基于問題學(xué)習(xí)的啟發(fā)教學(xué)模式在生物技術(shù)藥物研究與開發(fā)教學(xué)中的應(yīng)用

陳珺

摘 要 生物技術(shù)藥物研究與開發(fā)是高等院校生物制藥專業(yè)本科教育的重要專業(yè)課程，涉及生命科學(xué)、生物工程技術(shù)、藥學(xué)等多學(xué)科交叉，內(nèi)容實踐性強(qiáng)且發(fā)展較快。著眼于本課程特色，采用基于問題學(xué)習(xí)（PBL）的啟發(fā)型教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，有利于提高生物制藥專業(yè)學(xué)生的綜合素養(yǎng)和應(yīng)用能力，培養(yǎng)符合現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的應(yīng)用型藥學(xué)人才。

關(guān)鍵詞 高等教育 生物技術(shù)藥物研究與開發(fā) 應(yīng)用能力

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.07.059

Application of Inspired Teaching Mode in Biotech Drug Research and

Development Teaching Based on Problem Learning

CHEN Jun

（College of Life Science and Biopharmaceutics， Guangdong Pharmaceutical University， Guangzhou， Guangdong 510006）

Abstract "Biotech drug research and development" is the undergraduate education colleges biopharmaceutical important professional courses， involving life sciences， biotechnology， pharmacy， interdisciplinary， practicality of strong and rapid development. The course focuses on the characteristics， the use of problem-based learning （PBL）， inspired teaching model， to fully mobilize the students' enthusiasm and initiative will help improve the biopharmaceutical majors comprehensive quality and ability to cultivate economic development in line with the requirements of modern society the application of pharmaceutical talent.

Key words higher education; Biotech Drug Research and Development; application ability

1969年，美國神經(jīng)病學(xué)教授Barrows在加拿大的麥克馬斯特大學(xué)試行了一種新的教學(xué)模式——基于問題的學(xué)習(xí)（Problem-Based Learning，PBL），①其改變了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育中“以授課為基礎(chǔ)”的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)設(shè)問題情境來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，通過引導(dǎo)學(xué)生圍繞問題開展分析探討，形成對相關(guān)概念和知識點的全面認(rèn)識，進(jìn)而培養(yǎng)獨立思考和解決問題的高級思維能力。②③在充滿競爭、變革和創(chuàng)新的21世紀(jì)，對于從事醫(yī)藥工作的藥學(xué)畢業(yè)生而言，不僅需要掌握扎實過硬的理論知識、熟練規(guī)范的操作技能，還必須具備運用專業(yè)知識解決實際問題的應(yīng)用能力，而這恰恰是傳統(tǒng)藥學(xué)專業(yè)課程教育模式和教育方法的短板。如何拓寬學(xué)生的思維、培養(yǎng)富于創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才，是當(dāng)前國內(nèi)藥學(xué)院校教育改革正在探索的問題， PBL啟發(fā)型教育模式正體現(xiàn)了這種教育理念。

本文對引入PBL理念開展生物技術(shù)藥物研究與開發(fā)教學(xué)進(jìn)行了探討。

1 生物技術(shù)藥物研究與開發(fā)課程的特點及存在的問題

生物制藥專業(yè)面向生物制藥領(lǐng)域及生命科學(xué)和生物工程相關(guān)行業(yè)，畢業(yè)生以從事研發(fā)與生產(chǎn)方面的技術(shù)和管理崗位為主，不僅應(yīng)掌握生物工程和生物制藥等方面的基本理論、知識與技能，更應(yīng)能勝任工程菌/細(xì)胞構(gòu)建、發(fā)酵、分離純化、制劑和質(zhì)控等工藝研發(fā)、生產(chǎn)和管理工作。立足于本科教學(xué)加強(qiáng)基礎(chǔ)、注重實踐、整體優(yōu)化的原則，我校生物制藥專業(yè)增設(shè)了生物技術(shù)藥物研究與開發(fā)這一專業(yè)必修課，旨在培養(yǎng)學(xué)生對生物技術(shù)藥物設(shè)計、研究和開發(fā)流程的整體認(rèn)識，實現(xiàn)對生物制藥相關(guān)專業(yè)知識的綜合梳理。該課程對生物技術(shù)藥物自實驗室研發(fā)至臨床研究全過程的各技術(shù)環(huán)節(jié)和質(zhì)量控制要點進(jìn)行系統(tǒng)介紹，涉及生命科學(xué)、生物工程技術(shù)、藥學(xué)領(lǐng)域等多學(xué)科內(nèi)容，具有較高的綜合性和實踐性，是引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入生物技術(shù)藥物專業(yè)領(lǐng)域的重要起點。

