新型教学法在毒理学教学中的探索与应用

2022-05-16陈玉明徐光翠赵英政高丽云

大学教育 2022年3期

陈玉明　徐光翠　赵英政　高丽云

[摘要]随着教育改革的发展和深入，毒理学教学方法出现诸多改进，其中引入案例教学、推行问题导向教学、发展项目教学、倡导网络教学和开展研究性教学是5种代表性做法。文章针对这5种教学方法的起源、特点、实施要点、在毒理学教学中的应用与效果进行分析和总结，并对实施过程中面临的困难提出对策，以期有助于推进高等院校毒理学教学改革，提高课程教学质量和效果。

[关键词]教学方法;教学改革;毒理学

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2022）03-0107-04

传统教学（Lecture-Based Learning， LBL）以知识传递和接受为特征，提倡班级授课制，强调教师主导作用，注重传授系统科学知识。在节约教学资源、系统学习基础知识方面，LBL具有一定的优势，但随着社会快速发展，其缺点愈加明显，如不利于调动学习积极性、易抹杀学习主动性、不注重创新思维和实际工作能力的培养等。毒理学在医学院校和综合性大学中是一门非常重要的基础课程，具有理论综合性和实践专业性特征。随着技术的发展和社会需求的提高，毒理学的学科广度得到了极大扩展，涉及生物、化学、环境、材料、数学、物理、医学、管理等领域。在不同专业中，毒理学课程分化出毒理学基础、卫生毒理学、药物毒理学、食品毒理学、环境毒理学、法医毒理学、纳米毒理学、管理毒理学等众多课程。同时，毒理学课程还具有很强的理论深度，如许多知识点与分子生物学机制联系密切。在LBL教学模式下，教师先在课堂讲授毒理学概念、方法及机理，然后让学生在实验课上按照教师指示进行验证性实验。在此过程中，由于概念众多且生涩、机制复杂、内容繁多、课时不足等原因，往往导致学生理解与记忆难度增大、学习兴趣偏低、听课不认真、学习效率不高等负面结果。为提高教学质量，很多高校对毒理学教学方法进行了改革与探索，如引入案例教学、推行问题导向教学、发展项目教学、倡导网络教学和开展研究性教学等，但由于校情和改进者关注点不同，其实施过程和效果差异很大。为使这些改进能更好地应用于教学，本文将近几年毒理学教学所做的改进予以分析和总结，为广大从事毒理学教育的教师和研究者提供参考。

一、案例教学

案例教学法（Case-Based Teaching，CBT）起源于1870年哈佛大学法学院所创设的案例教学，并在20世纪20年代得到进一步发展。CBT以典型案例为教材，突出启发性、互动性和民主性在教学过程中的作用，学生通过自主阅读、分析、思考和辩论，提高自身分析和解决实际问题的能力，也被称为“苏格拉底式教学法”。在实施过程中，授课教师根据教学内容选择经典案例，学生在案例讲解、分析、討论中理解和掌握理论知识。CBT突破以教师为中心的传统教学模式，具有综合性、仿真性和创造性的特点，便于灵活构建课程教学内容和营造接近真实的应用环境，有助于提高学生在教学过程中的主动性，已在法学、商学、医学等多个领域得到应用。

近年来我国部分院校在毒理学基础、法医毒理学、卫生毒理学、药物毒理学、环境毒理学等课程中进行了CBT改革探索，取得了良好效果[1-5]。CBT在毒理学课程中的实施要点主要包括案例编写、案例选择、案例介绍、任务分解、讲解与点评等。其中，案例编写与选择是课程教学的基础与关键，它通过对毒理学相关事件进行选择、分析、整理、加工和重新编排，形成适宜的教学案例。案例介绍和任务分解通常在课前完成，涉及对学生分组与分工、发放案例材料、介绍注意事项等前期工作。毒理学案例讲解与点评在课堂上完成，通过教师与学生间的互动，加深学生对毒理学概念和实验方法的理解，进一步揭示隐藏在案例中的毒理学原理。尽管案例版《毒理学基础》《药物毒理学》《临床毒理学》等图书已出版，但CBT还未成为当前主要的教学方法，因此广大授课教师可在学习和分析现有案例资料的基础上，结合课程目标与教学内容进行更多探索，为建立相应长效机制提供实践数据支撑。同时，相关研究者须敏锐地识别当前社会热点，不断编排新的典型案例，持续充实案例库，并重视案例设计与相关使用指南的建设，规范案例的选择、设计和使用。

