基于Barrows模型的PBL教学法在分子生物学教学中的应用

张 可，曾万勇，余晓丽

（武汉轻工大学生命科学与技术学院，湖北 武汉 430023）

问题式学习法（Problem-based Learning,PBL）是一种设计学习情境的学习探究方法[1]。基于新课程改革的背景下，笔者开展了以解决实际问题为导向的PBL教学法应用到分子生物学教学中的研究。

1 PBL教学法的概念及优势

PBL教学法于1969年由美国精神病学家教授 Barrows提出，这是一种以实际存在的问题为导向，以学生为教学中心，强调将学习融入问题的教学方式。目前，PBL教学法已在国内外的课程教学中广为流行[2]，其主要是通过问题的设计，引导学生开展协作学习方式完成问题的探讨，并能领悟到问题背后的理论知识，从而提升自身解决问题的能力。

在1946年，美国教育学家Edgar Dale提出了学习金字塔，其模型如图1所示。通过对学习金字塔的观察，可见采用主动式学习的教育方式可最大限度地提高学生的学习能力。

图1 学习金字塔模型

与传统教学方式相比，PBL教学法的核心正是将学生被动式学习转变为主动式思考，提高学生的创造性能力，激发学生的潜在能力。而传统教学方式中，以教师为主体的说教式教学占主导地位，学生属于填鸭式、灌输式和被动式教育，导致学生在教学过程中难以主动思考。因此，PBL教学法的优势在于其以学生主动式学习为导向，将学习和问题紧密联系，使二者之间产生共性，激发学生主动投入到问题的研究中。同时它强调学习需要设计情境，通过设计更加复杂或者更有意义的问题情境，再让学生以合作方式解决问题，达到探索知识的深度，进而提高学生自发式学习和勇于探索的能力[3]。

2 基于Barrows模型的PBL教学法在分子生物学教学中的应用

Barrows模型是PBL教学法中最为常用的经典模型，主要由五个步骤组成：（1）学习小组的组建；（2）问题的提出；（3）问题的分析解决；（4）小组成果的展示汇报；（5）总结与反思。

将PBL教学法中的Barrows模型应用到分子生物学课程的教学中，具体组织形式如下：

（1）划分人员，组建小组。

根据我校2020级生物工程专业两个班的课程，对学习小组进行划分。参加课程的学生总数为60人，设定小组数为12个，每组人数为5人。学生选择小组的方式为自由组合，可依据自己学习习惯，选择熟悉的同学作为学习伙伴。

（2）设定小组探讨问题。

根据分子生物学课程的设计，结合基因多态性分析这一研究专题，共设置四个相关问题供各小组进行选择。具体问题如下：

A、基因多态性检测手段有哪些？各自优缺点如何？

B、DNA聚合酶和Taq酶的差别和联系。

C、PCR和Real-time PCR的差别和联系。

D、PAGE胶检测DNA和琼脂糖凝胶检测DNA的不同点和共同点。

（3）小组研究问题。

12个小组可供选择的问题为4个，每个问题对应的小组数为3个，各小组按照组员意愿主动选择感兴趣的问题展开研究[4]。具体研究步骤可分为：根据问题查找相关资料；小组开会讨论问题；会议总结，规划汇报方案。

（4）小组研究成果汇报。

规定小组课下讨论时间，并将各组讨论研究结果以PPT或Word文本形式进行汇报。规定小组汇报时长各5分钟，预计12组汇报总时间加上老师点评时间为2个课时。学生根据各自小组选择的问题，将探究结果按小组顺序依次展示汇报。

（5）总结与反思。

经过各小组的汇报，组员可以更加了解研究的专题，也可以通过观摩其他小组的汇报学习更多的知识。在研究的同时，可以发现自己的疑问，可在课后展开进一步探讨。在小组汇报的过程中，增加竞争机制，将小组展示的成绩与平时成绩关联起来，提高各小组成员的学习主动性和积极性。

