PBL教學(xué)模式在生物技術(shù)專業(yè)本科生細(xì)胞生物學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用

田男　余超超　張婷

一細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科地位

細(xì)胞生物學(xué)是以細(xì)胞為研究對象，從整體水平、亞顯微水平、分子水平三個層次，以動態(tài)的觀點(diǎn)，研究細(xì)胞和細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞的生活史和各種生命活動規(guī)律的學(xué)科。它作為生命科學(xué)的四大前沿學(xué)科之一，與分子生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)和生態(tài)學(xué)并列[1]，是學(xué)習(xí)分子生物學(xué)和遺傳學(xué)的基礎(chǔ)。隨著該學(xué)科新技術(shù)和新方法的建立，細(xì)胞生物學(xué)已成為各大高校醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)和生物學(xué)等專業(yè)的一門必修課[2]，反應(yīng)出細(xì)胞生物學(xué)在未來生命科學(xué)領(lǐng)域的重要性。自從我校生命科學(xué)院成立以來，細(xì)胞生物學(xué)就是生物科學(xué)、生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)、必修課和主干課，是學(xué)生在我校的醫(yī)學(xué)大背景下理解疾病形成中的遺傳和分子生物學(xué)過程的基礎(chǔ)， 是理解包括分子靶向、干細(xì)胞療法等新穎的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)手段的基礎(chǔ)，其學(xué)科地位不可替代。

二 細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中存在的問題

隨著先進(jìn)生命科學(xué)“大數(shù)據(jù)”時代的到來，無論是基礎(chǔ)理論還是應(yīng)用技術(shù)研究，細(xì)胞生物學(xué)都處于生命科學(xué)最活躍的領(lǐng)域，知識更新快、內(nèi)容豐富且深奧難懂。我院生物技術(shù)專業(yè)的本科學(xué)生多為專業(yè)調(diào)劑，初高中生物學(xué)基礎(chǔ)知識欠扎實(shí)，學(xué)科興趣不足，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力較弱。如果教學(xué)只按圖索驥照本宣科，根本無法調(diào)動他們學(xué)習(xí)的積極性。另外，課本知識過于陳舊，無法適應(yīng)新時代學(xué)科發(fā)展的需要。盡管近些年部分教師已開始引導(dǎo)學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)、綜述總結(jié)的方法接觸細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域最前沿的知識，但大多止步于盲目填鴨式羅列國外文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，沒有加以甄別和指導(dǎo)，學(xué)生很容易在復(fù)雜的信息和數(shù)據(jù)中喪失學(xué)習(xí)的信心。

因此，如何使細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)緊跟學(xué)科發(fā)展的步伐，使學(xué)生在有限的學(xué)時中既能具備扎實(shí)的細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能，又使學(xué)生及時掌握最新的細(xì)胞生物學(xué)理論和應(yīng)用技術(shù)，能為他們將來的考研深造學(xué)習(xí)階段和日益劇烈的職場競爭中打下良好的基礎(chǔ)，這成為生物技術(shù)專業(yè)本科生細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中待解決的問題。僅靠教師講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)方法和教學(xué)模式已不適應(yīng)目前學(xué)科的發(fā)展和人才培養(yǎng)的需求，難以提高教學(xué)質(zhì)量。

三以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法（ PBL）的優(yōu)勢

1969年美國的神經(jīng)病學(xué)教授Barrows在加拿大的麥克馬斯特大學(xué)首創(chuàng)了一種以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法——PBL（Problem-Based learning）教學(xué)法[3]，它倡導(dǎo)讓學(xué)生通過自學(xué)、分析、討論和合作解決問題，從而培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，發(fā)展學(xué)生綜合思考能力。這種以問題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為主體，以教師為導(dǎo)向的啟發(fā)式教育，以培養(yǎng)學(xué)生的能力為教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)方法與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比有諸多優(yōu)勢。

