大学生生物实验技能竞赛结果分析

金映虹, 汪继超, 傅丽容, 徐志霞, 李燕华, 杨 勇, 何 滨, 王同亮, 吴红萍

(海南师范大学 生命科学学院, 海南 海口 571158)

大学生生物实验技能竞赛结果分析

金映虹, 汪继超, 傅丽容, 徐志霞, 李燕华, 杨 勇, 何 滨, 王同亮, 吴红萍

(海南师范大学 生命科学学院, 海南 海口 571158)

依托生物科学省级特色实验教学示范中心平台开展生物学实验技能竞赛,竞赛结果表明,学生实验技能竞赛整体成绩中等偏下,因此,在确保实验基本技能培养的同时,进一步重视实验操作细节的训练,同时强化学生对实验结果处理及综合分析能力的培养。

生物实验； 技能竞赛； 实验教学

通过竞赛不仅营造重视基本实验技能的良好氛围,还促进学生基本实验技能训练和培养。北京理工大学、大连理工大学、广东工业大学等理工科院校开展物理、化学等实验技能竞赛,通过比赛激发大学生重视和积极参与学科实验的热情和兴趣,培养学生实验操作技能和综合应用能力,也促进实验教学水平的提高；南京农业大学、华中农业大学、华南农业大学等农林院校开展了生物、农学实验技能等竞赛,竞赛实践证明,学生实验技能竞赛不仅能培养学生的创新精神和实践能力,还可以促进实验教学的改革；云南师范大学、广东药学院等医学类院校开展了体育保健、药学实验技能等竞赛，充分调动了学生参与实验的积极性和主动性,提高了学生的综合能力及毕业生的竞争力[1-11]。本文就我校生命科学学院首届大学生生物实验技能竞赛试题的竞赛模式和内容、题目设置及评分标准、竞赛结果及存在的问题进行了分析。

1 竞赛模式和内容

我院首届生物学实验技能竞赛采用目前我国很多地方高校大学生实验技能竞赛的基本模式——“国赛模式”,即包含了实验理论考试与实验操作考试2部分,考核内容依据高校生命科学相关专业大学生基本实验技能的要求,从群落、种群、个体、器官、组织、细胞、分子水平等各个层次考察学生的实验动手能力。主要涉及动物学实验(动物生物学实验)、植物学实验(植物生物学实验)、遗传学实验、微生物学实验、生物化学实验、分子生物学实验、细胞生物学实验以及3项综合实验等专业基础实验课中的常用生物学基本实验技能,简称“7+3项目”。

根据初赛和复赛相结合的竞赛模式:初赛为实验理论考试,用时1.5 h,主要考查学生对生物实验、生物理论知识、生物实验操作规范和生物实验室安全知识的掌握情况；复赛为实验技能考试,历时3 h,主要从生物化学、细胞生物学、微生物学实验3大模块设题,旨在考查学生在生物实验知识及基本技能、实验设计及操作、数据采集及分析、仪器设备使用、实验结果分析等方面的能力。组委会通过初赛选拔前18名参赛选手进入复赛,选手的竞赛总成绩由初赛成绩(30%)和复赛成绩(70%)构成。

在奖项设置方面,设有个人一等奖、二等奖、三等奖和优胜奖奖项,并设班级优秀组织奖。同时对参赛学生和获奖学生的个人学年终综合考评的学业表现综合分项,按相关规定予以加分奖励,激励学生积极参与实验技能竞赛。

2 实验技能竞赛题目设置及评分方法

2.1 竞赛题目设置

(1) 生物化学实验技能竞赛题:现有一瓶未知浓度的蛋白质和一瓶已知浓度的牛血清白蛋白标准品,根据竞赛提供的设备及其材料,设计实验(需有文字描述)并完成该未知蛋白质浓度的测定。

(2) 细胞生物学实验技能竞赛题:根据竞赛方面提供的实验设备、试剂耗材等,完成人口腔黏膜上皮细胞线粒体的超活染色与观察,并绘图。

(3) 微生物学实验技能竞赛题:现有1株细菌斜面(或平板)保藏物,根据竞赛提供的试剂及材料,完成该菌株的涂片及革兰氏染色,并绘图。根据实验结果判断该细菌的细胞壁结构属于图1中的哪一种。

图1 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构示意图

2.2 评分方法

生物化学、细胞生物学及微生物学实验是相对独立的实验教学体系,因此需要建立相应的科学合理的考核方法。只有制定科学合理的实验考核标准,才能获得真实的考核结果,客观检验学生对实验理论与技能的掌握情况,并反映教师理论与实验教学的实际效果。实践证明,要确保实验技能竞赛考核评价的科学、客观和可操作性,必须制定实验技能竞赛考核的评分细则和量化指标[12]。

