PBL教学模式在《药物生物信息学》教学中的应用

劳兴珍 郑珩

摘要：《药物生物信息学》是一门新兴交叉学科，它对伴随人类基因组计划产生的海量生物信息进行整理和分析，然后将这些生物信息应用于药物设计和开发，以达到药物合理设计的目的。由于该课程涉及数学、药学、生命科学等多个学科，学生学习时难以完全理解，为此，我们探索并实施了基于问题的教学法，通过引导学生提出问题和解决问题，在具体实践中激发学生的学习兴趣和主观能动性，取得较好的教学效果。

关键词：药物生物信息学；PBL教学法；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）24-0181-02

《药物生物信息学》是一门新兴交叉学科，它综合应用数学、药学、生命科学、计算机科学等多个学科的理论和方法，对伴随人类基因组计划产生的海量生物信息进行整理和分析，然后应用于药物设计和开发，以达到药物合理设计的目的[1]。由于该课程内容多、跨度大，要求学生具备分子生物学、生物化学、分子遗传学、分子药理学和计算机应用等知识，并要掌握生物信息学、药物设计相关软件的操作，是一门较难学的课程[2]。因此，如何将这些抽象的知识点变得更容易理解，提高学生学习的主动性，是当前课程教学改革必须要考虑的问题。

基于问题的教学法（problem-based learning，PBL）是以学生为主体、以问题为依托、以探究为导向的全新学习模式。PBL通过引导学生提出问题，并由学生主动探索解决问题，在具体实践中激发学生的学习兴趣和主观能动性，从而培养和锻炼学生自我学习、独立思考的能力[3，4]。为此，我们在《药物生物信息学》课程教学中引入和探索了PBL教学法，获得了较好的教学效果。

一、PBL教学的设计

PBL是以学生组成讨论组进行互动的学习模式，但学生在提出问题进行研究时可能会具有一定的盲目性和发散性，可能会侧重于某些知识或技能，而忽略了另一些必须掌握的知识内容。为此，在学期上课前需要对PBL教学的内容和方式进行设计，将教师传统授课方式与PBL授课方式结合起来，相互补充，使学生既能培养和锻炼自我学习能力，又能在大纲的指引下达到课程预设的教学目标。例如，对于生物信息学课程，我们设定一些主题，用于指引学生学习的方向，引导他们提出问题并自行解决，部分示例如表1所示：

通过教学设计，可以了解PBL学习的内容是否可以覆盖课程的主要知识点，达成教学目标，同时也为具体评估PBL学习的效果提供了依据。对于PBL未覆盖的知识点内容，则通过传统授课的方式予以补充。另外，学生刚开始接触PBL方法时，较难提出自己的研究问题，可通过循序渐进的方法，早期可用较为明确的主题，引导学生掌握查文献、理思路和培养小组合作的能力，后期则可以适当扩大选题的范围，让学生学习提出和发现问题的方法，并锻炼独立思考能力。

二、PBL教学过程中教师的定位

传统教学方法中，教师起主导作用，负責知识的传授和讲解，学生只是被动地接受，而PBL教学的目标是以学生为中心，激发和培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。但是，这并不意味着在PBL教学中教师的作用可以忽略，或者是完全由学生自学。实际上，PBL教学对教师提出了更高的要求，需要教师在教学准备过程准备和搜集更多的知识和信息，并掌握更多的与学生互动沟通技巧。为了确保PBL教学能达成既定的目标，还需要教师在教学过程中适当引导，使学生提出的问题能尽量符合课程的教学目的。

在分组PBL教学过程中，还容易出现小组中部分学生较为积极主动，承担了几乎所有的学习工作，而另一部分学生可能由于无法发现问题或者能力较欠缺，影响了学习的积极性。如何发现和帮助这些相对能力较差的学生，也是教师必须要做的工作。为此，在PBL教学过程中，除了课后的分组学习外，还必须设定适当的课堂讨论内容，在课堂讨论过程中，教师及时发现不愿发言或缺乏学习自主性的学生，给予更多的帮助和引导，从而使这部分学生也能有效地达到学习目标。另一方面，教师还需要把握引导的尺度，在前期学生对课程内容了解较少时，需要教师将传统教学方法适当地穿插到PBL教学中，把一些关键的知识点和信息传授给学生，而后期则可以给学生自由度，让学生能提出自己的问题并找出解决问题的方法。

三、评价方法

好的评价体系不仅可以客观地评价学生的学习效果，还可以对学生学习的自觉性起到督促作用。但是传统的仅以期末考试成绩进行评价的方法，难以考察PBL教学过程，需要设计过程性考核和评价的方法。另一方面，对于平时课堂讨论成绩的评价具有一定的主观性，如果全部以平时学习和讨论情况来判定，一些不善于表达或基础较弱的学生可能会受到一定的影响。为此，我们对于《药物生物信息学》PBL教学过程的考核，使用了期末成绩占60%，平时成绩占40%的考核方式。同时，在期末考试卷中，也加大了灵活性题目的分值，以考核学生在PBL学习中的效果；而平时成绩则包含了对到课率、文献检索和阅读情况、提出问题的能力、解决问题情况以及课堂讨论的活跃度等的综合评估。另外，为了促进学生团队合作能力的培养，对于同一小组内学生的成绩先根据他们共同完成情况，给一个相同的基础分数，然后再根据课堂讨论时的发言和表现，给各个同学加上不同的分值。使用这一方法，可以使一个小组内的学生互相帮助，一同检索文献和讨论，因为基础分数是打给整个小组的，做得不好会影响全组成绩；另一方面，又给其中优秀的学生发挥的空间，可以通过课堂上的积极发言、主动讨论提高自己的分数。对于PBL教学评估方法的设定，还需要进行更多的探讨和改革。

生物信息学是伴随人类基因组计划而兴起和迅速发展的新兴交叉学科，而药物设计是生物信息学重要的应用领域，在该领域知识和技术发展迅速，不断有新的方法或软件被开发出来。为了适应行业人才需求，培养学生主动学习以至于终身学习的能力非常重要，与传统的教师全堂讲授不同，PBL教学法更强调学生的主动探索能力，通过教师的引导，让学生能自己提出问题并解决问题，这一能力和素质，比单纯死记硬背课本知识要重要得多，因此，PBL教学法对于培养学生的综合素质和创新能力，比传统的以教师为主体的教学法更加有效。

参考文献：

[1]郑珩.药物生物信息学[M].北京：化学工业出版社出版，2004：1-18.

[2]劳兴珍.药物生物信息学课程教学探讨[J].医学教育探索，2009，8（9）：1074-1076.

[3]陈刚.综合性高校《中药学》PBL教学模式探讨[J].教育教学论坛，2017，（3）：169-170.

[4]周先丽，苏何玲，刘永明，等.浅谈PBL教学模式在生物化学教学中的重要性[J].教育教学论坛，2017，（1）：123-124.