基于科研成果設計的大綜合實驗教學效果分析

彭曉燕 洪亮 駱梅 歐沙 胡祖權

摘要 科研反哺教學能夠有效提高專業教學的質量，基于科研成果設計的大綜合實驗能夠訓練學生的系統性科研思維，培養學生的創新實踐能力。文章在前期開展生物技術大綜合實驗教學的基礎上，通過問卷調查及總結分析發現，大綜合實驗教學能有效地提高學生的專業興趣和學習積極性，符合大學生對專業課程學習的預期要求，但男女生對課程的認知以及學習過程中的課堂表現和學習效果存在一定的差異，后續進行適當的教學內容完善和教學設計優化將對培養高質量的生物醫學專業人才起到積極的推動作用。

關鍵詞 生物技術；大綜合實驗；科研成果；教學效果；綜合素質

中圖分類號：G644文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.15.003

生物技術專業旨在將生命科學與基礎醫學相融合，讓學生掌握生物醫學的基礎理論、基本知識和基本技能，培養具有較好的實踐能力和創新能力、創業意識和社會責任意識的交叉創新型人才。因此，生物技術具有綜合性和實踐性強的特點，在教學過程中訓練學生的綜合操作能力是本專業高質量人才培養的基本要求[1]。在傳統的專業課程教學過程中，每門課程都搭配有實驗教學內容，但幾乎都是驗證性實驗，且實驗內容和教學素材均是獨立的，學生僅能掌握基本的操作技能，難以達到訓練綜合實踐和創新能力的目的，無法有效激發學生的學習興趣和探索未知科學的激情。

為了讓學生結合生物醫學前沿知識提升綜合素質和創新創業能力，本教學團隊基于科研分離獲得的單鏈抗體，設計大綜合實驗讓生物技術操作的上游、中游和下游技術有機統一，使得學生掌握從生物信息學分析到基因克隆、蛋白表達、分離純化、鑒定分析及檢測應用等連續性的操作技能，并增加一定的實驗設計訓練學生綜合分析和解決問題的能力。經過兩年的教學實踐，學生整體反饋教學效果良好，筆者通過在線匿名問卷調查調研了學生對大綜合實驗教學的評價，共收到有效問卷102份，其中參與問卷調查的男生為43名、女生為59名，本文對問卷結果進行了總結分析和改進思考，為進一步優化教學內容和提高教學質量提供指導。

1學生對課程的認知

學生對開設綜合性實驗的認可度較高，75.49%的學生更喜歡綜合性實驗課，男生比例為81.40%，高于女生10.21%；僅有21.57%的學生更喜歡“一課一實驗”的課程配套實驗課，女生比例（25.42%）比男生高9.14%。與此同時，有87.25%的學生認為實驗課應該與理論課在同一學期，這樣有益于理論與實驗的更好銜接和理解，表明同時學習理論及相關實驗課能夠起到相互促進的作用，也提示學生對知識的理解不夠深入，所掌握的知識還需要進行鞏固記憶。

對課程重要性的認識方面，“因為很有興趣”的學生比例（40.20%）較“因為課程為專業實驗操作課”（57.84%）的略低，其中有55.81%的男生表示很有興趣，而女生則僅有28.81%；相對應的是71.19%的女生是“因為是專業實驗操作課程”而認為重要，高于男生31.66%，這可能與喜歡理科的男生更多有關。81.37%的學生對學習目標的認識較明確，認為大綜合實驗在促進實驗操作技能掌握的同時，能夠進一步鞏固自身的理論知識。同時，79.14%的學生認為該大綜合實驗對今后的學習、實習和工作有很大幫助。

