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【摘要】为使药学专业本科生掌握分子生物学的基本技术,全面提高药学专业本科生的综合素质,根据学生实际情况和培养目标采用基于问题学习(Problem-Based learning, PBL)的教学方法,通过开展相关实验使学生更好地掌握分子生物学的关键、前沿技术,培养了药学本科生获取知识的能力、团队合作精神、以及口头表达和科研操作等能力。
【关键词】药学分子生物学 教学方法 基于问题学习
【中图分类号】G424.1 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)09(b)-0021-02
分子生物学是在分子水平上研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结构、组织和功能的学科,根据化学和物理规律来解释生命现象,是生命科学发展过程中产生的一门新兴学科。随着生物技术、重组DNA技术的建立,分子生物学已渗透到生命科学的各个领域,完全改变了生命科学的面貌,并对人类的生活影响深远[1]。
分子生物学中新技术和新方法的涌现,促进了药物研究的迅速发展,如药物高通量筛选、组合化学、生物芯片、转基因和基因敲除等新技术,这也是学校对药学本科生开设分子生物学课程的主要原因。但由于分子生物学的知识体系庞杂、基础理论抽象,传统的板书式教学模式很难将分于生物学知识直观生动地传授给学生,“预习-听课-复习-考试”四段式教学方法的效果很差,更谈不上脉络清晰、系統性强的知识体系的构建以及创新思维的培养。
为实现“拓宽知识、增强能力、提高素质”的课程教学目标,使学生通过课程学习,自主建立学科知识体系、培育科学思维与学习能力、提高综合素质与创新精神,必须变革分子生物学教学手段,激发学生的学习兴趣,提升分子生物学教学质量。本教研室几年来实施开展Problem-Based learning (PBL)教学法,PBL是以问题为导向的教学方法,是基于以学生为中心的教育方式,1969年由美国的神经病学教授 Barrows 在加拿大的麦克马斯特大学首创。
与传统的以学科为基础的教学法有很大不同,PBL强调以学生的主动学习为主,而不是传统教学中的以教师讲授为主;PBL 将学习与更大的任务或问题挂钩,使学习者投入于问题中;它设计真实性任务,强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中,通过学习者的自主探究和合作来解决问题,从而学习隐含在问题背后的科学知识,形成解决问题的技能和自主学习的能力,因此,培养学生养成提问的习惯、以问题为动力激发学习的主动性、通过解决问题而获得知识,这正是PBL教学法的核心所在[2]。
以问题为导向的教学方法,运用在药学分子生物学中是以新药研究和开发为先导,以研制过程中碰到的问题为基础,以学生自主学习为主体,以教师为导向的启发式教育,以培养学生的能力为教学目标。在几年的教学改革过程中,我们逐渐形成了“教师提出问题—学生查阅资料—分组讨论—教师总结—实验课加强”的分子生物学教学模式。现就相关体会做一些说明。
1 教师课前提出问题
“兴趣是最好的老师”,因此只有对所学知识感兴趣,才能在课堂上尽快地进入学习状态,将全部精力集中在必要的学习内容上。因此教学中首先要激发起学生的学习兴趣,避免一些对药学分子生物学“枯燥”理论的学习。分子生物学是一门综合性、边缘性学科,内容新而庞杂。每一个理论的背后都有一系列的科学实验作支撑,因此教师应在备课过程中做好充分的准备,首先要根据授课的内容查阅相关教材、文献、资料等,将前人的科研过程再现于学生面前,结合该技术在现实生活中的应用,然后编写例子,提出相应的问题,课前一周发给每位同学。问题的好坏直接决定了学生的主动性和积极性,甚至后期教学的效果,这也就是PBL教学法的精髓所在。
