基于“PBL”教學方法的高職實踐類課程線上教學的探索及應用
——以“基因操作技術”為例

朱建晨，田 錦，楊新建，汪長鋼

（北京農業職業學院，北京 102442）

0 引言

目前，虛擬仿真、線上云課堂等教學手段，與傳統職業教育手段相比給了學生更直觀的學習體驗，并且也取得了一定的教學效果。但是，隨著職業教育課程體系的改革和發展，特別是在線上教學中[1]，現有的信息化教學方法，已經很難適應職業教育教學需求，在實施過程中也存在著實踐特點不鮮明、實操性不突出、學生被動接受、師生互動性不強等諸多問題，尤其是針對實踐性技能的訓練和學習，其教學效果更是大打折扣。這就要求教師針對新問題、結合新形勢、應用新方法，并根據不同課程的教學目標來設定具體項目目標，用項目目標來驅動解決問題。學生通過教師指導，以此不斷完成任務來解決和驅動問題，進而實現知識和技能的學習[2]。而如何實現上述可能，使線上教學既順應新時代社會發展背景下教育變革的要求，又突出職業教育中以學生為中心和以實踐訓練為主導的教學特點，是職教工作者急需思考和解決的問題。

借助超星公司開發的一個基于微服務架構打造的集成課程學習、知識分享，以智能移動終端等設備為依托的一種移動學習平臺——學習通客戶端，利用學習通中在線學習課程、分組研討、電子文獻資源下載等功能，通過“PBL”教學模式在“基因操作技術”專業課程中的應用進行探究，從而為相關高職教育教學工作者提供經驗借鑒。

1 什么是“PBL”教學法

“PBL”教學法是以問題為基礎、為導向的教學方法。這種教學方法的應用充分發揮了以學生為主體、教師為主導的教學理念，在調動學生的學習積極性的同時，也在一定程度上推動了教師自身學習能力的提高[3-5]。“PBL”教學方法在教學中，承擔了“教”和“學”“師”與“生”的紐帶作用，能夠不同程度地在教師、教學資料和教學媒體3 種角色中轉換。即有利于通過資源的共享對知識進行快速傳播，同時又提升了教學效果。最終達到向學習者提供一種不受時間和空間限制的個性化教學支持[6]。簡單來講，“PBL”就是在線上教學中，由學生發出操作指令，由教師忠實完成相應實驗操作過程的一種教學模式。同時也是針對職業教育特點，培養高職學生的學習內驅力，因地制宜，因材施教的一種適合學生身心發展規律的教學方法[7-9]。

2 “PBL”教學方法在“基因操作技術——基因擴增檢測與純化”項目教學中應用

結合個人的研究與實踐，針對“基因操作技術”這一專業課程實踐教學內容，融入“PBL”教學方法進行探索。下面基于“PBL”從學情分析、教學設計、教學實施和教學評價4 個方面進行闡述[10-11]。

2.1 學情分析

授課對象主要是高職生物技術專業二年級學生，學生已經學完“微生物技術”“生物化學”“分子生物學”等基礎課程，學生具備了微生物培養，DNA 或RNA 的結構、組成、復制、轉錄，電泳技術等基本知識和相關技能，具備了對基因進行進一步學習的分子生物學基礎。因此，該課程旨在培養生物技術企業基因操作崗位的職業能力，使學生具備核酸的分離與純化、目的基因的克隆、DNA 體外重組等能力。同時，為了掌握學生真實的知識和技能基礎、認知和實踐能力、學習特點，課前通過學習通利用在線平臺測試、課前調查、仿真測驗、課程成績分析等，實際了解學生前導知識和技能掌握情況，并結合上述結果實時調整教學策略。再結合學生喜歡動手操作，善于從實踐操作中獲取理論知識，習慣于從動畫、視頻、網站等掌握提升知識的學習特點，在充分利用學習通平臺資源基礎上，整合智慧職教、MOOC 等學習資源，為學生提供豐富的、隨時、隨地可以學習的資源庫，以實現課程知識目標、能力目標及素養目標。

