《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程考核改革的探索與實(shí)踐

盧彥 張冬梅 李俊 劉新建 汪水娟

摘 ?要：《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程是一門與生物科學(xué)相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課，是配合《生物化學(xué)》理論課程的實(shí)驗(yàn)課程。近年來，南京大學(xué)生科院生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，不斷嘗試新的考試方式，優(yōu)化考核評(píng)價(jià)體系，結(jié)合SPOC線上課程考核，開放實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐，和微視頻比賽，使得實(shí)驗(yàn)考核更加注重過程性評(píng)價(jià)，同時(shí)兼顧考核的公正公平，引導(dǎo)學(xué)生求真學(xué)問、練真本領(lǐng)。

關(guān)鍵詞：《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》;考核改革;開放實(shí)驗(yàn);微視頻比賽;SPOC課程

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2020）32-0137-04

Abstract： "Biochemistry Experiments" course is a basic compulsory course related to biological science， which is an experimental course matching with theoretical "Biochemistry" course. In recent years， the "Biochemistry Experiments" teaching team of Nanjing University has been trying new examination methods inorderto optimize the assessment and evaluation system. By using of combination SPOC online course assessment with opening experiment design and micro-video competition， more attention will be paid to process evaluation and fairness of assessment， while guiding students to explore the truth through practice.

Keywords： "Biochemistry Experiments"; examination reform; opening experiment; micro-video competition; SPOC online course

引言

近年來，部分高等學(xué)校長久以來形成的嚴(yán)進(jìn)寬出的治學(xué)方式，備受關(guān)注，改革的呼聲也日漸強(qiáng)烈。因此，加強(qiáng)教學(xué)過程管理，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法，同時(shí)建立完善的考核方式，是提高本科教育質(zhì)量的重要措施。教育部文件提出：加強(qiáng)考試管理，嚴(yán)格過程考核，加大過程考核成績?cè)谡n程總成績中的比重;健全能力與知識(shí)考核并重的多元化學(xué)業(yè)考核評(píng)價(jià)體系，完善學(xué)生學(xué)習(xí)過程監(jiān)測(cè)、評(píng)估與反饋機(jī)制。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是理科專業(yè)重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程之一，在方興未艾的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，研發(fā)新的考試方式，優(yōu)化考核評(píng)價(jià)體系，卻往往容易被忽視[1-2]。眾所周知，合理的考核評(píng)價(jià)體系對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)質(zhì)量是不可或缺的一環(huán)。基于此，作者所在的教學(xué)團(tuán)隊(duì)在教學(xué)實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提出了相應(yīng)的改革舉措，取得了階段性的成果。

一、《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程考核改革的必要性

《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程是一門與生物科學(xué)相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課，是配合《生物化學(xué)》理論課程的實(shí)驗(yàn)課程。包括操作性、驗(yàn)證性、綜合性等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是進(jìn)行生物功能分子，包括蛋白質(zhì)、核酸、糖及維生素的分離，純化、定性及定量操作，同時(shí)實(shí)驗(yàn)還涉及了常用儀器，如電泳裝置，層析裝置等操作。通過實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，有助于學(xué)生加深對(duì)書本知識(shí)的理解，掌握生化的主要方法與技術(shù)，通過形成肌肉記憶，提高學(xué)生的動(dòng)手能力[3-4]。

學(xué)習(xí)南京大學(xué)《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》的學(xué)生來源包括生命科學(xué)學(xué)院、匡亞明學(xué)院、醫(yī)學(xué)院、環(huán)境學(xué)院、物理學(xué)院、現(xiàn)代工程與應(yīng)用學(xué)院、化學(xué)化工學(xué)院，每年修讀課程學(xué)生約300人。根據(jù)不同專業(yè)特點(diǎn)制定的課程大綱的要求，早年《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程考核方法，多數(shù)以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為平時(shí)成績，閉卷筆試為期末成績，兩者各占50%。這種考核方式，簡單直接，既兼顧了平時(shí)的課堂操作，也考察了學(xué)生的理論知識(shí)儲(chǔ)備，比較公平公正。但是近年來，生化研究的技術(shù)手段不斷更新，按部就班的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與考核方式無法滿足學(xué)生的求知欲望，也不能全面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。尤其是傳統(tǒng)的筆試考核，其內(nèi)容經(jīng)常與理論考試的重合，不能真正反映學(xué)生在實(shí)踐操作中的問題;同時(shí)由于筆試時(shí)間的局限性，無法充分地考核學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果反思的掌控能力。基于此，《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》考核方式和評(píng)價(jià)體系亟待更新與優(yōu)化。

