LBL結(jié)合PBL在醫(yī)學(xué)院校細(xì)胞工程課程中的應(yīng)用*

張 曉，曹 新，馮振卿，，丁貴鵬， (南京醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院衛(wèi)生部抗體技術(shù)重點實驗室， 南京 009;南京醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物技術(shù)系;南京醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理學(xué)系; 通訊作者)

細(xì)胞工程(cell engineering)是以細(xì)胞為對象，應(yīng)用生命科學(xué)理論，借助生物工程學(xué)原理與技術(shù)，有目的地利用或改造生物遺傳性狀，以獲得特定的細(xì)胞、組織產(chǎn)品或新型物種的一門綜合性科學(xué)技術(shù)［1，2］。作為現(xiàn)代生物工程的重要組成部分，細(xì)胞工程在生物醫(yī)藥、食品、化工、能源、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。細(xì)胞工程相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)滲透人類生活的許多領(lǐng)域，取得了許多具有開發(fā)性的研究成果，有的已在生產(chǎn)中推廣，收到了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

細(xì)胞工程課程內(nèi)容涉及面較廣，操作性和整體性較強(qiáng)。課堂教學(xué)中教師必須充分發(fā)揮自身專業(yè)優(yōu)勢，適應(yīng)學(xué)科發(fā)展需要，積極引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)認(rèn)知并對該領(lǐng)域產(chǎn)生興趣，系統(tǒng)把握相關(guān)原理、方法、技術(shù)和研究進(jìn)展;同時培養(yǎng)學(xué)生綜合能力，增強(qiáng)教學(xué)效果。在不斷的教學(xué)探索過程中，結(jié)合細(xì)胞工程的特點，在本校生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生中開展“PBL與LBL相結(jié)合的教學(xué)模式改革”，旨在探索PBL與LBL結(jié)合的具體模式與方法，以便更好地提高醫(yī)學(xué)生細(xì)胞工程教學(xué)質(zhì)量。

1 細(xì)胞工程課程培養(yǎng)特點

細(xì)胞工程是醫(yī)學(xué)院校本科生基礎(chǔ)課程中重要的學(xué)科，也是我校生物技術(shù)專業(yè)的必修課程之一。本課題中選取的教學(xué)研究對象是生物技術(shù)專業(yè)本科生，該專業(yè)生源良好，且該專業(yè)學(xué)生的生物學(xué)及相關(guān)知識背景較好，理解能力及主動學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，將來可能較多地利用現(xiàn)代生物學(xué)的理論知識和實踐方法進(jìn)行臨床及科研實踐工作，非常適合課題組開展LBL+PBL雙模教學(xué)法的實踐與研究。

生物技術(shù)專業(yè)本科四年級學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)和生物化學(xué)等與本課程相關(guān)的基礎(chǔ)理論課，但尚未接受過細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，而細(xì)胞培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)又是生物學(xué)及醫(yī)學(xué)實驗的基礎(chǔ)和基本功，是必不可缺的基本技術(shù)，因此，為了培養(yǎng)在各級醫(yī)院、生物技術(shù)公司、科研院所等實驗室所需的技術(shù)專業(yè)型人才，學(xué)好該課程很有必要［3－5］。

2 PBL與LBL教學(xué)模式概要

LBL教學(xué)模式(lecture based leaming)是傳統(tǒng)的講授式教學(xué)，是以教師授課為基礎(chǔ)、學(xué)生被動灌輸?shù)慕虒W(xué)模式;其優(yōu)點是緊扣教學(xué)大綱，知識結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有條理，傳授知識多，利于大班化教學(xué);但傳統(tǒng)的LBL教學(xué)法依賴教材，容易造成教師“滿堂灌”，學(xué)生“填鴨式”的被動接受新知識，限制學(xué)生潛能的發(fā)揮，不利于調(diào)動學(xué)生的興趣、培養(yǎng)自學(xué)能力和創(chuàng)新精神，容易導(dǎo)致學(xué)生思維僵化。