但在實際教學(xué)中筆者發(fā)現(xiàn)，由于課程內(nèi)容涉及面廣、宏觀性強(qiáng)，且以抽象性的設(shè)計性原則、規(guī)范化條款為主，單純依靠引入多媒體視聽、講授案例等方法開展課堂教學(xué)，學(xué)生對理論知識難以透徹理解，對于建立藥物研發(fā)和質(zhì)控的整體觀念、綜合運用相關(guān)專業(yè)知識來設(shè)計新藥開發(fā)方案要點、完成申報所需資料的任務(wù)更是難以勝任。因此，如何打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，拓展學(xué)生思維、激發(fā)學(xué)習(xí)自主性和創(chuàng)造力，提高實踐創(chuàng)新能力和對社會崗位的適應(yīng)性，是教學(xué)中亟待解決的問題。

2 PBL教學(xué)模式的優(yōu)勢與可能的弊端

PBL的理論基礎(chǔ)來源于20世紀(jì)初的建構(gòu)理論——將知識的學(xué)習(xí)看做學(xué)習(xí)者在一定的社會環(huán)境中，對外部信息進(jìn)行主動選擇、加工、重構(gòu)而完成意義建構(gòu)的過程。④因此，PBL教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)最大的不同就在于特別強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者主動獲取知識的過程。其改變了以“教”為主的觀念，主張讓學(xué)生成為課堂的主導(dǎo)者，通過設(shè)置典型“問題”，引導(dǎo)學(xué)生從應(yīng)用角度加深對知識點的理解，并以學(xué)習(xí)小組為單位展開討論，在相互的溝通協(xié)作中尋找解決問題的最佳方案，不僅有利于鼓勵學(xué)生積極思考、充分表達(dá)觀點，也給了學(xué)生們相互交流、拓展思維空間的機(jī)會。

在如今這個知識更新速度一日千里、人才競爭日趨激烈的時代，我國醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展迫切需要創(chuàng)新型藥學(xué)復(fù)合人才，其既要有術(shù)業(yè)專攻的技藝之才，還應(yīng)具備勤學(xué)善思的進(jìn)取之心。自主學(xué)習(xí)技能關(guān)系學(xué)生未來的職業(yè)發(fā)展，如何使畢業(yè)生具備終生習(xí)慣的自主學(xué)習(xí)和知識更新潛力也是醫(yī)藥高等教育改革的目的之一。PBL教學(xué)法注重引導(dǎo)學(xué)生在傳統(tǒng)課堂的教師、課本之外展開學(xué)習(xí)，在“解決典型問題”的過程中，學(xué)生可以根據(jù)自己的理論認(rèn)知水平，用不同的方法，從不同的角度入手，最大程度地激發(fā)內(nèi)在學(xué)習(xí)動力、啟迪創(chuàng)造性思維，進(jìn)而促成終生學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成，也自然而然地提高觀察、分析和解決問題的能力，實現(xiàn)學(xué)以致用。

