基于PBL与LBL整合的动物学课程教学范式改革探索

张 健,张 波,栾 添

(长春师范大学生命科学学院, 吉林 长春 130032)

动物学课程是高等院校生命科学相关学科中的重要基础课程,是学生理解该学科基础知识、基本理论以及掌握实验技能、提高综合能力的重要途径。该课程包含广博的理论知识,同时与农林牧副渔医工等多个领域的实践密不可分。目前高校动物学课程教学方法较单一,无法有效调动学生学习的积极性与探究热情,教学效果不够理想。

PBL教学范式是20世纪60年代由美国神经学领域专家霍尔德·巴罗斯在加拿大麦克马斯特医学院创立的,该教学模式在西方教育界被广泛推广和应用,于20世纪末引入我国[1]。基于问题的学习(Problem-based learning,PBL)是以学生为中心的课程教学范式,而基于讲授的学习(Lecture-based learning,LBL)是以教师为中心的课程教学范式。目前,我国的高校动物学教学多数采用传统的教师讲授为主的教学模式,以课堂-教师-课本为主体。与传统的LBL教学模式作比较,PBL教学模式在课程设计理念、课程实施方式、教学评估体系、教学效果评价等方面存在着根本的差异。从目前的实践结果看,单一的PBL式学习也存在弊端,其在教学中的应用存在两个问题:一方面,缺乏教师为主体的指导和监督,造成部分学生缺乏自律性,耽误学生的学习进度和效果[2];另一方面,学生在自主学习的过程中无法得到有效的教师帮助,可能会遗漏较为重要的课程内容[3]。以上问题导致学生对课程存在畏难和厌烦的不良情绪,急需教师改变传统的以“教”为主的教学方式,而采用以学生为中心和主体、教师为辅的综合教学模式,依据不同的授课内容采用灵活多样的教学方式[4]。目前,PBL已成为国际上较流行的教学方式之一[5]。本研究尝试以PBL与LBL相结合的教学方式开展动物学教学,旨在提高学生学习的自觉性和主动性,进一步激发学生对动物学课程的学习兴趣,将动物学理论课程中抽象复杂的知识具体化、简单化,以完成动物学及相关课程教学目标。

1 应用基于PBL与LBL整合的动物学课程教学范式的必要性

伴随着生物科学专业课程体系的调整,动物学的教学总学时也被压缩。面对课堂教学内容多的现实问题,动物学教学方法理应作出调整。采用PBL与LBL重新整合动物学课程教学内容,不仅能够提高动物学课程的教学质量和效率,还能培养学生和教师的自主创新能力。在传统教学环境下,受到教学固有观念和资源不足的限制,通常只采用LBL教学研究范式,教学过程难以充分实现课程目标。目前动物学教学任务量大,核心知识点多,若在较少的课时内顺利完成授课内容,让学生完全了解和掌握,并确保教学品质,就需要充分利用PBL与LBL的整合优势。深度探究应用型课程教学范式改革的新路径,有助于增强学生参与到课堂教学的积极性,并能够有效提高动物学课程的授课效果。

本课题选取长春师范大学生命科学学院2020级生物科学专业两个班级为试验对象,评估新教学模式的有效性。试验具体对象包括69名学生,随机分成实验组与对照组。第一组为对照组,采用LBL模式进行教学;第二组为实验组,采用PBL与LBL整合的教学新范式。经统计学分析,参与实验的两组学生在成绩方面不存在显著差别(P>0.05)。