比如说蛋白质生物合成过程内容枯燥,难记忆,难理解,是多年来分子生物学教学上的一个难点。在讲述这一章节前,可以提出现在法医常常只需要通过犯罪现场的一滴血或者一根毛发就进行破案,其根据什么原理,以及中间涉及到什么知识？还有在讲述生物技术这一章节时,可以用转基因药物这一较新的概念作为铺垫,让学生查找并讨论研制过程所涉及的生物技术？这样学生会对所要学习的知识产生求知欲。
2 学生查找资料
在教师提出问题后,接下来就需要学生的主动配合,要求同学根据所提问题充分预习教材,通过各种手段查阅大量的文献资料,并积极与其它同学进行交流沟通,掌握基本知识,得出最佳结论。这样的学习,所需的时间精力大大多于普通的课堂学习,但由于学生长期接受“填鸭式”教育,缺乏主动发现问题、解决问题的积极性和能力,部分学生只满足于获取好的“分数”,所以对PBL教学改革形式会觉得太“花费”时间,这也是一种依赖于以往教学理念和学习方法的表现,因此,学生也应从自身出发,完成角色转换,从被动的学习者转变为学习的主人。否则很难达到预期的教学效果和目标。
学生查找资料主要通过网络资源,从Google和Baidu,又比如从专业一点的PubMed和学校图书馆购买的数据库等,其次还有通过图书资源,查找相关知识。学生在这个过程中渐渐掌握各种手段,提升了文献检索、查阅资料的能力,为今后的科研工作打下了坚实的基础。
3 分组讨论
学生在花了大量的时间查阅大量的资料,随后进行整理,最后要求他们在课堂上进行讨论,但是中国的学生长期接受传统理念的教学模式了,养成了“你说我听,你写我记”的学习习惯,不善于表达,也不愿意讨论,这是中国学生的一大弊病,在开展PBL教学法的初期,笔者就经常碰到课堂上没人发言的尴尬情况,只能靠点名的方式来要求学生发言。
因此我们采取分组讨论的形式,将3-4名同学为一组,人少了观点不够多,人多了有些人容易偷懒,在他们分别查阅相关资料后,课下分组进行讨论,课上同学以组为单位来回答,回答不足之处,再由其他组的同学补充。有时候各组同学间会因为同一个问题提出不同的观点,有时候会争得面红耳赤。这种方法的效果很好,首先,它为学生们营造了一个轻松、主动的学习氛围,使其能够自主地、积极地畅所欲言,充分表达自己的观点;其次,可使有关课程的问题尽可能多地当场暴露,在讨论中加深对理论的理解,还可以不断发现和解答新问题,印象更加深刻;第三,它不仅对理论学习大有益处,还锻炼学生归纳总结、综合理解的能力,逻辑推理、口头表达的能力,这些将对今后开展药学工作打下良好基础。
4 教师总结
最后教师对本节重点和学生回答模糊的问题作出小结。PBL作为一种开放式的教学模式,对教师自身的素质和教学技巧都有很高的要求,要求教师不但对本专业、本课程内容熟练掌握,还应当扎实掌握相关学科知识,并要具备提出问题解决问题的能力、灵活运用知识的能力、严密的逻辑思维能力,和良好的组织管理能力。要善于调动学生积极性、寓教于乐、控制课堂节奏等技巧。教师应该熟悉教学大纲和学生的能力情况,这样才能规划好学习的重点、难点,制定有针对性的讨论提纲,选择出适当的问题,此为做好PBL教学的基本前提。另外,教师要学习和具备良好的组织管理能力,控制课堂节奏等技巧。
5 实验教学巩固
分子生物学是一门实验学科,单凭理论的空洞讲述是不够的。分子生物学技术不仅用于本学科的研究,而且广泛应用于基础医学领域、临床实验和药学的研究,因此对药学专业学生开设分子生物学实验是极其重要的。有些单位主张把理论课和实验课分割开来,认为增加实验课的课时可以使学生能更好的掌握技术[3]。但是本教研室采取的是在理论课学习后就用实验课来巩固所学知识,让学生对所学知识与现实生活更好的结合起来,这样不仅仅加强了印象,也提高了学生的科研思维能力。
本校在現有条件下给学生开设了分子生物学实验课,实验包括DNA/RNA的提取和电泳检测,DNA的酶切、聚合酶链式反应、SDS-PAGE、印迹实验等内容。实验前,老师利用网络资源寻找分子生物学实验有关原理的FLASH动画,同时将预实验过程中的步骤拍成照片制作成多媒体课件,这样在给学生讲解时既形象又生动,使实验全程变得具体化、形象化,从而化难为易,直观的实验技术使学生对于难点掌握起到事半功倍的效果。实验时,提供充足的时间,让每个学生都有动手操作的机会,老师密切观察学生的操作情况,随时纠正其不规范的操作,以提高实际操作能力。实验后,要求学生认真写实验报告、实验体会。对一些成本较高而实验室无法开设的实验如RNA干扰技术、基因芯片技术,我们一方面结合多媒体教学进行讲述,另一方面结合科研课题采取实验开放的方法尽可能让学生了解相关知识。
