秦玉芝　白描 陳海霞 周瓊

［摘 要］文章構(gòu)建了基于PBL和TBL的園藝生物技術(shù)課程教學(xué)模式：以典型案例溯源主要知識點(diǎn)，通過讀故事完成核心生物技術(shù)知識的課前預(yù)習(xí)；對知識點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化重構(gòu)，設(shè)計(jì)每章節(jié)的核心問題，根據(jù)模擬解答流程和整理后的網(wǎng)絡(luò)圖，形成課堂教學(xué)課件；創(chuàng)新課程學(xué)習(xí)小組的組建與課程教學(xué)過程的控制方法，進(jìn)行PBL和TBL教學(xué)模式的改革；通過形成性評價(jià)和終結(jié)性評估相結(jié)合（4∶6），構(gòu)建課程教學(xué)效果的評價(jià)與反饋體系。該教學(xué)模式創(chuàng)新解決了將教學(xué)內(nèi)容“集零為整”、變“被動灌輸”教學(xué)為“主動吸取”學(xué)習(xí)的教學(xué)問題。

［關(guān)鍵詞］研究生教育；園藝生物技術(shù)課程；PBL+TBL；教學(xué)模式

［中圖分類號］G643［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）02-0046-04

現(xiàn)代生物技術(shù)在園藝產(chǎn)業(yè)中的地位顯著，在園藝作物種質(zhì)資源利用與品種改良、栽培與采后生理基礎(chǔ)研究、園藝產(chǎn)品集約化生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量安全評價(jià)等方面發(fā)揮重要作用。

一、園藝生物技術(shù)課程改革的重要性

園藝生物技術(shù)課程是園藝專業(yè)研究生培養(yǎng)中的專業(yè)主干課程，在研究生教學(xué)過程中存在一些問題，如課程內(nèi)容多、信息量大、專業(yè)知識更新快、理論知識抽象、學(xué)生較難形成完整認(rèn)知。由于園藝專業(yè)包含多個(gè)二級學(xué)科，分屬不同的研究方向，學(xué)生知識背景與生物技術(shù)基礎(chǔ)差別大。受研究方向影響，學(xué)生對生物技術(shù)的關(guān)注差異顯著，傳統(tǒng)的教學(xué)方式很難提高不同專業(yè)方向?qū)W生的學(xué)習(xí)興趣。為此，需充分認(rèn)識生物技術(shù)在園藝產(chǎn)業(yè)不同領(lǐng)域應(yīng)用的現(xiàn)狀與前景，凝練共性科學(xué)問題；根據(jù)共性科學(xué)問題對課程進(jìn)行重組和知識體系的網(wǎng)絡(luò)化重構(gòu)，將知識集零為整；充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段、翻轉(zhuǎn)課堂，通過問題導(dǎo)向（PBL）模式、團(tuán)隊(duì)合作（TBL）模式，讓學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。園藝生物技術(shù)課程的PBL和TBL教學(xué)模式改革對于提升研究生的學(xué)習(xí)主動性、思考能力和科研思維能力具有重要意義[1-3]。

二、基于PBL和TBL的教學(xué)模式

（一）PBL和TBL的概念

問題導(dǎo)向教學(xué)法（Problem?Based Learning，PBL）于1969年由美國神經(jīng)病學(xué)教授Barrows提出[4]。PBL在我國本土化應(yīng)用后取得顯著效果[5-6]。PBL是透過務(wù)實(shí)問題或情境誘發(fā)學(xué)生思考，并建立學(xué)習(xí)目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我導(dǎo)向式研讀，增長新知識或修正已有知識內(nèi)容[7]，是一種以學(xué)生為實(shí)施主體的教學(xué)方法，倡導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題或教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)提出問題，引導(dǎo)學(xué)生自行分析和解決問題。

以團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ)的教學(xué)法（Team?Based Learning，TBL）于2002 年由美國Oklahoma 大學(xué)的Larry Michaelsen等學(xué)者提出，在歐美發(fā)達(dá)國家被廣泛接受和采用，我國在醫(yī)學(xué)和管理類學(xué)科教學(xué)中的運(yùn)用研究也比較多[8-10]。相比傳統(tǒng)的教學(xué)模式，TBL 實(shí)施中，教師從主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者，從“講”師轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸O(shè)計(jì)”師和聽眾；學(xué)生從“粉絲”轉(zhuǎn)為“明星”，從被動變?yōu)橹鲃印?/p>

