PBL教學(xué)法在醫(yī)學(xué)院校生物芯片課程教學(xué)中的應(yīng)用探索

1、PBL教學(xué)法在醫(yī)學(xué)院校生物芯片課程教學(xué)中的應(yīng)用探索周猛, 李霞, 汪強虎, 孫杰（哈爾濱醫(yī)科大學(xué)生物信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150086）摘要 以問題為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)(PBL)教學(xué)法有利于調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性、創(chuàng)造性，在培養(yǎng)創(chuàng)造型、開拓型、實用型醫(yī)學(xué)人才的過程中有著傳統(tǒng)教學(xué)法無可比擬的優(yōu)點。在傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上結(jié)合PBL教學(xué)法應(yīng)用到醫(yī)學(xué)院校生物芯片技術(shù)課程的教學(xué)中，必將為高等醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)改革提供一個新的思路。關(guān)鍵詞 PBL教學(xué)法; 生物芯片; 傳統(tǒng)教學(xué) Problem-based learning 簡稱PBL，可譯做“基于問題學(xué)習(xí)”，是1969 年美國醫(yī)學(xué)教育改革先驅(qū)Barrows

2、教授首創(chuàng)的一種新的教學(xué)模式1。在醫(yī)學(xué)教育中是指：以臨床問題作為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動力和引導(dǎo)學(xué)生把握學(xué)習(xí)內(nèi)容的教學(xué)方法，在臨床前期課臨床課中，以病人問題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為中心的小組討論式教學(xué)，通常68名學(xué)生一個組，在小組討論中學(xué)生圍繞問題進行思維、推理和分析，導(dǎo)師只起導(dǎo)向作用，維持小組向教學(xué)目標進行，通常不直接回答學(xué)生的提問2?；趩栴}的學(xué)習(xí)（Problem-Based Learning, PBL）是與傳統(tǒng)的講授基礎(chǔ)學(xué)習(xí)完全不同的一種新型教學(xué)方法。運用這一方法并設(shè)計出相應(yīng)的問題基礎(chǔ)課程，是目前探索醫(yī)學(xué)教育結(jié)構(gòu)改革的一個新趨勢。醫(yī)學(xué)教育的培養(yǎng)目標是期望所培養(yǎng)的醫(yī)師不僅具有優(yōu)良的品質(zhì)和良好的職業(yè)道德，而且

3、具有較強的提出臨床問題并分析解決它的能力，特別是強調(diào)要能夠提出問題。實踐證明，基于問題學(xué)習(xí)能夠比傳統(tǒng)的講授基礎(chǔ)學(xué)習(xí)更好地達到這些培養(yǎng)目標3。鑒于它諸多的優(yōu)越性，當前，世界上許多國家，尤其是發(fā)達國家中已有相當一部分醫(yī)學(xué)院校都在應(yīng)用這一教學(xué)方法。而且，實踐表明，這一方法在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域中的應(yīng)用是非常成功的，正如美國哈佛大學(xué)校長教授所說,“是一種有效果的和高效率的教學(xué)方法”4。目前，PBL已在我國各大醫(yī)學(xué)院校、醫(yī)學(xué)教育機構(gòu)得到廣泛的運用。他們從自身實際出發(fā)，紛紛采取措施推廣PBL教學(xué)5。生物信息學(xué)是一門新興的學(xué)科，而生物芯片技術(shù)是生物信息學(xué)和基因組醫(yī)學(xué)中很重要的一門專業(yè)課，本文結(jié)合生物芯片技術(shù)課程的特

