PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在高校生物類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用1

張寬朝

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 安徽 合肥 230036）

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育的重要組成部分，是學(xué)生獲取知識(shí)、掌握知識(shí)、提高素質(zhì)的重要途徑.近年來，實(shí)驗(yàn)教學(xué)因其在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力方面的特殊作用而引起了教育界的重視［1］.

為進(jìn)一步發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的育人優(yōu)勢(shì)，必須探索突破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)習(xí)慣，構(gòu)建以完成特定的綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主的新時(shí)代高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織形式.以PBL新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索培養(yǎng)和引發(fā)學(xué)生高級(jí)思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和潛能，提高學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問題、創(chuàng)設(shè)問題、獲取知識(shí)和方法、解決問題”的綜合素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和社會(huì)責(zé)任感的培養(yǎng)以綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為載體來進(jìn)行有效傳遞，正越來越多地得到高校的認(rèn)可和使用［2］.

生物學(xué)科是一門實(shí)驗(yàn)性的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在生物學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)中尤為重要.適應(yīng)和滿足學(xué)生“知識(shí)學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練、素質(zhì)提升”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究，對(duì)加強(qiáng)生物學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)有著積極的示范意義和推廣價(jià)值.PBL 新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式為高校生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供了一種全新的路徑和參考范例.

1 PBL模式的內(nèi)涵與理論基礎(chǔ)

PBL，即Project-Based Learning 的簡稱，是一種基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，也稱為項(xiàng)目化學(xué)習(xí)、課題式學(xué)習(xí)或?qū)ｎ}式學(xué)習(xí).PBL 注重的是學(xué)科的核心概念和原理，旨在使學(xué)生參與真實(shí)問題的研究，要求學(xué)生在真實(shí)情境中借助多種資源參與問題解決研究和其他有意義的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，并建構(gòu)自己的知識(shí)和能力［3］.

PBL 模式融合了多種新的教育理念，主要包括建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、實(shí)用主義教育理論和多元智力理論［4］.PBL 模式，實(shí)質(zhì)上就是一種基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、立足于現(xiàn)實(shí)生活的探究性學(xué)習(xí)模式，強(qiáng)調(diào)活動(dòng)建構(gòu)性，在合作中、在疑難問題地不斷解決中，通過老師引導(dǎo)，完成對(duì)知識(shí)的意義建構(gòu).PBL 模式，與杜威的實(shí)用主義教育理論相一致，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)、強(qiáng)調(diào)現(xiàn)實(shí)、強(qiáng)調(diào)活動(dòng)，是以真實(shí)的或模擬的工作任務(wù)為基點(diǎn)，讓學(xué)生充分利用資源及自身的經(jīng)驗(yàn)，采取“做中學(xué)”的方式，完成工作任務(wù)，獲得知識(shí)與技能.PBL 模式注重學(xué)習(xí)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的融合，提倡教師創(chuàng)造性地運(yùn)用各種教學(xué)策略到項(xiàng)目的規(guī)劃和實(shí)施過程中，通過適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)和不斷的積累學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，幫助學(xué)生開發(fā)多元智力，個(gè)性化提高學(xué)生的每一種智能，發(fā)揮智力潛能［5］.

2 PBL模式與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

2.1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在的問題

實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是有效實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的手段和方法.我國高校傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在著諸多不足，限制了學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)和創(chuàng)新精神塑造，主要表現(xiàn)在：

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容狹窄單一、獨(dú)立分散.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置相對(duì)簡單，重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)太多，綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過少，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目獨(dú)立、分散，項(xiàng)目間缺乏邏輯相關(guān)性，缺少延續(xù)、連貫、綜合和創(chuàng)新，啟發(fā)式教學(xué)項(xiàng)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能與理論性教材相結(jié)合，無法充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積極性，不能吸引學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)研究的興趣，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作感到厭倦［6］.

實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式陳舊、過時(shí).學(xué)生更多地依賴教師在實(shí)驗(yàn)課上的演示和講解，“照本作業(yè)”“照書實(shí)驗(yàn)”，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)操作千篇一律，學(xué)生是被動(dòng)學(xué)習(xí)的，獨(dú)立思考、獨(dú)立嘗試的機(jī)會(huì)缺乏，不利于復(fù)雜問題的理解和解決問題能力的培養(yǎng).

