周 猛，孫 杰，汪強(qiáng)虎

（哈爾濱醫(yī)科大學(xué)生物信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150081）

PBL教學(xué)法在醫(yī)學(xué)院校生物芯片課程教學(xué)中的應(yīng)用探索

周 猛，孫 杰，汪強(qiáng)虎

（哈爾濱醫(yī)科大學(xué)生物信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150081）

以問題為基礎(chǔ)（PBL）的教學(xué)法有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性，在培養(yǎng)創(chuàng)造型、開拓型、實(shí)用型醫(yī)學(xué)人才的過程中有著傳統(tǒng)教學(xué)法無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。在傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上結(jié)合PBL教學(xué)法應(yīng)用到醫(yī)學(xué)院校生物芯片技術(shù)課程的教學(xué)中，必將為高等醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)改革提供一個(gè)新的思路。

PBL教學(xué)法；生物芯片；傳統(tǒng)教學(xué)

Problem-based learning簡稱PBL，可譯為基于問題學(xué)習(xí)，是1969年美國醫(yī)學(xué)教育改革先驅(qū)Barrows教授首創(chuàng)的一種新的教學(xué)模式[1]。PBL教學(xué)法在醫(yī)學(xué)教育中是指以臨床問題作為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力和引導(dǎo)學(xué)生把握學(xué)習(xí)內(nèi)容的教學(xué)方法，在臨床前期課中，以問題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為中心的小組討論式教學(xué)，通常6～8名學(xué)生一個(gè)組，在小組討論中學(xué)生圍繞問題進(jìn)行思維、推理和分析，導(dǎo)師只起導(dǎo)向作用，維持小組向教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行，通常不直接回答學(xué)生的提問[2]。基于問題的學(xué)習(xí)（Problem-BasedLearning，PBL）是與傳統(tǒng)的講授基礎(chǔ)學(xué)習(xí)完全不同的一種新型教學(xué)方法。運(yùn)用這一方法并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的問題基礎(chǔ)課程，是目前探索醫(yī)學(xué)教育結(jié)構(gòu)改革的一個(gè)新趨勢。醫(yī)學(xué)教育的培養(yǎng)目標(biāo)是期望所培養(yǎng)的醫(yī)師不僅具有優(yōu)良的品質(zhì)和良好的職業(yè)道德，而且具有較強(qiáng)的提出臨床問題并分析、解決它的能力，特別是強(qiáng)調(diào)要能夠提出問題。實(shí)踐證明，基于問題的學(xué)習(xí)能夠比傳統(tǒng)的講授基礎(chǔ)學(xué)習(xí)更好地達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)[3]。鑒于它的諸多優(yōu)越性，當(dāng)前世界上許多國家，尤其是發(fā)達(dá)國家中已有相當(dāng)一部分醫(yī)學(xué)院校都在應(yīng)用這一教學(xué)方法。實(shí)踐表明，這一方法在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域中的應(yīng)用是非常成功的，正如美國哈佛大學(xué)校長所說，這是一種有效果的和高效率的教學(xué)方法[4]。

目前，PBL教學(xué)法已在我國各大醫(yī)學(xué)院校、醫(yī)學(xué)教育機(jī)構(gòu)得到廣泛的運(yùn)用。他們從自身實(shí)際出發(fā)，紛紛采取措施推廣PBL教學(xué)[5]。生物信息學(xué)是一門新興的學(xué)科，而生物芯片技術(shù)是生物信息學(xué)和基因組醫(yī)學(xué)中很重要的一門專業(yè)課，現(xiàn)結(jié)合生物芯片技術(shù)課程的特點(diǎn)，探討PBL教學(xué)法在醫(yī)學(xué)院校生物芯片技術(shù)教學(xué)中的實(shí)施，以期達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。

1 醫(yī)學(xué)院校生物芯片課程的特點(diǎn)