4、點，探討了PBL教學(xué)法在醫(yī)學(xué)院校生物芯片技術(shù)教學(xué)中的實施，以期達到提高教學(xué)效果的目的。一、醫(yī)學(xué)院校生物芯片技術(shù)課程的特點生物芯片是由微電子學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、計算機科學(xué)與生命科學(xué)交叉綜合的高新技術(shù)，是生命科學(xué)研究中繼基因克隆技術(shù)及自動測序技術(shù)、PCR技術(shù)后的又一次革命性技術(shù)突破，是分子生物學(xué)里的又一項里程碑式的重大發(fā)展，能夠高通量、并行化、微型化和自動化地去檢測蘊藏在生物體內(nèi)的海量基因、蛋白等信息。生物芯片技術(shù)在分子生物學(xué)研究領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)臨床檢驗領(lǐng)域、生物制藥領(lǐng)域和環(huán)境醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等許多方面都顯示出的強大的生命力和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。生物芯片技術(shù)課程是現(xiàn)代生物技術(shù)專業(yè)和生物信息學(xué)專業(yè)的重要的專業(yè)課，同時也

5、是醫(yī)學(xué)院校其他專業(yè)的選修課程。開設(shè)生物芯片技術(shù)課程是現(xiàn)代社會發(fā)展的需要,也是醫(yī)學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果。本課程講述生物芯片從概念的提出及發(fā)展過程，系統(tǒng)介紹生物芯片的原理、類型、制備、檢測、數(shù)據(jù)存儲管理與處理分析以及在基因表達、基因多態(tài)性、病原體檢測、新藥篩選等方面的應(yīng)用，使醫(yī)學(xué)生掌握生物芯片技術(shù)的基本理論，基礎(chǔ)知識和基本技能，初步了解生物芯片在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用，為將來從事與生物芯片有關(guān)的醫(yī)學(xué)教學(xué)、科研和臨床工作打下必要的基礎(chǔ)，同時注重學(xué)生在科學(xué)思維方式和研究方法方面得到鍛煉與啟迪，從而開闊思路，激發(fā)探索和創(chuàng)新精神，增強適應(yīng)能力，提高自身的素質(zhì)。它的最大特色是以學(xué)科融合、科研探索和聯(lián)系臨床應(yīng)用為特點

6、。通過這門課程的設(shè)置和實施，將有利于完善醫(yī)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)。我院從2003年在研究生中率先開設(shè)生物芯片技術(shù)課程，而后在生物信息學(xué)專業(yè)本科生和我校其他醫(yī)學(xué)專業(yè)中陸續(xù)開設(shè)此課。主要以傳統(tǒng)的“以授課為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)”（Lecture Based Learning）講解生物芯片的理論知識，即在教學(xué)方法上仍沿襲講授的一言堂，被動保守，信息封閉。雖然近幾年有所改進，但仍僅在教授的方式方法上深鉆以求完美，或以講授為主，形式上輔以局部小范圍內(nèi)各種改進，如壓縮精減兼并教材，只保留重、難點精講，依此省時減壓。在了解學(xué)生中普遍的思想動態(tài)、學(xué)習(xí)困惑、渴望及要求后，這種教學(xué)方式主要缺點總結(jié)有以下幾點：1. 對生物芯片技術(shù)的授

7、課目的不理解，在學(xué)習(xí)過程中感悟不到方向和動力，覺得生物芯片與醫(yī)學(xué)相距甚遠，聯(lián)系不上； 2. 形態(tài)學(xué)授課方式過死，照本宣科，上課效果差，課后沒有興趣復(fù)習(xí)。 3. 聽到許多學(xué)生反應(yīng)，到了期末階段，基礎(chǔ)知識的記憶已所剩無幾。 4. 生物芯片技術(shù)涉及數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、計算機科學(xué)的很多知識，由于醫(yī)學(xué)院校在這些學(xué)科教學(xué)上局限性，使得學(xué)生被動的接受而不能充分了解，充分掌握。二、PBL教學(xué)法在醫(yī)學(xué)院校生物芯片技術(shù)教學(xué)中的初步探索1. 生物芯片技術(shù)PBL教學(xué)中的課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)方法以問題為引導(dǎo)的生物芯片技術(shù)課程設(shè)計與改造，應(yīng)結(jié)合學(xué)科特點及內(nèi)在規(guī)律，問題應(yīng)包括兩個方面：（1） 能夠引發(fā)思索知識內(nèi)容的一般性問題；（2）

