奧爾堡PBL模式在大學(xué)生科研訓(xùn)練中的應(yīng)用

舒朋華, 魏夏蘭, 孫夢(mèng)圓, 徐海暢, 楊 雪, 唐榮平, 易文翰

(1. 許昌學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院, 河南 許昌 461000； 2. 許昌學(xué)院 信息工程學(xué)院, 河南 許昌 461000)

作為本科教育的重要組成部分之一,大學(xué)生科研訓(xùn)練(student research training, SRT)是本科生實(shí)踐學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié),在夯實(shí)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、應(yīng)用能力及綜合素質(zhì)等方面發(fā)揮著重要作用[1-2]。然而,目前很多高校的SRT教學(xué)尚存在諸多不足。探究新的SRT教學(xué)模式,對(duì)提升SRT實(shí)施效果,提高應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)水平意義重大。本文以許昌學(xué)院的一項(xiàng)SRT項(xiàng)目為例,論述了基于奧爾堡PBL模式的SRT項(xiàng)目實(shí)施情況及成果,為實(shí)踐類課程教學(xué)改革提供借鑒。

1 奧爾堡PBL模式簡(jiǎn)介

奧爾堡PBL模式是丹麥奧爾堡大學(xué)經(jīng)過四十多年的探索與實(shí)踐,摸索出來的一種“以問題為導(dǎo)向、由項(xiàng)目來組織”的教學(xué)模式[3-4]。該教學(xué)模式的主要特色在于問題導(dǎo)向下的項(xiàng)目式教學(xué)(見圖1)。首先由學(xué)生自主提出或者在教師的引導(dǎo)下提出現(xiàn)實(shí)問題,然后學(xué)生按個(gè)人興趣自由組建3～6人的PBL學(xué)習(xí)小組,每小組分派1、2名指導(dǎo)教師。在教師引導(dǎo)下,學(xué)生通過文獻(xiàn)閱讀、小組學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐和實(shí)地考察等方式,分析問題和解決問題,完成知識(shí)建構(gòu)與能力培養(yǎng)。最后,學(xué)生以書面報(bào)告和口頭匯報(bào)等方式,展示各小組的學(xué)習(xí)成果。指導(dǎo)教師結(jié)合各小組及各成員在整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程中的具體表現(xiàn),對(duì)項(xiàng)目做出評(píng)價(jià)和反饋。為了確保學(xué)生能夠順利地解決問題和完成項(xiàng)目,學(xué)校會(huì)同步開設(shè)一些項(xiàng)目課程,講述團(tuán)隊(duì)協(xié)作技巧及項(xiàng)目中常用的基本技術(shù)和理論等[5-6]。

圖1 奧爾堡PBL模式下的項(xiàng)目式教學(xué)

目前,我國(guó)高校SRT的大致實(shí)施流程是:學(xué)生結(jié)合本專業(yè)或個(gè)人興趣自主選題,然后組建5人左右的研究小組,并請(qǐng)1、2名教師作為指導(dǎo)教師,最后由團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成項(xiàng)目的申報(bào)、立項(xiàng)、實(shí)施和結(jié)題。該流程與奧爾堡PBL模式的項(xiàng)目教學(xué)流程極為相似,因此將奧爾堡PBL模式應(yīng)用到我們的SRT教學(xué)中具有很好的可行性。此外,在我國(guó)SRT項(xiàng)目執(zhí)行過程中存在諸多問題,如學(xué)生參加項(xiàng)目的動(dòng)機(jī)不純,項(xiàng)目選題上缺乏獨(dú)立思考能力,綜合運(yùn)用知識(shí)的能力欠缺,學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng),知識(shí)儲(chǔ)備和項(xiàng)目參與時(shí)間不足等[7-8]。奧爾堡PBL模式主張以學(xué)生為中心,由學(xué)生自主提出問題,在教師指導(dǎo)及課程支撐下分析問題、解決問題,同時(shí)培養(yǎng)應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力及綜合能力。奧爾堡PBL模式的優(yōu)勢(shì)恰好能夠彌補(bǔ)我國(guó)SRT教學(xué)中的不足,因此將奧爾堡PBL模式應(yīng)用于SRT項(xiàng)目教學(xué)很有必要。

2 奧爾堡PBL模式在SRT教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 許昌學(xué)院SRT項(xiàng)目概況

