《生物化学实验》课程考核改革的探索与实践

卢彦 张冬梅 李俊 刘新建 汪水娟

摘  要：《生物化学实验》课程是一门与生物科学相关的专业基础必修课，是配合《生物化学》理论课程的实验课程。近年来，南京大学生科院生化实验教学团队，不断尝试新的考试方式，优化考核评价体系，结合SPOC线上课程考核，开放实验设计与实践，和微视频比赛，使得实验考核更加注重过程性评价，同时兼顾考核的公正公平，引导学生求真学问、练真本领。

关键词：《生物化学实验》;考核改革;开放实验;微视频比赛;SPOC课程

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2020）32-0137-04

Abstract： "Biochemistry Experiments" course is a basic compulsory course related to biological science， which is an experimental course matching with theoretical "Biochemistry" course. In recent years， the "Biochemistry Experiments" teaching team of Nanjing University has been trying new examination methods inorderto optimize the assessment and evaluation system. By using of combination SPOC online course assessment with opening experiment design and micro-video competition， more attention will be paid to process evaluation and fairness of assessment， while guiding students to explore the truth through practice.

Keywords： "Biochemistry Experiments"; examination reform; opening experiment; micro-video competition; SPOC online course

引言

近年来，部分高等学校长久以来形成的严进宽出的治学方式，备受关注，改革的呼声也日渐强烈。因此，加强教学过程管理，优化教学内容、改革教学方法，同时建立完善的考核方式，是提高本科教育质量的重要措施。教育部文件提出：加强考试管理，严格过程考核，加大过程考核成绩在课程总成绩中的比重;健全能力与知识考核并重的多元化学业考核评价体系，完善学生学习过程监测、评估与反馈机制。生物化学实验课是理科专业重要的基础实验课程之一，在方兴未艾的实验教学改革中，研发新的考试方式，优化考核评价体系，却往往容易被忽视[1-2]。众所周知，合理的考核评价体系对于提高实验课堂教学质量是不可或缺的一环。基于此，作者所在的教学团队在教学实践中不断总结经验，提出了相应的改革举措，取得了阶段性的成果。

一、《生物化学实验》课程考核改革的必要性

《生物化学实验》课程是一门与生物科学相关的专业基础必修课，是配合《生物化学》理论课程的实验课程。包括操作性、验证性、综合性等实验项目，实验内容主要是进行生物功能分子，包括蛋白质、核酸、糖及维生素的分离，纯化、定性及定量操作，同时实验还涉及了常用仪器，如电泳装置，层析装置等操作。通过实验训练，有助于学生加深对书本知识的理解，掌握生化的主要方法与技术，通过形成肌肉记忆，提高学生的动手能力[3-4]。

学习南京大学《生物化学实验》的学生来源包括生命科学学院、匡亚明学院、医学院、环境学院、物理学院、现代工程与应用学院、化学化工学院，每年修读课程学生约300人。根据不同专业特点制定的课程大纲的要求，早年《生物化学实验》课程考核方法，多数以实验报告为平时成绩，闭卷笔试为期末成绩，两者各占50%。这种考核方式，简单直接，既兼顾了平时的课堂操作，也考察了学生的理论知识储备，比较公平公正。但是近年来，生化研究的技术手段不断更新，按部就班的实验教学方法与考核方式无法满足学生的求知欲望，也不能全面考察学生的学习情况。尤其是传统的笔试考核，其內容经常与理论考试的重合，不能真正反映学生在实践操作中的问题;同时由于笔试时间的局限性，无法充分地考核学生对于实验设计与结果反思的掌控能力。基于此，《生物化学实验》考核方式和评价体系亟待更新与优化。

二、国外著名大学的实验学科考核方式

为了解决以上关于实验考核的诸多问题，作者调查了几所国外著名大学科学考核的方式，作为借鉴与参考。例如：哈佛大学的暑期实验课程《Introduction to Molecular and Cellular Biology》的最终成绩组成如图所示（图1），我们可以发现在连续4周的课程中，考核的次数相对较多。此外，为了鼓励学生复习以提高成绩，还拟定了两种成绩组合方式，供学生自由选择。综合调查，我们发现国外大学的课程中普遍设置了大量的小测验、形式各异的随机考试和分组讨论，通过进阶式的考核方式，教师可以对自己的课堂教授效果有所了解，针对问题并不断改善。而学生通过对比课前、课中、课后的测验结果，可以及时调整学习进度，并充分感受汲取知识快乐。