2學生的課堂表現

在大綜合實驗第一次開課的時候，教學團隊安排授課經驗豐富的教師對實驗整體設計、實驗原理、知識體系、安全注意事項及實驗操作要點進行集中講解，以幫助學生回顧相關聯的理論知識，并對大綜合實驗教學有較為全面系統的了解。調查結果顯示，97.06%的學生認為有必要進行綜合講解，絕大部分學生希望在學習時有明確的學習目標。在教學內容的評價方面，69.61%的學生認為大綜合實驗有特色，有益于系統掌握生物技術的實驗操作；還有29.41%的學生認為教學內容較合適，自己能夠掌握基本的操作技術。其中，認為有特色的男生比例為74.42%，較女生比例（66.10%）高8.32%，表明男生對大綜合實驗的認可度更高。

大綜合實驗具有連貫性和延續性的特點，在操作過程中需要小組成員間的合作，個人的操作失誤可能會影響小組的進度或結果，因而對授課教師的教學和學生的學習均提出了更高的要求。調查結果顯示，98.04%的學生認為該課程培養了團隊的協作能力，同時有51.96%的學生認為增加了學習壓力。實驗內容環環相扣，一次實驗失敗會影響后續的實驗進展，使得82.35%的學生在操作過程中感覺有壓力，而且有25.49%的學生會由此產生一些焦慮情緒。令人欣慰的是，96.08%的學生可以接受增加難度或壓力，更有62.75%的學生會產生主動學習的動力。對于該實驗課的總體評價，93.14%的學生達到喜歡程度，近一半的學生表示非常喜歡，說明大綜合實驗的開設符合學生對學習的期望。當然，男女生表現出一定的差異，非常喜歡該課程的男生比例（53.49%）高于女生（44.07%）。因此，在理科學習過程中男生總體上更具有潛力，女生則能夠通過學習調整來被動適應課程的要求，表現出更強的耐力和毅力。

3學生的學習效果

生物技術大綜合實驗課程的實驗報告要求學生提交綜合性實驗總結報告，50.00%的學生認為這種報告形式很好，可以訓練系統的科研思維；41.18%的學生認為較好，在寫實驗報告時可復習一遍實驗操作過程。男女生對于綜合性實驗報告的評價沒有明顯的差異，而且96.08%的學生認為有必要在每次實驗課中做好實驗記錄。因此，學生一方面認識到實驗記錄的重要性，另一方面希望提升自己的綜合能力。通過本實驗課的教學，89.22%的學生認為增強了自身對生物技術專業的認識和興趣。大部分學生認為大綜合實驗增強了對生物技術應用潛力的了解（70.59%）、提升了學習積極性和主動性（65.69%）、激發了科學實踐的好奇心與探究精神（66.67%）、鍛煉了自己的動手操作能力（68.63%）、對相關理論課程知識的理解更到位（52.94%），還有一部分學生認為通過該課程的學習更加懂得理論與實踐相結合（47.06%）、團隊成員合作（45.10%）以及實驗操作小心謹慎（46.08%）的重要性。但是，男女生的學習收獲情況存在一定的差異，76.74%男生認為該課程激發了自身參與科學實踐的好奇心與探究精神，較女生比例高7.42%；而更多女生則表示更加懂得團隊成員合作（52.54%）以及實驗操作嚴謹的重要性（50.85%），較男生比例分別高17.66%和11.32%，提示男生的冒險精神更突出，而女生更加注重通過團隊協作來完成任務。此外，僅有37.25%的學生認識到實驗準備的重要性，其原因可能是只有一部分學生參與了實驗準備，而且在實驗準備過程中教師會對關鍵過程進行指導和把關，導致學生對實驗準備的重要性認識不足。

對于課程成績的構成，目前采用的是“綜合成績=60%的實驗報告成績+40%的平時成績”，但更多學生認為應該提高平時成績的占比，且男女生的意見較為一致。其中，51.96%的學生認為“40%的實驗報告成績+60%平時成績”比較合理，27.45%的學生認為“50%的實驗報告成績+50%的平時成績”較為合理，僅5.88%的學生認為需要增加實驗報告成績的占比。同時，絕大部分學生（97.06%）認為出勤應該作為平時成績的構成，70%以上的學生還認為學習態度、實驗操作、實驗記錄、團隊協作和課堂紀律均應該納入平時成績的考核范疇。對于該實驗課成績構成的調查結果表明，大部分同學已認識到學習過程的重要性，也意識到學習的目的在于提升自己的綜合實踐能力。

