基于PBL與LBL整合的動物學課程教學范式改革探索

張 健,張 波,欒 添

(長春師范大學生命科學學院, 吉林 長春 130032)

動物學課程是高等院校生命科學相關學科中的重要基礎課程,是學生理解該學科基礎知識、基本理論以及掌握實驗技能、提高綜合能力的重要途徑。該課程包含廣博的理論知識,同時與農林牧副漁醫工等多個領域的實踐密不可分。目前高校動物學課程教學方法較單一,無法有效調動學生學習的積極性與探究熱情,教學效果不夠理想。

PBL教學范式是20世紀60年代由美國神經學領域專家霍爾德·巴羅斯在加拿大麥克馬斯特醫學院創立的,該教學模式在西方教育界被廣泛推廣和應用,于20世紀末引入我國[1]?；趩栴}的學習(Problem-based learning,PBL)是以學生為中心的課程教學范式,而基于講授的學習(Lecture-based learning,LBL)是以教師為中心的課程教學范式。目前,我國的高校動物學教學多數采用傳統的教師講授為主的教學模式,以課堂-教師-課本為主體。與傳統的LBL教學模式作比較,PBL教學模式在課程設計理念、課程實施方式、教學評估體系、教學效果評價等方面存在著根本的差異。從目前的實踐結果看,單一的PBL式學習也存在弊端,其在教學中的應用存在兩個問題:一方面,缺乏教師為主體的指導和監督,造成部分學生缺乏自律性,耽誤學生的學習進度和效果[2];另一方面,學生在自主學習的過程中無法得到有效的教師幫助,可能會遺漏較為重要的課程內容[3]。以上問題導致學生對課程存在畏難和厭煩的不良情緒,急需教師改變傳統的以“教”為主的教學方式,而采用以學生為中心和主體、教師為輔的綜合教學模式,依據不同的授課內容采用靈活多樣的教學方式[4]。目前,PBL已成為國際上較流行的教學方式之一[5]。本研究嘗試以PBL與LBL相結合的教學方式開展動物學教學,旨在提高學生學習的自覺性和主動性,進一步激發學生對動物學課程的學習興趣,將動物學理論課程中抽象復雜的知識具體化、簡單化,以完成動物學及相關課程教學目標。

1 應用基于PBL與LBL整合的動物學課程教學范式的必要性

伴隨著生物科學專業課程體系的調整,動物學的教學總學時也被壓縮。面對課堂教學內容多的現實問題,動物學教學方法理應作出調整。采用PBL與LBL重新整合動物學課程教學內容,不僅能夠提高動物學課程的教學質量和效率,還能培養學生和教師的自主創新能力。在傳統教學環境下,受到教學固有觀念和資源不足的限制,通常只采用LBL教學研究范式,教學過程難以充分實現課程目標。目前動物學教學任務量大,核心知識點多,若在較少的課時內順利完成授課內容,讓學生完全了解和掌握,并確保教學品質,就需要充分利用PBL與LBL的整合優勢。深度探究應用型課程教學范式改革的新路徑,有助于增強學生參與到課堂教學的積極性,并能夠有效提高動物學課程的授課效果。

本課題選取長春師范大學生命科學學院2020級生物科學專業兩個班級為試驗對象,評估新教學模式的有效性。試驗具體對象包括69名學生,隨機分成實驗組與對照組。第一組為對照組,采用LBL模式進行教學;第二組為實驗組,采用PBL與LBL整合的教學新范式。經統計學分析,參與實驗的兩組學生在成績方面不存在顯著差別(P>0.05)。