許昌學(xué)院的SRT項(xiàng)目根據(jù)來源不同,主要分為國(guó)家級(jí)、省級(jí)和校級(jí)三大類,資助對(duì)象為學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)良、學(xué)有余力的在校本科學(xué)生。學(xué)生以項(xiàng)目組的形式進(jìn)行申報(bào),項(xiàng)目組人數(shù)最多不超過5人,每個(gè)學(xué)生同時(shí)只能申報(bào)和參加1個(gè)項(xiàng)目,每個(gè)項(xiàng)目組邀請(qǐng)1、2名教師作為指導(dǎo)教師。校級(jí)項(xiàng)目通過專家審核、遴選,可進(jìn)一步推薦為河南省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目,甚至國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。自實(shí)施SRT項(xiàng)目以來,學(xué)生的參與熱情穩(wěn)步增長(zhǎng),實(shí)踐能力、動(dòng)手能力等也得到了有效提升,但同時(shí)也暴露了許多問題。主要體現(xiàn)在以下方面。

(1) 學(xué)生對(duì)SRT缺乏正確的認(rèn)識(shí),部分學(xué)生參加SRT項(xiàng)目只是為了跟風(fēng),而非出于真正的研究興趣。有些人在進(jìn)入項(xiàng)目組后,出現(xiàn)消極怠工、缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性等現(xiàn)象,項(xiàng)目任務(wù)落在個(gè)別學(xué)生肩上。

(2) 項(xiàng)目組成員搭配不夠合理。他們大多數(shù)為大一或大二學(xué)生,且來自同一班級(jí)，甚至同一宿舍,缺乏學(xué)科多樣性。低年級(jí)學(xué)生在文獻(xiàn)檢索和閱讀、科技論文寫作等方面缺乏經(jīng)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)能力也比較薄弱。為了使項(xiàng)目能夠順利獲批與結(jié)項(xiàng),指導(dǎo)教師往往不得不越俎代庖,在申請(qǐng)書和結(jié)題報(bào)告撰寫階段包辦代替,學(xué)生的相關(guān)能力并未得到充分鍛煉和提升。

(3) 教學(xué)體制有待完善。一方面,由于項(xiàng)目參與人多為低年級(jí)在校本科生,他們的基礎(chǔ)較為薄弱,需要借助一些針對(duì)性比較強(qiáng)的專題培訓(xùn)才能快速融入項(xiàng)目工作,但學(xué)校缺乏相關(guān)的培訓(xùn)機(jī)制。另一方面,由于學(xué)生的課程學(xué)習(xí)任務(wù)重,上課、寫作業(yè)、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等往往已使學(xué)生負(fù)擔(dān)很重,參與SRT項(xiàng)目的時(shí)間和精力非常有限。

(4) 考核體制不完善。照搬常規(guī)科研項(xiàng)目管理模式,重立項(xiàng)結(jié)題,輕過程管理。過分注重論文和專利的產(chǎn)出量,而較少關(guān)注學(xué)生是否在該項(xiàng)目中提升了自身的綜合能力,忽視了對(duì)學(xué)生參與研究過程、自主學(xué)習(xí)、思路拓展等方面的關(guān)注。

2.2 奧爾堡PBL模式融入SRT教學(xué)

針對(duì)上述問題,我們結(jié)合奧爾堡PBL模式對(duì)SRT項(xiàng)目教學(xué)進(jìn)行了改革。以下以禹白附項(xiàng)目為例,具體闡述如下。

2.2.1 以問題為導(dǎo)向,鼓勵(lì)跨專業(yè)跨年級(jí)組建團(tuán)隊(duì)

在SRT項(xiàng)目申報(bào)開始前,由院系負(fù)責(zé)人耐心地向?qū)W生講解申報(bào)要求及時(shí)間節(jié)點(diǎn),并鼓勵(lì)學(xué)生跨專業(yè)、跨年級(jí)甚至跨院系組建3～5人的PBL學(xué)習(xí)小組。學(xué)生可以結(jié)合自身的研究興趣及專業(yè)特點(diǎn),從現(xiàn)實(shí)問題出發(fā),尋求志同道合的隊(duì)友。這種跨專業(yè)、跨年級(jí)的組合方式,不僅可以讓高年級(jí)學(xué)生發(fā)揮“傳”“幫”“帶”的引領(lǐng)作用,還能實(shí)現(xiàn)學(xué)科間的交叉融合,有助于項(xiàng)目順利實(shí)施。另外,不同班級(jí)和不同專業(yè)的學(xué)生在課程安排上,通常會(huì)有所不同,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展研究的時(shí)間也會(huì)自然錯(cuò)開,這對(duì)項(xiàng)目實(shí)施的連續(xù)性有很大幫助。

