PBL教學(xué)模式在家畜繁殖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的應(yīng)用探索

陳 祥，敖 政，趙佳福，龔 婷

（1.貴州大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)學(xué)院／高原山地動(dòng)物遺傳育種與繁殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴陽(yáng) 550025；2.貴州省動(dòng)物遺傳育種與繁殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴陽(yáng) 550025）

家畜繁殖學(xué)是高等農(nóng)業(yè)院校動(dòng)物科學(xué)專業(yè)必修的核心主干課程，課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和操作性，可為豬生產(chǎn)學(xué)、牛生產(chǎn)學(xué)、羊生產(chǎn)學(xué)、禽生產(chǎn)學(xué)等課程的學(xué)習(xí)提供相關(guān)的理論知識(shí)和技能基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的家畜繁殖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，存在教學(xué)形式單一、教學(xué)內(nèi)容枯燥、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不強(qiáng)等問(wèn)題，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性，且大部分學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能薄弱。如何讓學(xué)生掌握繁殖實(shí)踐技能、增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，是家畜繁殖學(xué)教學(xué)實(shí)踐改革的重點(diǎn)。為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和協(xié)作能力，貴州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院家畜繁殖學(xué)課程組（以下簡(jiǎn)稱“本課程組”）在家畜繁殖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行了相關(guān)的教學(xué)改革與實(shí)踐創(chuàng)新?；趩?wèn)題式學(xué)習(xí)教學(xué)方法（problem-based learning，PBL）是一種以學(xué)生為主體設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境的教學(xué)模式，注重培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。本課程組在2018級(jí)和2019級(jí)動(dòng)物科學(xué)專業(yè)家畜繁殖學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中使用了PBL教學(xué)方法，實(shí)踐表明該方法能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)科研的興趣，提升學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，獲得了較好的教學(xué)效果。

1 PBL教學(xué)模式

PBL教學(xué)法是1969年美國(guó)神經(jīng)病學(xué)教授H.S.Barrows提出的一種翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式，它是以提出問(wèn)題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為中心，教師引領(lǐng)、指導(dǎo)學(xué)習(xí)小組進(jìn)行討論，以培養(yǎng)學(xué)生主觀能動(dòng)性和自我學(xué)習(xí)能力為教學(xué)目標(biāo)的一種全新啟發(fā)型教學(xué)模式。PBL注重的是學(xué)科的核心概念和原理，通過(guò)設(shè)置問(wèn)題場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)提出問(wèn)題、規(guī)劃方案、解決問(wèn)題、歸納總結(jié)、評(píng)價(jià)反思、提出新問(wèn)題、解決新問(wèn)題的探索性學(xué)習(xí)循環(huán)，教師由“傳授者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸笇?dǎo)者”，由“把控者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皡⑴c者”，促使全部學(xué)生都參與教學(xué)中，要求學(xué)會(huì)借助多種輔助資源完成目標(biāo)問(wèn)題或拓展任務(wù)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和邏輯思維能力，達(dá)到預(yù)定教學(xué)目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)提升學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。國(guó)內(nèi)外學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在許多應(yīng)用型課程中實(shí)施PBL教學(xué)法可以提升學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的“獲得感”，有效提高教學(xué)質(zhì)量。

2 家畜繁殖學(xué)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在的問(wèn)題

2.1 教學(xué)方法相對(duì)單一，教學(xué)內(nèi)容有待改進(jìn)

在目前家畜繁殖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師采用單一的、以教師為中心的填鴨式教學(xué)方法，忽略了學(xué)生的主體地位。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置上，多數(shù)是原理性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，且實(shí)驗(yàn)試劑和材料的準(zhǔn)備基本上由教師完成，學(xué)生只是機(jī)械地按照實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)，達(dá)不到對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)目的。

2.2 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)條件受限，教學(xué)效果不佳

實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)不足、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備老舊、教學(xué)實(shí)踐基地配套設(shè)施落后、養(yǎng)殖環(huán)境差等問(wèn)題是影響家畜繁殖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要因素。以母牛直腸檢查實(shí)驗(yàn)為例，該實(shí)驗(yàn)在特定時(shí)間內(nèi)僅能供部分同學(xué)動(dòng)手操作，大部分同學(xué)只能觀看教師的示范教學(xué)，導(dǎo)致多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平仍然停留在理論層面?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源也不能同時(shí)滿足所有學(xué)生的教學(xué)需求，導(dǎo)致某些實(shí)驗(yàn)課程變成了參觀課程，達(dá)不到學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力提升的目的。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式單一，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高

