案例和PBL相結(jié)合教學(xué)方法在“現(xiàn)代生命科學(xué)導(dǎo)論”課程中的應(yīng)用研究

范姍慧 魏凱華 樊凱 陳冬梅 吳開(kāi)華

【摘 要】“現(xiàn)代生命科學(xué)導(dǎo)論”是一門(mén)交叉型課程，有助于對(duì)復(fù)合型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。本文從課程的特點(diǎn)出發(fā)，在教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和考核方式等方面進(jìn)行了改革，并分析了采用案例和PBL（基于問(wèn)題式學(xué)習(xí)）教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式在該課程中的可行性和優(yōu)勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】案例教學(xué)法;PBL教學(xué)法;現(xiàn)代生命科學(xué)導(dǎo)論

中圖分類號(hào)： R-4;G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）08-0223-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.08.097

【Abstract】"Introduction to modern life science"is an interdisciplinary course，which is conducive to the cultivation of comprehensive innovative talents.Based on the characteristics of this course，this paper provides the reform measures on the teaching methods，teaching contents and teaching assessment.It also analyzes the feasibility and advantages of this new teaching method combining case and problem based learning（PBL）applied on this course.

【Key words】Case Teaching;Problem Based Learning;Introduction to Modem Life Science

生命科學(xué)是推動(dòng)自然科學(xué)技術(shù)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的重要性學(xué)科。隨著微電子，微機(jī)電，計(jì)算機(jī)，傳感，人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，在農(nóng)輕工醫(yī)等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用?！艾F(xiàn)代生命科學(xué)導(dǎo)論”是一門(mén)典型的交叉學(xué)科課程，知識(shí)覆蓋面廣，有利于學(xué)科之間的滲透，為學(xué)科的發(fā)展提供新動(dòng)力，促進(jìn)各學(xué)科的發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新?，F(xiàn)今社會(huì)的發(fā)展，更需要一些具有交叉學(xué)科知識(shí)的復(fù)合型人才。因此，將“現(xiàn)代生命科學(xué)導(dǎo)論”作為一門(mén)高校公選課，意義重大，學(xué)生可根據(jù)興趣愛(ài)好自主選擇專業(yè)領(lǐng)域外的知識(shí)，改善知識(shí)結(jié)構(gòu)，利用學(xué)科交叉特點(diǎn)，提高個(gè)人創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

1 “現(xiàn)代生命科學(xué)導(dǎo)論”課程特點(diǎn)分析

“現(xiàn)代生命科學(xué)導(dǎo)論”是一門(mén)典型的學(xué)科交叉課程，包含動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、分子生物學(xué)、生理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、傳感技術(shù)等眾多相關(guān)課程，因此長(zhǎng)期存在內(nèi)容多課時(shí)少的問(wèn)題，加上選修學(xué)生多是非生物背景的學(xué)生，生物學(xué)基礎(chǔ)薄弱，如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)深入淺出的針對(duì)學(xué)生特點(diǎn)進(jìn)行授課需要進(jìn)行探索，另外，作為一門(mén)交叉綜合型的課程，如何讓學(xué)生從問(wèn)題出發(fā)，結(jié)合自身學(xué)習(xí)能力，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行調(diào)研和了解，擴(kuò)寬學(xué)生知識(shí)面，激發(fā)其探索生命科學(xué)領(lǐng)域和創(chuàng)新的激情，增強(qiáng)其綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，是本課程的目的，也是課程難點(diǎn)。

基于該問(wèn)題，國(guó)內(nèi)很多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究。湯麗華等人提出要合理優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，利用探究式、啟發(fā)式和討論式等多種方法實(shí)現(xiàn)課程改革[1];甘麗萍等人提出要更新教學(xué)內(nèi)容，提高系統(tǒng)性和靈活性，并結(jié)合多種教學(xué)手段和教學(xué)方法實(shí)現(xiàn)課程改革[2];明鳳等人提出利用互動(dòng)式教學(xué)模式，并結(jié)合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)新技術(shù)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)交流[3];郭淼等人提出利用混合式教學(xué)模式，提高授課質(zhì)量[4];王玉芳認(rèn)為在理工科專業(yè)開(kāi)設(shè)該課程，要注重教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)方法和手段的運(yùn)用[5];劉紅英等人從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法兩方面對(duì)該課程進(jìn)行了改革，采用專題式授課、探究式教學(xué)、辯論式教學(xué)、多媒體教學(xué)和MOOC翻轉(zhuǎn)課程教學(xué)等方式，獲得了學(xué)生的一致好評(píng)[6]。

