基于“超星學習通”的混合式教學模式探析
——以“生物化學實驗”為例

梅雙喜，梅輝，黃芳一，彭玲，向乾坤，夏光輝

（武漢生物工程學院生物學實驗教學示范中心，湖北武漢430415）

實驗教學是通過實驗操作將理論與實際相結合，提高學生的綜合實踐能力，培養學生的科學探究精神，塑造學生創新思維的有效途徑之一。“生物化學實驗”課是生物化學理論教學的重要補充環節，在教學中占據著重要地位，它使學生在課程學習中掌握基本實驗技術，理解相關的基礎理論知識，培養學生的獨立思考能力和動手實踐能力，有利于日后科研和實際工作的開展。

近年來，許多國內高校越來越重視線上課程教學，特別是線上線下理論課程混合式教學模式的改革越來越多。如鄒燕等混合式教學模式的設計與實踐研究，馬偉偉等工程制圖混合式教學模式設計等。但是利用網絡線上實驗教學改革相對較少，主要體現在實驗課受實驗場地、儀器設備、試劑耗材等的限制，再加上2020年上半年受疫情影響，大多數實驗課無法開展，學生只能通過網絡觀看視頻。因此，線上線下混合式實驗教學改革勢在必行。將現場實驗的線下教學和利用網絡的線上課程相結合，取長補短，讓學生主動參與學習，對課程學習充滿激情，使學習變被動為主動，利于新時代的實驗教學。新的課程考核體系大幅增加了平時考核（包括線上成績）的比重，有效防止了期末考試“一考定終身”的情況，可以更真實地反映學生的學習情況。

1 傳統“生物化學實驗”教學現狀

1.1 教師教學方法死板，手段落后，教學模式單一

“生物化學實驗”是以生化技術為基礎的實踐操作課程，其實驗技術涵蓋了最常用的生物化學領域，如分光光度技術、電泳技術、離心技術、層析技術，同時還包括生物大分子的分離純化技術等。生化實驗教學內容就是圍繞著這些實驗技術設立的。以生物工程本科專業為例，“生物化學實驗”一共有32學時，2學分，周學時2，其中驗證性實驗10個，20學時；綜合性實驗3個，6學時；設計性實驗3個，6學時。驗證性實驗占到實驗總學時的62.5%。同時，由于課程安排的時間相對比較固定，每周每個班實驗課2學時，學生沒有太多時間來設計實驗方案，只能由指導教師提前黑板板書，課堂上大概用20～30 min講解實驗項目的原理、步驟、注意事項等，并簡單演示實驗操作。然后學生按照板書步驟完成實驗并撰寫實驗報告。在整個實驗教學過程中，學生基本不用思考就能按照要求完成實驗，限制了學生自主學習、獨立思考的能力，違背了實驗教學的目的和初衷。同時，由于周學時的限制，綜合性實驗和設計性實驗不能在一次課完成，學生實驗不能形成整體性、連續性，很難達到預期的效果。

1.2 學生學習動力不足，學習效果不佳

學生在實驗課前沒有主動預習的習慣，即使少數學生預習，內容也僅僅局限于《“生物化學實驗”指導書》，學生只能依靠靜態文字去熟悉實驗過程，十分枯燥，印象不深，且設備的使用和注意事項很難通過文字說明來理解。預習資料單一，學生也懶于主動查閱更多的資料，更不愿自主思考并進行實驗設計。實驗課程考核標準中缺少對預習實驗報告的考核要求，導致學生覺得預習實驗報告可有可無，即使不完成預習報告對總評成績也沒有任何影響。教師只是依據預習報告的書寫情況了解學生的預習情況，沒有制定明確的考核要求與評分標準，導致學生輕視實驗教學，課前準備不足，課上只憑借短暫記憶和教師課前講解進行復制操作。

1.3 重形式輕過程，考核評價信度差

傳統的“生物化學實驗”課程考核評價方法少，側重于對實驗結果的考核。考核標準：平時成績70%（其中包括考勤20%+實驗報告40%+課堂表現10%）+期末操作考核30%，平時成績中實驗報告和考勤占比較高，教師僅根據學生平時的出勤情況、課堂上是否動手操作、實驗報告的完成情況以及期末操作考核給予課程成績，考核方式單一，過程簡單，部分實驗報告存在低水平的抄襲，甚至少數個別學生課堂上不做實驗或者不上課，但實驗報告寫得非常完美，依然可以得高分的現象出現；課堂表現評價沒有量化的標準，僅憑任課教師的印象打分，缺乏考核支撐材料以及公平公正性。客觀上造成學生不重視實驗教學，難以發揮實驗教學在培養學生實際動手操作能力、綜合實踐能力中的作用。

