基于OBE教學(xué)理念和PBL教學(xué)模式的“分子生物學(xué)實驗”課程的研究與實踐

秦興華 陳子 王旭

摘?要：“分子生物學(xué)實驗”課程是生物學(xué)與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門實踐性很強(qiáng)的實驗課程。實驗教學(xué)體系的建設(shè)是高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的保障，構(gòu)建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)模式是人才培養(yǎng)的重要途徑。針對“分子生物學(xué)實驗”課程傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在的問題，改革教學(xué)理念，融合OBE教學(xué)理念和PBL教學(xué)模式，以學(xué)生為主體，通過問題導(dǎo)入引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新，將學(xué)生成果產(chǎn)出作為教學(xué)目標(biāo)，從而創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：OBE教學(xué)理念；PBL教學(xué)模式；“分子生物學(xué)實驗”課程；教學(xué)改革

1?概述

高校作為國家戰(zhàn)略科技力量，功能不僅是向國家和社會輸出科技成果，更重要的是為國家和社會輸出人才，尤其是基于國家戰(zhàn)略的國際化創(chuàng)新型應(yīng)用人才。成果導(dǎo)向教育（Outcomesbased?education，OBE）教學(xué)理念和問題導(dǎo)向教育（Problembased?Learning，PBL）教學(xué)模式均是國際上流行的教學(xué)理念和教學(xué)方法。其中，OBE教學(xué)理念是基于成果的教學(xué)理念，主張“以學(xué)生為中心”“以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向”，根據(jù)學(xué)生專業(yè)能力需求反向構(gòu)建課程體系，從而使人才培養(yǎng)目標(biāo)更加明確，形成更加良性的教學(xué)導(dǎo)向和推動力。PBL教學(xué)模式是一種以問題為導(dǎo)向的教學(xué)手段，學(xué)生以小組形式圍繞問題獨立收集資料，分析問題并最終解決問題。因此，以產(chǎn)出為導(dǎo)向的OBE理念和基于問題的PBL教學(xué)模式在教學(xué)目標(biāo)上高度吻合，兩者均強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心、以問題為導(dǎo)向和以學(xué)生主動探索為形式。PBL教學(xué)模式充分體現(xiàn)了OBE的教育理念，是OBE教學(xué)模式的一種具體實施策略［1］。

“分子生物學(xué)實驗”課程是生物學(xué)與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門實踐性很強(qiáng)的實驗課程。傳統(tǒng)課堂授課方式較為單一，被動接受教師提供的實驗流程，無法激發(fā)學(xué)生主動性和創(chuàng)新性，并且教學(xué)內(nèi)容應(yīng)用性不強(qiáng)；傳統(tǒng)課堂將系統(tǒng)知識分割成獨立的課程單元，課程單元之間的聯(lián)系被弱化，學(xué)生無法建立課程相關(guān)知識領(lǐng)域的大局觀，課程的成果導(dǎo)向不明確。我們采用基于OBE教學(xué)理念的PBL教學(xué)模式的人才培養(yǎng)模式，通過問題導(dǎo)入引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新，將學(xué)生成果產(chǎn)出作為目標(biāo)，把傳統(tǒng)的被動接受式學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹骄渴綄W(xué)習(xí)，把以教師為中心的教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的教學(xué)，從而達(dá)到創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式和提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

2?我?！胺肿由飳W(xué)實驗”課程現(xiàn)狀及存在問題

2.1?培養(yǎng)目標(biāo)問題

分子生物學(xué)是由生物化學(xué)、生物物理學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞學(xué)、信息科學(xué)等多學(xué)科相互滲透、綜合融匯而產(chǎn)生并發(fā)展起來的，緊聚了不同學(xué)科專長的科學(xué)家的共同努力。它雖產(chǎn)生于上述各個學(xué)科，但已形成它獨特的理論體系和研究手段，成為一個獨立的學(xué)科。目前，“分子生物學(xué)實驗”課程已經(jīng)完成從教學(xué)為主型到教學(xué)科研型轉(zhuǎn)變，但我?！胺肿由飳W(xué)實驗”課程面向生物技術(shù)系本科生，以培養(yǎng)空間生命科學(xué)特色學(xué)科背景知識的復(fù)合型、創(chuàng)新型與應(yīng)用型人才為目標(biāo)，目前課程設(shè)計偏重于科研，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)用性不強(qiáng)。

