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PBL教学法在基础医学专业生物化学教学中的实践
作者:程杉,牛静,余和芬,丁卫 来源:《基础医学教育》 发表时间:2018-02-03 13:38:20 点击率:

  PBL (problem-based learning)是以问题为导向的教学方法,强调从问题入手,激发学生学习的兴趣和自主性,让学生有针对性地探索并运用理论知识,旨在培养学生创造性思维以及独立解决问题的能力。与传统的教学思路和模式相比,其所具有的良好效果和独特优势,被国内外愈来愈多的医学院校认同并推广实施。本文介绍了我校生物化学与分子生物学系在基础医学专业学生生物化学课程中尝试PBL教学法的过程和经验,并对教学效果和学生的反馈意见及建议进行了总结和分析。
1 总体思路
  生物化学教学内容涉及构成生命的基本结构物质和生命活动的物质转化、能量转化等大量动态过程,课程体系严谨、要求学生掌握的知识点多,知识层面和网络复杂。同时,随着新知识和新技术不断发现和应用,生物化学的研究策略和技术手段已经渗透到现代医学的所有分支领域,被认为是生命科学领域中较难掌握的课程之一。
  在医学院校中,生物化学是重要的专业基础课之一。随着生长发育、遗传变异、细胞增殖死亡,以及生命起源和演化等相关机制的研究不断深入,人们对许多过去诊治困难的疾病,特别是遗传性疾病,有了全新的认识,临床医学在分子水平上探讨病因、阐明机制、做出诊断与防治等,都离不开生物化学理论与技术的应用。因此,生物化学的教学中如何将基础知识与临床需要解决的问题有机地融合在一起,培养知识、能力和素质全面发展的复合型与实用型人才,是当前生物化学教学改革中函须解决的问题。
  目前,我国许多医学院校都进行了PBL教学改革的尝试。我校近年来在医学生理学、组织学与胚胎学、医学免疫学等课程中进行了PBL教学初探,取得了较好的教学效果。但与临床医学专业有所差别,基础医学专业是一门新兴专业,旨在培养具备自然科学、生命科学和医学科学基本理论知识和实验技能,能够在高等医学院校和医学科研机构等部门从事基础医学各学科的教学、科学研究及基础与临床相结合的医学实验研究工作的医学高级专门人才。培养学生的科研能力是基础医学专业教学工作的中心任务,是重中之重。科研能力包括理解力、洞察力、逻辑思维能力、创新能力、动手实践能力、合作沟通能力等。因此,为探索如何通过从问题入手的方式,让学生主动、系统、全面地了解、学习相关背景知识,有针对性地思考、运用理论知识,并在此基础上提出科学问题、探索科学前沿,培养具有提出、分析、解决问题的综合能力和创新精神的新时期基础医学人才,我们在本校2015级基础医学专业本科生班中实施了PBL教学,考查、讨论PBL教学法应用于基础医学专业生物化学教学的教学方法和效果,并为其他课程的改革提供借鉴。
2 实施过程
2.1 准备工作

2.1.1 师资的准备 PBL教学法作为一种开放式的教学,在于如何引发学生积极思维的动力,这也是该教学法实施的基础。开展PBL教学前,我们邀请专门的资深教授对参与PBL教学的老师进行了培训。
2.1.2 课程资料的准备 物质转化、能量转化是生物化学的重点学习内容,肝脏是物质和营养代谢的中心器官,并且肝脏是人体最大的实质性器官。肝脏病变涉及重要的物质代谢途径异常,并包含病理、生理等复杂病变。肝脏疾病的临床诊断涉及多种生化指标的检测和解读,临床治疗方案涵盖了生化和药理等相关知识,体现了疾病的复杂性及多学科的交叉融合。因此,本次临床治疗方案涵盖了生化肝性脑病作为典型案例,并与临床专家反复讨论,设计了系列由浅入深的引领性问题,启发学生的思维。
2.1.3 学生的培训准备 将2015级基础医学专业学生分为2个PBL小组,11一12人为一个学习小组,由学生自主推选主席1名,记录员1名。