（二）PBL和TBL教學(xué)模式的特點(diǎn)與優(yōu)勢

PBL和TBL強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)，將學(xué)習(xí)與任務(wù)和問題掛鉤，強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)設(shè)置到開放、復(fù)雜、有意義的問題情景中，通過學(xué)生的自主探究和團(tuán)隊(duì)成員間的合作來解決問題，從而學(xué)習(xí)、理解和掌握隱含在問題背后的科學(xué)知識和理論，提升解決問題的技能和自主學(xué)習(xí)的能力[11]。PBL和TBL教學(xué)模式中，組建高效的團(tuán)隊(duì)是教學(xué)改革的關(guān)鍵。教師要確保學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)的合理組建和高效管理。人數(shù)構(gòu)成以3～5 人為宜，優(yōu)先考慮相同專業(yè)方向的研究生。

PBL和TBL教學(xué)模式中，學(xué)生學(xué)到的技能包括：團(tuán)隊(duì)合作、文獻(xiàn)選讀、主持團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)活動、自我導(dǎo)向?qū)W習(xí)、教學(xué)資源利用、傾聽、課堂報(bào)告、記錄、合作、尊重成員意見、呈現(xiàn)學(xué)習(xí)成果等。PBL和TBL采用小組式學(xué)習(xí)，在促進(jìn)學(xué)生的溝通技巧、團(tuán)隊(duì)合作、解決問題、自主學(xué)習(xí)、資訊分享以及團(tuán)隊(duì)成員彼此尊重等能力方面具有明顯的優(yōu)勢。

（三）PBL和TBL教學(xué)模式的教學(xué)方式與步驟

PBL和TBL的教學(xué)方式有很多種，不同的學(xué)校和專業(yè)探索了自己獨(dú)特的教學(xué)方式，其教學(xué)思路是：教師提出問題，學(xué)生查找資料并分組討論，最后展示總結(jié)。以馬斯特里赫特七步過程（The Maastricht seven?jump process）為例，包括澄清術(shù)語、定義問題、頭腦風(fēng)暴、結(jié)構(gòu)和假設(shè)、學(xué)習(xí)目標(biāo)、獨(dú)立研究和綜合展示[12]，具體為：辨識并澄清情境或問題中的術(shù)語；擬定需討論的議題；頭腦風(fēng)暴，以既有的知識來提供可能的解釋；結(jié)構(gòu)和假設(shè)，重新回顧第二與第三步驟，找出可能的解決之道，將解決之道組織并重新整理；擬定學(xué)習(xí)目標(biāo)，組員間達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)的共識；獨(dú)立研讀，每名學(xué)生針對學(xué)習(xí)目標(biāo)搜集資料；小組共同分享研讀的成果。

（四）PBL和TBL教學(xué)模式中教師的角色與責(zé)任

PBL和TBL教學(xué)模式對教師的知識結(jié)構(gòu)、教學(xué)思維、協(xié)調(diào)能力等都提出了較高的要求。教學(xué)中，教師要對教學(xué)進(jìn)行合理規(guī)劃和管理，精心設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)形式，建立有效的評價(jià)機(jī)制，促進(jìn)教師間的協(xié)作交流，以保障教學(xué)效果[11]。實(shí)行PBL和TBL教學(xué)需要教師積極地轉(zhuǎn)換角色，成為學(xué)生學(xué)習(xí)的積極引導(dǎo)者、主要促進(jìn)者，并參與到學(xué)生的研究中，成為學(xué)生與小組的成員、合作者。

在PBL和TBL教學(xué)實(shí)施中，教師的主要責(zé)任有：確認(rèn)或設(shè)計(jì)一個(gè)開放性的問題，幫助學(xué)生了解相關(guān)情況，并引發(fā)他們思考；呈現(xiàn)問題給學(xué)生，幫助學(xué)生反思自身經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)專業(yè)技巧，提升解決問題的能力；組織學(xué)生分組討論；觀察學(xué)生討論活動，關(guān)注進(jìn)展；讓小組提出解決方案，呈現(xiàn)成果。教師引導(dǎo)小組呈現(xiàn)學(xué)習(xí)成果，并鼓勵(lì)學(xué)生檢視所學(xué)，通過提問、討論，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行批判性思考，養(yǎng)成批判性思考問題的習(xí)慣。