二、问题导向教学法

问题导向教学法（Problem-Based Learning，PBL）也称基于问题式学习或问题导向学习，是20世纪60年代美国神经病学教授Barrows创立的一种自主学习模式，倡导把学习放置于复杂、有意义的问题情境中，让学习者通过解决实际问题，学习隐含于其中的科学知识，掌握应对复杂问题的处理技能，养成自主学习和终身学习的意识与习惯[6]。实施要点涉及问题情境创设、问题探究与解决、收集资料、成果呈现、反思与评价等环节。PBL强调学生应对知识主动探求，重视培养学生的人际交流能力及信息管理能力，其在理工、化学、电子、商学、法律等领域教学中得到了广泛的认可与应用。

近10年间（2008—2018年），PBL先后在卫生毒理学、法医毒理学、药物毒理学、食品毒理学、毒理学基础和动物毒理学等课程的教学中得到了探索与实践[2， 7-12]。在这些实践中，授课教师多选择毒理学课程某章节内容创设相关问题情境，并提前1～2周将设定问题和教学流程告知学生，学生按一定人数分组、分工后收集各种资料，课堂上教师引导学生进行讨论并呈现各组成果，最后由教师进行归纳与点评。调查结果显示，PBL可加深学生对相关内容的理解，有助于提高他们分析和解决问题的能力。尽管PBL表现出良好的教学效果，但其实施过程较复杂，对学生知识结构和自学能力要求较高，且需具有便利获取相关资料的渠道，尚不适用于当前较为普遍的大班教学。鉴于PBL对教学硬件设施与资源、教师知识积累及对实施过程的掌控能力、学生人数和素质等都有一定要求，授课教师可根据具体课程内容，结合所在校情和学情，因地制宜地利用PBL理念在更多的毒理学教学活动中进行尝试，以期形成具有中国特色的适于毒理学教学的新模式。

三、项目教学法

项目教学法（Project-Based Teaching， PBT）以建构主义为理论基础构建学习情景，在教师主导下，以学生为中心，充分利用各种信息资源，通过实施一个完整“项目”进行教学活动。PBT起源于欧洲建筑学项目作业的驱动教学，于1918 年被美国哥伦比亚大学的Kilpatrick重新定义和命名，此后受到世人关注。PBT将教学活动与工程项目进行有机结合，突出对学生实际工作能力的培养。其基本思路是将教学内容设计成教学项目，把相关知识点融进项目各环节，在教师的管理和引导下，学生以个人或小组进行自主学习。PBL实施过程涉及项目设计、项目任务分解、项目实施和管理、模块化教学和项目成果展示等。20世纪末，德国政府为推行职业教育倡导PBT，掀起欧美国家在高等教育、职业教育等众多教育领域对其进行推广和应用的浪潮。