2.2 教學設計

課程總體設計思路是結合教學目標，以基因操作的基本過程為主線設計教學項目，以工作任務為載體，按照企業崗位需求，選取合適教學內容。

2.2.1 教學目標

知識目標：通過學習該課程，學生應能理解PCR 技術原理、識記PCR 反應體系各成分及功能、鞏固核酸電泳相關知識、復述核酸切膠回收目的與方法。

技能目標：通過課程任務具體實施，學生應能規范、準確構建PCR 反應體系，熟練完成電泳技術相關操作，正確分析擴增產物核酸電泳結果，能按照說明書完成擴增產物切膠回收。

素養目標：通過課程知識和技能的學習與實踐，培養學生連續進行生物大實驗的專業素養，增強學生實驗安全意識、節約意識、責任意識，并具備統籌時間意識和實驗條件意識。

2.2.2 教學資源與工具

針對該課程，利用學習通教學平臺，自主構建“基因操作”技術課程資源庫（包括專業圖片、視頻、微課、仿真軟件、動畫等），并配合MOOC、智慧職教等平臺資源，滿足學生對課程知識和技能的學習需求；同時搭建“基因操作技術”微信公眾號，收集并發布和基因操作相關的新聞資料、背景知識、名人傳記、黨史、專業素養等思政元素資源，提升學生思想認知和境界，滿足學生精神方面的需求，落實立德樹人的根本任務。而企業微信建立授課班群，用于發放教學資料，并視頻直播教學。

2.2.3 教學方法

基于“PBL”方法的在線教學按課程的項目流程為主線進行，以工作任務為先導，以解決各個任務中的具體問題為基礎，以學生為主體，以教師為導向，利用啟發式、引導式、輔助式教育，調動學生的主動性和積極性，培養學生的技術技能水平[12]。

就該課程而言，課前，教師利用學習通平臺，下發課堂任務資料，提出具體問題，學生利用平臺資源，自主學習并提出問題的初步解決辦法，并可在線上和同組學生或教師進行互動；課中，教師通過企業微信視頻講解工作任務的重點和難點，并組織學生借助仿真軟件聯系技能，同時引導學生在線分組討論學習，形成任務實施方案，教師進行解釋、補充和評價。課后，教師依據學生的評價結果，有針對性地對學生存在的問題，在教學平臺上傳特定學習資源，完成學生的個性化輔導；并且，針對學生的總體學習情況，設定不同形式的考核方式，檢測學生的學習效果，如課堂匯報、思維導圖、總結報告、測試測驗、小論文等；同時學生可以利用學習通上的各種多媒體學習資源圍繞工作任務反復進行自主的多次學習，并可以在線完成提交作業、測驗、考試等各個考核環節。

2.3 “基因擴增、檢測與純化”實踐教學項目實施

2.3.1 發布在線學習任務、組建學習小組

在線教學需要與學生進行更多的文字交流。因此，需要按學習進度發布通知文件，包括提前預習通知，知識摸底。

課程以小組協作開展，每組4～5 人，設小組長1 名，教師配合學生操作；其次在前期準備中由非專業條件和專業條件組成，非專業條件使用線上直播平臺，學習通和企業微信，主講教師視頻直播拍攝設備，教師與小組學生溝通設備，比如Ipad 及可伸縮支架、藍牙耳機、記錄筆與紙等；專業條件是指教學過程中或教學內容涉及到的專業教學材料（試劑、耗材、設備等），實驗涉及：PCR 產物，10 μL移液器及配套槍頭，1.5 mL 離心管架，電泳儀，電泳槽，瓊脂糖凝膠，廢液杯，1×TAE Buffer 500 mL，上樣緩沖液，透明膠帶，吸水紙等；最后是對學生的要求，以小組形式回顧電泳技術的相關內容，形成具體操作腳本，腳本編制要在小組長的組織協調下進行，小組成員按分工用簡練、專業、風趣的語言，在規定學時內呈現出“凝膠制備”“電泳過程”“結果觀察”3 個部分工作內容。以具體工作進程依次由一名學生與教師實時視頻對話，其他學生做好隨時補充發言準備。