本届生物实验技能竞赛各题的评分标准见表1。

表1 生物实验技能竞赛评分标准

本次生物学实验技能竞赛的评委是经学院教学委员会推荐,并长期在生物化学、细胞生物学、微生物学等课程从事理论和实验教学工作的教师,评委和考生比为1∶2,即每位评委每次评定考生人数为2名。本届生物实验技能竞赛题均由各模块教师指导详细的评分标准,根据各自题型的特点,制定并细化得分点,确保实验技能考核的全面、细致、客观、公正。同时,实验技能竞赛时将复赛选手均分为3大组,以组为单位分别在生物化学、细胞生物学、微生物学3大考题考场进行轮转,确保评委教师对各自评分考场评分标准的一致性,进一步保证实验技能竞赛的公平和公正。

综合3道复赛考题的评分标准,对其进行归类处理并细分为实验设计(10分)、实验操作(66分)和实验结果(24分)3大得分项。其中实验操作部分又包括制片及染色技术(27分)、显微观察技术(15分)、仪器设备操作技术(17分)及其他项(7分),实验结果分为结果计算及判断(13分)和绘图(11分)。

3 结果与分析

本届生物学实验技能竞赛成绩(以大题为分析对象)得分情况见表2,考生各项(以评分标准归类处理项为分析对象)得分情况见表3。

由表2可知,生物学实验技能竞赛最高分84分,最低分39.5分,平均成绩为62.18分。从各题的得分率来看,3道实验竞赛题的得分率依次为70.76%、66.30%和42.16%,总体得分率为62.20%。另外,学生在实验竞赛材料的检查及实验完毕后材料的处理考核项(总分5分)的得分率为96.47%,说明学生比较熟悉竞赛的流程,大部分学生较轻松地获得该项得分。3道大题的得分率也从侧面显示学生对细胞生物学实验、微生物学实验和生物化学实验内容的掌握情况和教师的实际教学效果。

表2 生物实验技能竞赛成绩统计表

从表3可知,学生在显微观察技术(主要包括显微镜的使用、油镜的使用的规范性)和其他项(主要包括竞赛材料的检查及处理、无菌操作技术)2项得分率为80%以上,说明学生对显微观察技术的掌握较好。实验操作部分的制片及染色技术、仪器设备操作技术项的得分率为71.46%和48.79%,说明学生对细胞涂片及染色技术、紫外分光光度计的操作及规范使用掌握不够,有待加强。同时,表3还反映出学生在实验设计、实验结果(结果计算及判断、绘图)项的得分率均较低,且得分分值跨度大(0～10分),说明学生在实验设计、实验结果记录、数据处理、结果计算、结果表达等方面非常薄弱,需在往后的实验教学中强化。

表3 生物学实验技能竞赛归类成绩统计表

4 讨论

我院首届生物学实验技能竞赛共吸引52名学生报名参赛,主要以大二、大三年级学生为主,参赛选手占学生总人数的35%左右,经初赛后有18名学生进入复赛。从参赛学生总人数可以反映出学生对生物实验技能竞赛的积极性一般,一方面可能和学生平时对生物实验的认知度及重视度不够,参与教学实验的积极性不高相关；另外一方面可能和实验竞赛的题型及组织形式单一相关。据参赛学生反映,部分学生希望只参与“7+3项目”某单一模块的实验竞赛,或以团队形式竞赛。由于我院生物科学和生物技术专业的课程设置存在差异,首届生物实验技能竞赛题未涉及动植物及生理的内容,且2个专业竞赛学生采用同一套竞赛题,这可能影响了部分学生参赛的积极性。因此,需要加快生物实验竞赛题库的建设,并逐步开展生物实验模块化、综合化等多样化的竞赛题型,并积极探索以团队为单位的竞赛模式。

本次生物学实验技能竞赛成绩整体处于中等偏下,复赛的18名学生中10人及格,最高分84分,最低分39.5分,平均分62.2分。大部分学生在实验前期准备、制片及染色技术、显微观察技术等方面掌握得比较好,得分率在70%以上,这和我院实验课程的整体安排相关。我院根据生物科学和生物技术专业的特点,开设了植物学、动物学、细胞生物学、遗传学以及微生物学等实验课程,这些课程均含有制片、染色及显微观察技术等基础实验内容,有利于学生这些实验技能的强化和巩固。学生在实验设计、常规仪器设备使用,以及实验结果的处理及分析项上得分率较低。以得分率最低的生化试题为例,不少学生不会利用已知蛋白质浓度设计实验测定未知浓度蛋白质；使用分光光度计不熟练；不懂利用Excel制作蛋白质标准曲线；不清楚制作的标准曲线是否符合要求；不会利用标准曲线正确计算未知蛋白浓度等。这些问题一方面反映我院在实验教学过程中基本实验操作技能的锻炼比重较大,而实验设计、实验过程的严谨性以及系统性等方面的训练不足,导致学生综合实验能力较低；另一方面也反映了学生在实验中缺乏独立思考能力,习惯于教师手把手的教学方式,对于实验异常情况的处理过于依赖教师,而且对常规仪器设备和数据处理软件缺乏使用和练习。部分学生对生物绘图的要点把握不够,未能正确运用点和线绘图,轮廓不清晰,线条不均匀,粗细不一致,比率不合适,没有通过疏密的点来表示细胞的明暗差异,缺少图名、放大倍数等图注信息。