1 突出學(xué)生的主體地位

PBL教學(xué)法強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的主動學(xué)習(xí)為主，而不是傳統(tǒng)教學(xué)中的以教師講授為主;通過設(shè)計真實(shí)性任務(wù)，強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)融入到復(fù)雜的、有意義的問題情景中，通過學(xué)習(xí)者的自主探究和合作來解決問題，從而學(xué)習(xí)隱含在問題背后的科學(xué)知識，培養(yǎng)解決問題的技能和自主學(xué)習(xí)的能力[4，5]。

2 提高學(xué)生對細(xì)胞生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣

細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)知識內(nèi)容較多且大部分深奧難懂，傳統(tǒng)教學(xué)模式主要通過教師制作豐富的多媒體課件將知識灌輸給學(xué)生，起初能夠激起學(xué)生興趣，但隨著知識的不斷深入，學(xué)生就會感覺枯燥無味，學(xué)習(xí)的積極性大大降低。而PBL教學(xué)可通過設(shè)計與日常生活息息相關(guān)的醫(yī)學(xué)實(shí)踐問題，使學(xué)生充分認(rèn)識自己的主人翁意識，主動運(yùn)用細(xì)胞生物學(xué)知識解決這些問題。這種“提出問題——解決問題——?dú)w納總結(jié)”的教學(xué)方法不但使學(xué)生鞏固了先前學(xué)過的知識，而且激發(fā)了他們主動學(xué)習(xí)新知識的動力。

3拓寬了學(xué)生的知識面

PBL教學(xué)中，為了解決教師提出的問題，學(xué)生必須查閱相關(guān)文獻(xiàn)和收集材料。在這個過程中，學(xué)生不僅可以掌握本課程重點(diǎn)內(nèi)容，而且可以了解相關(guān)領(lǐng)域的熱點(diǎn)以及前沿進(jìn)展，拓寬了學(xué)生的知識面，有利于知識的理解和融會貫通。

4 培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識

PBL教學(xué)中需要小組成員分工查閱、收集和整理材料，一起合作討論、總結(jié)、制作多媒體課件，最后安排一人進(jìn)行陳述。通過此過程讓學(xué)生意識到團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識。經(jīng)過多輪合作還有利于各位成員挖掘自己的潛力、發(fā)揮各自特長、樹立自信。

5 增強(qiáng)了教師自身素質(zhì)

PBL教學(xué)過程中，教師雖然不再是主體，但導(dǎo)向作用不容忽視。首先在“提出問題”階段，教師要根據(jù)本堂課應(yīng)該教授的基本知識，結(jié)合該領(lǐng)域前沿?zé)狳c(diǎn)，設(shè)計出合理的案例，使學(xué)生通過解決此案例，既掌握了課本知識又了解了很多相關(guān)領(lǐng)域的前沿進(jìn)展;其次在學(xué)生“解決問題”階段，還需要盡可能回答學(xué)生提出的問題引導(dǎo)學(xué)生向正確的方向查閱資料;最后在“歸納總結(jié)”部分，教師還需要運(yùn)用豐富的知識對遺留問題進(jìn)行解釋，并對整個討論結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。這就要求教師不僅熟練地掌握本學(xué)科及相關(guān)學(xué)科的知識，而且要深入廣泛了解相關(guān)領(lǐng)域前沿進(jìn)展，對知識具有融會貫通、靈活運(yùn)用的能力。在此過程中使得教師拓寬知識面，增加知識儲備，完善知識結(jié)構(gòu)，促進(jìn)教與學(xué)的互動，真正做到教學(xué)相長。

四 PBL在生物技術(shù)專業(yè)本科生細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中的具體實(shí)施方法

為了能夠在我院生物技術(shù)專業(yè)本科生細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中順利開展PBL教學(xué)，并取得良好效果，在開課前，授課教師參加了2012年上海復(fù)旦大學(xué)舉辦的PBL教學(xué)培訓(xùn)，掌握了相關(guān)教學(xué)技能。在充分調(diào)查了我院生物技術(shù)專業(yè)本科生知識結(jié)構(gòu)及對細(xì)胞生物學(xué)知識的掌握情況后，我們制定了如下實(shí)施方案。