二、國外著名大學(xué)的實(shí)驗(yàn)學(xué)科考核方式

為了解決以上關(guān)于實(shí)驗(yàn)考核的諸多問題，作者調(diào)查了幾所國外著名大學(xué)科學(xué)考核的方式，作為借鑒與參考。例如：哈佛大學(xué)的暑期實(shí)驗(yàn)課程《Introduction to Molecular and Cellular Biology》的最終成績組成如圖所示（圖1），我們可以發(fā)現(xiàn)在連續(xù)4周的課程中，考核的次數(shù)相對(duì)較多。此外，為了鼓勵(lì)學(xué)生復(fù)習(xí)以提高成績，還擬定了兩種成績組合方式，供學(xué)生自由選擇。綜合調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)國外大學(xué)的課程中普遍設(shè)置了大量的小測(cè)驗(yàn)、形式各異的隨機(jī)考試和分組討論，通過進(jìn)階式的考核方式，教師可以對(duì)自己的課堂教授效果有所了解，針對(duì)問題并不斷改善。而學(xué)生通過對(duì)比課前、課中、課后的測(cè)驗(yàn)結(jié)果，可以及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度，并充分感受汲取知識(shí)快樂。

國外大學(xué)的課程計(jì)分方式主要由授課教師擬定，自由度比較大。而實(shí)驗(yàn)課程多采用字母計(jì)分（letter grade）的評(píng)價(jià)方式，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)教師普遍認(rèn)為字母計(jì)分更有利于客觀評(píng)價(jià)與實(shí)際激勵(lì)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)考核的評(píng)判也相對(duì)合理公平。因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)過程中，往往強(qiáng)調(diào)相互合作和小組討論，采用百分制或者嚴(yán)格的正態(tài)分布式計(jì)分相比較字母計(jì)分制，后者體現(xiàn)了鼓勵(lì)協(xié)作和弱化競爭的主旨。

三、《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》考核方法的改革

針對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的特殊性及筆試考核的局限性，同時(shí)借鑒國外大學(xué)的經(jīng)驗(yàn)。我們制定了多層次的期末考核方式，同時(shí)保留了平時(shí)成績占比。平時(shí)成績包括：實(shí)驗(yàn)操作得分，實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分，課內(nèi)發(fā)言，衛(wèi)生值日等等。這樣評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，激發(fā)了學(xué)生課內(nèi)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，同時(shí)抑制了某些學(xué)生寄希望于期末考試一搏的投機(jī)心態(tài)。

由南京大學(xué)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教研組籌劃拍攝的《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》慕課，已于2018年12月正式上線[5]。同步上線的還有《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》學(xué)校專有在線課程（Small Private Online Course，簡稱SPOC課程）。該線上課程配合校內(nèi)線下課程進(jìn)行，是線下課程多媒體化與多元化的良好補(bǔ)充。同時(shí)SPOC課程也具備考核的功能，因此，我們也將SPOC課程的考核成績，列入總成績占比。由于SPOC課程成績是由多個(gè)線上任務(wù)組成的，如學(xué)習(xí)視頻的時(shí)長，練習(xí)和期末測(cè)試，參加討論等，所以其成績部分反映了學(xué)生的理論知識(shí)儲(chǔ)備。因此，SPOC課程的加入，不僅擴(kuò)充了生化實(shí)驗(yàn)，彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)課時(shí)的欠缺，同時(shí)還輔導(dǎo)了學(xué)生課外學(xué)習(xí)，使得實(shí)驗(yàn)課程擺脫時(shí)間、地點(diǎn)和設(shè)備的限制，為學(xué)生打開一扇生物技術(shù)學(xué)習(xí)的新大門。

近年來，為了給大學(xué)生減負(fù)，大部分的高校實(shí)驗(yàn)課程取消了筆試部分，或者干脆取消期末考試。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在畢業(yè)后，對(duì)于沒有設(shè)置期末考試的實(shí)驗(yàn)課程，往往印象較淺，甚至完全忘記。因此，我們的初衷是：通過設(shè)計(jì)期末考試，可以促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)復(fù)習(xí)做過的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)能學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)。基于此，我們決定嘗試“自主開放性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作”作為期末考核的手段。根據(jù)不同專業(yè)學(xué)習(xí)大綱的層次要求，我們將考核分成以下幾個(gè)類型（表1）。

