PBL教學(xué)模式在遺傳學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

馬銀花 董文靜 何雨航

[摘 要] 為探討PBL教學(xué)模式在遺傳學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用效果，采用隨機(jī)抽樣法以我校2017級(jí)植物保護(hù)專(zhuān)業(yè)1班34名本科生為研究對(duì)象，隨機(jī)均分為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。對(duì)照組（n=17）采取傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法，實(shí)驗(yàn)組（n=17）采用PBL教學(xué)模式，對(duì)比兩組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)、平時(shí)成績(jī)、總成績(jī)及對(duì)PBL教學(xué)模式的認(rèn)可度。實(shí)驗(yàn)組學(xué)生各方面考試成績(jī)明顯優(yōu)于對(duì)照組（p<0.05）;實(shí)驗(yàn)組學(xué)生對(duì)實(shí)踐教學(xué)工作的認(rèn)可度更高（p<0.05）。PBL教學(xué)模式在農(nóng)學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)改革中有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)植物遺傳學(xué)實(shí)踐教學(xué)工作的認(rèn)可度，值得多領(lǐng)域應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞] PBL;遺傳學(xué);教學(xué)改革

遺傳學(xué)是研究生物遺傳和變異的科學(xué)，是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，其主要定律均通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得[1]。近年來(lái)，隨著生命科學(xué)研究領(lǐng)域的飛速發(fā)展，現(xiàn)代遺傳學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)已從經(jīng)典遺傳學(xué)逐漸轉(zhuǎn)到基因的分子結(jié)構(gòu)與功能分析以及基因組學(xué)[2]。因此，在將遺傳學(xué)理論教學(xué)向教學(xué)科研結(jié)合轉(zhuǎn)變的實(shí)踐中，為進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生的思維，提高學(xué)生對(duì)科研的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，課程組結(jié)合教師的科研工作[3]，進(jìn)行PBL教學(xué)法的應(yīng)用。PBL教學(xué)法的精髓在于讓學(xué)生主動(dòng)去思考問(wèn)題，激發(fā)他們的潛力，讓學(xué)生們對(duì)定義有更深入的了解[4-5]。近年來(lái)，隨著遺傳學(xué)的發(fā)展，遺傳學(xué)研究日新月異，知識(shí)更替很快，需要教授的內(nèi)容越來(lái)越多，但授課時(shí)數(shù)并沒(méi)有增加，這就給遺傳學(xué)課堂教學(xué)增加了難度，尤其是傳統(tǒng)的授課方式效果不佳，容易給學(xué)生和老師帶來(lái)壓力。

PBL是1969年由美國(guó)神經(jīng)病學(xué)教授Howard Barrows以信息加工心理學(xué)和認(rèn)知心理學(xué)為基礎(chǔ)，根據(jù)構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論的“情境”“協(xié)作”“會(huì)話(huà)”和“意義”建構(gòu)學(xué)習(xí)環(huán)境中的4大要素，在加拿大麥克馬斯特大學(xué)創(chuàng)立的一種新的教學(xué)模式[6]，被直譯為“以問(wèn)題為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)”。PBL教學(xué)方法可以納入任何學(xué)習(xí)情境[7]。這一設(shè)計(jì)理念體現(xiàn)了“以人為本”的先進(jìn)教育思想[8]。它能使學(xué)生自己在尋求，探索解決問(wèn)題的思維活動(dòng)中，掌握知識(shí)、培養(yǎng)技能、挖掘潛力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。PBL在國(guó)外全科醫(yī)學(xué)教育中應(yīng)用較多，但在國(guó)內(nèi)開(kāi)展得較少[9]。本研究選取34名植物保護(hù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生作為研究對(duì)象，通過(guò)與傳統(tǒng)教學(xué)模式的對(duì)比分析，以明確PBL在農(nóng)學(xué)類(lèi)課程教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值。

