PBL教学模式在本科生综合设计性实验中的应用

苏小平，杨明金，李 楠，陈涛涌，刘 滢，王全兴 (第二军医大学免疫学研究所暨医学免疫学国家重点实验室， 上海 200433)

“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界先进民族之林。”在知识经济条件下，经济和社会的发展，不仅取决于人才的数量和结构，更取决于人才的创造精神和创新能力［1］。当代大学生是我国未来人才的后备军，他们是否拥有创新能力将直接关系我国综合国力的发展。高等学校是培养创新人才的基地和摇篮，肩负着重要的历史使命，如何培养本科生的自主创新能力一直是高校教育改革的核心内容。综合设计性实验是一种培养本科生创新能力的重要课程设计。它除了培养学生实验技术能力以外，还要求学生自主进行文献检索、课题设计、综合分析、处理数据，在自主实验过程中提高学生的创新意识和能力。

PBL(problem-based learning)教学法是一种以学生为主体的新型教学方法，是近年来教育工作者一直关注和研究的热点问题［2－5］。PBL教学法强调把学习置于复杂的有意义的问题情境中，通过让学习者以小组合作的形式共同解决复杂的、实际的或真实性的问题，来学习隐含于问题背后的科学知识，以促进他们解决问题、自主学习和终身学习能力的发展。PBL教学和综合设计性实验教学有很多共同点，比如:①都强调以学生为主体;②都实行导师制;③都以小班课程教学为主要模式。自从美国的神经病学教授Barrows于1969年创立以来，PBL教学法已经被广泛应用到全世界包括中国高校的本科生理论课教学中，但是将其应用于本科生实验课程教学的报道还不多。我们将PBL教学法应用于本科生的综合设计性实验教学，经过几年的教学探索，获得了明显的效果，具体的实践过程以及体会如下。

1 PBL教学法在本科生综合设计性实验中的具体实践

课程设计目的:通过综合性实验课的设计培养本科生的创新思维。课程教学方法:应用PBL教学方法引导学生建立临时的研究团队，开展综合性实验课的设计。课程实施过程:PBL教学法应用于本科生理论课程的报道已经很多，我们结合PBL经典的教学方法以及综合设计性实验课的特点进行了相应的改变。PBL教学法应用于综合设计性实验课的过程没有固定的操作程序，但其一般的操作流程都包含方向选择、教学实施和总结评价三个阶段。

1．1 方向选择 PBL教学方法是基于兴趣的一种教学方法，兴趣的引导尤为重要。教研室教员自身的研究方向往往过于专业，不能被没有相应研究背景的学生理解，所以导师为学生准备一份研究背景通俗易懂但又与自身研究专业相关的研究方向。有富余课余时间的学生根据导师提供的研究方向兴趣选择自己的综合实验设计方向。

1．2 教学实施 选择相同方向并且有富余课余时间的学生组成一个临时的研究团队(往往只有2－5名学生)，根据导师制定的研究方向、学生的课程安排制定一份研究方案，由研究团队共同完成。整个过程包括下面几个阶段:①导师建立临时研究团队并介绍研究方向，本科生选择自己感兴趣的研究课题，但是往往对研究背景的了解还不够深入，需要导师在这个阶段介绍研究背景，并指导学生研读相关的参考文献;②学生对相关的研究背景有了进一步的了解，导师开始介绍具体的研究方向，讲解当前该研究领域的重大问题、难题并向学生提出问题;③学生根据导师提出的问题，查阅相关文献，总结提出自己的解决方案;④组织学生共同讨论这些解决方案，最终选择一种最可行的研究方案进行进一步的综合实验设计;⑤学生围绕这个最终的研究方案进行分工合作，通过文献检索开展课题的具体设计，最终形成一份具体的研究设计报告。

1．3 总结评价 总结评价在教学过程中有两次:一次是中期评价，根据导师提出的问题，学生通过研读相关的参考文献，提出自己的解决方案，并对这些方案进行讨论总结，最终形成一种解决方案;另一次为最后的总结评价，导师听取学生具体综合实验解决方案的汇报，并引导学生进行讨论，对解决方案的特点进行讲评，最终形成一份综合的研究方案。

2 PBL教学法在本科生综合实验中的应用体会

2．1 提高了学生的综合创新能力 PBL教学法提倡教学以兴趣、问题为引导，导师设计相关的研究方向，学生根据自己的兴趣所在选择自己的研究设计方向。兴趣指引学生去思考问题的本质进而解决问题。通过导师的讲解让学生了解相关的背景，引导学生尽快进入相关的研究领域。学生利用网络工具比如丁香园、小木虫、生物谷等论坛以及中国知网、维普、Pringer、Scopus等数据库来进行相关的文献检索，通过文献的阅读一方面加深了对问题的理解，另一方面培养了文献检索、网络资源挖掘的能力。经过自己的思考并结合相关参考文献，学生设计出一套解决方案，这个过程培养了学生的综合分析能力以及对知识的组织能力。

