马晓楠,徐 威

(沈阳药科大学 a.生命科学与生物制药学院;b.功能食品与葡萄酒学院,辽宁 沈阳 110016)

传统教学法,顾名思义是多年来沿用至今的教学方法,通常由教师通过系统与细致的讲解将知识传授给学生;PBL(Problem-based Learning)是指以问题为导向的教学方法,最早由美国的神经病学教授Barrows提出,从以教师为中心变为以学生为中心,进而能够充分调动学生的学习积极性,培养学生自主学习和终身学习的能力[1],在全世界各地的高校得到了广泛应用。

一、两种教学方法对比

传统教学法与PBL教学法的主要教学思路及实施过程如图1所示,每种方法均有各自的优点和缺点。

图1 传统教学法与PBL教学法的主要教学思路及实施过程

(一)传统教学法

采用教师主讲、学生被动接受讲解的模式,形式比较单一,对于内容复杂深奥的学科,或者学生本身了解不足,甚至需要大量推导过程才能掌握的知识内容,采用传统教学法显然更利于学生对知识的快速理解。随着科技的进步,每个学科的信息内容都在进行不断更新,教师很难把所有的知识都及时传授给学生,这时传统教学法就不得不做出妥协,引入新的学习方法,PBL在这样的背景下迅速成为有效培养大学生自主学习能力的教学模式之一。

(二)PBL教学法

自主学习能力,即以某个具体的问题为出发点,充分利用有效的学习资源,在实践体验、内化吸收和探索创新中获得完整的知识、学习专业技能和养成高阶思维的学习过程[2]。该模式的实施必然要求学生投入大量的时间和精力利用图书馆或网络查询相关信息,并进行系统分析和整合,再通过小组讨论最终找到解决问题的方法,在整个过程中实现将不了解或未知的知识转化为自己理解并掌握的知识。

PBL模式的好处不仅是在教学过程中提升了学生的学习能力,还有利于其在未来职场中养成正确的工作习惯、提升人际交往能力[3]。在具体实施过程中,虽然学生普遍反映PBL模式下,文献检索能力、分析和解决问题的能力有明显提高,但同时也有学生认为该模式比传统上课形式烦琐,占用时间太多,特别是对于学习科目多、学业较重的专业学生来说,其参与意愿明显下降,因为要将大量课外时间投入个别PBL课程,势必会影响其他科目的复习时间,甚至影响总学分绩[4],所以应慎重选择PBL教学法的实施对象,且在具体教学对象的哪些科目中实施要经过全面平衡,才能避免最终流于形式的尴尬境地。不可否认,教师的教学经验、学校管理团队和技术工具的支持程度以及课程安排等要素,同样会影响教师的PBL教学应用效果[5-6]。

二、PBL与传统教学法在“微生物学与免疫学”教学中的混合应用

了解两种教学方法的利弊有助于在实际应用中尽可能做到扬长避短,最大限度地发挥其在教学中的积极作用。

(一)“微生物学与免疫学”课程特点

“微生物学与免疫学”是一门以实验为基础的前沿生命学科,每一年都有大量新的研究成果涌现,相关的科学研究越来越基础,机制与理论越来越抽象,对学生来说是一门比较复杂难学的课程,因为免疫系统并不局限于某一器官或某一类细胞,而是由全身多器官、多组织、多细胞和多分子共同构成的一个复杂而有机的网络。为了更好地保护我们的身体,不同的细胞在不同的生理状况下具有不同的活性状态和生物学功能,可以通过表达及分泌多种分子对整个免疫系统进行调节,这就使该门课程在讲述时有大量细节内容,在没有全面了解这些细节时,会阻碍学生对一些基本概念的理解。这就要求在学习这门课的过程中既要关注细节又要兼顾整体,而细节和整体的信息量又非常大,所以学生在学习“微生物学与免疫学”时感觉内容繁多,知识复杂,甚至枯燥乏味,初学时觉得知识点比较分散,无法取舍,需要花费大量时间和精力进行预习和复习,才能对知识进行有效吸收与整合。

生物工程与药学专业的“微生物学与免疫学”与医学院校的“微生物学与免疫学”在教学侧重点以及学生的知识背景上有明显差异:医学“微生物学与免疫学”除了讲授基础免疫学的相关理论外,还注重探讨免疫功能异常所导致的病理过程以及疾病发生和发展的机制,并为诊断、预防和治疗某些免疫相关疾病提供理论基础和实验方法,是医学专业的一门重要专业基础课程,与组织胚胎学、病理学、生理学等学科知识相互联系。

在现代药学领域中,越来越多以免疫学为知识背景的新型生物药进入临床,免疫学的研究也越来越深入,揭示出目前已应用于临床或正在研发的许多生物技术药物、化学药物及中药制剂的药理学作用、药效学机制以及毒副作用等,均与机体的免疫系统功能及免疫应答的改变有关。药学专业培养从事药物发现、评价、设计、制备、管理等方面的专业人才,现代新型生物制药(如分子靶向药物、免疫分子药物、单克隆抗体药物和疫苗等)的设计和开发离不开免疫学知识[7],对于药学或药学相关专业(如生物制药)的学生来说,掌握免疫学的知识将为学生将来可能从事的生物药物的研发和应用奠定坚实的知识基础。因此,如何正确全面地理解免疫系统的组成、结构及其工作原理至关重要。多年来,我校药学专业的免疫学都是与微生物学合并为一门课程进行讲授,鉴于免疫学对药学专业越来越重要,经专业建设团队的充分论证,“免疫学”与“微生物学”课程进行分别授课,并将“免疫学”的学时数调整为16学时的必修课“免疫学Ⅰ”与16学时的选修课“免疫学Ⅱ”。虽然学时数增加了,但对于内容抽象、理论性强的免疫学来说,要在规定的课时内将复杂的免疫系统讲清楚并让学生理解,仍然具有不小的难度。经过两年来的探索与实践,笔者认为将传统教学法的“教授为主”与PBL教学法的“自主学习为主”相结合,能够有效提升“微生物学与免疫学”课程的教学效果。