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合不足.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合不足，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與時(shí)代、科研和產(chǎn)業(yè)實(shí)際相脫節(jié)，不能滿足學(xué)生科研和生產(chǎn)實(shí)踐的需要.

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)受到一定的限制.由于經(jīng)費(fèi)短缺等原因，實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目不能跟蹤科學(xué)技術(shù)的最新發(fā)展，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)和教學(xué)應(yīng)用受到限制，落后的教學(xué)內(nèi)容、過時(shí)老化的儀器設(shè)備仍在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中大量使用.

學(xué)生合作學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)不足.傳統(tǒng)模式下，實(shí)驗(yàn)室開放度低，教師主導(dǎo)色彩濃厚，學(xué)生的主體地位不受尊重，學(xué)生普遍缺乏實(shí)驗(yàn)教學(xué)的自覺性和自主性，團(tuán)隊(duì)協(xié)作性訓(xùn)練、表達(dá)能力和解決問題能力培養(yǎng)缺項(xiàng).

2.2 PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的主要特征

PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的核心在于為學(xué)生提供真實(shí)情境下的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，較傳統(tǒng)的“菜譜訂單式”教學(xué)，具有鮮明的特征［4］.

實(shí)驗(yàn)情境具體而真實(shí).按照人才培養(yǎng)要求和學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)，PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的教學(xué)項(xiàng)目取材于現(xiàn)實(shí)，與科研、生產(chǎn)實(shí)踐密切相關(guān)，學(xué)生處置的是具體而真實(shí)的項(xiàng)目案例.

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綜合而開放.將整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容整合作為一個(gè)項(xiàng)目來開展學(xué)習(xí)，教學(xué)內(nèi)容間具有整體性和關(guān)聯(lián)性.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有效融合、涵蓋了多學(xué)科的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，通過獨(dú)立設(shè)計(jì)、綜合實(shí)踐、邏輯歸納等全方位的訓(xùn)練，學(xué)生方可完成項(xiàng)目，獲知結(jié)果.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開放性則表現(xiàn)在教學(xué)項(xiàng)目不局限于書本，來源于真真切切的科研、生產(chǎn)實(shí)踐，而且，項(xiàng)目完成環(huán)節(jié)可能遇見的問題在不斷變化和發(fā)展，需要學(xué)生時(shí)刻修正自己的實(shí)踐思路和實(shí)踐過程.

實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式多樣化.PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式融合了探究教學(xué)法、問題教學(xué)法等現(xiàn)代教學(xué)方法.教師提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)室條件等積極主動(dòng)地獨(dú)立設(shè)計(jì)、分組完成項(xiàng)目，并對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)施等環(huán)節(jié)進(jìn)行全面的評(píng)估和研討.該過程體現(xiàn)了學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，發(fā)揮了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性、主動(dòng)性，發(fā)展了學(xué)生的創(chuàng)造力.

實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的自主性和協(xié)作性增強(qiáng).PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式淡化教師的主導(dǎo)作用，學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)承擔(dān)更多責(zé)任，這導(dǎo)致學(xué)生更高的參與度.項(xiàng)目從目標(biāo)制定、計(jì)劃安排、分部實(shí)施、結(jié)果分析、總結(jié)研討，都有學(xué)生按照小組完成.通過完整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的訓(xùn)練，開發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、團(tuán)結(jié)協(xié)作的意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的非智力因素，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能.

學(xué)習(xí)成果的多面性.學(xué)生通過大膽假設(shè)、方案論證、實(shí)驗(yàn)求證、結(jié)果分析、評(píng)估總結(jié)等環(huán)節(jié)的逐一訓(xùn)練，信息素養(yǎng)、自學(xué)能力、分析問題能力、協(xié)作互助能力、交際溝通能力等得到了培養(yǎng).方法性、技能性知識(shí)的學(xué)習(xí)，發(fā)展了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐，特別是有助于塑造和培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力.

PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是以學(xué)生為中心，以解決問題為目標(biāo)自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式.基于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，以PBL策略組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，構(gòu)建和實(shí)踐PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，對(duì)于改革和推動(dòng)我國高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量提升，有著積極的影響和價(jià)值.

3 高校生物類專業(yè)PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建和實(shí)踐

PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是一種新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行革新的新理念，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的中心和主體地位，注重小組合作學(xué)習(xí).以安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程為例探索高校生物類專業(yè)PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建和實(shí)踐.