許昌學(xué)院地處河南許昌,許昌市禹州素有“中華藥都”之美譽(yù)。禹州所產(chǎn)的中藥材白附子因質(zhì)量佳而被定為道地藥材,稱之為“禹白附”[9]。那么,禹白附有什么臨床用途？發(fā)揮藥理作用的成分有哪些？出于對(duì)上述問題的好奇心和研究興趣,5位分別來自15級(jí)化學(xué)(制藥方向)、16級(jí)制藥工程及17級(jí)制藥工程三個(gè)不同專業(yè)、不同班級(jí)的學(xué)生組成PBL研究團(tuán)隊(duì),進(jìn)行SRT項(xiàng)目申報(bào),并邀請(qǐng)2位教師作為項(xiàng)目指導(dǎo)教師。

2.2.2 分析問題,完成SRT項(xiàng)目申報(bào)

禹白附小組在2位指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下,運(yùn)用從“文獻(xiàn)檢索與利用”和“科技信息檢索與論文寫作”等課程里所學(xué)的知識(shí),檢索有關(guān)禹白附的文獻(xiàn)。通過整理和分析文獻(xiàn),該小組得知禹白附具有祛風(fēng)痰、定驚搐、解毒散結(jié)、止痛、抗腫瘤和抗粉刺等多種藥理作用[10-12]。但同時(shí)也了解到,迄今為止,有關(guān)禹白附化學(xué)成分的報(bào)道十分罕見,其藥理作用的物質(zhì)基礎(chǔ)尚不清楚。因此,該小組將“禹白附中到底含有哪些具體的化學(xué)成分？”這一問題作為研究重點(diǎn),并以“河南道地藥材禹白附化學(xué)成分研究”作為項(xiàng)目名稱,進(jìn)行SRT項(xiàng)目申請(qǐng)書撰寫。在申請(qǐng)書撰寫初期,項(xiàng)目組成員多次召開小組會(huì)議,共同探討申請(qǐng)書協(xié)作的整體思路,包括研究目的、研究方案、進(jìn)度安排、項(xiàng)目分工及預(yù)期成果等,然后由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人結(jié)合小組成員的專業(yè)特點(diǎn)及個(gè)人特長(zhǎng)進(jìn)行寫作分工。在規(guī)定時(shí)間內(nèi),各成員完成各自任務(wù),并定期召開會(huì)議進(jìn)行溝通商討。最后,匯總各成員準(zhǔn)備好的書面材料,完成申請(qǐng)書初稿。再經(jīng)過反復(fù)討論、推敲,并結(jié)合指導(dǎo)教師建議進(jìn)行修改,確定SRT項(xiàng)目申請(qǐng)書終稿,提交至院系負(fù)責(zé)人。

2.2.3 通過小組合作,解決問題,完成項(xiàng)目

由于該課題具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性和可行性,且申請(qǐng)書撰寫完整規(guī)范,最終在全校22項(xiàng)課題中脫穎而出,成為河南省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目推薦項(xiàng)目。小組成員赴河南禹州市采集禹白附,并由蘭州理工大學(xué)楊林副教授鑒定。項(xiàng)目組將藥材洗凈、晾干、粉碎后,通過提取、萃取等步驟得到不同極性部位的浸膏,再通過硅膠柱色譜、凝膠柱色譜、聚酰胺色譜和高效液相色譜等分離手段,分離得到單體化合物。結(jié)合現(xiàn)有的分析測(cè)試條件及所學(xué)的波譜分析理論知識(shí),項(xiàng)目組對(duì)分離所得的單體化合物進(jìn)行分析檢測(cè),確定單體化合物的結(jié)構(gòu),闡明禹白附的化學(xué)成分。值得注意的是,從藥材采集到最后的結(jié)構(gòu)鑒定,所有工作均由5位小組成員共同完成。例如,當(dāng)分離出單體化合物時(shí),小組成員一起商討應(yīng)采用什么類型的分析手段對(duì)該化合物進(jìn)行分析檢測(cè)；拿到測(cè)試結(jié)果后,小組成員共同解析數(shù)據(jù)或圖譜,最終確定單體化合物結(jié)構(gòu)。當(dāng)小組在研究過程中遇到難題時(shí),他們可隨時(shí)向指導(dǎo)教師咨詢。通過小組成員間的高效協(xié)作,禹白附小組已經(jīng)分離鑒定出5個(gè)單體化合物。

