PBL教学模式在独立学院课程教学中的应用——以植物生理学为例

叶小真，罗晓霞，陈全助，冯丽贞

（1.福建农林大学 金山学院，福建 福州 350002;2.信阳学院 教务处，河南 信阳 464000;3.福建农林大学 林学院，福建 福州 350002）

独立学院的人才培养目标是应用型人才，即培养学生的创新能力和解决实际问题的能力[1]。独立学院的学生具有不同于普通高校本科学生的诸多特征，故应根据独立学院学生特点及人才培养目标，采用适合其学习状态的课程教学模式[2]。植物生理学是植物生产类专业的基础课和骨干课，学生通过对其基本原理和基本概念的认知和掌握，能为其后续专业课程的学习打下基础，是专业学习过程中极其关键的环节[3-4]。本文在分析独立学院学生特点的基础上，说明了基于问题的学习（problem-based learning，PBL）教学模式的特点及其常规性流程，进一步以植物生理学课程教学为例，探讨了PBL教学模式在独立学院课程教学中的应用，对提高独立学院课程的教学效果与质量具有一定的参考意义。

1 独立学院学生特点

与普通高校的学生相比，独立学院的学生个性鲜明，自我意识强烈，社会活动能力强，在人际沟通、组织协调以及动手实践能力等方面有一定优势[5-6]。但独立学院的学生又大多缺乏合作意识，文化基础知识较薄弱，喜欢独来独往，在学习方面总体表现为学习目的性不太明确，学习习惯欠佳，自主学习能力和毅力不够，具有畏难情绪，上课不专心，课后不复习，经常迟到早退等特点[7]。根据独立学院学生的这些特点，若采用合适的教学模式，充分发挥其优势，将能提高教学效果和质量。

2 PBL教学特点

基于问题的学习 (problem-based learning，PBL)，也被称作“问题式学习”，在上个世纪60年代应用于医学教学领域，随后又被推广应用于其他学科教学领域，教学成效明显[8-13]。PBL教学法主要由3个环节构成即提出问题、组织讨论和成绩评定。其在教学过程中主要以学生为主体，与以教师为主导的传统教学法形成了显著区别。首先由教师针对教学要求和学习目标提出相应的问题（亦可由学生根据生活中发现的有关现象提出问题），然后学生围绕提出的问题，主动学习教材相关内容，并收集研究有关的文献资料以获得初步答案，最后再通过小组成员讨论和研究解决所提出的问题。学生在PBL教学法的学习过程中，教师的作用不是回答问题和提供参考答案，而是启发和引导学生思考，指导学生查找相关问题的答案，控制学生讨论的方向和时间，记录每位学生的表现，其最终目的都是为了提高学生分析问题、解决问题的能力，重在通过提出问题来引导学生掌握学习知识和解决实际问题的方法与技巧，从而确保学生完成学习目标。由此可见，PBL教学法与传统教学法有明显的区别。在独立学院实施PBL教学法，根据独立学院学生的特点，组织和引导学生自觉、自愿地参与学习，变“要我学”为“我要学”的主动行动，充分发挥学生学习的主体作用和主观能动性，对保证课程教学质量并实现教学目标有显著的成效。

3 PBL教学模式在植物生理学教学中的应用

3.1 植物生理学的教学现状

植物生理学是生物类学科各专业必修的一门专业基础课程，它是研究植物生命活动规律的科学，是在认识植物形态、解剖和分类基础上，采用不断发展的生物学、物理学、化学、数学等理论和方法，研究植物生命现象的生物物理及生物化学变化及其过程，以及环境条件对植物生命活动影响的本质。其任务是认识和解释生命现象，且要掌握其规律和机制，能动地为农林业等生产实践服务。因此，保证教学质量在学生后续的专业学习及今后的生产实践和科学研究中都具有重要意义。