在我国，随着社会经济的快速发展及高等教学改革的不断推进，PBT在工程技术领域中进行了广泛而深入的探索与完善。实践表明，PBT有助于激发学生学习兴趣和求知欲望、调动学生学习积极性和主动性、提升学生分析和解决问题的能力，并有益于学生协作、创新和探索精神的培养。闫立成等率先将PBT引入毒理学基础的教学中，其做法是根据教学内容设立苯代谢、化学品毒理学评价、新材料危险度评估和重金属中毒机制与防治等四个项目，然后将学生分成若干小组，各小组先自学课件和查阅相关文献，再设计具体实践项目，最后开展相关实验[13]。在毒理学基础实验教学过程中，赵英政等对部分操作性强的内容进行整合，设计成一个完整的动物实验项目[14]。周茜等提出模块—目标—任务的项目设计模式，即先将课程内容划分为项目教学模块，每个项目教学模块对应不同的教学目标，進一步设置项目教学任务[15]。然而，根据已发表的文献检索，PBT在我国毒理学教学中仅得到为数不多的几次探索与尝试，表明PBT在高校毒理学课程改革中尚处于起步阶段。导致这种现象的原因与PBT实施要求相关，如项目研发在PBT中处于中心地位，布置的任务或呈现的问题通常来源于实际工程项目，具有探索性、开创性和新颖性等特点，而教学人员多是教学型或者学术型教师，缺少企业项目研发和工程设计经历。因此，合适的项目来源、难度适中且与教学内容相适应的项目设计是当前PBT在毒理学课程应用中亟须解决的问题。

四、研究型教学法

研究型教学法（Research-Oriented Teaching， ROT）是在教师指导下，学生从学习和社会中选择研究专题，采用科学研究方式，通过亲身实践获取知识，提高解决实际问题的能力。ROT起源于德国教育家洪堡倡导的“教学与科研相统一”教学理念，并率先被引入实验课堂中;20世纪末，美国大学通过设立“本科生研究机会计划”（The Un-dergraduate Research Opportunities Program， UROP）和建设研究型大学等措施进一步继承、发展了ROT教学理念;此后，欧洲许多院校也将ROT引入高等教育。通过不断探索与发展，ROT已在欧美国家研究型大学中占据主导地位。在我国，随着“985”“211”“双一流”等高校发展计划的推进，ROT理念在本科生培养中不断受到重视，国家教育部门和高校相继推出一系列适用于本科生学术研究的教学计划，如国家大学生创新性实验计划（NUSIP）、清华大学学生科研训练计划（SRT）、浙江大学大学生科研训练计划（SRTP）、复旦大学“望道项目”、华中科技大学基于导师制的本科人才孵化站等。在此类ROT实践中，学生一般具有较高的自主性，真正实现探索和研究，能最大限度地激发其求知欲、好奇心和学习兴趣，在培养创新能力、创新思维、创新意识等方面取得显著成效。可是，此类计划多受专业和人数限制，受益者仅是在校生的少数成员。尤其对于众多普通地方高校来说，每年所获得的财政经费有限、教学活动拘束于传统管理模式、教师普遍缺少持续项目支持、学生个性难以充分发挥等众多原因，使这种较高水平的ROT实践尚难以在具体课程教学中普及。

尽管面临着诸多困难，仍有一些高校教师结合自身优势和所在学校特色，探索将ROT理念引入毒理学教学实践中。罗兰等在农药环境毒理学的教学过程中，结合课程内容，给学生安排研究型学习任务，如查阅文献、了解某种农药在不同生物体及环境中的代谢与降解、评价该种农药的环境安全性、最后形成学术论文[16]。张伊帆等把环境毒理学实验设计成4个课题，引导学生按认知水平、性别、学习能力及成绩好坏的原则进行分组，然后各小组负责某一课题的研究，最后由组长向授课教师汇报本小组课题研究的内容及结果[17]。尽管这些改进方法比较粗糙，所开展的研究创新性不强，但对培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力方面有一定帮助。今后，在培养学生独立思考、批判性思维、自主探究和实践能力等方面还需要进行更多的尝试，以更加突出探索式、讨论式和互动式等方法的应用。对此，依托于授课教师既有科研成果或者围绕当前学术研究热点，通过和学生讨论、分析等互动活动来开展ROT实践也许是个不错的选择。