此外，PBL教學(xué)也為學(xué)生提供了一些傳統(tǒng)課堂上未能進(jìn)行的鍛煉機(jī)會，譬如進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、資料收集，并從中歸納總結(jié)出有用的信息、展開邏輯推理;學(xué)生們在不同觀點的碰撞、不同理念的交匯中，提高了語言表達(dá)能力和溝通協(xié)作能力;相對自由的學(xué)習(xí)環(huán)境有利于學(xué)生擺脫對父母、師長的依賴心理，培養(yǎng)獨立思考、勇于決斷、分工協(xié)作、相信團(tuán)隊的能力，并學(xué)會與合作者分享學(xué)習(xí)成果。多項課程教學(xué)實踐證實，PBL教學(xué)法確能明顯提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素質(zhì)。⑤⑥⑦⑧

然而世上并無完美之事，PBL教學(xué)模式同樣存在一些問題，⑨⑩主要包括：（1）PBL學(xué)習(xí)跨學(xué)科綜合性較強(qiáng)，對低年級學(xué)生或一些專業(yè)知識基礎(chǔ)相對較差的學(xué)生來說，面對“問題”可能無從下手，只為解決問題而解決問題，反而破壞了知識結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性。（2）學(xué)生的知識基礎(chǔ)、心智水平和實踐經(jīng)驗畢竟有限，單純的“學(xué)生為主”可能使學(xué)習(xí)走入誤區(qū)，即自主討論也需要教師的啟發(fā)和指導(dǎo)，然而教師的過多介入又可能打斷學(xué)生思維、干擾他們發(fā)言的積極性。（3）由于小組中各個學(xué)生的性格、能力和主觀能動性存在差異，PBL 教學(xué)效果的反饋可能大相徑庭，對于某些性格內(nèi)向、不善言辭或基礎(chǔ)知識薄弱、自學(xué)能力較差的學(xué)生來說，這樣的學(xué)習(xí)方式可能變成“渾水摸魚”，不僅起不到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果，反而導(dǎo)致對學(xué)科失去興趣，在小組討論結(jié)束后根本無法回憶起任何相關(guān)的理論知識。（4）目前的教材多以傳統(tǒng)教學(xué)模式編著，只依靠教師在專業(yè)教學(xué)中自行設(shè)計PBL相關(guān)的學(xué)習(xí)問題，但課堂教學(xué)時間畢竟有限，課后缺乏相應(yīng)教材對學(xué)生的引導(dǎo)，這種不配套的學(xué)習(xí)可能影響PBL教學(xué)效果。

3 基于PBL的啟發(fā)式教學(xué)在生物技術(shù)藥物研究與開發(fā)中的應(yīng)用

權(quán)衡PBL的利與弊，結(jié)合生物技術(shù)藥物研究與開發(fā)課程特點，可以引入PBL的理念、以典型案例為指導(dǎo)、采用“師生并重”的啟發(fā)型模式，從以下四點展開教學(xué)。

（1）構(gòu)建典型問題。以基本理論為基礎(chǔ)去發(fā)展問題是普遍認(rèn)可的問題構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)，這要求教師備課要精心準(zhǔn)備講授內(nèi)容——既要言簡意賅、又要明確后續(xù)用于解決問題的知識點。問題構(gòu)建首先應(yīng)盡量從學(xué)生的既有實踐經(jīng)驗的中搜集素材，可以結(jié)合已學(xué)過的知識、已做過的實驗，引導(dǎo)學(xué)生回顧相關(guān)經(jīng)驗、認(rèn)識當(dāng)前問題;在強(qiáng)調(diào)問題真實性的同時，還應(yīng)注重趣味性和開放性，讓學(xué)生在興趣導(dǎo)向下查閱資料、收集信息，并給予足夠的思維空間、從多角度分析問題。

（2）引導(dǎo)合作討論。分組討論一般以4～6人為單位進(jìn)行，對于涉及知識點少、相對簡單的問題，可安排5～10 min左右的課堂時間討論，然后請小組代表說明各組的討論結(jié)果，并當(dāng)堂點評;對于綜合性較強(qiáng)的復(fù)雜問題，可先由教師做出初步分析、引導(dǎo)小組討論出解決問題的切入點，再由學(xué)生課后收集資料、集體討論，并整理成果、撰寫為書面論證材料。

