湖北省大學生生物實驗技能競賽決賽結果分析

胡遠亮， 杜雨潔， 車 婧， 王衛東， 侯建軍， 陳 亮

（1.湖北師范大學生命科學學院生物學國家級實驗教學示范中心，湖北黃石435002；2.武漢大學生命科學學院生物學國家級實驗教學示范中心，武漢430072）

0 引 言

湖北省大學生生物實驗技能競賽（以下簡稱“省賽”）是由湖北省高校生物學科實驗教學示范中心聯席會主辦的省級競賽。舉辦此項競賽是為進一步加強我省高校實踐教學工作，推進教育教學改革，培養學生自主探索學習、發現問題及解決問題的能力［1-2］。該項競賽面向全省生物科學相關專業本科生，從2010年起，每2年舉辦1次，設有動物學、植物學、微生物學、細胞生物學、生物化學和分子生物學6項基本實驗技能競賽［3］。2019年，為減少單次競賽籌備工作量，進一步擴大社會影響力，組委會決定改為每年舉辦1次，每年設置3個學科競賽，6個學科交替輪換。第六屆省賽由武漢大學和湖北師范大學聯合承辦，設置動物學、植物學和微生物學3項單項賽。大賽以實驗操作考核為主，旨在調動大學生的積極性與主動性，提高綜合實踐能力［4-6］。目前大賽已經舉辦了6屆，但尚無此項競賽的成績與學校類別、專業類別等因素的相關分析。因此，對湖北省第六屆生物實驗技能競賽單項賽決賽的成績及影響因素進行分析，為各高校生物學競賽組織與人才培養提供參考依據。

1 參賽情況及數據收集

1.1 競賽組織情況

本屆單項賽決賽選手通過初賽選拔產生，為保證競賽質量，各高校以二級學院為單位，每個單位每個項目參賽選手僅限1人，共有99名來自省內32所院校的選手參賽。每個項目總分為100分，按決賽總人數的20%、40%和40%，分別設一至三等獎，同時要求獲獎選手的成績必須達到總平均成績的2/3以上。為保證競賽的公平性，臨考前，由各高校領隊老師或選手抽簽隨機分配考場及選手編號。裁判員根據選手編號現場評分。

1.2 問卷調查與統計

選擇99名參賽選手作為研究對象，以郵箱發送和回收問卷的形式進行調查。問卷共有14題，包括11道單選題、2道多選題和1道開放題。內容主要為選手賽前的籌備情況、賽時實驗完成情況、賽后評價等。

1.3 數據處理與分析

將參賽選手的成績、所屬院校、所在專業以及問卷所得信息進行統計，并按不同條件分類計算參賽選手的平均成績等，分析選手成績與院校分類、專業分類、科研訓練、教師指導和自主訓練的關系。

2 結果與分析

2.1 競賽獲獎情況及成績分析

動物學、植物學和微生物學3個項目參賽選手的人數分別為31人、31人和37人。共有89人獲獎，動物學、植物學分別有6人、4人未獲獎（見表1）。

表1 參賽人數及獲獎情況

根據表2和圖1所示，動物學成績離散度高，兩極分化嚴重，最高分98分，最低分僅7分。植物學成績差異也較大，最高分88分，最低分僅16分，有11人成績集中在45-55分數段，及格率僅有22.6%。微生物學成績則相對集中，基本呈正態分布，主要分布在50～70分，及格率也是3項競賽中最高的，達67.6%。

表2 3個項目競賽成績統計分析

圖1 3個項目競賽成績分布

2.2 選手成績與所屬院校類別之間的關系

將參賽高校按部委屬（6所）、省屬公立（19所）和省屬民辦（7所）劃分為3類進行統計分析（見表3）。由表3可知，動物學成績在不同高校類別之間的差異較大，在三類高校中省屬公立高校的參賽選手數量最多，成績差異也是最大的，百分位數P25和P75的差值達49.2。植物學成績在不同高校類別之間的差異較動物學小。微生物學成績，高校類別組間差異及各類別選手組內成績差異，在3個競賽項目中均最小。

