PBL教學法在醫學院校生物芯片課程教學中的應用探索

周 猛，孫 杰，汪強虎

（哈爾濱醫科大學生物信息科學與技術學院，黑龍江 哈爾濱 150081）

PBL教學法在醫學院校生物芯片課程教學中的應用探索

周 猛，孫 杰，汪強虎

（哈爾濱醫科大學生物信息科學與技術學院，黑龍江 哈爾濱 150081）

以問題為基礎（PBL）的教學法有利于調動學生的積極性、主動性、創造性，在培養創造型、開拓型、實用型醫學人才的過程中有著傳統教學法無可比擬的優點。在傳統教學基礎上結合PBL教學法應用到醫學院校生物芯片技術課程的教學中，必將為高等醫學院校的教學改革提供一個新的思路。

PBL教學法；生物芯片；傳統教學

Problem-based learning簡稱PBL，可譯為基于問題學習，是1969年美國醫學教育改革先驅Barrows教授首創的一種新的教學模式[1]。PBL教學法在醫學教育中是指以臨床問題作為激發學生學習的動力和引導學生把握學習內容的教學方法，在臨床前期課中，以問題為基礎，以學生為中心的小組討論式教學，通常6～8名學生一個組，在小組討論中學生圍繞問題進行思維、推理和分析，導師只起導向作用，維持小組向教學目標進行，通常不直接回答學生的提問[2]。基于問題的學習（Problem-BasedLearning，PBL）是與傳統的講授基礎學習完全不同的一種新型教學方法。運用這一方法并設計出相應的問題基礎課程，是目前探索醫學教育結構改革的一個新趨勢。醫學教育的培養目標是期望所培養的醫師不僅具有優良的品質和良好的職業道德，而且具有較強的提出臨床問題并分析、解決它的能力，特別是強調要能夠提出問題。實踐證明，基于問題的學習能夠比傳統的講授基礎學習更好地達到培養目標[3]。鑒于它的諸多優越性，當前世界上許多國家，尤其是發達國家中已有相當一部分醫學院校都在應用這一教學方法。實踐表明，這一方法在醫學教育領域中的應用是非常成功的，正如美國哈佛大學校長所說，這是一種有效果的和高效率的教學方法[4]。

目前，PBL教學法已在我國各大醫學院校、醫學教育機構得到廣泛的運用。他們從自身實際出發，紛紛采取措施推廣PBL教學[5]。生物信息學是一門新興的學科，而生物芯片技術是生物信息學和基因組醫學中很重要的一門專業課，現結合生物芯片技術課程的特點，探討PBL教學法在醫學院校生物芯片技術教學中的實施，以期達到提高教學效果的目的。

1 醫學院校生物芯片課程的特點

生物芯片是由微電子學、物理學、化學、計算機科學與生命科學交叉綜合的高新技術，是生命科學研究中繼基因克隆技術及自動測序技術、PCR技術后的又一次革命性技術突破，是分子生物學里的又一項里程碑式的重大發展，能夠高通量、并行化、微型化和自動化地去檢測蘊藏在生物體內的海量基因、蛋白等信息。生物芯片技術在分子生物學研究領域、醫學臨床檢驗領域、生物制藥領域和環境醫學領域等許多方面都顯示出了強大的生命力和廣泛的應用。生物芯片技術課程是現代生物技術專業和生物信息學專業的重要的專業課，同時也是醫學院校其他專業的選修課程。開設生物芯片技術課程是現代社會發展的需要，也是醫學發展的必然結果。該課程講述了生物芯片概念的提出及發展過程，系統介紹了生物芯片的原理、類型、制備、檢測、數據存儲管理與處理分析以及在基因表達、基因多態性、病原體檢測、新藥篩選等方面的應用，使學生掌握生物芯片技術的基本理論、基礎知識和基本技能，初步了解生物芯片在現代醫學研究中的應用，為將來從事與生物芯片有關的醫學教學、科研和臨床工作打下必要的基礎，同時注重學生在科學思維方式和研究方法方面的鍛煉與啟迪，從而開闊思路，激發學生的探索精神和創新精神，增強適應能力，提高自身的素質。它的最大特色是以學科融合、科研探索和聯系臨床應用。這門課程的設置和實施，將有利于完善學生的知識結構。

我院從2003年在研究生中率先開設生物芯片技術課程，而后在生物信息學專業本科生和我校其他醫學專業中陸續開設此課。我們主要以傳統的以授課為基礎的學習（Lecture Based Learning）方法講解生物芯片的理論知識，即在教學方法上仍沿襲講授的“一言堂”，被動保守，信息封閉。雖然近幾年有所改進，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，輔以局部小范圍內的各種改進，如壓縮精簡兼并教材，只保留重、難點精講，依此省時減壓。在了解學生普遍的思想動態、學習困惑、渴望及要求后，發現這種教學方式的主要缺點有以下幾點。

