案例和PBL相结合教学方法在“现代生命科学导论”课程中的应用研究

范姗慧 魏凯华 樊凯 陈冬梅 吴开华

【摘 要】“现代生命科学导论”是一门交叉型课程，有助于对复合型创新人才的培养。本文从课程的特点出发，在教学方法、教学内容和考核方式等方面进行了改革，并分析了采用案例和PBL（基于问题式学习）教学相结合的教学模式在该课程中的可行性和优势。

【关键词】案例教学法;PBL教学法;现代生命科学导论

中图分类号： R-4;G434 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）08-0223-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.08.097

【Abstract】"Introduction to modern life science"is an interdisciplinary course，which is conducive to the cultivation of comprehensive innovative talents.Based on the characteristics of this course，this paper provides the reform measures on the teaching methods，teaching contents and teaching assessment.It also analyzes the feasibility and advantages of this new teaching method combining case and problem based learning（PBL）applied on this course.

【Key words】Case Teaching;Problem Based Learning;Introduction to Modem Life Science

生命科学是推动自然科学技术发展和社会进步的重要性学科。随着微电子，微机电，计算机，传感，人工智能等技术的快速发展，现代生物科学技术也得到了迅速发展，在农轻工医等领域发挥着举足轻重的作用。“现代生命科学导论”是一门典型的交叉学科课程，知识覆盖面广，有利于学科之间的渗透，为学科的发展提供新动力，促进各学科的发展和技术创新。现今社会的发展，更需要一些具有交叉学科知识的复合型人才。因此，将“现代生命科学导论”作为一门高校公选课，意义重大，学生可根据兴趣爱好自主选择专业领域外的知识，改善知识结构，利用学科交叉特点，提高个人创新能力和综合素质。

1 “现代生命科学导论”课程特点分析

“现代生命科学导论”是一门典型的学科交叉课程，包含动物学、植物学、分子生物学、生理学、临床医学、计算机科学、传感技术等众多相关课程，因此长期存在内容多课时少的问题，加上选修学生多是非生物背景的学生，生物学基础薄弱，如何在有限的学时内深入浅出的针对学生特点进行授课需要进行探索，另外，作为一门交叉综合型的课程，如何让学生从问题出发，结合自身学习能力，对问题进行调研和了解，扩宽学生知识面，激发其探索生命科学领域和创新的激情，增强其综合素质和创新能力，是本课程的目的，也是课程难点。

基于该问题，国内很多学者对此进行了研究。汤丽华等人提出要合理优化教学内容，利用探究式、启发式和讨论式等多种方法实现课程改革[1];甘丽萍等人提出要更新教学内容，提高系统性和灵活性，并结合多种教学手段和教学方法实现课程改革[2];明凤等人提出利用互动式教学模式，并结合现代网络教学新技术，提高学生学习兴趣，促进交流[3];郭淼等人提出利用混合式教学模式，提高授课质量[4];王玉芳认为在理工科专业开设该课程，要注重教学内容的选择、教学方法和手段的运用[5];刘红英等人从教学内容和教学方法两方面对该课程进行了改革，采用专题式授课、探究式教学、辩论式教学、多媒体教学和MOOC翻转课程教学等方式，获得了学生的一致好评[6]。

现代生命科学技术覆盖范围极广，存在大量案例可供借鉴，同时也存在大量值得研讨和研究的课题，因此结合案例和基于问题式学习（Problem Based Learning， PBL）教学方法能拓展学生的知识领域，完善知识结构，对生命科学有直接系统的了解;另外，让学生理解到学科之间，专业之间并没有鲜明的界面，不同学科和专业之间其实是可以相互融合相互延续，从而产生大脑风暴，迸发出新的想法，一旦消除他们对生物科学这么专业课的畏惧心理，让他们对学科交叉有直观深入的了解，那么就能有效改善教学效果，同时让他们在今后的学习和科研中带着学科交叉相融的理念进行创新，提高综合素养。

2 案例+PBL教学方法

古人云：“势必有法，然后可成。师舍是则无以教，弟子舍是则无以学”，可见，在教学过程中方法的重要性。传统的教学很多都是教师在课堂上灌输课程知识，学生被动接受，这种模式以教师、教材为中心，学生学习主体性得不到发挥，无助于其对知识的应用和创新能力的培养，更有悖于工程认证中提倡的以学生为中心的理念和素质教育理念。因此，本文提出结合案例分析和PBL教学模式对课程进行改革，以与课程相关的典型案例或新闻热点作为引子，引导学生对案例相关内容进行学习调研讨论，并从中提出问题，学生以此进行自主学习和调研，并将结果以答辩的形式进行汇报交流讨论，提高学生的自主学习和创新能力，从而促进学生综合素质的提高。

案例教学法源于19世纪70年代的美国，于1980年被引入国内。PBL教学法是美国Barrows教授于20世纪60年代发明的一种自主学习模式，提倡让学生通过学习调研及合作完成对问题的解决，从而学习与问题相关的科学知识，养成解决问题的能力，培养学生自主学习、终身学习和创新的能力。这两种教学方法都是通过选择合适的案例，针对案例，通过调研和自主学习学到更多更深刻的专业知识，因此可以將二者有机集合。