2．2 培养了学生的团队合作精神 团队合作精神是创新的必要条件，我们采用改进的PBL教学方法进行综合性实验课设计，包含了一个中期的总结评价，在这个总结评价过程中导师会根据学生前期的文献检索、解决方案设计引导学生进行讨论，最终形成一个解决方案。在这个过程中，学生围绕各自的解决方案进行热烈的讨论，充分听取其他同学的解决方案，并踊跃发言指出其解决方案的优缺点，这个过程是一个集体学习的过程。后期的研究设计主要围绕一个最佳的解决方案进行课题设计，在导师的建议下，进行必要的分工，分头查阅参考文献，进行更加细致的方案设计。在这个过程中充分发扬学生的团队合作精神，也培养了学生的组织能力以及协同工作能力。

2．3 提高了学生的表达交流能力 创新需要沟通、交流，我们在PBL教学方法进行综合的实验课过程中注重对学生交流表达能力的培训。在中期评价阶段，导师分别听取学生的解决方案。在听取的过程中学生可以任意时候打断对方的讲解，提出问题，并及时讨论这个问题，这个过程培养了学生的交流表达能力。在最终形成报告阶段，要求学生形成正式的报告，并制作PPT幻灯进行讲解，在学生分别就报告不同部分进行讲解的过程中，允许其他学生进行一些主要问题或难题作出解释，充分发挥主人翁精神，力求让报告更加完善、可行。

2．4 提高了导师的创新和组织能力 PBL教学法在综合设计性实验课程中的应用，这个过程是一个包括学生之间、导师和学生之间相互学习的过程。通过不同学生不同角度的理解，形成了不同的解决方案，这些方案或许有各种各样的缺点、不足，但是对于一个在这个领域有所研究和思考的导师来说，往往会得到意想不到的收获，这个过程也是一个开阔导师视野、思路的过程。最终形成的研究方案是经过导师指导、学生配合共同完成的研究方案，这些方案往往可以作为导师的研究方案候选或者基金申请项目，让学生的创新性劳动成果找到一种可能实现的途径。在整个教学过程中，虽然坚持导师为辅、学生为主的PBL教学宗旨，但是导师的引导和组织一直贯穿其中，在这个过程中也提高了导师的组织能力。

3 PBL教学法应用于本科生综合设计性实验课中遇到的问题

现阶段PBL教学法应用于实验课教学仍然处于探索阶段，因此导师在教学过程中很难把握每一个环节。而且作为一个新的教学模式，其实施起来也遇到了许多问题。尽管该方法受到了学生的普遍欢迎，但是相对于传统教学模式，PBL教学模式中学生要花费更多的精力来完成实验设计，医学院校学生课程安排普遍比较多，有富余课余时间的学生不多，特别是临床医学类学生课余时间更少，所以如何进一步组织安排、尽量少占用学生的课余时间是今后该方法改进的主要方向。

另外有的导师在设计实验方向的时候往往过于专业化，由于学生普通缺少相关的知识背景，所以有的研究方向不能有效地吸引学生的兴趣。有的导师设计的实验方向又过于科普化，范围太广，学生由于找不到具体的方向也激发不起参与的兴趣。所以导师在设计方向的时候更应该权衡专业性和普遍性，研究背景应该具有普遍性，相应方向应该具有专业性。通过一些热点和难点健康问题如当前发生的严重疾病模型、威胁人类健康的主要疾病模型来激发学生的兴趣，设计实验方向时侧重自己的研究领域，引导学生进行探索。

总之，PBL教学法应用于本科生综合设计性实验课教学受到了学生的普遍欢迎，激发了学生对科学研究的兴趣，培养了学生自主创新的能力。

［1］ 蔡莉莉，胡德志，彭涛．综合设计性实验对学生创新能力的培养［J］．华北科技学院学报，2009，6(3):91 －93．

［2］ Dolmans DHJM，Snellen-Balendong H，Wolfhagen IHAP，et al．Seven principles of effective ease design for a problem－based curriculum［J］．Med Teacher，1997，19(3):185 － 189．

［3］ 王倩，王宁，袁栎，等．PBL教学模式下结合多媒体的生物化学课程设计［J］．基础医学教育，2013，15(7):668 －670．

［4］ 刘忠秀．医学教育中PBL教学模式应用的探讨［J］．中国高等教育，2008，(1):1 －16．

［5］ 李睿，朱燕霞．多媒体在生物化学教学中的应用研究［J］．江苏教育学院学报:自然科学版，2011，27(6):51－54．