4結語

“雙一流”建設背景下，以國家戰略需求為導向的一流人才培養是重要內容之一[2]。醫學院校的生物技術專業將生命科學與基礎醫學相融合來培養生物醫學交叉創新型人才，而課程建設是創新人才培養的核心。大綜合實驗教學是培養學生創新能力和綜合素質的重要過程和有效途徑，能夠培養學生的團隊合作意識，提升學生獨立分析解決問題的能力[3]。科研反哺教學則能夠把最新前沿成果轉化為教學內容，可有效促進科研與教學協同育人的統一，激發學生的專業興趣和學習積極性[4-6]。因此，基于科研成果開設層次高、系統性好、綜合性強、與社會需求緊密聯系的大綜合實驗，能夠有效解決隨堂開設的驗證性實驗教學長期存在的問題和短板，對于培養高質量的專業人才具有重要意義。

本教學團隊基于科研成果設計的大綜合實驗涵蓋生物技術上―中―下游，能夠很好地將生物技術專業課程的知識串聯形成系統性的知識體系。為了評價教學效果以及進一步優化教學設計，本文通過對學生的調查，發現大綜合實驗有效提高了學生的專業興趣和學習積極性，鍛煉了學生的動手操作能力，并激發了學生科學實踐的好奇心與探究精神。與女生相比較，男生喜歡綜合性實驗課的比例高達81.40%，對大綜合實驗課的興趣更大，也更認為其對今后的學習、實習和工作有幫助，提示男生喜歡理科的程度更高，生物技術專業的男生對于畢業后從事本專業工作的意愿更強烈。大綜合實驗對于提升女生對生物技術專業的認識和興趣起到的作用更大，增強了女生對生物技術應用潛力的了解，但達到非常喜歡程度的女生比例仍較男生低9.42%。因此，對于理科專業，男生可能具有更高的認同感和一定的學習優勢，在學習壓力或難度增加時更能激發主動學習的積極性，而女生的耐力和毅力更強，可以通過團隊合作或更加努力學習來適應更高的學習要求。與此同時，86.27%的學生樂意參加實驗課的準備工作，89.22%的學生認為有必要設計2―3個不同的目的基因供大家自主選擇，表明絕大部分學生參與實驗操作的積極性很高，也有意嘗試參與創新性實驗內容。

總的來說，大綜合實驗的開設對于學生操作能力和綜合素質的提高起到了積極的促進作用，但還需要進一步完善教學內容并優化教學設計，從而提高學生的參與度和自主創造性，培養出適應社會需求的高素質交叉創新型生物醫學專業人才。

*通訊作者：胡祖權

基金項目：教育部產學合作協同育人項目（220501210164150）；貴州省高等學校教學內容和課程體系改革項目暨貴州醫科大學教學改革研究項目重點項目（JG2022014）；貴州醫科大學教學改革研究項目（JG201939）。

參考文獻

[1]胡祖權，曾柱，王赟.生物醫學高素質創新型人才培養模式探索與實踐[J].教育教學論壇，2022（45）：83-86.

[2]李俊鵬，趙泓.“雙一流”建設大學人才培養戰略研究[J].西南交通大學學報（社會科學版），2022，23（1）：80-86.

[3]任燕萍，倪志勇，姚正培，等.《生物技術綜合實驗》實踐教學課程體系的創新[J].教育教學論壇，2017（18）：178-179.

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[5]張俊玲，白志毅，陳立婧，等.“雙一流”背景下科研反哺教學促創新人才培養的探索與實踐[J].高教學刊，2022，8（9）：33-36.

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