PBL与CBL双轨教学模式在《分子生物学与基因工程》中的应用

摘  要：以硕士研究生课程《分子生物学与基因工程》为研究对象，实施PBL+CBL双轨教学模式的构建和应用。通过设置四个难易程度不同的问题和案例，在课堂教学中引入PBL+CBL双轨教学模式。学生可以根据自身条件，从难易不同程度的学习模块中获得知识和能力的提高，使研究生因材施教成为可能。项目的成功实施，对解决研究生教育的差异化问题，具有重要意义。项目实施成果可在其他研究生课程中推广应用。

关键词：PBL与CBL双轨教学模式  分子生物学与基因工程  教学改革  因材施教

中图分类号：G64                             文献标识码：A                  文章编号：1674-098X（2021）01（a）-0221-04

Abstract： Taking the postgraduate course "molecular biology and genetic engineering" as the research object， the construction and application of PBL and CBL double track teaching mode are implemented. Through the introduction of PBL and CBL double track teaching mode， four problems and cases with different degrees of difficulty and ease are set up to enable students to improve their knowledge and ability. The learning modules are with different degrees of difficulty according to their own conditions， which makes it possible to teach students in accordance with their aptitude. The successful implementation of the project is of great significance to solve the problem of differentiation in graduate education. And the project results can be applied in other graduate courses.

Key Words： PBL and CBL double track teaching mode; Molecular biology and genetic engineering; Teaching reform;  Teach students in accordance with their aptitude

PBL（problem-based learning）是向學生提出问题，围绕问题收集素材，最终解决问题的教学模式，在医药学课程中应用较为广泛[1]。CBL（case-based learning）是案例分析的教学模式，在医药学课程，以及经贸管理类课程中应用较多[2]。这两种教学模式都是为OBE教学理念服务的。但是这两种教学模式又有不同的地方。PBL主要训练学生的发散思维，提高学生收集讯息、解决问题的能力[3-4]。学生最终可以从成功解决问题中获得自信。案例的教学，更多的是教师与学生一起详细分析实例，使学生了解整个案例实施过程中的细节，培养学生分析判断、总结归纳的能力。CBL对学生的实践起到很重要的作用[5]。研究表明，将PBL和CBL这两种教学模式结合起来，使用PBL+CBL双轨教学模式，可以最大限度地激发学生的学习兴趣，提高教学效果[6-7]。

浙江工业大学药学院研究生课程《分子生物学与基因工程》是一门专业课程，课程内容包括基因工程，以及与基因工程相关的分子生物学技术。选修该课程的学生的学习水平存在着明显差异。有些学生毕业于中药或者药理专业，基础较差，学习较为困难。教师需要面对学生基础差异明显，教学内容安排困难的问题。学生水平的参差不齐对课程全英文教学的实施和授课效果造成了一定的影响[8]。为了解决这个问题，使因材施教成为可能，我们在课程中设置数目相同、但难易程度不同的问题和案例，构建PBL与CBL双轨教学模式。这样，针对研究生教学因材施教的难题，可通过学生在双轨教学模式中的差异化学习得到解决。本项目的成功实施，对解决研究生教育的差异化问题，具有重要意义，实施成果可在其他研究生课程中推广应用。

1  研究内容

以硕士研究生课程《分子生物学与基因工程》为研究对象。在这门课中构建和应用PBL+CBL双轨教学模式。在研究生课程中，50%的内容为基础知识，剩下的50%内容设计为模块课程，导入PBL+CBL双轨教学模式。课程的PBL和CBL双轨教学按照从易到难的顺序排列。基础差异明显的学生可以通过双轨模块教学得到不同程度的学习效果，从而实现差异化教学。

1.1 PBL+CBL双轨教学模式的构建

主要任务为将50%的教学内容设计为模块课程，导入PBL和CBL双轨教学模式，设置不同难易程度的问题和案例教学。项目的关键性问题是选择合适的PBL和CBL。在选择问题和案例时，问题和案例的数目一致。因为问题和案例提高学生的不同学习能力，设置相同数量的问题和案例，能够均衡地提高学生的学习能力，也能体现出双轨的含义。

