PBL教學模式在遺傳學課程實踐教學中的應用

馬銀花 董文靜 何雨航

[摘 要] 為探討PBL教學模式在遺傳學課程實踐教學中的應用效果，采用隨機抽樣法以我校2017級植物保護專業1班34名本科生為研究對象，隨機均分為對照組和實驗組。對照組（n=17）采取傳統的實訓教學方法，實驗組（n=17）采用PBL教學模式，對比兩組學生的實驗成績、平時成績、總成績及對PBL教學模式的認可度。實驗組學生各方面考試成績明顯優于對照組（p<0.05）;實驗組學生對實踐教學工作的認可度更高（p<0.05）。PBL教學模式在農學類專業課程教學改革中有助于激發學生的學習積極性，提高學生的自主學習能力和教學質量，增強學生對植物遺傳學實踐教學工作的認可度，值得多領域應用。

[關鍵詞] PBL;遺傳學;教學改革

遺傳學是研究生物遺傳和變異的科學，是一門實驗性很強的專業基礎課，其主要定律均通過實驗獲得[1]。近年來，隨著生命科學研究領域的飛速發展，現代遺傳學的教學重點已從經典遺傳學逐漸轉到基因的分子結構與功能分析以及基因組學[2]。因此，在將遺傳學理論教學向教學科研結合轉變的實踐中，為進一步啟發學生的思維，提高學生對科研的興趣，培養學生的實踐動手能力，課程組結合教師的科研工作[3]，進行PBL教學法的應用。PBL教學法的精髓在于讓學生主動去思考問題，激發他們的潛力，讓學生們對定義有更深入的了解[4-5]。近年來，隨著遺傳學的發展，遺傳學研究日新月異，知識更替很快，需要教授的內容越來越多，但授課時數并沒有增加，這就給遺傳學課堂教學增加了難度，尤其是傳統的授課方式效果不佳，容易給學生和老師帶來壓力。

PBL是1969年由美國神經病學教授Howard Barrows以信息加工心理學和認知心理學為基礎，根據構建主義學習理論的“情境”“協作”“會話”和“意義”建構學習環境中的4大要素，在加拿大麥克馬斯特大學創立的一種新的教學模式[6]，被直譯為“以問題為基礎的學習”。PBL教學方法可以納入任何學習情境[7]。這一設計理念體現了“以人為本”的先進教育思想[8]。它能使學生自己在尋求，探索解決問題的思維活動中，掌握知識、培養技能、挖掘潛力，進而培養學生發現問題和解決問題的能力。PBL在國外全科醫學教育中應用較多，但在國內開展得較少[9]。本研究選取34名植物保護專業的學生作為研究對象，通過與傳統教學模式的對比分析，以明確PBL在農學類課程教學中的應用價值。

一、PBL教學對象和研究方法

（一）對象

2017級植物保護專業一班34人，17名學生作為對照的傳統教學法LBL組，17名學生作為實驗的PBL組。兩組學生入學成績相仿。

（二）方法

根據遺傳學教學大綱選擇授課內容，兩組學生均由同一老師授課。對照組學生接受傳統的LBL教學模式：授課老師根據授課大綱的內容利用多媒體結合語言給學生授課，即教師先為學生講解遺傳學的相關知識，攻克教學的重點、難點，最后由教師整理總結工作內容及拓展知識點。研究組的學生采用PBL教學模式，具體教學流程如下：

1.課程選擇：根據大綱要求選擇遺傳學教材中基礎的、應用強的、創造性的課程作為教學內容，本研究以遺傳的細胞與分子基礎這一章為PBL法的研究重點，在教授課程前向同學們講解細胞結構，分子技術的研究情況并用例子說明，讓學生對細胞結構和遺傳分子基礎有一個初步了解。

2.問題設計：結合遺傳學知識的難易程度與學生掌握的知識結構，合理制定研究問題，遵循從易到難，循序漸進的原則。根據遺傳細胞與分子基礎提出幾個問題讓學生查找資料完成：a.動物細胞和植物細胞的相同點和不同點;b.細胞的穩定遺傳和有絲分裂與減數分裂有著怎樣的關系？c.DNA的結構是怎樣的，為什么可以作為遺傳物質，同學們如何自己設計實驗去證明DNA是遺傳物質？d.DNA在體內的復制過程，體外復制過程（PCR）的原理和步驟;e.DNA是如何影響性狀的？比如轉基因為什么會出現一些特異性狀。

3.落實問題解決任務：將研究組學生隨機分為學習小組，3—4人一組，通過抽簽的方式選擇組長：將設計的五個問題下發各組，由學生自行分工合作，依靠網絡或書籍檢索相關資料、查閱相關文獻并進行分析，最后由組長統一整理發表小組成員研究結果并回答老師下發的問題。

4.教師總結：在問題式學習實踐教學后，由老師進行教學評價：突顯診斷性、客觀性、發展性的原則，對學生發言中的不足及優秀之處進行點評，總結發表關于本課程客觀、準確的觀點，總結教學的難點、重點，使用直觀性教學方法，以PPT演示文稿、教具、圖片等方法讓學生有直觀的認識。教學鞏固環節采用提問式、對答式教學方法，提升學生對遺傳學基礎知識的理解程度[ 10 ]。

