关于生物工程专业实验体系中PBL教学模式的探索与实践.docVIP

关于生物工程专业实验体系中PBL教学模式的探索与实践 　　[摘 要] PBL教学是一种以问题为中心、学生为主体的教学模式。本文在介绍PBL教学特点的基础上，提出了在生物工程专业实验课程体系中运用PBL教学模式。本文介绍了PBL教学模式在生物工程实验课程体系中的组织实施方法，阐述了PBL教学模式对生物工程专业实验课程教学的意义，指出了生物工程实验PBL教学中存在的问题，并提出了解决方法。 　　[关键词] PBL；教学模式；生物工程；实验课程 　　[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2017） 04-0110-03 　　生物工程是以微生物学、遗传学、生物化学和分子生物学等学科的理论和技术为基础，结合化工、机械和信息等工程技术对遗传物质进行操纵，改变生物的性状，使生物产生对人类有益的代谢产物的一门技术，主要包括基因工程、酶工程、蛋白质工程、发酵工程以及细胞工程，是一门应用性强的学科。本校生物工程专业要求学生通过大学四年培养后，具有扎实的生物学与工程学方面的理论基础、具备从事生物工程产品生产、工艺设计、生产管理、新技术研究和新产品开发等方面工作，具有较强实践能力和创新精神的应用型高级工程技术人才。依据生物工程学科的特点及其本科专业的培养目标，培养学生的专业技能和创新能力是各高等院校的核心竞争力和立足之本。实验教学作为本科教学的重要组成部分，不仅是培养学生实践技能的重要手段，也是培养学生分析问题、解决问题和创新能力的重要途径。一直以来，生物工程专业实验教学主要采用以教师为中心的传统教学模式，一般由教师事先准备好实验所需的试剂和材料，然后学生依据相应的实验指导书进行实验操作，且实验内容设置大都属于验证性、演示性或综合性实验，这阻碍了学生分析问题、解决问题以及创新能力的培养。因此，对生物工程的专业实验课教学内容、教学方法和手段等进行改革势在必行。本文针对目前生物工程专业实验课程教学的现状，将PBL（problem-based learning）教学模式引入到生物工程实验课程体系的教学实践当中，以江苏科技大学生物技术学院为例，探索了PBL教学模式在生物工程专业部分实验课程（包括普通生物学、生物化学、生物反应工程和生物分离工程）教学实践中的组织方式、效果评价和教学意义，并指出了亟待解决的问题。 　　一 PBL教学模式简介 　　PBL教学是由神经病学教授Howard Barrows提出的教学方法，最初在加拿大麦克玛斯特大学医学院首先试行，取得了良好的教学效果。PBL教学提倡教师主导，学生积极参与，共同完成课程教学内容。在教学实践中，教师根据教学内容，将学习内容设置到有意义的问题情境中，学生围绕问题展开主动学习，通过查资料、讨论、归纳、论证等学习过程解决问题，从而实现理解和掌握课程学习的内容。PBL教学的优点在于能够最大限度激发学生的学习兴趣和探索欲，提高学生自主学习能力、分析问题能力以及解决问题能力。与传统教学相比，PBL教学具有问题基础性、团队协作性、时空开放性、知识探索性、师生互动性等特征。 　　按照PBL教学实践，通常PBL教学环节大致可以包括：划分学习小组；教师根据教学内容提出问题；学生归纳所需解决的问题；学生收集资料；教师与学生讨论；提供反馈信息；解决问题；产生新的问题；重复上述教学过程，直到完全掌握教学内容，其教学流程如图所示。 　　二 生物工程专业实验课程体系中PBL教学的组织实施 　　（一）立足本课程内容，设立综合性问题情景 　　针对教学内容设立综合性问题情景是PBL教学的关键环节，直接决定着教学效果。因此，在设立问题情景时应遵循以下原则： 　　1 ??题的层次性 　　问题设计一定要有层次，难易结合，要有一定的梯度性，使学生在解决问题过程中既能感受到成就感，也能感受到挑战性，激发学生的学习积极性和探索欲。 　　2 问题的真实性 　　问题设计应遵循实事求是原则，不能虚拟，应与生活实际相关，培养学生利用专业知识分析和解决实际问题的能力。 　　3 问题答案的多样性 　　问题的解决方法应具有多种形式，无固定的解决方法和过程，这既能提高学生思维的灵活性，又能培养学生的发散思维能力；同时，问题答案的多样性也决定了学生在解决问题时会涉及到诸多知识内容，促使学生牢固掌握相关专业知识。 　　例如，在“分离纯化一种蛋白酶”的设计性实验中，教师对几种常用蛋白酶进行简单介绍，学生可根据自己的兴趣选择一种蛋白酶为目标物质并以此进行相应分组，然后教师针对每组分别进行实验设计引导。以木瓜蛋白酶为例，提出系列问题：“木瓜蛋白酶有何用途？”，“木瓜蛋白酶有何特征？”，“蛋白酶粗提的方法有那些？”，“为什么要在分离过程中实时测定比活力？”，“蛋白酶纯化有哪些方法？”。学生通过解决上述系列问