PBL模式促進學生自主學習應用研究

李琴 楊江科 曾萬勇

摘要在“新工科”發(fā)展的背景下，創(chuàng)新能力培養(yǎng)成為高等教育的一個主要任務。本研究嘗試采用“以問題為導向，以學生為主體”的PBL教學模式將“微生物學”理論課與實驗課結(jié)合，通過理論知識能力和綜合能力訓練，讓學生一步步地嘗試分析和解決問題，促進學生展開自主學習，幫助學生形成知識體系，增強教學的科學性與系統(tǒng)性。

關(guān)鍵詞 PBL；自主學習；創(chuàng)新能力培養(yǎng)

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2022.02.042

當今世界瞬息萬變，國家間的關(guān)系十分復雜，高校在人才培養(yǎng)過程中需要不斷探索引導學生主動學習的路徑、提升學習深度的教學技能，培養(yǎng)基礎知識扎實、工程實踐能力強、綜合素質(zhì)高的創(chuàng)新性人才，對服務和支撐我國社會各領(lǐng)域和經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展具有重要的意義。

微生物學是生物相關(guān)專業(yè)的基礎專業(yè)課程，為后續(xù)課程的學習奠定了基礎，同時也是一門具有實操意義的課程，因此課程學習非常重要。一般院校中開設微生物學實驗，一方面使學生獲得基本的微生物實驗技能，另一方面通過在實踐與實驗中讓學生加深對微生物基礎理論的理解，更好地掌握專業(yè)相關(guān)知識點，實現(xiàn)系統(tǒng)地培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力的目的。因此，本研究中采用“以問題為導向，以學生為主體”的PBL教學模式將“微生物學”理論課與實驗課結(jié)合，促進學生展開自主學習，幫助學生形成知識體系，增強教學的科學性與系統(tǒng)性。[1-3]

1實驗對象與方法

1.1實驗對象

以本校生命科學本科專業(yè)二年級兩個班學生共計58人作為研究對象，在此前的校園學習過程中，他們上過的課程都是一致的，因此他們的專業(yè)知識水平接近；同時理論課和實驗課的授課老師都是同一人，這兩個因素保證研究對象在專業(yè)知識與能力上的接近。58名學生中男生35人，女生23人，年齡約20-21歲，按班級分組，其中生命科學2班（28人）為對照組，生命科學3班（30人）為實驗組。兩組學生的人數(shù)、年齡、專業(yè)知識水平等方面無明顯統(tǒng)計學差異，具有可比性。

1.2實驗方法

采用高教出版社周德慶教授編撰的第4版《微生物學教程》為理論課程教材，實驗課程教材為自編教材，以教材中第一章“原核微生物”為理論教學研究章節(jié)，理論教學內(nèi)容輻射微生物的營養(yǎng)與生長、微生物的生長；實驗教學則包括革蘭氏染色、細菌培養(yǎng)基的配置、大腸桿菌的培養(yǎng)和滅菌與無菌操作等基本知識。

具體教學過程中，對照組采用常規(guī)教學方式，即理論教學先行，按照教材上的順序進行授課，講解理論知識點，隨后進行對應的實驗操作，操作過程中對之前的知識點進行回顧與分解，以加深學生對基礎理論的理解。[4-8]

實驗組則采用實驗課先行，將少量理論課穿插在實驗課中的方式，先讓學生觀看相應的實驗操作視頻，然后引導學生進行培養(yǎng)基的配置與滅菌、大腸桿菌的搖瓶富集培養(yǎng)，然后取樣染色顯微觀察，同時轉(zhuǎn)入固態(tài)平板分離培養(yǎng)，最后轉(zhuǎn)接到EMB平板進行鑒別培養(yǎng)和乳糖培養(yǎng)基中進行發(fā)酵培養(yǎng)，記錄每一步實驗的結(jié)果。在對實驗結(jié)果的分析過程中圍繞大腸桿菌的個體形態(tài)和菌落形態(tài)、營養(yǎng)元素、代謝特點進行知識點的講解和分析，并提出相關(guān)問題，例如大腸桿菌生長需要哪些營養(yǎng)物質(zhì)？固態(tài)培養(yǎng)和液態(tài)培養(yǎng)的區(qū)別和適用性？如何制定培養(yǎng)基？如何設計實驗檢驗微生物生長過程中的產(chǎn)酸產(chǎn)氣？等等。學生根據(jù)實驗現(xiàn)象充分理解相應理論知識，最后讓學生（分組，2人一組）給出“酵母對不同碳源、氮源的利用情況分析”實驗設計并進行實踐操作，得出實驗結(jié)果。教師在整個實驗操作和教學過程中給出專業(yè)輔導、糾正和評價。

1.3評價方式

兩個組的評價均從兩個方向進行考核：理論知識考核采用試卷考核，主要考查學生對理論知識的理解與掌握情況用以考查知識點的教學效果；能力考核則由教師根據(jù)學生制定的實驗方案和所得到的實驗結(jié)果進行考核，主要考核實驗方案的科學可行性、對實驗結(jié)果的分析和解決方案，同時參考整個學習過程中的學生體現(xiàn)出來的教學互動與反饋，用以評價學生在學習過程中的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識等綜合能力。

1.4教學效果分析

試卷考核成績采用SSPS19.0軟件進行統(tǒng)計學分析，從均值+標準差兩個統(tǒng)計學數(shù)據(jù)反映兩個班的得分情況，組間則均采用t檢驗中的成對檢驗。學生的教學感受與教學滿意度分析采用在線不記名問卷調(diào)查[9]的方式進行。

