生理科学实验成绩分析与小结案例探讨

［摘           要］  随着翻转课堂的运用，生理科学实验教学效果明显提升。在线上线下混合教学背景下，如何科学、严谨地给出每个班级的综合成绩成为一个重要课题。本案例以广东医科大学（湛江校区）2020级本科生生理科学实验第一实验室12个班级为对象，结合其实验操作表现及线上要素学习情况，综合分析并评出优胜班级，通过对优胜班级加分进一步提升学生课程学习的主动性。

［关    键   词］  生理科学实验；混合教学；成绩分析

［中图分类号］  R-3                     ［文献标志码］  A                  ［文章编号］  2096-0603（2023）15-0129-04

生理科学实验是医学生首先接触和学习的一门机能学实验课程，该课程旨在为学生提供动手操作的机会，并通过与理论课的呼应以实现理论与实践相结合。通过该课程的学习，医学生能够掌握基本的动物实验操作技能，为从基础走向临床奠定一定的基础[1]。为了提高教学效果、提升学生学习的自主性，参考混合教学等教学改革经验[2，3]，我们分别在2018级和2019级的生科实验（生理学实验部分）教學中开展了翻转课堂和基于学习通的线上线下混合教学的改革实践，学生操作情况明显改善、学习的积极性显著提高[4]。同时，形成性评价的引入有效改善了学生成绩同质化现象[5]。这些改观均属于教学效果范畴，如何进一步站在更高的角度审视整个教学过程、对不同班级的综合表现有一个更科学更宏观的认识，就需要做进一步的基于班级的成绩综合分析。本文以2020级第一临床医学院本科生生科实验教学数据为基础，通过罗列、对比不同班级的操作表现和线上要素学习表现，综合分析评判不同班级的情况，以实现科学、严谨地给出每个班级的综合成绩，并以此为据评选出优胜班级，对优胜班级适当加分以调动学生学习本课程的主动性。

一、为什么要在机能学实验课做基于班级的成绩综合分析

1.引入形成性评价以来，虽然改善了原先基于实验报告给分导致的成绩同质化现象，但这种改善往往只体现在学生之间。学生对本班级的整体表现缺乏认知，进而在学习和操作中一定程度上缺失集体荣誉感。通过对不同的班级进行成绩综合分析，学生更容易体会到自己的学习和操作不仅是个人行为，也是集体行为的一部分，从而起到无形的鞭策效果。同时，由于学生普遍非常在意分数，对依据成绩综合分析选出的优胜班级进行加分，也能够激励学生学习的积极性和主动性。

2.在教学中，我们常常能够感觉到不同的班级操作表现差异很大，如何把这种主观感受通过客观数据体现出来就需要做基于班级的成绩综合分析。通过分析能够对不同班级的综合表现产生理性认识，而且通过进一步对比联系操作表现与线上要素学习情况，能够发掘出不同班级的学习态度与线下操作表现之间的内在关联，这对于深化认识学生特点、出台相对应的引导措施来说有着重要意义。

3.机能学实验有其自身的规律，学生从第一次接触动物实验操作到完成学期内最后一个实验，从生疏到熟练，这个过程有特定的发展趋势。通过做不同班级的成绩分析特别是操作成绩分析，我们易于发现和探讨实验中一些共通的操作完成表现及其背后的原因。不同的家兔实验有不同的操作难点，通过成绩分析便于我们更加深刻地把握生科实验中不同家兔实验的教学规律，从而更加有针对性地在不同的实验课中去讲解、强调和处理相应的重难点。

二、如何做基于班级的成绩综合分析

经过近三年的教学改革，生科实验（生理学实验部分）目前实际上可以分为两个维度：精髓在线下操作、亮点在形成性评价，加起来也就是线上线下混合教学。对线上要素的学习由学习通软件自动记录学生的学习行为，而线下操作部分则以小组为单位（每班6个组）由授课教师评判操作情况。

全面、准确地做好操作情况的原始记录是后续相关数据生成的前提。原始记录应包括不同班级不同组别五次家兔实验的操作完成情况，例如完成、基本完成、家兔死亡等。以此为依据可以很方便地统计每个班累计完成数、家兔死亡数、五次课完成趋势以及全部班级总共的完成率及趋势等。

我们已经报道了把操作完成情况划分为完成和基本完成的实践逻辑，即粗完成（含完成和基本完成）为完成了操作但数据可以不完整，净完成（仅含完成）则完成操作且数据完整。也就是说，粗完成和净完成是评判完成情况的两个角度，粗完成重操作轻数据、重速度轻质量，因此随着动物操作本身的熟练，粗完成数据是依次增加的。净完成则比较严谨地反映实验完成的质量和完整性。由原始记录可以轻松统计出来不同班级五次家兔实验的净完成组数（表1）和不同课次净完成情况统计分析（表2）。