PBL教學(xué)模式(problem-based learning)由Barrows在加拿大的麥克馬斯特大學(xué)首創(chuàng)［6］，20世紀(jì)80年代后逐漸發(fā)展至歐亞等國家和地區(qū)，經(jīng)過40余年的發(fā)展，目前已成為國際上較流行的一種教學(xué)方法［7－9］。此方法強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的主動學(xué)習(xí)為主，而不是傳統(tǒng)教學(xué)中以教師講授為主，這一點是PBL與傳統(tǒng)教學(xué)法的根本區(qū)別所在。

PBL是以問題為基礎(chǔ)、以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。PBL教學(xué)的優(yōu)勢在于把學(xué)習(xí)設(shè)置于復(fù)雜的、有意義的問題情境中，以自主學(xué)習(xí)和小組學(xué)習(xí)的形式，在教師的引導(dǎo)下，解決復(fù)雜的、實際的或真實性的問題，旨在使學(xué)生掌握學(xué)科基本知識，發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和終生學(xué)習(xí)的能力。

3 LBL結(jié)合PBL教學(xué)法的綜合應(yīng)用

3.1 教學(xué)手段多元化提升LBL的有效性 細(xì)胞工程課程是一門既有基本理論技能，又有綜合實驗的實踐性課程，動手機(jī)會多，實踐性強(qiáng)。無論是教師的教，還是學(xué)生的學(xué)都具有一定的難度，這就要求在授課內(nèi)容的選擇上，既要注意內(nèi)容的系統(tǒng)性與完整性，又要保證授課內(nèi)容的全面、趣味、實用。本課程的另一特點是知識信息量大，內(nèi)容基本是微觀水平，傳統(tǒng)的教學(xué)模式無法為學(xué)生呈現(xiàn)如此大信息量的課程內(nèi)容，而且也很容易引起學(xué)生對課程的懈怠，降低學(xué)習(xí)興趣，影響教學(xué)效果。因此，在細(xì)胞工程課堂中單一采用傳統(tǒng)的LBL教學(xué)法面臨著改革的必然。

PBL作為一種問題取向的教學(xué)思路，它強(qiáng)調(diào)以問題解決為中心、多種學(xué)習(xí)途徑相整合，而不只是純粹的探索和發(fā)現(xiàn)，同時它強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者之間的交流合作、外部支持與引導(dǎo)在探索學(xué)習(xí)中的作用等，可以提高教學(xué)質(zhì)量、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但單純的持續(xù)性的PBL教學(xué)取消了教師的系統(tǒng)講授，課程容量小，學(xué)生只注重解決課堂上的問題，而忽視了掌握完整的基本理論，造成基礎(chǔ)知識和基本理論不夠扎實;另外持續(xù)性的PBL則不能在有限的課時內(nèi)完成教學(xué)大綱規(guī)定的授課任務(wù)。因此，采用LBL與PBL相結(jié)合的教學(xué)模式是一種行之有效的適合細(xì)胞工程課程的教學(xué)模式。

3.2 教學(xué)方法多樣化促進(jìn)PBL與LBL的融合 作為綜合技術(shù)課程，細(xì)胞工程的各章節(jié)邏輯性不強(qiáng)，理論表述較少，應(yīng)用技術(shù)細(xì)節(jié)較多，給欠缺基礎(chǔ)知識的學(xué)生在理解、記憶課本內(nèi)容時帶來較大的難度。因此，在教學(xué)過程中，要大力提倡啟發(fā)式、問題探究式、討論式、訓(xùn)練與實踐式教學(xué)方法，鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑、自由探索，最大限度地發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造性［10］。課堂教學(xué)中，結(jié)合講授內(nèi)容，可以先簡要介紹每一章節(jié)主要內(nèi)容的歷史發(fā)展過程，重點介紹一些重大發(fā)現(xiàn)的歷史過程及其與日常生活密切關(guān)系的醫(yī)用產(chǎn)品或藥品，在細(xì)胞工程課堂教學(xué)中講述細(xì)胞染色體分離分帶技術(shù)、細(xì)胞的誘導(dǎo)分化、細(xì)胞的融合及單克隆抗體的制備、細(xì)胞重組和克隆、細(xì)胞的基因(或基因組DNA)的導(dǎo)入等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用進(jìn)展，及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景等，其中突出我國學(xué)者和科學(xué)家作出的貢獻(xiàn)，做到理論教學(xué)(LBL)與實踐教學(xué)(此時表現(xiàn)為PBL)零距離對接。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生從生活細(xì)節(jié)中發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題的能力，加強(qiáng)師生互動性，提高課堂教學(xué)的生動性。

