生理科學實驗成績分析與小結案例探討

［摘? ? ? ? ? ?要］? 隨著翻轉課堂的運用，生理科學實驗教學效果明顯提升。在線上線下混合教學背景下，如何科學、嚴謹地給出每個班級的綜合成績成為一個重要課題。本案例以廣東醫科大學（湛江校區）2020級本科生生理科學實驗第一實驗室12個班級為對象，結合其實驗操作表現及線上要素學習情況，綜合分析并評出優勝班級，通過對優勝班級加分進一步提升學生課程學習的主動性。

［關? ? 鍵? ?詞］? 生理科學實驗；混合教學；成績分析

［中圖分類號］? R-3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?［文獻標志碼］? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ［文章編號］? 2096-0603（2023）15-0129-04

生理科學實驗是醫學生首先接觸和學習的一門機能學實驗課程，該課程旨在為學生提供動手操作的機會，并通過與理論課的呼應以實現理論與實踐相結合。通過該課程的學習，醫學生能夠掌握基本的動物實驗操作技能，為從基礎走向臨床奠定一定的基礎[1]。為了提高教學效果、提升學生學習的自主性，參考混合教學等教學改革經驗[2，3]，我們分別在2018級和2019級的生科實驗（生理學實驗部分）教學中開展了翻轉課堂和基于學習通的線上線下混合教學的改革實踐，學生操作情況明顯改善、學習的積極性顯著提高[4]。同時，形成性評價的引入有效改善了學生成績同質化現象[5]。這些改觀均屬于教學效果范疇，如何進一步站在更高的角度審視整個教學過程、對不同班級的綜合表現有一個更科學更宏觀的認識，就需要做進一步的基于班級的成績綜合分析。本文以2020級第一臨床醫學院本科生生科實驗教學數據為基礎，通過羅列、對比不同班級的操作表現和線上要素學習表現，綜合分析評判不同班級的情況，以實現科學、嚴謹地給出每個班級的綜合成績，并以此為據評選出優勝班級，對優勝班級適當加分以調動學生學習本課程的主動性。

一、為什么要在機能學實驗課做基于班級的成績綜合分析

1.引入形成性評價以來，雖然改善了原先基于實驗報告給分導致的成績同質化現象，但這種改善往往只體現在學生之間。學生對本班級的整體表現缺乏認知，進而在學習和操作中一定程度上缺失集體榮譽感。通過對不同的班級進行成績綜合分析，學生更容易體會到自己的學習和操作不僅是個人行為，也是集體行為的一部分，從而起到無形的鞭策效果。同時，由于學生普遍非常在意分數，對依據成績綜合分析選出的優勝班級進行加分，也能夠激勵學生學習的積極性和主動性。

2.在教學中，我們常常能夠感覺到不同的班級操作表現差異很大，如何把這種主觀感受通過客觀數據體現出來就需要做基于班級的成績綜合分析。通過分析能夠對不同班級的綜合表現產生理性認識，而且通過進一步對比聯系操作表現與線上要素學習情況，能夠發掘出不同班級的學習態度與線下操作表現之間的內在關聯，這對于深化認識學生特點、出臺相對應的引導措施來說有著重要意義。

3.機能學實驗有其自身的規律，學生從第一次接觸動物實驗操作到完成學期內最后一個實驗，從生疏到熟練，這個過程有特定的發展趨勢。通過做不同班級的成績分析特別是操作成績分析，我們易于發現和探討實驗中一些共通的操作完成表現及其背后的原因。不同的家兔實驗有不同的操作難點，通過成績分析便于我們更加深刻地把握生科實驗中不同家兔實驗的教學規律，從而更加有針對性地在不同的實驗課中去講解、強調和處理相應的重難點。

二、如何做基于班級的成績綜合分析

經過近三年的教學改革，生科實驗（生理學實驗部分）目前實際上可以分為兩個維度：精髓在線下操作、亮點在形成性評價，加起來也就是線上線下混合教學。對線上要素的學習由學習通軟件自動記錄學生的學習行為，而線下操作部分則以小組為單位（每班6個組）由授課教師評判操作情況。

全面、準確地做好操作情況的原始記錄是后續相關數據生成的前提。原始記錄應包括不同班級不同組別五次家兔實驗的操作完成情況，例如完成、基本完成、家兔死亡等。以此為依據可以很方便地統計每個班累計完成數、家兔死亡數、五次課完成趨勢以及全部班級總共的完成率及趨勢等。

我們已經報道了把操作完成情況劃分為完成和基本完成的實踐邏輯，即粗完成（含完成和基本完成）為完成了操作但數據可以不完整，凈完成（僅含完成）則完成操作且數據完整。也就是說，粗完成和凈完成是評判完成情況的兩個角度，粗完成重操作輕數據、重速度輕質量，因此隨著動物操作本身的熟練，粗完成數據是依次增加的。凈完成則比較嚴謹地反映實驗完成的質量和完整性。由原始記錄可以輕松統計出來不同班級五次家兔實驗的凈完成組數（表1）和不同課次凈完成情況統計分析（表2）。

