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基于问题学习的启发教学模式在生物技术药物研究与开发教学中的应用

2020-09-21 14:36 出处:未知 人气: 评论(0
  摘要生物技术药物研究与开发是高等院校生物制药专业本科教育的重要专业课程,涉及生命科学、生物工程技术、药学等多学科交叉,内容实践性强且发展较快。着眼于本课程特色,采用基于问题学习(PBL)的启发型教学模式,充分调动学生的学习积极性和主动性,有利于提高生物制药专业学生的综合素养和应用能力,培养符合现代社会经济发展要求的应用型药学人才。
 
  关键词高等教育生物技术药物研究与开发应用能力
 
  1969年,美国神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学试行了一种新的教学模式——基于问题的学习(Prob-lem-Based Learning,PBL),①其改变了传统医学教育中“以授课为基础”的教学模式,强调创设问题情境来激发学生的学习兴趣和主动性,通过引导学生围绕问题开展分析探讨,形成对相关概念和知识点的全面认识,进而培养独立思考和解决问题的高级思维能力。②③在充满竞争、变革和创新的21世纪,对于从事医药工作的药学毕业生而言,不仅需要掌握扎实过硬的理论知识、熟练规范的操作技能,还必须具备运用专业知识解决实际问题的应用能力,而这恰恰是传统药学专业课程教育模式和教育方法的短板。如何拓宽学生的思维、培养富于创新精神的应用型人才,是当前国内药学院校教育改革正在探索的问题,PBL启发型教育模式正体现了这种教育理念。本文对引入PBL理念开展生物技术药物研究与开发教学
 
  进行了探讨。
 
  1生物技术药物研究与开发课程的特点及存在的问题
 
  生物制药专业面向生物制药领域及生命科学和生物工程相关行业,毕业生以从事研发与生产方面的技术和管理岗位为主,不仅应掌握生物工程和生物制药等方面的基本理论、知识与技能,更应能胜任工程菌/细胞构建、发酵、分离纯化、制剂和质控等工艺研发、生产和管理工作。立足于本科教学加强基础、注重实践、整体优化的原则,我校生物制药专业增设了生物技术药物研究与开发这一专业必修课,旨在培养学生对生物技术药物设计、研究和开发流程的整体认识,实现对生物制药相关专业知识的综合梳理。该课程对生物技术药物自实验室研发至临床研究全过程的各技术环节和质量控制要点进行系统介绍,涉及生命科学、生物工程技术、药学领域等多学科内容,具有较高的综合性和实践性,是引领学生进入生物技术药物专业领域的重要起点。
 
  但在实际教学中笔者发现,由于课程内容涉及面广、宏观性强,且以抽象性的设计性原则、规范化条款为主,单纯依靠引入多媒体视听、讲授案例等方法开展课堂教学,学生对理论知识难以透彻理解,对于建立药物研发和质控的整体观念、综合运用相关专业知识来设计新药开发方案要点、完成申报所需资料的任务更是难以胜任。因此,如何打破传统教学模式,拓展学生思维、激发学习自主性和创造力,提高实践创新能力和对社会岗位的适应性,是教学中亟待解决的问题。
 
  2PBL教学模式的优势与可能的弊端
 
  PBL的理论基础来源于20世纪初的建构理论——将知识的学习看做学习者在一定的社会环境中,对外部信息进行主动选择、加工、重构而完成意义建构的过程。④因此,PBL教学模式与传统教学最大的不同就在于特别强调学习者主动获取知识的过程。其改变了以“教”为主的观念,主张让学生成为课堂的主导者,通过设置典型“问题”,引导学生从应用角度加深对知识点的理解,并以学习小组为单位展开讨论,在相互的沟通协作中寻找解决问题的最佳方案,不仅有利于鼓励学生积极思考、充分表达观点,也给了学生们相互交流、拓展思维空间的机会。
 
  在如今这个知识更新速度一日千里、人才竞争日趋激烈的时代,我国医药工业发展迫切需要创新型药学复合人才,其既要有术业专攻的技艺之才,还应具备勤学善思的进取之心。自主学习技能关系学生未来的职业发展,如何使毕业生具备终生习惯的自主学习和知识更新潜力也是医药高等教育改革的目的之一。PBL教学法注重引导学生在传统课堂的教师、课本之外展开学习,在“解决典型问题”的过程中,学生可以根据自己的理论认知水平,用不同的方法,从不同的角度入手,最大程度地激发内在学习动力、启迪创造性思维,进而促成终生学习习惯的养成,也自然而然地提高观察、分析和解决问题的能力,实现学以致用。
 