從Kilpatrick的“目標(biāo)、計(jì)劃、實(shí)施、檢查”基本框架出發(fā)，將高校生物類專業(yè)PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式分為創(chuàng)意預(yù)設(shè)、教學(xué)應(yīng)用和應(yīng)用評(píng)價(jià)3 個(gè)主要階段，其中，根據(jù)教學(xué)的具體過程，又將教學(xué)應(yīng)用細(xì)分為項(xiàng)目選定、方案擬定、實(shí)驗(yàn)實(shí)施3 個(gè)環(huán)節(jié)（圖1），每個(gè)階段（環(huán)節(jié)）都包含特定的步驟、可預(yù)測的結(jié)果以及項(xiàng)目參與者的協(xié)同組合［7-8］.

圖1 高校生物類專業(yè)PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

3.1 創(chuàng)意預(yù)設(shè)階段

創(chuàng)意預(yù)設(shè)是高校生物類專業(yè)PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的第一階段，也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系著后續(xù)教學(xué)實(shí)踐的成敗.這一階段工作的重點(diǎn)在于通過實(shí)驗(yàn)教師和實(shí)驗(yàn)教學(xué)其他相關(guān)人員的協(xié)作努力，厘清人才培養(yǎng)目標(biāo)、明晰實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件、構(gòu)建合理項(xiàng)目體系，初步解決PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的情境準(zhǔn)入.

教師設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)充分考量人才培養(yǎng)方案的界定、實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件的滿足，應(yīng)包括但不限于一系列非良構(gòu)的知識(shí)內(nèi)容，并具備一定的復(fù)雜性和真實(shí)性.項(xiàng)目設(shè)計(jì)和情境規(guī)劃需在一定的規(guī)則和范圍內(nèi)進(jìn)行，權(quán)衡考慮項(xiàng)目主題的價(jià)值、項(xiàng)目知識(shí)的體系、項(xiàng)目任務(wù)實(shí)施的情境合理性等，實(shí)驗(yàn)教師與實(shí)驗(yàn)教學(xué)其他相關(guān)人員一起完成探索和構(gòu)建項(xiàng)目目標(biāo).創(chuàng)意預(yù)設(shè)階段可形成一個(gè)基于知識(shí)的、具有育人價(jià)值、可規(guī)劃情境的項(xiàng)目教學(xué)的大致框架草案，指導(dǎo)后續(xù)實(shí)踐.圍繞“人才培養(yǎng)的目標(biāo)是什么？”“為實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的目標(biāo)需要傳授哪些知識(shí)，訓(xùn)練哪些技能，塑造哪些素質(zhì)？”“教學(xué)中如何引入PBL 作為學(xué)習(xí)和教學(xué)環(huán)境？”“學(xué)習(xí)目標(biāo)是否與學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵能力有關(guān)？”等進(jìn)行.

生物類專業(yè)旨在培養(yǎng)具有良好的科學(xué)素質(zhì)、較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的生物高級(jí)專門人才，創(chuàng)新性科學(xué)思維、能動(dòng)性科學(xué)探究是生物學(xué)科重要核心素養(yǎng)［9］.為突出創(chuàng)新性、實(shí)踐性人才培養(yǎng)的核心地位，積極開展生物類專業(yè)PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的研究，在教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、專業(yè)負(fù)責(zé)人、實(shí)驗(yàn)教師、實(shí)驗(yàn)室管理人員等的參與和論證下，將現(xiàn)代生物技術(shù)融入生物技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容，系統(tǒng)整合、統(tǒng)籌規(guī)劃PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，涵蓋了生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)技術(shù)、生物工程綜合實(shí)驗(yàn)技術(shù)、發(fā)酵工程綜合實(shí)驗(yàn)技術(shù)、生物制藥綜合實(shí)驗(yàn)技術(shù)4大模塊.以生物工程綜合實(shí)驗(yàn)技術(shù)模塊為例，提供了7 個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目供學(xué)生選擇（表1），內(nèi)容包括細(xì)胞工程、基因工程、發(fā)酵工程、生化工程、生物化學(xué)與分子生物學(xué)等相關(guān)的研究性實(shí)驗(yàn)，可操作性強(qiáng)，涉及到這些技術(shù)的主要內(nèi)容和最新研究進(jìn)展，涵蓋了生物工程上游及中下游技術(shù)體系，關(guān)聯(lián)了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的理論和技術(shù)，綜合性強(qiáng).項(xiàng)目注重培養(yǎng)學(xué)生的注意力、思考力和想象力，促使學(xué)生積極思考、觀察和研究，訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手操作能力，在實(shí)踐中樹立創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立解決問題能力和互助協(xié)作的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，培養(yǎng)基本的科研素養(yǎng).

