PBL教學(xué)法在畜牧微生物學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用

姚敏 彭本英 黃廷華

摘要 為了提畜牧微生物學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量和課堂教學(xué)效果，以長江大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院2016級動物科學(xué)專業(yè)學(xué)生為研究對象，在畜牧微生物學(xué)課堂教學(xué)中引入基于問題的學(xué)習(xí)（problembased learning，PBL）教學(xué)法，探索其教學(xué)改革。結(jié)果顯示，接受PBL教學(xué)法的學(xué)生綜合考核分數(shù)為（88.7±4.5）分，顯著高于傳統(tǒng)教學(xué)法。問卷調(diào)查的反饋分析顯示，學(xué)生對PBL教學(xué)法的滿意度（89.5%）顯著高于傳統(tǒng)教學(xué)法（81.0%）。研究表明，在畜牧微生物學(xué)課程中應(yīng)用PBL教學(xué)法有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，拓寬知識廣度，促進團隊合作能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞 畜牧微生物學(xué);PBL教學(xué)法;課堂教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號 S-01文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）13-0275-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.13.083

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Application of PBL Teaching Method in the Teaching of Animal Microbiology

Abstract In order to improve the teaching quality and classroom teaching effect of animal microbiology course， this study selected students in animal science specialty in grade 2016 in School of Animal Sciences， Yangtze University as research subjects， problembased learning （PBL） method was introduced in the classroom teaching of animal microbiology course， its teaching reform was explored.? The results showed that the comprehensive assessment score of students received PBL teaching method was （88.7±4.5），which was significantly higher than that of traditional teaching method （80.0±4.2）.? Analysis of feedback questionnaire survey showed that students satisfaction degree to PBL teaching method was 89.5%，which was significantly higher than that of traditional teaching method （81.0%）. The results showed that PBL teaching method in animal husbandry microbiology course was helpful to stimulate students learning enthusiasm， widen the breadth of knowledge， promote teamwork ability， and improve the comprehensive quality of students.

Key words Animal? microbiology;PBL teaching method;Classroom teaching;Teaching reform

基金項目 湖北省教育廳青年人才項目（Q20171305）。

作者簡介 姚敏（1980—），女，湖北洪湖人，講師，博士，從事動物抗病的分子遺傳機制研究。*通信作者，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事動物遺傳育種與分子生物學(xué)研究。

收稿日期 2018-12-22

畜牧微生物學(xué)是長江大學(xué)動物科學(xué)專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其理論知識涵蓋廣、專業(yè)性和應(yīng)用性強，直接或間接影響畜牧產(chǎn)品的數(shù)量及質(zhì)量，甚至對生命科學(xué)和生物工程技術(shù)的發(fā)展起著巨大的推動作用[1]。畜牧微生物學(xué)課程綜合了微生物學(xué)、免疫學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)等課程的基本理論和技術(shù)，內(nèi)容繁多，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易感覺枯燥乏味，缺乏學(xué)習(xí)激情;微生物個體微小，學(xué)生對它們?nèi)狈Ω行哉J知;微生物種類繁多，不同種類的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理生化特點差異巨大，使學(xué)生出現(xiàn)理解偏差和知識混亂;隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展，微生物學(xué)的內(nèi)容和技術(shù)不斷更新發(fā)展，學(xué)生對新知識、新技術(shù)和新應(yīng)用的出現(xiàn)更加應(yīng)接不暇[2-3]。傳統(tǒng)的講授式課堂教學(xué)模式已難以適應(yīng)長江大學(xué)培養(yǎng)具有創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)精神和符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展的應(yīng)用型、復(fù)合型專業(yè)人才的目標。

以問題為基礎(chǔ)的教學(xué)方法（problembased learning，PBL）是由美國醫(yī)學(xué)教育家Barrows教授在加拿大McMaster大學(xué)創(chuàng)立，以提出的問題為基礎(chǔ)、以學(xué)生為主體，以教師為導(dǎo)向，以小組討論的方式實施的教學(xué)方法[4]，其特點是打破學(xué)科界限，鼓勵爭論，激發(fā)和支持學(xué)習(xí)者的高水平思維，強調(diào)以問題解決為中心，以培養(yǎng)學(xué)生的獨立自主和創(chuàng)新能力為教學(xué)目標[5]。目前PBL教學(xué)法已經(jīng)在世界醫(yī)學(xué)界得到推廣應(yīng)用，已有數(shù)十個國家1 700多所院校在眾多專業(yè)課程中采用這種教學(xué)方法[6-11]。