在對照組授課中,采用LBL教學法,即以教師講授為主,講授內容為本節課程的基礎知識點;在實驗組授課過程中,理論課采取“案例發放→提出問題→學生作答→教師采用LBL模式講解知識點→問題再提出→學生作答→反饋效果”的PBL與LBL相結合的教學模式。對每個動物類群,首先由教師提出導向性問題。如針對環節動物門提出10～30個問題,提前15～20天以自學提綱的形式發給學生,讓學生帶著問題有針對性地進行課前預習。在動物學課堂上,通過問答形式引導學生從外部形態到內部結構全面理解和掌握環節動物門的代表動物——環毛蚓適應土壤生活的特征,逐步總結環節動物與扁形動物相比有哪些進步性特征,并從結構和功能相適應的角度分析與討論身體分節和真體腔出現的生物學意義。為了具體闡述多毛綱動物適應在海水中自由生活的特點及蛭綱適應寄生生活的特點,需要進一步比較分析這兩個綱的動物與環毛蚓在外部形態和內部結構上的差異。整堂課以這樣的全新模式進行重復訓練,旨在不斷鞏固學生對已系統講授知識點的掌握程度。在每次課堂教學過程結束前的5分鐘,兩個小組要分別對課堂教學內容進行提問,并隨機抽取學生對問題進行解答。任課教師依據相關評分標準進行打分并作記錄,以此作為學生的平時成績。除此之外,在實驗組學習完每一章節的教學內容后,學生會為自己總結重要知識點并繪制該章節的思維導圖,與此同時提出本章學習過程中與人類生活密切聯系的相關內容。教師選擇其中專業特點突出、實用性強而且能夠有效引起學生興趣的內容為主題,指派實驗組學生在課后查閱相關資料并在教師的指導下共同準備備課資料,最后由實驗組的學生為班級同學講授本章的重要體系。

動物學是一門系統連續性較強的學科,每個章節內在都存在著密切的聯系,因此在課堂教學過程中,教師需要引導學生采用分析比較法對所學專業內容進行總結歸納。每學完一個章節之后,學生可采用分析圖表的方式對本章內不同綱之間的顯著特征進行比較。課堂教學全部結束之后,學生需要自行歸納總結一張動物知識矩陣表,每一行代表不同的動物門,而每一列代表不同系統的主要特征。這樣做能夠讓學生在清晰直觀地全面了解不同動物門的主要特征基礎上,進一步探索各個系統的進化歷程。此外,在課堂教學過程中,學生能夠以小組為單位,通過查閱相關圖書和網絡資料并制作課件,介紹一些該動物門其他代表性動物的形態結構、生理特點及與人類之間的關系;亦可通過該動物門的前沿研究進展,了解某一個門動物類群的研究趨勢,再由1～2名學生作為代表在講臺上為同學們進行講授。通過這一學期的課程學習。兩個教學班級期末考試成績統計結果見表1。

表1 對照組與實驗組學生期末成績比較

根據數據結果,可得出采用傳統LBL教學授課班級(對照組)與采用PBL與LBL整合課程教學范式授課班級學生(實驗組)在期末卷面成績方面區別不大,但優秀率差異顯著。由此可見,采用PBL與LBL結合課程教學模式能夠激發學生的學習熱情,有效提高學習成績。除此之外,通過不及格率的比較,發現實驗組的不及格率相對較低,這表明PBL與LBL整合教學模式對后進生的學習幫助較大。從比較探索性題得分率,能夠看出實驗組的得分率遠高于對照組,這表明PBL與LBL整合教學范式能夠促進學生對探索性知識的學習。

2 基于PBL與LBL整合的動物學課程教學范式實施效果評析

LBL是以教師講授為主的傳統教學手段,具有知識系統完備、理論系統清晰等方面的優勢,有利于教師對重點難點及課堂教學進度進行掌控,因此在一些基礎理論教學過程中,LBL模式仍然是不可取代的。在LBL教學體系中,教師可以在規定的時間內向學生集中傳授系統知識,所教授的知識點之間邏輯性較強,知識體系完備,對教學資源的形式要求較為簡單,能夠較好地完成預定的教學目標與任務。但LBL以學生記憶、強制學習為特點,側重知識傳授而輕素質培養,學生在學習過程中比較被動,以接受各種知識為主,師生交流是單向的[6],不利于發揮學生的主觀能動性。這種教學模式不利于提高學生學習的主動性和學習興趣,亦不利于培養學生的自主學習能力和開拓創造精神[7]。

