一流課程建設背景下地方高師院校生物化學實驗教學現狀調查與分析
——基于本科生的視角

金艷霞,肖子儒,吳曉龍,曹朗,張新潮,王衛東

(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)

0 引言

2018年8月《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》(教高〔2019〕8號)提出,建設適應新時代要求的一流本科課程,即建設課堂教學目標明確,教學準備充分,教學內容前沿,教學方法靈活,教學過程實效,師生互動研討,融知識、能力與素養于一體,具有“高階性、創新性、挑戰度”特征的“金課”[1]。生命科學是以實驗為基礎的自然科學,實驗課程承擔著培養學生實驗技能以及創新能力的核心職能。生物化學實驗課程是生命科學類專業課程體系的重要組成部分。隨著實驗教學改革的不斷深入,該課程不僅僅是生物化學理論課程的延伸與補充,更是在理論知識學習之后,培養學生能自主發現問題、提出問題、設計實驗、驗證實驗和解決問題的一個重要實踐環節,對于培養學生的實踐動手能力、提升創新思維能力、提高綜合科學素質、促進學生全面發展具有重要作用[2]。

大部分地方高校生物化學實驗課程教學內容比較固定,課堂教學形式單一,學生按照教師既定的實驗方案完成步驟,只是“依葫蘆畫瓢”,缺少創新性,而且僅僅以實驗報告完成情況或者期末考試成績作為單一考核方式[3],這種低階、陳舊的生物化學實驗課程教學模式已經無法滿足新時代金課建設和人才培養的要求。

在當前一流課程建設背景下,為探索和優化生物化學實驗課程教學模式、更新教學內容、提升課程建設質量,本研究立足于地方高校的實際需求,結合湖北師范大學生命科學類專業特點,基于本科生的視角,對生物化學實驗課程教學進行了滿意度和現狀調查分析,并針對課程建設及課程教學改革相關問題提出了一些建議。

1 研究目的和方法

為進一步了解地方高師院校生物化學實驗課程教與學現狀,針對學生課前預習情況、課堂表現情況、教師課程教學內容和方式以及考核方式四個方面設計了問卷。

調查對象為湖北師范大學生命科學學院本科生,共發放問卷200份,回收200份,其中191份為有效問卷,有效率為96.46%.191份有效問卷中,男生60人,女生131人;生物科學專業122份(占63.87%),生物技術專業51份(占26.70%),其他生物相關專業共18份(占9.42%);2019級學生(大三)119份(占62.30%),2018級學生(大四)52份(占27.23%),已畢業學生20份(占10.47%)。

所有的數據統計用Microsoft Excel 2019和GraphPadPrism 8.0版軟件分析。

2 調查結果和分析

2.1 對實驗教學內容的調查與分析

對于目前設置的生物化學實驗類型,分別有27.75%、40.31%、31.94%的同學偏好基礎性實驗、開放性實驗和綜合設計性實驗(圖1A)。絕大多數(96%)同學認為課程內容安排合理,其中認為很合理、合理、比較合理的同學分別占9.95%、49.21%和37.17%(圖1B)。對于實驗內容掌握情況的調查發現,掌握80%以上教學內容的同學占15.18%,掌握50%～80%教學內容的同學占55.50%,掌握30%～50%教學內容和30%以下教學內容的分別占26.70%、2.62%(圖1C)。有72.77%的同學能掌握實驗操作,可獨立完成實驗,仍有3.66%的同學完全不能動手實驗(圖1D)。絕大多數學生認為實驗課程能幫助對理論知識的理解,其中有42.88%的學生認為幫助很大,54.92%的學生認為有一定幫助(圖1E)。對于目前實驗課程內容設置,同學們都認為提升了自己的基本實驗素養和動手能力,提高了分析問題和解決問題的能力,以及能更好理解日常生活相關知識的原理(圖1F)。

圖1 實驗教學內容現狀調查與分析

2.2 對實驗教學環節與教學方式的調查與分析

2.2.1 學生課前預習情況 在實驗操作之前對實驗原理、實驗過程、注意事項等有基本的了解,才能在實驗課堂上真正做到理論和實踐相結合。若不重視課前預習,學生實驗操作過程稍有不慎,可能達不到預期實驗效果,甚至損壞實驗儀器或出現人身安全事故,抑或只顧跟著老師和同學們操作,沒有理解實驗目的和原理,教學目標難以有效達成。調查結果顯示,有65.45%的同學利用教師提供的課件進行了預習,但也有14.14%的同學不預習(圖2A);在預習的過程中有38.74%的同學會將問題保留到實驗課上解決,也有45.03%學生通過查閱資料或咨詢老師解決預習過程中遇到的問題(圖2B);約95%的同學希望教師通過給予視頻資料、強調重點和思考題等形式來輔助預習(圖2C)。