一、PBL教學(xué)對(duì)象和研究方法

（一）對(duì)象

2017級(jí)植物保護(hù)專(zhuān)業(yè)一班34人，17名學(xué)生作為對(duì)照的傳統(tǒng)教學(xué)法LBL組，17名學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)的PBL組。兩組學(xué)生入學(xué)成績(jī)相仿。

（二）方法

根據(jù)遺傳學(xué)教學(xué)大綱選擇授課內(nèi)容，兩組學(xué)生均由同一老師授課。對(duì)照組學(xué)生接受傳統(tǒng)的LBL教學(xué)模式：授課老師根據(jù)授課大綱的內(nèi)容利用多媒體結(jié)合語(yǔ)言給學(xué)生授課，即教師先為學(xué)生講解遺傳學(xué)的相關(guān)知識(shí)，攻克教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，最后由教師整理總結(jié)工作內(nèi)容及拓展知識(shí)點(diǎn)。研究組的學(xué)生采用PBL教學(xué)模式，具體教學(xué)流程如下：

1.課程選擇：根據(jù)大綱要求選擇遺傳學(xué)教材中基礎(chǔ)的、應(yīng)用強(qiáng)的、創(chuàng)造性的課程作為教學(xué)內(nèi)容，本研究以遺傳的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)這一章為PBL法的研究重點(diǎn)，在教授課程前向同學(xué)們講解細(xì)胞結(jié)構(gòu)，分子技術(shù)的研究情況并用例子說(shuō)明，讓學(xué)生對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和遺傳分子基礎(chǔ)有一個(gè)初步了解。

2.問(wèn)題設(shè)計(jì)：結(jié)合遺傳學(xué)知識(shí)的難易程度與學(xué)生掌握的知識(shí)結(jié)構(gòu)，合理制定研究問(wèn)題，遵循從易到難，循序漸進(jìn)的原則。根據(jù)遺傳細(xì)胞與分子基礎(chǔ)提出幾個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生查找資料完成：a.動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞的相同點(diǎn)和不同點(diǎn);b.細(xì)胞的穩(wěn)定遺傳和有絲分裂與減數(shù)分裂有著怎樣的關(guān)系？c.DNA的結(jié)構(gòu)是怎樣的，為什么可以作為遺傳物質(zhì)，同學(xué)們?nèi)绾巫约涸O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去證明DNA是遺傳物質(zhì)？d.DNA在體內(nèi)的復(fù)制過(guò)程，體外復(fù)制過(guò)程（PCR）的原理和步驟;e.DNA是如何影響性狀的？比如轉(zhuǎn)基因?yàn)槭裁磿?huì)出現(xiàn)一些特異性狀。

3.落實(shí)問(wèn)題解決任務(wù)：將研究組學(xué)生隨機(jī)分為學(xué)習(xí)小組，3—4人一組，通過(guò)抽簽的方式選擇組長(zhǎng)：將設(shè)計(jì)的五個(gè)問(wèn)題下發(fā)各組，由學(xué)生自行分工合作，依靠網(wǎng)絡(luò)或書(shū)籍檢索相關(guān)資料、查閱相關(guān)文獻(xiàn)并進(jìn)行分析，最后由組長(zhǎng)統(tǒng)一整理發(fā)表小組成員研究結(jié)果并回答老師下發(fā)的問(wèn)題。

4.教師總結(jié)：在問(wèn)題式學(xué)習(xí)實(shí)踐教學(xué)后，由老師進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)：突顯診斷性、客觀性、發(fā)展性的原則，對(duì)學(xué)生發(fā)言中的不足及優(yōu)秀之處進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，總結(jié)發(fā)表關(guān)于本課程客觀、準(zhǔn)確的觀點(diǎn)，總結(jié)教學(xué)的難點(diǎn)、重點(diǎn)，使用直觀性教學(xué)方法，以PPT演示文稿、教具、圖片等方法讓學(xué)生有直觀的認(rèn)識(shí)。教學(xué)鞏固環(huán)節(jié)采用提問(wèn)式、對(duì)答式教學(xué)方法，提升學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的理解程度[ 10 ]。

