基于“超星學(xué)習(xí)通”的混合式教學(xué)模式探析
——以“生物化學(xué)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(xué)院生物學(xué)實驗教學(xué)示范中心，湖北武漢430415）

實驗教學(xué)是通過實驗操作將理論與實際相結(jié)合，提高學(xué)生的綜合實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，塑造學(xué)生創(chuàng)新思維的有效途徑之一。“生物化學(xué)實驗”課是生物化學(xué)理論教學(xué)的重要補充環(huán)節(jié)，在教學(xué)中占據(jù)著重要地位，它使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中掌握基本實驗技術(shù)，理解相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識，培養(yǎng)學(xué)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(nèi)高校越來越重視線上課程教學(xué)，特別是線上線下理論課程混合式教學(xué)模式的改革越來越多。如鄒燕等混合式教學(xué)模式的設(shè)計與實踐研究，馬偉偉等工程制圖混合式教學(xué)模式設(shè)計等。但是利用網(wǎng)絡(luò)線上實驗教學(xué)改革相對較少，主要體現(xiàn)在實驗課受實驗場地、儀器設(shè)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(shù)實驗課無法開展，學(xué)生只能通過網(wǎng)絡(luò)觀看視頻。因此，線上線下混合式實驗教學(xué)改革勢在必行。將現(xiàn)場實驗的線下教學(xué)和利用網(wǎng)絡(luò)的線上課程相結(jié)合，取長補短，讓學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)，對課程學(xué)習(xí)充滿激情，使學(xué)習(xí)變被動為主動，利于新時代的實驗教學(xué)。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(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

1 傳統(tǒng)“生物化學(xué)實驗”教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 教師教學(xué)方法死板，手段落后，教學(xué)模式單一

“生物化學(xué)實驗”是以生化技術(shù)為基礎(chǔ)的實踐操作課程，其實驗技術(shù)涵蓋了最常用的生物化學(xué)領(lǐng)域，如分光光度技術(shù)、電泳技術(shù)、離心技術(shù)、層析技術(shù)，同時還包括生物大分子的分離純化技術(shù)等。生化實驗教學(xué)內(nèi)容就是圍繞著這些實驗技術(shù)設(shè)立的。以生物工程本科專業(yè)為例，“生物化學(xué)實驗”一共有32學(xué)時，2學(xué)分，周學(xué)時2，其中驗證性實驗10個，20學(xué)時；綜合性實驗3個，6學(xué)時；設(shè)計性實驗3個，6學(xué)時。驗證性實驗占到實驗總學(xué)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(xué)時，學(xué)生沒有太多時間來設(shè)計實驗方案，只能由指導(dǎo)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(xué)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(xué)過程中，學(xué)生基本不用思考就能按照要求完成實驗，限制了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨立思考的能力，違背了實驗教學(xué)的目的和初衷。同時，由于周學(xué)時的限制，綜合性實驗和設(shè)計性實驗不能在一次課完成，學(xué)生實驗不能形成整體性、連續(xù)性，很難達到預(yù)期的效果。

1.2 學(xué)生學(xué)習(xí)動力不足，學(xué)習(xí)效果不佳

學(xué)生在實驗課前沒有主動預(yù)習(xí)的習(xí)慣，即使少數(shù)學(xué)生預(yù)習(xí)，內(nèi)容也僅僅局限于《“生物化學(xué)實驗”指導(dǎo)書》，學(xué)生只能依靠靜態(tài)文字去熟悉實驗過程，十分枯燥，印象不深，且設(shè)備的使用和注意事項很難通過文字說明來理解。預(yù)習(xí)資料單一，學(xué)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(shè)計。實驗課程考核標(biāo)準中缺少對預(yù)習(xí)實驗報告的考核要求，導(dǎo)致學(xué)生覺得預(yù)習(xí)實驗報告可有可無，即使不完成預(yù)習(xí)報告對總評成績也沒有任何影響。教師只是依據(jù)預(yù)習(xí)報告的書寫情況了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，沒有制定明確的考核要求與評分標(biāo)準，導(dǎo)致學(xué)生輕視實驗教學(xué)，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(fù)制操作。