家畜繁殖學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程考核方式主要以實(shí)驗(yàn)報(bào)告和考勤為主，但是實(shí)驗(yàn)報(bào)告不能全面體現(xiàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的了解和掌握，照抄實(shí)驗(yàn)報(bào)告、套用實(shí)驗(yàn)結(jié)果的現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。此外，家畜繁殖學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求學(xué)生必須與家畜動(dòng)物密切接觸，如母畜發(fā)情鑒定、人工授精、妊娠檢查等實(shí)驗(yàn)，有些學(xué)生可能會(huì)因?yàn)轲B(yǎng)殖環(huán)境臟、怕受傷或感染人畜共患病等原因而將自己作為參觀者，動(dòng)手的積極性不高，不利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力和探索欲望，也缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和優(yōu)化操作步驟等思考。因此，開(kāi)展家畜繁殖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革對(duì)于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果尤為重要。

3 PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建和實(shí)踐

3.1 教學(xué)準(zhǔn)備

前期教師需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行PBL教學(xué)方法宣教和科研專題講座，包括文獻(xiàn)檢索、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、論文撰寫(xiě)等內(nèi)容，使學(xué)生具備進(jìn)行PBL的技能基礎(chǔ)，提升參與實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性。在理論教學(xué)中根據(jù)學(xué)情分析和基本知識(shí)測(cè)驗(yàn)，并結(jié)合學(xué)生性格進(jìn)行分組，每組8～10人，每個(gè)組內(nèi)學(xué)生間能夠相互促進(jìn)和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，家畜繁殖學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1，同時(shí)配備多名碩士研究生輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

圖1 家畜繁殖學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)Fig.1 The experimental teaching design of Livestock Reproduction

3.2 教學(xué)思路

教師按照教學(xué)大綱要求查閱相關(guān)資料，完善教學(xué)設(shè)計(jì)，精煉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以問(wèn)題的形式列出提綱，如小鼠超數(shù)排卵后選擇何時(shí)沖胚能得到A級(jí)胚胎、如何快速計(jì)算豬的精子密度、如何通過(guò)直腸檢查法判斷母牛是否發(fā)情并確定輸精時(shí)間等。教師通過(guò)QQ或者雨課堂平臺(tái)提前將問(wèn)題發(fā)給學(xué)生，學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)或技術(shù)手冊(cè)研讀，通過(guò)小組討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，包括所需動(dòng)物、試劑材料、實(shí)驗(yàn)器材及詳細(xì)的操作步驟，與老師和研究生助教探討實(shí)驗(yàn)方案的可行性，確定實(shí)驗(yàn)方案后學(xué)生嚴(yán)格按方案開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可通過(guò)教師的現(xiàn)場(chǎng)示教和觀看相關(guān)視頻盡可能掌握實(shí)驗(yàn)操作技巧，特別是細(xì)微的實(shí)驗(yàn)技能。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中以小組進(jìn)行分工合作，如進(jìn)行小鼠超數(shù)排卵及早期胚胎鑒定，可在小鼠飼喂、實(shí)驗(yàn)藥品準(zhǔn)備、激素注射、沖胚、胚胎鑒定環(huán)節(jié)進(jìn)行組內(nèi)分工合作；在精液品質(zhì)檢查，不同比例稀釋后精子密度的計(jì)算和精子活力判斷可由組間合作完成，基本技能如精子計(jì)數(shù)、胚胎觀察應(yīng)所有人都參與。教師和研究生助教應(yīng)觀察和監(jiān)督學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的每個(gè)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生將觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和遇到的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)記錄，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)組內(nèi)、組間及與老師的溝通討論，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案，最終解決問(wèn)題。學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后需要及時(shí)整理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖片，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，以PPT形式進(jìn)行小組匯報(bào)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果，并進(jìn)行相應(yīng)的分析，教師作出進(jìn)行評(píng)判，給出合理建議。