“生物化學實驗”最終考核支撐材料就是一本記分冊和學生的實驗報告，支撐材料相對單一。對于實驗過程中的結果及現象記錄僅憑一本實驗報告，文字描述枯燥單一，不能直觀地展示實驗現象，尤其是顏色、狀態等現象描述，缺乏直觀性，由于個體差異，每個人對顏色的敏感程度不一樣，所以導致描述的現象也五花八門，無據可查。

2 “生物化學實驗”混合式教學的探索

基于“超星學習通”的混合式教學模式如圖1。課前教師通過“超星學習通”發布線上學習資源及課前預習任務，學生根據教師發布的學習任務，自主完成預習并查閱資料，為線下面授課程設計實驗方案作準備。課中教師根據學生線上學習效果及提出的疑問進行針對性的指導并解答，同時發布線上線下學習任務及要求。學生根據教師提出的實驗方案改進意見進行方案的優化并開展實驗，完成并提交線上線下學習任務。課后教師根據學生線上線下完成任務的情況進行批改并點評，學生根據教師提出的批改意見進行修改并鞏固學習。

圖1 基于“超星學習通”的混合式教學模式圖

2.1 利用“學習通”線上資源進行課前預習

課前預習在實驗教學中十分重要，而大多數實驗課忽視了預習這個環節。在預習過程中可以讓學生熟悉實驗原理、實驗步驟以及實驗中應該注意的問題，做到有備無患。實驗教師將實驗項目所涉及的實驗原理、實驗設備使用、實驗操作以及注意事項等制作成ppt，錄制小視頻或者利用網絡平臺上相關視頻資源上傳到“超星學習通”，并以任課老師為單位建立課堂，讓學生加入到相應的課堂中。在實驗課之前，老師可以通過“超星學習通”發布預習任務，學生即可在“超星學習通”全面了解實驗設備的使用，實驗主要操作技術等，可以不受場地、時間的限制進行自主預習，完成預習的同學可獲得相應的預習考核分值。為了達到更好的預習效果，也可以采用線上互動式預習，學生在完成“超星學習通”預習資源后，必須完成老師預先發布的題目（主要是以客觀題的形式），目的就是檢查學生是否完成預習任務。同時學生還可以通過“超星學習通”聊天工具向老師提出自己的疑問，老師在“學習通”或者課堂上對學生提出的問題進行解答，能夠很好地完成師生之間的互動。

2.2 “學習通”平臺課程體系的構建與設計

線下實驗教學不斷更新實驗內容，減少驗證性實驗內容，增加綜合性、創新性、趣味性、設計性實驗項目比例。對于比較常規、經典的驗證性實驗項目，可以讓學生通過線上網絡資源學習，根據網絡學習自主設計相關實驗方法的應用性實驗，比如蛋白質等電點測定，學生通過線上學習可以自己查閱資料設計相關等電點沉淀法提取蛋白質的實驗，并擬定實驗方案，撰寫預習實驗報告，在“學習通”完成老師布置的預習任務。課堂上即可以自己擬定實驗方案，提高了學生獨立思考問題的能力以及學習積極性，同時也培養了學生分析問題、解決問題的能力，對線上教學是一個很好的補充。

同時也鼓勵學生以興趣小組的形式開展專業技能實訓第二課堂，由教師提供相關專業技能實訓方向和內容，學生根據興趣選擇相關的內容查閱資料。擬定實驗方案由教師審核通過后學生方可進入實驗室開展相關專業技能訓練，全程由學生自己完成，老師只是起指導作用。學生按要求完成實驗后可以得到相應的勞動技能學分，為培養學生創新能力和良好的科研素養奠定了基礎，同時也提高了學生的學習興趣。