2.3.2 實操過程

在學生熟悉課程內容基礎上（可通過課前預習、課上講解、視頻學習、仿真練習等），小組線上討論并形成技能操作實施方案（或操作腳本）。由每組優秀代表按照實施方案或操作流程，借助藍牙耳機以簡潔、精準語言指揮教師完成相應操作，并通過視頻設備觀察完成進度和完成效果，及時修正；同組學生也通過視頻設備觀察教師的操作過程，通過錄屏、截圖、書寫等手段記錄實驗現象、實驗結果、存在疑問等作為課后總結討論材料。也可在操作過程中，線上與主講教師溝通，及時解決課堂疑問。課堂總結和小組匯報階段，教師可參與討論和匯報過程，回答學生與教師針對操作過程的疑問。

2.3.3 注意事項

首先，技能操作實施方案（或操作腳本） 須提前發給教師，使其提前熟悉并做好準備，應用案例對教師專業素質有要求，至少需要具備生物專業背景或對生物實驗室比較熟悉的教師執行，否則難以準確地將學生的語言指令轉化為專業操作過程。

其次，整個操作環節應安排緊湊，盡量在Ipad攝像頭拍攝范圍內，教師嚴格按照學生的指令進行操作，不做任何修改和提示。

2.4 教學評價

學生最終的學習效果評價以形成性評價為主，結果性評價為輔。可以通過學習通平臺選擇按班級查看這一個班級的課程教學數據，包括課堂積分、簽到率、訪問量、討論區帖子數量等，也可以查看每一個學生獲得的分數詳情。還可以進行學情統計，包括作業、測驗、課堂積分、簽到率、課程討論等內容，利用學習通在線學習平臺上形成的數據結合教師評價、小組之間互評等多種方式進行評價。

3 “PBL”教學法在“基因操作技術”實踐課程教學中的優勢

3.1 轉變形式，激發興趣

“PBL”教學方法的運用，改變了原來單調、被動的線上學習方式，拓寬了多元化的學習途徑，引導學生不斷嘗試更積極自主的學習方法，激發學生更主動地參與到整個學習過程。同時，由學生親自發出操作指令，也可以反映出學生對實驗內容的理解和掌握程度。同時，可以有效引導學生主動探究學習，激發學生的學習興趣，真正讓信息化教學手段能夠有效地發揮自身作用。

3.2 多種方式，提升參與度

把教學多媒體技術和微課教學融入“PBL”教學方法中，將乏味枯燥的知識點以媒體、視頻、圖片等多種形式直觀地呈現出來，在聽覺、視覺等感官上刺激學生，讓其更好地理解并掌“基因操作技術”課程的相關知識。教師可以將學生分成幾個小組，進行分組合作。盡可能地激發學生在課堂上的主觀能動性，不再單純面對冰冷的實驗設備，讓學生在這種有“溫度”的教學模式下，享受更愉悅地獲取知識的體驗，并且幫助其在原有知識水平基礎上，獲得更大的提升。

3.3 主動探討，強化教學效果

在教學過程中發現，“這種形式也有其局限性，學生的主動性受到限制，學生的個別差異性被忽視”[4]。因此，這就要求教師不能單純地以線上“說明書式”方法進行授課，要訓練學生獨立設計操作過程基礎上，通過指導教師完成操作，加深學生對實驗操作核心內容的理解和掌握，再通過最后的匯報，實現學生自主分析和解決問題的有機結合，強化學生在學習中的主人翁意識，強化學生的創造性，不斷提高學生的學習能力、合作能力、實踐能力。最終“轉變學生知識消費者的身份，從而成為知識創造者。”

在熟練完成上述基本過程基礎上，教師也可在某一核心知識點或技能考核點增加難度，如由教師人為地主動設置錯誤點，或者可以在原有功能基礎上，鼓勵學生在保證人身安全和不損壞實驗設備的前提下，大膽思考和創新，開發更多的新方法，盡可能通過靈活多樣的實訓環節，使學生更加深入地進行學習。