国外大学的课程计分方式主要由授课教师拟定，自由度比较大。而实验课程多采用字母计分（letter grade）的评价方式，因为实验教师普遍认为字母计分更有利于客观评价与实际激励，对于实验考核的评判也相对合理公平。因为在实验过程中，往往强调相互合作和小组讨论，采用百分制或者严格的正态分布式计分相比较字母计分制，后者体现了鼓励协作和弱化竞争的主旨。

三、《生物化学实验》考核方法的改革

针对实验课程的特殊性及笔试考核的局限性，同时借鉴国外大学的经验。我们制定了多层次的期末考核方式，同时保留了平时成绩占比。平时成绩包括：实验操作得分，实验报告评分，课内发言，卫生值日等等。这样评判标准，激发了学生课内学习的主动性与积极性，同时抑制了某些学生寄希望于期末考试一搏的投机心态。

由南京大学生物化学实验教研组筹划拍摄的《生物化学实验》慕课，已于2018年12月正式上线[5]。同步上线的还有《生物化学实验》学校专有在线课程（Small Private Online Course，简称SPOC课程）。该线上课程配合校内线下课程进行，是线下课程多媒体化与多元化的良好补充。同时SPOC课程也具备考核的功能，因此，我们也将SPOC课程的考核成绩，列入总成绩占比。由于SPOC课程成绩是由多个线上任务组成的，如学习视频的时长，练习和期末测试，参加讨论等，所以其成绩部分反映了学生的理论知识储备。因此，SPOC课程的加入，不仅扩充了生化实验，弥补了实验课时的欠缺，同时还辅导了学生课外学习，使得实验课程摆脱时间、地点和设备的限制，为学生打开一扇生物技术学习的新大门。

近年来，为了给大学生减负，大部分的高校实验课程取消了笔试部分，或者干脆取消期末考试。经调查发现，学生在毕业后，对于没有设置期末考试的实验课程，往往印象较浅，甚至完全忘记。因此，我们的初衷是：通过设计期末考试，可以促进学生主动复习做过的实验，同时能学习如何设计新的实验。基于此，我们决定尝试“自主开放性实验设计与操作”作为期末考核的手段。根据不同专业学习大纲的层次要求，我们将考核分成以下几个类型（表1）。

四、《生物化学实验》考核形式的探索

考虑到实验考核改革还是以展开实验作为手段，那么考核的汇报形式必须与平时实验的汇报以示区别。为了切合当前的科研工作汇报形式，我们根据不同的实验考核类型，指定了不同的汇报形式，具体要求如下：

1. 撰写论文： 无论何种形式的开放实验，其实验报告都要以完整的论文形式上交，应包括：题目（中英文），作者，摘要（中英文），引言，材料与方法，结果，讨论和参考文献。论文格式统一，结果部分有相应图表，图例，有统计学分析。

2. PPT汇报：近年来，随着学术会议和论坛逐渐向青年学者打开大门，越来越多的科技人员除了完成文字（论文）报告外，会议报告也是他们展示成果的一个重要的手段。考核中引入PPT汇报，主要针对有结余课时的班级安排，旨在培养学生的展示与表达能力，同时也能促进组间交流。PPT汇报可以包括，实验流程，实验不同阶段的照片。相对于论文，PPT展示的元素真实且丰富，可以在短时间扩散大量信息，同时兼顾了翻转课堂的效果。汇报后，其他同班学生作为听众，其发言提问的质量，也作为考核的一部分。提问与回答，听众与演讲者的紧密互动，不仅能提高听课效率，也能考察汇报的效果。图2是半自主开放实验的期末学生汇报PPT节选。

3. 微视频汇报：随着科技手段的日益更新，各种实验结果展示方法也在日新月异，越来越多的实验过程和结果更适合采用动态、连续的方式呈现。视频出版是科技期刊的新尝试，它以动态的形式展示实验的方法、过程、数据分析和结果，其表现形式更加准确、丰富和形象，传播效率更高。目前，国际上第一家视频出版期刊-2006年创刊的《Journal of Visualized Experiments》（ JOVE）已经被Web of Science、Pubmed/Medline、SciFinder、Scopus 收录，表明它已经被越来越多的研究者所接受[6]。据此，我们预想在不远的将来，这种新颖的论文呈现方法将会成为一种论文发表的趋势，因此学会设计和简单制作实验视频也如同熟练掌握并运用WORD、PPT、PS等办公软件那样成为实验研究工作者必须的技能。