在对照组授课中,采用LBL教学法,即以教师讲授为主,讲授内容为本节课程的基础知识点;在实验组授课过程中,理论课采取“案例发放→提出问题→学生作答→教师采用LBL模式讲解知识点→问题再提出→学生作答→反馈效果”的PBL与LBL相结合的教学模式。对每个动物类群,首先由教师提出导向性问题。如针对环节动物门提出10～30个问题,提前15～20天以自学提纲的形式发给学生,让学生带着问题有针对性地进行课前预习。在动物学课堂上,通过问答形式引导学生从外部形态到内部结构全面理解和掌握环节动物门的代表动物——环毛蚓适应土壤生活的特征,逐步总结环节动物与扁形动物相比有哪些进步性特征,并从结构和功能相适应的角度分析与讨论身体分节和真体腔出现的生物学意义。为了具体阐述多毛纲动物适应在海水中自由生活的特点及蛭纲适应寄生生活的特点,需要进一步比较分析这两个纲的动物与环毛蚓在外部形态和内部结构上的差异。整堂课以这样的全新模式进行重复训练,旨在不断巩固学生对已系统讲授知识点的掌握程度。在每次课堂教学过程结束前的5分钟,两个小组要分别对课堂教学内容进行提问,并随机抽取学生对问题进行解答。任课教师依据相关评分标准进行打分并作记录,以此作为学生的平时成绩。除此之外,在实验组学习完每一章节的教学内容后,学生会为自己总结重要知识点并绘制该章节的思维导图,与此同时提出本章学习过程中与人类生活密切联系的相关内容。教师选择其中专业特点突出、实用性强而且能够有效引起学生兴趣的内容为主题,指派实验组学生在课后查阅相关资料并在教师的指导下共同准备备课资料,最后由实验组的学生为班级同学讲授本章的重要体系。

动物学是一门系统连续性较强的学科,每个章节内在都存在着密切的联系,因此在课堂教学过程中,教师需要引导学生采用分析比较法对所学专业内容进行总结归纳。每学完一个章节之后,学生可采用分析图表的方式对本章内不同纲之间的显著特征进行比较。课堂教学全部结束之后,学生需要自行归纳总结一张动物知识矩阵表,每一行代表不同的动物门,而每一列代表不同系统的主要特征。这样做能够让学生在清晰直观地全面了解不同动物门的主要特征基础上,进一步探索各个系统的进化历程。此外,在课堂教学过程中,学生能够以小组为单位,通过查阅相关图书和网络资料并制作课件,介绍一些该动物门其他代表性动物的形态结构、生理特点及与人类之间的关系;亦可通过该动物门的前沿研究进展,了解某一个门动物类群的研究趋势,再由1～2名学生作为代表在讲台上为同学们进行讲授。通过这一学期的课程学习。两个教学班级期末考试成绩统计结果见表1。

表1 对照组与实验组学生期末成绩比较

根据数据结果,可得出采用传统LBL教学授课班级(对照组)与采用PBL与LBL整合课程教学范式授课班级学生(实验组)在期末卷面成绩方面区别不大,但优秀率差异显著。由此可见,采用PBL与LBL结合课程教学模式能够激发学生的学习热情,有效提高学习成绩。除此之外,通过不及格率的比较,发现实验组的不及格率相对较低,这表明PBL与LBL整合教学模式对后进生的学习帮助较大。从比较探索性题得分率,能够看出实验组的得分率远高于对照组,这表明PBL与LBL整合教学范式能够促进学生对探索性知识的学习。

2 基于PBL与LBL整合的动物学课程教学范式实施效果评析

LBL是以教师讲授为主的传统教学手段,具有知识系统完备、理论系统清晰等方面的优势,有利于教师对重点难点及课堂教学进度进行掌控,因此在一些基础理论教学过程中,LBL模式仍然是不可取代的。在LBL教学体系中,教师可以在规定的时间内向学生集中传授系统知识,所教授的知识点之间逻辑性较强,知识体系完备,对教学资源的形式要求较为简单,能够较好地完成预定的教学目标与任务。但LBL以学生记忆、强制学习为特点,侧重知识传授而轻素质培养,学生在学习过程中比较被动,以接受各种知识为主,师生交流是单向的[6],不利于发挥学生的主观能动性。这种教学模式不利于提高学生学习的主动性和学习兴趣,亦不利于培养学生的自主学习能力和开拓创造精神[7]。

