PBL教学模式在“法医毒物分析”教学中的应用研究
曹 玥，李 开，陈 峰
（南京医科大学 基础医学院，江苏 南京 211166）
PBL（Problem-based Learning）是以问题为导向的教学模式，是目前较新颖流行的一种教学方法，强调学生的自主学习能力，通过小组合作和自主学习解决课堂上提出的在未来专业领域可能遇到的问题，充分发挥问题对锻炼学生能力的指导作用［1］，其与传统教育模式的根本区别在于学生知识的来源，从被动吸收转换为主动获取［2］。但是由于课堂时间和教材的限制，很大程度上限制了该教学模式优势的发挥。近年来，随着互联网的快速发展，基于网络环境的线上PBL教学模式也应运而生。同时，2020年以来，线上课程在所有课程中的比重越来越大，对此，将PBL 教学融入混合教育模式，用实践检验真理，探索该模式在培养学生综合全面发展中的作用，指导学生自主完成知识的学习，促进学生全面发展，提升教育质量。
法医毒物分析（forensic toxicological analysis）是一门多学科理论、技术和方法交叉，对毒物进行定性定量分析，为公安和司法等部门提供中毒或致死的法律依据的一门学科。传统教学模式中，与大多数学科一样，法医毒物分析的课堂以教师引导的“灌输式”教学为主，不利于学生学习积极性和主动性的培养［3］。目前“法医毒物分析”课程存在如下问题：（1）由于法医毒物分析的知识专业性较强，同时融合了多学科知识，“填鸭式”教学很容易使学生感到枯燥、单调，不利于知识的理解和吸收［4］；
（2）课程课时偏少，学生很难在有限的时间内掌握大量的专业知识和基本技术；
（3）局限于理论知识的教学，应试教育严重忽视了实践操作和应用。“法医毒物分析”一直采用传统教学模式，即以教师为中心，这种教学模式下的课堂风格机械且单一，不利于学生创新思维能力的培养。PBL教学模式遵循以学生为主体、教师为主导的教育理念，将网络教学与传统教学的优势相结合，充分整合线上线下资源，有效利用教学和学习规律，激发学生学习兴趣，促进学生深入学习，已成为教育创新的一大趋势。
（一）必要性
“法医毒物分析”作为五年制法医学学生的专业课之一，是法医鉴定中的关键环节，是一门实践性很强的研究型、应用型学科，对法医工作者综合能力的培养起着至关重要的作用。PBL不同于以教师为中心的传统教学模式，在PBL教学模式中，学生由知识的被动接受者转变为自主学习者、合作者和研究者，成为此种教学模式的主体。传统的PBL教学模式存在诸多不足，时间和空间的限制、实验设备不足、实验失败难以及时重复、课程时间短、学生学习积极性不足等问题局限了PBL教学模式优势的充分发挥。如何将PBL教学与线上教学相结合成为新的问题。随着计算机网络技术和现代教育技术的发展，以及新型教学工具和信息化教学手段的出现，将PBL教学模式与网络化学习有机结合，突破了时间与空间的局限性，实现了以多种方式共享教学资源，方便了教师与学生、学生与学生之间的交流协作，增强了学习效果，提升了在线教学的有效性［5］。
（二）可行性
高校法医学专业应该建立实验室，为学生的学习与实践提供支持。法医毒物分析具有较强的实践性，要在教学期间培养学生的动手实践能力，实验室是有效的手段之一［6］。然而，由于突发公共卫生事件，受时间和空间的限制，实践教学几乎处于停滞状态，虚拟仿真技术的出现和应用为线上实践教学问题的解决提供了一条新的思路。通过虚拟仿真实验教学的空间、仪器、设备、试剂等资源，学生不用进入实体实验室，通过在虚拟的实验室中完成一系列试验操作，就可以达到实践教学的目的，这种虚实结合的实验教学形式能够激发学生的学习兴趣，同时还可以解决实验设备不足、实验失败难以及时重复、课程时间短等问题，有效提升了实践教学质量。特殊时期，大力发展虚拟仿真实验教学是一个可行的措施。
