中外混合编组PBL教学模式在生物信息学课程中的应用初探

潘灿灿，许 薇，毛玉红，张志明，陈 谦

（江苏大学医学院，江苏 镇江 212000）

PBL（Problem-Based Learning）[1]是一种以学生为中心、教师为辅、问题为导向的新学习模式[2]。生物信息学是一门由生物学、数学和计算机科学等多种学科交叉而形成的一种理论性与实践性较强的学科[3]，其理论知识覆盖面广，信息存储量大，检索程序复杂，绝大多数医学生表示在较短时间内难以理解并掌握。而留学生与中国学生在学习中有其各自的特点与优势，中外混合编组PBL教学模式的采用为解决上述问题提供了契机。因此，本研究对中外混合编组PBL教学模式在生物信息学课程中的应用价值以及推广的可能进行了初步探究。

1 对象与方法

1.1 研究对象

本研究受试对象为江苏大学2017级60名MBBS留学生和同年级临床医学专业60名中国学生。所选留学生均来自以英语为官方语言之一的国家[4]。

1.2 研究方法

对60名留学生和60名中国学生分别进行1～60的随机编号。选取30名奇数编号的留学生与30名奇数编号的中国学生组成6个混合观察小组，即观察组；剩余30名偶数编号的留学生组成3个留学生对照小组，30名偶数编号的中国学生组成3个中国学生对照小组。观察组男生30名，女生30名，平均年龄（21.5±0.7）岁；对照组男生 31名，女生29名，平均年龄（21.7±0.9）岁。两组学生性别和年龄差异均无统计学意义（P＜0.05）具体教学流程如下。

课前：负责人提前3天发放生物信息学数据库参考资料及案例；学生线上学习数据库的基本操作原理及示例问题。

课中：第1～6周：案例讨论共分为由浅入深的3幕。

（1）第1周：组织学生对案例示例问题进行讨论并利用学校购买的网站资源进行展示。

（2）第2～6周：观察组与对照组组内就自主性问题相互进行提问，组间讨论交流，教师现场答疑。

（3）第7～8周：考试：发放考查生物信息学基础理论知识的试卷；文献复现：学生根据自己感兴趣的方向及对数据库的掌握度进行文献复现，教师根据思路陈述和实际操作进行现场点评及打分；问卷调查：中外混合编组学生填写有关课程满意度的问卷及能力测评表。

课后：进行教学效果评估：整理学生理论考核与文献复现考核成绩，综合成绩=理论成绩×0.5+文献复现×0.5，并整理问卷调查结果。

1.3 统计分析

应用SPSS 25.0软件进行分析，计量数据采用均数±标准差表示，采用ANOVA检验分析组间差别；计数资料采用[n（%）]表示，并进行χ2检验，用P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 观察组与对照组综合考核成绩比较

观察组的平均成绩均高于对照组，差异具有统计学意义（P1＜0.05，P2＜0.05），两组学生的综合考核成绩见表1。

表1 观察组与对照组综合考核成绩对比（±s，分）

表1 观察组与对照组综合考核成绩对比（±s，分）

组别 成绩84.00±4.86 80.47±4.42 81.37±4.88 P观察组对照组1对照组2＜0.05＜0.05

2.2 观察组与对照组综合能力提升满意度对比

综合能力问卷调查分为4个等级：显著提升、提升、一般、未见提升。满意度=（显著提升+提升）人数/总人数。共发放问卷120份，回收120份，结果显示观察组学生的案例讨论思维发散能力、外语能力、学习积极性、学术创新力、跨文化交流能力5个方面的提升指标均高于对照组，差异均具有统计学意义（P＜0.05）。两组学生在团队协作能力和自主学习能力提升方面比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 两组学生能力提升的满意度对比[n（%）]

2.3 观察组学生教学满意度调查

观察组中有16.6%的学生教学中对中外混合编组PBL教学模式在生物信息学教学中的应用效果表示很满意，55.6%的学生表示满意，20.0%的学生表示一般，6.7%的学生表示不太满意。总体来说观察组学生对于该模式的满意度较高，有利于该模式在生物信息学及其他医学新兴辅助学科的应用与推广。

3 讨论

3.1 PBL教学模式的应用分析

PBL教学模式已经广泛应用于医学及其他学科教学[5-7]。与传统教学模式相比，PBL教学模式通过翻转课堂，在“提出问题—解决问题—发现新问题”的循环中，使学生由被动学习变为主动学习，提高了学生的逻辑思维能力和自学能力。然而，目前国内大多数医学生的生物信息学课程仍沿用“以教师、教材为中心”的传统教学模式，忽略了生物信息学课程的应用性以及实践性特点[8]。综合能力提升的调查分析提示参加该项目研究的学生在考核成绩上优于采用传统教学模式的学生。在均采用PBL教学模式的前提下，两组学生的案例讨论思维发散能力、团队协作能力、自主学习能力提高占比均超过70%，这不仅肯定了PBL教学模式的应用效果，也说明了本研究以PBL教学模式为基础的可行性。