2.3 結合線上課程考核，優化考核評價體系

利用“超星學習通”以及線下考核方式共同管理學生的總評成績，具體考核方式：平時成績70%+期末考核30%，其中平時成績包括：考勤10%+實驗報告30%（線上預習測驗10%+線下實驗報告20%）+“超星學習通”線上章節作業15%+“超星學習通”線上實驗結果15%。期末考核包括實驗操作技能20%+“超星學習通”線上理論考核10%。這種考核方式大大避免了印象分、感情分，使考核成績更加公平、公正、合理。

線上實驗結果的上傳提高了學生的動手能力，課堂上如果不動手做實驗，線上實驗結果的圖片無法上傳，也得不到相應的考核分值。同時也端正了學生做實驗的態度，部分學生為了應付完成實驗，不追求實驗結果的準確性，敷衍了事，要么實驗結果錯誤，要么根本就沒有完成實驗。采取這種線上上傳實驗結果的考核方式后，學生為了得到應有的分值，實驗操作過程非常認真，也善于思考問題、分析問題，而不是照著實驗步驟機械地完成實驗，實驗態度明顯端正了，也非常在意實驗結果的準確性，甚至失敗了還會重新做，大大提高了學生的實驗操作能力和獨立思考問題的能力，學生的實驗參與度明顯提高了，杜絕了坐享其成抄襲其他同學實驗結果的現象。線上實驗結果上傳采取教師評價和組間互評的評分方式，避免了同學之間互相包庇打感情分的現象，同時也使組與組之間對實驗結果有個比較的過程，尋找差距，知己知彼，活躍了課堂氣氛，提高了學生分析問題、解決問題的能力。

線上章節作業主要是本章節的實驗原理、實驗方法、實驗現象及結果分析的總結提練，以及課堂上老師講授的知識和延伸，以客觀題為主，每次下課前5 min發布當天的線上作業，提醒學生按時完成，加深對重點知識的理解與鞏固。

期末操作考核分必考項目和選考項目，必考項目是每個學生必須單獨完成老師指定的儀器設備操作使用，選考項目是根據抽簽來決定考核項目，這種抽簽方式避免學生在考試之前“臨時抱佛腳”，同時也避免了學生只掌握固定的考核項目，所有的考核項目學生必須都要掌握，考查學生獨立完成實驗的能力，包括能否獨立正確使用實驗儀器設備，能否仔細觀察并詳細記錄實驗現象，避免了濫竽充數。綜合近兩年“生物化學實驗”采用的混合式教學模式前后期末總評成績各分數段人數占比，統計結果如圖2。

圖2 混合式教學模式前后期末總評成績各分數段對比圖

由圖2可以看出，在采用混合式教學模式前，各分數段成績不成正態分布，優秀率和良好率（80～100分）占比較少，其主要原因是學生自主學習能力太差，缺乏獨立思考問題的習慣，只是機械性地按照實驗步驟完成實驗，撰寫實驗報告，課后沒有認真總結歸納，知識點和實驗操作技能掌握不夠牢固，再加上考核評價體系不夠完善，量化機制不夠透明，對學生的約束性差。在采用線上線下混合式教學模式后，各分數段成績成正態分布，優秀率、良好率（80～100分）明顯提高，沒有不及格情況出現。綜合分析其主要原因，線上課程資源的發布及考核評價體系的細化，促使學生養成課前預習和獨立思考問題的習慣，第二課堂的開展和線上考核方式比例的加大，提高了學生的學習興趣、自主學習能力和動手能力，避免了不動手做實驗，只要認真撰寫實驗報告也能得高分的現象發生。考核方式更加透明細化，成績更加公平合理，大大提高了學習效果。

利用“超星學習通”輔助管理學生考核成績，可以有據可查。每次實驗都有相應的實驗結果或者實驗現象，課后教師根據學生上傳的圖片進行評分和分析，避免了課堂上由于學生太多、時間有限等限制使得教師無法一一指導分析。學生根據教師和組間的評價撰寫實驗結果并分析原因，更加直觀公平。

3 結束語

混合式實驗教學模式和考核體系大大彌補了傳統線下實驗教學的不足，提高了學生自主學習和獨立思考問題的能力，顯著提升了“生物化學實驗”課程的教學效果，同時也使實驗教學的考核方式更加公平公正，避免了感情分。但是對于教學過程中如何調動學生的學習積極性，提高學生的成績還有待進一步研究和探索，力爭將“生物化學實驗”課程打造成“線上線下混合式金課”。