從趨勢來看，五次家兔實驗凈完成次數逐次提高，前三次課凈完成數依次是32、47、56，換算成百分比分別是44.44%、65.28%、77.78%，且從第三次起趨于平穩，第三四五次實驗完成數依次是56、62、59，換算成百分比分別為77.78%、86.11%、81、94%。這是學生總體上操作從不熟練到熟練和穩定的一個直觀體現。

數據顯示，多數班級在經歷了前兩次課的反復后從第三次課開始進入平穩狀態。如果定義后三次課每次凈完成不低于5且至少一次6，那么23班、14班、26班、2班、52班完成較好（抑或理解為有效進步）。其中更亮眼的一個是14班，從第一次開始始終不低于5，操作不可謂不強；另一個就是2班，后三次課全為6，可以說日臻完美。

數據提示，第一次實驗課不同班級的表現差異最大，這從第一次課凈完成組數的標準差最大可以得到體現。從五次實驗的凈完成組數標準差的走勢（1.78、1.16、0.78、1.11、0.90）來看，前三次課的標準差逐步降低，其中第三次家兔實驗的標準差最小，之后略有增加。由于前三次家兔實驗的操作流程是一樣的，均為麻醉—頸部手術—動脈插管，因而這是一個逐漸熟練的過程。后兩次課則操作內容有明顯變化，不做動脈插管，增加了劍突游離、膀胱插管等新操作，因此使標準差有所增加。

數據表明，6組均能凈完成是一個不折不扣的難度，不少班級五次實驗中一次都沒有出現過6組全部凈完成，強如臨床14班也只有兩次，而臨床2班的3次著實顯眼。第一次課沒有一個班出現過6組凈完成，第二、三次課均只有1次，后兩次課則6組完成數增加。由于前三次實驗課均涉及動脈插管，這個趨勢反映出在首學期接觸機能學實驗的過程中，涉及動脈插管的操作是明確的難點，后兩次課6組均完成的次數增加，主因是由于后兩次課不做動脈插管。

盡管凈完成更加準確和嚴謹地反映操作的完整性，但是統計粗完成依然有其意義，突出體現在粗完成與凈完成之間的差值（表3）。

從班級粗—凈完成差值之班級部分（最后一列）來看，該差值反映的是該班級在生理實驗中操作完整性的體現，也可以理解為是操作韌性的反映，是一種速度—質量關系。最后一列數據越大越反映出操作質量欠佳，因為良好的操作應該是這樣的趨勢：完成即為完整完成。數據中23班、14班、26班、52班在這一點上體現較好。

從不同的家兔實驗粗—凈完成差值（最后一行）來看，第一次差值最大，這是由于學生第一次做，質量難以保證，尤其動脈插管的完成質量差，導致此處差值大。當然，這也是正常的規律。中間三次差值就比較理想，在適當的范圍。為什么第二次實驗即凝血實驗差值最小？可以設想，凝血實驗中只要能放出血來，那實驗定然是能完成的，因此不太存在多少空間去區分粗完成與凈完成。

有趣的是最后一次，差值較大。尿生成實驗到底特殊在哪里，使得粗—凈完成差別大于前面幾個實驗？首先，尿生成實驗的粗完成率最高（96%），說明操作總體沒問題；其次，由于膀胱插管的特殊性，插管成功與否只能將實驗繼續下去才能判斷，不像動脈插管或氣管插管那么瞬時明確，因此不少組別實驗中膀胱插管后按正常流程做處理而遲遲未有尿滴，只能重新插管，重新計時，如此反復是其他實驗所沒有的，因此許多班組均感覺這個實驗雖然不用做頸部操作且實驗項目也只有四項操作，可是感覺比別的實驗還要慢、還要費時費力；再次，正如尿生成粗完成最高一樣，可以肯定，如果給予更多的時間比如拖堂，那么大部分被標記為基本完成的組均可以完整完成，即，該實驗之基本完成主要是由于時間不足。考慮到操作考試也是有時間的，到了不得不總結的時候還在計尿滴數就標記為基本完成了。另外，尿生成實驗高度依賴耳緣靜脈的完整性，對麻醉環節有更高的要求，這也是該實驗區別于其他實驗的一個難點所在。

以上不同的數據反映不同的角度和內涵，沒有任何一個數據能夠做到單獨客觀，最終應該綜合判斷，而在綜合判斷之外，最為直觀的完成次數排名則是大體區分優秀與否的最簡單的指標了。與上一屆不同，2020級粗完成與凈完成情況的前三名是一樣的，分別是14班、2班和39班。值得一提的是，這三個班也是動物累計死亡數最少的班級（不超過兩只），其他動物死亡不超過兩只的班級是1班和23班。