4 線上課程應用“PBL”法教學的反思

4.1 長期根植于教師內心的教學理念和傳統的線上教學模式有待轉變

隨著職業教育改革和信息化教學手段的不斷深入，“人工智能時代的教師應強化教育信念，踐行終身學習理念；提高角色認識，注重學生創造力的培養；發揮角色優勢，關注師生情感對話[6]。”這就要求教師在教學過程中要與時俱進，不斷創新教學方法，不斷豐富自身的信息化教學手段，用更新穎有趣的方式把知識傳授給學生。

同時，還要不斷地豐富師資力量，提高教師的招聘“門檻”，在人才引進或招聘過程中，要充分考量應聘者的綜合素質，為信息化教學開展提供有效保障。還要加強對現有專任教師的系統培訓，讓教師在不斷學習中進步，提高自身的教學質量。

4.2 教師對講授內容和教學方法的運用不夠靈活

教師在課程線上教學中，不僅要清晰知道自己的講授內容，更要知道授課的目標。同時，要在教學內容和學生對知識的接受能力等方面考量，采用更科學、更合理的方法進行授課。比如，在學習“基因操作技術”中“PCR 產物的電泳檢測”這一內容時，要求學生在理解PCR 原理和能夠完成操作過程基礎上，會用瓊脂糖凝膠電泳檢測擴增結果，其重點是電泳過程和電泳結果的分析。電泳過程按照一般的教學思路和方法，采用教師講解的方式其教學目標很難達到，如果采用視頻或動畫的方式，再加上教師的答疑解惑，效果則更佳；而對于電泳的分析，則采用教師講解加圖片輔助的方式則更好，因為電泳結果千差萬別，目前該方面的素材還不多。對于此教學內容中涉及的技能操作，則采用了由教師扮演的方式，而不是通常的線上虛擬仿真。

4.3 加強專業群相關課程的有機銜接

在教學中，要與“微生物技術”“免疫學技術”“生物化學”等課程有效融合。在教學過程中，可以發揮各個學科的聯動作用，通過各種教學方法的運用，促進課程知識相互融合，加強整體性和聯動性。比如，教師以團隊形式，自主開發符合實際情況的教學案例，當教師準備在課上進行知識拓展的時候，可以讓學生在課前就某一方面的課程案例進行思考和梳理，課上進行分組討論，通過這種教學方式使某一門課程不再是獨立的，而是能與其他專業課程相融合的，將線上教學不再僅僅約束在一個方法，而是將線上教學方法轉化成了一種激發學生系統學習專業知識高效的學習工具和途徑，最終達到高質量地完成教學目標和任務，提高學生的綜合素質的目的。

4.4 堅決避免“技術至上”主義

在線上教學運用過程中，很多教師把教育媒體等同于線上教學，從而導致當前線上教學中不斷追求技術，而輕視理論的現象發生，使線上教學落入了“唯技術論”“技術至上”的旋渦之中，延緩了線上教學的發展進程。另外，教師還要建設適用于該專業的課程資源和教學案例，避免導致教師產生嚴重的“教育失語”的可能。

5 結語

“PBL”教學方法是一種從新的視角出發，結合國家職業教育改革發展的要求，充分發揮學生主導地位，更好地實現線上實踐內容訓練和教學的方法。要想高效地開展“PBL”等教學方法，還要不斷評估該方法的教學效果，并以此為依據進行教學策略調整。基于此種教學特點，在教學過程中不斷反饋、收集、分析和解決，在實施過程中，對不同課程的教學策略不斷進行科學的修正和完善。

除此之外，還要妥善處理現存的問題，并形成有針對性的、科學有效的改進措施。通過不斷轉變教師教學理念、不斷激發學生學習興趣、改變固有的教學模式、加強專業群相關課程的有機銜接等措施，提高教師在線上教學中運用教學方法方面的教學素養和水平，從而有效提升育人質量。

總之，如何使線上教學不斷作為促進教育發展的手段和途徑，并成為豐富教學內容和教學方式的重要工具，需要師生、學校、教育部門和全社會多方面的共同努力和不斷實踐，從而最終達到提升育人效果的目的。