融合STEAM與PBL的中藥生物技術(shù)課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐

摘要" 為適應(yīng)新醫(yī)科對(duì)中藥專業(yè)人才培養(yǎng)的新要求，本文對(duì)中藥生物技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出了融合STEAM教育理念和PBL教學(xué)模式的教學(xué)改革措施。通過課前、課中和課后3個(gè)階段，對(duì)該教學(xué)模式進(jìn)行改革與實(shí)踐，并對(duì)其實(shí)施效果與評(píng)價(jià)進(jìn)行研究。通過該教學(xué)模式，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到提高，創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力得到鍛煉，有助于培養(yǎng)中藥學(xué)復(fù)合型創(chuàng)新專業(yè)人才，滿足中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新需求。

關(guān)鍵詞" 中藥生物技術(shù)；新醫(yī)科；STEAM；PBL；中藥產(chǎn)業(yè)

中圖分類號(hào)" G642.0；S184" " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼" A" " " "文章編號(hào)" 1007-7731（2024）17-0129-03

DOI號(hào)" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.17.031

Teaching reform and practice of Traditional Chinese Medicine Biotechnology by integrating STEAM and PBL

WEI Yicong" " LIN Qingqing" " WANG Yinghao

（College of Pharmacy， Fujian University of Traditional Chinese Medicine， Fuzhou 350122， China）

Abstract" In order to meet the new requirements of new medical science for talent cultivation in the field of Traditional Chinese Medicine， the current situation of Traditional Chinese Medicine Biotechnology course teaching was analyzed and a teaching model was proposed that integrated STEAM education concept and PBL teaching model. The teaching model was reformed and practiced through three stages： pre-class， in class， and post-class， and the teaching effectiveness and evaluation of its implementation were studied. Through the teaching model， students’ interest in learning was enhanced， and its innovative thinking and practical abilities were exercised and help cultivate innovative professionals in the field of Traditional Chinese Medicine major， meeting the new needs of the development of the Chinese medicine industry.

Keywords" Traditional Chinese Medicine Biotechnology; new medical science; STEAM; PBL; Chinese medicine industry

基于科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)（Science，technology，engineering，art，mathematics，STEAM）教育理念[1]，結(jié)合問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)[2]（Problem-based learning，PBL）教學(xué)模式，為中藥生物技術(shù)課程提供了一種創(chuàng)新性的教學(xué)方法。中藥生物技術(shù)課程結(jié)合了生命科學(xué)與中藥學(xué)理論，是涉及多個(gè)學(xué)科的綜合性課程，將這兩種教學(xué)模式融合并進(jìn)行教學(xué)改革，有利于培養(yǎng)學(xué)生掌握必要的理論知識(shí)，在實(shí)踐中提升技能，成為具備創(chuàng)新能力和實(shí)踐精神的中藥學(xué)人才[2]。胡高升等[3]研究認(rèn)為，該課程旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握現(xiàn)代生物技術(shù)方法，是中藥學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)課程之一。呂世奇[4]對(duì)PBL教學(xué)模式下STEAM課程教學(xué)策略進(jìn)行研究，認(rèn)為該課程的教學(xué)改革有利于提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。戴愛國(guó)[5]研究認(rèn)為，中醫(yī)藥院校人才培養(yǎng)要?jiǎng)?chuàng)新教育體系，以促進(jìn)中醫(yī)藥學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展。姜錦芳等[6]研究認(rèn)為，當(dāng)前中醫(yī)藥人才培養(yǎng)教學(xué)模式存在部分待改進(jìn)之處，如教學(xué)模式有待進(jìn)一步多元化，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)新能力。

本文以中藥生物技術(shù)課程為例，基于新醫(yī)科背景的中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，提出融合STEAM與PBL的教學(xué)新模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、實(shí)踐創(chuàng)新能力和專業(yè)素養(yǎng)，培育中藥學(xué)領(lǐng)域的復(fù)合型創(chuàng)新人才。