三、園藝生物技術(shù)課程及其改革實(shí)踐

2018年，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)修訂了研究生園藝生物技術(shù)課程教學(xué)大綱，確定了課程主要的教學(xué)內(nèi)容：園藝植物研究材料的創(chuàng)制與培養(yǎng)、分子標(biāo)記研究策略及其應(yīng)用、基因功能研究的策略與方法、組學(xué)研究策略與方法、轉(zhuǎn)基因安全控制與評價(jià)，旨在培養(yǎng)研究生的創(chuàng)造性思維、試驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)能力和利用生物技術(shù)進(jìn)行園藝科研實(shí)踐的能力。該課程對一級學(xué)科園藝學(xué)下面5個(gè)二級學(xué)科專業(yè)方向（果樹、蔬菜、觀賞園藝、茶學(xué)和中藥資源）的研究生開設(shè)，學(xué)生來源復(fù)雜，知識背景差異大，有的學(xué)生在本科階段學(xué)習(xí)過生物生化與分子生物學(xué)課、遺傳學(xué)課、基因工程課或園藝生物技術(shù)課等課程，有的學(xué)生則缺乏以上部分課程的本科學(xué)習(xí)經(jīng)歷。另外，不同的二級學(xué)科專業(yè)又分為3～5個(gè)研究方向，包括栽培、育種、采后、逆境生理等，不同研究方向?qū)W生的文獻(xiàn)資料涉獵范圍的差異巨大。大多數(shù)內(nèi)容涉及分子水平，處于研究的前沿，比較新穎抽象，學(xué)生實(shí)際接觸少，使得部分專業(yè)方向的學(xué)生獨(dú)自學(xué)習(xí)難度大。傳統(tǒng)的大班上課因課時(shí)有限，課時(shí)內(nèi)無法完成的知識點(diǎn)急需提供現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺給學(xué)生進(jìn)行課程預(yù)習(xí)、自學(xué)及課后深入討論和拓展學(xué)習(xí)。基于以上問題，要對園藝生物技術(shù)課程進(jìn)行改革。有教師對這門課程嘗試了不同的改革，如按基礎(chǔ)水平分班教授，課程內(nèi)容模塊化重組，講授結(jié)合多媒體和討論，推行啟發(fā)式、參與式、情景化以及雙語教學(xué)模式，理論與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐結(jié)合，多樣考核等[12]。

園藝生物技術(shù)課作為一門科學(xué)研究型課程，其內(nèi)容可分為應(yīng)用基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。應(yīng)用基礎(chǔ)研究包括通過對基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組的研究，加深學(xué)生對園藝作物的系統(tǒng)認(rèn)知，使他們學(xué)會利用生物技術(shù)對重要性狀基因的發(fā)掘與功能驗(yàn)證，加深對栽培生理與生長發(fā)育機(jī)制的理解，以及利用細(xì)胞工程、染色體工程、分子標(biāo)記等生物技術(shù)手段進(jìn)行種質(zhì)創(chuàng)新或改良等；應(yīng)用研究包括結(jié)合生理生化和分子水平的認(rèn)知，開發(fā)園藝作物栽培新技術(shù)或育種新技術(shù)。若能厘清這些內(nèi)容的邏輯關(guān)系，形成系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，可以促進(jìn)學(xué)生聯(lián)想記憶，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。通過鼓勵(lì)學(xué)習(xí)小組結(jié)合專業(yè)方向特質(zhì)解答共性問題，提升不同知識背景學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與參與度，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

四、園藝生物技術(shù)課程知識點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)化重構(gòu)

結(jié)合問題，對現(xiàn)有園藝生物技術(shù)知識系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)，將片段化、線性化甚至是模塊化的知識點(diǎn)轉(zhuǎn)化為有機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

比如問題：怎樣找出并驗(yàn)證孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)中控制豌豆花色的基因？

模擬解答這個(gè)問題大體可設(shè)計(jì)為：

先讓學(xué)生回顧孟德爾遺傳規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，總結(jié)孟德爾的兩大規(guī)律，并拓展摩爾根關(guān)于連鎖的研究工作（知識節(jié)點(diǎn)）；

在基因克?。ㄖ匾?jié)點(diǎn)）部分設(shè)計(jì)正向遺傳手段（重要節(jié)點(diǎn)）——基于分子標(biāo)記-連鎖（知識節(jié)點(diǎn)）的圖位克?。ㄖR節(jié)點(diǎn)）來克隆基因，其中會涉及文庫和載體構(gòu)建以及傳統(tǒng)育種操作等內(nèi)容（知識節(jié)點(diǎn)）；