本次生物学实验竞赛还反映出学生对实验操作细节重视不够,如没有认真清洁玻片，导致制片背景不干净及目标物不够清晰,干扰结果判断。实验， 尤其是生命科学实验，是一个非常繁琐的过程,由无数细节连贯而成,每个细节都关系到实验的成败,因此培养学生养成注重细节的好习惯至关重要[13]。

学生基本掌握实验原理和实验基本操作步骤，但缺乏对实验细节的把握,这就要求从事实验教学的教师具有过硬的教学能力和素质,在实验教学过程中发挥“言传身教”“传帮带”的作用,强化实验关键步骤、重要细节等的引导和示范,结合多媒体教学,让学生学会并掌握其要点[14-15]；同时,充分调动学生的实验热情和积极性,形成良好的课堂互动氛围,培养学生独立思考和解决问题的能力,鼓励学生跳出单一实验课程的局限,进行多学科融合的创新性、综合性实验。

References)

[1] 陈浪城,鲍鸿.理工科院校学生实验技能竞赛体系的探讨[J].实验室研究与探索,2009,28(6):267-270.

[2] 刘贤青,朱意,付家忠,等.大学生生物化学实验技能竞赛结果分析[J].实验室科学,2014,17(2):145-147.

[3] 张育广,邓旭,李彦旭,等.实验技能竞赛与创新实践能力培养的探索[J].实验室研究与探索,2010,29(8):207-209.

[4] 齐迎春,段德君,袁继红,等.大学生生物实验技能竞赛结果透视实验教学现状[J].生物学杂志,2013,30(5):105-108.

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[6] 邢宏龙,朱文晶,徐国财.普通高校开展化学实验技能竞赛的实践与思考[J].高教论坛,2011(12):23-25.

[7] 李国峰,张世英,李彬.论基于学科竞赛的大学生创新能力培养模式[J].实验技术与管理,2013,30(3):24-26.

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[9] 吴育廉,李泳,吴湛霞,等.以化学实验技能竞赛为契机,加强学生化学操作技能[J].教育教学论坛,2014(51):241-242.

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[11] 邢宏龙,朱文晶,徐国财.普通高校开展化学实验技能竞赛的实践与思考[J].高教论坛,2011(12):23-25.

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[13] 宋凤艳.培养学生良好实验习惯的点滴体会[J].科技创新导报,2010(2):189 .

[14] 刘越,周宜君.提高生物化学实验教学效果的实践与探讨[J].实验室科学,2008,11(2):53-55.

[15] 张雯,陈菁.《生物化学实验》课程的教学改革与实践[J].福建轻纺,2012(6):38-40.

Analysis on result of college students’ biological experimental skills competition

Jin Yinghong, Wang Jichao, Fu Lirong, Xu Zhixia, Li Yanhua, Yang Yong, He Bin, Wang Tongliang, Wu Hongping

(College of Life Sciences, Hainan Normal University, Haikou 571158, China)

Relying on the biological science experimental center, the provincial experimental demonstration center platform, the biological experimental skills competition was carried out. Competition results show that the experimental skills competition overall score is below average in our college, so in ensuring basic skills straining at the same time, it is necessary to pay greater attention to the operational details of the experimental training , while strengthening students’ test results processing and comprehensive analysis ability.

biological experiment; skills competition; experimental teaching

10.16791/j.cnki.sjg.2017.02.040

2016-10-17

2015年度海南省高等学校教育教学改革研究项目“以生物实验技能竞赛为载体的创新型人才培养模式的探索与实践”(Hnjg2015-38)；海南师范大学生命科学学院2015年度本科生实验教学创新项目“革兰氏染色经典法和三步法的比较分析”(skysyjxxm03)

金映虹(1982— ),女,海南海口,硕士,实验师,主要从事实验室管理工作,微生物资源开发与应用研究工作

吴红萍(1982— ),男,江西萍乡,硕士,实验师,主要从事实验室管理工作和环境微生物资源开发与应用研究工作.

E-mail：whp789@126.com

G424.28

B

1002-4956(2017)2-0154-04