8、與基礎(chǔ)知識內(nèi)容有關(guān)聯(lián)的科研與臨床問題及參考文獻。課前將學(xué)生5人分為一討論小組，將教材綱要在自學(xué)前發(fā)放給學(xué)生，引導(dǎo)鍛煉其按要點閱讀教材的能力。提供一系列與基礎(chǔ)理論有關(guān)的問題，構(gòu)成啟發(fā)式思維引導(dǎo)的條件，供自學(xué)思考。布置安排自學(xué)，充分讓學(xué)生自學(xué)，創(chuàng)造研討氣氛情景，相互激發(fā)，促進高潮，重視過程。在此基礎(chǔ)上，主動讓學(xué)生查閱文獻資料，查閱文獻過程中，按教師所精心設(shè)計的問題，必然要涉及基本知識，因此在聯(lián)系醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)上，再次學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識，不僅加深了印象，而且由于從解決實際問題出發(fā)，情緒、心理、欲望要求強烈、有的放矢、指向性強，調(diào)動了思維的主觀能動性和潛力，效果必然十分可觀有效。小組成員在一起相互匯報并討論各自

9、獲取的信息，解決問題的過程及結(jié)論等。在此過程中，一方面小組成員要分析評價自身在自主學(xué)習(xí)時所獲得的信息，一方面還要相互之間進行信息的分析和評價。最后，教師概括總結(jié)本課程學(xué)習(xí)的重點、難點。2. 生物芯片技術(shù)PBL教學(xué)中的教材改造 在國內(nèi)，將生物芯片技術(shù)作為單獨一門課程的單位還非常有限，教材也非常欠缺。雖然現(xiàn)在還沒有成熟的教科書可供醫(yī)學(xué)院校本科生使用,但我國現(xiàn)已有數(shù)種與生物芯片技術(shù)有關(guān)的書刊,如 生物芯片分析、DNA芯片技術(shù)的方法與應(yīng)用、生物芯片技術(shù)等可作為教學(xué)參考教材，但是如果采用PBL教學(xué)方式就必須對教材做相應(yīng)的改革，以加強學(xué)生能力和素質(zhì)培養(yǎng)為目標， 圍繞教學(xué)重點， 以2個學(xué)時為基本單元， 編寫

10、PBL課程標準， 確定相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容， 提出各章節(jié)內(nèi)容的梗概，以問題形式揭示教學(xué)要點， 提出具體問題供學(xué)生自學(xué)討論。另外，教材應(yīng)2-3年左右在內(nèi)容上適當調(diào)整、更新，以適應(yīng)生物芯片技術(shù)不斷發(fā)展、變化的需要。 生物芯片技術(shù)是一種操作性強的生物技術(shù)， 但由于實驗儀器有限， 可以把實驗室無法完成的實驗通過PBL教學(xué)讓學(xué)生領(lǐng)會、掌握其中的思想，如多借用傳統(tǒng)分子生物學(xué)方法，從這些傳統(tǒng)方法的基本原理入手，然后過渡到在生物芯片技術(shù)操作中，有哪些原理和傳統(tǒng)方法類似，而有哪些環(huán)節(jié)有所不同，在操作的時候是需要具體注意的，讓即使沒有接觸過生物芯片技術(shù)的人也不會感到陌生。同時利用多媒體技術(shù)開發(fā)教學(xué)軟件模擬整個生物芯片的