从趋势来看，五次家兔实验净完成次数逐次提高，前三次课净完成数依次是32、47、56，换算成百分比分别是44.44%、65.28%、77.78%，且从第三次起趋于平稳，第三四五次实验完成数依次是56、62、59，换算成百分比分别为77.78%、86.11%、81、94%。这是学生总体上操作从不熟练到熟练和稳定的一个直观体现。

数据显示，多数班级在经历了前两次课的反复后从第三次课开始进入平稳状态。如果定义后三次课每次净完成不低于5且至少一次6，那么23班、14班、26班、2班、52班完成较好（抑或理解为有效进步）。其中更亮眼的一个是14班，从第一次开始始终不低于5，操作不可谓不强；另一个就是2班，后三次课全为6，可以说日臻完美。

数据提示，第一次实验课不同班级的表现差异最大，这从第一次课净完成组数的标准差最大可以得到体现。从五次实验的净完成组数标准差的走势（1.78、1.16、0.78、1.11、0.90）来看，前三次课的标准差逐步降低，其中第三次家兔实验的标准差最小，之后略有增加。由于前三次家兔实验的操作流程是一样的，均为麻醉—颈部手术—动脉插管，因而这是一个逐渐熟练的过程。后两次课则操作内容有明显变化，不做动脉插管，增加了剑突游离、膀胱插管等新操作，因此使标准差有所增加。

数据表明，6组均能净完成是一个不折不扣的难度，不少班级五次实验中一次都没有出现过6组全部净完成，强如临床14班也只有两次，而临床2班的3次着实显眼。第一次课没有一个班出现过6组净完成，第二、三次课均只有1次，后两次课则6组完成数增加。由于前三次实验课均涉及动脉插管，这个趋势反映出在首学期接触机能学实验的过程中，涉及动脉插管的操作是明确的难点，后两次课6组均完成的次数增加，主因是由于后两次课不做动脉插管。

尽管净完成更加准确和严谨地反映操作的完整性，但是统计粗完成依然有其意义，突出体现在粗完成与净完成之间的差值（表3）。

从班级粗—净完成差值之班级部分（最后一列）来看，该差值反映的是该班级在生理实验中操作完整性的体现，也可以理解为是操作韧性的反映，是一种速度—质量关系。最后一列数据越大越反映出操作质量欠佳，因为良好的操作应该是这样的趋势：完成即为完整完成。数据中23班、14班、26班、52班在这一点上体现较好。

从不同的家兔实验粗—净完成差值（最后一行）来看，第一次差值最大，这是由于学生第一次做，质量难以保证，尤其动脉插管的完成质量差，导致此处差值大。当然，这也是正常的规律。中间三次差值就比较理想，在适当的范围。为什么第二次实验即凝血实验差值最小？可以设想，凝血实验中只要能放出血来，那实验定然是能完成的，因此不太存在多少空间去区分粗完成与净完成。

有趣的是最后一次，差值较大。尿生成实验到底特殊在哪里，使得粗—净完成差别大于前面几个实验？首先，尿生成实验的粗完成率最高（96%），说明操作总体没问题；其次，由于膀胱插管的特殊性，插管成功与否只能将实验继续下去才能判断，不像动脉插管或气管插管那么瞬时明确，因此不少组别实验中膀胱插管后按正常流程做处理而迟迟未有尿滴，只能重新插管，重新计时，如此反复是其他实验所没有的，因此许多班组均感觉这个实验虽然不用做颈部操作且实验项目也只有四项操作，可是感觉比别的实验还要慢、还要费时费力；再次，正如尿生成粗完成最高一样，可以肯定，如果给予更多的时间比如拖堂，那么大部分被标记为基本完成的组均可以完整完成，即，该实验之基本完成主要是由于时间不足。考虑到操作考试也是有时间的，到了不得不总结的时候还在计尿滴数就标记为基本完成了。另外，尿生成实验高度依赖耳缘静脉的完整性，对麻醉环节有更高的要求，这也是该实验区别于其他实验的一个难点所在。

以上不同的数据反映不同的角度和内涵，没有任何一个数据能够做到单独客观，最终应该综合判断，而在综合判断之外，最为直观的完成次数排名则是大体区分优秀与否的最简单的指标了。与上一届不同，2020级粗完成与净完成情况的前三名是一样的，分别是14班、2班和39班。值得一提的是，这三个班也是动物累计死亡数最少的班级（不超过两只），其他动物死亡不超过两只的班级是1班和23班。