為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情、加強學(xué)生學(xué)習(xí)的自主能動性、提高課堂教學(xué)效果，筆者在畜牧微生物學(xué)課程的教學(xué)過程中引入PBL教學(xué)法，通過預(yù)先研究設(shè)定的問題為引導(dǎo)，強調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，注重培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的思維，促進教學(xué)討論中教師與學(xué)生的角色轉(zhuǎn)換，全面提高動物科學(xué)專業(yè)學(xué)生對該門課程知識點的理解和掌握。

1 研究材料

以長江大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院2016級動物科學(xué)專業(yè)2個班為研究對象，將PBL教學(xué)法應(yīng)用于畜牧微生物學(xué)課程多個章節(jié)的教學(xué)，探索其教學(xué)效果。任課教師的學(xué)歷背景為動物醫(yī)學(xué)本科、預(yù)防獸醫(yī)學(xué)博士學(xué)歷，現(xiàn)研究方向為動物抗病的分子遺傳機制，業(yè)務(wù)能力強，具有明確的教學(xué)計劃。

2 研究方法

2.1 試驗分組

以動物科學(xué)31601班為對照組，該班男生13名，女生8名，平均年齡（20.0±0.5）歲，采用傳統(tǒng)教學(xué)方法;以動物科學(xué)專業(yè)31602班為試驗組，該班男生12名，女生7名，平均年齡（20.0±0.5）歲，采用PBL教學(xué)方法。2組學(xué)生的基本情況（包括年齡、性別比例等）均無顯著差異。

2.2 實施方法

對對照組學(xué)生采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，采用教師主動授課方式，首先強調(diào)相關(guān)內(nèi)容的重點和難點，利用PPT結(jié)合板書逐條講述各知識點，學(xué)生聽講，記筆記，教師布置作業(yè)，學(xué)生課后復(fù)習(xí)。授課中適時展示圖片和播放視頻材料，促進學(xué)生對微生物的認識和理論知識的理解;教師適時對重要知識點進行提問互動，就學(xué)生的回答情況給予平時表現(xiàn)評價，記為平時成績。

試驗組學(xué)生采用PBL教學(xué)模式。PBL教學(xué)前，教師依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力水平，將學(xué)生分為多個小組，協(xié)調(diào)能力較強的學(xué)生作為組長。教師首先以吸引學(xué)生興趣的事件或者案例來導(dǎo)入，再圍繞該事件或案例設(shè)計一系列問題，讓學(xué)生帶著問題去查找文獻、圖片、視頻等學(xué)習(xí)資料，并就這一系列問題整理資料，形成匯報材料（內(nèi)容包括問題的提出、解決問題的途徑和方法以及得出的結(jié)論），下次課堂上進行集中匯報和討論。每個小組推薦一位同學(xué)作為主匯報人，其他成員進行適當(dāng)補充和討論。教師和小組在課堂匯報后，對問題進行系統(tǒng)總結(jié)和闡述，以利于學(xué)生在形成正確觀點的基礎(chǔ)上進行復(fù)習(xí)和鞏固。課堂結(jié)束前，教師再導(dǎo)入新的問題，以供學(xué)生準備新章節(jié)的學(xué)習(xí)材料。以“微生物的遺傳與變異”章節(jié)為例，在PBL教學(xué)中首先以全球關(guān)注的細菌的耐藥性來導(dǎo)入問題，圍繞此問題展開的一系列問題包括：什么是微生物遺傳和變異，常見的微生物表型變異有哪些，微生物遺傳變異分為哪些，基因突變和基因轉(zhuǎn)移的機制和區(qū)別是什么，獲得微生物菌（毒）種及變異種的途徑主要有哪些，微生物變異種有何實踐用途，如何利用基因重組、體外定點突變、PCR等分子生物學(xué)技術(shù)分離和克隆微生物的有用基因，如何研究微生物基因的表達、調(diào)控、結(jié)構(gòu)和功能，毒力基因缺失苗研發(fā)的基因操作原理如何，微生物在分子生物及遺傳學(xué)研究有哪些用途，分子生物及遺傳學(xué)研究常用的微生物工具有哪些，如何利用微生物研究微生物本身和其他生物的生命本質(zhì)現(xiàn)象等。