生物芯片是由微電子學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與生命科學(xué)交叉綜合的高新技術(shù)，是生命科學(xué)研究中繼基因克隆技術(shù)及自動(dòng)測序技術(shù)、PCR技術(shù)后的又一次革命性技術(shù)突破，是分子生物學(xué)里的又一項(xiàng)里程碑式的重大發(fā)展，能夠高通量、并行化、微型化和自動(dòng)化地去檢測蘊(yùn)藏在生物體內(nèi)的海量基因、蛋白等信息。生物芯片技術(shù)在分子生物學(xué)研究領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)臨床檢驗(yàn)領(lǐng)域、生物制藥領(lǐng)域和環(huán)境醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等許多方面都顯示出了強(qiáng)大的生命力和廣泛的應(yīng)用。生物芯片技術(shù)課程是現(xiàn)代生物技術(shù)專業(yè)和生物信息學(xué)專業(yè)的重要的專業(yè)課，同時(shí)也是醫(yī)學(xué)院校其他專業(yè)的選修課程。開設(shè)生物芯片技術(shù)課程是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要，也是醫(yī)學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果。該課程講述了生物芯片概念的提出及發(fā)展過程，系統(tǒng)介紹了生物芯片的原理、類型、制備、檢測、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理與處理分析以及在基因表達(dá)、基因多態(tài)性、病原體檢測、新藥篩選等方面的應(yīng)用，使學(xué)生掌握生物芯片技術(shù)的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，初步了解生物芯片在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用，為將來從事與生物芯片有關(guān)的醫(yī)學(xué)教學(xué)、科研和臨床工作打下必要的基礎(chǔ)，同時(shí)注重學(xué)生在科學(xué)思維方式和研究方法方面的鍛煉與啟迪，從而開闊思路，激發(fā)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新精神，增強(qiáng)適應(yīng)能力，提高自身的素質(zhì)。它的最大特色是以學(xué)科融合、科研探索和聯(lián)系臨床應(yīng)用。這門課程的設(shè)置和實(shí)施，將有利于完善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

我院從2003年在研究生中率先開設(shè)生物芯片技術(shù)課程，而后在生物信息學(xué)專業(yè)本科生和我校其他醫(yī)學(xué)專業(yè)中陸續(xù)開設(shè)此課。我們主要以傳統(tǒng)的以授課為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)（Lecture Based Learning）方法講解生物芯片的理論知識(shí)，即在教學(xué)方法上仍沿襲講授的“一言堂”，被動(dòng)保守，信息封閉。雖然近幾年有所改進(jìn)，但仍僅在教授的方式方法上深入鉆研以求完美，或以講授為主，輔以局部小范圍內(nèi)的各種改進(jìn)，如壓縮精簡兼并教材，只保留重、難點(diǎn)精講，依此省時(shí)減壓。在了解學(xué)生普遍的思想動(dòng)態(tài)、學(xué)習(xí)困惑、渴望及要求后，發(fā)現(xiàn)這種教學(xué)方式的主要缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。

（1）學(xué)生對(duì)生物芯片技術(shù)的授課目的不理解，在學(xué)習(xí)過程中感悟不到方向和動(dòng)力，覺得生物芯片與醫(yī)學(xué)相距甚遠(yuǎn)，聯(lián)系不上。

（2）形態(tài)學(xué)授課方式過于死板，照本宣科，上課效果差，學(xué)生課后沒有興趣復(fù)習(xí)。

（3）許多學(xué)生反應(yīng)，到了期末階段，基礎(chǔ)知識(shí)的記憶已所剩無幾。

（4）生物芯片技術(shù)涉及數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)的很多知識(shí)，由于醫(yī)學(xué)院校在這些學(xué)科教學(xué)上的局限性，使得學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)而不能充分了解和掌握知識(shí)。