找到基因位點(diǎn)后，通過DNA測序（知識節(jié)點(diǎn)）驗(yàn)證基因位點(diǎn)所有基因，PCR擴(kuò)增（知識節(jié)點(diǎn)）各個(gè)候選基因，設(shè)計(jì)基因轉(zhuǎn)化（知識節(jié)點(diǎn)）或基因編輯（知識節(jié)點(diǎn)）進(jìn)行基因功能驗(yàn)證。

上述這個(gè)問題存在多種解決途徑，不同的前提下，解決辦法不一樣。教師對問題的解答不應(yīng)設(shè)唯一的標(biāo)準(zhǔn)答案，模擬解答主要是為了給學(xué)生分析解答問題提供參考。

提出下一個(gè)問題：在孟德爾那個(gè)年代，為什么他發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律卻不能找出控制其所研究性狀的基因？引導(dǎo)學(xué)生思考：因?yàn)槊系聽柲莻€(gè)年代還有很多分子生物技術(shù)沒有出現(xiàn)，無法完成基因克隆與驗(yàn)證工作。進(jìn)而引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思考：各種現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的基礎(chǔ)是什么，這些技術(shù)是什么，在什么時(shí)候、基于怎樣的條件發(fā)明出來的？通過引導(dǎo)學(xué)生深入思考，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

設(shè)計(jì)有效率的PBL問題要基于以下原則：問題應(yīng)該與課程的階段性目標(biāo)相匹配；問題應(yīng)該符合學(xué)生的興趣；問題應(yīng)該是開放式的，有能夠刺激討論的要點(diǎn)；問題解答過程中涉及的知識點(diǎn)應(yīng)觸及基礎(chǔ)課程相關(guān)領(lǐng)域，以鼓勵(lì)學(xué)生對知識進(jìn)行整合，并牽引出課程知識點(diǎn)。

另外，本課程應(yīng)按園藝生物技術(shù)課程的科學(xué)邏輯與主題設(shè)計(jì)問題，注意問題的層次與問題間的邏輯關(guān)系，要將多個(gè)問題總結(jié)為一個(gè)大問題來概括園藝生物技術(shù)課程的核心內(nèi)容。

設(shè)計(jì)好問題后，引導(dǎo)學(xué)生在解答過程中將各個(gè)知識點(diǎn)連接成網(wǎng)絡(luò)，再將知識網(wǎng)絡(luò)采用Cytoscape 和思維導(dǎo)圖軟件進(jìn)行具象化整理，最后利用PPT整理成教學(xué)課件。

五、園藝生物技術(shù)課程教學(xué)過程的控制與評價(jià)

采用PBL和TBL教學(xué)模式，按不同專業(yè)方向以3～5人分組，選出小組負(fù)責(zé)人。各學(xué)習(xí)小組課后對每章節(jié)的科學(xué)問題進(jìn)行資料查閱，討論和形成具有各自專業(yè)方向特質(zhì)的聯(lián)合報(bào)告，在線提交報(bào)告或課堂匯報(bào)。論述過程中進(jìn)行開放性討論。

學(xué)生的學(xué)習(xí)受評價(jià)方式的影響。研究生課程將形成性評價(jià)和終結(jié)性評估相結(jié)合，形成性評價(jià)主要由課前網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)情況、小組成員互評參與度構(gòu)成；終結(jié)性評價(jià)由每章節(jié)聯(lián)合報(bào)告評分構(gòu)成，聯(lián)合報(bào)告由教師負(fù)責(zé)考評，包括每組報(bào)告是否回答了共性問題、學(xué)生評估報(bào)告的專業(yè)特質(zhì)體現(xiàn)程度。形成性評價(jià)和終結(jié)性評價(jià)占比為4∶6。

六、結(jié)語

運(yùn)用PBL和TBL教學(xué)模式，結(jié)合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)平臺，以培養(yǎng)園藝專業(yè)研究生的科研思維能力和解決問題能力為教學(xué)目標(biāo)，將教學(xué)內(nèi)容“集零為整”，變“被動灌輸”為“主動吸取”，這對于培養(yǎng)綜合性的園藝專業(yè)人才具有重要意義，也為今后推進(jìn)農(nóng)業(yè)院校園藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式提供了可靠的案例。

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［責(zé)任編輯：黃緊德］