1 中藥生物技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

中藥生物技術(shù)是中藥學(xué)專業(yè)的一門必修課程，內(nèi)容涵蓋基因工程、酶工程、細(xì)胞工程與發(fā)酵工程及組學(xué)技術(shù)等生物技術(shù)在中藥學(xué)中的應(yīng)用。其是一門實(shí)驗(yàn)與理論并重的學(xué)科，要求學(xué)生掌握化學(xué)、生物學(xué)和物理學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)。STEAM與PBL的有機(jī)結(jié)合為該課程教學(xué)改革提供了新的方向。岳鑫等[7]研究認(rèn)為，醫(yī)藥院校中藥生物技術(shù)課程主要面向大三、大四學(xué)生，其涉及知識(shí)面廣且抽象，技術(shù)復(fù)雜，學(xué)生掌握困難。朱建華等[8]研究認(rèn)為，該課程在中藥資源保存、品種選育和質(zhì)量控制等方面至關(guān)重要，是從事中藥行業(yè)必須掌握的技能。

在新醫(yī)科背景下，該課程教學(xué)面臨一些值得思考的問題：如何培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力；如何在有限課時(shí)內(nèi)有效傳授知識(shí)；如何讓學(xué)生理解并掌握知識(shí)重難點(diǎn)；如何提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力。為適應(yīng)學(xué)科發(fā)展，培養(yǎng)具有現(xiàn)代生命科學(xué)素養(yǎng)的創(chuàng)新型人才，該課程的教學(xué)方式有待進(jìn)一步調(diào)整與優(yōu)化，以培養(yǎng)其具備人文關(guān)懷、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)中藥學(xué)復(fù)合型人才。

2 新醫(yī)科背景下中藥生物技術(shù)課程STEAM+PBL教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

結(jié)合STEAM教育理念和PBL教學(xué)模式，對(duì)中藥學(xué)專業(yè)的中藥生物技術(shù)課程進(jìn)行教學(xué)改革。將教學(xué)活動(dòng)分為課前導(dǎo)學(xué)自學(xué)、課中引學(xué)促學(xué)和課后拓學(xué)思學(xué)3個(gè)階段，形成閉環(huán)式教學(xué)，并利用超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生、線上與線下的全方位互動(dòng)。

課前，教師通過超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)上傳教學(xué)內(nèi)容，布置導(dǎo)學(xué)測(cè)驗(yàn)和思考題，引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)和提出問題。學(xué)生組織小組協(xié)作，查閱資料、整合分析和制訂方案，為課中展示匯報(bào)做準(zhǔn)備。教師根據(jù)學(xué)生在線上討論區(qū)的提問和測(cè)驗(yàn)情況，了解學(xué)生存在的問題并及時(shí)解疑。

課中，將教學(xué)分為4個(gè)環(huán)節(jié)（圖1）。一是教師結(jié)合課程內(nèi)容和典型案例，提出問題，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。二是學(xué)生小組展示匯報(bào)，其他學(xué)生參與問題分析和討論，教師點(diǎn)評(píng)，增強(qiáng)師生、生生互動(dòng)。三是教師梳理知識(shí)點(diǎn)，講解重難點(diǎn)，解答疑問。例如，通過利用氣升式反應(yīng)器進(jìn)行丹參毛狀根培養(yǎng)案例，結(jié)合STEAM理念和PBL模式，介紹培養(yǎng)體系的建立及其應(yīng)用。該課程內(nèi)容涉及外植體材料選定、毛狀根化學(xué)鑒定等知識(shí)，體現(xiàn)了STEAM理念中的“科學(xué)”元素；通過Southern分子雜交等技術(shù)手段解決課堂問題，體現(xiàn)了“技術(shù)”和“工程”的應(yīng)用；教學(xué)包括生物反應(yīng)器培養(yǎng)前后有效成分含量的測(cè)定計(jì)算，展示了“數(shù)學(xué)”的應(yīng)用；教師引導(dǎo)學(xué)生思考毛狀根在生活中的應(yīng)用和價(jià)值，體現(xiàn)了“藝術(shù)”的人文關(guān)懷。四是教師總結(jié)課程內(nèi)容，介紹前沿進(jìn)展，突出中藥生物技術(shù)在新醫(yī)科建設(shè)中的應(yīng)用。