(二)两种模式在“微生物学与免疫学”教学中的混合应用

鉴于免疫学的复杂知识网络,传统教学模式在初学时显得尤为重要,因为单凭学生的知识背景,要靠学生自己把课程学透难度还是很大的,有大量需要记忆的内容,学生只有反复翻看才能留下较为深刻的印象,最终转化为一个整体的网络体系,如果仅采用PBL模式,势必会占用学生大量的课外时间,甚至会影响其他科目的学习,不利于提高学生参与的积极性。然而,如果从始至终只有教师的讲授,会导致学生缺乏学习主动性,难以达到较深入地掌握知识的目的。这时,PBL模式能够显现出其优势:在讲授部分章节且学生有了一定知识基础后,可以向学生提出一个生活中经常听到的问题或事例引起大家的思考,启发学生主动去寻找答案,当然教师也要对学生进行引导,比如给学生一个大致的方向,说明该问题的机理,应该在哪个章节或与哪些组织器官、细胞以及分子相关,让学生在一个相对明确的大范围内去寻找确切的知识点,并通过自己的分析与讨论最终获得相对完整的故事,接下来再通过在课上与教师和其他同学进行分享和进一步讨论,最终使各部分都得到完善。

例如,关于时下较为热门的免疫疗法CAR-T技术,学生经常通过一些科普性或生活性的公众号等信息平台看到,获得的基本信息是该技术在治疗白血病等血液系统恶性肿瘤过程中,取得了很大的进步,让人们看到人类攻克癌症的希望,所以不妨以“请为某种癌症设计CAR-T疗法并讨论其可行性”为题,让学生对T细胞的相关知识进行提前查阅与学习。学生拿到题目,首先会去查询CAR-T(chimeric antigen receptor Tcell immuno-therapy)是什幺,进而去学习为什幺它可以赋予T淋巴细胞对抗肿瘤细胞,并增强T细胞识别抗原信号与活化的功能[8],思考这样的T细胞与我们身体内的T细胞的差别。通过产生疑问—寻找线索—获取知识—设计应用等一系列步骤,逐渐在脑海中形成对整个题目的相关专业知识的清晰的网络结构,效果要比教师直接讲授T细胞的定义、表面分子、T细胞的识别、活化和效应所涉及的多种分子间机制好得多。在实际操作中,学生也可通过绘制思维导图等形式,对整个复杂过程中涉及的众多对象及相互间关系进行梳理与总结,不同小组之间再通过讨论进一步完善知识网络。在这个过程中,学生往往忽略T细胞对抗原识别的MHC分子限制性,这时教师会以直接讲授的模式带领学生回顾MHC分子的结构与特点,以及背后相关的遗传学机制,最终将不同章节的知识串联起来,使学生对这部分内容的重点和难点真正做到牢固掌握。

再如,以“你知道多少种COVID-19疫苗,各自差别是什幺?”为题目,让学生通过查询自己接种的疫苗类别以及国际与国内研发的疫苗种类,学习和比较不同类型疫苗(灭活疫苗、减毒活疫苗、重组蛋白疫苗、载体疫苗以及核酸疫苗等)的优点和缺点,更主要的是以疫苗为切入点,深入地理解抗体产生的过程,掌握体液免疫应答的相关内容。因为学生自己先行查阅并消化了部分理论,在教师进行补充与梳理总结时更容易获得完整、有逻辑的知识结构与细节信息。其中较为难理解的抗体基因重排和亲和力成熟等涉及遗传学的内容,对于生物学背景相对薄弱的药学专业学生来说,需要进行额外的阐述,这时传统教学法就显得尤为必要,因为学生没有更多精力再去自学遗传学的相关理论。

不可否认,PBL教学模式中问题的设置是影响教学效果的重要环节,题目既要与专业紧密相关,又要能引发学生主动探究的兴趣。作为药学相关专业的免疫学教师,应该关注临床用药变化,在授课过程中将药物的临床应用及其最新发展现状与免疫学理论知识相结合,这必然对教师提出了更高的要求。同时,在原有的教学过程中,注意收集学生的知识结构信息,在讲授每一章节的内容之前,可以从学生的角度出发,梳理学生的知识结构现状,确定哪些知识需要再复习回顾,哪些知识需要拓展,从而使教学工作有的放矢、事半功倍。

近年来,将PBL与多种教学方法如翻转课堂、CBS(Case-based Study)教学法等相结合的模式也被尝试应用于“微生物学与免疫学”教学[9-11]。笔者认为除了能够提升学生的自主学习能力,更为立竿见影的效果是学生对该部分的知识点识记印象深刻,准备考试的时候也更容易,成绩更为优秀。

结语

PBL教学法的先进性和科学性是毋庸置疑的,然而,面对中国高校目前的高生师比,在大班授课中或对全部授课内容采用这种方法无疑有明显的局限性,与传统教学模式相结合的混合式教学才能取长补短,取得更好的教学效果。如何在耗时多、执行周期长等因素下更好地应用教学设计,是值得每一位一线教师认真思考的。