2實驗結(jié)果

通過對試卷考核成績、實操評價的分析，實驗組的成績與實驗設計水平明顯高于對照組（表1），兩組的成績差異顯著（P<0.05）。兩組的得分差異在實驗設計評價方面（13.65）要高于試卷考核（10.92），這說明通過這種問題引導的PBL教學模式，不僅學生的理論知識學習效果得到了提升，實驗動手能力和創(chuàng)新能力則得到了更大的提高。

實驗章節(jié)教學完成后，58名學生均參與了教學滿意度的不記名問卷調(diào)查，此次問卷調(diào)查的有效率為100%。從問卷調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，實驗組對教學的滿意度顯著高于對照組（表2），分析差異顯著（P<0.05），說明PBL教學模式得到了學生的認可。

3分析與討論

“微生物學”是生物學專業(yè)的一門重要基礎理論課程，而微生物學實驗技術(shù)是每一個生物學專業(yè)的學生都必須具備的。因此，課程教學必須要實現(xiàn)理論知識牢固掌握和實驗技能靈活運用這兩個最基本的目標。

現(xiàn)今信息化技術(shù)發(fā)展迅猛，運用信息技術(shù)手段進行教學成了眾多教師尋求教學改革的路徑，筆者前期也進行了相關(guān)方面的教學改革。[10]在教學改革中，筆者發(fā)現(xiàn)微課、慕課等教學模式和多種教學平臺為教學提供了非常多樣化的選擇，但是碎片化的微課、虛擬的實驗平臺還是相對比較分散和獨立，并不能真正讓學生體會到理論與實踐相結(jié)合后碰撞出來的巨大吸引力。因此，筆者引入“以問題為導向，以學生為主體”的PBL教學模式，嘗試著將解決問題取代知識傳授放在首位，在實驗中發(fā)現(xiàn)問題之后再進行理論知識的講授。在完成了理論知識和實驗操作后，再設置新的問題，讓學生利用學到的知識設計可行性的實驗方案并對實驗結(jié)果進行分析，對學生而言這是一種非常積極快速的學習成果反饋與評價方式，能讓他們在短時間內(nèi)驗證自己所掌握的知識水平，讓他們大膽地將理論知識運用到實際操作中，同時提升他們的學習積極性，也培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新意識和能力，實現(xiàn)了教學的基本目標。

在整個教學過程中，對比兩個組的學生的學習狀態(tài)和方式，對照組的學生更趨于安靜聆聽、記筆記和課后請教老師等方式，這可能源于在教學過程中教師依然充當著主角，學生則自覺地選擇了配角的身份，于是他們更在乎教師對自己的評價，因此對于自己的成績與得分顯得更為關(guān)注。而實驗組學生的學習積極性明顯調(diào)動起來，他們第一時間想到的是尋找解決問題的方法，或者咨詢老師或者內(nèi)部討論或者查找資料，他們在嘗試依靠自己尋求解決問題的方法和路徑，這個過程其實就是學生創(chuàng)新意識的覺醒與發(fā)展過程。這源于PBL教學模式核心是以問題為中心，以學生自我學習為主體，教師僅僅是引導者，因此他們對教師的評價顯得不那么在意，對成績分數(shù)的在意度要低于對照組，因為他們更多的從解決問題的探索過程中獲取愉悅感和成就感。

這種明顯的差別存在的原因，應該是在實驗組的教學過程，教師讓學生帶著問題參與到學習中，學生很清楚他們最終是要給出問題的解決方案的，因此，他們更為積極，目標性更強，解決問題成為他們學習過程中的核心與動力，也成了他們培養(yǎng)歸納、創(chuàng)新和解決問題等綜合能力的途徑。在這個過程中，學生通過各種探索，對知識進行質(zhì)疑、判斷、比較、吸收、選擇及分析綜合，嘗試尋找解決問題的方法和路徑，極大地發(fā)揮了學生的能動性和創(chuàng)造性，有利于真正理解知識和逐步獲得綜合思考和解決問題能力。

在PBL教學過程中，筆者意識到教師的作用是引導、支持和監(jiān)督。因此，教師需要有力把握課堂，及時有效的進行溝通和給予學生幫助。學生在學習過程中通常是以小組的形式進行，因此，一方面教師需要引導學生進行專業(yè)水平相當?shù)姆纸M，另一方面教師還需要協(xié)調(diào)學生間的合作。同時建立多樣化的評價體系也是非常重要的，不同的評價方式在綜合考查學生學習效果之余能有效提高學生的積極性。

4總結(jié)

當前由于信息技術(shù)高速發(fā)展，信息化已深入到社會生活的方方面面，大學生在學習過程中信息獲取渠道非常豐富。但正是因為信息海量，學生學習過程有些偏快餐化，很多知識點并未深刻理解，加之早前的教育理念是“以教師為主，以講授為主”，導致很多學生積極性不足，人才培養(yǎng)過程目標較為淺層。本研究嘗試借助“以學生為中心、以問題為導向”的PBL理念，翻轉(zhuǎn)理論課堂和實驗課堂的教學順序，進行以“解決目標問題”為主的混合式教學，通過對學生理論知識能力和綜合能力進行訓練，讓學生一步步地嘗試分析和解決問題，主要解決了傳統(tǒng)教學模式中“重教師講述，輕能力培養(yǎng)”導致的知識與應用脫節(jié)等問題，積極引導學生自主學習，進而培養(yǎng)創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識。

基金項目：武漢輕工大學校級金課建設項目、校級思政課程建設示范項目。

參考文獻

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