在實際操作過程中，針對能力較弱的學(xué)生，在PBL早期可以給予基礎(chǔ)性的問題，以激發(fā)其學(xué)習(xí)激情，針對個別能力較強的同學(xué)，應(yīng)設(shè)計一些較為綜合性開放性的問題，進一步提高其分析解決問題的能力，比如如何利用微生物學(xué)的理論和技術(shù)從事飼料和食品加工以及如何防止和檢驗微生物對飼料和食品的污染、如何利用有益微生物促進動物生產(chǎn)能力的提高等。教師可根據(jù)教學(xué)情況，給學(xué)生推薦參考資料，促進學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對自己的不足和疑問進行總結(jié)和完善。每個系列問題在討論時，教師對學(xué)生的表現(xiàn)進行評價和打分，作為平時成績。

2.3 觀察指標

以綜合考核和教學(xué)方式2個方面評價教學(xué)效果。①綜合考核體現(xiàn)在以下4個方面：平時表現(xiàn)（20%）、實驗成績（20%）、課程論文綜述（20%）和閉卷考試成績（40%）。對照組平時成績?yōu)檎n間提問和互動表現(xiàn)，以百分制給分;試驗組平時成績?yōu)閱栴}討論時的評價分，為百分制給分;對照組和試驗組的實驗操作內(nèi)容和課程論文要求相同，考試試卷、考試時長和批閱教師相同。②教學(xué)方式評價數(shù)據(jù)采用問卷調(diào)查的方式獲得。教師制定以調(diào)查學(xué)生對教學(xué)方法的接受度為調(diào)查內(nèi)容的問卷，對照組和實驗組學(xué)生針對“激發(fā)學(xué)習(xí)興趣”“提高團隊協(xié)作”“教學(xué)方式滿意”問題進行答卷，統(tǒng)計正面答案人數(shù)的比例。

2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

使用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析。計量資料均以“平均值±標準誤”表示，采用t檢驗進行顯著性檢驗。計數(shù)資料以百分率（%）表示，采用χ2檢驗。P<0.05表示差異顯著。

3 結(jié)果與分析

3.1 綜合考核

由表1可知，試驗組學(xué)生在課程論文、理論考試和綜合考核方面均優(yōu)于對照組，差異達到顯著水平（P<0.05）;試驗組學(xué)生在平時表現(xiàn)和實驗成績方面與對照組無明顯差異（P>0.05）。

3.2 教學(xué)方式評價

調(diào)查問卷結(jié)果（表2）表明，相比于傳統(tǒng)講授法，PBL教學(xué)法能顯著激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于提高團隊協(xié)作水平，是學(xué)生認可的教學(xué)方式。

4 討論

畜牧微生物學(xué)的任務(wù)是將微生物學(xué)（包括免疫學(xué)）課程的基本理論和技術(shù)知識，綜合應(yīng)用于畜牧業(yè)生產(chǎn)中，保障畜禽的正常生長，提高畜禽產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量，促進畜牧業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。因此，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、加強學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、提高教學(xué)效果一直是畜牧微生物學(xué)課堂教學(xué)關(guān)注的重點問題[12]。

PBL教學(xué)法是在教師的引導(dǎo)下，以學(xué)生為主體的教學(xué)方法，因此自主性、探究性、開放性、系統(tǒng)性、全員性、交互性是PBL 教學(xué)的特點[13]。該研究結(jié)果表明，與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，PBL教學(xué)模式下學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性被激發(fā)，更加主動地參與到課程學(xué)習(xí)中;在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生學(xué)會自主查閱、收集和整理資料，掌握了課程學(xué)習(xí)的方法;小組間相互分享資料、相互討論，充分認識到團隊協(xié)作的重要性;學(xué)生積極匯報，激烈討論，鍛煉了其語言組織與表達能力和人際交往能力。PBL教學(xué)法的優(yōu)勢不僅僅體現(xiàn)在學(xué)生考試成績的提高，對課堂教學(xué)氛圍也起到了調(diào)節(jié)作用。由于學(xué)生拿到問題后，通常會有3～5 d的準備時間，經(jīng)過充分的課前準備后，學(xué)生能在課堂上輕松、踴躍、積極地論證、匯報與討論，使課堂氛圍更加活躍。因此，絕大部分同學(xué)對該課程的教學(xué)過程采用PBL模式表示認可。PBL教學(xué)法的實施，使學(xué)生逐漸擺脫對授課教師的全盤依賴、甚至忽略知識點的局面。上述表現(xiàn)在國內(nèi)外眾多課程PBL教學(xué)研究中廣泛存在[14-16]。