表1 生物工程綜合實(shí)驗(yàn)技術(shù)模塊PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目設(shè)置

3.2 教學(xué)應(yīng)用階段

根據(jù)創(chuàng)意預(yù)設(shè)階段對(duì)生物類專業(yè)PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的路徑設(shè)計(jì)和目標(biāo)規(guī)劃，在明確而規(guī)定的真實(shí)項(xiàng)目情境下，實(shí)驗(yàn)教師和實(shí)驗(yàn)教學(xué)其他人員相互協(xié)作，完成學(xué)生團(tuán)隊(duì)組建、項(xiàng)目實(shí)施等的全程技術(shù)指導(dǎo)，注重發(fā)揮學(xué)生團(tuán)隊(duì)成員間的協(xié)作性，以形成性和參與性評(píng)價(jià)、個(gè)別指導(dǎo)與項(xiàng)目管理的有機(jī)融合來對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過程進(jìn)行監(jiān)管，構(gòu)建教學(xué)應(yīng)用的范例.該階段可以分為3 個(gè)環(huán)節(jié).

（1）項(xiàng)目選定

在項(xiàng)目選定環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)教師等指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)興趣愛好自主形成團(tuán)隊(duì)，通過合作意識(shí)的表達(dá)、期望的澄清、信任的建立等建立穩(wěn)固的團(tuán)隊(duì)關(guān)系和角色分工，明確與實(shí)驗(yàn)教師和實(shí)驗(yàn)教學(xué)其他相關(guān)人員的合作關(guān)系和合作形式.學(xué)生團(tuán)隊(duì)根據(jù)團(tuán)隊(duì)成員意愿和團(tuán)隊(duì)組成狀況，從創(chuàng)意預(yù)設(shè)的主題中選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目.項(xiàng)目選定階段教師引導(dǎo)學(xué)生團(tuán)隊(duì)成員確定和協(xié)商學(xué)生想要專注于哪些能力，允許團(tuán)隊(duì)評(píng)估項(xiàng)目所需的能力集，根據(jù)項(xiàng)目所傳達(dá)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，促進(jìn)學(xué)生獲得可持續(xù)發(fā)展能力，使學(xué)生能夠在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境中得到成功.圍繞“團(tuán)隊(duì)是如何組成的？團(tuán)隊(duì)建設(shè)是如何組織的？”“項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員是否同樣同意項(xiàng)目和研究目標(biāo)的相關(guān)性？”等問題進(jìn)行分析.

案例實(shí)施中，教師利用多媒體教學(xué)講述“生物工程綜合實(shí)驗(yàn)技術(shù)模塊PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目”的相關(guān)背景知識(shí)和技術(shù)發(fā)展，介紹實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的目標(biāo)要求、基本環(huán)節(jié)和注意事項(xiàng)；分析相關(guān)科技文獻(xiàn)的檢索、分析和利用；實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)范和防護(hù)措施；儀器設(shè)備的規(guī)范操作培訓(xùn)等.如對(duì)“酶的分離、純化及酶動(dòng)力學(xué)分析”項(xiàng)目，須引導(dǎo)學(xué)生明確常用于生物大分子分離、純化、鑒定的提取、鹽析、沉淀、透析、含量測定、活力測定等基本技術(shù)方法的實(shí)驗(yàn)原理與應(yīng)用，要求學(xué)生緊扣酶學(xué)知識(shí)，理解酶促反應(yīng)進(jìn)程曲線的制作、米氏常數(shù)的測定、pH 及酸堿穩(wěn)定性對(duì)酶活性影響等研究的一般技術(shù)路線等.

通過教師對(duì)項(xiàng)目的引導(dǎo)性介紹，學(xué)生根據(jù)特長、興趣等自由選擇、確定擬開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每3-4人組成一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目小組，遴選組長，確定成員工作分配，為項(xiàng)目的方案擬定和實(shí)施開展做好準(zhǔn)備.