圖2 學生課前預習現狀調查與分析

2.2.2 學生課堂表現和教學活動 學生課堂表現是衡量課程教學效果的一個重要評價指標。對學生課堂表現和教學活動的調查結果如圖3所示。92.14%的學生認可記錄實驗現象和結果是有必要的,僅有6.28%同學感到無所謂,1.57%的同學覺得沒必要(圖3A)。絕大多數同學在實驗中遇到問題時都會主動解決,其中65.97%的同學通過直接向老師請教解決,27.23%的同學更偏向于自行查詢資料解決。少部分同學不予理會(4.19%)或編造數據(2.62%)來完成實驗(圖3B)。大部分學生在課堂上以合作形式(62.83%)或者獨立形式(26.27%)完成實驗,少部分學生(6.81%)以觀看他人實驗的方式完成課程,極少部分學生(2.09%)無所事事(圖3C),表明少部分學生還需要養成記錄實驗現象和結果的良好習慣。絕大多數同學認為教師在課堂上提問的方式對學習本課程有積極作用,其中有42.41%的學生認為課堂提問可以加深自己對知識的理解、32.46%的學生認為課堂提問可以幫助自己復習和記憶知識點、19.37%的學生認為課堂提問可以加強對知識的鞏固,僅有5.76%的學生認為課堂提問沒有什么作用(圖3D)。有67.02%的學生偏好的實驗教學模式是教師講解實驗目的、原理和步驟,然后學生根據給定的步驟進行實驗,課后完成實驗報告;有31.94%的學生偏好給定實驗材料和目的,學生自行探索,教師提供幫助和指導,實驗后進行分析總結并完成實驗報告;但有1.05%的同學希望不做實驗、靠教師演示實驗過程即可(圖3E)。對于實驗教學模式的調查發現,多數同學希望在課程中增加實驗拓展內容或生活案例以及增加教師示范操作(圖3F)。

圖3 對學生課堂表現情況和教學活動的調查與分析

2.2.3 學生課后學習情況 課后學習既可以衡量學生通過自主學習提升知識鞏固的能力,也可以訓練學生自主學習能力和創新思維能力。調查結果如圖4所示,絕大多數學生(92%)擁有課后復習的習慣、自主學習消化,但是每次課后都會進行復習以及經常復習的學生占比不高,分別占4%和20%(圖4A);大多數學生(72.77%)可以獨立完成實驗報告,抄寫網上實驗報告和參考其他同學實驗報告的學生分別占6.28%、20.94%(圖4B)。

圖4 對學生課后學習情況的調查與分析

2.3 對實驗教學考核方式的調查與分析

考核方式是重要的課程評價指標之一。如何選擇合理的考核方式來科學評估學生的學習情況和綜合能力水平,是教學工作中要考慮的一個重要關鍵點。對我校生化實驗課程考核方式的調查情況如圖5所示,59.16%的學生對當前閉卷筆試的考核形式表示滿意,其中非常滿意的占10.47%、滿意的占48.69%,還有32.98%的學生表示滿意度一般,7.86%的學生表示不滿意(圖5A);對于考核方式的偏好較為平均,偏好平時操作和期末考試并重、偏重平時成績、希望期末考試除筆試外增設操作考試以及期末考核采用獨立綜合實驗形式進行考核的分別占21.47%、35.08%、30.37%、13.09%(圖5B)。

圖5 對實驗教學考核方式的調查與分析

3 討論

作為生命科學類專業的重要基礎課程,生物化學實驗課程對于學生的操作能力、獨立思考能力和實踐創新能力培養有重要影響[4]。本次基于本科生視角對地方高師院校生物化學實驗課程的調查結果顯示,現階段的生物化學實驗課程教學雖然有助于大部分學生學習和理解理論知識,但與建設高質量一流課程、培養新時代創新性人才的目標仍有一定差距。圍繞生物化學實驗課程教學內容、教學模式與方法以及考核評價等方面,學生們也提出了相關改革建議(圖6)。

圖6 學生對生物化學實驗課程教學改革的建議

教學內容方面:在生物化學實驗課程教學過程中,應進一步豐富課堂教學內容,融入課程思政元素,并將生活生產實踐、最新科研成果和前沿進展融入課堂教學中,有效激發學生的學習興趣。有研究表明,科研反哺教學在生物化學開放性實驗教學中效果很好,可實現師生雙贏[5]。

教學模式與方法方面:搭建生物化學實驗課程線上學習平臺或利用國家已有的線上教學平臺資源,構建線上線下混合式的教學模式。自建線上學習資源可以是以需要學習的知識點或者實驗技能為中心所引申的生活生產資料、課內外實踐資料、實驗操作相關視頻資料、知識點相關的論文資料等;也可以利用國家已有的線上示范性教學平臺包括國家虛擬仿真實驗平臺、高等教育出版社數字課程云平臺(ICC)、中國大學MOOC平臺等。上述平臺提供了豐富多樣、個性化的生物化學實驗學習資源。通過線上線下混合式教學,可充分發揮學生學習的主觀能動性[6]。調查結果還顯示,部分學生的實驗素養有待提升。因此,在生物化學實驗教學過程中,指導教師要關注學生課前、課中和課后的學習狀態,這不僅有利于解決學生在預習或者實驗過程中遇到的問題,幫助學生提升分析和解決問題的能力,更有利于學生良好學習習慣和實驗素養的養成。課前通過布置預習任務并檢查反饋來驅動。課中一方面應強調、督促學生及時觀察實驗現象并記錄實驗結果,另一方面強化與學生的提問互動環節,及時評價與指導,通過全面、多維度的互動來加強學生對知識的理解和消化,不僅有利于提高實驗的成功率,更可以增強學生學習的信心。當然,互動環節不必拘泥于“師問生答”的常規模式,可以適當增加“生問生答、教師點撥”的環節。課后強調實驗報告的撰寫、結果分析與討論的規范等。

考核評價方面:多元化考核方式改革可以以現有的閉卷筆試考核為基礎,增加實驗操作考核環節,加大開放性實驗的比重,增設綜合設計實驗等,從不同維度考核、綜合評價學生,這有利于“以學生為中心,以產出導向,持續改進”的生物化學實驗課程教學質量提升[7]。

4 小結

“雙一流”建設是人才培養和高等教育內涵式發展的基石,也對本科教學提出了更高的質量要求。生物化學實驗是生命科學類專業的基礎課程,不斷推進本課程改革創新是一流課程建設的必然要求。優化教學內容,融入課程思政元素,重塑多元化教學模式和創新考核評價方式,增強學生求知欲和主觀能動性,需要在今后的教學過程中持續改進。