《生物化學實驗》課程考核改革的探索與實踐

盧彥 張冬梅 李俊 劉新建 汪水娟

摘 ?要：《生物化學實驗》課程是一門與生物科學相關的專業基礎必修課，是配合《生物化學》理論課程的實驗課程。近年來，南京大學生科院生化實驗教學團隊，不斷嘗試新的考試方式，優化考核評價體系，結合SPOC線上課程考核，開放實驗設計與實踐，和微視頻比賽，使得實驗考核更加注重過程性評價，同時兼顧考核的公正公平，引導學生求真學問、練真本領。

關鍵詞：《生物化學實驗》;考核改革;開放實驗;微視頻比賽;SPOC課程

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：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，部分高等學校長久以來形成的嚴進寬出的治學方式，備受關注，改革的呼聲也日漸強烈。因此，加強教學過程管理，優化教學內容、改革教學方法，同時建立完善的考核方式，是提高本科教育質量的重要措施。教育部文件提出：加強考試管理，嚴格過程考核，加大過程考核成績在課程總成績中的比重;健全能力與知識考核并重的多元化學業考核評價體系，完善學生學習過程監測、評估與反饋機制。生物化學實驗課是理科專業重要的基礎實驗課程之一，在方興未艾的實驗教學改革中，研發新的考試方式，優化考核評價體系，卻往往容易被忽視[1-2]。眾所周知，合理的考核評價體系對于提高實驗課堂教學質量是不可或缺的一環。基于此，作者所在的教學團隊在教學實踐中不斷總結經驗，提出了相應的改革舉措，取得了階段性的成果。

一、《生物化學實驗》課程考核改革的必要性

《生物化學實驗》課程是一門與生物科學相關的專業基礎必修課，是配合《生物化學》理論課程的實驗課程。包括操作性、驗證性、綜合性等實驗項目，實驗內容主要是進行生物功能分子，包括蛋白質、核酸、糖及維生素的分離，純化、定性及定量操作，同時實驗還涉及了常用儀器，如電泳裝置，層析裝置等操作。通過實驗訓練，有助于學生加深對書本知識的理解，掌握生化的主要方法與技術，通過形成肌肉記憶，提高學生的動手能力[3-4]。

學習南京大學《生物化學實驗》的學生來源包括生命科學學院、匡亞明學院、醫學院、環境學院、物理學院、現代工程與應用學院、化學化工學院，每年修讀課程學生約300人。根據不同專業特點制定的課程大綱的要求，早年《生物化學實驗》課程考核方法，多數以實驗報告為平時成績，閉卷筆試為期末成績，兩者各占50%。這種考核方式，簡單直接，既兼顧了平時的課堂操作，也考察了學生的理論知識儲備，比較公平公正。但是近年來，生化研究的技術手段不斷更新，按部就班的實驗教學方法與考核方式無法滿足學生的求知欲望，也不能全面考察學生的學習情況。尤其是傳統的筆試考核，其內容經常與理論考試的重合，不能真正反映學生在實踐操作中的問題;同時由于筆試時間的局限性，無法充分地考核學生對于實驗設計與結果反思的掌控能力。基于此，《生物化學實驗》考核方式和評價體系亟待更新與優化。

二、國外著名大學的實驗學科考核方式

為了解決以上關于實驗考核的諸多問題，作者調查了幾所國外著名大學科學考核的方式，作為借鑒與參考。例如：哈佛大學的暑期實驗課程《Introduction to Molecular and Cellular Biology》的最終成績組成如圖所示（圖1），我們可以發現在連續4周的課程中，考核的次數相對較多。此外，為了鼓勵學生復習以提高成績，還擬定了兩種成績組合方式，供學生自由選擇。綜合調查，我們發現國外大學的課程中普遍設置了大量的小測驗、形式各異的隨機考試和分組討論，通過進階式的考核方式，教師可以對自己的課堂教授效果有所了解，針對問題并不斷改善。而學生通過對比課前、課中、課后的測驗結果，可以及時調整學習進度，并充分感受汲取知識快樂。

國外大學的課程計分方式主要由授課教師擬定，自由度比較大。而實驗課程多采用字母計分（letter grade）的評價方式，因為實驗教師普遍認為字母計分更有利于客觀評價與實際激勵，對于實驗考核的評判也相對合理公平。因為在實驗過程中，往往強調相互合作和小組討論，采用百分制或者嚴格的正態分布式計分相比較字母計分制，后者體現了鼓勵協作和弱化競爭的主旨。