2.2?授課方式問題

傳統(tǒng)課堂授課方式較為單一，實驗課程由于受到固定教學(xué)時間限制、教學(xué)經(jīng)費有限和教學(xué)方式轉(zhuǎn)變較難的影響，學(xué)生往往被動接受教師提供的實驗流程，并且部分實驗可能由教師提前代做，這樣學(xué)生得到的知識往往碎片化，無法建立課程相關(guān)知識領(lǐng)域的大局觀，學(xué)生主動參與的積極性不高。

2.3?授課內(nèi)容問題

近年來，分子生物學(xué)實驗技術(shù)飛速創(chuàng)新和發(fā)展，如基因工程、基因組學(xué)、基因編輯等，一些新興的技術(shù)如CRISPR、qRTPCR等雖然在日?？蒲泄ぷ髦袕V泛應(yīng)用，但在高校實驗課程教學(xué)改革中，學(xué)生接觸的機(jī)會仍然極少。傳統(tǒng)課堂將系統(tǒng)知識分割成獨立的課程單元，課程單元之間的聯(lián)系被弱化，學(xué)生通過單次課程的學(xué)習(xí)往往不知道所學(xué)內(nèi)容的實際應(yīng)用價值，課程人才培養(yǎng)的成果導(dǎo)向性不夠。此外，實驗課還是以保證學(xué)生實驗結(jié)果為第一位，授課內(nèi)容一般比較固定，對授課內(nèi)容學(xué)生無法做出選擇。分子生物學(xué)實驗的一個特點是時間不固定，為保證學(xué)生在固定時間完成實驗，部分實驗甚至教師會提前做好，影響學(xué)生對整個實驗的認(rèn)知和理解。

2.4?考核形式問題

傳統(tǒng)的實驗課程考核內(nèi)容更多的是考查小組實驗結(jié)果如何以及學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握程度，但學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和參與討論（分析問題）等各種表現(xiàn)則沒有體現(xiàn)，因此最后的考試分?jǐn)?shù)難以反應(yīng)學(xué)生的綜合能力。

3?基于OBE教育理念的PBL教學(xué)模式的構(gòu)建

PBL教學(xué)模式是一種以問題為導(dǎo)向的教學(xué)手段，是由美國神經(jīng)生物學(xué)家Howard?Barrows于1969年在加拿大麥克馬斯特大學(xué)首次提出［2］，目前已經(jīng)成為與傳統(tǒng)課程教學(xué)相并行的最重要的新教學(xué)模式。PBL教學(xué)模式是以學(xué)生為中心，引導(dǎo)學(xué)生解決實際問題而達(dá)到學(xué)習(xí)目的的教學(xué)方法，包括創(chuàng)造、評價、分析、應(yīng)用、理解和記住六個要素。PBL教學(xué)模式以小組為單位展開，注重學(xué)生的分析問題和解決問題能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、寫作表達(dá)及溝通能力和學(xué)習(xí)積極性等，教學(xué)方式從傳統(tǒng)的被動“填鴨式”學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為根據(jù)問題引導(dǎo)學(xué)生主動尋找解決辦法，充分調(diào)動學(xué)生主動思考和主動參與的積極性，同時，教師也從傳統(tǒng)的知識灌輸者轉(zhuǎn)化為學(xué)生解決問題的引導(dǎo)者。PBL教學(xué)模式以問題為中心，以學(xué)生為主體，已經(jīng)成為當(dāng)今世界備受推崇的高等醫(yī)學(xué)教育方法，并逐漸成為我國教育模式改革的趨勢。

OBE教學(xué)理念是基于成果的教學(xué)理念，主張“以學(xué)生為中心”“以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向”，由美國學(xué)者Spady于1981年提出，率先在高等教育起步，用作開發(fā)優(yōu)質(zhì)的高等教育課程，較早在歐洲、美國等發(fā)達(dá)國家獲得認(rèn)可、隨后在馬來西亞、澳大利亞、印度、印度尼西亞、巴基斯坦等國成為許多既定和新興教育體系的實行標(biāo)準(zhǔn)［34］。隨著我國高等教育規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及教育質(zhì)量的不斷提高，OBE教學(xué)理念在我國受到越來越多的關(guān)注。OBE教學(xué)理念強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)與探索；強(qiáng)調(diào)所有學(xué)生在學(xué)習(xí)上都能獲得成功；強(qiáng)調(diào)個性化考核和評定；強(qiáng)調(diào)基于過程的評價與考核；強(qiáng)調(diào)能力本位，秉承“以學(xué)生為中心、成果為導(dǎo)向、持續(xù)性改進(jìn)”三大理念，開啟課堂教學(xué)教改新路徑，這種機(jī)制對于培養(yǎng)知識淵博、富有創(chuàng)造力、高技能、靈活、創(chuàng)新、批判性思維的畢業(yè)生至關(guān)重要。