3.3 理論課教學(xué)中PBL模式教學(xué)環(huán)節(jié) 在教學(xué)中實施PBL模式教學(xué)環(huán)節(jié)，融合科技發(fā)展，改革、更新教學(xué)內(nèi)容，通過分析醫(yī)藥領(lǐng)域中常見的物品，聯(lián)系細(xì)胞工程中相關(guān)的產(chǎn)品和技術(shù)。如干擾素大家在日常生活中比較常見，但是關(guān)于其生產(chǎn)技術(shù)，可能就不太熟悉，從而提出問題，引出藥用蛋白制備技術(shù)的介紹。在講授細(xì)胞重組與克隆過程中，只講解細(xì)胞重組和克隆相關(guān)原理，利用PBL教學(xué)，學(xué)生分組討論，查閱資料，分析克隆羊多莉產(chǎn)生的原理及過程。最后在教師引導(dǎo)下做講解和歸納總結(jié)，對學(xué)生的討論結(jié)果給予評價和修正。

另一方面，由于當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，知識信息量增長迅速，細(xì)胞工程的研究內(nèi)容也日新月異，新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)。在教學(xué)中要適時地調(diào)整并更新教學(xué)內(nèi)容，了解現(xiàn)代科技發(fā)展的前沿，掌握生物工程領(lǐng)域科技發(fā)展的最新動態(tài)，及時把這些動態(tài)、研究成果以及有待攻關(guān)的重大課題融入教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探索新知識的興趣，提高學(xué)生的綜合能力。在介紹課本內(nèi)容之外，注重對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的介紹，融合最新的研究進(jìn)展，使學(xué)生能夠較快地認(rèn)識和理解新事物，達(dá)到與時俱進(jìn)的教學(xué)效果。

21世紀(jì)是生物技術(shù)藥物和生物仿制藥的世紀(jì)，細(xì)胞融合及單克隆抗體制備這一章教學(xué)中，首先將學(xué)生分組，利用互聯(lián)網(wǎng)查找FDA現(xiàn)已批準(zhǔn)的治療性單抗藥物其研發(fā)公司，針對的抗原決定簇，并引出問題“普通的單克隆抗體怎樣才能成為一個合格的治療性藥物，二者有何聯(lián)系與區(qū)別?”學(xué)生分組討論后再引入單克隆抗體技術(shù)的基本原理、鑒定及臨床應(yīng)用。隨后結(jié)合自己的專業(yè)研究，加入最新的研究進(jìn)展報告，講解單克隆抗體(mAbs)技術(shù)及作為生物技術(shù)新藥的經(jīng)濟(jì)和社會效益，利用圖表說明2011年全球抗體藥物的市場規(guī)模達(dá)到671億美元，并且每年以超過20%的速度快速增長;預(yù)計到2020年，生物技術(shù)藥物在全部藥品銷售收入的比重將超過1/3。最后，在實驗教學(xué)中將學(xué)生帶入工廠化的中式培養(yǎng)車間，觀察從單抗到生物醫(yī)藥的整個生產(chǎn)制備過程，在相關(guān)人員解說后，比較原始的化學(xué)藥物和新型的以抗體為代表的生物藥的經(jīng)濟(jì)效益、發(fā)展趨勢，使學(xué)生能夠親自感受到細(xì)胞工程的經(jīng)濟(jì)效益。

