1、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, 李霞, 汪强虎, 孙杰（哈尔滨医科大学生物信息科学与技术学院，黑龙江 哈尔滨 150086）摘要 以问题为基础的学习(PBL)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。关键词 PBL 教学法; 生物芯片; 传统教学 Problem-based learning 简称 PBL，可译做“基于问题学习” ，是 1969 年美国医学教育改革先驱
2、 Barrows 教授首创的一种新的教学模式 1。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，在临床前期课临床课中，以病人问题为基础，以学生为中心的小组讨论式教学，通常 68 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-Based Learning, 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
3、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，基于问题学习能够比传统的讲授基础学习更好地达到这些培养目标 3。鉴于它诸多的优越性，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。而且，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教授所说,“是一种有效果的和高效率的教学方法” 4。目前，PBL 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
4、门专业课，本文结合生物芯片技术课程的特点，探讨了 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。一、医学院校生物芯片技术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的强大的生命力和广泛的应用领域。生物芯片技术课程是现代生物技
5、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。本课程讲述生物芯片从概念的提出及发展过程，系统介绍生物芯片的原理、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，使医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得到锻炼与启迪，从而开阔思路，激发探索和创新精神，增强适应能力，提高自身的素质。它的最大特
6、色是以学科融合、科研探索和联系临床应用为特点。通过这门课程的设置和实施，将有利于完善医学生的知识结构。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。主要以传统的“以授课为基础的学习” （Lecture Based Learning）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钻以求完美，或以讲授为主，形式上辅以局部小范围内各种改进，如压缩精减兼并教材，只保留重、难点精讲，依此省时减压。在了解学生中普遍的思想动态、学习困惑、渴望及要求后，这种教学方
7、式主要缺点总结有以下几点：1. 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. 形态学授课方式过死，照本宣科，上课效果差，课后没有兴趣复习。 3. 听到许多学生反应，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局限性，使得学生被动的接受而不能充分了解，充分掌握。二、PBL 教学法在医学院校生物芯片技术教学中的初步探索1. 生物芯片技术 PBL 教学中的课程结构和教学方法以问题为引导的生物芯片技术课程设计与改造，应结合学科特点及内在规律，问题应包括两个
8、方面：（1） 能够引发思索知识内容的一般性问题；（2） 与基础知识内容有关联的科研与临床问题及参考文献。课前将学生 5 人分为一讨论小组，将教材纲要在自学前发放给学生，引导锻炼其按要点阅读教材的能力。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，供自学思考。布置安排自学，充分让学生自学，创造研讨气氛情景，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，查阅文献过程中，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，调动了思维的主观能动性和
9、潜力，效果必然十分可观有效。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，一方面还要相互之间进行信息的分析和评价。最后，教师概括总结本课程学习的重点、难点。2. 生物芯片技术 PBL 教学中的教材改造在国内，将生物芯片技术作为单独一门课程的单位还非常有限，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本科生使用,但我国现已有数种与生物芯片技术有关的书刊,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 教学方式就必须对教材做相应的改革，以
10、加强学生能力和素质培养为目标， 围绕教学重点， 以 2 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 2-3 年左右在内容上适当调整、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， 可以把实验室无法完成的实验通过 PBL 教学让学生领会、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，有哪些原理和传统方法类似，而有哪些环节有所不同，在操作的时候是需要具体注意的，让即使
11、没有接触过生物芯片技术的人也不会感到陌生。同时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。3. 生物芯片技术 PBL 教学中的科学评估体系传统教学模式下，学生主要是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，但短期掌握的内容很快随时间延长而消退。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。这种考试， 既注重考察学生学习所获得的知识， 也注重考察学生处理实际问题的能力。生物芯片技术课程考核分为阶段测验和期末考试两个部分。阶段测试包括平时课堂提问，讨论
12、（PBL）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员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， 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；在试题中减少死记硬背的题型，将理解和与医学实践、科研结合的分析型试题增加到 4060% 。通过这种考核方式可较为公正、科学的评定学生的学习效果，调动了学生积极性， 同时学生又不必太担心学习成绩， 这种评估体系将助于锻炼学生创造力和想象力。三、PBL 教学法在医学院校生物芯片技术
13、教学中可能存在的问题基于问题学习模式在我国一些医学院校中的基础课、临床课和实验课中已取得了较好效果，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. “问题”学习方法的性质可能对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“量”而非“质”的追求，会产生对新模式的急躁与怀疑。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时间方面的紧迫不足，自学能力、思维习惯中潜在的惰性将带来讨论质
14、量的下降，因而达不到理想的意义建构。4.学生利用各种信息资源的手段相对比较贫乏；部分学生合作能力不强、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 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。参考文献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, 2005:54.2 杨耀防.典型的以问题为中心的教学过程剖析.国外医学医学教育分册, 1994, 15(4):150
15、-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.浅谈教学法及在我校教改中的具体应用 J.卫生职业教育,2003,2(2):44-465 王婷，于淼，刘琳琳，李天娇. 医学教育 PBL 教学实施方式的探讨 J. 中国高等医学教育，2007, 12：1-2Investigation of problem-based learning to Biochip teaching in higher medical schoolsZHOU Meng
16、, LI Xia, WANG Qiang-hu, SUN JieCollege of Bioinformatics Science and Technology, Harbin Medical University, Harbin 150081 ChinaAbstract: Problem-based learning (PBL) method can help students give an active role in arousing the enthusiasm, initiative and creativity, and has lots of merits that tradi
17、tionally teaching methods can not analogy with. The application of PBL teaching method combined with traditional teaching methods in biochip teaching provides a new way of thinking in higher medical teaching reform.Key Words: problem-based learning; biochip; traditional teaching第一作者简介： 周猛，男，讲师，硕士学位，目前主要从事与生物信息学相关的教学科研工作。