表3 不同院校類別競賽成績分析

對3個項目決賽成績與不同院校分類的關系進行分析，結果顯示不同類別院校的成績無統計學差異（動物學F＝2.864，P＝0.074、植物學F＝1.886，P＝0.17、微生物學F＝0.221，P＝0.803），但是存在著一定的變化趨勢。由表3可知，動物學、植物學和微生物學的平均成績，按部委屬高校、省屬公立高校和省屬民辦高校這一順序依次遞減，且部委屬高校選手的各項目成績差異最小。但是高校類別造成的成績差異并不顯著，表明競賽成績的差異和人才培養的情況與選手自身、所在高校的重視程度有很大關系。如，在動物學和植物學兩個競賽項目中，來自部委屬高校的與省屬公立高校的一等獎獲獎選手人數相當。而在微生物學項目的一等獎獲得者中，既有來自部委屬高校和省屬公立高校的選手，也有來自省屬民辦高校的選手。

2.3 選手成績與所修讀專業之間的關系

將選手按照不同專業進行分類統計（見表4）。可以看出，動物學項目平均成績最高的是動物學類專業選手，達73.5分，其次是生物科學專業，各專業選手平均分差異較大，其中，生物科學專業比生物技術和生物工程平均分高出近20分；植物學項目平均成績最高的是生物科學專業選手，達60.4分，植物科學專業選手平均成績僅為46.5分，各專業選手平均分差異較大，最高分和最低分的差距為14.2分；微生物學項目中，生物科學專業選手平均分最高，與動物學和植物學相比，各專業間平均分之間的差距較小，最大差距僅10.1分。在生物科學、生物工程和生物技術3個專業中，平均成績由高到低依次為生物科學、生物工程和生物技術，相較于生物工程和生物技術，生物科學專業的大學生基數大，選手實驗技能素質較高，其平均成績高于其他類別專業。

表4 不同專業類別競賽成績分析

2.4 問卷調查數據分析

問卷調查共計發放99份，回收有效問卷97份，統計結果如表5～7。由表5可知，動物學和植物學分別有77.7%和56.7%的選手在競賽中正常或超長發揮，而微生物學僅有37.8%。且只有35.5%的動物學，36.7%的植物學選手認為競賽題目較難，微生物學為78.4%。有趣的是，較難的微生物學，平均分是最高的，作者認為微生物學題目較難，但操作考點較簡單。有73.3%～83.8%選手認為自己對涉及的儀器及實驗操作很熟練，還有一部分學生進行過與競賽有關的科研訓練，動物學有58.1%，植物學和微生物學分別為70.0%和80%。大部分選手對比賽很重視，83.8%～93.3%的選手認為此次競賽重要或非常重要。值得注意的是，動物學和植物學分別有12.9%和16.7%的選手反應未得到教師指導，而微生物學僅2.8%。

表5 問卷調查統計與分析

表6 顯示，動物學共有2種實驗材料，19.4%的選手只對其中的1種材料進行了訓練，甚至有6.5%的選手對2種材料都未訓練。這是動物學平均成績僅有52.7分，以及兩極分化嚴重的原因之一。由表5和表7可知，雖然56.7%的植物學選手認為自己發揮良好，但只有10%的選手對競賽中涉及的所有材料進行了識別訓練。10種以上未進行訓練的選手有16.7%，且平均分只有44.0分（數據未展示），這表明部分選手賽前準備不充分。微生物學只有37.8%的選手認為發揮良好，但微生物學的成績總體來說是最高的。這是因為微生物學技能競賽考點容易預測，操作項目大多為基本實驗技能，而動物學和植物學材料覆蓋面廣，材料差異較大，導致部分選手未能進行針對性的訓練。