課外教學(xué)中，鼓勵學(xué)生關(guān)注社會熱點問題，將其作為創(chuàng)新實驗的題目或素材供學(xué)生選擇。督促學(xué)生經(jīng)常閱讀文獻(xiàn)及相關(guān)的報紙雜志，了解學(xué)科發(fā)展與進(jìn)展。如《生物醫(yī)學(xué)工程年報》(Annals of Biomedical Engineering)和《國際生物醫(yī)學(xué)工程雜志》(International Journal of Biomedical Engineering)，這些雜志報道了國外生物醫(yī)學(xué)生物工程學(xué)科領(lǐng)域的新技術(shù)、新進(jìn)展、新動向，不僅可以增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)的興趣，也能增加學(xué)生的知識積累和解決生活實際問題的能力，變感性了解為理性探索。

3.4 實驗教學(xué)中PBL教學(xué)模式的應(yīng)用 實驗教學(xué)中，改變以陳舊、內(nèi)容簡單孤立的驗證性實驗，在具備先進(jìn)實驗設(shè)備的基礎(chǔ)上，注重新技術(shù)和新材料的運用，提高實驗條件和實驗水平。實驗教學(xué)主要分為基礎(chǔ)實驗教學(xué)、綜合型和研究型實驗教學(xué)［11］。

基礎(chǔ)實驗教學(xué)中，以傳統(tǒng)的LBL教學(xué)模式為主，由教師講解、介紹基本的理論知識，對實驗的分析，由學(xué)生自行完成實驗。如細(xì)胞的培養(yǎng)技術(shù)實驗中，重點講解細(xì)胞生長、增殖、傳代、凍存與復(fù)蘇等過程中的基本原理、實驗方法與步驟。學(xué)生以3人為一小組，每組每人一瓶細(xì)胞，自己觀察并動手培養(yǎng)細(xì)胞，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)其愉快、主動地學(xué)習(xí)和探究。

綜合性實驗教學(xué)中，將傳統(tǒng)的LBL教學(xué)模式和PBL教學(xué)模式結(jié)合，采取演示實驗與學(xué)生驗證性實驗并進(jìn)式教學(xué)模式。隨著教師對教學(xué)內(nèi)容的講解、基本理論的介紹以及對實驗的分析，由教師和學(xué)生共同完成實驗，實現(xiàn)實驗對理論知識學(xué)習(xí)的有機(jī)補(bǔ)充和驗證。在此過程中給學(xué)生充足的時間，提供必要的技術(shù)指導(dǎo)并對實驗結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確剖析。

對于能提早完成實驗內(nèi)容的實驗小組，進(jìn)一步開展研究型實驗教學(xué)，以PBL教學(xué)模式為主，在實驗課中附加相關(guān)的、具有前沿性和探索性、利于學(xué)生創(chuàng)新能力提高的實驗內(nèi)容?；蛘吲c實驗條件較好的研究室建立交流聯(lián)系，同學(xué)們可進(jìn)行簡單的實驗設(shè)計并借助其儀器完成實驗。教師在整個實驗進(jìn)程中起輔助作用，其作用是啟發(fā)學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生提出問題，控制學(xué)生討論的范圍和時間，指導(dǎo)學(xué)生如何查找有關(guān)問題的答案，記錄各學(xué)生的表現(xiàn)，以便明確不同學(xué)生的弱點所在并給予相應(yīng)的幫助。

總之，對于教師而言，在科技競爭、人才競爭、經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的形勢下，要著重培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)和實踐能力，不斷挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)的潛力，追求學(xué)生個性化發(fā)展，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的創(chuàng)新性和主動性，從而取得理想的教學(xué)效果，為實現(xiàn)醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)更好更快的發(fā)展夯實基礎(chǔ)。除了PBL教學(xué)模式外，在今后的教學(xué)中，可進(jìn)一步摸索最優(yōu)的教學(xué)方法，比如進(jìn)一步加強(qiáng)與臨床醫(yī)學(xué)的聯(lián)系，適當(dāng)增加實驗內(nèi)容，同時積極開展各種教學(xué)活動以及改革考核方式，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

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