PBL教学法应用于环境生物学教学的实践与探索

蔡深文+樊磊磊+颜雄

摘要：为提高教学效果，在环境生物学课程教学过程中试行PBL教学法，问卷调查结果表明PBL教学法能够提高学生学习兴趣，同时也提升了学生自主学习、分析和解决问题及合作交流的能力。由于学生基础理论知识、基础设施等方面的不足使PBL教学法在环境生物学教学中的运用受到一定限制。因此，PBL教学法应与传统教学法相结合，充分发挥PBL教学法的优势，培养具备解决实际问题能力的人才。

关键词：PBL教学法；环境生物学；能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）03-0164-03

环境生物学是研究生物与受人类干扰的环境之间相互作用规律及其机理的科学，是环境科学的一个分支学科。伴随环境问题的日趋严峻及人们对解决环境污染问题的紧迫性要求，环境生物学领域的研究内容也日益丰富，同时随着相关技术的不断更新与发展，对生物与环境关系认识的不断深入，运用生物评价环境状况和治理环境污染越来越受到人们的重视。环境生物学课程是环境科学、环境工程、环境科学与工程等专业的基础课程，是一门理论与实践并重的课程，该课程的学习将为相关专业学生进一步学习环境监测、环境污染治理等相关课程提供生物学基础，因此，环境生物学在环境相关专业的课程体系中至关重要。由于环境生物学涉及环境和生物两大部分内容，如环境污染的生物效应、环境污染的生物净化及保护生态学等，生物与环境间的关系复杂，研究内容多、范围广，大部分学校的环境生物学教学任务重，为使学生获得系统性认知，在教学方法上主要是以教师讲授为主的传统教学法。然而传统教学法中教师处于主导地位，学生往往处于被动学习的状态，特别是在学习能力培养方面有所欠缺。采用何种教学方式方法才能使学生通过本课程有限学时的学习，具备主动获取知识的能力和应用生物学基本原理分析及解决实际环境问题的能力，众多学者进行了广泛的研究和探讨，如精选教学内容，创新型的课程体系建设，研究性教学模式，通过课堂互动、充分利用多媒体教学和注重教学信息的反馈来改进教学方法，通过丰富教学手段、改革评价方式提高教学质量。马芸等认为在环境生物学的教学过程中，引入PBL教学模式能够提高学生对环境生物学学习的兴趣。PBL（problem-based learning）教学法是通过让学生解决有意义的问题，从而获得学习积极性一种教育方法。該方法以学生为中心，是重点培养学生的自学能力、思考能力和解决实际问题能力的一种教学方法，目前已广泛应用于多种课程教学中，特别是医学教育，但在其他领域的基础理论课程中仍不多见。遵义师范学院环境科学与工程专业的环境生物学设置在第二学期，48学时，由于学校转型发展，以培养具备实践技能的应用型本科人才为目标，更加注重学生实践能力的培养，理论课程课堂教学学时大幅压缩，人才培养方案中未设置普通生物学和环境微生物学课程，因此，环境生物学的教学内容多，学时少，在不具备普通生物学基础知识背景下，很多原理如污染物在生物体内的生物转运和生物转化等内容理解较困难，充分调动学生学习的积极性和主动性对于该课程学习效果的提高至关重要。本文以遵义师范学院环境科学与工程专业的环境生物学课程为例，探讨实行PBL教学法的可行性，以期为本校及其他高校环境生物学课程教学方法改革提供实证依据。

一、PBL教学法在环境生物学教学中的应用

1.问题设置。PBL是基于解决某一问题的学习，首先要求教师在课前提出问题，组织学生课下开展相关内容的调查研究，引导学生在解决问题的过程中学习知识，从而提升学生自学和解决问题的能力，因此，问题设置是否合理直接关系PBL教学效果的好坏。教师根据教学内容和学生的知识背景，设置的问题如下：根据水体富营养化产生的原因及危害，如何有效防治水体富营养化？如何通过急性毒性试验设计测定某污染物LC50的试验方案？如何发挥微生物在污染治理、保护环境方面的作用？教师提前将问题告知学生，以便学生在课前查阅资料、讨论和总结。同时引导学生根据教师提出的问题，利用教材、参考书、图书馆数据库、网络及微视频等渠道获取与问题相关的资料信息。

2.分组讨论。根据学生的学习情况分成多个小组，每个小组6—8人，其中一人作为组长负责协调组员进行问题分析、相互讨论和总结。教师在小组讨论过程中给予适当的引导，帮助学生解决难点，如通过急性毒性试验测定污染物LC50的试验方案中浓度梯度的设置，启发学生思考等对数间距设置浓度梯度的原理。讨论结束后每个小组派一名代表讲述本小组的观点，可做PPT演示或者板书，其他同学进行补充陈述。讨论结束后，由教师总结学生的观点，对讨论情况进行评价，同时解答学生提出的疑问，并引导学生深入思考。