3.2 中外混合编组PBL教学模式的优点及存在问题

21世纪以来国内外高校逐渐进入PBL教学模式的调整与创新阶段，各大高校努力搭建高水平、有特色、国际化的学习平台，以满足国际教育一体化环境下对高水平医学人才的需求。而中外混合编组PBL教学模式设计的关键在于实现了学习角色的转换，有利于加深学生对知识的理解，提高知识的应用转化率，同时通过自主性的文献复现，提高了学生举一反三的思维能力。通过对学生的综合成绩进行分析，结果显示，观察组学生综合成绩高于对照组。这可能是由于中国学生对书面考试的适应性较强，留学生对表达、操作方面的考核相对擅长，二者相互取长补短充分发挥各自优势，从而在量化考核中有较明显的体现[9]。

表2调查结果显示，与对照组相比，观察组在能力提升方面较对照组有以下突出优势：（1）中外学生取长补短，促进PBL案例讨论效果最大化，提高学生学习积极性。（2）中外学生不同观点间的碰撞融合，拓展了问题探究的深度和广度，有利于思维的发散。（3）不同语言的使用，促进学生外语能力的提升。（4）中外学生零距离交流，提高学生跨文化交流学习的能力[10]。（5）中外学生不同的讨论思路，有利于学生提升学术创新能力。

但是在肯定该模式应用价值的同时也发现了在应用过程中的不足：（1）课程案例讨论涉及专业词汇及生词较多，学生个人反应速度及基础英语水平不均衡，导致团队协作能力提升困难。（2）生物信息学课程涉及的内容和知识面较广，讨论时容易跑偏或冷场[11]。（3）课程设计的梯度感不够明显，导致学生遇到过难问题时容易退缩。

3.3 中外混合编组PBL教学模式在医学辅助学科的推广前景分析

生物信息学对于医学生而言是一门新兴辅助学科[8]，它利用计算机科学与技术对人类海量基因组信息进行储存和分析，并为当代临床及科研工作者的诊断治疗及疑难病症攻克提供指导。因此，学生如何高效掌握并运用生物信息学知识对其未来发展具有十分重要的意义。通过教学满意度调查分析发现，72.2%的观察组学生对于该教学模式在生物信息学教学中的应用效果表示非常满意与满意。可见中外混合编组PBL教学模式在生物信息学课程中有一定的适用性。

随着基因分子水平医学的迅猛发展，有很多医学新兴辅助学科如蛋白质组学、结构功能基因组学等也发展迅速。这些学科的特点与生物信息学课程特点具有较大相似性。因而中外混合编组PBL教学模式在生物信息学课程中的适用性，在一定程度上能够为上述医学新兴辅助学科的推广提供参考。

3.4 中外学生混合编班协同培养的可行性分析

尽管我们的项目研究背景着眼于PBL教学和生物信息学，但是我们同样测试了一种中外学生混合编班协同培养的新模式。

早在2017年，中国已经是亚洲最大的留学生目的国。留学生趋同管理是国际上主流的通行做法[12]。然而，仍存在一些现实问题，如语言和文化水平等的不同使其难以实现完全的相同管理方式[13]。以医学教育为例，MBBS留学生的课堂纪律较本国学生差，但课堂活跃度高；本国学生课堂纪律优异，但课堂氛围和活跃度相对较差，如何进行优势互补，共同提高，值得我们进一步探索[14]。

此外，为实现中国高等教育国际化的目的，教育部早在2001年就下文明确要求高校积极推进双语教学，并将双语教学的数量和质量作为本科教育水平评估的重要指标之一[15]。由此可见，无论对于留学生还是中国学生而言，同堂授课协同培养的趋同化管理都十分必要。

我们在研究中发现，观察组中的中国学生普遍表示自己的英语水平得到提升，与中国学生单独组队的对照组相比，观察组中的中国学生在跨文化交流能力这一项的自评中满意度更高。尽管在独立解决问题的实践中，所有参与者都提高了专业英语阅读能力，但观察组学生英文沟通能力的提升要显著高于对照组。

我们的研究为留学生教育模式探索提供了一种新思路，最大限度发挥了小组成员之间的协作能力，促进跨文化的沟通和了解，在学习中不但能熟练掌握专业知识，更能提升跨文化交流能力[16]。同时研究结果显示，观察组学生的考核成绩、各项综合能力水平均有显著提高，其满意度也较高，因此中外混合编组PBL教学模式在国际教育一体化背景下，有利于开阔学生视野，并在一定程度上为其他医学新兴辅助学科的教学改革提供参考。