PBL教學(xué)法相較于傳統(tǒng)教學(xué)方法更有利于學(xué)生對專業(yè)課程學(xué)習(xí)深度的提升和廣度的拓寬以及多學(xué)科知識點的融合理解。例如，在學(xué)習(xí)“病毒的人工培養(yǎng)”章節(jié)時，學(xué)生在解決“如何使用易感細胞增殖病毒”的問題時，必須就“什么是細胞培養(yǎng)”“根據(jù)培養(yǎng)細胞的培養(yǎng)和傳代特點可以將培養(yǎng)細胞分為哪幾類”“細胞培養(yǎng)方法有哪些，各有什么優(yōu)缺點”“如何判定病毒在培養(yǎng)細胞內(nèi)增殖良好”等問題進行深入學(xué)習(xí)和理解;再如，在學(xué)習(xí)“免疫金標記技術(shù)”時，同學(xué)們在興趣的驅(qū)使下，又對基于免疫金標記試紙檢測的原理及應(yīng)用進行了廣泛學(xué)習(xí)。因此，PBL 教學(xué)法要求教師必須及時跟進本專業(yè)領(lǐng)域的科技前沿，從深度和廣度兩方面提升專業(yè)知識與技能，整體上提高課堂駕馭能力。

該研究結(jié)果顯示，在平時成績方面，PBL教學(xué)法尚未體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。究其原因，可能是因為PBL教學(xué)法對于能力較弱的同學(xué)造成了一定的學(xué)習(xí)壓力，從而降低了他們的學(xué)習(xí)興趣。盡管這部分同學(xué)考試成績比較理想，在小組學(xué)習(xí)時表現(xiàn)出對其他組員的強烈依賴，因而其對知識的獲取依然是被動接受方式，沒有真正找到學(xué)習(xí)的方法和技巧，這種現(xiàn)象在其他課程教學(xué)中也有報道[17]。在今后的教學(xué)中，應(yīng)針對這部分學(xué)生設(shè)計難度相對較低的問題，以增強其學(xué)習(xí)信心，激發(fā)學(xué)習(xí)動力。在PBL教學(xué)初期發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生對文獻檢索有困難，不會利用學(xué)校圖書館的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，不會查找文獻全文，不能很好地解讀英文文獻。根據(jù)這一情況，及時對學(xué)時進行了文獻檢索的輔導(dǎo)，并建議該專業(yè)人才培養(yǎng)計劃將“文獻檢索和科技論文寫作” 選修課安排在第6學(xué)期以前。此外，通過對考試卷面的分析發(fā)現(xiàn)，采用PBL教學(xué)的學(xué)生對某些知識點的掌握情況并不是很理想，這提示畜牧微生物學(xué)并不是全部內(nèi)容都適合設(shè)計成PBL教學(xué)，可能需要聯(lián)合多種教學(xué)模式進行補充[18]，將在今后的教學(xué)中進一步探索。

5 小結(jié)

在畜牧微生物學(xué)課堂教學(xué)中引入部分PBL教學(xué)法能顯著提高教學(xué)效果，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能動性，使學(xué)生在解決該課程學(xué)習(xí)問題的基礎(chǔ)上，形成了自主學(xué)習(xí)方法和技巧。PBL教學(xué)法在畜牧微生物學(xué)課堂教學(xué)的實踐遵循了長江大學(xué)培養(yǎng)具有創(chuàng)業(yè)精神和創(chuàng)新能力的應(yīng)用型、復(fù)合型專業(yè)人才的目標。

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