（2）方案擬定

在該環(huán)節(jié)，通過實(shí)驗(yàn)教師的技術(shù)輔下，學(xué)生工作團(tuán)隊(duì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)條件，按照已經(jīng)確定的項(xiàng)目目標(biāo)，結(jié)合團(tuán)隊(duì)成員已經(jīng)具有的知識(shí)儲(chǔ)備，將項(xiàng)目作為一個(gè)可持續(xù)性問題做進(jìn)一步的可行性分析，依據(jù)情境前瞻性地進(jìn)行計(jì)劃和統(tǒng)籌，并探討結(jié)果預(yù)期.為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，需要結(jié)合不同的方法，并且需要分配所有研究模塊及其綜合的充足時(shí)間，要避免豐富的分析和糟糕的干預(yù)設(shè)計(jì)之間的不平衡.此外，確定每個(gè)研究模塊的參與環(huán)境，充分反映項(xiàng)目相關(guān)人員的專業(yè)知識(shí)和興趣特長.圍繞“哪些研究方法被選擇和組合？”“是否采用或開發(fā)了面向項(xiàng)目的方法框架？是否有足夠的時(shí)間分配給每個(gè)模塊？”“參與式環(huán)境是否反映項(xiàng)目目標(biāo)以及參與者的專業(yè)知識(shí)和興趣？”等開展分析和評(píng)估.

以“酶的分離、純化及酶動(dòng)力學(xué)分析”項(xiàng)目為例，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)為單位，利用數(shù)據(jù)庫等網(wǎng)絡(luò)資源廣泛開展文獻(xiàn)檢索，進(jìn)行文獻(xiàn)分析，積累實(shí)驗(yàn)素材，以獲取的信息來制訂、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，更新、修訂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，明確酶分離、純化過程的一般流程和關(guān)鍵步驟，確定酶分離純化效果計(jì)算和鑒定的一般方法，制訂作圖研究酶的米氏常數(shù)等動(dòng)力學(xué)研究的一般思路等.

（3）實(shí)驗(yàn)實(shí)施

在實(shí)驗(yàn)教師的引導(dǎo)、監(jiān)督和管理下，學(xué)生項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員互相協(xié)作、自主探究，在實(shí)驗(yàn)室這一真實(shí)的環(huán)境情境下，完成實(shí)驗(yàn)預(yù)先制訂的實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案，分析、整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告或?qū)嶒?yàn)論文等階段性成果.PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式允許和鼓勵(lì)學(xué)生不斷地回顧和修改學(xué)習(xí)目標(biāo)、洞察力和預(yù)定假設(shè)，以及在與團(tuán)隊(duì)成員、實(shí)驗(yàn)教師和實(shí)驗(yàn)教學(xué)其他相關(guān)人員的互動(dòng)中提供和接收反饋.這一階段中包含對(duì)實(shí)施過程的檢查與評(píng)估，包括對(duì)原有計(jì)劃的修正與改進(jìn).對(duì)于學(xué)生來說，這個(gè)階段為他們的專業(yè)發(fā)展提供充足的機(jī)會(huì)，并獲得可持續(xù)性能力.在實(shí)驗(yàn)實(shí)施的不同階段，每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員對(duì)自己和每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員的貢獻(xiàn)進(jìn)行明確的自我評(píng)估和組內(nèi)互評(píng).理想情況下，學(xué)生參與者的知識(shí)、態(tài)度或可持續(xù)行為都會(huì)發(fā)生變化.圍繞“實(shí)驗(yàn)如何進(jìn)行？是否根據(jù)擬定的方法框架進(jìn)行的？”“解決方案選項(xiàng)是基于模塊化結(jié)果開發(fā)的嗎？最終的研究結(jié)果是什么？”“是否進(jìn)行了過程評(píng)估？學(xué)生是否反思他們的實(shí)驗(yàn)操作以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果？”“如何確保獲得可持續(xù)性能力？學(xué)生是否為發(fā)展可持續(xù)能力提供了充分的支持？”等開展探討.

以“酶的分離、純化及酶動(dòng)力學(xué)分析”項(xiàng)目為例，擬定實(shí)驗(yàn)方案后，在教師的個(gè)性指導(dǎo)下，在組長的協(xié)調(diào)帶領(lǐng)下，進(jìn)行自主地實(shí)驗(yàn)操作，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，優(yōu)化、調(diào)整、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)方案，特別是根據(jù)“酶的蛋白質(zhì)本質(zhì)”，在分離純化中酶易失活的特點(diǎn)，不斷完善保證酶的活性正常保持的技術(shù)方法，通過調(diào)控物理、化學(xué)、生物等外界因素，形成高純化倍數(shù)、高回收率的分離、純化技術(shù)路線.