四、《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》考核形式的探索

考慮到實(shí)驗(yàn)考核改革還是以展開實(shí)驗(yàn)作為手段，那么考核的匯報(bào)形式必須與平時(shí)實(shí)驗(yàn)的匯報(bào)以示區(qū)別。為了切合當(dāng)前的科研工作匯報(bào)形式，我們根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)考核類型，指定了不同的匯報(bào)形式，具體要求如下：

1. 撰寫論文： 無論何種形式的開放實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)報(bào)告都要以完整的論文形式上交，應(yīng)包括：題目（中英文），作者，摘要（中英文），引言，材料與方法，結(jié)果，討論和參考文獻(xiàn)。論文格式統(tǒng)一，結(jié)果部分有相應(yīng)圖表，圖例，有統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

2. PPT匯報(bào)：近年來，隨著學(xué)術(shù)會(huì)議和論壇逐漸向青年學(xué)者打開大門，越來越多的科技人員除了完成文字（論文）報(bào)告外，會(huì)議報(bào)告也是他們展示成果的一個(gè)重要的手段。考核中引入PPT匯報(bào)，主要針對(duì)有結(jié)余課時(shí)的班級(jí)安排，旨在培養(yǎng)學(xué)生的展示與表達(dá)能力，同時(shí)也能促進(jìn)組間交流。PPT匯報(bào)可以包括，實(shí)驗(yàn)流程，實(shí)驗(yàn)不同階段的照片。相對(duì)于論文，PPT展示的元素真實(shí)且豐富，可以在短時(shí)間擴(kuò)散大量信息，同時(shí)兼顧了翻轉(zhuǎn)課堂的效果。匯報(bào)后，其他同班學(xué)生作為聽眾，其發(fā)言提問的質(zhì)量，也作為考核的一部分。提問與回答，聽眾與演講者的緊密互動(dòng)，不僅能提高聽課效率，也能考察匯報(bào)的效果。圖2是半自主開放實(shí)驗(yàn)的期末學(xué)生匯報(bào)PPT節(jié)選。

3. 微視頻匯報(bào)：隨著科技手段的日益更新，各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示方法也在日新月異，越來越多的實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果更適合采用動(dòng)態(tài)、連續(xù)的方式呈現(xiàn)。視頻出版是科技期刊的新嘗試，它以動(dòng)態(tài)的形式展示實(shí)驗(yàn)的方法、過程、數(shù)據(jù)分析和結(jié)果，其表現(xiàn)形式更加準(zhǔn)確、豐富和形象，傳播效率更高。目前，國際上第一家視頻出版期刊-2006年創(chuàng)刊的《Journal of Visualized Experiments》（ JOVE）已經(jīng)被Web of Science、Pubmed/Medline、SciFinder、Scopus 收錄，表明它已經(jīng)被越來越多的研究者所接受[6]。據(jù)此，我們預(yù)想在不遠(yuǎn)的將來，這種新穎的論文呈現(xiàn)方法將會(huì)成為一種論文發(fā)表的趨勢(shì)，因此學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)和簡單制作實(shí)驗(yàn)視頻也如同熟練掌握并運(yùn)用WORD、PPT、PS等辦公軟件那樣成為實(shí)驗(yàn)研究工作者必須的技能。

基于此，我們針對(duì)全開放型和探索型考核提出了更高的要求，即制作5分鐘以內(nèi)的微視頻，以展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模^程和結(jié)果為視頻的主要內(nèi)容。在前期對(duì)學(xué)生的調(diào)查中，我們需要確定在視頻考核前，以下基本要素已經(jīng)具備：（1）學(xué)生擁有可以拍攝清晰視頻的手機(jī)或相機(jī)。