2 PBL教學(xué)法在醫(yī)學(xué)院校生物芯片教學(xué)中的初步探索

2.1 課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)方法

以問題為引導(dǎo)的生物芯片技術(shù)課程的設(shè)計(jì)與改造，應(yīng)結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)及內(nèi)在規(guī)律，設(shè)計(jì)的問題應(yīng)包括兩個(gè)方面：能夠引發(fā)思索知識(shí)內(nèi)容的一般性問題；與基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容有關(guān)聯(lián)的科研與臨床問題及參考文獻(xiàn)。教師在課前將學(xué)生每5人分為一個(gè)討論小組，將教材綱要先發(fā)放給學(xué)生，培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生按要點(diǎn)閱讀教材的能力。教師提供一系列與基礎(chǔ)理論有關(guān)的問題，構(gòu)成啟發(fā)式思維引導(dǎo)的條件，供學(xué)生自學(xué)思考，充分讓學(xué)生自學(xué)，創(chuàng)造研討氣氛，相互激發(fā)，促進(jìn)高潮，重視過程。在此基礎(chǔ)上，主動(dòng)讓學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料，在學(xué)生查閱文獻(xiàn)的過程中，按教師所精心設(shè)計(jì)的問題，必然要涉及基本知識(shí)，因此，學(xué)生可以在聯(lián)系醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)上，再次學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，不僅加深了印象，而且由于從解決實(shí)際問題出發(fā)，情緒、心理、欲望要求強(qiáng)烈，有的放矢，指向性強(qiáng)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生思維的主觀能動(dòng)性和潛力，效果必然十分有效。小組成員在一起相互匯報(bào)并討論各自獲取的信息、解決問題的過程及結(jié)論等。在此過程中，一方面小組成員要分析、評(píng)價(jià)自身在自主學(xué)習(xí)時(shí)所獲得的信息，另一方面相互之間還要進(jìn)行信息的分析和評(píng)價(jià)。最后由教師概括總結(jié)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。

2.2 教材改造

在國內(nèi)，將生物芯片技術(shù)作為一門單獨(dú)課程的學(xué)校還非常有限，教材也非常欠缺。雖然現(xiàn)在還沒有成熟的教科書可供醫(yī)學(xué)院校的本科生使用，但我國現(xiàn)已有數(shù)種與生物芯片技術(shù)有關(guān)的書籍，如《生物芯片分析》、《DNA芯片技術(shù)的方法與應(yīng)用》、《生物芯片技術(shù)》等可作為教學(xué)參考教材，但是如果采用PBL教學(xué)法就必須對(duì)教材做相應(yīng)的改革，以加強(qiáng)學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)為目標(biāo)，圍繞教學(xué)重點(diǎn)，以兩個(gè)學(xué)時(shí)為基本單元，編寫PBL課程標(biāo)準(zhǔn)，確定相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，提出各章節(jié)內(nèi)容的梗概，以問題形式揭示教學(xué)要點(diǎn)，提出具體問題供學(xué)生自學(xué)討論。另外，教材應(yīng)每2～3年左右在內(nèi)容上進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整、更新，以適應(yīng)生物芯片技術(shù)不斷發(fā)展、變化的需要。

生物芯片技術(shù)是一種操作性強(qiáng)的生物技術(shù)，但由于實(shí)驗(yàn)儀器有限，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室無法完成的實(shí)驗(yàn)，可以通過PBL教學(xué)法讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)、掌握其中的思想，如多借用傳統(tǒng)分子生物學(xué)方法，從這些傳統(tǒng)方法的基本原理入手，然后過渡到在生物芯片技術(shù)操作中，包括有哪些原理和傳統(tǒng)方法類似，又有哪些環(huán)節(jié)有所不同，在操作的時(shí)候需要具體注意的事項(xiàng)等，這些都要讓即使沒有接觸過生物芯片技術(shù)的人也不會(huì)感到陌生。同時(shí)，我們還可以利用多媒體技術(shù)開發(fā)教學(xué)軟件模擬整個(gè)生物芯片的實(shí)驗(yàn)過程，增加實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫的交互性，讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上自己動(dòng)手模擬完成生物芯片實(shí)驗(yàn)的全過程。