通过实验,学生可以更好的掌握分子生物学的理论知识,为他们今后从事药学研究打下坚实的基础。
6 结语
经过几年的教改实践,有些接受PBL教学的本学生考上笔者所在科室的研究生,通过对比发现,本科阶段经过PBL教学方法训练的研究生,在涉及药学相关科研后,他们比没有经过PBL教学的学生能更快地进入科研角色。通过PBL教学,学生至少可以提高以下三种能力:
6.1 获取知识能力
通过课下查阅资料,同学们学会如何去检索,如何获取所需知识,并与实际情况相结合,将资料变成自己的知识,从实验中更好的掌握原理,从而变被动学习为主动学习。这种教学模式在锻炼学生自主学习、获取知识等方面起到了很好的作用。
6.2 口头表达能力的培养
PBL教学模式同以往传统教学模式的最大不同点就是更大程度地发挥了学生的口头表达能力,学生在分组讨论,课堂讨论的过程中能提出自己的观点,使知识能更好的,更加有效地进行交流。
6.3 团队意识的培养
科学实验不是一个人随意的活动,分工与协作是一个科研工作者应具备的素质,现代科学更加看重团队意识以及集体智慧的结晶。学生在分组讨论、分组实验的过程中,他们相互帮助、相互监督,从而有意识地培养相互协作精神,养成良好的科研习惯,为将来从事科学研究工作打下良好的基础。
总之,通过“教师提出问题—学生查阅资料—分组讨论—教师总结—实验课加强”的PBL教学方法,能使药学专业的本科生能够在学习过程中用分子生物学理论武装自己,用分子生物学思维思考问题,并能将所学的分子生物学理论知识与药学有关学科结合起来,从作用机理角度更深人地思考相关问题,为今后的药学研究打下坚实的生物学基础。
参考文献
[1] 朱玉贤,李毅.现代分子生物学.北京:高等教育出版社.2002.
[2] 陈萍,减伟进.西方现代教学理念与策略之剖析.中国高等医学教育,2005,(3):22-24.
[3] 徐启江,李玉花.分子生物学教学改革与高素质人才培养.黑龙江高教研究,2007,(6):158-160.
【关键词】药学分子生物学 教学方法 基于问题学习
【中图分类号】G424.1 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)09(b)-0021-02
分子生物学是在分子水平上研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结构、组织和功能的学科,根据化学和物理规律来解释生命现象,是生命科学发展过程中产生的一门新兴学科。随着生物技术、重组DNA技术的建立,分子生物学已渗透到生命科学的各个领域,完全改变了生命科学的面貌,并对人类的生活影响深远[1]。
分子生物学中新技术和新方法的涌现,促进了药物研究的迅速发展,如药物高通量筛选、组合化学、生物芯片、转基因和基因敲除等新技术,这也是学校对药学本科生开设分子生物学课程的主要原因。但由于分子生物学的知识体系庞杂、基础理论抽象,传统的板书式教学模式很难将分于生物学知识直观生动地传授给学生,“预习-听课-复习-考试”四段式教学方法的效果很差,更谈不上脉络清晰、系統性强的知识体系的构建以及创新思维的培养。
为实现“拓宽知识、增强能力、提高素质”的课程教学目标,使学生通过课程学习,自主建立学科知识体系、培育科学思维与学习能力、提高综合素质与创新精神,必须变革分子生物学教学手段,激发学生的学习兴趣,提升分子生物学教学质量。本教研室几年来实施开展Problem-Based learning (PBL)教学法,PBL是以问题为导向的教学方法,是基于以学生为中心的教育方式,1969年由美国的神经病学教授 Barrows 在加拿大的麦克马斯特大学首创。