植物生理学是一门理论性很强的学科，其专业术语多，所涉及的各种生理代谢反应错综复杂，解释抽象晦涩，部分学生因为前期没能真正掌握植物学和生物化学等相关基础课程的学习，基础知识不扎实，导致对植物生理学内容难以理解和掌握，结果对这门课程的学习产生了畏难和抵触情绪。特别是近年来，由于分子生物学、细胞生物学、遗传学等学科的交叉渗透，使植物生理学有了日新月异的发展，造成教师在上课过程中既要全面而系统讲授植物生理学基本原理、理论与技能，又要适当地介绍该学科最新研究成果，导致课堂教学内容越来越多，但教学总时数又有限，如此必然影响了课堂教学效果，给课堂教学增加了诸多难度。另外在独立学院学生学习植物生理学过程中，采用常规讲授式的教学方式普遍造成学生上课缺乏兴趣，不做笔记，课后不看教材，未能及时复习课堂教学内容，对本课程基本教学知识点缺乏理解，更无法消化吸收，只是在考试前盲目搜集和记忆试题，出现为考试而学习的现象。如此学习势必造成学生对这门课程一知半解，甚至一窍不通，更谈不上应用该课程的基本理论知识去分析和解决生产实践中遇到的相关问题，结果彻底偏离了教学要求与目标。因此，若不及时根据独立学院学生的特点，改革植物生理学等专业基础课的教学模式，将会影响后续专业核心课及选修课的教学效果和教学质量，也势必影响独立学院应用型人才培养目标的实现。

3.2 PBL教学法在独立学院植物生理学教学中的实施方案

3.2.1 成立小组

首先由学生根据兴趣爱好自由组合成几个讨论小组，教师根据学生的层次可做适当调整，以优化小组结构，最终形成大约4-5个成员组成的若干小组。每个小组指定一负责人，明确各小组成员的角色和任务，通过相互分析讨论和协调配合来共同解决教师或小组成员所提出的每个问题。

3.2.2 提出问题

在PBL教学过程中，学生围绕问题展开一系列的学习活动，所以提出的问题不仅要能完成教学大纲所规定的教学任务，还应具有趣味性和实用性，寓教于乐，围绕专业核心技能的培养，使学生充分掌握基础理论知识并提高理论联系实际的能力。我们通过以下部分植物生理学课程相关问题来表达PBL教学法的问题提出。（1）生产上为何要进行田间管理，有哪些具体措施？（水分代谢和矿质营养及外界环境对植物生长的影响）（2）将光合作用比作物质生产过程，那么该生产过程原材料、产品是什么？工厂、车间是什么？工人有哪些？生产流程是怎样？制约因素有哪些？（光合作用）（3）新鲜果蔬是如何贮藏的？（呼吸作用）（4）为什么人们常说“树怕剥皮，不怕空心”？（水分、矿物质及有机物的运输规律）（5）要使果树矮壮分蘖多产量高，你在植物激素应用方面有哪些建议？（植物激素的生理作用）（6）木本植物种子繁育时间长，如何实现快速繁殖？（植物组织培养技术等）（7）去超市你是如何选择水果？（果实成熟生理）（8）红树林植物为何能生活在海水中？（植物抗性生理）。这些问题既通俗常见、贴近生活，又紧密联系生产实际，不仅能让学生亲身感受这门课理论和实践紧密结合，而且也使他们明白学有所得，学有所获，学有所用，学以致用，从而增强了对理论知识学习的兴趣和动力。

3.2.3 准备问题

PBL教学模式中对所提出的问题，学生是否课前准备充分，对提高整个课程教学效果起到重要作用。必须严格要求学生针对以上问题，以小组或个人为单位，通过详细阅读教材和查阅相关资料认真进行自学，并将所准备的问题带到课堂进行小组讨论（具体可根据课程学时情况分阶段开展教学活动）。

3.2.4 组织讨论

小组讨论是PBL教学过程中最重要的环节。积极合理有效的讨论不仅能激发学生学习兴趣，调动学生学习积极性，且能加深和巩固学生对知识点理解，提高学生分析问题和解决问题能力。为了保证课程讨论效果，教师必须全程跟踪讨论的整个过程，既要帮助小组理清思路，防止跑题；又要适时启发，巧妙引导，及时总结。该教学环节要求教师认真充分备课，以确保教学效果与质量。教师组织小组讨论的基本程序是：首先，教师应询问小组成员有谁能解释该问题，若有学生解释正确的，教师应询问小组其他成员是否有不同意见（小组其他成员有不同意见的，教师应鼓励学生积极发表意见）并适时总结，若有学生解释错误的，教师亦应询问小组其他成员是否有不同意见并指出错误之原因，适时总结该知识点。其次，若没有学生对该问题展开讨论，此情形则要求教师引导学生分析问题及解决问题，该环节成为PBL教学法的核心部分。最后尚须布置课堂讨论后的作业环节，以强化教学效果。受文章篇幅制约，以下仅举一例加以说明。