11、實驗過程，增加實驗動畫的交互性，讓學(xué)生在計算機上自己動手模擬完成生物芯片實驗的全過程。3. 生物芯片技術(shù)PBL教學(xué)中的科學(xué)評估體系傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生主要是靠短期記憶來掌握課堂內(nèi)容，對于即講即考的學(xué)習(xí)內(nèi)容，該教學(xué)模式效果明顯，但短期掌握的內(nèi)容很快隨時間延長而消退。因此應(yīng)建立與PBL教學(xué)相應(yīng)的、能夠反映學(xué)生真實知識能力水平的考核方法與制度。這種考試， 既注重考察學(xué)生學(xué)習(xí)所獲得的知識， 也注重考察學(xué)生處理實際問題的能力。生物芯片技術(shù)課程考核分為階段測驗和期末考試兩個部分。階段測試包括平時課堂提問，討論（PBL）和實習(xí)課作業(yè)的形式來完成，將課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)（課堂互動的活躍程度、學(xué)習(xí)的主動性、實際操作過程

12、中的學(xué)習(xí)態(tài)度、在學(xué)習(xí)過程中對其他學(xué)員的幫助以及提出問題的深度等）與成績掛鉤，促進學(xué)生積極參與PBL教學(xué)；期末考試為閉卷考試，提高試卷的命題質(zhì)量，考試試題由檢查學(xué)生掌握知識的程度轉(zhuǎn)向考核學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力；在試題中減少死記硬背的題型，將理解和與醫(yī)學(xué)實踐、科研結(jié)合的分析型試題增加到4060%。通過這種考核方式可較為公正、科學(xué)的評定學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，調(diào)動了學(xué)生積極性， 同時學(xué)生又不必太擔(dān)心學(xué)習(xí)成績， 這種評估體系將助于鍛煉學(xué)生創(chuàng)造力和想象力。三、PBL教學(xué)法在醫(yī)學(xué)院校生物芯片技術(shù)教學(xué)中可能存在的問題 基于問題學(xué)習(xí)模式在我國一些醫(yī)學(xué)院校中的基礎(chǔ)課、臨床課和實驗課中已取得了較好效果，初步積累

13、了一些經(jīng)驗，展示出良好的前景。但是在生物芯片教學(xué)中還沒有PBL教學(xué)的經(jīng)驗積累，因此將PBL教學(xué)法應(yīng)用在醫(yī)學(xué)院校生物芯片技術(shù)教學(xué)中可能存在如下問題： 1. “問題”學(xué)習(xí)方法的性質(zhì)可能對習(xí)慣于接受講授式教學(xué)的學(xué)生不夠適應(yīng)，依賴灌輸?shù)男睦恚瑢χR“量”而非“質(zhì)”的追求，會產(chǎn)生對新模式的急躁與懷疑。 2. 討論課的情境設(shè)置質(zhì)量，師生間、學(xué)生間相互刺激與激發(fā)可能會因傳統(tǒng)的師道尊嚴和原有的課堂氛圍而使學(xué)生感到拘謹而缺乏主動和熱情。3時間方面的緊迫不足，自學(xué)能力、思維習(xí)慣中潛在的惰性將帶來討論質(zhì)量的下降，因而達不到理想的意義建構(gòu)。4.學(xué)生利用各種信息資源的手段相對比較貧乏；部分學(xué)生合作能力不強、信息獲取途徑

14、較為單一， 甚至有極少部分學(xué)生抄襲他人的答案。盡管在生物芯片技術(shù)課程中PBL教學(xué)法存在一定的問題和難度，但在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)方面較傳統(tǒng)教學(xué)法具有明顯優(yōu)勢。因此，在傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上結(jié)合PBL教學(xué)法應(yīng)用到醫(yī)學(xué)院校生物芯片技術(shù)課程的教學(xué)中，必將為高等醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)改革提供一個新的思路。參考文獻1 黎加厚. 建構(gòu)性學(xué)習(xí)-學(xué)習(xí)科學(xué)的整合性探索M.上海:上海教育出版社, 2005:54.2 楊耀防.典型的以問題為中心的教學(xué)過程剖析.國外醫(yī)學(xué)·醫(yī)學(xué)教育分冊, 1994, 15(4):150-152.3 Kaufman DM. Problem-based learning time to step b

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