問(wèn)題的要點(diǎn)也是知識(shí)點(diǎn)和重點(diǎn)、難點(diǎn)，在遺傳細(xì)胞和分子基礎(chǔ)課程中，針對(duì)設(shè)計(jì)的第一個(gè)問(wèn)題（動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)），同學(xué)們要把握動(dòng)物和植物生長(zhǎng)發(fā)育代謝過(guò)程之間的差別，對(duì)這種差別要從細(xì)微的細(xì)胞結(jié)構(gòu)去分析，什么結(jié)構(gòu)決定什么功能，這樣就能很好地掌握這一問(wèn)題。

針對(duì)第二個(gè)問(wèn)題（細(xì)胞的穩(wěn)定遺傳和有絲分裂與減數(shù)分裂有著什么樣的關(guān)系），同學(xué)們要從細(xì)胞核中的染色體為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行分析，有絲分裂和減數(shù)分裂染色體是怎樣變化的，怎樣保證后代與親代染色體的一致性。

針對(duì)第三個(gè)問(wèn)題（DNA的結(jié)構(gòu)是怎樣的，為什么可以作為遺傳物質(zhì)），DNA的結(jié)構(gòu)是其可以作為遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)，同學(xué)們需要分析具體原因，關(guān)于怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去證明DNA是遺傳物質(zhì)，需要同學(xué)們參考前人的思路再設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)同學(xué)們的創(chuàng)新意識(shí)。

針對(duì)第四個(gè)問(wèn)題（DNA在體內(nèi)的復(fù)制過(guò)程，體外復(fù)制過(guò)程，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）的原理和步驟），同學(xué)們需要查詢(xún)書(shū)籍資料了解體內(nèi)的復(fù)制過(guò)程，用到哪些酶，各自有什么作用，然后擴(kuò)展到體外，如何模擬體內(nèi)的復(fù)制過(guò)程，用到哪些儀器和方法等，即PCR過(guò)程。

針對(duì)第五個(gè)問(wèn)題（DNA是如何影響性狀的，比如轉(zhuǎn)基因?yàn)槭裁磿?huì)出現(xiàn)一些特異性狀），同學(xué)們需要理解中心法則的內(nèi)容，即DNA如何轉(zhuǎn)錄成RNA，RNA如何翻譯成蛋白質(zhì)的，蛋白質(zhì)在決定生物體性狀中的作用。同時(shí)查詢(xún)資料了解轉(zhuǎn)基因的原理和過(guò)程，觀察一些轉(zhuǎn)基因生物的性狀，從而更好地分析為什么轉(zhuǎn)基因會(huì)出現(xiàn)一些特異性狀。

（三）實(shí)施PBL方法的觀察指標(biāo)

在完成課程后，用考試的形式檢測(cè)兩組同學(xué)對(duì)遺傳學(xué)內(nèi)容的掌握程度。滿(mǎn)分為100分，85分以上為優(yōu)秀，75～84為良好，60～74為合格，60以下為不合格。

（四）統(tǒng)計(jì)方法

應(yīng)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)資料用平均值表示。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

二、結(jié)果

（一）課堂討論

為形成以學(xué)生為主體的問(wèn)題式探究性學(xué)習(xí)環(huán)境，實(shí)行小組討論，引導(dǎo)學(xué)生由原來(lái)的“填鴨式”教學(xué)模式到以問(wèn)題為中心批判式討論過(guò)渡。以組為單位進(jìn)行組內(nèi)和組間討論，討論結(jié)束由組長(zhǎng)對(duì)該組討論的結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。每組組長(zhǎng)匯報(bào)完畢，可由學(xué)生進(jìn)行自評(píng)、互評(píng)。由于讓同學(xué)們自己查資料解決問(wèn)題，大家的參與度很高，每個(gè)同學(xué)都能認(rèn)真查找資料，課堂氛圍特別活躍。