教學中，我们可以通过选择案例，创建合适的应用情景，比如抓取与课程相关的国内外热点或与学生生活休戚相关的事情作为例子，增加学生学习兴趣。合适的案例不仅是贯穿课程的主线，也是提出相关问题，让学生进一步思考的必要条件，同时还能激发学生去针对问题进行调研讨论的兴趣，促进互动教学的效果。比如说，在讲解智慧医疗和远程医疗的时候，我们可以从国内首例基于5G的远程人体手术——帕金森病“脑起搏器”植入手术成功完成这一热点出发，向学生简单介绍帕金森病的发病情况，目前治疗方法以及存在的问题，引出远程医疗和智慧医疗的概念，使学生对远程医疗和智慧医疗的相关知识点有所了解，同时还可以对脑起搏器等医学仪器进行介绍，以及手术过程中所使用的成像和治疗手段。另外，也可以通过目前的科研研究热点和成果作为案例，引导学生进行自由学习和讨论，在学习调研和讨论过程中掌握相关生命科学知识和生物检测技术。比如根据Nature杂志上发表的关于猪大脑在死亡4小时后部分组织成功“复活”的文章，就可以引出有关中风、阿兹海默症等脑部疾病的问题，或其他一些医学道德或伦理问题，让学生进行调研。

3 教学内容改革和实践

为解决“现代生命科学导论”课程课时少内容多等问题，根据学院及课题组的特色，借助生物医学工程专业人才优势，以及本人的专业科研背景，在内容上更注重对生物成像技术、检测方法、生物传感技术、远程医疗、智慧医疗方向倾斜。在教学内容方面，做了如下改革：（1）更加注重新颖性、多样性和科普性;（2）因材施教，针对不用背景的学生，教学内容的侧重点不同，比如对于工科生，注重对生物成像技术、生物传感器等的介绍，对于文科生，注重对医学伦理、法律法规等的介绍;（3）利用多媒体技术制作深入浅出的课件进行理论授课，并在课堂上播放与专题相关的的视频，比如对医学成像仪器的临床使用等，为教学提供更直观立体的效果;（4）增加实践环节，基于学院现有的医学仪器仿真平台，让学生直观感受心电、血压、呼吸等一些生理信息的获取和处理，提高他们的动手能力。

理论授课或视频教学中出现的案例，会引申出一些科学问题，之后要求学生根据这些问题进行自主学习，以小组形式进行调研，并在下节课对调研结果进行汇报，要求全班同学参与讨论，提高他们的学习积极性和参与度。同时将他们的调研结果整理成论文，作为课程论文提交。在此过程中，教师主要起到引导作用，引导学生不要偏离主题，也尽量让大家参与讨论，提高课堂质量。课堂汇报前，教师需要对其规则进行说明，要求学生按照学术报告要求，进行15分钟的汇报，并在汇报后接受学生和老师的提问，进入讨论过程。教师根据学生对问题的回答和汇报情况，判断学生对问题的了解程度。对于积极参与讨论的同学予以适当加分。最后，教师根据情况进行总结和主题升华。

教学过程评价是教学成果的重要组成部分。为了更好的评价教学效果，我们改变过去命题闭卷考试的模式，更注重过程考核，建立更适合对学生综合素质和能力的进行评定的考核体系，主要包括以下几方面：（1）平时表现，包括出勤率和课堂回答问题等表现;（2）课堂考核，包括PPT内容，个人汇报和参与讨论情况;（3）课程论文，包括主题内容及其深度和广度，撰写格式等。每部分权值由教师确定，并在学期初向学生介绍说明。可按照3（平时表现）：4（课堂考核）：3（课程论文）的比例获得最后成绩。这种考核方式要求学生在每一环节都严格要求自己，大大提高学生的学习积极性和主动性。

4 总结

通过探索和尝试，对“现代生命科学导论”的教学内容、教学方法和评价方式进行改革，选取案例教学和PBL教学有机结合的新教学模式有助于提高课堂教学质量和学生的综合素养。但课程改革需要通过不断的努力和探索，根据评价结果不断持续改进，才能更好的服务于学生。教师也应该不断提高自身专业水平，才能根据学生特点，有的放矢开展教学工作。

【参考文献】

[1]汤丽华，王俊.“现代生命科学导论”公选课的教学探索与实践[J].改革与开放，2017（1）：101-102.

[2]甘丽萍.高校现代生命科学导论课程导读式的教学改革[J].安徽农业科学，2012，40（12）：7610-7611.

[3]明凤，常芳，李捷.互动式的“教与学”——“现代生命科学导论”课程授课方法初探[J].高校生物学教学研究（电子版），2013，3（4）：10-13.

[4]郭淼，严明，徐莹等.混合式教学在通识课《现代生命科学导论》中的应用探索[J].教育教学论坛，2018，362（20）：179-180.

[5]王玉芳.理工科专业《现代生命科学导论》公选课教学探讨[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2009，9（4）：111-112.

[6]刘红英.现代生命科学导论课程教学内容和方法的改革[J].杭州电子科技大学学报（社会科学版），2016，12（6）：60-63.