（三）有效性
在“法医毒物分析”课程教学过程中，教师通过组织和引导学生逐层深入探讨学习中的关键点，对所学知识进行梳理，系统化地提炼、总结，师生协同完成教学任务。在这个过程中可以充分利用网络资源，采用双师同堂或多师同堂的方法，让名师参与课堂，提高教学效果。随着互联网的快速发展，基于互联网的PBL教学模式（WPBL教学法）应运而生。WPBL教学法的宗旨是借助网络化、信息化的平台，实施新型的学习模式、课程互动模式、教学与讨论模式、科学的教学评价与学习进度管理模式，培养学生的自主学习、协作学习和创造性学习能力［7］。WPBL教学法以丰富的网络资源为基础，借助灵活便捷的网络社交平台和生动形象的媒体展示，具有趣味性、有效性、交互性和沟通便捷性的特点，不仅能够进一步提高学生分析问题和解决问题的能力，还可以在教师的引导下锻炼学生的发散思维、自主学习能力，培养学生对理论知识的归纳和总结能力。通过引入法医毒物分析的案例提高学生的学习兴趣和参与度，拓宽学生的视野。课后的考核也可以多样化，除了常规测试题考核，还可以借助平台记录学生学习轨迹的功能，对学生的学习过程进行评价。在传统PBL模式中，由于课堂时间限制，教师无法了解每个人独特的观点和知识学习进度。采用线上交流平台，如超星学习通等，在PBL教学的每个阶段，给学生提供了足够的时间和空间进行交流讨论，教师可以上传案例的详细解答视频，学生可以随时随地对不理解的问题进行回顾，让学生获得更好的教学体验。
法医毒物分析作为一门实践性强的学科，需要对毒物分析实验进行充分的规划和指导。线上教学已从多个方面逐步建立：第一，教师通过提前录制的方式进行理论知识的讲解，使学生了解法医毒物分析相关的理论知识，同时了解毒物分析相关实验操作的目的、所用仪器以及具体的操作手段；
第二，通过超星学习通平台建立线上讨论论坛，教师及时对学生提出的问题进行答疑解惑，从而提高学生的学习效率，加强对毒物分析知识的掌握；
第三，构建虚拟仿真平台，进行“法医毒物分析”课程相关的模拟仿真实验教学，弥补传统实验室在数量和时间上的缺陷，在实践中充分理解和运用所学知识。三种在线教学方法在在线教学与PBL相结合的过程中都展现出了强大的能力和作用。结合学校所提供的教学条件和已经逐步投入教学应用的法医虚拟仿真实验教学平台，我们对PBL教学模式进行了创新和改革，将此教学模式应用于大学四年级法医学专业的120名本科生，按照“课前—课中—课后”的模式进行。
（一）课前
1.教师准备。（1）分组：开课前将120 名学生按照每组10 人进行随机分组，指定1 名组长。（2）案例选取与提出问题：对法医毒物分析中常见的中毒案例进行相关教学，如对一氧化碳中毒进行相关实验教学。选取实际司法鉴定中的真实案例作为教学案例，内容包括PBL教学和实验操作。例如：2019年11月6日接报案，某县某村林某，男，60岁，被发现死在自家浴室内。现场为一栋两层的小楼，浴室在一层，面积为6 m2，仅有的一扇窗户未打开。使用的是煤气热水器，热水器和煤气瓶都安装在浴室里，煤气瓶阀门关闭。尸检情况：男性尸体，尸僵中等，存在于全身各关节。尸斑红色，存在于腰背部不受压处。毒物检验：心血碳氧血红蛋白浓度65%。根据“法医毒物分析”教学大纲的要求提出问题，问题一：死者是否为一氧化碳中毒死亡？问题二：一氧化碳中毒的机制是什么？问题三：一氧化碳中毒检测的选取方法是什么？将案例与问题发布在超星学习通上。