1.2 PBL+CBL双轨教学模式的应用

用PBL+CBL双轨教学模式进行授课，总结经验。在授课时，教师对于学生基础的差异性要有心理准备，对于基础较差，甚至零基础的学生，不能有歧视，应该以欢迎的态度接受学生。学生通过不同的PBL和CBL，以不同程度的学习深度和要求参与到教学活动中。要实现这个目的，需要教师在双轨教学中进行很好的指导。教师需具备良好的沟通能力，应变能力，丰富的教学经验，这对教师提出了更高的要求。授课完成后，教师对教学效果及时进行评估。

2  研究结果

2.1 设置四个问题和四个案例

《分子生物学与基因工程》课程是专业性很强的课程，虽然学科发展的历史不长，但是该领域的科技技术进步非常快，近几年出现了较多的新概念和新技术。如何选择合适的问题和案例是该项目是否成功的关键。我们在学科基础知识和经典理论中选择了四个问题和四个案例。对于学生来说，掌握最经典的案例，弄明白最基础的知识点，可以帮助他们在研究生求学阶段打下坚实的基础，使他们有能力在以后的自学或者深造中学习更为先进的技术。

2.1.1 问题1

设置问题1——从微生物中提取DNA的方法。从微生物中提取DNA的方法非常多，但是有一个最基本的理论，就是先把DNA沉淀下来，再去除杂质。把DNA沉淀下来和去除杂质有很多种不同的方法。最为经典的是碱性沉淀法。基础差的学生只需要理解碱性沉淀法，掌握最基础的原理和技术。基础好的学生则可以去探索最前沿的提取技术，比如从真菌中提取DNA的方法。

2.1.2 案例1

设置案例1——从质粒中提取DNA。这是一个非常具体的操作过程，有最经典的方法和试剂，也有更先进快捷的方法。对于基础差的学生，只教他们经典的路线;对于基础好的学生，可以将最先进的技术交给他们，并把在科研过程中遇到的问题也和他们一起探讨。

2.1.3 问题2

设置问题2——载体的分类。载体作为携带基因进入宿主的媒介，在基因工程是非常重要的教学内容。载体的种类非常多，有简单的，也有复杂的。目前，每天都会有不同结构的新型载体被研究开发出来。对于基础差的学生来说，能够充分理解载体的概念，掌握一两种简单载体，已经是很好的教学收获了。而对于基础好的学生，他们对基本概念和常用的载体已经非常熟悉了，需要给他们讲一些最先进的、较为复杂的载体结构。

2.1.4 案例2

设置案例2——构建一个载体。对于基础差的学生只要了解载体的几个主要部件，知道不同的部件有什么作用就可以了。基础好的学生，则可以教学生如何将这些部件一个个拼凑起来，并且做一些发明改造，建造一个属于自己的新型载体。

2.1.5 问题3

设置问题3——基因进入宿主的方法。目前有十几种方法，可以将基因导入到宿主细胞里面。有些方法是比较经典的，且比較简单的。有一些则需要使用精密的仪器，从理论和操作过程来讲，都非常困难。因此，这个问题也是比较适合拿来作为教改的。基础差的学生可以学习一些较为简单易行的方法。基础好的学生可以学习更多先进的技术。

2.1.6 案例3

设置案例3——将胰岛素基因导入到大肠杆菌体内。这是一个操作实例，其中涉及到胰岛素基因的设计、转化方法以及基因的筛选。对于基础差的学生，只需要掌握基本的过程，明白其中的操作原理就可以了。对学习能力强的学生，则会进一步讲解实验过程中的细节问题，比如温度、旋转的频率、细菌的培养环境等等。

2.1.7 问题4

设置问题4——基因工程的伦理问题。基因工程这门学科会涉及到非常多的伦理问题，包括转基因农作物、克隆人、基因编辑等比较热门的话题，很多伦理问题的讨论需要学生具备有相应的基础知识。如果对基因工程不是非常了解，那么在分析伦理问题时，就会出现困难。对于基础差的学生，可以选择简单一点的伦理问题。基础好的学生则可以和老师研讨更深层次的问题。

