中外混合編組PBL教學模式在生物信息學課程中的應用初探

潘燦燦，許 薇，毛玉紅，張志明，陳 謙

（江蘇大學醫學院，江蘇 鎮江 212000）

PBL（Problem-Based Learning）[1]是一種以學生為中心、教師為輔、問題為導向的新學習模式[2]。生物信息學是一門由生物學、數學和計算機科學等多種學科交叉而形成的一種理論性與實踐性較強的學科[3]，其理論知識覆蓋面廣，信息存儲量大，檢索程序復雜，絕大多數醫學生表示在較短時間內難以理解并掌握。而留學生與中國學生在學習中有其各自的特點與優勢，中外混合編組PBL教學模式的采用為解決上述問題提供了契機。因此，本研究對中外混合編組PBL教學模式在生物信息學課程中的應用價值以及推廣的可能進行了初步探究。

1 對象與方法

1.1 研究對象

本研究受試對象為江蘇大學2017級60名MBBS留學生和同年級臨床醫學專業60名中國學生。所選留學生均來自以英語為官方語言之一的國家[4]。

1.2 研究方法

對60名留學生和60名中國學生分別進行1～60的隨機編號。選取30名奇數編號的留學生與30名奇數編號的中國學生組成6個混合觀察小組，即觀察組；剩余30名偶數編號的留學生組成3個留學生對照小組，30名偶數編號的中國學生組成3個中國學生對照小組。觀察組男生30名，女生30名，平均年齡（21.5±0.7）歲；對照組男生 31名，女生29名，平均年齡（21.7±0.9）歲。兩組學生性別和年齡差異均無統計學意義（P＜0.05）具體教學流程如下。

課前：負責人提前3天發放生物信息學數據庫參考資料及案例；學生線上學習數據庫的基本操作原理及示例問題。

課中：第1～6周：案例討論共分為由淺入深的3幕。

（1）第1周：組織學生對案例示例問題進行討論并利用學校購買的網站資源進行展示。

（2）第2～6周：觀察組與對照組組內就自主性問題相互進行提問，組間討論交流，教師現場答疑。

（3）第7～8周：考試：發放考查生物信息學基礎理論知識的試卷；文獻復現：學生根據自己感興趣的方向及對數據庫的掌握度進行文獻復現，教師根據思路陳述和實際操作進行現場點評及打分；問卷調查：中外混合編組學生填寫有關課程滿意度的問卷及能力測評表。

課后：進行教學效果評估：整理學生理論考核與文獻復現考核成績，綜合成績=理論成績×0.5+文獻復現×0.5，并整理問卷調查結果。

1.3 統計分析

應用SPSS 25.0軟件進行分析，計量數據采用均數±標準差表示，采用ANOVA檢驗分析組間差別；計數資料采用[n（%）]表示，并進行χ2檢驗，用P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 觀察組與對照組綜合考核成績比較

觀察組的平均成績均高于對照組，差異具有統計學意義（P1＜0.05，P2＜0.05），兩組學生的綜合考核成績見表1。

表1 觀察組與對照組綜合考核成績對比（±s，分）

表1 觀察組與對照組綜合考核成績對比（±s，分）

組別 成績84.00±4.86 80.47±4.42 81.37±4.88 P觀察組對照組1對照組2＜0.05＜0.05

2.2 觀察組與對照組綜合能力提升滿意度對比

綜合能力問卷調查分為4個等級：顯著提升、提升、一般、未見提升。滿意度=（顯著提升+提升）人數/總人數。共發放問卷120份，回收120份，結果顯示觀察組學生的案例討論思維發散能力、外語能力、學習積極性、學術創新力、跨文化交流能力5個方面的提升指標均高于對照組，差異均具有統計學意義（P＜0.05）。兩組學生在團隊協作能力和自主學習能力提升方面比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。

表2 兩組學生能力提升的滿意度對比[n（%）]

2.3 觀察組學生教學滿意度調查

觀察組中有16.6%的學生教學中對中外混合編組PBL教學模式在生物信息學教學中的應用效果表示很滿意，55.6%的學生表示滿意，20.0%的學生表示一般，6.7%的學生表示不太滿意。總體來說觀察組學生對于該模式的滿意度較高，有利于該模式在生物信息學及其他醫學新興輔助學科的應用與推廣。

3 討論

3.1 PBL教學模式的應用分析

PBL教學模式已經廣泛應用于醫學及其他學科教學[5-7]。與傳統教學模式相比，PBL教學模式通過翻轉課堂，在“提出問題—解決問題—發現新問題”的循環中，使學生由被動學習變為主動學習，提高了學生的邏輯思維能力和自學能力。然而，目前國內大多數醫學生的生物信息學課程仍沿用“以教師、教材為中心”的傳統教學模式，忽略了生物信息學課程的應用性以及實踐性特點[8]。綜合能力提升的調查分析提示參加該項目研究的學生在考核成績上優于采用傳統教學模式的學生。在均采用PBL教學模式的前提下，兩組學生的案例討論思維發散能力、團隊協作能力、自主學習能力提高占比均超過70%，這不僅肯定了PBL教學模式的應用效果，也說明了本研究以PBL教學模式為基礎的可行性。