与传统的以学科为基础的教学法有很大不同,PBL强调以学生的主动学习为主,而不是传统教学中的以教师讲授为主;PBL 将学习与更大的任务或问题挂钩,使学习者投入于问题中;它设计真实性任务,强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中,通过学习者的自主探究和合作来解决问题,从而学习隐含在问题背后的科学知识,形成解决问题的技能和自主学习的能力,因此,培养学生养成提问的习惯、以问题为动力激发学习的主动性、通过解决问题而获得知识,这正是PBL教学法的核心所在[2]。
以问题为导向的教学方法,运用在药学分子生物学中是以新药研究和开发为先导,以研制过程中碰到的问题为基础,以学生自主学习为主体,以教师为导向的启发式教育,以培养学生的能力为教学目标。在几年的教学改革过程中,我们逐渐形成了“教师提出问题—学生查阅资料—分组讨论—教师总结—实验课加强”的分子生物学教学模式。现就相关体会做一些说明。
1 教师课前提出问题
“兴趣是最好的老师”,因此只有对所学知识感兴趣,才能在课堂上尽快地进入学习状态,将全部精力集中在必要的学习内容上。因此教学中首先要激发起学生的学习兴趣,避免一些对药学分子生物学“枯燥”理论的学习。分子生物学是一门综合性、边缘性学科,内容新而庞杂。每一个理论的背后都有一系列的科学实验作支撑,因此教师应在备课过程中做好充分的准备,首先要根据授课的内容查阅相关教材、文献、资料等,将前人的科研过程再现于学生面前,结合该技术在现实生活中的应用,然后编写例子,提出相应的问题,课前一周发给每位同学。问题的好坏直接决定了学生的主动性和积极性,甚至后期教学的效果,这也就是PBL教学法的精髓所在。
比如说蛋白质生物合成过程内容枯燥,难记忆,难理解,是多年来分子生物学教学上的一个难点。在讲述这一章节前,可以提出现在法医常常只需要通过犯罪现场的一滴血或者一根毛发就进行破案,其根据什么原理,以及中间涉及到什么知识？还有在讲述生物技术这一章节时,可以用转基因药物这一较新的概念作为铺垫,让学生查找并讨论研制过程所涉及的生物技术？这样学生会对所要学习的知识产生求知欲。
2 学生查找资料
在教师提出问题后,接下来就需要学生的主动配合,要求同学根据所提问题充分预习教材,通过各种手段查阅大量的文献资料,并积极与其它同学进行交流沟通,掌握基本知识,得出最佳结论。这样的学习,所需的时间精力大大多于普通的课堂学习,但由于学生长期接受“填鸭式”教育,缺乏主动发现问题、解决问题的积极性和能力,部分学生只满足于获取好的“分数”,所以对PBL教学改革形式会觉得太“花费”时间,这也是一种依赖于以往教学理念和学习方法的表现,因此,学生也应从自身出发,完成角色转换,从被动的学习者转变为学习的主人。否则很难达到预期的教学效果和目标。
学生查找资料主要通过网络资源,从Google和Baidu,又比如从专业一点的PubMed和学校图书馆购买的数据库等,其次还有通过图书资源,查找相关知识。学生在这个过程中渐渐掌握各种手段,提升了文献检索、查阅资料的能力,为今后的科研工作打下了坚实的基础。
3 分组讨论
学生在花了大量的时间查阅大量的资料,随后进行整理,最后要求他们在课堂上进行讨论,但是中国的学生长期接受传统理念的教学模式了,养成了“你说我听,你写我记”的学习习惯,不善于表达,也不愿意讨论,这是中国学生的一大弊病,在开展PBL教学法的初期,笔者就经常碰到课堂上没人发言的尴尬情况,只能靠点名的方式来要求学生发言。
因此我们采取分组讨论的形式,将3-4名同学为一组,人少了观点不够多,人多了有些人容易偷懒,在他们分别查阅相关资料后,课下分组进行讨论,课上同学以组为单位来回答,回答不足之处,再由其他组的同学补充。有时候各组同学间会因为同一个问题提出不同的观点,有时候会争得面红耳赤。这种方法的效果很好,首先,它为学生们营造了一个轻松、主动的学习氛围,使其能够自主地、积极地畅所欲言,充分表达自己的观点;其次,可使有关课程的问题尽可能多地当场暴露,在讨论中加深对理论的理解,还可以不断发现和解答新问题,印象更加深刻;第三,它不仅对理论学习大有益处,还锻炼学生归纳总结、综合理解的能力,逻辑推理、口头表达的能力,这些将对今后开展药学工作打下良好基础。