為了解決SRT項(xiàng)目參與人員基礎(chǔ)知識(shí)欠缺與時(shí)間投入不足等問題,化學(xué)化工學(xué)院采取了一系列改革措施。首先,對(duì)培養(yǎng)方案進(jìn)行了修改,在原本開設(shè)四大基礎(chǔ)化學(xué)及其實(shí)驗(yàn)課的基礎(chǔ)上,增設(shè)文獻(xiàn)檢索與利用、英文科技論文寫作和波譜解析等選修課程。對(duì)SRT感興趣的學(xué)生,可自主選擇相應(yīng)選修課程,從中汲取關(guān)鍵知識(shí)和技能,滿足SRT項(xiàng)目需求。其次,院系還開設(shè)了化學(xué)創(chuàng)新與實(shí)踐、創(chuàng)新科研訓(xùn)練等實(shí)踐類選修課程。參與SRT項(xiàng)目的學(xué)生,可借助選修此類課程來獲得更多的項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí)間,同時(shí)還可取得相應(yīng)學(xué)分,一舉兩得。最后,院系還實(shí)現(xiàn)了大學(xué)生暑期社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)與實(shí)驗(yàn)室科研訓(xùn)練之間的互通。學(xué)生可通過在實(shí)驗(yàn)室做項(xiàng)目的方式來完成暑期實(shí)踐,獲取實(shí)踐類學(xué)分。對(duì)于成功獲批校級(jí)暑期實(shí)踐項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì),學(xué)院還給予一定的經(jīng)費(fèi)支持和課時(shí)補(bǔ)助,學(xué)生和教師參與SRT的積極性明顯提高。

2.2.4 撰寫項(xiàng)目結(jié)題材料,匯報(bào)展示

在項(xiàng)目進(jìn)行的過程中,項(xiàng)目組需要共同完成項(xiàng)目季度匯報(bào)和中期檢查報(bào)告,項(xiàng)目完成后,還需要撰寫結(jié)題報(bào)告,并以PPT形式向院系進(jìn)行匯報(bào)和展示。在院系審核階段,改變了以往照搬科研項(xiàng)目的考核方式,將SRT項(xiàng)目的考核重心由科研成果轉(zhuǎn)移到科研訓(xùn)練上來。著重考查學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施全過程的表現(xiàn),關(guān)注學(xué)生通過該項(xiàng)目學(xué)到了哪些知識(shí),提升了哪些能力。畢竟SRT的根本屬性是教學(xué)而非科研,二者不能混為一談。在重過程輕結(jié)果的考核體制下,學(xué)生可以盡情發(fā)揮自己的創(chuàng)造力和想象力,哪怕屢遭失敗,只要能夠從失敗中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),學(xué)到知識(shí),提升能力,就能達(dá)到SRT項(xiàng)目的考核要求。過程考核關(guān)注學(xué)生在整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程中的表現(xiàn),更能對(duì)學(xué)生做出真實(shí)客觀的評(píng)價(jià)。相應(yīng)地,指導(dǎo)教師所面臨的壓力也會(huì)減小,這樣才敢于放手,讓學(xué)生自己去不斷嘗試,而不再包辦代替。

3 教學(xué)效果

在SRT教學(xué)中引入奧爾堡PBL模式后,學(xué)生和教師參與SRT項(xiàng)目的積極性明顯提高,項(xiàng)目實(shí)施效率大幅提升。從選題內(nèi)容來看,問題(項(xiàng)目)由學(xué)生結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)及個(gè)人興趣提出,從源頭上更能吸引學(xué)生的研究興趣。從項(xiàng)目參與成員來看,專業(yè)和年級(jí)分布趨于多樣化,有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)科之間的交叉融合。不同專業(yè)、不同年級(jí)的學(xué)生有著不同的特點(diǎn)和長(zhǎng)處,強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,更能促進(jìn)項(xiàng)目的順利實(shí)施。在小組合作完成項(xiàng)目的過程中,學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及溝通表達(dá)能力明顯增強(qiáng)。此外,通過打造配套的課程體系,學(xué)生及教師在SRT項(xiàng)目上的時(shí)間投入增加,項(xiàng)目進(jìn)展加快,成果更加豐富。以“教”促“研”,以“研”促“學(xué)”,教學(xué)和科研實(shí)現(xiàn)了雙軌并進(jìn)。在提出問題、分析問題和解決問題的過程中,學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力得到了切實(shí)鍛煉,實(shí)現(xiàn)了從“會(huì)學(xué)”到“會(huì)用”的轉(zhuǎn)變。事實(shí)證明,將奧爾堡PBL模式應(yīng)用到SRT教學(xué)過程中,是一次大膽而又成功的嘗試,有助于提高學(xué)生的科研能力、創(chuàng)新能力與應(yīng)用能力,有助于提升創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)水平。