  在PBL实施前,首先用2学时进行传统教学,使学生掌握生物化学基本概念和基本原理,同时也为学生的自主学习提供知识支撑点。选择可以将生物化学和多学科基础知识融合并与临床联系密切的肝性脑病作为典型案例进行PBL教学。
  在正式开始案例讨论前,分别在完成物质代谢及调节和遗传信息传递授课内容后加入2次PBL的动员课。第一次动员课着重向学生介绍PBL教学的定义和实施方法,让学生对这种新的教学模式有个详细的认识,并清楚自己在其中的角色及任务。第二次动员课,我们专门邀请临床医院研究科室的资深教授向学生介绍生化理论知识在临床诊疗中的应用,并以实例的方式向学生讲解如何运用科学的思考方式结合临床遇到的诊疗问题,提出科学假设并探索研究方案的思维方式,使学生在最短的时间适应PBL的教学模式,完成书本内容与临床问题以及科研方案之间的衔接。
2.2 课程实施 以学习小组为单位,主席负责组织本组学生根据问题查阅和整理资料,利用网络资源、图书馆等查阅的资料找出答案,并经过自身的消化、整理,写出书面的分析报告。
  PBL教学围绕病历和问题进行交流和讨论。学生可以每个人口头汇报自己整理的内容,也可以随机分组讨论,选取一名学生作为主讲,陈述该小组负责问题的讨论结果,其他学生再进行必要补充或提出不同的观点,全体进行讨论。汇报和组内讨论过程由记录员全程记录。在讨论的过程中,教师发挥启发、引领、疏导和规范的作用,根据学生讨论的内容适时引导,把握讨论的节奏和方向,启发学生思维,使其在良好的氛围内自由、主动地分析和解决问题,同时掌握知识。
  课程最后,每个小组上交一份总结报告。报告内容采用书面报告和PPT两种形式。教师根据学生的课堂表现和总结汇报情况给予打分,计入生物化学课程总成绩的10%。同时,针对PB L教学的实施对学生进行了反馈调查,包括调查学生对PBL教学方法的接受程度,对案例选取、实施过程等方面的意见和建议等。
2.3 效果测评 在PBL教学过程中,学生学习更乐观主动,思维活跃、讨论热烈,探索问题兴致浓厚,团队协作能力、综合分析解决问题的能力都有较大提高。82.6%的学生认为在资料检索、整理方面有了较大的提高,在“问题”的引导下通过查阅教材、专著、文献、科技网站等资料,主动获取知识,通过主观的思考过程判断信息的可靠性、分析其中的逻辑性、获取需要的答案;95.7%的学生在解决问题的过程中加深了对课内知识的梳理和记忆,也将平时学习积累的疑难问题主动与同组同学及教师讨论交流,并且扩展了知识掌握的广度和深度;91.3%的学生认为,通过PBL教学锻炼了逻辑能力与语言表达能力,发展了沟通、领导和团队协作能力;87.0%的学生认为PBL教学提高了思维能力,增加了分析问题、解决问题以及理论联系实际的应用能力。
  培养具有从事科学研究能力的高素质人才是基础医学专业教育工作的目的和重点。PBL的学习经历,使学生有机会早接触学科前沿科学问题,认识到当今医学领域仍然存在许多疑难问题,从中感悟科研工作的重要性,激发学生的创新意识,培养学生的科学思维方式。本校2015级基础医学专业学生在完成生物化学PBL教学的下一学期全部进入了本校基础医学院各PI(课题负责人)的研究团队,进入实验室熟悉环境,学习实验室常用仪器的使用和常用实验方法,感受科研氛围和工作乐趣,学习如何开展科研工作。经实验室指导教师反映,本届学生科研热情高、能动性好、领悟快,部分学生已经参与硕士研究生和博士研究生的课题中。
  文献阅读能力是科研能力的部分体现,也是科研工作顺利开展的必要保证。本届基础医学专业的学生经过生物化学PBL的训练后,文献检索、阅读、归纳、信息提取的能力均大幅提高,尤其是英文文献的阅读能力大大增强。在进入PI研究团队后,人人都能根据自己的研究课题阅读文献、跟踪前沿进展,并整理撰写综述,部分优秀论文已达到正式发表的水平。
