PBL教學模式在生物技術專業(yè)本科生細胞生物學課程教學中的應用

田男　余超超　張婷

一細胞生物學學科地位

細胞生物學是以細胞為研究對象，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，研究細胞和細胞器的結構和功能、細胞的生活史和各種生命活動規(guī)律的學科。它作為生命科學的四大前沿學科之一，與分子生物學、神經生物學和生態(tài)學并列[1]，是學習分子生物學和遺傳學的基礎。隨著該學科新技術和新方法的建立，細胞生物學已成為各大高校醫(yī)學、農學和生物學等專業(yè)的一門必修課[2]，反應出細胞生物學在未來生命科學領域的重要性。自從我校生命科學院成立以來，細胞生物學就是生物科學、生物技術專業(yè)的學科基礎、必修課和主干課，是學生在我校的醫(yī)學大背景下理解疾病形成中的遺傳和分子生物學過程的基礎， 是理解包括分子靶向、干細胞療法等新穎的轉化醫(yī)學手段的基礎，其學科地位不可替代。

二 細胞生物學教學中存在的問題

隨著先進生命科學“大數據”時代的到來，無論是基礎理論還是應用技術研究，細胞生物學都處于生命科學最活躍的領域，知識更新快、內容豐富且深奧難懂。我院生物技術專業(yè)的本科學生多為專業(yè)調劑，初高中生物學基礎知識欠扎實，學科興趣不足，學生自主學習的能力較弱。如果教學只按圖索驥照本宣科，根本無法調動他們學習的積極性。另外，課本知識過于陳舊，無法適應新時代學科發(fā)展的需要。盡管近些年部分教師已開始引導學生通過查閱文獻、綜述總結的方法接觸細胞生物學領域最前沿的知識，但大多止步于盲目填鴨式羅列國外文獻數據，沒有加以甄別和指導，學生很容易在復雜的信息和數據中喪失學習的信心。

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

三以問題為導向的教學方法（ PBL）的優(yōu)勢

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

1 突出學生的主體地位

PBL教學法強調以學生的主動學習為主，而不是傳統(tǒng)教學中的以教師講授為主;通過設計真實性任務，強調把學習融入到復雜的、有意義的問題情景中，通過學習者的自主探究和合作來解決問題，從而學習隱含在問題背后的科學知識，培養(yǎng)解決問題的技能和自主學習的能力[4，5]。

2 提高學生對細胞生物學的學習興趣

細胞生物學基礎知識內容較多且大部分深奧難懂，傳統(tǒng)教學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生，起初能夠激起學生興趣，但隨著知識的不斷深入，學生就會感覺枯燥無味，學習的積極性大大降低。而PBL教學可通過設計與日常生活息息相關的醫(yī)學實踐問題，使學生充分認識自己的主人翁意識，主動運用細胞生物學知識解決這些問題。這種“提出問題——解決問題——歸納總結”的教學方法不但使學生鞏固了先前學過的知識，而且激發(fā)了他們主動學習新知識的動力。

3拓寬了學生的知識面

PBL教學中，為了解決教師提出的問題，學生必須查閱相關文獻和收集材料。在這個過程中，學生不僅可以掌握本課程重點內容，而且可以了解相關領域的熱點以及前沿進展，拓寬了學生的知識面，有利于知識的理解和融會貫通。

4 培養(yǎng)了學生團隊協作意識

PBL教學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、制作多媒體課件，最后安排一人進行陳述。通過此過程讓學生意識到團隊協作的重要性，增強團隊意識。經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 增強了教師自身素質

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

四 PBL在生物技術專業(yè)本科生細胞生物學教學中的具體實施方法

為了能夠在我院生物技術專業(yè)本科生細胞生物學教學中順利開展PBL教學，并取得良好效果，在開課前，授課教師參加了2012年上海復旦大學舉辦的PBL教學培訓，掌握了相關教學技能。在充分調查了我院生物技術專業(yè)本科生知識結構及對細胞生物學知識的掌握情況后，我們制定了如下實施方案。