現(xiàn)代生命科學(xué)技術(shù)覆蓋范圍極廣，存在大量案例可供借鑒，同時(shí)也存在大量值得研討和研究的課題，因此結(jié)合案例和基于問(wèn)題式學(xué)習(xí)（Problem Based Learning， PBL）教學(xué)方法能拓展學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，對(duì)生命科學(xué)有直接系統(tǒng)的了解;另外，讓學(xué)生理解到學(xué)科之間，專業(yè)之間并沒(méi)有鮮明的界面，不同學(xué)科和專業(yè)之間其實(shí)是可以相互融合相互延續(xù)，從而產(chǎn)生大腦風(fēng)暴，迸發(fā)出新的想法，一旦消除他們對(duì)生物科學(xué)這么專業(yè)課的畏懼心理，讓他們對(duì)學(xué)科交叉有直觀深入的了解，那么就能有效改善教學(xué)效果，同時(shí)讓他們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)和科研中帶著學(xué)科交叉相融的理念進(jìn)行創(chuàng)新，提高綜合素養(yǎng)。

2 案例+PBL教學(xué)方法

古人云：“勢(shì)必有法，然后可成。師舍是則無(wú)以教，弟子舍是則無(wú)以學(xué)”，可見(jiàn)，在教學(xué)過(guò)程中方法的重要性。傳統(tǒng)的教學(xué)很多都是教師在課堂上灌輸課程知識(shí)，學(xué)生被動(dòng)接受，這種模式以教師、教材為中心，學(xué)生學(xué)習(xí)主體性得不到發(fā)揮，無(wú)助于其對(duì)知識(shí)的應(yīng)用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，更有悖于工程認(rèn)證中提倡的以學(xué)生為中心的理念和素質(zhì)教育理念。因此，本文提出結(jié)合案例分析和PBL教學(xué)模式對(duì)課程進(jìn)行改革，以與課程相關(guān)的典型案例或新聞熱點(diǎn)作為引子，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)案例相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)調(diào)研討論，并從中提出問(wèn)題，學(xué)生以此進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和調(diào)研，并將結(jié)果以答辯的形式進(jìn)行匯報(bào)交流討論，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，從而促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

案例教學(xué)法源于19世紀(jì)70年代的美國(guó)，于1980年被引入國(guó)內(nèi)。PBL教學(xué)法是美國(guó)Barrows教授于20世紀(jì)60年代發(fā)明的一種自主學(xué)習(xí)模式，提倡讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)調(diào)研及合作完成對(duì)問(wèn)題的解決，從而學(xué)習(xí)與問(wèn)題相關(guān)的科學(xué)知識(shí)，養(yǎng)成解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的能力。這兩種教學(xué)方法都是通過(guò)選擇合適的案例，針對(duì)案例，通過(guò)調(diào)研和自主學(xué)習(xí)學(xué)到更多更深刻的專業(yè)知識(shí)，因此可以將二者有機(jī)集合。

教學(xué)中，我們可以通過(guò)選擇案例，創(chuàng)建合適的應(yīng)用情景，比如抓取與課程相關(guān)的國(guó)內(nèi)外熱點(diǎn)或與學(xué)生生活休戚相關(guān)的事情作為例子，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。合適的案例不僅是貫穿課程的主線，也是提出相關(guān)問(wèn)題，讓學(xué)生進(jìn)一步思考的必要條件，同時(shí)還能激發(fā)學(xué)生去針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行調(diào)研討論的興趣，促進(jìn)互動(dòng)教學(xué)的效果。比如說(shuō)，在講解智慧醫(yī)療和遠(yuǎn)程醫(yī)療的時(shí)候，我們可以從國(guó)內(nèi)首例基于5G的遠(yuǎn)程人體手術(shù)——帕金森病“腦起搏器”植入手術(shù)成功完成這一熱點(diǎn)出發(fā)，向?qū)W生簡(jiǎn)單介紹帕金森病的發(fā)病情況，目前治療方法以及存在的問(wèn)題，引出遠(yuǎn)程醫(yī)療和智慧醫(yī)療的概念，使學(xué)生對(duì)遠(yuǎn)程醫(yī)療和智慧醫(yī)療的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)有所了解，同時(shí)還可以對(duì)腦起搏器等醫(yī)學(xué)儀器進(jìn)行介紹，以及手術(shù)過(guò)程中所使用的成像和治療手段。另外，也可以通過(guò)目前的科研研究熱點(diǎn)和成果作為案例，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自由學(xué)習(xí)和討論，在學(xué)習(xí)調(diào)研和討論過(guò)程中掌握相關(guān)生命科學(xué)知識(shí)和生物檢測(cè)技術(shù)。比如根據(jù)Nature雜志上發(fā)表的關(guān)于豬大腦在死亡4小時(shí)后部分組織成功“復(fù)活”的文章，就可以引出有關(guān)中風(fēng)、阿茲海默癥等腦部疾病的問(wèn)題，或其他一些醫(yī)學(xué)道德或倫理問(wèn)題，讓學(xué)生進(jìn)行調(diào)研。