3.3 課程考核和問(wèn)卷調(diào)查

家畜繁殖學(xué)PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核由實(shí)驗(yàn)報(bào)告、操作考核和結(jié)果展示三部分組成，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占60%，實(shí)驗(yàn)操作占30%，結(jié)果展示占10%。實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括過(guò)程性考核（如參與實(shí)驗(yàn)是否有積極性、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否參考其他資料、是否與他人協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)等）、書(shū)寫(xiě)的規(guī)范性和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理解和分析，而不是僅對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單記錄。操作考核考察學(xué)生最基本的一些操作技能，看學(xué)生課前準(zhǔn)備是否充分。結(jié)果展示部分主要考察學(xué)生的歸納總結(jié)和語(yǔ)言表達(dá)能力，以及對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的延展性分析和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。最后需要使用檢驗(yàn)對(duì)各部分結(jié)果進(jìn)行差異顯著性分析。

采用五分（1～5分）量表評(píng)分法實(shí)施實(shí)驗(yàn)問(wèn)卷調(diào)查，具體包括學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)趣味性、創(chuàng)新性、獲得感、技能性、能力提升的內(nèi)容，通過(guò)無(wú)記名方式填寫(xiě)。以獲得4～5分的百分比表示對(duì)問(wèn)卷的贊同率。問(wèn)卷信度分析中Cronbach系數(shù)為0.86，可信度良好，應(yīng)用χ檢驗(yàn)分析組間的差異顯著性。

4 PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用效果評(píng)估

在貴州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，采用PBL家畜繁殖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，將學(xué)生分為傳統(tǒng)組和PBL試驗(yàn)組進(jìn)行教學(xué)應(yīng)用評(píng)價(jià)，以68名2018級(jí)動(dòng)物科學(xué)專業(yè)學(xué)生為傳統(tǒng)組，采用傳統(tǒng)的以導(dǎo)師為主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行授課；以82名2019級(jí)動(dòng)物科學(xué)專業(yè)學(xué)生為PBL組，實(shí)驗(yàn)教學(xué)全程采用以學(xué)生主導(dǎo)的PBL教學(xué)方法。應(yīng)用評(píng)價(jià)主要包括學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查和課程考核評(píng)價(jià)，需由實(shí)驗(yàn)教師、研究生助教、學(xué)生團(tuán)隊(duì)成員、學(xué)生本人共同完成，評(píng)價(jià)內(nèi)容涵蓋實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)、結(jié)果展示等環(huán)節(jié)，評(píng)價(jià)形式堅(jiān)持定量與定性相結(jié)合、自評(píng)與他評(píng)相統(tǒng)一、個(gè)人與小組評(píng)價(jià)相協(xié)同，對(duì)學(xué)生知識(shí)和技能掌握程度、自主性學(xué)習(xí)能力團(tuán)隊(duì)協(xié)作互助意識(shí)等進(jìn)行全面評(píng)估。問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果表明，PBL組學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)趣味性、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性、實(shí)驗(yàn)獲得感、實(shí)驗(yàn)技能性、能力提升等方面的滿意度均顯著高于傳統(tǒng)組（＜0.05），見(jiàn)表1。

表1 學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查分析Tab.1 Analysis of student questionnaires

PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的大部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都需要學(xué)生提前預(yù)習(xí)，學(xué)生需要通過(guò)知網(wǎng)、Pubmed、Web of Science等數(shù)據(jù)庫(kù)查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，利用視頻和實(shí)驗(yàn)操作手冊(cè)熟悉實(shí)驗(yàn)原理和操作技巧，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)方案，與實(shí)驗(yàn)老師和研究生助教探討項(xiàng)目的可行性，最終確定實(shí)驗(yàn)方案、開(kāi)展相應(yīng)實(shí)驗(yàn)并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。對(duì)比兩組的考核成績(jī)，PBL組的實(shí)驗(yàn)報(bào)告得分顯著高于傳統(tǒng)組，見(jiàn)表2。這說(shuō)明PBL教學(xué)法有效提高了學(xué)生文獻(xiàn)查閱、總結(jié)和歸納問(wèn)題以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。

