论PBL教学法在细胞工程教学中的应用*

董玉梅，梁社往，李慧方洁，王道航，林 春，刘雅婷**

(1.云南农业大学 农学与生物技术学院， 云南 昆明650201；2.昆明医科大学 法医学院，云南 昆明 650500；3.昆明工业职业技术学院 材料建筑工程系，云南 昆明 650302)

2012-06-15

2012-07-11 网络出版时间：2012-9-29 15:43

国家级特色专业生物技术(070402)；云南省财教10年406#发展专项(A3006820)；云南农业大学教育教改项目研究(JG00932)。

董玉梅(1975-)，女，云南石林人，在读博士研究生，讲师，主要从事生物技术专业教改研究。

**通讯作者：刘雅婷(1971-)，女，湖南祁东人，博士，教授，主要从事生物技术专业教改研究和植物病原微生物研究。

http://www.cnki.net/kcms/detail/53.1044.S.20120929.1543.201205.99_049.html

云南农业大学学报 Journal of Yunnan Agricultural University，2012, 6(5): 99-103

10.3969/j.issn.1004-390X(s).2012.05.022

论PBL教学法在细胞工程教学中的应用*

董玉梅1，梁社往1，李慧方洁2，王道航3，林 春1，刘雅婷1**

(1.云南农业大学 农学与生物技术学院， 云南 昆明650201；2.昆明医科大学 法医学院，云南 昆明 650500；3.昆明工业职业技术学院 材料建筑工程系，云南 昆明 650302)

为改革教学方法、提高教学效果，在细胞工程教学中引入PBL教学法，对教学效果有积极影响。PBL教学法的“三个改变”让学生分别在“三阶段”充分展示自我，收获了“三个一”的学习成果，既促进了学生目标能力的提高，也促进了教师执教能力的提高。

PBL；细胞工程；教学

为适应现代社会的需要，高等教育对于“教”和“学”方法的讨论一直是教学改革焦点，广大教育工作者在以学生为本的前提下，对如何积极有效地利用现有教育资源、充分发挥教师“教”的作用、引导学生“学”有所获进行了各种尝试和改革。其中，“基于问题学习”(Problem-based learning，PBL)[1]的教学法颠覆了长久以来教师主导的“言传”作用、即“基于讲授学习”(Lecture based Learning，LBL)[2]的教学法。

众所周知，LBL教学法因其能在有限场所内大量、简约地传授知识给学生，使暂时不能开展小班、小组实验的学生群体可通过教师的“一言堂”让学生获取集约的理论和文字信息，接受学科的理论知识。然而，生物技术领域、诸如细胞工程等课程，更注重的是理论指导实践、实践又凝练为理论、再指导更深层次的实践，周而复始地推动了生命科学日新月异的发展。因此，随着生物技术领域在医疗、保健、食品、环保以及生物产业等领域的迅速发展，LBL“本本式”、“经验式”和“授鱼式”教学法在细胞工程教学中的弊端亦日渐突出，故PBL教学法在细胞工程的教学中应运而生。

PBL教学法，最早起源于20世纪60年代的医学教育，是由美国神经病学教授HOWARD BARROWS于1969年在加拿大麦克马斯特大学创立的、新的医学教学法[1]。PBL教学法一经提出，绝大多数医学院校积极实践和效仿，还有多本专著及期刊文献倡导和呼吁应用PBL教学法[3-6]。PBL教学法通常如此进行教学设计：教师拟定各种与教学计划相关的问题，把学生分成5～15人的小组，进行讨论、查阅资料、设计实验或方案来逐步解决问题。PBL教学法应用得当，不仅促进师生间的互动交流， 还可激发学生的自主学习兴趣。施行PBL教学法，学生可接受某方面知识资料的查找、小结、提出问题、设计方案(技术路线)、直到问题解决的完整训练，既学习了做事、也学习了做人的本领，并促其综合素质提高。在PBL教学法中，学生不仅只接受知识(acquire knowledge)[3]，还必须学会运用知识(apply knowledge)，因此，PBL不啻为现代教育中颇具潜力的一种教学法[7]。

PBL教学法首先广泛运用于医学类课程的教学，其在生物技术领域的相关课程中只有少部分应用[8-11]，尤其在细胞工程教学中的应用甚少。因此，本文试论PBL教学法在细胞工程教学中的应用。

