过程导向探究式学习在人体解剖生理学教学中的运用

公衍玲，郭传龙，金宏，吴祥根

青岛科技大学化工学院 (青岛 266042)

人体解剖生理学是本校面向药学专业本科生开设的一门重要的专业基础课，安排于第二学年第一学期，是学生最初接触的与专业相关的一门课程。课程含有大量的专业术语、抽象的解剖结构和复杂的生理过程。因此，初学者通常会在学习词汇、连接结构和功能、解释概念以及在学科内建立更广泛的联系等方面遇到困难。这与学生课前准备不足、教师采用的教学方法不当以及课程特点等因素有关。对于丰富的课程内容，学生倾向于记忆而不是加深对材料的理解。然而，当学生仅仅去简单地记忆信息而不进行处理时，这些知识很快就会被忘记。相反，当学生超越记忆，通过问题解决、探究、小组工作和应用来构建概念思维模式时，可以达到更好的学习效果。因此，在近年的教学实践中，笔者逐渐引入新的教学模式，特别是过程导向的探究式学习，大大激发了学生的学习兴趣，获得良好的教学效果。同时，国内部分其他学科专业的课程教学也陆续开展过程导向的探究式学习，其中以化学学科应用较为广泛[1-2]。

人体解剖生理学作为药学专业的重要基础学科，笔者对其教学进行了探索，取得了良好效果。教学的重点在于启发和活跃学生思维，帮助学生理解生理、疾病和药物之间的关系，逐步提高学生自主学习能力[3]。因此，笔者改变传统的常规授课方式，引入深度学习这一新型教学方式，在教学过程中注重培养学生的批判性思维，同时提高学生的学习质量和学习成绩[4]。这种教学能够促使学生进行批判性学习，提升学生的批判性思维能力和学习成绩。本文就过程导向的探究式学习应用于人体解剖生理学教学的实践作一介绍。

1 过程导向的探究式学习(Process-oriented guided-inquiry learning，POGIL)教学模式

学生的批判性思维和解决问题能力培养，可能是每个学术项目或学科的共同教育目标。实现上述目标的关键则需教师运用教学策略，使学生参与并促进过程技能应用、分析和评估的发展。从20世纪80年代提出的问题式教学(problem-based learning，PBL)开始[3]，越来越多的中学和大学课程不同程度地引入了以学生为中心的教学模式。过程导向的探究式学习，是在20世纪90年代中期首先在大学化学和生物学课程中发展起来的教学模式[4]，该模式旨在把化学教育关于“说不一定等于教”的认知，应用于课堂教学并有效促进学生学习。通常情况下，单纯说教对大多数学生都不起作用，引导学生参与互动学习可能更容易获得成功。知识是私人化的东西，当学生有机会构建自己的理解时，他们更能享受学习过程，对所学知识掌握得更加牢固与灵活。POGIL以学生为中心，在典型的POGIL教室或实验室中，学生以小组形式学习，教师充当引导者。教师必须花费时间和精力开发与学习周期相适应的活动。POGIL策略首先向学生介绍一个模型、图表、问题或一组数据，然后要求他们作为一个团队来回答一系列问题从而掌握概念或原理(引导式探究)。尽管内容对于任何学科都很重要，但深入理解概念的能力以及将知识应用于解决新问题的能力(也就是学习过程)，才是学生应掌握的关键技能[5]。这些活动具有三个关键特征：①组建用于自我管理的团队，这些团队将教师作为学习的促进者，而不是信息来源；②引导学生通过探索来建构理解；③使用学科内容来促进重要过程技能的发展，包括更高层次的思维和在新环境中学习和应用知识的能力。近年来，POGIL教学模式在普通化学、有机化学、物理化学、生物化学、药物化学、数学甚至商业营销等课程教学方面都取得了巨大的成功[5]。笔者通过实施POGIL教学模式，学生在课堂考试、综合期末考试和课程总体上的表现均显著提高。尽管在实施POGIL教学模式过程中，教师还需要大量的努力，并对那些可能对新颖的、陌生的课堂体验持怀疑态度的学生进行详细的介绍，但它的好处却是毋庸置疑的。

2 人体解剖生理学课程POGIL教学实践

2.1 人体解剖生理学教材

人体解剖生理学课程包括人体解剖学和人体生理学两门课的主要内容，以人体的构成为主线将解剖结构和生理功能有机地结合在一起，本校选用全国高等学校药学专业第八轮规划教材(第七版)[6]。该版教材在保留第六版教材主要内容和风格的基础上，结合药学专业特点、学科发展趋势和教学改革要求，进行了适当的调整、修改和更新。因此，教师认真分析教材内容，不断完善课件和调整教学方法，是进行人体解剖生理学教学改革的基本前提和原则。例如，教材绪论部分特别强调了结构与功能相互适应的生物学观点，而这一观点将贯穿于各系统解剖结构与生理功能的学习过程。每一个器官系统内容的编写，也是按照解剖结构在前，生理功能在后的顺序，因此，在讲解过程中，教师须有意识地将解剖结构和生理功能联系起来，使学生不断探索新知巩固旧知。新版教材在课程内容深度上也做了大胆改进，如在血液循环这一章增加了体液调节的新进展，呼吸章增加延髓呼吸中枢核团的简要介绍等。借鉴国外同类教材的优点，本版教材在正文中增设“知识拓展”和“案例分析”版块，每章节后附有分析思考题，这些都是开展POGIL教学的良好素材，可激发学生的学习兴趣。