與LBL教學法相比,PBL教學法以優先提出“問題”為導向。學生作為學習者,必須充分發揮自主性和創造性,主動構建自己的實用知識,持續地反思以及批判性地對所學知識進行深入思考。在教師的整體指導下,PBL教學法重點強調學生在教學過程中的主動參與,促使學生將自身置身于具體問題的情境下,經歷“分析問題-探索問題-解決問題”的過程。這種教學模式能夠打破學科界限,重組課堂教學內容,強化系統知識的整體性和實用性,使學生在有限的時間內學到更多的科學知識。PBL教學范式強調以學生為中心,學生根據自身的需要自己設計、實驗和決策,積極性和主動性將得到極大激發。這種主體參與過程使學生不僅得到決策能力的訓練,也獲得一系列科學探索方法的訓練。在PBL教學模式下,學生運用科學的方法對問題進行研究,實現知識與技能、過程與方法、情感態度和價值觀的發展。

問題性、實踐性、參與性和開放性是PBL教學模式的本質特征,有利于發展學生的主體性,有利于學生自主學習自身發展所需的知識,有利于培養學生可持續發展能力,同時培養學生健康的社會情感和創造精神。在我國高等教育課程改革中,如何正確理解和實施“教”與“學”,是擺在每一位教育工作者面前的重要問題。PBL教學范式的優點較為顯著,但也存在著一定的局限性。例如,不同類型學生的基礎知識儲備參差不齊,在進行課堂討論時會呈現出一定的差異,久而久之,會在一定程度上影響基礎相對薄弱學生的學習積極性,導致其不能同步完成學習目標。因此,我們要結合LBL和PBL教學范式各自的優點,摒棄它們的不足之處,以有效地提高課堂學習效果[8]。

采用PBL與LBL整合教學范式,在動物學課程教學過程中融入大量前沿發展教學案例,使動物學知識與生命科學現象聯系起來,促進學生實踐能力和創新思維的發展,引導學生運用觀察、發現、歸納和實踐等方法解決實際問題,使學生能夠在實踐與研究過程中學習科學方法。在課堂教學中,通過小組活動充分調動每一個學生的積極性,培養學生的團隊合作精神,有利于學生構建完備的知識結構,促進學生對所學知識的系統掌握,完善認知框架。教師在教學過程中需對學生的實驗、分組討論、小組分工和合作進行系統總結,肯定學生優點的同時還需指出不足,幫助學生總結經驗教訓、學會方法,同時培養學生刻苦鉆研、一絲不茍的學習習慣和態度。這種整合模式下,學生的培養成效明顯。期末考試成績分數在60～69分的學生數占總人數的6.7%,70～79分的學生數占總人數的35.2%,80～89分的學生數占總人數的46.3%,90～100分的學生數占總人數的11.8%。課程目標達成度結果表明,該授課方式和考核評價機制能夠很好地反映學生對課程的掌握情況以及師范認證中畢業要求的達成情況,采用PBL與LBL整合教學范式下的授課學生平均考試成績明顯優于LBL教學范式。

在學生進行課堂討論的過程中,教師應及時有效地指導學生解決其在學習過程中遇到的問題和困難,幫助學生修改與補充實驗步驟,在實驗教學過程中引導學生觀察分析實驗結果,最后對學生課堂表現根據相關標準作出點評。同時,教師還要強調本節教授課程的重難點、實驗原理和關鍵步驟[9]?？傊?PBL與LBL整合教學范式是吸取了兩種教學模式的優點的新教學范式,其優點在于激發了學生的學習興趣,培養了他們的獨立思考與觀察能力、實踐和創新能力。

3 基于PBL與LBL整合的動物學課程教學范式改革建議

3.1 適應性探索

課程教學范式改革已成為我國高等院校教育教學改革亟需突破的瓶頸問題。PBL與LBL整合教學范式作為一種適應多學科的教學改進模式,在強調提高學生的自主學習能力和培養學生解決實際問題的能力方面與我國教育改革總體方向相一致,因此將其推廣應用具有較強的理論價值和實踐意義,將這兩種教學模式整合運用于應用型課堂教學已成為一種必然趨勢[10]。