（二）線(xiàn)上討論

隨著信息時(shí)代的到來(lái)，合理運(yùn)用線(xiàn)上平臺(tái)使教學(xué)實(shí)踐變得更便捷、更新穎、更高效。教師可運(yùn)用教學(xué)軟件建立討論組，學(xué)生可線(xiàn)上討論老師在教學(xué)軟件上傳的問(wèn)題，亦或各組加入不同的聊天室進(jìn)行問(wèn)題討論，再由組長(zhǎng)對(duì)討論的結(jié)果進(jìn)行整合，上發(fā)到教師建立的討論組，增加結(jié)果的準(zhǔn)確性和教師批改的高效性。討論交流的載體包括文字、圖片、音頻、文件以及輕松且形象表達(dá)意思的表情包，師生共同參與營(yíng)造嚴(yán)肅活躍的學(xué)習(xí)氛圍。教師也能很好地把握學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度。然后引導(dǎo)學(xué)生更好地理解和掌握作為重點(diǎn)、難點(diǎn)的知識(shí)點(diǎn)。

（三）學(xué)習(xí)效果分析

學(xué)習(xí)因子的評(píng)價(jià)指標(biāo)有學(xué)生的學(xué)習(xí)適應(yīng)性、學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)效果。老師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，結(jié)合直觀式教學(xué)方法和提問(wèn)式教學(xué)方法，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)適應(yīng)性、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)效果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。運(yùn)用PBL教學(xué)模式讓不同性格和基礎(chǔ)的人一起探討并發(fā)表自己的看法，適應(yīng)性更強(qiáng)。學(xué)習(xí)態(tài)度可從課堂回答問(wèn)題情況和課堂表現(xiàn)等方面來(lái)評(píng)價(jià)，在教授完課程內(nèi)容后通過(guò)做題考試的方式考察學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

通過(guò)考試成績(jī)與LBL組學(xué)生對(duì)比，PBL組同學(xué)的優(yōu)秀率和良好率遠(yuǎn)高于LBL組，平均成績(jī)也顯著提高，由62.31分提高到84.89分。差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見(jiàn)表1。結(jié)果證明，PBL教學(xué)模式有利于幫助學(xué)生掌握授課內(nèi)容，能極大地改善教學(xué)質(zhì)量。

三、討論

目前，PBL在農(nóng)學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)改革中的應(yīng)用較少，因此PBL在農(nóng)學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程有待推廣和完善。

（一）PBL教學(xué)方法有利于提高學(xué)生各方面的能力

結(jié)果表明，在教師提出問(wèn)題后，學(xué)生會(huì)通過(guò)各種途徑學(xué)習(xí)和搜集資料，大大提高了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。學(xué)生在掌握一定知識(shí)后會(huì)自主思考，有利于提高思考問(wèn)題的能力。通過(guò)這種教學(xué)方法，學(xué)生學(xué)會(huì)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作，共享合作成果。

（二）PBL有利于提高教學(xué)質(zhì)量

傳統(tǒng)的教學(xué)法中，學(xué)生處于被動(dòng)接受的地位，缺乏主觀能動(dòng)性。而使用PBL教學(xué)法可以促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，通過(guò)講解問(wèn)題的方式來(lái)展示自己的想法;通過(guò)教師引導(dǎo)，可讓其他同學(xué)有效理解所講內(nèi)容，大大提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（三）PBL教學(xué)對(duì)教師的能力有一定要求

在實(shí)施PBL教學(xué)法的過(guò)程中，教師首先起一個(gè)引導(dǎo)的作用，給學(xué)生提出問(wèn)題。在學(xué)生針對(duì)問(wèn)題提出解決方案后，教師需作出評(píng)價(jià)并歸納，這就要求教師具備一定水平的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，可以解答學(xué)生的疑惑，并且要求教師善于調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性。

綜上，PBL教學(xué)法可以提高學(xué)生各方面的能力，有利于提高教學(xué)質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)。

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