  此外,PBL教学也为学生提供了一些传统课堂上未能进行的锻炼机会,譬如进行文献检索、资料收集,并从中归纳总结出有用的信息、展开逻辑推理;学生们在不同观点的碰撞、不同理念的交汇中,提高了语言表达能力和沟通协作能力;相对自由的学习环境有利于学生摆脱对父母、师长的依赖心理,培养独立思考、勇于决断、分工协作、相信团队的能力,并学会与合作者分享学习成果。多项课程教学实践证实,PBL教学法确能明显提高教学质量和学生的综合素质。⑤⑥⑦⑧
 
  然而世上并无完美之事,PBL教学模式同样存在一些问题,⑨⑩主要包括:(1)PBL学习跨学科综合性较强,对低年级学生或一些专业知识基础相对较差的学生来说,面对“问题”可能无从下手,只为解决问题而解决问题,反而破坏了知识结构的系统性。(2)学生的知识基础、心智水平和实践经验毕竟有限,单纯的“学生为主”可能使学习走入误区,即自主讨论也需要教师的启发和指导,然而教师的过多介入又可能打断学生思维、干扰他们发言的积极性。(3)由于小组中各个学生的性格、能力和主观能动性存在差异,PBL教学效果的反馈可能大相径庭,对于某些性格内向、不善言辞或基础知识薄弱、自学能力较差的学生来说,这样的学习方式可能变成“浑水摸鱼”,不仅起不到预期的学习效果,反而导致对学科失去兴趣,在小组讨论结束后根本无法回忆起任何相关的理论知识。(4)目前的教材多以传统教学模式编著,只依靠教师在专业教学中自行设计PBL相关的学习问题,但课堂教学时间毕竟有限,课后缺乏相应教材对学生的引导,这种不配套的学习可能影响PBL教学效果。
 
  3基于PBL的启发式教学在生物技术药物研究与开发中的应用
 
  权衡PBL的利与弊,结合生物技术药物研究与开发课程特点,可以引入PBL的理念、以典型案例为指导、采用“师生并重”的启发型模式,从以下四点展开教学。
 
  (1)构建典型问题。以基本理论为基础去发展问题是普遍认可的问题构建标准,这要求教师备课要精心准备讲授内容——既要言简意赅、又要明确后续用于解决问题的知识点。问题构建首先应尽量从学生的既有实践经验的中搜集素材,可以结合已学过的知识、已做过的实验,引导学生回顾相关经验、认识当前问题;在强调问题真实性的同时,还应注重趣味性和开放性,让学生在兴趣导向下查阅资料、收集信息,并给予足够的思维空间、从多角度分析问题。
 
  (2)引导合作讨论。分组讨论一般以4~6人为单位进行,对于涉及知识点少、相对简单的问题,可安排5~10 min左右的课堂时间讨论,然后请小组代表说明各组的讨论结果,并当堂点评;对于综合性较强的复杂问题,可先由教师做出初步分析、引导小组讨论出解决问题的切入点,再由学生课后收集资料、集体讨论,并整理成果、撰写为书面论证材料。
 
  (3)展示学习成果。各小组的讨论成果不仅应形成书面材料,还可考虑以多种方式做出展示,如请两个意见不同的小组展开辩论、或各小组以PPT形式做seminar报告等。通过阐述小组讨论的结果,不仅能锻炼学生的语言表述能力和逻辑思维能力,在阐述的过程中,也能反映出学生对问题的解读是否到位,对理论的领会是否正确,对知识的掌握是否全面。教师可以据此调整教学方案,针对暴露出的薄弱知识点重点讲解、并加强复习巩固。
 
  (4)进行综合评价。此阶段是对PBL学习成果的总结,可以先由学生进行自评、互评,再由教师总结评价。需要注意评价的对象不仅是书面化的“问题解决方案”,还包括文献调研能力、小组内协商合作情况、各成员责任心和创新性等内容,旨在引导学生自我反思、评判得失,进一步活跃和拓展思维空间、提升解决问题的能力。
 
  下面以授课实例具体说明:
 