問題的要點也是知識點和重點、難點，在遺傳細胞和分子基礎課程中，針對設計的第一個問題（動物細胞和植物細胞的相同點與不同點），同學們要把握動物和植物生長發育代謝過程之間的差別，對這種差別要從細微的細胞結構去分析，什么結構決定什么功能，這樣就能很好地掌握這一問題。

針對第二個問題（細胞的穩定遺傳和有絲分裂與減數分裂有著什么樣的關系），同學們要從細胞核中的染色體為出發點進行分析，有絲分裂和減數分裂染色體是怎樣變化的，怎樣保證后代與親代染色體的一致性。

針對第三個問題（DNA的結構是怎樣的，為什么可以作為遺傳物質），DNA的結構是其可以作為遺傳物質的基礎，同學們需要分析具體原因，關于怎樣設計實驗去證明DNA是遺傳物質，需要同學們參考前人的思路再設計，開發同學們的創新意識。

針對第四個問題（DNA在體內的復制過程，體外復制過程，聚合酶鏈式反應（PCR）的原理和步驟），同學們需要查詢書籍資料了解體內的復制過程，用到哪些酶，各自有什么作用，然后擴展到體外，如何模擬體內的復制過程，用到哪些儀器和方法等，即PCR過程。

針對第五個問題（DNA是如何影響性狀的，比如轉基因為什么會出現一些特異性狀），同學們需要理解中心法則的內容，即DNA如何轉錄成RNA，RNA如何翻譯成蛋白質的，蛋白質在決定生物體性狀中的作用。同時查詢資料了解轉基因的原理和過程，觀察一些轉基因生物的性狀，從而更好地分析為什么轉基因會出現一些特異性狀。

（三）實施PBL方法的觀察指標

在完成課程后，用考試的形式檢測兩組同學對遺傳學內容的掌握程度。滿分為100分，85分以上為優秀，75～84為良好，60～74為合格，60以下為不合格。

（四）統計方法

應用SPSS統計軟件對數據進行處理。數據資料用平均值表示。P<0.05為差異有統計學意義。

二、結果

（一）課堂討論

為形成以學生為主體的問題式探究性學習環境，實行小組討論，引導學生由原來的“填鴨式”教學模式到以問題為中心批判式討論過渡。以組為單位進行組內和組間討論，討論結束由組長對該組討論的結果進行總結。每組組長匯報完畢，可由學生進行自評、互評。由于讓同學們自己查資料解決問題，大家的參與度很高，每個同學都能認真查找資料，課堂氛圍特別活躍。

（二）線上討論

隨著信息時代的到來，合理運用線上平臺使教學實踐變得更便捷、更新穎、更高效。教師可運用教學軟件建立討論組，學生可線上討論老師在教學軟件上傳的問題，亦或各組加入不同的聊天室進行問題討論，再由組長對討論的結果進行整合，上發到教師建立的討論組，增加結果的準確性和教師批改的高效性。討論交流的載體包括文字、圖片、音頻、文件以及輕松且形象表達意思的表情包，師生共同參與營造嚴肅活躍的學習氛圍。教師也能很好地把握學生對知識的理解程度。然后引導學生更好地理解和掌握作為重點、難點的知識點。

（三）學習效果分析

學習因子的評價指標有學生的學習適應性、學習態度和學習效果。老師根據學生的學習情況，結合直觀式教學方法和提問式教學方法，對學生的學習適應性、學習態度、學習效果進行統計。運用PBL教學模式讓不同性格和基礎的人一起探討并發表自己的看法，適應性更強。學習態度可從課堂回答問題情況和課堂表現等方面來評價，在教授完課程內容后通過做題考試的方式考察學生的學習效果。

通過考試成績與LBL組學生對比，PBL組同學的優秀率和良好率遠高于LBL組，平均成績也顯著提高，由62.31分提高到84.89分。差異有統計學意義（P<0.05），見表1。結果證明，PBL教學模式有利于幫助學生掌握授課內容，能極大地改善教學質量。

三、討論

目前，PBL在農學類專業課程教學改革中的應用較少，因此PBL在農學類專業課程有待推廣和完善。

（一）PBL教學方法有利于提高學生各方面的能力

結果表明，在教師提出問題后，學生會通過各種途徑學習和搜集資料，大大提高了學生的積極性和主動性。學生在掌握一定知識后會自主思考，有利于提高思考問題的能力。通過這種教學方法，學生學會了團隊協作，共享合作成果。

（二）PBL有利于提高教學質量

傳統的教學法中，學生處于被動接受的地位，缺乏主觀能動性。而使用PBL教學法可以促使學生自主學習，調動學生的學習積極性，通過講解問題的方式來展示自己的想法;通過教師引導，可讓其他同學有效理解所講內容，大大提升了學生的學習效率。

（三）PBL教學對教師的能力有一定要求

在實施PBL教學法的過程中，教師首先起一個引導的作用，給學生提出問題。在學生針對問題提出解決方案后，教師需作出評價并歸納，這就要求教師具備一定水平的專業知識，可以解答學生的疑惑，并且要求教師善于調動學生的主動性。

綜上，PBL教學法可以提高學生各方面的能力，有利于提高教學質量等優點，可廣泛應用于農學類專業課程的教學。

參考文獻

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[10]陳亞麗，譚琳，楊芳.PBL教學模式在高等數學教學中的應用研究[J].智庫時代，2019（36）：198-199.