3.教学效果评价。在课堂教学活动结束后，采取随机提问和问卷调查的方式进行考查，以评价PBL教学法在环境生物学中应用的教学效果。随机提问的结果显示学生对重点及难点内容的掌握情况明显提高，未进行PBL教学前，约50%的学生能够在授课结束后较准确地回答提出的问题，应用PBL教学法后，约80%的学生能够回答出相关问题。对参与PBL教学的119名学生（实际回收有效问卷108份）进行教学效果的无记名问卷调查结果显示，有73名学生（67.6%）认为相比传统教学模式，PBL教学法加深了对专业知识的掌握，34名学生（31.5%）认为教学效果差不多，1名学生（0.9%）认为不如在传统教学模式。

二、PBL教学法对学生能力的培养

PBL教学法对学生能力培养的问卷调查结果如表1所示，77.8%的学生认为与传统教学模式相比，PBL教学能够提高学习环境生物学的兴趣；92.6%的学生认为可以提高自己阅读、资料搜集整理的能力；80.6%的学生认为PBL模式下，会频繁地去搜索相关资料完成学习；81.5%的学生认为PBL教学模式更能提高其发现问题的能力；60.2%的学生认为可以提高问题解决能力；62.0%的学生认为可以加强与同学之间的交流、合作；53.7%的学生认为能够显著提高团队合作意识，39.8%的学生不太熟悉小组的运作模式，感觉跟不上小组的节奏，但表示愿意去做；69.4%的学生认为PBL教学模式下的发言与汇报能够提高表达能力。总体而言，PBL教学模式应用于环境生物学的教学过程能够提高学生对该课程的学习兴趣，同时在信息收集、问题的发现与解决、语言表达等方面的综合能力也有所提高。endprint

三、PBL教学法应用于环境生物学中存在的问题及改进措施

虽然PBL教学法与传统教学模式相比有很多优势，但在执行过程中也存在一些困难和问题。

1.传统思维模式的转变。PBL教学模式中，教师要从传统的讲授式教学转变为引导式教学，教师只是学生学习的帮助者，引导学生发现问题并解决问题，要为学生提供学习的资源，督促学生完成任务，对教师的要求更高，对于长期进行讲授式教学的教师来说无疑存在思维定式的转变问题。另外，对于学生而言，也需要转变为学习的主体，成为主动学习者，积极参与讨论。因此要充分调动教师和学生的积极性，特别是要培养学生敢于提问的意识，在设计问题时选择与学生密切相关的问题来激发学生自主学习的动力，给予适当的奖励与惩罚使学生主动参与。

2.学生综合素质有待提高。学生的基础较薄弱及综合素质能力是PBL教学执行的重要阻力，如调查发现28.7%、33.3%、20.4%和16.7%的学生分别认为信息的收集与加工能力、语言表达能力、自主學习能力和团队协作能力是PBL模式下最大的困难。33.3%的学生认为PBL教学模式会增加学习负担，但也认为会学习到更多的知识，58.3%的学生认为虽然能够承担，但感觉比较吃力，只有8.3%的学生认为PBL教学模式比传统教学模式下的学习更轻松。因此，学生综合素质的培养对于PBL教学效果至关重要，在人才培养过程中，可针对性地开展各种文体或素质拓展活动，有意识地培养学生信息检索、语言表达、自学和团队协作等方面的能力。

3.基础设施薄弱。通过问卷调查发现，在PBL教学过程中，82.4%的学生查询资料的主要途径为网络，12.0%的学生通过教材获取信息，仅1.9%的学生通过图书馆查阅资料完成议题。图书、期刊等资料不足使得学生获取信息途径单一，缺乏对网络信息可靠性的甄别能力，同时公共教学资源缺乏导致学生共同讨论学习的场地较少，严重限制了PBL教学的效果提升。PBL教学模式要求方便小组讨论的桌椅等基础设备齐全，图书、期刊等资料要能够满足多人同时使用，特别是某些常用的资料，另外网络基础设施也应满足快速查看或下载相关资料的要求。

4.有效评估困难。PBL教学模式更注重学生分析问题和解决问题的能力，而对具体的知识点较为弱化，通过问卷调查方式只能从学生主观角度进行评价，完全采用传统的考试方式也将不利于客观评价学生的学习情况，因此，多种评价方式，如问答、汇报、自我评价、学生互评、学习报告等均可用于PBL教学效果的评价，但这些评价方式的难度较大，很难做到客观公平。因此，建立客观的评价体系也是PBL教学模式亟需解决的重要问题之一。

四、结语

通过在2届学生共3个平行班的环境生物学教学过程中试行PBL教学法，学生普遍认为PBL教学能够提升自主学习的能力、分析和解决问题的能力及合作交流能力，学习兴趣得以激发，课堂更加活跃。另一方面，学生认为PBL教学需要扎实的基础理论知识，不完善的基础设施也严重制约了PBL教学法的顺利开展，但大多数同学认为能够适应PBL教学模式，也愿意采用非传统教学法来提升学习兴趣和学习效率。因此，在环境生物学的教学过程中，在某些章节采用PBL教学法是可行的，PBL教学法应与传统教学法相结合，充分发挥PBL教学法的优势，既提高学生学习兴趣和分析解决问题的能力，又保证环境生物学基础理论知识的系统性，理论联系实际，从而提升教学效果，培养具备解决实际问题能力的高质量应用型本科人才。

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