1.3 重形式輕過程，考核評價信度差

傳統(tǒng)的“生物化學(xué)實驗”課程考核評價方法少，側(cè)重于對實驗結(jié)果的考核。考核標(biāo)準：平時成績70%（其中包括考勤20%+實驗報告40%+課堂表現(xiàn)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(jù)學(xué)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(shù)個別學(xué)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(xiàn)象出現(xiàn)；課堂表現(xiàn)評價沒有量化的標(biāo)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(xué)生不重視實驗教學(xué)，難以發(fā)揮實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生實際動手操作能力、綜合實踐能力中的作用。

“生物化學(xué)實驗”最終考核支撐材料就是一本記分冊和學(xué)生的實驗報告，支撐材料相對單一。對于實驗過程中的結(jié)果及現(xiàn)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(xiàn)象，尤其是顏色、狀態(tài)等現(xiàn)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(dǎo)致描述的現(xiàn)象也五花八門，無據(jù)可查。

2 “生物化學(xué)實驗”混合式教學(xué)的探索

基于“超星學(xué)習(xí)通”的混合式教學(xué)模式如圖1。課前教師通過“超星學(xué)習(xí)通”發(fā)布線上學(xué)習(xí)資源及課前預(yù)習(xí)任務(wù)，學(xué)生根據(jù)教師發(fā)布的學(xué)習(xí)任務(wù)，自主完成預(yù)習(xí)并查閱資料，為線下面授課程設(shè)計實驗方案作準備。課中教師根據(jù)學(xué)生線上學(xué)習(xí)效果及提出的疑問進行針對性的指導(dǎo)并解答，同時發(fā)布線上線下學(xué)習(xí)任務(wù)及要求。學(xué)生根據(jù)教師提出的實驗方案改進意見進行方案的優(yōu)化并開展實驗，完成并提交線上線下學(xué)習(xí)任務(wù)。課后教師根據(jù)學(xué)生線上線下完成任務(wù)的情況進行批改并點評，學(xué)生根據(jù)教師提出的批改意見進行修改并鞏固學(xué)習(xí)。

圖1 基于“超星學(xué)習(xí)通”的混合式教學(xué)模式圖

2.1 利用“學(xué)習(xí)通”線上資源進行課前預(yù)習(xí)

課前預(yù)習(xí)在實驗教學(xué)中十分重要，而大多數(shù)實驗課忽視了預(yù)習(xí)這個環(huán)節(jié)。在預(yù)習(xí)過程中可以讓學(xué)生熟悉實驗原理、實驗步驟以及實驗中應(yīng)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(shè)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(wǎng)絡(luò)平臺上相關(guān)視頻資源上傳到“超星學(xué)習(xí)通”，并以任課老師為單位建立課堂，讓學(xué)生加入到相應(yīng)的課堂中。在實驗課之前，老師可以通過“超星學(xué)習(xí)通”發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)，學(xué)生即可在“超星學(xué)習(xí)通”全面了解實驗設(shè)備的使用，實驗主要操作技術(shù)等，可以不受場地、時間的限制進行自主預(yù)習(xí)，完成預(yù)習(xí)的同學(xué)可獲得相應(yīng)的預(yù)習(xí)考核分值。為了達到更好的預(yù)習(xí)效果，也可以采用線上互動式預(yù)習(xí)，學(xué)生在完成“超星學(xué)習(xí)通”預(yù)習(xí)資源后，必須完成老師預(yù)先發(fā)布的題目（主要是以客觀題的形式），目的就是檢查學(xué)生是否完成預(yù)習(xí)任務(wù)。同時學(xué)生還可以通過“超星學(xué)習(xí)通”聊天工具向老師提出自己的疑問，老師在“學(xué)習(xí)通”或者課堂上對學(xué)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(xué)習(xí)通”平臺課程體系的構(gòu)建與設(shè)計

線下實驗教學(xué)不斷更新實驗內(nèi)容，減少驗證性實驗內(nèi)容，增加綜合性、創(chuàng)新性、趣味性、設(shè)計性實驗項目比例。對于比較常規(guī)、經(jīng)典的驗證性實驗項目，可以讓學(xué)生通過線上網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)自主設(shè)計相關(guān)實驗方法的應(yīng)用性實驗，比如蛋白質(zhì)等電點測定，學(xué)生通過線上學(xué)習(xí)可以自己查閱資料設(shè)計相關(guān)等電點沉淀法提取蛋白質(zhì)的實驗，并擬定實驗方案，撰寫預(yù)習(xí)實驗報告，在“學(xué)習(xí)通”完成老師布置的預(yù)習(xí)任務(wù)。課堂上即可以自己擬定實驗方案，提高了學(xué)生獨立思考問題的能力以及學(xué)習(xí)積極性，同時也培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力，對線上教學(xué)是一個很好的補充。