三、《生物化學實驗》考核方法的改革

針對實驗課程的特殊性及筆試考核的局限性，同時借鑒國外大學的經驗。我們制定了多層次的期末考核方式，同時保留了平時成績占比。平時成績包括：實驗操作得分，實驗報告評分，課內發言，衛生值日等等。這樣評判標準，激發了學生課內學習的主動性與積極性，同時抑制了某些學生寄希望于期末考試一搏的投機心態。

由南京大學生物化學實驗教研組籌劃拍攝的《生物化學實驗》慕課，已于2018年12月正式上線[5]。同步上線的還有《生物化學實驗》學校專有在線課程（Small Private Online Course，簡稱SPOC課程）。該線上課程配合校內線下課程進行，是線下課程多媒體化與多元化的良好補充。同時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課程成績是由多個線上任務組成的，如學習視頻的時長，練習和期末測試，參加討論等，所以其成績部分反映了學生的理論知識儲備。因此，SPOC課程的加入，不僅擴充了生化實驗，彌補了實驗課時的欠缺，同時還輔導了學生課外學習，使得實驗課程擺脫時間、地點和設備的限制，為學生打開一扇生物技術學習的新大門。

近年來，為了給大學生減負，大部分的高校實驗課程取消了筆試部分，或者干脆取消期末考試。經調查發現，學生在畢業后，對于沒有設置期末考試的實驗課程，往往印象較淺，甚至完全忘記。因此，我們的初衷是：通過設計期末考試，可以促進學生主動復習做過的實驗，同時能學習如何設計新的實驗。基于此，我們決定嘗試“自主開放性實驗設計與操作”作為期末考核的手段。根據不同專業學習大綱的層次要求，我們將考核分成以下幾個類型（表1）。

四、《生物化學實驗》考核形式的探索

考慮到實驗考核改革還是以展開實驗作為手段，那么考核的匯報形式必須與平時實驗的匯報以示區別。為了切合當前的科研工作匯報形式，我們根據不同的實驗考核類型，指定了不同的匯報形式，具體要求如下：

1. 撰寫論文： 無論何種形式的開放實驗，其實驗報告都要以完整的論文形式上交，應包括：題目（中英文），作者，摘要（中英文），引言，材料與方法，結果，討論和參考文獻。論文格式統一，結果部分有相應圖表，圖例，有統計學分析。

2. PPT匯報：近年來，隨著學術會議和論壇逐漸向青年學者打開大門，越來越多的科技人員除了完成文字（論文）報告外，會議報告也是他們展示成果的一個重要的手段。考核中引入PPT匯報，主要針對有結余課時的班級安排，旨在培養學生的展示與表達能力，同時也能促進組間交流。PPT匯報可以包括，實驗流程，實驗不同階段的照片。相對于論文，PPT展示的元素真實且豐富，可以在短時間擴散大量信息，同時兼顧了翻轉課堂的效果。匯報后，其他同班學生作為聽眾，其發言提問的質量，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，不僅能提高聽課效率，也能考察匯報的效果。圖2是半自主開放實驗的期末學生匯報PPT節選。

3. 微視頻匯報：隨著科技手段的日益更新，各種實驗結果展示方法也在日新月異，越來越多的實驗過程和結果更適合采用動態、連續的方式呈現。視頻出版是科技期刊的新嘗試，它以動態的形式展示實驗的方法、過程、數據分析和結果，其表現形式更加準確、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年創刊的《Journal of Visualized Experiments》（ JOVE）已經被Web of Science、Pubmed/Medline、SciFinder、Scopus 收錄，表明它已經被越來越多的研究者所接受[6]。據此，我們預想在不遠的將來，這種新穎的論文呈現方法將會成為一種論文發表的趨勢，因此學會設計和簡單制作實驗視頻也如同熟練掌握并運用WORD、PPT、PS等辦公軟件那樣成為實驗研究工作者必須的技能。

基于此，我們針對全開放型和探索型考核提出了更高的要求，即制作5分鐘以內的微視頻，以展現實驗目的，過程和結果為視頻的主要內容。在前期對學生的調查中，我們需要確定在視頻考核前，以下基本要素已經具備：（1）學生擁有可以拍攝清晰視頻的手機或相機。