一、PBL教学法在细胞工程教学中应用的可行性分析

(一)细胞工程课程特点呼唤PBL教学法

细胞工程是在细胞水平上研究、开发、利用各类细胞的工程，即人们按照预定目标改变细胞的遗传基础，并通过无菌操作，大量培养细胞、组织、器官乃至完整个体的技术[12-13]。细胞工程、基因工程、蛋白质与酶工程、发酵工程堪称生物技术领域的四大工程。其研究对象囊括所有生物；研究内容包括动物疫苗生产、试管婴儿技术、生物品种改良和创新、次生代谢产物生产与医疗保健、种质资源保存及快繁，甚至为人体器官移植提供人造供体等[13]；其特点属一门技术性、操作性极强的实践学科，而且有一定的基本理论(细胞全能性理论)、基本操作(离体、无菌操作技术)规范，可以通过掌握各研究内容共性来掌握其基本研究原理和技术。

细胞工程涵盖内容如此之广，在有限的课堂学时内、仅凭教师“黑板上种庄稼”似的满堂灌，学生缺乏学习兴趣、也不会有良好的学习效果的。因为“泛”，所以“烦”：学生不知道在如此多的研究内容中如何寻找自己感兴趣的知识点进行研习。如果能有一个学习的案例(范例)，系统地进行“提出问题”、“解决问题”的强化训练，就可以学有所获。即，学生通过“三个一”的培养思路：学会一门技术原理、掌握一种学习方法、建立一个再生体系，就可以掌握共性的离体器官或组织的体外培养调控规则，如外植体的取材、灭菌、条件培养控制，乃至再生成完整新个体或者直接用于体外生产有用产物。如此反复，只要更换研究对象，就可以在原有的知识基础和技术上获得新目标产物，这正符合现代生物产业发展的前景和需求。而PBL教学法恰巧能满足《细胞工程》的教学特点和要求。

(二)PBL教学法在细胞工程教学中已具备的条件

PBL教学法已在医学类相关课程教学中积累了丰富的经验，虽不可全套照搬，但可引进《细胞工程》教学过程并有所发展。而且，目前承担本课程的教师绝大多数都是活跃在教学、科研一线的教师，既有丰富的理论知识也有现身说法的实战经验。对研究小组的选题、查询、提问题、拟方案、做实验及记录、写论文、做汇报等环节都可以悉心指导。而在学生一方，开设细胞工程课程时多在大学的二年级下学期、或三年级上学期，绝大部分基础课和专业基础课已经开设，已经过了基本的实验训练和掌握了一定的独立学习能力，具备了PBL教学法的基本条件。更关键的是，本课程开设后，学生将进入毕业实习和毕业论文的训练阶段，一旦开展过PBL教学法，将对此实践教学环节大有裨益。

此外，目前大多数高校都有各种级别的实验中心和实验室，具备了细胞工程研究的大多数仪器设备和培养室；学校或下属学院设立了多种途径的学生创新项目和创新基金供本科生选报。所以，PBL教学法实施的软/硬条件均已具备。

(三)PBL教学法引入细胞工程教学过程的背景

笔者认为，生物学专业的本科生大多对其专业的预期目标较高，当现实的就业压力使他们担心自己不能成为预期的高新(薪)人才时，学习就出现了惰性和应付的状态。如果能够通过PBL教学法，训练其勤奋、守信、认真负责的做事做人态度，还顺利完成一个选题的相关研究，将极大地促进其自信心的树立。而且，细胞工程研究内容往“高、精、深”探究，可探索人类疾病相关的防治措施，往“简、便、利”方向发展，可建立一些濒危、名贵植物的快繁体系，或者探索植物的各种分子育种手段，快速产生经济效益。结合PBL教学法，选择学生感兴趣的问题研究，可激发学生的学习热情和责任心。

然而，PBL教学法发源于西方医学教育，它在中国这种长久以来形成的应试教育、以教师讲授占主导地位教育背景下，能发挥它的预期效果吗？在现代高等教育中，当改用PBL教学模式时，如果说，对于西方教育制度不能照搬照抄，那么，根据自身实际，结合自身具体情况和地方特色进行发展是可行的[14]。然而，这种结合只能建立在看清背景、明晰现状、理解本质、掌握精髓的基础上[15]，而看清背景、理解本质、掌握精髓在此处便体现为PBL教学法与少部分的LBL教学法相结合。这是因为，目前的自然班大多都是60名学生，其学习背景和基础参差不齐，如果全部放弃LBL，直接和完全地应用PBL教学法，估计一部分同学需要太长的时间才能适应，而该课程的总学时(含理论和实验)共56，唯恐是揠苗助长，适得其反。

二、PBL教学法在细胞工程教学中的应用

已有教学经验明确：“改革不能一步到位”，即不可以实行完全学时的“PBL”教学法。由此，该课程的教学分为LBL教学和PBL教学两部分，结合过程性评价，总评成绩由理论考试和PBL实践成绩共同组成。