PBL教學(xué)理念和OBE教學(xué)模式均強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心、以問題為導(dǎo)向和以主動探索為形式。OBE教育理念根據(jù)學(xué)生專業(yè)能力需求反向構(gòu)建課程體系，進(jìn)而通過PBL教學(xué)模式正向?qū)嵤┱n程教學(xué)，因此PBL教學(xué)模式充分體現(xiàn)了OBE的教育理念，是OBE教學(xué)模式的一種具體實施策略。近年來，國內(nèi)高校對這兩種教學(xué)理念/模式以及它們的融合模式在人才培養(yǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行了很多探索［5］，包括在“分子生物學(xué)實驗”課程中［67］。

4?基于OBE教學(xué)理念的PBL教學(xué)模式在“分子生物學(xué)實驗”課程中的應(yīng)用初探

教育改革應(yīng)以實現(xiàn)改革目標(biāo)為基礎(chǔ)，而逆向設(shè)計是成果教育設(shè)計的核心，根據(jù)最終目標(biāo)反推課程設(shè)計。教學(xué)的起點不是教師能教什么，而是獲得最佳結(jié)果所必需的知識點。培訓(xùn)過程遵循“內(nèi)部和外部需求→教育目標(biāo)→畢業(yè)要求→課程體系”的順序，并制訂人才發(fā)展計劃，通過優(yōu)化知識培養(yǎng)更健康的個人。

4.1?從灌輸課堂到對話課堂的轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)課堂中，教師進(jìn)行灌輸式、填鴨式教學(xué)，以盡可能多地傳輸知識為主旨，而學(xué)生是被動式學(xué)習(xí)，嚴(yán)重抑制學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力?；贠BE理念的PBL教學(xué)模式則改變師生在課堂上的角色，改變片面灌輸、接受的傳統(tǒng)課堂教學(xué)方法，采用啟迪式教學(xué)模式，引入使師生之間有效互動和學(xué)生之間充分溝通成為可能的溝通與對話模式，是改革分子生物學(xué)實驗課堂教學(xué)的有效手段。教師與學(xué)生實時互動，共同完成課堂教學(xué)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。通過課前閱讀和隨堂小測驗、課上重點難點講解和實驗操作、課上和課下討論、過程性考核和課后開放式問題等方式，將傳統(tǒng)的以“教師講授為主”的模式向以“學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主”的模式轉(zhuǎn)變，以學(xué)生為中心的互動教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程，符合OBE基于結(jié)果的過程學(xué)習(xí)的教學(xué)理念，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和興趣，使學(xué)生獲得最優(yōu)化的學(xué)習(xí)效果。

4.2?從封閉課堂向開放課堂轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)課堂教學(xué)時間封閉，其教學(xué)內(nèi)容也比較固定。學(xué)生課程學(xué)習(xí)主要為重復(fù)既定的實驗操作，這不可避免地限制了學(xué)生的思維，阻礙了他們的實際應(yīng)用能力?；贠BE理念的PBL教學(xué)模式則將課程內(nèi)容變成模塊，在運用OBE概念的基礎(chǔ)上，將OBE概念與教學(xué)中傳統(tǒng)的分子生物學(xué)實驗相結(jié)合，將課程中涉及的RNA提取、反轉(zhuǎn)錄、質(zhì)粒DNA提取、核酸電泳、大腸桿菌轉(zhuǎn)化、雙酶切等分子生物學(xué)實驗技術(shù)進(jìn)行整合并建立相關(guān)模塊，加之PBL的教學(xué)方法，指導(dǎo)實驗?zāi)繕?biāo)或以實驗問題為指導(dǎo)引入知識點，結(jié)合實驗實施進(jìn)行詳細(xì)分析，主要教學(xué)模式是“目標(biāo)—知識—能力”的形式，學(xué)生以小組為單位，以根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研等首先確定自己研究的目標(biāo)基因，進(jìn)而設(shè)計自己的研究方案，充分激發(fā)學(xué)生主動思考和主動參與的積極性。