1 實(shí)施對象

浙江中醫(yī)藥大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院2011級生物技術(shù)專業(yè)1個班的學(xué)生。

2教學(xué)內(nèi)容的選擇

我院生物技術(shù)專業(yè)屬于三本專業(yè)，學(xué)生又大多為專業(yè)調(diào)劑，初高中生物學(xué)基礎(chǔ)較弱。因此，在教學(xué)過程中，細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)知識部分如各種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞膜系統(tǒng)以及細(xì)胞骨架等可采用教師多媒體教授的傳統(tǒng)教學(xué)方法;而本學(xué)科的難點(diǎn)以及前沿問題，如細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞的增殖與周期、細(xì)胞分化、細(xì)胞凋亡與自噬、DNA的損傷與修復(fù)以及基因表達(dá)調(diào)控等則采用PBL教學(xué)，以問題為基礎(chǔ)，通過收集資料、論證、實(shí)施以及總結(jié)歸納，使學(xué)生切實(shí)感受到細(xì)胞生物學(xué)與人類日常生活間的聯(lián)系。進(jìn)而通過自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生自信心，更有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

3教師提出問題

PBL教學(xué)中問題的設(shè)計非常重要，我們遵循以下原則： 第一，根據(jù)教學(xué)大綱的要求及章節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容，結(jié)合目前細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)設(shè)計問題;第二，根據(jù)生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生知識構(gòu)架，設(shè)計難易適中的問題;第三，設(shè)計結(jié)合日常生活中大家關(guān)注的生命科學(xué)問題。例如，細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)這一章圍繞G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)構(gòu)和功能這一知識點(diǎn)，設(shè)計了G蛋白偶聯(lián)受體突變與哪些疾病息息相關(guān)？與腫瘤相關(guān)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑有哪些，如何預(yù)防和治療？ 針對細(xì)胞分化這一章的干細(xì)胞這一重點(diǎn)知識，設(shè)計了干細(xì)胞的臨床應(yīng)用情況如何？干細(xì)胞與器官移植等問題。

4 學(xué)生分組查閱資料

問題提出以后，要分組解決問題。每組5人，分別設(shè)立組長負(fù)責(zé)本組問題的分工、督促查找資料和組織組內(nèi)討論等任務(wù)。提前一周將問題分發(fā)給學(xué)生，各小組經(jīng)過充分的調(diào)研和討論選取共同感興趣的問題。根據(jù)分工，各小組成員開展工作。同時要求教師配合每個小組，隨時與各小組進(jìn)行溝通和答疑。

5 課堂討論

各小組根據(jù)分工將材料做成PPT，由組長進(jìn)行10分鐘陳述，組員補(bǔ)充，其他組進(jìn)行質(zhì)疑和指正。若交流中出現(xiàn)學(xué)生解決不了的問題，教師適當(dāng)進(jìn)行啟發(fā)和引導(dǎo)，如果問題仍解決不了，則由教師解答。

6 總結(jié)歸納以及教師評價

課堂討論結(jié)束后，首先，學(xué)生對本組存在的問題進(jìn)行歸納總結(jié)，自我評價學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果，思考知識、技能、小組成員協(xié)作和認(rèn)知策略各方面的收獲。其次，教師應(yīng)對各小組信息是否完整與前沿、是否有創(chuàng)新與團(tuán)隊(duì)合作性、整理資料是否有邏輯性與條理性、是否按時完成、小組成員在小組討論時的參與積極性以及各組的匯報是否精彩等方面進(jìn)行評價。同時對于表現(xiàn)優(yōu)異的小組給予適當(dāng)獎勵，進(jìn)一步提高學(xué)生的參與積極性。

總之，為了提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)和提高我校生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，我們積極進(jìn)行教學(xué)改革。在結(jié)合細(xì)胞生物學(xué)課程特點(diǎn)和生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生實(shí)際情況下，我們將PBL 教學(xué)模式引入課堂，并且獲得了較好的教學(xué)效果。我們希望通過PBL教學(xué)模式的實(shí)施，能夠充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及積極性，培養(yǎng)出具有良好學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。

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