(一)20学时、40分的LBL教学部分

开课伊始，教师需紧密围绕教学目标、结合多媒体课件、提纲挈领地讲授细胞工程大纲所规定的理论教学计划，包括其原理、方法及研究内容等，还必须讲授如何查询资料、选题、写方案、做实验、写记录以及如何撰写论文、PPT报告等。教师在LBL教学过程中，务必以布置作业的方式让学生查资料、选题、写方案，利用LBL教学的课外时间，学生和教师多次反复地交流，为下阶段的PBL教学做好充分准备：学生完成选题和决定研究目标的过程。由此，PBL教学法奠定基础后，亦步入了总学时的后2/3(已过约1/3)。期末时，教师围绕该部分内容出题考试，学生获得卷面成绩(满分100)，只占总评成绩的40%。

(二)36学时、60分的PBL教学部分

一改教师的“一言堂”，此部分教学是以学生为主体。之前的LBL教学法部分，教师已介绍了细胞工程的研究内容、原理和方法，教会了学生选题。接下来，学生根据自己的兴趣爱好，自行组成1个研究小组学(5～8人)，共同商定一个主题的作为本学期本课程的研究问题，例如芦笋花药培养和油菜子房培养等。然后以组为单位、主要完成“3个阶段”的PPT汇报演讲，还要根据各组选题目标完成试验实践活动。该部分课内学时学生讲课部分，各组选派1个代表，其他同学轮流组成7评委评分团，教师既点评也评分，7评委评分后去掉1个最高分，再去掉1个最低分，5评委平均后即同学汇报得分。“3个阶段”PPT汇报演讲都如法炮制，就会得到1个演讲得分，见表1，总分100分，占总评成绩的60%。“3个阶段”PPT汇报演讲内容包括：(1)开题报告和可行性论证；(2)实验中期进展及亟待解决的问题；(3)实验结果及结题汇报。每次汇报学时控制：每组做10～15分钟的PPT讲解，教师点评，评委评分，约需6学时，3次供需18学时左右。

表1 细胞工程PBL教学中实践分评分标准

注：总分100分，占总评成绩的60%

该部分课内学时学生试验部分，教师在场指导，学生以小组为单位来进行试验，完成自己的试验目标。但是，仅凭课内学时，学生多数完不成试验，还需课外时间来充实。由此可知，一旦引入PBL教学法，对于教师和学生的要求提高，除了课内学时，还需要花大量的课外时间来完成教学过程。

三、PBL教学法在细胞工程教学中应用成效

PBL引入细胞工程教学法，将有“三个改变”：“改”教师主导教学为学生主导教学，“改”卷面成绩占大比重(60%)为小比重(40%)；“改”终结性评价为过程性评价。学生不再仅凭期末突击记背便可获高分、甚至获奖励、荣誉等，教学效果评价相对公平、真实；师生关系融洽、班级学生和睦友爱；教学相长、师生共进步。

(一)运用PBL教学法对学生能力的影响

PBL教学法的引入，可提高学生各方面能力提高：(1)学习能力的提高。以往都是教师讲、学生听，现在有学生讲、学生评、学生自主试验等，各个环节都要求学生除了学习知识，还必须运用知识，这就是一种学习能力的确实提高。(2)表达能力的提高。有位院士曾说过，个人所具备的表达能力可助其成功。学生在准备三个阶段的PPT汇报演讲时，是口头表达能力的展示(为此展示学生要查阅、整理消化大量资料才可能表达好)；而在试验结束，形成试验报告、甚至是写成论文发表时，是书面表达能力的展示，没有PBL教学法，也就没有学生表达能力的锻炼和展示舞台。(3)协作能力的提高。当今社会，没有谁再能以闭门造车的方式做自我发展，每组学生从选题、试验设计到执行、乃至最后的结题报告都以组为单位，多数是独生子女的学生在整个实践过程中能极大地锻炼协作能力和团队精神，深刻体验“顾全大局”、“集体利益”等良训。(4)受挫能力的提高。学生初次进行这样的担当，尤其是组长全程负责项目的完成，除了责任心，还需要强大的耐心、爱心和信心。虽然预期目标都有新意，但真正在实践过程中，会出现或这或那的问题、甚至是错误。如果随随便便就放弃，将导致全组试验失败。所以，在第二阶段，学生做PPT汇报试验进展时，难免有的课题小组试验毫无进展，但只要认真分析原因，就能找到解决办法。多次这样的反复，学生学会了接受挫折、解决挫折、继续进步。

以上各能力也是高校培养学生的目标能力，促其不断提高，也促长了学生的核心竞争力。这小小试验项目的认真完成，其实就是现实社会和未来职业生涯的一个小缩影、小范例。在这个时候提醒学生：树立目标、永不言弃，就能增强学生自信、使学生受益匪浅。