在原始记录中还可以追踪不同的组别的完成情况，比如24班第4组五次家兔实验均为最快完成，比较罕见，予以加分。五次家兔实验中有三次未完成的（无论是否因为动物死亡）属于预警组别，包括39班第5组、24班第3组、52班第2组。这三个组在今后的生科实验中要多加注意，做完规定内容后一定要附加练习。

总体看，在操作环节表现比较突出的班级是14班和2班，操作表现比较好的班级还有23班、39班、26班和52班。那么这些班级在线上要素的学习情况如何呢？

线上要素的学习表现包括课程视频观看、测试题、讨论等内容。如果定义优秀为综合成绩在80以上，则约42%的学生的线上学习行为达到优秀。综合成绩在80以上的班级是14班和23班，其中14班的优秀率为惊人的72.41%，即大部分学生都在80以上。联系上述操作部分14班操作情况之优，结合此处线上学习成绩之优，可以说14班是最优秀的。23班紧跟其后，无论是线上综合成绩还是优秀率均为第二。把多个分项目单独降序排名罗列，得到表4。

由表4可知，在线上分项成绩中14班有三项要素均为第一名，其中包括最重要的线上综合成绩和优秀率，因此我们认定14班为线上学习情况最优秀班级；23班有5次上榜，为上榜次数最多的班级，尽管只有一项要素为第一名，但在综合成绩和优秀率这两项中该班均排名第二，因此我们认定23班为线上学习情况第二优秀班级；1班有两项要素为第一名，但在综合成绩及优秀率中未上榜，因此认定1班为线上学习情况为第三名。在此基础上，将线上学习情况排名同之前的线下操作情况结合起来可得表5，即线上—线下综合排名对比。

显然，14班无论在线下实验操作部分还是在线上要素学习部分均呈现出最优秀的表现，此外从表3可知14班在“粗—净完成数差值”这一统计中同样呈现出最好的表现，因此我们选择14班作为本学期实验课优胜班级，在学期末的成绩统计时给予奖励性加分。

三、本案例的创新性与不足之处

本成绩统计分析案例创新性地提出“粗完成”“净完成”以及“粗—净完成数差值”等反映不同维度的机能学操作班级统计方法，通过运用统计学原理分析总数、均值和标准差等数据，实现了对不同班级、不同实验课操作情况的多角度综合分析及统计，有助于我们对不同班级的操作表现形成更加科学的认识以及更加深刻地把握生理科学实验中不同家兔实验的教学规律。成绩统计旨在客观和全面地给出合理的分数，通过将线上要素学习情况同线下实验操作完成情况相结合，进一步体现成绩评定的真实性和综合性，在此基础上评选出无可争议的优胜班级并给予奖励性加分，将激励学生今后更加积极主动地预习和良好完成操作。

生科实验课程变革三年多以来，我们逐步实现了改革的初衷，即改善操作完成情况、实现形成性评价，但教师在授课中一些较为普遍的主观感受仍未通过客观数据体现出来，例如求助次数、最快完成次数等。本成绩分析的基本统计单元是班级，然而实验操作是以小组为单位完成，同一班级不同小组之间也存在着明显的操作表现差异，如何进一步对不同小组的操作情况进行针对性评价仍需要我们在以后的教学中持续探索。

总之，机能学实验课的教学有其自身规律，学生的操作熟练度随着课程的推进而自然提高，实验动物死亡率下降，操作完成情况改善。在这个规律的基础上，仍然有进一步发挥主观能动性的空间，通过做以本案例为代表的成绩综合统计分析，既体现了班级差异，又反映出不同实验课次的具体情况，授课教师能够从班级情况和课次情况两个角度更加深刻地认识和把握教学规律，进而通过针对性的调整，可以持续改善教学质量。同时，由于生理科学实验由三个学期构成，我们在第一个学期把成绩综合统计分析发给学生，也能够对学生之后的实验表现起到激励作用。

参考文献：

［1］吴嫦丽，罗海兵，徐明锋，等.浅谈生理科学实验课程改革的利弊［J］.教育教学论坛，2019（9）：272-273.

［2］罗自强，冯丹丹，向阳，等.生理学国家級线上线下混合式一流课程建设的实践［J］.基础医学教育，2021， 23（4）：265-269.

［3］厉旭云，梅汝焕，王梦令，等.基于混合学习的生理科学实验形成性评价体系构建［J］.基础医学教育，2018，20（12）：1088-1090.

［4］张锐钢，罗海兵，吴嫦丽，等.翻转课堂在生理科学实验中的运用效果初探［J］.教育教学论坛，2022（4）：160-163.

［5］周华.线上线下混合式教学在机能实验学中的应用［J］.现代职业教育，2021（43）：88-89.

◎编辑 马花萍