与LBL教学法相比,PBL教学法以优先提出“问题”为导向。学生作为学习者,必须充分发挥自主性和创造性,主动构建自己的实用知识,持续地反思以及批判性地对所学知识进行深入思考。在教师的整体指导下,PBL教学法重点强调学生在教学过程中的主动参与,促使学生将自身置身于具体问题的情境下,经历“分析问题-探索问题-解决问题”的过程。这种教学模式能够打破学科界限,重组课堂教学内容,强化系统知识的整体性和实用性,使学生在有限的时间内学到更多的科学知识。PBL教学范式强调以学生为中心,学生根据自身的需要自己设计、实验和决策,积极性和主动性将得到极大激发。这种主体参与过程使学生不仅得到决策能力的训练,也获得一系列科学探索方法的训练。在PBL教学模式下,学生运用科学的方法对问题进行研究,实现知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观的发展。

问题性、实践性、参与性和开放性是PBL教学模式的本质特征,有利于发展学生的主体性,有利于学生自主学习自身发展所需的知识,有利于培养学生可持续发展能力,同时培养学生健康的社会情感和创造精神。在我国高等教育课程改革中,如何正确理解和实施“教”与“学”,是摆在每一位教育工作者面前的重要问题。PBL教学范式的优点较为显著,但也存在着一定的局限性。例如,不同类型学生的基础知识储备参差不齐,在进行课堂讨论时会呈现出一定的差异,久而久之,会在一定程度上影响基础相对薄弱学生的学习积极性,导致其不能同步完成学习目标。因此,我们要结合LBL和PBL教学范式各自的优点,摒弃它们的不足之处,以有效地提高课堂学习效果[8]。

采用PBL与LBL整合教学范式,在动物学课程教学过程中融入大量前沿发展教学案例,使动物学知识与生命科学现象联系起来,促进学生实践能力和创新思维的发展,引导学生运用观察、发现、归纳和实践等方法解决实际问题,使学生能够在实践与研究过程中学习科学方法。在课堂教学中,通过小组活动充分调动每一个学生的积极性,培养学生的团队合作精神,有利于学生构建完备的知识结构,促进学生对所学知识的系统掌握,完善认知框架。教师在教学过程中需对学生的实验、分组讨论、小组分工和合作进行系统总结,肯定学生优点的同时还需指出不足,帮助学生总结经验教训、学会方法,同时培养学生刻苦钻研、一丝不苟的学习习惯和态度。这种整合模式下,学生的培养成效明显。期末考试成绩分数在60～69分的学生数占总人数的6.7%,70～79分的学生数占总人数的35.2%,80～89分的学生数占总人数的46.3%,90～100分的学生数占总人数的11.8%。课程目标达成度结果表明,该授课方式和考核评价机制能够很好地反映学生对课程的掌握情况以及师范认证中毕业要求的达成情况,采用PBL与LBL整合教学范式下的授课学生平均考试成绩明显优于LBL教学范式。

在学生进行课堂讨论的过程中,教师应及时有效地指导学生解决其在学习过程中遇到的问题和困难,帮助学生修改与补充实验步骤,在实验教学过程中引导学生观察分析实验结果,最后对学生课堂表现根据相关标准作出点评。同时,教师还要强调本节教授课程的重难点、实验原理和关键步骤[9]。总之,PBL与LBL整合教学范式是吸取了两种教学模式的优点的新教学范式,其优点在于激发了学生的学习兴趣,培养了他们的独立思考与观察能力、实践和创新能力。

3 基于PBL与LBL整合的动物学课程教学范式改革建议

3.1 适应性探索

课程教学范式改革已成为我国高等院校教育教学改革亟需突破的瓶颈问题。PBL与LBL整合教学范式作为一种适应多学科的教学改进模式,在强调提高学生的自主学习能力和培养学生解决实际问题的能力方面与我国教育改革总体方向相一致,因此将其推广应用具有较强的理论价值和实践意义,将这两种教学模式整合运用于应用型课堂教学已成为一种必然趋势[10]。