基于此，我们针对全开放型和探索型考核提出了更高的要求，即制作5分钟以内的微视频，以展现实验目的，过程和结果为视频的主要内容。在前期对学生的调查中，我们需要确定在视频考核前，以下基本要素已经具备：（1）学生拥有可以拍摄清晰视频的手机或相机。

（2）视频制作软件为免费共享软件，获得和使用不受限制。（3）学生已经同步完成SPOC课程的学习，对于实验的拍摄手法方式有所了解。同时，在平时实验课程中，我们通过鼓励学生拍摄实验过程中有趣的视频小片段，并在同学群中进行分享，从而激发他们的拍摄兴趣。此外，在理论课上，我们还通过邀请拍摄实验慕课的摄像师、导演等专业人员为学生们讲解视频拍摄的要点和难点，进一步提高学生的应对能力。

为了鼓励学生制作精美的微视频作品，我们同时举办了实验微视频大赛。通过班级内初赛和院系联合复赛，由教学团队和学生代表投票，一共决出了11个得奖的参赛作品，代表作品见表2。实验微视频大赛，不仅为学生搭建了一个可以全面展示实验技能的舞台，同时也为《生物化学实验》慕课的“二期建设”提供了宝贵的经验与素材，可谓“教”“学”相长，环环紧扣。

五、考核实施效果

在《生物化学实验》教学中实施的考核改革，引导学生自主学习，积极掌握生化实验技能，培养学生的科研素养和高阶性思维，从而使学生达到知识、能力和素质的同步发展。SPOC课程的学习记录显示，100%的学生都能通过考试，各班级的优秀率保持在60%以上。同时，我们对2017-2019学年，共计300名同学进行了无记名的问卷调查。结果显示，有大部分的学生（59.67%）每周在SPOC上花费的时间小于30分钟，说明SPOC学习与考试并未占用学生大量的课余时间;有66.7%的学生认为自主实验设计作为考核手段，新颖全面且难度不大。有60.3%学生认为，视频制作过程难度中等，可以边学边提高，当然也有30%的学生认为制作比较难，需要花费一定精力，该调查结果与我们的预期基本一致。考虑到时间耗费因素，我们鼓励团队参赛。同时，还有一些值得进一步思考的调查结果，例如，对于自主实验的选题，倾向于完全开放和教师指定半开放的学生各占30%，说明不同水平和个性的学生对于开放性程度的接受能力不同。以上调查結果显示：实验考核改革探索初显成效，值得推广。

六、结论与展望

课程的考核与评分是当前高等教育中重要的环节，也是教师评估教学效果的有效手段。通过合理的考核制度，进一步提高学习兴趣，在考核中升华凝练知识，完备知识体系，是建设优质课程的基础。检查学生是否能灵活运用所学的技能，将理论知识和实验操作，甚至是实验失败因素串联起来，是实验课程考核的灵魂。结合SPOC线上课程考核，开放实验设计与实践，和微视频比赛，《生物化学实验》考核更加注重过程性评价，同时兼顾考核的公正公平，引导学生求真学问、练真本领。生化实验教学团队将以南京大学提出的“办中国最好的本科教育”为目标，进一步在教学内容、教学方法和考核体系等方面进行教学改革与实践，努力培养生物科学类的高质量人才。同时，我们也希望通过向同行展示我们学生的优秀实验视频，联络各高校生物教学团队，开展实验微视频联赛，为推动生物相关实验教学改革贡献一份力量。

参考文献：

[1]何伟，刘中华，贾永，等.综合性、研究型微生物学实验课的过程性考核[J].微生物学通报，2020，47（04）：1218-1223.

[2]刘海浪，彭治国.普通高等院校本科课堂教学质量管理体系构建[J].当代教育实践与教学研究，2019（13）：100-101.

[3]王臻，陈梁，李先磊，等.高校生物化学实验教学改革与创新型人才培养的研究[J].山东化工，2019，48（12）：165+167.

[4]张冬梅，焦瑞清，卢彦，等.以“有效教学”为目标的南京大学生物化学教学实践[J].高校生物学教学研究（电子版），2016，6（04）：30-34.

[5]卢彦，张冬梅，李俊，等.《生物化学实验》慕课的设计与拍摄[J].教育现代化，2019，6（45）：261-263.

[6]陈汐敏，丁贵鹏.我国医学期刊视频出版存在问题及JOVE的经验[J].编辑学报，2017，29（03）：278-281.