基于Barrows模型的PBL教學法在分子生物學教學中的應用

張 可，曾萬勇，余曉麗

（武漢輕工大學生命科學與技術學院，湖北 武漢 430023）

問題式學習法（Problem-based Learning,PBL）是一種設計學習情境的學習探究方法[1]。基于新課程改革的背景下，筆者開展了以解決實際問題為導向的PBL教學法應用到分子生物學教學中的研究。

1 PBL教學法的概念及優勢

PBL教學法于1969年由美國精神病學家教授 Barrows提出，這是一種以實際存在的問題為導向，以學生為教學中心，強調將學習融入問題的教學方式。目前，PBL教學法已在國內外的課程教學中廣為流行[2]，其主要是通過問題的設計，引導學生開展協作學習方式完成問題的探討，并能領悟到問題背后的理論知識，從而提升自身解決問題的能力。

在1946年，美國教育學家Edgar Dale提出了學習金字塔，其模型如圖1所示。通過對學習金字塔的觀察，可見采用主動式學習的教育方式可最大限度地提高學生的學習能力。

圖1 學習金字塔模型

與傳統教學方式相比，PBL教學法的核心正是將學生被動式學習轉變為主動式思考，提高學生的創造性能力，激發學生的潛在能力。而傳統教學方式中，以教師為主體的說教式教學占主導地位，學生屬于填鴨式、灌輸式和被動式教育，導致學生在教學過程中難以主動思考。因此，PBL教學法的優勢在于其以學生主動式學習為導向，將學習和問題緊密聯系，使二者之間產生共性，激發學生主動投入到問題的研究中。同時它強調學習需要設計情境，通過設計更加復雜或者更有意義的問題情境，再讓學生以合作方式解決問題，達到探索知識的深度，進而提高學生自發式學習和勇于探索的能力[3]。

2 基于Barrows模型的PBL教學法在分子生物學教學中的應用

Barrows模型是PBL教學法中最為常用的經典模型，主要由五個步驟組成：（1）學習小組的組建；（2）問題的提出；（3）問題的分析解決；（4）小組成果的展示匯報；（5）總結與反思。

將PBL教學法中的Barrows模型應用到分子生物學課程的教學中，具體組織形式如下：

（1）劃分人員，組建小組。

根據我校2020級生物工程專業兩個班的課程，對學習小組進行劃分。參加課程的學生總數為60人，設定小組數為12個，每組人數為5人。學生選擇小組的方式為自由組合，可依據自己學習習慣，選擇熟悉的同學作為學習伙伴。

（2）設定小組探討問題。

根據分子生物學課程的設計，結合基因多態性分析這一研究專題，共設置四個相關問題供各小組進行選擇。具體問題如下：

A、基因多態性檢測手段有哪些？各自優缺點如何？

B、DNA聚合酶和Taq酶的差別和聯系。

C、PCR和Real-time PCR的差別和聯系。

D、PAGE膠檢測DNA和瓊脂糖凝膠檢測DNA的不同點和共同點。

（3）小組研究問題。

12個小組可供選擇的問題為4個，每個問題對應的小組數為3個，各小組按照組員意愿主動選擇感興趣的問題展開研究[4]。具體研究步驟可分為：根據問題查找相關資料；小組開會討論問題；會議總結，規劃匯報方案。

（4）小組研究成果匯報。

規定小組課下討論時間，并將各組討論研究結果以PPT或Word文本形式進行匯報。規定小組匯報時長各5分鐘，預計12組匯報總時間加上老師點評時間為2個課時。學生根據各自小組選擇的問題，將探究結果按小組順序依次展示匯報。

（5）總結與反思。

經過各小組的匯報，組員可以更加了解研究的專題，也可以通過觀摩其他小組的匯報學習更多的知識。在研究的同時，可以發現自己的疑問，可在課后展開進一步探討。在小組匯報的過程中，增加競爭機制，將小組展示的成績與平時成績關聯起來，提高各小組成員的學習主動性和積極性。