3.2 中外混合編組PBL教學模式的優點及存在問題

21世紀以來國內外高校逐漸進入PBL教學模式的調整與創新階段，各大高校努力搭建高水平、有特色、國際化的學習平臺，以滿足國際教育一體化環境下對高水平醫學人才的需求。而中外混合編組PBL教學模式設計的關鍵在于實現了學習角色的轉換，有利于加深學生對知識的理解，提高知識的應用轉化率，同時通過自主性的文獻復現，提高了學生舉一反三的思維能力。通過對學生的綜合成績進行分析，結果顯示，觀察組學生綜合成績高于對照組。這可能是由于中國學生對書面考試的適應性較強，留學生對表達、操作方面的考核相對擅長，二者相互取長補短充分發揮各自優勢，從而在量化考核中有較明顯的體現[9]。

表2調查結果顯示，與對照組相比，觀察組在能力提升方面較對照組有以下突出優勢：（1）中外學生取長補短，促進PBL案例討論效果最大化，提高學生學習積極性。（2）中外學生不同觀點間的碰撞融合，拓展了問題探究的深度和廣度，有利于思維的發散。（3）不同語言的使用，促進學生外語能力的提升。（4）中外學生零距離交流，提高學生跨文化交流學習的能力[10]。（5）中外學生不同的討論思路，有利于學生提升學術創新能力。

但是在肯定該模式應用價值的同時也發現了在應用過程中的不足：（1）課程案例討論涉及專業詞匯及生詞較多，學生個人反應速度及基礎英語水平不均衡，導致團隊協作能力提升困難。（2）生物信息學課程涉及的內容和知識面較廣，討論時容易跑偏或冷場[11]。（3）課程設計的梯度感不夠明顯，導致學生遇到過難問題時容易退縮。

3.3 中外混合編組PBL教學模式在醫學輔助學科的推廣前景分析

生物信息學對于醫學生而言是一門新興輔助學科[8]，它利用計算機科學與技術對人類海量基因組信息進行儲存和分析，并為當代臨床及科研工作者的診斷治療及疑難病癥攻克提供指導。因此，學生如何高效掌握并運用生物信息學知識對其未來發展具有十分重要的意義。通過教學滿意度調查分析發現，72.2%的觀察組學生對于該教學模式在生物信息學教學中的應用效果表示非常滿意與滿意。可見中外混合編組PBL教學模式在生物信息學課程中有一定的適用性。

隨著基因分子水平醫學的迅猛發展，有很多醫學新興輔助學科如蛋白質組學、結構功能基因組學等也發展迅速。這些學科的特點與生物信息學課程特點具有較大相似性。因而中外混合編組PBL教學模式在生物信息學課程中的適用性，在一定程度上能夠為上述醫學新興輔助學科的推廣提供參考。

3.4 中外學生混合編班協同培養的可行性分析

盡管我們的項目研究背景著眼于PBL教學和生物信息學，但是我們同樣測試了一種中外學生混合編班協同培養的新模式。

早在2017年，中國已經是亞洲最大的留學生目的國。留學生趨同管理是國際上主流的通行做法[12]。然而，仍存在一些現實問題，如語言和文化水平等的不同使其難以實現完全的相同管理方式[13]。以醫學教育為例，MBBS留學生的課堂紀律較本國學生差，但課堂活躍度高；本國學生課堂紀律優異，但課堂氛圍和活躍度相對較差，如何進行優勢互補，共同提高，值得我們進一步探索[14]。

此外，為實現中國高等教育國際化的目的，教育部早在2001年就下文明確要求高校積極推進雙語教學，并將雙語教學的數量和質量作為本科教育水平評估的重要指標之一[15]。由此可見，無論對于留學生還是中國學生而言，同堂授課協同培養的趨同化管理都十分必要。

我們在研究中發現，觀察組中的中國學生普遍表示自己的英語水平得到提升，與中國學生單獨組隊的對照組相比，觀察組中的中國學生在跨文化交流能力這一項的自評中滿意度更高。盡管在獨立解決問題的實踐中，所有參與者都提高了專業英語閱讀能力，但觀察組學生英文溝通能力的提升要顯著高于對照組。

我們的研究為留學生教育模式探索提供了一種新思路，最大限度發揮了小組成員之間的協作能力，促進跨文化的溝通和了解，在學習中不但能熟練掌握專業知識，更能提升跨文化交流能力[16]。同時研究結果顯示，觀察組學生的考核成績、各項綜合能力水平均有顯著提高，其滿意度也較高，因此中外混合編組PBL教學模式在國際教育一體化背景下，有利于開闊學生視野，并在一定程度上為其他醫學新興輔助學科的教學改革提供參考。