（3）展示學(xué)習(xí)成果。各小組的討論成果不僅應(yīng)形成書面材料，還可考慮以多種方式做出展示，如請兩個意見不同的小組展開辯論、或各小組以PPT形式做seminar報告等。通過闡述小組討論的結(jié)果，不僅能鍛煉學(xué)生的語言表述能力和邏輯思維能力，在闡述的過程中，也能反映出學(xué)生對問題的解讀是否到位，對理論的領(lǐng)會是否正確，對知識的掌握是否全面。教師可以據(jù)此調(diào)整教學(xué)方案，針對暴露出的薄弱知識點重點講解、并加強(qiáng)復(fù)習(xí)鞏固。

（4）進(jìn)行綜合評價。此階段是對PBL學(xué)習(xí)成果的總結(jié)，可以先由學(xué)生進(jìn)行自評、互評，再由教師總結(jié)評價。需要注意評價的對象不僅是書面化的“問題解決方案”，還包括文獻(xiàn)調(diào)研能力、小組內(nèi)協(xié)商合作情況、各成員責(zé)任心和創(chuàng)新性等內(nèi)容，旨在引導(dǎo)學(xué)生自我反思、評判得失，進(jìn)一步活躍和拓展思維空間、提升解決問題的能力。

下面以授課實例具體說明：

對于一些較簡單的知識點，可采取課堂提問、當(dāng)堂討論和評價的形成。如，生物學(xué)活性測定是生物技術(shù)藥物質(zhì)量控制的重要項目，在學(xué)習(xí)這一知識點時，教師首先說明常用的測定方法及原理，然后提出問題：同學(xué)們了解哪些藥物的生物學(xué)活性測定？其測定原理是什么？再引導(dǎo)回顧以往學(xué)習(xí)中開展的實驗項目——胰島素、尿激酶等藥物的藥理作用和效價測定，溶菌酶的提取、分離純化和生物學(xué)效價測定等。學(xué)生以小組為單位，自選一項做過的實驗進(jìn)行分析，說明實驗中是否涉及生物學(xué)活性測定、其方法屬于哪一類、原理如何、最終實驗結(jié)果反映的情況等。討論結(jié)果由小組代表口頭闡述后，教師做總結(jié)歸納，這樣的隨堂討論有利于及時發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中的薄弱點，引導(dǎo)學(xué)生從應(yīng)用層面理解基本知識點、避免死記硬背、生搬硬套。

解決了基本問題，在對各小組的總結(jié)評價基礎(chǔ)上，教師可再次提問：胰島素和尿激酶的生物學(xué)活性測定方法不同，它們各自的優(yōu)勢在哪里？如何對生物學(xué)活性測定結(jié)果進(jìn)行評判？方法學(xué)驗證如何進(jìn)行？既然不同方法側(cè)重點各不相同，那么在選擇時應(yīng)考慮哪些問題？如果現(xiàn)在有一種新藥需要進(jìn)行生物學(xué)活性測定，如何根據(jù)藥物性質(zhì)設(shè)計實驗？這些問題相對復(fù)雜且涵蓋面更廣，回答時不僅要求學(xué)生充分掌握基礎(chǔ)知識，還需要具備一定的綜合分析、歸納總結(jié)能力。同樣以4～6人組成小組，要求學(xué)生在課后查找資料、展開討論，并將討論結(jié)果形成書面報告、制作PPT，在1～2周后安排一次課堂演示，由小組代表闡述解決問題的思路、討論中發(fā)現(xiàn)的問題及最終結(jié)論，進(jìn)行自我評價評分。在每組發(fā)言完畢后，由其它小組的同學(xué)進(jìn)行提問和評價、有疑義之處再行討論，小組相互給予評分評語。最后由教師點評各小組的優(yōu)缺點，并指出有待提高的地方、提出改進(jìn)建議，總結(jié)歸納出解答這些問題所涉及的知識要點、原理與方法，引導(dǎo)學(xué)生鞏固知識點、建構(gòu)起自己的專業(yè)知識網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)一步提升解決實際問題的能力。