2.1.8 案例4

案例4——转基因农作物的操作。基础差的学生要搞明白什么是转基因农作物、转基因农作物的特点，基础好的学生可以进一步学习基因转移及转基因农作物的培养过程。

2.2 教学实践

在精心设置了四个教学问题和四个教学案例后，我们在2019/2020年度第一学期进行了一次教学实践，以期获得教改数据和成果。

2.2.1 摸底和分组

首先对学生的学习基础进行摸底，以便将学生进行分组。摸底方式一是学生进行自我介绍，跟老师和同学们说一说自己是哪所学校毕业的，学习的是什么专业，是否上过相关的课程，毕业设计题目是什么。摸底方式二是让学生们翻译一小段专业英文。针对学生的自我介绍和翻译情况，把学生分成两组——基础组和提高组。基础组使用问题和案例中的基础环节，提高组使用时问题和案例中的提高部分。对于基础不同的学生来说，我们讨论的问题和案例的主题都是相同的，只是讨论过程中的难易程度不同。2019/2020年度秋季教学班共有25名学生，经过分组后，10名同学被安排在基础组，15名被安排在提高组。基础差的学生占到40%。

2.2.2 时间安排

每个问题安排3次课，四个问题安排了12节课;每个案例安排3次课，四个案例安排了12节课。总共利用24节课的时间进行教改实践，所占的教学时间达到总教学时长（48课时）的一半。其余的教学内容按照教学计划进行。问题和案例教学的具体授课时间根据教学计划中排列的教学要点顺序进行安排。设置的问题和案例本来也是在教学计划之中的，问题和案例的讨论不会影响整体的教学进度，这些本来就需要教学的内容只是被特意地获取出来进行进一步的教改。

2.2.3 分组讨论的教学形式

当遇到有问题和案例教改任务时，教师在上课时首先布置任务，明确讨论主题和方向。简单讲解基本理论。将学生分为两组，分开就座。允许学生使用多媒体设备，以自主学习为主，教师在两组之间进行穿插辅导，主要是听取学生的讨论内容，参与其中进行指导。课堂结束时，进行总结和评点，对学生遇到的问题进行及时解答。其余非教改教学内容以教师授课为主。

2.2.4 教学反馈

在双轨教学模式的授课中，教师不再是简单的讲解，而是根据学生的学习情况去积极地进行指导，这对教师提出了更高的要求，教师可以因此获得教学能力的提高。对于学生而言，学生比较认可这种教学方法，通过自主的学习模式，不同基础层次的学生在有限的时间里都学到了知识，有了收获。在课堂后的反馈中，学生们认为自己的学习兴趣和学习的积极性都提高了，对该项教改的效果较为满意。

3  结语

为了解决学生基础差异大，研究生因材施教问题，我们对教学总任务的50% 教学内容进行了改革，将其设置为四个问题和四个案例。每个问题对应一个案例，讨论相同的主题。四个主题按照先易后难的规律，被安排在24节课时中，构成一个PBL+CBL双轨教学模式。教改并没有对整体的教学任务进行更改，而是将PBL+CBL双轨教学模式融入教学中。这种教学方式的改变，对教师提出了更高的要求，教师需要根据学生的学习情况去积极地进行指导。教师通过教改获得了教学能力的提升。对于学生而言，学生比较认可这种教学方法，通过自主的学习模式，不同基础层次的学生在有限的时间里都学到了知识，有了收获。在课堂后的反馈调查中，90%以上的学生认为自己的学习兴趣和学习的积极性都提高了，对该项教改的效果较为满意。另外，PBL+CBL双轨教学模式的应用比较适合人数较少的教学班，如果人数太多，分组后每组有较多的学生，不利于讨论和教师进行指导。

参考文献

[1] 刘月.PBL教学模式改革的主要内容与特色[J].决策探索，2019（4）：69.

[2] 宗昕昱.论CBL教学模式在神经外科教学中的应用[J].今日健康，2016（15）：385.

[3] Xiangyun D.， Lisy S.， Jingling L. Developing sustainability curricula using the PBL method in a Chinese context[J]. Journal of Cleaner Producation， 2013（61）：80-88.

[4] Greall E.， Kolmos A. Characterstics of problem-based leaning[J]. International Journal of Engineering Education， 2003（19）： 657-662.

[5] 余永佳，梁倫.CBL教学模式在神经外科住院医师规范化培训中的应用[J].教育教学论坛，2019（21）：170-171.

[6] 王雪飞，张学东，张亚奎.PBL+CBL双轨教学模式在创伤院内急救教学中的应用[J].继续医学教育， 2015（12）：33-35.

[7] 张晶，闫英，高珊珊.CBL+PBL双轨教学模式在中医皮肤性病学实习教学中的应用[J].北京中医药， 2018（11）：94-96.

[8] 李敏.《分子生物学与基因工程》全英文教学的改革与实践[J].科技创新导报，2015（17）：178-180.