2.2 人体解剖生理学POGIL教学

2.2.1 学情分析

虽然POGIL已经被证明是一种非常有效的教授知识和技能的手段，但是实施POGIL并不是一件轻松之事。一方面，学生在中学有生物学知识的基础，对人体的基本构成和生理功能有大略了解，在教学中教师可以花较少的时间讲解基础知识，把更多的精力放在细节讲解和知识拓展上，这有利于开展POGIL其他活动。另一方面，从应试教育一路走来的学生，习惯了“老师讲，学生听，课下背”的填鸭式教学模式，很难主动思考、提出问题和解决问题。因此，课堂主角由教师转换到学生，总会有一些学生难以适应。因此，对于教师来说，明智地平衡以学生为中心的活动和演示式教学可能是最好的方法。为此，笔者采用循序渐进的方式，先以布置作业的形式让学生以小组为单位完成，再让他们进行课堂汇报，然后逐渐过渡到课堂上，这样给学生一个适应的过程，以达到良好的教学效果。

2.2.2 POGIL设计与实施

POGIL活动由4- 6名学生组成一个小组共同协作完成。为了使过程技能更有效，每个学生都被分配扮演4个特定角色中的一个。组长负责整个活动的组织、安排并督促小组按时完成任务，教师限定学生回答问题的时间。组长也是小组中唯一被允许向课程教师提出问题的成员。记录员是小组的正式记录保管员。教师在小组之间检查学生活动的进展情况时，主要检查抄写员的工作表。如果小组需要提交任何东西，则对记录员的副本进行评分。记录员的责任是确保小组对所有问题的一致回答，并正确记录这些问题。发言人是该组代表。在活动的每一部分结束后，当教师向全班总结情况时，教师可向发言人询问小组的答案。发言人的工作是确保每个问题的小组共识答案，并能将该答案口头或书面传达给全班其他人。检索员是小组中唯一允许打开课本的人。如果小组需要上一章的信息来回答有关作业的问题，检索员的任务就是在课本中找到这些信息，并将其有效地提供给小组的其他人。在整个POGIL教学活动中，教师在小组之间不停移动，倾听和观察小组的讲座，从而更好地了解学生的表现，并根据情况在必要时暂时叫停以澄清概念。

为了让学生很好地适应和提高课堂效率，根据教学内容，笔者把本门课程的POGIL活动分为课后POGIL和课堂POGIL两种。课后POGIL主要针对每章节的分析思考题，大多是药物靶点设计的题目，教师要求学生以小组为单位，在课余时间完成，并制作PPT，在下一节课时由小组发言人现场汇报。课堂POGIL主要针对教材中的案例分析和知识拓展，由小组在课堂上现场讨论，一般时间为10-20min，结束后由小组发言人作即兴总结报告。

根据教材的主要内容，笔者设计了POGIL活动(见表1)。

表1 人体解剖生理学POGIL活动设计

每个POGIL活动笔者都会提供相应的知识背景，以文字、图片、视频等形式呈现，然后提出问题由学生运用批判性思维进行探索。如在讲解完动脉血压形成的基本原理后，抛出问题：哪些因素会影响动脉血压？为什么会发生高血压？如何设计抗高血压药物？带着这些问题，小组学生开始探索性思考并展开热烈的讨论，记录员以图表或流程图的形式简要记录讨论结果，便于发言人做总结陈述。

2.2.3 POGIL效果评价和体会

第一次尝试在课程教学中使用POGIL，笔者并没有对学生的活动表现进行评分，只是检查一下可行性。为了增加学生的“接受度”，从第二次教学开始对POGIL活动进行评分。笔者对每项活动都会根据准确性和完整性进行评分，这对课堂出勤和参与起到了激励作用。目前，POGIL活动占总课程成绩的20%，足以对从未完成这些活动的学生产生不利影响，大大提高了学生参与的积极性和主动性。同时，POGIL教学方法显著提高课堂效率，与药学其他专业课程的衔接得到强化。问卷调查发现，98%的学生表示愿意接受并乐于参与POGIL活动；85%的学生认为POGIL教学方法能显著提高他们的长期学习效果，学生对自己的知识充满信心，通过探索所建构的知识有效且长久；92%的学生认为，通过POGIL活动，他们在学习后续专业课程，特别是药理学、病理生理学等课程时，感觉更加轻松；89%的学生认为，通过POGIL活动，他们对专业研究方向有了初步的了解，解决了入学时的困惑，更加明确了自己的学习目标。

两年的POGIL教学实践，笔者也发现了一些问题。比如，POGIL活动中素材的选取，目前仅限于教材中的内容，随着教学改革的不断尝试和深入，教师应逐渐增加一些新的活动素材，替代旧的活动素材，从而增加学生知识的拓展。在POGIL活动中，依然有个别学生不够积极主动，参与度比较低，如何让所有学生都动起来，不仅动脑，还要动嘴，也是今后POGIL教学实践应该解决的一个问题。

3 结语

在人体解剖生理学课程中引入POGIL教学法，学生在课堂提问、期末考试和课程总体上的表现都较以往有显著进步。尽管POGIL教学法在人体解剖生理学课程中的应用还处在尝试和初期阶段，仍存在一些问题，仍需要大量的实践，但其教学效果却显而易见。