1 實施對象

浙江中醫(yī)藥大學生命科學學院2011級生物技術專業(yè)1個班的學生。

2教學內容的選擇

我院生物技術專業(yè)屬于三本專業(yè)，學生又大多為專業(yè)調劑，初高中生物學基礎較弱。因此，在教學過程中，細胞生物學基礎知識部分如各種細胞器的結構和功能、細胞膜系統(tǒng)以及細胞骨架等可采用教師多媒體教授的傳統(tǒng)教學方法;而本學科的難點以及前沿問題，如細胞的信號轉導、細胞的增殖與周期、細胞分化、細胞凋亡與自噬、DNA的損傷與修復以及基因表達調控等則采用PBL教學，以問題為基礎，通過收集資料、論證、實施以及總結歸納，使學生切實感受到細胞生物學與人類日常生活間的聯系。進而通過自主學習，提高學生自信心，更有利于激發(fā)學生學習興趣。

3教師提出問題

PBL教學中問題的設計非常重要，我們遵循以下原則： 第一，根據教學大綱的要求及章節(jié)重點內容，結合目前細胞生物學領域的研究熱點設計問題;第二，根據生物技術專業(yè)學生知識構架，設計難易適中的問題;第三，設計結合日常生活中大家關注的生命科學問題。例如，細胞的信號轉導這一章圍繞G蛋白偶聯受體結構和功能這一知識點，設計了G蛋白偶聯受體突變與哪些疾病息息相關？與腫瘤相關的信號轉導途徑有哪些，如何預防和治療？ 針對細胞分化這一章的干細胞這一重點知識，設計了干細胞的臨床應用情況如何？干細胞與器官移植等問題。

4 學生分組查閱資料

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

5 課堂討論

各小組根據分工將材料做成PPT，由組長進行10分鐘陳述，組員補充，其他組進行質疑和指正。若交流中出現學生解決不了的問題，教師適當進行啟發(fā)和引導，如果問題仍解決不了，則由教師解答。

6 總結歸納以及教師評價

課堂討論結束后，首先，學生對本組存在的問題進行歸納總結，自我評價學習過程和學習結果，思考知識、技能、小組成員協作和認知策略各方面的收獲。其次，教師應對各小組信息是否完整與前沿、是否有創(chuàng)新與團隊合作性、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行評價。同時對于表現優(yōu)異的小組給予適當獎勵，進一步提高學生的參與積極性。

總之，為了提高教學質量，培養(yǎng)和提高我校生物技術專業(yè)學生的實踐創(chuàng)新能力，促進學生綜合素質的提高，我們積極進行教學改革。在結合細胞生物學課程特點和生物技術專業(yè)學生實際情況下，我們將PBL 教學模式引入課堂，并且獲得了較好的教學效果。我們希望通過PBL教學模式的實施，能夠充分激發(fā)學生的學習興趣及積極性，培養(yǎng)出具有良好學習能力、實踐能力及創(chuàng)新能力的高素質人才。

參考文獻

[1]翟中和，等. 細胞生物學[M].北京：高等教育出版社， 2000.

[2]余曉麗等. 細胞生物學教學改革與實踐[J]. 南陽師范學院學報， 2006，5（6）.

[3]Barrows HS，Tamblyn RM.The portable patient problem

pack：a problem-based learning unit[J].J ofMed Edu，1977，52（12）：1002- 1004.

[4]Mancy LJ，Ann MP，Ann L，et al.Developing a problem-

based learning（PBL）curriculum for professionalism and scientificintegrity training for biomedical graduate students [J].Med Ethics，2010，36：614-619.

[5]呂會茹，李姣鋒，崔顏宏，王娜麗，郭晉祥.PBL教學法在成教班生物化學教學中的應用體會[J].現代生物醫(yī)學進展，2012，12（8）：1560-1562.