表2 家畜繁殖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程考核成績(jī)比較Tab.2 Comparison of the examination results of the experimental teaching courses of Livestock Reproduction

實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)結(jié)果表明，PBL組學(xué)生的參與度提高、實(shí)驗(yàn)操作技能和解決問(wèn)題的能力得到提升。如小鼠超數(shù)排卵和早期胚胎鑒定實(shí)驗(yàn)中，PBL組會(huì)針對(duì)“哪些因素會(huì)影響小鼠早期胚胎的數(shù)量和質(zhì)量？”等問(wèn)題進(jìn)行查閱資料、設(shè)計(jì)方案和開(kāi)展實(shí)驗(yàn)、課后討論、結(jié)果展示，而傳統(tǒng)組學(xué)生直接按照參考書(shū)步驟開(kāi)展實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)。PBL教學(xué)過(guò)程中每個(gè)小組得到胚胎數(shù)量和質(zhì)量不均一，師生可以就孕馬血清促性腺激素和人絨毛膜促性腺激素的劑量和注射時(shí)間間隔、母鼠健康狀態(tài)、處死時(shí)間等重要環(huán)節(jié)進(jìn)行討論，因而師生的溝通交流、討論熱烈開(kāi)展，同學(xué)間的分工協(xié)作能力和團(tuán)隊(duì)精神得到加強(qiáng)，學(xué)生有更多自由空間、有更多機(jī)會(huì)發(fā)揮自身特長(zhǎng)和表達(dá)觀點(diǎn)，有利于提高學(xué)生歸納總結(jié)和語(yǔ)言表達(dá)能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和綜合素質(zhì)。

此外，從期末考試成績(jī)也能體現(xiàn)經(jīng)過(guò)PBL教學(xué)訓(xùn)練的學(xué)生表現(xiàn)出的分析能力的提升，特別是針對(duì)簡(jiǎn)答題和論述題型，PBL組學(xué)生的答題更加具有邏輯性和全面性；記憶型名詞解釋和填空題的得分兩組接近；PBL組學(xué)生更能夠針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出自己的不同見(jiàn)解，如在問(wèn)題“提高母豬繁殖力的措施”中，學(xué)生可以根據(jù)精子活力、密度、排卵數(shù)、配種時(shí)間、胚胎質(zhì)量等因素來(lái)闡述問(wèn)題?？梢钥闯鯬BL組學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性明顯增強(qiáng)。PBL教學(xué)法還明顯提高了學(xué)生參與科研的興趣，學(xué)生在課程中學(xué)可和掌握了儀器設(shè)備的使用、試劑的調(diào)配、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析等，帶動(dòng)了大部分學(xué)生的積極性，增強(qiáng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。貴州大學(xué)學(xué)校教務(wù)處數(shù)據(jù)顯示，學(xué)生參加國(guó)家級(jí)、省級(jí)和校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的比例明顯增加。通過(guò)課外的項(xiàng)目訓(xùn)練能夠讓學(xué)生更加了解畜牧業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，也有助于全方位培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

5 小結(jié)

PBL教學(xué)方法能夠較好地提升學(xué)生在文獻(xiàn)查閱、書(shū)寫(xiě)表達(dá)、實(shí)驗(yàn)操作、歸納總結(jié)等方面的能力，可為今后學(xué)生繼續(xù)升造或者從事生產(chǎn)實(shí)踐工作奠定良好基礎(chǔ)。PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施同樣面臨一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)，比如教師需要投入更多的精力指導(dǎo)學(xué)生，導(dǎo)致工作量認(rèn)定有難度及缺少合適的教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系；另外一方面，PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位和主導(dǎo)作用，學(xué)生需要足夠?qū)嶒?yàn)空間和實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練才能獲得能力提升，因此實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)所的開(kāi)放和管理可能是今后高效實(shí)施PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)、進(jìn)而培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力的基本要求。綜上所述，PBL教學(xué)法能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實(shí)踐能力、提升家畜繁殖學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，可為學(xué)生下一步開(kāi)展科研創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目訓(xùn)練奠定良好基礎(chǔ)。