常具體的操作過程，有最經典的方法和試劑，也有更先進快捷的方法。對于基礎差的學生，只教他們經典的路線;對于基礎好的學生，可以將最先進的技術交給他們，并把在科研過程中遇到的問題也和他們一起探討。

2.1.3 問題2

設置問題2——載體的分類。載體作為攜帶基因進入宿主的媒介，在基因工程是非常重要的教學內容。載體的種類非常多，有簡單的，也有復雜的。目前，每天都會有不同結構的新型載體被研究開發出來。對于基礎差的學生來說，能夠充分理解載體的概念，掌握一兩種簡單載體，已經是很好的教學收獲了。而對于基礎好的學生，他們對基本概念和常用的載體已經非常熟悉了，需要給他們講一些最先進的、較為復雜的載體結構。

2.1.4 案例2

設置案例2——構建一個載體。對于基礎差的學生只要了解載體的幾個主要部件，知道不同的部件有什么作用就可以了。基礎好的學生，則可以教學生如何將這些部件一個個拼湊起來，并且做一些發明改造，建造一個屬于自己的新型載體。

2.1.5 問題3

設置問題3——基因進入宿主的方法。目前有十幾種方法，可以將基因導入到宿主細胞里面。有些方法是比較經典的，且比較簡單的。有一些則需要使用精密的儀器，從理論和操作過程來講，都非常困難。因此，這個問題也是比較適合拿來作為教改的。基礎差的學生可以學習一些較為簡單易行的方法?；A好的學生可以學習更多先進的技術。

2.1.6 案例3

設置案例3——將胰島素基因導入到大腸桿菌體內。這是一個操作實例，其中涉及到胰島素基因的設計、轉化方法以及基因的篩選。對于基礎差的學生，只需要掌握基本的過程，明白其中的操作原理就可以了。對學習能力強的學生，則會進一步講解實驗過程中的細節問題，比如溫度、旋轉的頻率、細菌的培養環境等等。

2.1.7 問題4

設置問題4——基因工程的倫理問題。基因工程這門學科會涉及到非常多的倫理問題，包括轉基因農作物、克隆人、基因編輯等比較熱門的話題，很多倫理問題的討論需要學生具備有相應的基礎知識。如果對基因工程不是非常了解，那么在分析倫理問題時，就會出現困難。對于基礎差的學生，可以選擇簡單一點的倫理問題?；A好的學生則可以和老師研討更深層次的問題。

2.1.8 案例4

案例4——轉基因農作物的操作。基礎差的學生要搞明白什么是轉基因農作物、轉基因農作物的特點，基礎好的學生可以進一步學習基因轉移及轉基因農作物的培養過程。

2.2 教學實踐

在精心設置了四個教學問題和四個教學案例后，我們在2019/2020年度第一學期進行了一次教學實踐，以期獲得教改數據和成果。

2.2.1 摸底和分組

首先對學生的學習基礎進行摸底，以便將學生進行分組。摸底方式一是學生進行自我介紹，跟老師和同學們說一說自己是哪所學校畢業的，學習的是什么專業，是否上過相關的課程，畢業設計題目是什么。摸底方式二是讓學生們翻譯一小段專業英文。針對學生的自我介紹和翻譯情況，把學生分成兩組——基礎組和提高組?；A組使用問題和案例中的基礎環節，提高組使用時問題和案例中的提高部分。對于基礎不同的學生來說，我們討論的問題和案例的主題都是相同的，只是討論過程中的難易程度不同。2019/2020年度秋季教學班共有25名學生，經過分組后，10名同學被安排在基礎組，15名被安排在提高組?；A差的學生占到40%。

2.2.2 時間安排

每個問題安排3次課，四個問題安排了12節課;每個案例安排3次課，四個案例安排了12節課。總共利用24節課的時間進行教改實踐，所占的教學時間達到總教學時長（48課時）的一半。其余的教學內容按照教學計劃進行。問題和案例教學的具體授課時間根據教學計劃中排列的教學要點順序進行安排。設置的問題和案例本來也是在教學計劃之中的，問題和案例的討論不會影響整體的教學進度，這些本來就需要教學的內容只是被特意地獲取出來進行進一步的教改。

2.2.3 分組討論的教學形式

當遇到有問題和案例教改任務時，教師在上課時首先布置任務，明確討論主題和方向。簡單講解基本理論。將學生分為兩組，分開就座。允許學生使用多媒體設備，以自主學習為主，教師在兩組之間進行穿插輔導，主要是聽取學生的討論內容，參與其中進行指導。課堂結束時，進行總結和評點，對學生遇到的問題進行及時解答。其余非教改教學內容以教師授課為主。

2.2.4 教學反饋

在雙軌教學模式的授課中，教師不再是簡單的講解，而是根據學生的學習情況去積極地進行指導，這對教師提出了更高的要求，教師可以因此獲得教學能力的提高。對于學生而言，學生比較認可這種教學方法，通過自主的學習模式，不同基礎層次的學生在有限的時間里都學到了知識，有了收獲。在課堂后的反饋中，學生們認為自己的學習興趣和學習的積極性都提高了，對該項教改的效果較為滿意。

3? 結語

為了解決學生基礎差異大，研究生因材施教問題，我們對教學總任務的50% 教學內容進行了改革，將其設置為四個問題和四個案例。每個問題對應一個案例，討論相同的主題。四個主題按照先易后難的規律，被安排在24節課時中，構成一個PBL+CBL雙軌教學模式。教改并沒有對整體的教學任務進行更改，而是將PBL+CBL雙軌教學模式融入教學中。這種教學方式的改變，對教師提出了更高的要求，教師需要根據學生的學習情況去積極地進行指導。教師通過教改獲得了教學能力的提升。對于學生而言，學生比較認可這種教學方法，通過自主的學習模式，不同基礎層次的學生在有限的時間里都學到了知識，有了收獲。在課堂后的反饋調查中，90%以上的學生認為自己的學習興趣和學習的積極性都提高了，對該項教改的效果較為滿意。另外，PBL+CBL雙軌教學模式的應用比較適合人數較少的教學班，如果人數太多，分組后每組有較多的學生，不利于討論和教師進行指導。

參考文獻

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[8] 李敏.《分子生物學與基因工程》全英文教學的改革與實踐[J].科技創新導報，2015（17）：178-180.