3.2 新的教学范式改革路径

在新的教育理念下,我们应从我国的国情出发,把教育内容和教学方法的改革作为重要环节。我国高校生物科学专业的发展对学生综合素养提出了新的要求。为有效提高课堂教学效果,高校生物科学专业动物学课程教学需要进行改革。完善与开拓新的教学模式是高校教学的必然选择。开展PBL与LBL教学整合教学模式是我国高等院校教学改革的重要内容之一。高校应结合自身的能力发展方向、学科特点和专业要求,积极有效探索PBL教学模式,以满足现代生物科学专业对学生综合素养的新标准和新要求。

开展PBL和LBL教学整合不是完全否定已有的传统教学范式,反而更有助于学生充分理解传统课程教学范式的基本特征和价值。在教学过程中,教学条件、实践基地、授课学时、教学效果评价、教师角色的重新定位以及师生关系的转变等因素在一定程度上限制了PBL的应用范围。由此看来,实施传统课程教学范式和PBL教学范式相结合的两种模式是目前高校课程教学改革较为实际的路径选择。

3.3 重新定位教师与学生的角色

在基于PBL与LBL整合的动物学课程教学范式中,教师与学生的角色发生了转变,给学生充分的实践机会,促使学生主动探究学习。LBL教学模式主要关注教师如何尽职尽责地准确传达课程教学大纲给学生,教师处于知识传授的主导地位。而在PBL教学模式中,学生由原来的被动听课者变为教学活动的参与者,充分发挥了学生的主体作用,体现了PBL教学范式的优势。首先,教师与学生互动频繁,学生课堂应变能力不断提高,对课程大纲的理解与思考也更加充分。其次,学生有时扮演教师的角色,教师为他们提供学习资料,解释阅读材料中的问题,而不需要将答案直接告知,鼓励学生自己找到问题的答案,对问题进行解释。最后,通过讨论与交流,进一步发现新的问题,并对问题进行更深入的研究。整合教学对教师的知识体系、教学理念与教学能力等方面提出了更高的要求,需要教师具备更多的教学实践技能并在教学设计上花费更多的时间和精力[10]。

显而易见,在这门课程的学习过程中,每位学生都要以学生和教师的双重身份参与到课程的学习中。在学习每部分理论时都要多想一想,我在讲台上应该如何做?怎样做还会更好?如果明天我要上课,要做哪些准备?等等。学生在“做”的过程中学习,参与讨论、设计、讲课等,以加深对教学理论的理解。另外,在学习中,通过资料整理或者教学内容的学习进行反思和领悟,就会发现更多值得探究的内容。

3.4 引导学生自主学习

在动物学教学实践中,学生作为学习者,要充分发挥自主性和独创性,主动优化自己的知识结构,不断反思以及对所学知识进行批判性的思考[11]。自主学习将学习的主动权交到学生手中,让学生能够根据自身的需求、兴趣和其他一些条件主动地选择适合自己的研究内容。教师也可以提供一些选题,并告诉学生需注意的事项。“自主”始终贯穿于学习过程,从学习目标的明确、学习内容的确定到学习形式、方法的选择,再到学习过程的推进,学生均须参加[12]。

根据动物学课程特点,我们要重新规划教学计划、教学设计、教学评价手段,使教学内容更加趋于合理化,同时符合生物科学专业特点,满足学生学习兴趣。在教学过程中应用PBL与LBL整合的教学范式,学生更易理解本课程微观与深层次的问题。以教师为中心向以学生为主体转化,学生由被动接受知识转化为主动思考问题并解决问题,有利于培养学生的观察能力、思维能力和实践操作能力,同时学生也学会了认识未知事物的科学方法。

4 结语

在高校动物学课程教学改革过程中,教师需要创新教学模式,选用PBL与LBL整合的教学范式无疑是一种创新有效的教学范式改革路径。针对LBL与 PBL两种教学模式各自的优点和不足,将二者巧妙结合,能够更大程度提升学生将理论知识转化为实践的能力,提高学生的交流沟通能力和创新能力[13]。 运用PBL与LBL整合的教学范式,对丰富和发展动物学教学理论,更好地指导动物学实验教学实践具有重要的现实意义。“基于PBL与LBL整合的教学范式使学生具有极大的自主性和独立性,对培养学生创造性和批判性思维以及提高教学质量具有积极作用。