表6 賽前選手對動物學項目實驗材料訓練情況

表7 賽前選手對植物學項目實驗材料訓練情況

2.5 選手成績與其他因素之間的關系

分析科研訓練、教師指導和自主訓練3個因素對選手成績的影響，結果顯示上述3個因素與選手成績無統計學差異（P＞0.05）。但是，從數值大小上能說明一些問題（見表8），如：植物學項目，參加科研訓練的選手成績比未參加的選手平均分高13.9分。3個項目中的有教師指導的選手平均分，遠高于沒有被指導的選手，特別是動物學和植物學，這一成績差異分別達24.8分和11.5分，這一現象得出教師的指導對選手有一定幫助。據表5顯示，動物學、植物學和微生物學分別有77.4%、70%、88.9%的選手賽前進行了自主訓練，但與無自主訓練的選手平均分差值不大，說明選手雖進行自主訓練，但自主訓練對于競賽成績的幫助有限，原因可能是學生把握重點和考點的能力不夠。

表8 其他因素分類下的成績情況

3 總結與討論

生物學是實驗學科，實驗教學在生物學人才培養中占據重要地位［3］。學生的理論知識水平、操作技能和創新思維等實踐能力的培養是專業建設的主要內容之一［7-8］。實驗技能競賽不僅考查學生對實驗理論和操作流程的掌握程度，而且是高校教學水平的綜合體現［9］。此外，舉辦技能競賽活動有利于校際交流與資源共享，為教學改革與實踐提供了重要的交流平臺［10-13］。

此次競賽反映出一些規律。生物科學專業在競賽中表現出較大優勢，整體上優于其他專業，分析認為這與該專業學生基數大、專業課程與競賽項目關聯性大、專業課程覆蓋面廣有很大的關系。此外，由于成績影響因素多，樣本量小，高校類型和成績沒有顯著差異，但部委屬高校選手相對實力最強，其次是省屬公立高校。這是由生源質量、高校之間資源差異和高等教育不均衡發展決定的［14］。

根據成績分析、教師總結和調查反饋，問題總結如下：動物學項目主要表現為選手準備不充分、操作不規范，如分離動物的神經系統。植物學選手基本上能正確使用植物檢索表，但大多數不了解植物的主要分類特征，未能掌握編制規則和層次，對植物組織的結構特點也掌握不全、“徒手切片”操作不規范。在植物學的學習中，理論是和實踐相連的，學生不但要理解植物結構的局部細微特點，還要掌握整體的特點［15］。微生物學項目選手的共性問題有抓不住重點、操作速度慢、應變能力和編制實驗報告能力有待提高。動物學和植物學項目成績兩極分化嚴重，通過調查發現，部分選手賽前準備不足，對實驗中涉及的材料未進行訓練，甚至是不認識，此外，教師未進行指導。這2點是成績兩極分化嚴重的主要原因。此外，選手提出的具有代表性的意見有：動物學題目分值不夠細化，植物學編檢索表沒有提供實體植物樣本，看圖編檢索表難度較大，微生物項目超凈工作臺數量不夠，時間緊張，筆試和操作的分值未分別注明等。

生物學實驗技能競賽組織與管理是一項系統工程。針對競賽反映的問題，宜采取相應的措施進行改進。①提高大學生實驗技能及綜合運用能力。各高校實驗室條件和教學習慣不一樣，生物學實驗有自身的靈活性，要求大學生能綜合運用實驗技能，利用不同條件，特別是現有條件完成實驗項目。②細化動物學和植物學競賽考綱。動物學和植物學項目材料的影響因素較大，材料選取范圍廣，導致部分選手干脆放棄準備，直接應考。細化考綱范圍，有利于選手的訓練。③適當擴大規模和影響力，惠及更多的高校和學生；④形成競賽規范化系列文件。比如規定超凈工作臺等受限資源的配置，增加競賽透明度，形成組織流程，減少競賽籌備工作量等。

競賽最終是為了提高本科生人才培養質量。通過競賽與調查，了解大學生學習動態和對知識的運用能力，促進教學改革，提高教學質量，培養具有扎實生物學基礎和實驗技能的大學生。