（2）視頻制作軟件為免費(fèi)共享軟件，獲得和使用不受限制。（3）學(xué)生已經(jīng)同步完成SPOC課程的學(xué)習(xí)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的拍攝手法方式有所了解。同時(shí)，在平時(shí)實(shí)驗(yàn)課程中，我們通過鼓勵(lì)學(xué)生拍攝實(shí)驗(yàn)過程中有趣的視頻小片段，并在同學(xué)群中進(jìn)行分享，從而激發(fā)他們的拍攝興趣。此外，在理論課上，我們還通過邀請(qǐng)拍攝實(shí)驗(yàn)?zāi)秸n的攝像師、導(dǎo)演等專業(yè)人員為學(xué)生們講解視頻拍攝的要點(diǎn)和難點(diǎn)，進(jìn)一步提高學(xué)生的應(yīng)對(duì)能力。

為了鼓勵(lì)學(xué)生制作精美的微視頻作品，我們同時(shí)舉辦了實(shí)驗(yàn)微視頻大賽。通過班級(jí)內(nèi)初賽和院系聯(lián)合復(fù)賽，由教學(xué)團(tuán)隊(duì)和學(xué)生代表投票，一共決出了11個(gè)得獎(jiǎng)的參賽作品，代表作品見表2。實(shí)驗(yàn)微視頻大賽，不僅為學(xué)生搭建了一個(gè)可以全面展示實(shí)驗(yàn)技能的舞臺(tái)，同時(shí)也為《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》慕課的“二期建設(shè)”提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)與素材，可謂“教”“學(xué)”相長，環(huán)環(huán)緊扣。

五、考核實(shí)施效果

在《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)中實(shí)施的考核改革，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，積極掌握生化實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)和高階性思維，從而使學(xué)生達(dá)到知識(shí)、能力和素質(zhì)的同步發(fā)展。SPOC課程的學(xué)習(xí)記錄顯示，100%的學(xué)生都能通過考試，各班級(jí)的優(yōu)秀率保持在60%以上。同時(shí)，我們對(duì)2017-2019學(xué)年，共計(jì)300名同學(xué)進(jìn)行了無記名的問卷調(diào)查。結(jié)果顯示，有大部分的學(xué)生（59.67%）每周在SPOC上花費(fèi)的時(shí)間小于30分鐘，說明SPOC學(xué)習(xí)與考試并未占用學(xué)生大量的課余時(shí)間;有66.7%的學(xué)生認(rèn)為自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)作為考核手段，新穎全面且難度不大。有60.3%學(xué)生認(rèn)為，視頻制作過程難度中等，可以邊學(xué)邊提高，當(dāng)然也有30%的學(xué)生認(rèn)為制作比較難，需要花費(fèi)一定精力，該調(diào)查結(jié)果與我們的預(yù)期基本一致。考慮到時(shí)間耗費(fèi)因素，我們鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)參賽。同時(shí)，還有一些值得進(jìn)一步思考的調(diào)查結(jié)果，例如，對(duì)于自主實(shí)驗(yàn)的選題，傾向于完全開放和教師指定半開放的學(xué)生各占30%，說明不同水平和個(gè)性的學(xué)生對(duì)于開放性程度的接受能力不同。以上調(diào)查結(jié)果顯示：實(shí)驗(yàn)考核改革探索初顯成效，值得推廣。

六、結(jié)論與展望

課程的考核與評(píng)分是當(dāng)前高等教育中重要的環(huán)節(jié)，也是教師評(píng)估教學(xué)效果的有效手段。通過合理的考核制度，進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)興趣，在考核中升華凝練知識(shí)，完備知識(shí)體系，是建設(shè)優(yōu)質(zhì)課程的基礎(chǔ)。檢查學(xué)生是否能靈活運(yùn)用所學(xué)的技能，將理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作，甚至是實(shí)驗(yàn)失敗因素串聯(lián)起來，是實(shí)驗(yàn)課程考核的靈魂。結(jié)合SPOC線上課程考核，開放實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐，和微視頻比賽，《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》考核更加注重過程性評(píng)價(jià)，同時(shí)兼顧考核的公正公平，引導(dǎo)學(xué)生求真學(xué)問、練真本領(lǐng)。生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)將以南京大學(xué)提出的“辦中國最好的本科教育”為目標(biāo)，進(jìn)一步在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核體系等方面進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐，努力培養(yǎng)生物科學(xué)類的高質(zhì)量人才。同時(shí)，我們也希望通過向同行展示我們學(xué)生的優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)視頻，聯(lián)絡(luò)各高校生物教學(xué)團(tuán)隊(duì)，開展實(shí)驗(yàn)微視頻聯(lián)賽，為推動(dòng)生物相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革貢獻(xiàn)一份力量。

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