同時也鼓勵學(xué)生以興趣小組的形式開展專業(yè)技能實訓(xùn)第二課堂，由教師提供相關(guān)專業(yè)技能實訓(xùn)方向和內(nèi)容，學(xué)生根據(jù)興趣選擇相關(guān)的內(nèi)容查閱資料。擬定實驗方案由教師審核通過后學(xué)生方可進入實驗室開展相關(guān)專業(yè)技能訓(xùn)練，全程由學(xué)生自己完成，老師只是起指導(dǎo)作用。學(xué)生按要求完成實驗后可以得到相應(yīng)的勞動技能學(xué)分，為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和良好的科研素養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)，同時也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 結(jié)合線上課程考核，優(yōu)化考核評價體系

利用“超星學(xué)習(xí)通”以及線下考核方式共同管理學(xué)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(yù)習(xí)測驗10%+線下實驗報告20%）+“超星學(xué)習(xí)通”線上章節(jié)作業(yè)15%+“超星學(xué)習(xí)通”線上實驗結(jié)果15%。期末考核包括實驗操作技能20%+“超星學(xué)習(xí)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(jié)果的上傳提高了學(xué)生的動手能力，課堂上如果不動手做實驗，線上實驗結(jié)果的圖片無法上傳，也得不到相應(yīng)的考核分值。同時也端正了學(xué)生做實驗的態(tài)度，部分學(xué)生為了應(yīng)付完成實驗，不追求實驗結(jié)果的準確性，敷衍了事，要么實驗結(jié)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(jié)果的考核方式后，學(xué)生為了得到應(yīng)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(tài)度明顯端正了，也非常在意實驗結(jié)果的準確性，甚至失敗了還會重新做，大大提高了學(xué)生的實驗操作能力和獨立思考問題的能力，學(xué)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(xué)實驗結(jié)果的現(xiàn)象。線上實驗結(jié)果上傳采取教師評價和組間互評的評分方式，避免了同學(xué)之間互相包庇打感情分的現(xiàn)象，同時也使組與組之間對實驗結(jié)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(xué)生分析問題、解決問題的能力。

線上章節(jié)作業(yè)主要是本章節(jié)的實驗原理、實驗方法、實驗現(xiàn)象及結(jié)果分析的總結(jié)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(fā)布當(dāng)天的線上作業(yè)，提醒學(xué)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(xué)生必須單獨完成老師指定的儀器設(shè)備操作使用，選考項目是根據(jù)抽簽來決定考核項目，這種抽簽方式避免學(xué)生在考試之前“臨時抱佛腳”，同時也避免了學(xué)生只掌握固定的考核項目，所有的考核項目學(xué)生必須都要掌握，考查學(xué)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(shè)備，能否仔細觀察并詳細記錄實驗現(xiàn)象，避免了濫竽充數(shù)。綜合近兩年“生物化學(xué)實驗”采用的混合式教學(xué)模式前后期末總評成績各分數(shù)段人數(shù)占比，統(tǒng)計結(jié)果如圖2。

圖2 混合式教學(xué)模式前后期末總評成績各分數(shù)段對比圖

由圖2可以看出，在采用混合式教學(xué)模式前，各分數(shù)段成績不成正態(tài)分布，優(yōu)秀率和良好率（80～100分）占比較少，其主要原因是學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力太差，缺乏獨立思考問題的習(xí)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(jié)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(xué)生的約束性差。在采用線上線下混合式教學(xué)模式后，各分數(shù)段成績成正態(tài)分布，優(yōu)秀率、良好率（80～100分）明顯提高，沒有不及格情況出現(xiàn)。綜合分析其主要原因，線上課程資源的發(fā)布及考核評價體系的細化，促使學(xué)生養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)和獨立思考問題的習(xí)慣，第二課堂的開展和線上考核方式比例的加大，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)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(xiàn)象發(fā)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(xué)習(xí)效果。

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

3 結(jié)束語

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