3 PBL教學法在分子生物學教學中的應用評估

為評估PBL教學法在實際教學中的應用效果，將PBL教學法融入分子生物學課程教學中，通過學生反映、課程考核和教師反饋，可以總結以下幾點：

一是能提高學生學習積極性和創造性。傳統的分子生物學教學中，老師充當知識的傳播者，學生充當接收者，一味地講授讓學生減少主動學習的積極性，枯燥的書本知識讓學生對課堂減少主動學習的興趣。通過引入PBL教學法的方式，轉變學生在課堂中的位置，由被動式的聽轉為主動式的講，既要求學生在課下需要耗費時間和精力去了解展示內容，也通過主動式選擇探討的問題來激發學生學習的主動性。同時，在基于Barrows模型的PBL教學法中，老師只提供了可選擇的探討問題，沒有具體限制探討的深度和廣度，學生們可結合其他學科、生活經歷或自我感悟對探討問題進行創造性的研究。針對教學方式轉變前后的效果，利用調查問卷的方式檢驗是否有效。問卷結果顯示，一方面學生更愿意采用小組討論展示的形式，另一方面學生表示自己對這門課程的了解和感悟更加深入，而且能夠提升分析解決問題和團隊協作能力。

二是能提高學生學習效率和質量。相較于被動式學習，主動參與查找資料和討論問題，更能激發學生學習主觀能動性，能夠提高學習效率。而自發查找相關資料、閱讀相關文獻，能夠讓學生拓展課本以外的知識，結合匯報后的點評環節，及時糾正探討中存在的問題，達到提高學習質量的目的。除此，在設置匯報選題時，應結合課程設計的結構與思路，緊緊圍繞教學任務，體現教學重點，從匯報設計環節達到提高學習效率和質量的目的。相較于傳統的教學方式，讓學生主動參與課堂，從只聽只看到用自己語言闡述，結合自己設計的課件，實現一個有活力的課堂。

三是能提升學生全面素質。將PBL教學模式應用到日常教學中，能夠合理構建教師的人才培養計劃。結合豐富多彩的教學方式，從理論教育和實操教學兩個方面，開展學生全面教學，達到提高學生全面素質的目的。例如，在開展基于Barrows模型的PBL教學法中，通過小組學習，鍛煉了團結協作的能力；通過查閱資料，提高了獲取信息的能力；通過組會討論，提升了溝通交流能力；通過制作匯報文本或課件，提升了使用辦公軟件的能力；通過匯報展示，提升了語言表達能力。因此，可以發現新的教學模式能使學生全方位的素質得到提升。

四是存在幾點不足之處。其一，學生在課外需要耗費更多的時間來搜集資料、開會討論和準備匯報內容。其二，小組分工的形式容易存在某些同學報大腿的行為，導致組內成員分工不合理，甚至出現同學之間矛盾的情況。其三，對老師也提出了更高的要求，需要精準把握設置的選題是否貼合教學需要且具有探討性，學生匯報內容是否正確無誤，匯報后的點評是否合理得當，這些都要求老師在各個環節需要保持認真工作的態度。因此，新的教學模式也處在逐步發展完善的階段，這也需要老師在實踐的過程中不斷總結教學經驗、不斷完善教學過程。

4 結語

相較于傳統的分子生物學教學方式，基于Barrows模型的 PBL教學法應用到實際教學中能夠提高課堂質量，但也對老師和學生提出更高的要求。老師需要精準把握匯報的選題和學生匯報內容的質量，同時也要建立監控機制，防止部分學生偷懶。學生也需要從傳統的被動式學習轉變成主動式學習，從傳統的個人學習轉變成團體學習，也需要在各方面提高自己的能力素質。因此，在新的教學模式下，雙方都需要提升自我能力，進而提升教學效果。將基于Barrows模型的PBL教學法應用于分子生物學教學中，雖然能夠取得一定成效，但是教學改革是一個需要長期開展的系統工程，需要不斷地探索和總結。