(二)运用PBL教学法对师生关系和生生关系的影响

PBL教学法的引入，可改善师生关系。众所周知，大学生有较强的自我意识和独立能力，一般除班主任外，任课教师一般不与授课班级学生有过多的课外交流。PBL教学法的实施改变了教师上完课就走人的局面，他走不了，因为学生有太多的问题要问：选题报告、试验方案、开题报告、挫折问题、直至结题汇报都需要同教师交流才能完成。这也从侧面反映了，PBL教学法的引入，需要教师投入的时间和精力比LBL教学法要成倍增长。否则，就达不到预期的教学效果。所以，PBL教学法增进了师生感情、让学生更能耳濡目染教师的言传身教。

PBL教学法的引入，可改善学生与学生的关系。“众志成城”这个词对一个独来独往的学生来说，只不过是教科书中的一个四字成语。一旦引入PBL教学法，学生猛然醒悟，没有合作就没有你、也没有我的优秀成绩。所以，大家集中讨论、分工合作，终于一次次以优异的成绩赢得了学生评委的一致好评。大家感言，“集体荣则我自强，集体损则我自弱”。有困难的学生总会有其他状态好的学生帮扶，最终也能完成PBL教学计划。

(三)运用PBL教学法对实验室管理、建设的影响

PBL教学法的引入，挑战着实验室管理管理制度和建设思路。学生要完成各自的项目研究，除了课内学时，还需课外学时。课内学时大家可整齐划一地来试验，课外学时则大家三三两两地来，又零零星星地走。如果试验室的管理不够科学和规范、建设思路不够开放，会引发很多管理者和学生之间的矛盾；同理，如果项目组学生认真负责、守时守信的科研素质不高，也会引发很多纠纷。在这样的磨合中，既促进了实验室管理的规范化、建设的开放化，也促进了学生科研素质、诚信素质的提高。坚持运用PBL教学法，将使实验室管理建设和学生的科研素质同步促进。

(四)运用PBL教学法对教师执教能力的影响

PBL教学法的引入，仍然包括教师的“教”和学生的“学”，因此，“教学相长”同样也在体现这样的教学法中。有人曾误解，PBL教学法将减轻了教师的教学负担——因为大多数学时都是学生自行讲课和做试验。殊不知，若没有教师有效的“导”，也就没有学生良好的“演(讲)”；而教师若没有提前准备好“一桶水”，又何来给学生的“一杯水”。

以往的备课，就是查阅资料、整理教案和PPT即可。而PBL教学法的备课，除了常规讲稿外，还要随时跟踪本学科的最新进展及试验方法，如果学生选题导师连文献都没看过、更别说如何做相关试验，这样的可行性分析、开题报告、中期进展，教师还能点评自若吗？有时为了指导学生，教师甚至要提前做预备试验，才能指导、帮助学生解决试验过程中遇到的难题。因此，从关注学生的时间、精力上投入增多还不够，教师还必须时时自我学习，以提高自身的执教能力，给学生树立一个好榜样，学生才能信服、学有所获。

因此，运用PBL教学法，既可促进学生学习能力的提高，也可促进教师执教能力的提高。这不正是高等教育教学改革的焦点吗？好的“教”法能促长“学”法，好的“学”法也能促长“教”法，教学相长、相得益彰。

四、讨论

“最好的教师，不是教你如何考高分的人，也不是规定你死记硬背的人，而是引出你的兴趣——像磁铁般吸引你投入学习，并在这个过程中发掘你的潜能的人”[16]。因此，“PBL教学法具有其先进性、科学性，值得引进借鉴。而且，也有人已做过论证，并结论：“不同层次的中国学生均能逐步适应PBL教学模式”，但如何挖掘、整合教学资源，解决中国学生众多与教师、教学设施不足等的矛盾，是今后PBL教学法研究的重要课题[17]。

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[3]WILKERSON L, WIM H. Gijselaers. “bringing problem-based learning to higher education.”—new directions for teaching and learning[M]. Jossey-Bass: San Francisco, 1996: 68.

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Problem-basedLearninginCellEngineeringTeaching

DONG Yu-mei1, LIANG She-wang1, LI Hui-fang-jie2, WANG Dao-hang3，LIN Chun1， LIU Ya-ting1

(1.College of Agronomy and Biotechnology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201,China；2.School of Forensic Medicine, Kunming Medical University, Kunming 650500,China；3.Faculty of Materials and Building Engineering, Kunming Vocational and Technical College of Industry, Kunming 650302, China)

To reform the teaching methods and improve the teaching effect, when teaching is supported by problem-based learning in such curriculum as cell engineering majoring biology, the results will be better. Three changes of PBL teaching methods give three stepping opportunities to students’ exhibition of themselves, and make students gain three capabilities. PBL will not only improve the students’ goal abilities, but also improve the teachers’ coaching abilities.

problem-based learning (PBL); cell engineering; teaching

G 642.0

A

1004-390X(2012)05-0099-05