4 小結(jié)

生物技術(shù)藥物研究與開發(fā)課程設(shè)置于三年級下學(xué)期，學(xué)生此時已學(xué)習(xí)過大部分專業(yè)課，對生物制藥相關(guān)知識有了一定認(rèn)識，而課程本身就可看做對生物分離技術(shù)、生物技術(shù)藥物學(xué)、生物藥物分析等專業(yè)課的綜合應(yīng)用闡述，強(qiáng)調(diào)藥物實際開發(fā)、生產(chǎn)中對既有知識的統(tǒng)籌運用，是一門總結(jié)課、應(yīng)用課。充分利用課程特點、向傳統(tǒng)教學(xué)中融入PBL理念，在保證理論知識結(jié)構(gòu)完整性的基礎(chǔ)上鼓勵學(xué)生探尋自己感興趣的問題，以解決問題的成就感調(diào)動學(xué)習(xí)興趣和主動性;兼顧教師的指導(dǎo)性和學(xué)生的獨立性，在明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)指導(dǎo)下，幫助學(xué)生實現(xiàn)多學(xué)科知識對接，進(jìn)而提升觀察能力、分析能力和抽象能力等綜合素質(zhì)，并活躍和拓展思維空間。從學(xué)生的作業(yè)和試卷情況來看，基于PBL的啟發(fā)式教學(xué)模式下，大部分學(xué)生對于“案例分析”題目的解答分析更為深入合理、歸納總結(jié)、表達(dá)能力也有所提高。今后的教學(xué)中將堅持這一有益模式，進(jìn)一步調(diào)整講義內(nèi)容更好地配合課堂教學(xué)，并構(gòu)建設(shè)計性更強(qiáng)的綜合性應(yīng)用問題，以取得更好的教學(xué)效果。

注釋

① Barrows HS， Tamblyn RM.The Portable patient problem pack： a problem based learning unit[J].J Med Educ，1977.52（12）：1002-1004.

② Allareddy V， Havens AM， Howell TH， et al.Evaluation of a new assessment tool in problem-based learning tutorials in dental education[J].J Dent Educ， 2011.75（5）：665-671.

③ 樸光春，陸峰.在英國感受解決問題學(xué)習(xí)法[J].時珍國醫(yī)國藥，2006.17（12）：2621-2622.

④ 秦楓，洪衛(wèi)，郎曼.基于問題的教學(xué)模式在英語口語教學(xué)中的行動研究[J].外語電化教學(xué)，2013（7）：70-75.

⑤ 彭芬，劉李豫.基于問題的啟發(fā)式教學(xué)方法與實踐——以“組織行為學(xué)”本科教學(xué)為例[J]. 中國大學(xué)教育，2013（3）：65-67.

⑥ 馮藝萍，吳鋼.淺談基于問題的學(xué)習(xí)法在藥學(xué)專業(yè)學(xué)生實習(xí)前培訓(xùn)中的應(yīng)用[J].時珍國醫(yī)國藥，2014.25（1）：207-208.

⑦ 陳放，王健，朱俊，等.PBL教學(xué)模式在眼科教學(xué)中的應(yīng)用[J].西北醫(yī)學(xué)教育，2013.21（6）：1254-1256.

⑧ 王君明，賈玉梅，崔瑛.基于解決問題學(xué)習(xí)法的中藥學(xué)教學(xué)方法[J].藥學(xué)教育，2011.27（4）：48-50.

⑨ 慕景強(qiáng).PBL在醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀研究[J].西北醫(yī)學(xué)教育，2004. 12（3）：170-173，188.

⑩ 張小勤，任慶帥，陳以寬.PBL 教學(xué)模式在普通外科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用思考[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2014.30（1）：141-143.