（2）視頻制作軟件為免費共享軟件，獲得和使用不受限制。（3）學生已經同步完成SPOC課程的學習，對于實驗的拍攝手法方式有所了解。同時，在平時實驗課程中，我們通過鼓勵學生拍攝實驗過程中有趣的視頻小片段，并在同學群中進行分享，從而激發他們的拍攝興趣。此外，在理論課上，我們還通過邀請拍攝實驗慕課的攝像師、導演等專業人員為學生們講解視頻拍攝的要點和難點，進一步提高學生的應對能力。

為了鼓勵學生制作精美的微視頻作品，我們同時舉辦了實驗微視頻大賽。通過班級內初賽和院系聯合復賽，由教學團隊和學生代表投票，一共決出了11個得獎的參賽作品，代表作品見表2。實驗微視頻大賽，不僅為學生搭建了一個可以全面展示實驗技能的舞臺，同時也為《生物化學實驗》慕課的“二期建設”提供了寶貴的經驗與素材，可謂“教”“學”相長，環環緊扣。

五、考核實施效果

在《生物化學實驗》教學中實施的考核改革，引導學生自主學習，積極掌握生化實驗技能，培養學生的科研素養和高階性思維，從而使學生達到知識、能力和素質的同步發展。SPOC課程的學習記錄顯示，100%的學生都能通過考試，各班級的優秀率保持在60%以上。同時，我們對2017-2019學年，共計300名同學進行了無記名的問卷調查。結果顯示，有大部分的學生（59.67%）每周在SPOC上花費的時間小于30分鐘，說明SPOC學習與考試并未占用學生大量的課余時間;有66.7%的學生認為自主實驗設計作為考核手段，新穎全面且難度不大。有60.3%學生認為，視頻制作過程難度中等，可以邊學邊提高，當然也有30%的學生認為制作比較難，需要花費一定精力，該調查結果與我們的預期基本一致。考慮到時間耗費因素，我們鼓勵團隊參賽。同時，還有一些值得進一步思考的調查結果，例如，對于自主實驗的選題，傾向于完全開放和教師指定半開放的學生各占30%，說明不同水平和個性的學生對于開放性程度的接受能力不同。以上調查結果顯示：實驗考核改革探索初顯成效，值得推廣。

六、結論與展望

課程的考核與評分是當前高等教育中重要的環節，也是教師評估教學效果的有效手段。通過合理的考核制度，進一步提高學習興趣，在考核中升華凝練知識，完備知識體系，是建設優質課程的基礎。檢查學生是否能靈活運用所學的技能，將理論知識和實驗操作，甚至是實驗失敗因素串聯起來，是實驗課程考核的靈魂。結合SPOC線上課程考核，開放實驗設計與實踐，和微視頻比賽，《生物化學實驗》考核更加注重過程性評價，同時兼顧考核的公正公平，引導學生求真學問、練真本領。生化實驗教學團隊將以南京大學提出的“辦中國最好的本科教育”為目標，進一步在教學內容、教學方法和考核體系等方面進行教學改革與實踐，努力培養生物科學類的高質量人才。同時，我們也希望通過向同行展示我們學生的優秀實驗視頻，聯絡各高校生物教學團隊，開展實驗微視頻聯賽，為推動生物相關實驗教學改革貢獻一份力量。

參考文獻：

[1]何偉，劉中華，賈永，等.綜合性、研究型微生物學實驗課的過程性考核[J].微生物學通報，2020，47（04）：1218-1223.

[2]劉海浪，彭治國.普通高等院校本科課堂教學質量管理體系構建[J].當代教育實踐與教學研究，2019（13）：100-101.

[3]王臻，陳梁，李先磊，等.高校生物化學實驗教學改革與創新型人才培養的研究[J].山東化工，2019，48（12）：165+167.

[4]張冬梅，焦瑞清，盧彥，等.以“有效教學”為目標的南京大學生物化學教學實踐[J].高校生物學教學研究（電子版），2016，6（04）：30-34.

[5]盧彥，張冬梅，李俊，等.《生物化學實驗》慕課的設計與拍攝[J].教育現代化，2019，6（45）：261-263.

[6]陳汐敏，丁貴鵬.我國醫學期刊視頻出版存在問題及JOVE的經驗[J].編輯學報，2017，29（03）：278-281.