4 教师总结
最后教师对本节重点和学生回答模糊的问题作出小结。PBL作为一种开放式的教学模式,对教师自身的素质和教学技巧都有很高的要求,要求教师不但对本专业、本课程内容熟练掌握,还应当扎实掌握相关学科知识,并要具备提出问题解决问题的能力、灵活运用知识的能力、严密的逻辑思维能力,和良好的组织管理能力。要善于调动学生积极性、寓教于乐、控制课堂节奏等技巧。教师应该熟悉教学大纲和学生的能力情况,这样才能规划好学习的重点、难点,制定有针对性的讨论提纲,选择出适当的问题,此为做好PBL教学的基本前提。另外,教师要学习和具备良好的组织管理能力,控制课堂节奏等技巧。
5 实验教学巩固
分子生物学是一门实验学科,单凭理论的空洞讲述是不够的。分子生物学技术不仅用于本学科的研究,而且广泛应用于基础医学领域、临床实验和药学的研究,因此对药学专业学生开设分子生物学实验是极其重要的。有些单位主张把理论课和实验课分割开来,认为增加实验课的课时可以使学生能更好的掌握技术[3]。但是本教研室采取的是在理论课学习后就用实验课来巩固所学知识,让学生对所学知识与现实生活更好的结合起来,这样不仅仅加强了印象,也提高了学生的科研思维能力。
本校在現有条件下给学生开设了分子生物学实验课,实验包括DNA/RNA的提取和电泳检测,DNA的酶切、聚合酶链式反应、SDS-PAGE、印迹实验等内容。实验前,老师利用网络资源寻找分子生物学实验有关原理的FLASH动画,同时将预实验过程中的步骤拍成照片制作成多媒体课件,这样在给学生讲解时既形象又生动,使实验全程变得具体化、形象化,从而化难为易,直观的实验技术使学生对于难点掌握起到事半功倍的效果。实验时,提供充足的时间,让每个学生都有动手操作的机会,老师密切观察学生的操作情况,随时纠正其不规范的操作,以提高实际操作能力。实验后,要求学生认真写实验报告、实验体会。对一些成本较高而实验室无法开设的实验如RNA干扰技术、基因芯片技术,我们一方面结合多媒体教学进行讲述,另一方面结合科研课题采取实验开放的方法尽可能让学生了解相关知识。
通过实验,学生可以更好的掌握分子生物学的理论知识,为他们今后从事药学研究打下坚实的基础。
6 结语
经过几年的教改实践,有些接受PBL教学的本学生考上笔者所在科室的研究生,通过对比发现,本科阶段经过PBL教学方法训练的研究生,在涉及药学相关科研后,他们比没有经过PBL教学的学生能更快地进入科研角色。通过PBL教学,学生至少可以提高以下三种能力:
6.1 获取知识能力
通过课下查阅资料,同学们学会如何去检索,如何获取所需知识,并与实际情况相结合,将资料变成自己的知识,从实验中更好的掌握原理,从而变被动学习为主动学习。这种教学模式在锻炼学生自主学习、获取知识等方面起到了很好的作用。
6.2 口头表达能力的培养
PBL教学模式同以往传统教学模式的最大不同点就是更大程度地发挥了学生的口头表达能力,学生在分组讨论,课堂讨论的过程中能提出自己的观点,使知识能更好的,更加有效地进行交流。
6.3 团队意识的培养
科学实验不是一个人随意的活动,分工与协作是一个科研工作者应具备的素质,现代科学更加看重团队意识以及集体智慧的结晶。学生在分组讨论、分组实验的过程中,他们相互帮助、相互监督,从而有意识地培养相互协作精神,养成良好的科研习惯,为将来从事科学研究工作打下良好的基础。
总之,通过“教师提出问题—学生查阅资料—分组讨论—教师总结—实验课加强”的PBL教学方法,能使药学专业的本科生能够在学习过程中用分子生物学理论武装自己,用分子生物学思维思考问题,并能将所学的分子生物学理论知识与药学有关学科结合起来,从作用机理角度更深人地思考相关问题,为今后的药学研究打下坚实的生物学基础。
参考文献
[1] 朱玉贤,李毅.现代分子生物学.北京:高等教育出版社.2002.
[2] 陈萍,减伟进.西方现代教学理念与策略之剖析.中国高等医学教育,2005,(3):22-24.
[3] 徐启江,李玉花.分子生物学教学改革与高素质人才培养.黑龙江高教研究,2007,(6):158-160.