3 PBL教学法在分子生物学教学中的应用评估

为评估PBL教学法在实际教学中的应用效果，将PBL教学法融入分子生物学课程教学中，通过学生反映、课程考核和教师反馈，可以总结以下几点：

一是能提高学生学习积极性和创造性。传统的分子生物学教学中，老师充当知识的传播者，学生充当接收者，一味地讲授让学生减少主动学习的积极性，枯燥的书本知识让学生对课堂减少主动学习的兴趣。通过引入PBL教学法的方式，转变学生在课堂中的位置，由被动式的听转为主动式的讲，既要求学生在课下需要耗费时间和精力去了解展示内容，也通过主动式选择探讨的问题来激发学生学习的主动性。同时，在基于Barrows模型的PBL教学法中，老师只提供了可选择的探讨问题，没有具体限制探讨的深度和广度，学生们可结合其他学科、生活经历或自我感悟对探讨问题进行创造性的研究。针对教学方式转变前后的效果，利用调查问卷的方式检验是否有效。问卷结果显示，一方面学生更愿意采用小组讨论展示的形式，另一方面学生表示自己对这门课程的了解和感悟更加深入，而且能够提升分析解决问题和团队协作能力。

二是能提高学生学习效率和质量。相较于被动式学习，主动参与查找资料和讨论问题，更能激发学生学习主观能动性，能够提高学习效率。而自发查找相关资料、阅读相关文献，能够让学生拓展课本以外的知识，结合汇报后的点评环节，及时纠正探讨中存在的问题，达到提高学习质量的目的。除此，在设置汇报选题时，应结合课程设计的结构与思路，紧紧围绕教学任务，体现教学重点，从汇报设计环节达到提高学习效率和质量的目的。相较于传统的教学方式，让学生主动参与课堂，从只听只看到用自己语言阐述，结合自己设计的课件，实现一个有活力的课堂。

三是能提升学生全面素质。将PBL教学模式应用到日常教学中，能够合理构建教师的人才培养计划。结合丰富多彩的教学方式，从理论教育和实操教学两个方面，开展学生全面教学，达到提高学生全面素质的目的。例如，在开展基于Barrows模型的PBL教学法中，通过小组学习，锻炼了团结协作的能力；通过查阅资料，提高了获取信息的能力；通过组会讨论，提升了沟通交流能力；通过制作汇报文本或课件，提升了使用办公软件的能力；通过汇报展示，提升了语言表达能力。因此，可以发现新的教学模式能使学生全方位的素质得到提升。

四是存在几点不足之处。其一，学生在课外需要耗费更多的时间来搜集资料、开会讨论和准备汇报内容。其二，小组分工的形式容易存在某些同学报大腿的行为，导致组内成员分工不合理，甚至出现同学之间矛盾的情况。其三，对老师也提出了更高的要求，需要精准把握设置的选题是否贴合教学需要且具有探讨性，学生汇报内容是否正确无误，汇报后的点评是否合理得当，这些都要求老师在各个环节需要保持认真工作的态度。因此，新的教学模式也处在逐步发展完善的阶段，这也需要老师在实践的过程中不断总结教学经验、不断完善教学过程。

4 结语

相较于传统的分子生物学教学方式，基于Barrows模型的 PBL教学法应用到实际教学中能够提高课堂质量，但也对老师和学生提出更高的要求。老师需要精准把握汇报的选题和学生汇报内容的质量，同时也要建立监控机制，防止部分学生偷懒。学生也需要从传统的被动式学习转变成主动式学习，从传统的个人学习转变成团体学习，也需要在各方面提高自己的能力素质。因此，在新的教学模式下，双方都需要提升自我能力，进而提升教学效果。将基于Barrows模型的PBL教学法应用于分子生物学教学中，虽然能够取得一定成效，但是教学改革是一个需要长期开展的系统工程，需要不断地探索和总结。