如针对以上第4个问题：为什么人们常说“树怕剥皮，不怕空心”？教师对该问题的引导环节首先可回顾植物各器官的功能，植物根——吸收水、肥，茎——输导和支持，叶——制造有机物，植物生长各器官养分要交流，让学生感受到植物体内物质运输的必要性；其次再引出植物维管系统韧皮部和木质部所处的位置和功能；第三解释树怕剥皮原理，广义树皮含内树皮即韧皮部，韧皮部是输导有机物的结构，树皮被剥就会阻断有机物向下运输，根长期得不到营养就会饿死；第四再解释树不怕空心原理，树心含边材和心材即木质部，空心的是木材的心材部分，而心材已丧失输水机能，但植物边材始终存在，边材具输水机能，如此仍可满足植物对水分的需求。这就是“树怕剥皮，不怕空心”的生理学道理，所以生产上采用“环割”可使来年丰产，其原因就是减少有机物向根运输，使其多开花结实，当然在环割时要注意环割高度，若根长期得不到营养就会饿死。最后由各小组的发言人（或教师）进行总结和归纳，并安排小组成员提交问题的答案（即课后作业），以此揭示植物体内物质长距离运输的一般规律：水分和矿物质在木质部向上运输；有机物在韧皮部双向运输；生长素具有极性运输特点，即从形态学上端往下端运输。这样通过逐步引导让学生系统掌握植物体内物质运输的一般规律及其理论在生产实践中的运用，最终达到培养应用型人才目的。

3.2.5 成绩评定

传统教学法对学生的成绩评定往往基于学生对知识点的记忆能力，而PBL教学法着重评价学生的综合能力，包括学生学习态度、自主学习能力、知识运用能力、逻辑推理能力、语言表述能力、人际沟通能力及团队协作精神等等。具体而言，PBL教学法成绩评定主要包括4部分内容：课前准备情况（材料收集与整理）、课堂表现（参与情况）、课后作业（完成质量）及期末考试（知识把握程度）。这4个成绩评定环节所占比例由教师自行控制。这种综合评价方式更能综合反映学生的素质，有利于实现独立学院应用型人才培养目标。

3.3 教学效果评价

我们将PBL教学模式应用到福建农林大学金山学院农学和林学两个专业的植物生理学课程教学中。为了检验PBL教学模式对学生学习效果的影响，我们分析了2011级、2012级和2013级农学及林学专业的考试成绩。结果表明（图1），除了2012级林学外，学生成绩优良率总体逐年提高，说明PBL教学模式能促进学生对理论知识的掌握和应用，适合在植物生理学的理论教学过程中长期推广应用。

图1 应用PBL教学模式后学生成绩优良率统计Figure 1 The statistical results of the excellent rate after the application of PBL teachingmode

4 结论与讨论

独立学院大多是依托普通高校发展起来的，其课程教学不能照搬传统高校的本科教学模式，而应与其自身的实际情况及学生学习特点相结合，以此来提高课程教学效果，并进而体现独立学院的人才培养特点和办学特色。PBL教学模式是以学生为主体，围绕情境问题展开的探究性学习活动，它能充分利用独立学院学生的特点，激发学生的学习乐趣，培养学生自主学习能力和团队协作精神，提高学生个人综合素质，因此更适合独立学院的有关课程教学工作。本研究将PBL教学模式应用到独立学院植物生理学的课程教学中，结果发现PBL教学模式能促进学生对植物生理学相关知识的掌握程度，且能充分利用学生个性特点，如有些学生喜欢查阅相关书籍资料归纳总结知识点，有些学生善于组织协调完成小组学习任务。当然，PBL教学过程中也存在一些问题，如PBL教学模式亦并非适合植物生理学所有教学内容。因此，在今后的教学实践中尚须不断研究探讨和改革实践，进一步完善植物生理学教学模式，从而实质性地提高该课程的教学效果和教学质量。