3 教學(xué)內(nèi)容改革和實(shí)踐

為解決“現(xiàn)代生命科學(xué)導(dǎo)論”課程課時(shí)少內(nèi)容多等問(wèn)題，根據(jù)學(xué)院及課題組的特色，借助生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才優(yōu)勢(shì)，以及本人的專業(yè)科研背景，在內(nèi)容上更注重對(duì)生物成像技術(shù)、檢測(cè)方法、生物傳感技術(shù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智慧醫(yī)療方向傾斜。在教學(xué)內(nèi)容方面，做了如下改革：（1）更加注重新穎性、多樣性和科普性;（2）因材施教，針對(duì)不用背景的學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)不同，比如對(duì)于工科生，注重對(duì)生物成像技術(shù)、生物傳感器等的介紹，對(duì)于文科生，注重對(duì)醫(yī)學(xué)倫理、法律法規(guī)等的介紹;（3）利用多媒體技術(shù)制作深入淺出的課件進(jìn)行理論授課，并在課堂上播放與專題相關(guān)的的視頻，比如對(duì)醫(yī)學(xué)成像儀器的臨床使用等，為教學(xué)提供更直觀立體的效果;（4）增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，基于學(xué)院現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)儀器仿真平臺(tái)，讓學(xué)生直觀感受心電、血壓、呼吸等一些生理信息的獲取和處理，提高他們的動(dòng)手能力。

理論授課或視頻教學(xué)中出現(xiàn)的案例，會(huì)引申出一些科學(xué)問(wèn)題，之后要求學(xué)生根據(jù)這些問(wèn)題進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，以小組形式進(jìn)行調(diào)研，并在下節(jié)課對(duì)調(diào)研結(jié)果進(jìn)行匯報(bào)，要求全班同學(xué)參與討論，提高他們的學(xué)習(xí)積極性和參與度。同時(shí)將他們的調(diào)研結(jié)果整理成論文，作為課程論文提交。在此過(guò)程中，教師主要起到引導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生不要偏離主題，也盡量讓大家參與討論，提高課堂質(zhì)量。課堂匯報(bào)前，教師需要對(duì)其規(guī)則進(jìn)行說(shuō)明，要求學(xué)生按照學(xué)術(shù)報(bào)告要求，進(jìn)行15分鐘的匯報(bào)，并在匯報(bào)后接受學(xué)生和老師的提問(wèn)，進(jìn)入討論過(guò)程。教師根據(jù)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的回答和匯報(bào)情況，判斷學(xué)生對(duì)問(wèn)題的了解程度。對(duì)于積極參與討論的同學(xué)予以適當(dāng)加分。最后，教師根據(jù)情況進(jìn)行總結(jié)和主題升華。

教學(xué)過(guò)程評(píng)價(jià)是教學(xué)成果的重要組成部分。為了更好的評(píng)價(jià)教學(xué)效果，我們改變過(guò)去命題閉卷考試的模式，更注重過(guò)程考核，建立更適合對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的進(jìn)行評(píng)定的考核體系，主要包括以下幾方面：（1）平時(shí)表現(xiàn)，包括出勤率和課堂回答問(wèn)題等表現(xiàn);（2）課堂考核，包括PPT內(nèi)容，個(gè)人匯報(bào)和參與討論情況;（3）課程論文，包括主題內(nèi)容及其深度和廣度，撰寫(xiě)格式等。每部分權(quán)值由教師確定，并在學(xué)期初向?qū)W生介紹說(shuō)明?？砂凑?（平時(shí)表現(xiàn)）：4（課堂考核）：3（課程論文）的比例獲得最后成績(jī)。這種考核方式要求學(xué)生在每一環(huán)節(jié)都嚴(yán)格要求自己，大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。

4 總結(jié)

通過(guò)探索和嘗試，對(duì)“現(xiàn)代生命科學(xué)導(dǎo)論”的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評(píng)價(jià)方式進(jìn)行改革，選取案例教學(xué)和PBL教學(xué)有機(jī)結(jié)合的新教學(xué)模式有助于提高課堂教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素養(yǎng)。但課程改革需要通過(guò)不斷的努力和探索，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果不斷持續(xù)改進(jìn)，才能更好的服務(wù)于學(xué)生。教師也應(yīng)該不斷提高自身專業(yè)水平，才能根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)，有的放矢開(kāi)展教學(xué)工作。

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