3 经验和体会
  与临床医学相比,基础医学专业旨在是培养从事基础医学教育和科学研究能力的高级专门人才。鉴于我校基础医学专业学生将来主要从事基础医学教育和研究工作,这要求我们在课堂教学中注重学生科研思路的培养,让学生在学习过程中感受科研的氛围、体会科研的乐趣、坚定投身科研工作的决心。然而,科研思路的形成需要一段长期的过程,绝非一朝一夕就能完成。针对基础医学专业的PBL课程设置是其中一个有益的启发和训练环节。
3.1 PBL在基础医学专业生物化学课程中的实施是新时期教学改革的重要举措 作为生命科学的基础学科,生物化学涉及的知识领域广泛,是一门理论性和实践性极强的学科。生物化学是运用化学、物理学及免疫学等学科的理论和方法从分子水平研究生物体的化学组成、分子结构与功能、物质代谢与调节及其在生命活动中的作用的科学。生物化学与生物、生理、病理生理、免疫等其他基础学科和各临床学科存在着广泛的知识交叉、渗透。由于生物化学涉及认识生命的本质,它也就自然地成为现代医学重要的基础。各基础医学的研究已深入分子水平,并以生物化学的理论与技术予以解决。许多疾病的发病机理也需要从分子水平加以解释。生物化学的理论和方法已被广泛应用于诊断和防治疾病。因此,生物化学兼容基础研究与临床诊疗的理论和技术。生物化学PB L上探讨的问题,例如“该疾病有什么临床表现?该疾病有哪些病理学特征?造成临床表现的生化基础?该疾病的发病机制是什么?具体有哪些干预措施?干预的靶点和机制是什么?该疾病的研究中用到哪些研究方法和研究思路?”这些问题自然地将临床诊疗与基础研究联系在一起,在教学过程中潜移默化地培养学生的科研思路。因此,以生物化学为基础开展的PBL课程在启发和培养学生科研思维能力方面具有天然优势。
3.2 周密和充分的准备工作是课程组织实施和效果实现的重要保障 PBL教学的成功开展需要学生的主动配合,从准备资料开始,就要结合提纲、病例去查阅大量的文献资料,并积极与其他同学交流沟通,大家同心协力得出最佳结论。在这样的学习模式下,花在前期准备工作上的时间和精力大大多于普通的课堂学习,因此需要学生有主动学习的自觉性,否则很难达到预期的教学效果和目标。由于中国的学生长期接受传统教育,形成了一定依赖性,主动发现问题、解决问题的积极性和能力较弱,所以会认为PBL教学改革形式太“花费”时间,这也是一种依赖于以往教学理念和学习方法的表现。生物化学课程的PBL教学是2015级学生入学后接触到的第一次PBL教学,在对教学方法的认识和角色转换上尚缺乏必要的理解和准备,使得一些学生在课程开始时找不准定位,抓不住重点,不知道从哪里入手。因此,课前的准备动员工作尤其重要。在本次PBL教学过程中,在正式PBL讨论课前,我们分两次分别邀请生物化学和临床肝病研究的资深教授为学生进行讲解PBL教学法和理论知识与临床问题的结合方式。并且两次动员课间隔4周,动员课与正式课间隔2周,使学生有足够的时间通过课下的交流和讨论,充分理解PB L的教学模式,并为正式开展讨论做好资料的准备。
3.3 配套的支持条件是PBL顺利开展的必要保障 我校PBL专用教室配备有学生书写的白板、可上网查询的电脑、投影仪及屏幕等必要的设备,可供学生自由的查阅资料、交换信息和讨论问题。但是硬件设施仅是提供了开展PBL的必要环境,真正保证PBL顺利完成是丰富、可靠、全面的数据资料。PBL课程中,学生搜集资料的来源通常包括教材、专著、中英文文献和网络资源(视频、动画、数据库)等。其中网络资源由于搜索简单、信息丰富,所以许多学生遇到问题选择先上网查询。但是网络信息庞杂无序,缺乏必要的控制、管理和规范,因此质量良荞不齐,往往使学生深陷其中难以鉴别,甚至误导学生造成错误的认识。