（1）學生對生物芯片技術的授課目的不理解，在學習過程中感悟不到方向和動力，覺得生物芯片與醫學相距甚遠，聯系不上。

（2）形態學授課方式過于死板，照本宣科，上課效果差，學生課后沒有興趣復習。

（3）許多學生反應，到了期末階段，基礎知識的記憶已所剩無幾。

（4）生物芯片技術涉及數學、統計學、計算機科學的很多知識，由于醫學院校在這些學科教學上的局限性，使得學生被動接受知識而不能充分了解和掌握知識。

2 PBL教學法在醫學院校生物芯片教學中的初步探索

2.1 課程結構和教學方法

以問題為引導的生物芯片技術課程的設計與改造，應結合學科特點及內在規律，設計的問題應包括兩個方面：能夠引發思索知識內容的一般性問題；與基礎知識內容有關聯的科研與臨床問題及參考文獻。教師在課前將學生每5人分為一個討論小組，將教材綱要先發放給學生，培養和訓練學生按要點閱讀教材的能力。教師提供一系列與基礎理論有關的問題，構成啟發式思維引導的條件，供學生自學思考，充分讓學生自學，創造研討氣氛，相互激發，促進高潮，重視過程。在此基礎上，主動讓學生查閱文獻資料，在學生查閱文獻的過程中，按教師所精心設計的問題，必然要涉及基本知識，因此，學生可以在聯系醫學的基礎上，再次學習基礎知識，不僅加深了印象，而且由于從解決實際問題出發，情緒、心理、欲望要求強烈，有的放矢，指向性強，調動了學生思維的主觀能動性和潛力，效果必然十分有效。小組成員在一起相互匯報并討論各自獲取的信息、解決問題的過程及結論等。在此過程中，一方面小組成員要分析、評價自身在自主學習時所獲得的信息，另一方面相互之間還要進行信息的分析和評價。最后由教師概括總結學習的重點、難點。

2.2 教材改造

在國內，將生物芯片技術作為一門單獨課程的學校還非常有限，教材也非常欠缺。雖然現在還沒有成熟的教科書可供醫學院校的本科生使用，但我國現已有數種與生物芯片技術有關的書籍，如《生物芯片分析》、《DNA芯片技術的方法與應用》、《生物芯片技術》等可作為教學參考教材，但是如果采用PBL教學法就必須對教材做相應的改革，以加強學生能力和素質的培養為目標，圍繞教學重點，以兩個學時為基本單元，編寫PBL課程標準，確定相應的教學內容，提出各章節內容的梗概，以問題形式揭示教學要點，提出具體問題供學生自學討論。另外，教材應每2～3年左右在內容上進行適當調整、更新，以適應生物芯片技術不斷發展、變化的需要。

生物芯片技術是一種操作性強的生物技術，但由于實驗儀器有限，對于實驗室無法完成的實驗，可以通過PBL教學法讓學生領會、掌握其中的思想，如多借用傳統分子生物學方法，從這些傳統方法的基本原理入手，然后過渡到在生物芯片技術操作中，包括有哪些原理和傳統方法類似，又有哪些環節有所不同，在操作的時候需要具體注意的事項等，這些都要讓即使沒有接觸過生物芯片技術的人也不會感到陌生。同時，我們還可以利用多媒體技術開發教學軟件模擬整個生物芯片的實驗過程，增加實驗動畫的交互性，讓學生在計算機上自己動手模擬完成生物芯片實驗的全過程。

2.3 評估體系

傳統教學模式下，學生主要靠短期記憶來掌握課堂內容，對于即講即考的學習內容，該教學模式效果明顯，但短期掌握的內容會很快隨時間而消退。因此，應建立與PBL教學相應的、能夠反映學生真實知識能力水平的考核方法與制度。考試既要注重考查學生學習所獲得的知識，也要注重考查學生處理實際問題的能力。

生物芯片技術課程的考核分為階段測驗和期末考試兩個部分。階段測試以平時課堂提問、討論和實習課作業的形式來完成，將課堂學習表現（課堂互動的活躍程度、學習的主動性、實際操作過程中的學習態度、在學習過程中對其他學生的幫助以及提出問題的深度等）與成績掛鉤，促進學生積極參與PBL教學；期末考試為閉卷考試，我們應提高試卷的命題質量，考試試題由檢查學生掌握知識的程度轉向考核學生獨立分析問題和解決問題的能力；減少死記硬背的題型，將與醫學實踐、科研結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、科學地評定學生的學習效果，調動了學生的積極性，同時學生又不必太擔心學習成績，這種評估體系將有助于鍛煉學生的創造力和想象力。

3 PBL教學法在醫學院校生物芯片課程教學中可能存在的問題

基于問題的學習模式在我國一些醫學院校的基礎課、臨床課和實驗課中已取得了較好的效果，初步積累了一些經驗，展示出良好的前景。但是在生物芯片教學中還沒有PBL教學的經驗積累，因此，將PBL教學法應用在醫學院校生物芯片技術教學中可能存在如下問題。

（1）以問題為基礎的學習方法的性質可能會使習慣于接受講授式教學的學生不夠適應，依賴灌輸的心理，對知識的“量”的追求而非“質”的追求，會對新模式產生急躁與懷疑的心態。

（2）討論課的情境設置質量，師生間、學生間相互刺激與激發可能會因傳統的師道尊嚴和原有的課堂氛圍而使學生感到拘謹而缺乏主動和熱情。

（3）時間方面的緊迫，自學能力、思維習慣中潛在的惰性將帶來討論質量的下降，因而達不到理想的意義建構。

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

盡管在生物芯片技術課程中應用PBL教學法存在一定的問題和難度，但在培養學生綜合素質方面較傳統教學法具有明顯優勢。因此，在傳統教學法的基礎上結合PBL教學法應用到醫學院校生物芯片技術課程的教學中，必將為高等醫學院校的教學改革提供一個新的思路。

[1]黎加厚.建構性學習——學習科學的整合性探索[M].上海:上海教育出版社，2005.

[2]楊耀防.典型的以問題為中心的教學過程剖析[J].國外醫學：醫學教育分冊，1994，15（4）：150-152.

[3]Kaufman DM.Problem-based learning-time to step back[J].Med Educ，2000（34）:509-511.

[4]林莎，韓禎國，張長勝.淺談PBL教學法及在我校教改中的具體應用[J].衛生職業教育，2003，21（2）：44-46.

[5]王婷，于淼，劉琳琳，等.醫學教育PBL教學實施方式的探討[J].中國高等醫學教育，2007（12）：1-2.

G424.1

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1671-1246（2012）16-0069-02