3.3 應(yīng)用評(píng)價(jià)階段

PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的突出特征在于應(yīng)用的評(píng)價(jià).應(yīng)用評(píng)價(jià)要求實(shí)驗(yàn)教師、實(shí)驗(yàn)教學(xué)其他人員、學(xué)生團(tuán)隊(duì)成員、學(xué)生本人等共同完成，不僅僅局限于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)，強(qiáng)調(diào)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的評(píng)價(jià).評(píng)價(jià)內(nèi)容涵蓋項(xiàng)目選擇、團(tuán)隊(duì)組建、方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果上報(bào)等各環(huán)節(jié)，評(píng)價(jià)形式堅(jiān)持定量與定性相結(jié)合、形成性與終結(jié)性評(píng)價(jià)相統(tǒng)籌、自評(píng)與他評(píng)相統(tǒng)一、個(gè)人與小組評(píng)價(jià)相協(xié)同，對(duì)學(xué)生知識(shí)和技能掌握程度、自主性學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作互助意識(shí)等綜合、全面評(píng)估.項(xiàng)目評(píng)價(jià)還有一個(gè)教學(xué)反思的作用.在項(xiàng)目評(píng)價(jià)階段，實(shí)驗(yàn)教師在PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)主題的厘定、教學(xué)情境的規(guī)范、教學(xué)過程的引導(dǎo)、學(xué)生主體作用的發(fā)揮等進(jìn)行反思，為下一輪實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供新的視角和經(jīng)驗(yàn).圍繞“誰參與項(xiàng)目評(píng)價(jià)？”“學(xué)生對(duì)項(xiàng)目評(píng)價(jià)的參與度如何？”“項(xiàng)目評(píng)價(jià)的量規(guī)和評(píng)價(jià)指標(biāo)如何制定？”“PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的教學(xué)效果與后續(xù)改進(jìn)的可行性？”等探索.

從教師、學(xué)生和管理者三方對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目開展評(píng)估，從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的構(gòu)建、實(shí)施、管理、設(shè)計(jì)水平、經(jīng)費(fèi)保證等方面對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開展績效化管理和評(píng)價(jià).通過實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目各知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性及其與實(shí)驗(yàn)技術(shù)的融合、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可能出現(xiàn)的問題和情況處理預(yù)案、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的整體性和系統(tǒng)性、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)所需藥劑器材的消耗評(píng)價(jià)等的評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)調(diào)整、有效更新、淘汰退出［10］.如最初實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置中的“植物多酚氧化酶分離檢測”“不同生境下植物種類及其葉片形態(tài)差異分析”等即通過績效評(píng)價(jià)與其他實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了內(nèi)容的重新整合優(yōu)化.

生物類專業(yè)PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建與應(yīng)用重點(diǎn)在于提升學(xué)生以創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為核心的綜合素質(zhì)，因此，應(yīng)用評(píng)價(jià)時(shí)突出形成性、參與性評(píng)價(jià)，注重對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的評(píng)價(jià)，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定時(shí)側(cè)重于對(duì)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)操作能力和創(chuàng)新素養(yǎng)的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)內(nèi)容上關(guān)注于學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)施的參與過程、學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力與協(xié)作研究能力、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析綜合處理能力等.

應(yīng)用評(píng)價(jià)還應(yīng)特別關(guān)注對(duì)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力的評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生的學(xué)術(shù)發(fā)展能力的評(píng)價(jià)，提升學(xué)生的知識(shí)學(xué)得、技能習(xí)得與創(chuàng)新運(yùn)用能力.2014級(jí)生物技術(shù)專業(yè)共62 名同學(xué)，經(jīng)過PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的訓(xùn)練，創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)獲得了顯著提升.

（1）提高了學(xué)生科研實(shí)驗(yàn)的積極性和參與度

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃參與度是大學(xué)生科研創(chuàng)新意識(shí)的表現(xiàn)方式.PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)有積極影響，能夠提高學(xué)生投身科研實(shí)驗(yàn)的積極性和參與度.對(duì)學(xué)生主持或參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃情況統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)（圖2），在第一課堂之外，2014級(jí)生物技術(shù)專業(yè)共有25人次主持或參加省級(jí)、校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃.