4.3?從知識課堂向能力課堂轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)課堂是以教師為主體，將系統(tǒng)知識分割成獨立的課程單元，課程單元之間的聯(lián)系被弱化，學(xué)生無法建立課程相關(guān)知識領(lǐng)域的大局觀。分子生物學(xué)在生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)中具有重要地位，相關(guān)實驗技術(shù)為生命科學(xué)研究提供基因干預(yù)手段，為臨床的診斷和治療提供技術(shù)手段，已經(jīng)滲透到生命科學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域。基于OBE理念的PBL教學(xué)模式通過生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)問題引入，將學(xué)生成果產(chǎn)出作為目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，而教師采用問題式和反饋等方式引導(dǎo)和協(xié)助學(xué)生達(dá)到預(yù)期的學(xué)生目標(biāo)，從而做到從“重學(xué)輕思”向“學(xué)思結(jié)合”轉(zhuǎn)變，做到知識課堂向能力課堂轉(zhuǎn)變。

4.4?從競爭課堂到合作課堂轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)課堂在教學(xué)進(jìn)程中的評價注重成績評價，學(xué)生與學(xué)生之間關(guān)系處于一種對立的競爭環(huán)境中?；贠BE理念的PBL教學(xué)模式則強(qiáng)調(diào)人人都能成功，小組內(nèi)不同同學(xué)根據(jù)個人能力承擔(dān)不同的角色，進(jìn)行合作式學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊協(xié)作，最終都能達(dá)到自己設(shè)定的目標(biāo)和學(xué)習(xí)成果。圍繞自主、合作、探究，緊扣“教”與“學(xué)”，真正實現(xiàn)兩個轉(zhuǎn)變——老師的教學(xué)方式由“灌輸式教學(xué)為主”向“以探究式教學(xué)為主”轉(zhuǎn)變，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由“接受式學(xué)習(xí)為主”向“以討論性學(xué)習(xí)為主”轉(zhuǎn)變。

4.5?從比較性評價到達(dá)成性評價轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)課堂中看重教師的教學(xué)水平，而忽視了學(xué)生“學(xué)”的狀態(tài)，考核比較單一，往往實驗報告占據(jù)比較大的比重。基于OBE理念的PBL教學(xué)模式則強(qiáng)調(diào)個性化考核和評定，教學(xué)評價時不僅僅關(guān)注學(xué)生的實驗結(jié)果，更關(guān)注學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度，以及在組內(nèi)自己角色的完成程度，強(qiáng)調(diào)自我比較，而非學(xué)生之間的比較，從而全面客觀地考查學(xué)生，對學(xué)生做出客觀公正的評價。因此，我們調(diào)整了課程考核方式，更注重過程考核，調(diào)整平時成績包括隨堂小測驗、課堂討論、實驗方案設(shè)計、團(tuán)隊協(xié)作等過程評價，最終成績比較符合學(xué)生的綜合能力和個人進(jìn)步。

5?總結(jié)與展望

將PBL教學(xué)模式和OBE教學(xué)理念引入“分子生物學(xué)實驗”課程中，對培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、授課方法和考核形式等重點環(huán)節(jié)進(jìn)行了系統(tǒng)性革新，做到以學(xué)生為主體、以成果為導(dǎo)向和持續(xù)性改進(jìn)，不僅有利于專業(yè)知識的培養(yǎng)，還培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和解決問題能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、寫作表達(dá)及溝通能力和學(xué)習(xí)積極性等。但需要注意的是該教學(xué)方法也有一定的弊端：學(xué)生往往需要花費大量的時間查閱文獻(xiàn)來確定自己的研究目標(biāo)和方案，在課業(yè)壓力較大時會導(dǎo)致學(xué)生無法安排其他學(xué)科的學(xué)習(xí)，容易產(chǎn)生抵觸情緒，雖然教師可以經(jīng)常根據(jù)具體情況適當(dāng)引導(dǎo)，但過多干預(yù)容易導(dǎo)致學(xué)生主動性下降和依賴性上升。

本文基于PBL教學(xué)模式和OBE教學(xué)理念，探索了基于OBE教學(xué)理念的PBL教學(xué)模式在“分子生物學(xué)實驗”課程中的應(yīng)用，確定了以問題為中心、以學(xué)生為主體的培養(yǎng)方式，培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力、團(tuán)隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力等，不但有效提升了教學(xué)效果，而且創(chuàng)新了人才培養(yǎng)方式，對其他實驗課程的教學(xué)改革有一定的借鑒意義。

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基金項目：國家自然科學(xué)基金（31871172）

*通訊作者：秦興華（1983—?），男，漢族，山東日照人，博士，講師，助理教授，研究方向：生物化學(xué)與分子生物學(xué)。