2.学生准备。学生在课余时间针对教师提出的问题表达看法并查阅相关法医资料，提前解决一些难度较小的问题，留出课上对难点进行分析的时间。
（二）课中
1.课堂内容。在课堂上学生以小组的形式对提出的三个问题进行讨论，教师讲解学生课前自主学习中遇到的疑难问题，在课堂上，教师利用学习通发布“一氧化碳中毒的尸体征象”，进行随堂测试，检测学生的讨论成果，最后由组长进行汇报。
2.仿真实验。学生登录国家虚拟仿真实验教学课程共享平台进行相关实验操作，了解毒物分析相关实验操作的目的、所用仪器以及具体的操作手段，平台后台会记录学生的实验操作数据并评分。
3.总结与评价。教师针对课前提出的问题进行点评与总结，给出答案。答案一：死者是一氧化碳中毒死亡。答案二：一氧化碳主要经过呼吸道进入人体，透过血气屏障弥散入血，与血中的二价铁结合，生成碳氧血红蛋白（HbCO），使血红蛋白失去携氧能力。一氧化碳对血红蛋白的亲和力比氧大240倍，而碳氧血红蛋白（HbCO）的解离比氧和血红蛋白（HbO2）慢3600倍。HbCO无携氧能力，竞争的替代HbO2，还阻碍HbO2中氧的解离和组织内CO的输出，最终导致组织缺氧和二氧化碳的潴留，产生中毒症状。答案三：一氧化碳中毒的检材采取以血液最有价值，其中心血最佳。此外，胸大肌也是较好的检材。检材要密封冷藏保存并及时送检，同时根据仿真实验后台记录数据，结合法医病理学、法医毒理学和仪器分析等专业知识对本次课程进行总结，内容涵盖中毒症状、中毒机制、病理解剖、检材处理和仪器分析等。课程结束之后，学习通会生成系统成绩，根据PBL的完成情况进行评价，评价方法包括学生自评、组内互评、组间互评以及教师点评，作为学生的平时成绩。
（三）课后
1.线下实验。在教学条件允许的情况下，教师组织学生到实验室进行毒物检测实验操作，指导学生进行模拟仿真实验，课后学生独立完成法医毒物分析鉴定报告，提升学生的实际动手操作能力。
2.课后作业。教师根据PBL课程和实验课程，在超星学习通平台发布相关课后作业，积极进行线上作业和测试，提高学生对毒物分析知识的掌握程度。
3.成绩考核。学生的最终成绩考核包括平时成绩和期末考试成绩。平时成绩（40%）对学生考核的要点有到课考勤、课堂讨论等，以确保学生的学习积极性，提升学生发现问题与解决问题的能力；
期末考试成绩（60%）是让所有学生参加期末统一闭卷考试，考查学生对基础知识和基本技能的掌握程度，以此强化学生对法医毒物分析知识的落实与巩固。
线下PBL教学可以对线上PBL教学内容进行总结，积极采取线上作业和测试，组织学生在实验室进行具体相关毒物检测的实验操作，由此进行的线上线下混合教学模式，有利于学生对理论知识的理解和实践操作能力的提升。
线上线下混合式教学正逐渐成为广受欢迎的教学方法，通过在“法医毒物分析”理论教学中的应用发现，学生综合利用各种线上线下资源进行学习的能力得到充分展现，主动学习的积极性大为提高，同时学生对理论知识的理解和记忆也大幅提升。总之，结合在线教学后的PBL教学模式使该教学模式更加完整，通过该PBL教学模式，学生从知识的接受者转变为主动参与者，学生可以更好地对理解和记忆课程理论知识并应用于实践。为提升学生学习的积极性和自主学习能力，传统的教学模式应该进行创新和改革，及时接受学生的反馈，才能提升学校自身的教学水平，更好地培养高校人才。
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