圖2 學(xué)生主持或參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃情況

（2）提高了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)和綜合創(chuàng)新素養(yǎng)

PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對(duì)學(xué)生內(nèi)容知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的發(fā)展有積極的影響，可以有效提高學(xué)生協(xié)作能力、批判性思維和解決問題的能力，對(duì)學(xué)生綜合實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)和提升有著極大地促進(jìn)作用.

學(xué)術(shù)科技競賽是體現(xiàn)大學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的重要形式.學(xué)生學(xué)術(shù)科技競賽獲獎(jiǎng)情況統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)（圖3），2014 級(jí)生物技術(shù)專業(yè)62 名同學(xué)累計(jì)獲得國家級(jí)、省級(jí)、校級(jí)各類學(xué)術(shù)科技競賽獎(jiǎng)勵(lì)33人次，占學(xué)生數(shù)的一半以上，其中，7人次獲得國家級(jí)學(xué)術(shù)科技競賽獎(jiǎng)勵(lì).另有2名學(xué)生參與自主創(chuàng)辦注冊(cè)公司.

圖3 學(xué)生學(xué)術(shù)科技競賽獲獎(jiǎng)情況

碩士研究生錄取情況是學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備、實(shí)驗(yàn)技能、心理素養(yǎng)等綜合素質(zhì)的展示.學(xué)生碩士研究生錄取情況統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)（圖4），2014 級(jí)生物技術(shù)專業(yè)共有24人考取碩士研究生，占專業(yè)學(xué)生總數(shù)的38.7%，遠(yuǎn)高于學(xué)校的平均考研率.進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，有9人被錄取到中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、東南大學(xué)、江南大學(xué)等重點(diǎn)高校，占考取碩士研究生總數(shù)的37.5%.

圖4 學(xué)生碩士研究生錄取情況

4 總結(jié)與討論

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是高校全面提升大學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的必由之路.通過研究與案例實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，以項(xiàng)目為核心的PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式作為新的契機(jī)，激發(fā)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的興趣、增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)術(shù)探索能力、提高了學(xué)生科研實(shí)驗(yàn)的積極性和參與度、培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)和綜合創(chuàng)新素養(yǎng).

與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式相比，PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是創(chuàng)建獨(dú)立思考者、自主學(xué)習(xí)者、主動(dòng)實(shí)踐者的關(guān)鍵策略，滿足了學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)、協(xié)作實(shí)驗(yàn)的需要，適用于各種實(shí)踐性和操作性較強(qiáng)的知識(shí)和技能的教與學(xué)，但也對(duì)傳統(tǒng)的固有實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了新的沖擊［11-12］.

實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對(duì)實(shí)驗(yàn)教師素質(zhì)提出了的新要求.PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的自我控制和自我組織是教學(xué)運(yùn)行的內(nèi)在要素［13］.理想狀態(tài)下，項(xiàng)目的完整實(shí)施都應(yīng)該由學(xué)生自己進(jìn)行，以開發(fā)學(xué)生的獨(dú)立思考、獨(dú)立工作能力.在教與學(xué)的師生雙向互動(dòng)中，教師角色由傳統(tǒng)的知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)活動(dòng)的組織者、引導(dǎo)者、咨詢者、評(píng)價(jià)者，教師應(yīng)對(duì)新的教學(xué)模式的能力和素質(zhì)將直接關(guān)系著教學(xué)的成敗.面對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方式全開放的教學(xué)組織形式，教師對(duì)教學(xué)的駕馭能力和宏觀掌控能力面臨著新的挑戰(zhàn).

案例實(shí)施表明，PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對(duì)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行管理也提出了新的要求.PBL 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式突出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主體地位和主導(dǎo)作用，充分促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)、自由實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在反復(fù)的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練中得到能力的鍛煉和提升.實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間、空間、設(shè)備全方位開放成為PBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求.唯有如此，學(xué)生才可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案在有效的時(shí)間內(nèi)、在獨(dú)立活動(dòng)的空間內(nèi)，使用共享的儀器設(shè)備來完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展.面對(duì)時(shí)間、空間、設(shè)備的開放格局，實(shí)驗(yàn)室的安全、人本、共享管理面臨著新的難題，有待跟進(jìn)研究.