PBL教学法在医学院校生物芯片课程教学中的应用探索

周 猛，孙 杰，汪强虎

（哈尔滨医科大学生物信息科学与技术学院，黑龙江 哈尔滨 150081）

PBL教学法在医学院校生物芯片课程教学中的应用探索

周 猛，孙 杰，汪强虎

（哈尔滨医科大学生物信息科学与技术学院，黑龙江 哈尔滨 150081）

以问题为基础（PBL）的教学法有利于调动学生的积极性、主动性、创造性，在培养创造型、开拓型、实用型医学人才的过程中有着传统教学法无可比拟的优点。在传统教学基础上结合PBL教学法应用到医学院校生物芯片技术课程的教学中，必将为高等医学院校的教学改革提供一个新的思路。

PBL教学法；生物芯片；传统教学

Problem-based learning简称PBL，可译为基于问题学习，是1969年美国医学教育改革先驱Barrows教授首创的一种新的教学模式[1]。PBL教学法在医学教育中是指以临床问题作为激发学生学习的动力和引导学生把握学习内容的教学方法，在临床前期课中，以问题为基础，以学生为中心的小组讨论式教学，通常6～8名学生一个组，在小组讨论中学生围绕问题进行思维、推理和分析，导师只起导向作用，维持小组向教学目标进行，通常不直接回答学生的提问[2]。基于问题的学习（Problem-BasedLearning，PBL）是与传统的讲授基础学习完全不同的一种新型教学方法。运用这一方法并设计出相应的问题基础课程，是目前探索医学教育结构改革的一个新趋势。医学教育的培养目标是期望所培养的医师不仅具有优良的品质和良好的职业道德，而且具有较强的提出临床问题并分析、解决它的能力，特别是强调要能够提出问题。实践证明，基于问题的学习能够比传统的讲授基础学习更好地达到培养目标[3]。鉴于它的诸多优越性，当前世界上许多国家，尤其是发达国家中已有相当一部分医学院校都在应用这一教学方法。实践表明，这一方法在医学教育领域中的应用是非常成功的，正如美国哈佛大学校长所说，这是一种有效果的和高效率的教学方法[4]。

目前，PBL教学法已在我国各大医学院校、医学教育机构得到广泛的运用。他们从自身实际出发，纷纷采取措施推广PBL教学[5]。生物信息学是一门新兴的学科，而生物芯片技术是生物信息学和基因组医学中很重要的一门专业课，现结合生物芯片技术课程的特点，探讨PBL教学法在医学院校生物芯片技术教学中的实施，以期达到提高教学效果的目的。

1 医学院校生物芯片课程的特点

生物芯片是由微电子学、物理学、化学、计算机科学与生命科学交叉综合的高新技术，是生命科学研究中继基因克隆技术及自动测序技术、PCR技术后的又一次革命性技术突破，是分子生物学里的又一项里程碑式的重大发展，能够高通量、并行化、微型化和自动化地去检测蕴藏在生物体内的海量基因、蛋白等信息。生物芯片技术在分子生物学研究领域、医学临床检验领域、生物制药领域和环境医学领域等许多方面都显示出了强大的生命力和广泛的应用。生物芯片技术课程是现代生物技术专业和生物信息学专业的重要的专业课，同时也是医学院校其他专业的选修课程。开设生物芯片技术课程是现代社会发展的需要，也是医学发展的必然结果。该课程讲述了生物芯片概念的提出及发展过程，系统介绍了生物芯片的原理、类型、制备、检测、数据存储管理与处理分析以及在基因表达、基因多态性、病原体检测、新药筛选等方面的应用，使学生掌握生物芯片技术的基本理论、基础知识和基本技能，初步了解生物芯片在现代医学研究中的应用，为将来从事与生物芯片有关的医学教学、科研和临床工作打下必要的基础，同时注重学生在科学思维方式和研究方法方面的锻炼与启迪，从而开阔思路，激发学生的探索精神和创新精神，增强适应能力，提高自身的素质。它的最大特色是以学科融合、科研探索和联系临床应用。这门课程的设置和实施，将有利于完善学生的知识结构。

我院从2003年在研究生中率先开设生物芯片技术课程，而后在生物信息学专业本科生和我校其他医学专业中陆续开设此课。我们主要以传统的以授课为基础的学习（Lecture Based Learning）方法讲解生物芯片的理论知识，即在教学方法上仍沿袭讲授的“一言堂”，被动保守，信息封闭。虽然近几年有所改进，但仍仅在教授的方式方法上深入钻研以求完美，或以讲授为主，辅以局部小范围内的各种改进，如压缩精简兼并教材，只保留重、难点精讲，依此省时减压。在了解学生普遍的思想动态、学习困惑、渴望及要求后，发现这种教学方式的主要缺点有以下几点。