課后，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，布置課后作業(yè)，促使學(xué)生進(jìn)一步拓展學(xué)習(xí)。在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)上傳課后拓展內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生制作思維導(dǎo)圖進(jìn)行課堂歸納總結(jié)；再利用該平臺(tái)發(fā)布測(cè)試題，讓學(xué)生鞏固、加深課堂上所學(xué)的理論知識(shí)。史仁玖等[9]研究認(rèn)為，組建實(shí)驗(yàn)興趣小組，將教學(xué)從課內(nèi)延伸到課外，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽及學(xué)科競(jìng)賽，促進(jìn)其實(shí)現(xiàn)從知識(shí)原理到實(shí)踐應(yīng)用的轉(zhuǎn)化，從而提高其實(shí)踐應(yīng)用能力和專業(yè)技能。

3 中藥生物技術(shù)課程教學(xué)改革實(shí)施效果與評(píng)價(jià)

基于STEAM教育理念和PBL教學(xué)模式的課程教學(xué)改革，成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系采用“兩維度（線上+線下）、兩環(huán)節(jié)（過程性考核40%+期末考核60%）”的多效融合考核模式。其中，過程性考核包括隨堂練習(xí)、章節(jié)測(cè)驗(yàn)和課堂匯報(bào)等多種形式，而期末考核則側(cè)重考查學(xué)生的綜合分析和解決問題能力。這種雙向動(dòng)態(tài)考評(píng)方式更加注重實(shí)踐性、應(yīng)用性和時(shí)效性，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動(dòng)性。

經(jīng)過近3年的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)和滿意度反饋結(jié)果顯示，學(xué)生的積極性和參與度明顯提升；對(duì)中藥生物技術(shù)的基礎(chǔ)概念、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和基因技術(shù)等知識(shí)的掌握程度明顯提高，實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新力和創(chuàng)新成果有所增加；參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和學(xué)科競(jìng)賽的比例明顯提高，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生參加各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和學(xué)科競(jìng)賽，獲國(guó)家級(jí)學(xué)會(huì)獎(jiǎng)4項(xiàng)、省級(jí)“互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”獎(jiǎng)2項(xiàng)、校級(jí)“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)獎(jiǎng)4項(xiàng)。這些成果表明，基于STEAM教育理念和PBL教學(xué)法的教學(xué)模式能夠有效提升學(xué)生的綜合能力，提高了教學(xué)質(zhì)量，有助于提升中藥學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。結(jié)合課后問卷調(diào)查，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)該新型教學(xué)方法的滿意率較高，教學(xué)滿意程度達(dá)90%。學(xué)生普遍認(rèn)為，該教學(xué)方法能夠激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。在學(xué)校評(píng)教系統(tǒng)中，學(xué)生對(duì)課程教師團(tuán)隊(duì)的教學(xué)態(tài)度和方法給予了高度評(píng)價(jià)，得分在4.98分以上（總分5分）。

綜上，本文以PBL教學(xué)模式為基礎(chǔ)，融入STEAM教育理念，針對(duì)中藥生物技術(shù)課程特點(diǎn)，構(gòu)建了新的教學(xué)模式。實(shí)踐表明，學(xué)生的創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力和專業(yè)素養(yǎng)得到加強(qiáng)，滿足了中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新需求。當(dāng)前，該課程教學(xué)改革實(shí)踐仍在探索階段，未來將進(jìn)一步構(gòu)建案例庫(kù)和問題設(shè)計(jì)，考慮參考俞年軍等[10]的研究成果，結(jié)合學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)理論，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，以不斷完善教學(xué)內(nèi)容和創(chuàng)新教學(xué)模式，為中藥現(xiàn)代化和國(guó)際化培養(yǎng)高質(zhì)量的中藥學(xué)復(fù)合型專業(yè)人才。

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（責(zé)任編輯：楊歡）