3.2 新的教學范式改革路徑

在新的教育理念下,我們應從我國的國情出發,把教育內容和教學方法的改革作為重要環節。我國高校生物科學專業的發展對學生綜合素養提出了新的要求。為有效提高課堂教學效果,高校生物科學專業動物學課程教學需要進行改革。完善與開拓新的教學模式是高校教學的必然選擇。開展PBL與LBL教學整合教學模式是我國高等院校教學改革的重要內容之一。高校應結合自身的能力發展方向、學科特點和專業要求,積極有效探索PBL教學模式,以滿足現代生物科學專業對學生綜合素養的新標準和新要求。

開展PBL和LBL教學整合不是完全否定已有的傳統教學范式,反而更有助于學生充分理解傳統課程教學范式的基本特征和價值。在教學過程中,教學條件、實踐基地、授課學時、教學效果評價、教師角色的重新定位以及師生關系的轉變等因素在一定程度上限制了PBL的應用范圍。由此看來,實施傳統課程教學范式和PBL教學范式相結合的兩種模式是目前高校課程教學改革較為實際的路徑選擇。

3.3 重新定位教師與學生的角色

在基于PBL與LBL整合的動物學課程教學范式中,教師與學生的角色發生了轉變,給學生充分的實踐機會,促使學生主動探究學習。LBL教學模式主要關注教師如何盡職盡責地準確傳達課程教學大綱給學生,教師處于知識傳授的主導地位。而在PBL教學模式中,學生由原來的被動聽課者變為教學活動的參與者,充分發揮了學生的主體作用,體現了PBL教學范式的優勢。首先,教師與學生互動頻繁,學生課堂應變能力不斷提高,對課程大綱的理解與思考也更加充分。其次,學生有時扮演教師的角色,教師為他們提供學習資料,解釋閱讀材料中的問題,而不需要將答案直接告知,鼓勵學生自己找到問題的答案,對問題進行解釋。最后,通過討論與交流,進一步發現新的問題,并對問題進行更深入的研究。整合教學對教師的知識體系、教學理念與教學能力等方面提出了更高的要求,需要教師具備更多的教學實踐技能并在教學設計上花費更多的時間和精力[10]。

顯而易見,在這門課程的學習過程中,每位學生都要以學生和教師的雙重身份參與到課程的學習中。在學習每部分理論時都要多想一想,我在講臺上應該如何做?怎樣做還會更好?如果明天我要上課,要做哪些準備?等等。學生在“做”的過程中學習,參與討論、設計、講課等,以加深對教學理論的理解。另外,在學習中,通過資料整理或者教學內容的學習進行反思和領悟,就會發現更多值得探究的內容。

3.4 引導學生自主學習

在動物學教學實踐中,學生作為學習者,要充分發揮自主性和獨創性,主動優化自己的知識結構,不斷反思以及對所學知識進行批判性的思考[11]。自主學習將學習的主動權交到學生手中,讓學生能夠根據自身的需求、興趣和其他一些條件主動地選擇適合自己的研究內容。教師也可以提供一些選題,并告訴學生需注意的事項?！白灾鳌笔冀K貫穿于學習過程,從學習目標的明確、學習內容的確定到學習形式、方法的選擇,再到學習過程的推進,學生均須參加[12]。

根據動物學課程特點,我們要重新規劃教學計劃、教學設計、教學評價手段,使教學內容更加趨于合理化,同時符合生物科學專業特點,滿足學生學習興趣。在教學過程中應用PBL與LBL整合的教學范式,學生更易理解本課程微觀與深層次的問題。以教師為中心向以學生為主體轉化,學生由被動接受知識轉化為主動思考問題并解決問題,有利于培養學生的觀察能力、思維能力和實踐操作能力,同時學生也學會了認識未知事物的科學方法。

4 結語

在高校動物學課程教學改革過程中,教師需要創新教學模式,選用PBL與LBL整合的教學范式無疑是一種創新有效的教學范式改革路徑。針對LBL與 PBL兩種教學模式各自的優點和不足,將二者巧妙結合,能夠更大程度提升學生將理論知識轉化為實踐的能力,提高學生的交流溝通能力和創新能力[13]。 運用PBL與LBL整合的教學范式,對豐富和發展動物學教學理論,更好地指導動物學實驗教學實踐具有重要的現實意義?！盎赑BL與LBL整合的教學范式使學生具有極大的自主性和獨立性,對培養學生創造性和批判性思維以及提高教學質量具有積極作用。