2.3 評(píng)估體系

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生主要靠短期記憶來掌握課堂內(nèi)容，對(duì)于即講即考的學(xué)習(xí)內(nèi)容，該教學(xué)模式效果明顯，但短期掌握的內(nèi)容會(huì)很快隨時(shí)間而消退。因此，應(yīng)建立與PBL教學(xué)相應(yīng)的、能夠反映學(xué)生真實(shí)知識(shí)能力水平的考核方法與制度。考試既要注重考查學(xué)生學(xué)習(xí)所獲得的知識(shí)，也要注重考查學(xué)生處理實(shí)際問題的能力。

生物芯片技術(shù)課程的考核分為階段測驗(yàn)和期末考試兩個(gè)部分。階段測試以平時(shí)課堂提問、討論和實(shí)習(xí)課作業(yè)的形式來完成，將課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)（課堂互動(dòng)的活躍程度、學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、實(shí)際操作過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、在學(xué)習(xí)過程中對(duì)其他學(xué)生的幫助以及提出問題的深度等）與成績掛鉤，促進(jìn)學(xué)生積極參與PBL教學(xué)；期末考試為閉卷考試，我們應(yīng)提高試卷的命題質(zhì)量，考試試題由檢查學(xué)生掌握知識(shí)的程度轉(zhuǎn)向考核學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力；減少死記硬背的題型，將與醫(yī)學(xué)實(shí)踐、科研結(jié)合的分析型試題增加到40%～60%。通過這種考核方式可較為公正、科學(xué)地評(píng)定學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，同時(shí)學(xué)生又不必太擔(dān)心學(xué)習(xí)成績，這種評(píng)估體系將有助于鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力。

3 PBL教學(xué)法在醫(yī)學(xué)院校生物芯片課程教學(xué)中可能存在的問題

基于問題的學(xué)習(xí)模式在我國一些醫(yī)學(xué)院校的基礎(chǔ)課、臨床課和實(shí)驗(yàn)課中已取得了較好的效果，初步積累了一些經(jīng)驗(yàn)，展示出良好的前景。但是在生物芯片教學(xué)中還沒有PBL教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)積累，因此，將PBL教學(xué)法應(yīng)用在醫(yī)學(xué)院校生物芯片技術(shù)教學(xué)中可能存在如下問題。

（1）以問題為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)方法的性質(zhì)可能會(huì)使習(xí)慣于接受講授式教學(xué)的學(xué)生不夠適應(yīng)，依賴灌輸?shù)男睦?，?duì)知識(shí)的“量”的追求而非“質(zhì)”的追求，會(huì)對(duì)新模式產(chǎn)生急躁與懷疑的心態(tài)。

（2）討論課的情境設(shè)置質(zhì)量，師生間、學(xué)生間相互刺激與激發(fā)可能會(huì)因傳統(tǒng)的師道尊嚴(yán)和原有的課堂氛圍而使學(xué)生感到拘謹(jǐn)而缺乏主動(dòng)和熱情。

（3）時(shí)間方面的緊迫，自學(xué)能力、思維習(xí)慣中潛在的惰性將帶來討論質(zhì)量的下降，因而達(dá)不到理想的意義建構(gòu)。

（4）學(xué)生利用信息資源的手段相對(duì)比較貧乏；部分學(xué)生的合作能力不強(qiáng)、信息獲取途徑較為單一，甚至有極少部分學(xué)生抄襲他人的答案。

盡管在生物芯片技術(shù)課程中應(yīng)用PBL教學(xué)法存在一定的問題和難度，但在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)方面較傳統(tǒng)教學(xué)法具有明顯優(yōu)勢。因此，在傳統(tǒng)教學(xué)法的基礎(chǔ)上結(jié)合PBL教學(xué)法應(yīng)用到醫(yī)學(xué)院校生物芯片技術(shù)課程的教學(xué)中，必將為高等醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)改革提供一個(gè)新的思路。

[1]黎加厚.建構(gòu)性學(xué)習(xí)——學(xué)習(xí)科學(xué)的整合性探索[M].上海:上海教育出版社，2005.

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