五、网络教学法

在当前“互联网+”的时代背景下，计算机、手机、平板电脑等终端设备广泛普及，相关软件得以开发与应用，以现代信息技术为核心的网络教学改革得到迅猛发展。其中，发展较为成熟的是基于网络的教学（Internet-Based Teaching，IBT），主要有网络教学平台、微课、慕课、翻转课堂、微信平台、网络问卷等方式。IBT打破教学在时间、空间上的限制，提倡学生是学习和发展的主体、教师是引导者的教育理念。因此，IBT教学改革不仅促进了教学与互联网有机结合，拓宽了知识传播渠道，更是改变了教师与学生在教学中的角色。当前，IBT在卫生毒理学、环境毒理学、药物毒理学、食品毒理学等毒理学课程教学中进行了一些探索和实践[17-20]，主要涉及网络教学平台和微课建设，也有教师尝试把微信作为毒理学教学与研究的信息交互平台。

网络教学平台应用的主要呈现形式是教师提前将教学课件、视频、课程作业等教学资源在学校网站上上传和共享，学生通过计算机、手机或平板电脑等设备观看和下载需要的教学资料[17]。也有教师将教学人员简历、课程简介、教学计划、相关毒理学网站等信息共享到网络教学平台上，并设有讨论功能以便与学生进行交流与互动[18]。目前，网络教学在卫生毒理学实验和食品毒理学等课程中得到了探索，取得了较好效果。微课以微视频为载体，记录教师围绕毒理学某个知识点或教学环节开展的教学活动过程，具有时间短、主题明确、内容精练、灵活性强等特点，近期有教师在药物毒理学、食品毒理学、卫生毒理学、环境毒理学等课程教学中进行了一些实践[21-24]。不同于欧美国家主要将微课应用于翻转课堂，国内以微课为基础的教学改革多是在课堂上，教师将相关视频进行播放，以使相关毒理学概念、方法和原理的内涵达到可视化的效果。石珂等在微信平台上建立微信公众号，通过发布文字、图片、视频和音频等教学资源的方式进行环境毒理学网络教学探索，提升了学生学习兴趣和理解力，增加了师生间的互动[21]。曾绍校等在食品毒理学课程教学中利用手机软件问卷星进行网络问卷调查，了解学生对随堂小测、组织微课视频制作等教学活动的评价[25]。尽管基于网络的教学方法在毒理学教学活动中仍处于初步探索阶段，但是通过在教学活动中应用微信及其他APP软件等新信息媒介的方式，为毒理学教学改革提供了新的思路。

六、结束语

本文提到的5种新型教学法所采用的教学形式虽有所区别，但都突出以学生为中心的自主学习，提倡师生互动，注重培养学生解决实际问题的能力，符合社会发展要求。可是，受传统观念、教学条件、教学制度、教师能力、学生素质等因素影响，当前国内大多数院校在毒理学课程教学中仍以LBL为主。可见，源于国外的先进教学理念在国内高校中普及正面临着水土不服的窘境。为打破这一僵局，加快新型教学法在毒理学教学中的推广，笔者认为应遵循有所取舍、先易后难、灵活运用的原则。

当前国内高校正处于探索新型教学模式的浪潮中，新型教学法层出不穷、数量较多。面对众多新型教学模式，授课教师可按照有所取舍的原则，重点选取一種适合自己校情和学情的教学法持续探索与改良，使之形成成熟教学模式后，在本教研室和学校进行推广。我们要切忌跟风，如今年选取一种教法进行改革探索，明年根据社会热点又换一种，其结果可能是最后都没有形成一种行之有效的做法。在本文提到的5种新型教学模式中，对于普通高校来说，CBT和PBL通常不需要特殊硬件要求，实施相对容易。尤其是CBT，当前有现成的案例教材可供参考，同时学生对这种教法更为熟悉，在实施时遇到的阻力更小。一些国家重点院校，其学生素质较高、科研和工程项目充足，且有良好的学术或工程氛围，因此在进行ROT和PBT的实践时可能更容易一些。

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