  对于一些较简单的知识点,可采取课堂提问、当堂讨论和评价的形成。如,生物学活性测定是生物技术药物质量控制的重要项目,在学习这一知识点时,教师首先说明常用的测定方法及原理,然后提出问题:同学们了解哪些药物的生物学活性测定?其测定原理是什么?再引导回顾以往学习中开展的实验项目——胰岛素、尿激酶等药物的药理作用和效价测定,溶菌酶的提取、分离纯化和生物学效价测定等。学生以小组为单位,自选一项做过的实验进行分析,说明实验中是否涉及生物学活性测定、其方法属于哪一类、原理如何、最终实验结果反映的情况等。讨论结果由小组代表口头阐述后,教师做总结归纳,这样的随堂讨论有利于及时发现学习中的薄弱点,引导学生从应用层面理解基本知识点、避免死记硬背、生搬硬套。
 
  解决了基本问题,在对各小组的总结评价基础上,教师可再次提问:胰岛素和尿激酶的生物学活性测定方法不同,它们各自的优势在哪里?如何对生物学活性测定结果进行评判?方法学验证如何进行?既然不同方法侧重点各不相同,那么在选择时应考虑哪些问题?如果现在有一种新药需要进行生物学活性测定,如何根据药物性质设计实验?这些问题相对复杂且涵盖面更广,回答时不仅要求学生充分掌握基础知识,还需要具备一定的综合分析、归纳总结能力。同样以4~6人组成小组,要求学生在课后查找资料、展开讨论,并将讨论结果形成书面报告、制作PPT,在1~2周后安排一次课堂演示,由小组代表阐述解决问题的思路、讨论中发现的问题及最终结论,进行自我评价评分。在每组发言完毕后,由其它小组的同学进行提问和评价、有疑义之处再行讨论,小组相互给予评分评语。最后由教师点评各小组的优缺点,并指出有待提高的地方、提出改进建议,总结归纳出解答这些问题所涉及的知识要点、原理与方法,引导学生巩固知识点、建构起自己的专业知识网络、进一步提升解决实际问题的能力。
 
  4小结
 
  生物技术药物研究与开发课程设置于三年级下学期,学生此时已学习过大部分专业课,对生物制药相关知识有了一定认识,而课程本身就可看做对生物分离技术、生物技术药物学、生物药物分析等专业课的综合应用阐述,强调药物实际开发、生产中对既有知识的统筹运用,是一门总结课、应用课。充分利用课程特点、向传统教学中融入PBL理念,在保证理论知识结构完整性的基础上鼓励学生探寻自己感兴趣的问题,以解决问题的成就感调动学习兴趣和主动性;兼顾教师的指导性和学生的独立性,在明确的学习目标指导下,帮助学生实现多学科知识对接,进而提升观察能力、分析能力和抽象能力等综合素质,并活跃和拓展思维空间。从学生的作业和试卷情况来看,基于PBL的启发式教学模式下,大部分学生对于“案例分析”题目的解答分析更为深入合理、归纳总结、表达能力也有所提高。今后的教学中将坚持这一有益模式,进一步调整讲义内容更好地配合课堂教学,并构建设计性更强的综合性应用问题,以取得更好的教学效果。
 
  注释
 
  ①Barrows HS,Tamblyn RM.The Portable patient problem pack:a problem bas-ed learning unit[J].J Med Educ,1977.52(12):1002-1004.
 
  ②Allareddy V,Havens AM,Howell TH,et al.Evaluation of a new assessment tool in problem-based learning tutorials in dental education[J].J Dent Educ,2011.75(5):665-671.
 
  ③朴光春,陆峰.在英国感受解决问题学习法[J].时珍国医国药,2006.17(12):2621-2622.
 
  ④秦枫,洪卫,郎曼.基于问题的教学模式在英语口语教学中的行动研究[J].外语电化教学,2013(7):70-75.
 
  ⑤彭芬,刘李豫.基于问题的启发式教学方法与实践——以“组织行为学”本科教学为例[J].中国大学教育,2013(3):65-67.
 
  ⑥冯艺萍,吴钢.浅谈基于问题的学习法在药学专业学生实习前培训中的应用[J].时珍国医国药,2014.25(1):207-208.
 
  ⑦陈放,王健,朱俊,等.PBL教学模式在眼科教学中的应用[J].西北医学教育,2013.21(6):1254-1256.
 
  ⑧王君明,贾玉梅,崔瑛.基于解决问题学习法的中药学教学方法[J].药学教育,2011.27(4):48-50.
 
  ⑨慕景强.PBL在医学教育中的应用现状研究[J].西北医学教育,2004.12(3):170-173,188.
 
  ⑩张小勤,任庆帅,陈以宽.PBL教学模式在普通外科学教学中的应用思考[J].现代医药卫生,2014.30(1):141-143.
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