在原始記錄中還可以追蹤不同的組別的完成情況，比如24班第4組五次家兔實驗均為最快完成，比較罕見，予以加分。五次家兔實驗中有三次未完成的（無論是否因為動物死亡）屬于預警組別，包括39班第5組、24班第3組、52班第2組。這三個組在今后的生科實驗中要多加注意，做完規定內容后一定要附加練習。

總體看，在操作環節表現比較突出的班級是14班和2班，操作表現比較好的班級還有23班、39班、26班和52班。那么這些班級在線上要素的學習情況如何呢？

線上要素的學習表現包括課程視頻觀看、測試題、討論等內容。如果定義優秀為綜合成績在80以上，則約42%的學生的線上學習行為達到優秀。綜合成績在80以上的班級是14班和23班，其中14班的優秀率為驚人的72.41%，即大部分學生都在80以上。聯系上述操作部分14班操作情況之優，結合此處線上學習成績之優，可以說14班是最優秀的。23班緊跟其后，無論是線上綜合成績還是優秀率均為第二。把多個分項目單獨降序排名羅列，得到表4。

由表4可知，在線上分項成績中14班有三項要素均為第一名，其中包括最重要的線上綜合成績和優秀率，因此我們認定14班為線上學習情況最優秀班級；23班有5次上榜，為上榜次數最多的班級，盡管只有一項要素為第一名，但在綜合成績和優秀率這兩項中該班均排名第二，因此我們認定23班為線上學習情況第二優秀班級；1班有兩項要素為第一名，但在綜合成績及優秀率中未上榜，因此認定1班為線上學習情況為第三名。在此基礎上，將線上學習情況排名同之前的線下操作情況結合起來可得表5，即線上—線下綜合排名對比。

顯然，14班無論在線下實驗操作部分還是在線上要素學習部分均呈現出最優秀的表現，此外從表3可知14班在“粗—凈完成數差值”這一統計中同樣呈現出最好的表現，因此我們選擇14班作為本學期實驗課優勝班級，在學期末的成績統計時給予獎勵性加分。

三、本案例的創新性與不足之處

本成績統計分析案例創新性地提出“粗完成”“凈完成”以及“粗—凈完成數差值”等反映不同維度的機能學操作班級統計方法，通過運用統計學原理分析總數、均值和標準差等數據，實現了對不同班級、不同實驗課操作情況的多角度綜合分析及統計，有助于我們對不同班級的操作表現形成更加科學的認識以及更加深刻地把握生理科學實驗中不同家兔實驗的教學規律。成績統計旨在客觀和全面地給出合理的分數，通過將線上要素學習情況同線下實驗操作完成情況相結合，進一步體現成績評定的真實性和綜合性，在此基礎上評選出無可爭議的優勝班級并給予獎勵性加分，將激勵學生今后更加積極主動地預習和良好完成操作。

生科實驗課程變革三年多以來，我們逐步實現了改革的初衷，即改善操作完成情況、實現形成性評價，但教師在授課中一些較為普遍的主觀感受仍未通過客觀數據體現出來，例如求助次數、最快完成次數等。本成績分析的基本統計單元是班級，然而實驗操作是以小組為單位完成，同一班級不同小組之間也存在著明顯的操作表現差異，如何進一步對不同小組的操作情況進行針對性評價仍需要我們在以后的教學中持續探索。

總之，機能學實驗課的教學有其自身規律，學生的操作熟練度隨著課程的推進而自然提高，實驗動物死亡率下降，操作完成情況改善。在這個規律的基礎上，仍然有進一步發揮主觀能動性的空間，通過做以本案例為代表的成績綜合統計分析，既體現了班級差異，又反映出不同實驗課次的具體情況，授課教師能夠從班級情況和課次情況兩個角度更加深刻地認識和把握教學規律，進而通過針對性的調整，可以持續改善教學質量。同時，由于生理科學實驗由三個學期構成，我們在第一個學期把成績綜合統計分析發給學生，也能夠對學生之后的實驗表現起到激勵作用。

參考文獻：

［1］吳嫦麗，羅海兵，徐明鋒，等.淺談生理科學實驗課程改革的利弊［J］.教育教學論壇，2019（9）：272-273.

［2］羅自強，馮丹丹，向陽，等.生理學國家級線上線下混合式一流課程建設的實踐［J］.基礎醫學教育，2021， 23（4）：265-269.

［3］厲旭云，梅汝煥，王夢令，等.基于混合學習的生理科學實驗形成性評價體系構建［J］.基礎醫學教育，2018，20（12）：1088-1090.

［4］張銳鋼，羅海兵，吳嫦麗，等.翻轉課堂在生理科學實驗中的運用效果初探［J］.教育教學論壇，2022（4）：160-163.

［5］周華.線上線下混合式教學在機能實驗學中的應用［J］.現代職業教育，2021（43）：88-89.

◎編輯 馬花萍