（1）学生对生物芯片技术的授课目的不理解，在学习过程中感悟不到方向和动力，觉得生物芯片与医学相距甚远，联系不上。

（2）形态学授课方式过于死板，照本宣科，上课效果差，学生课后没有兴趣复习。

（3）许多学生反应，到了期末阶段，基础知识的记忆已所剩无几。

（4）生物芯片技术涉及数学、统计学、计算机科学的很多知识，由于医学院校在这些学科教学上的局限性，使得学生被动接受知识而不能充分了解和掌握知识。

2 PBL教学法在医学院校生物芯片教学中的初步探索

2.1 课程结构和教学方法

以问题为引导的生物芯片技术课程的设计与改造，应结合学科特点及内在规律，设计的问题应包括两个方面：能够引发思索知识内容的一般性问题；与基础知识内容有关联的科研与临床问题及参考文献。教师在课前将学生每5人分为一个讨论小组，将教材纲要先发放给学生，培养和训练学生按要点阅读教材的能力。教师提供一系列与基础理论有关的问题，构成启发式思维引导的条件，供学生自学思考，充分让学生自学，创造研讨气氛，相互激发，促进高潮，重视过程。在此基础上，主动让学生查阅文献资料，在学生查阅文献的过程中，按教师所精心设计的问题，必然要涉及基本知识，因此，学生可以在联系医学的基础上，再次学习基础知识，不仅加深了印象，而且由于从解决实际问题出发，情绪、心理、欲望要求强烈，有的放矢，指向性强，调动了学生思维的主观能动性和潜力，效果必然十分有效。小组成员在一起相互汇报并讨论各自获取的信息、解决问题的过程及结论等。在此过程中，一方面小组成员要分析、评价自身在自主学习时所获得的信息，另一方面相互之间还要进行信息的分析和评价。最后由教师概括总结学习的重点、难点。

2.2 教材改造

在国内，将生物芯片技术作为一门单独课程的学校还非常有限，教材也非常欠缺。虽然现在还没有成熟的教科书可供医学院校的本科生使用，但我国现已有数种与生物芯片技术有关的书籍，如《生物芯片分析》、《DNA芯片技术的方法与应用》、《生物芯片技术》等可作为教学参考教材，但是如果采用PBL教学法就必须对教材做相应的改革，以加强学生能力和素质的培养为目标，围绕教学重点，以两个学时为基本单元，编写PBL课程标准，确定相应的教学内容，提出各章节内容的梗概，以问题形式揭示教学要点，提出具体问题供学生自学讨论。另外，教材应每2～3年左右在内容上进行适当调整、更新，以适应生物芯片技术不断发展、变化的需要。

生物芯片技术是一种操作性强的生物技术，但由于实验仪器有限，对于实验室无法完成的实验，可以通过PBL教学法让学生领会、掌握其中的思想，如多借用传统分子生物学方法，从这些传统方法的基本原理入手，然后过渡到在生物芯片技术操作中，包括有哪些原理和传统方法类似，又有哪些环节有所不同，在操作的时候需要具体注意的事项等，这些都要让即使没有接触过生物芯片技术的人也不会感到陌生。同时，我们还可以利用多媒体技术开发教学软件模拟整个生物芯片的实验过程，增加实验动画的交互性，让学生在计算机上自己动手模拟完成生物芯片实验的全过程。

2.3 评估体系

传统教学模式下，学生主要靠短期记忆来掌握课堂内容，对于即讲即考的学习内容，该教学模式效果明显，但短期掌握的内容会很快随时间而消退。因此，应建立与PBL教学相应的、能够反映学生真实知识能力水平的考核方法与制度。考试既要注重考查学生学习所获得的知识，也要注重考查学生处理实际问题的能力。

生物芯片技术课程的考核分为阶段测验和期末考试两个部分。阶段测试以平时课堂提问、讨论和实习课作业的形式来完成，将课堂学习表现（课堂互动的活跃程度、学习的主动性、实际操作过程中的学习态度、在学习过程中对其他学生的帮助以及提出问题的深度等）与成绩挂钩，促进学生积极参与PBL教学；期末考试为闭卷考试，我们应提高试卷的命题质量，考试试题由检查学生掌握知识的程度转向考核学生独立分析问题和解决问题的能力；减少死记硬背的题型，将与医学实践、科研结合的分析型试题增加到40%～60%。通过这种考核方式可较为公正、科学地评定学生的学习效果，调动了学生的积极性，同时学生又不必太担心学习成绩，这种评估体系将有助于锻炼学生的创造力和想象力。

3 PBL教学法在医学院校生物芯片课程教学中可能存在的问题

基于问题的学习模式在我国一些医学院校的基础课、临床课和实验课中已取得了较好的效果，初步积累了一些经验，展示出良好的前景。但是在生物芯片教学中还没有PBL教学的经验积累，因此，将PBL教学法应用在医学院校生物芯片技术教学中可能存在如下问题。

（1）以问题为基础的学习方法的性质可能会使习惯于接受讲授式教学的学生不够适应，依赖灌输的心理，对知识的“量”的追求而非“质”的追求，会对新模式产生急躁与怀疑的心态。

（2）讨论课的情境设置质量，师生间、学生间相互刺激与激发可能会因传统的师道尊严和原有的课堂氛围而使学生感到拘谨而缺乏主动和热情。

（3）时间方面的紧迫，自学能力、思维习惯中潜在的惰性将带来讨论质量的下降，因而达不到理想的意义建构。

（4）学生利用信息资源的手段相对比较贫乏；部分学生的合作能力不强、信息获取途径较为单一，甚至有极少部分学生抄袭他人的答案。

尽管在生物芯片技术课程中应用PBL教学法存在一定的问题和难度，但在培养学生综合素质方面较传统教学法具有明显优势。因此，在传统教学法的基础上结合PBL教学法应用到医学院校生物芯片技术课程的教学中，必将为高等医学院校的教学改革提供一个新的思路。

[1]黎加厚.建构性学习——学习科学的整合性探索[M].上海:上海教育出版社，2005.

[2]杨耀防.典型的以问题为中心的教学过程剖析[J].国外医学：医学教育分册，1994，15（4）：150-152.

[3]Kaufman DM.Problem-based learning-time to step back[J].Med Educ，2000（34）:509-511.

[4]林莎，韩祯国，张长胜.浅谈PBL教学法及在我校教改中的具体应用[J].卫生职业教育，2003，21（2）：44-46.

[5]王婷，于淼，刘琳琳，等.医学教育PBL教学实施方式的探讨[J].中国高等医学教育，2007（12）：1-2.

G424.1

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1671-1246（2012）16-0069-02