基于OBE 理念的混合式教学实践效果评价——以分子生物学课程为例

王丽莉，李一婧，田大维，马伟超

（天水师范学院生物工程与技术学院 甘肃 天水 741000）

分子生物学是生命科学专业的必修课程，知识点多且抽象，仅掌握基础理论知识无法满足实践应用的需求[1-2]。成果导向教育（Outcomes-Based Education，简称OBE）对引导分子生物学教育教学改革具有现实意义。2003 年12 月北京师范大学何克抗教授在中国首次正式提出将传统学习方式的优势和E-Learning 优势结合起来的混合式教学[3-4]，是充分体现学生作为学习过程主体的适合现代教育的一种教学方法[5-6]，应用于高等教育的各个领域和学科，取得了良好的教学效果[7-8]。本研究通过分析学生的学习过程以及影响期末成绩的主要因素，指导教师注重课程中的各个教学环节，为进一步提升学生的学习效果提供理论依据。

1 研究方法

1.1 研究对象

本研究以分子生物学课程为研究对象，选取四个班级研究混合式、传统式教学在学生学习效果方面的差异。两个班的教学模式为传统的线下教学，两个班采用线上线下结合的混合式教学，共计166 人。具体教学过程如图1 所示。

图1 教学过程

1.2 混合式教学的实施

线上的课程内容与线下同步，包括课堂授课录像15个，录屏授课录像72 个，实验教学录像1 个，科研思维训练（课程思政）视频3 个，总时长为12 小时。共7 个课程单元，10 个学习序列，88 个知识点。试题678 道，其中课程理论测试题为307 题，包括单项选择题258 题，不定项选择题45 题，实验分析题4 题；实验安全教育测试题371题。线下课程内容包括绪论、染色体与DNA、转录、翻译、原核调控、真核调控、分子生物学研究方法共7 章。

课前，学生根据教师发布的学习任务进行自主学习，以小组为单位交流、讨论、分享学习成果，将遇到的问题整理提交，教师对学生提出的问题，依次答疑解惑[9]。课中，依据学生线上学习的测评反馈，确定讲授内容，侧重对学生线上自学过程中的难点和易错点进行讲解，学生以PPT的形式汇报小组的学习成果，分小组讨论交流学习成果和遇到的问题。有疑惑的同学可以提出问题，汇报小组同学进行解答。最后由教师对知识点进行补充讲解，解决学生提出的问题。

1.3 考核评价

使用难度相同的试卷对两组学生分别进行考核，题型包括选择题（20 分）、名词解释（15 分）、填空题（15 分）、简答题（30 分）和实验分析题（20 分）组成，前4 题主要考查学生对基础知识的掌握，最后一题主要考查学生对理论知识的系统性掌握情况，以及科研思维和逻辑思维能力。总成绩由期末成绩（50%）、实验成绩（30%）和平时成绩（20%）组成。

2 结果与讨论

2.1 期末成绩的比较

在传统教学模式与混合式教学模式下，学生期末成绩差异显著（P＜0.001），结果见图2。混合式教学模式下学生的平均成绩（79.86）极显著地高于传统教学模式下的平均成绩（73.18）。混合式教学的成绩总体上较传统教学的高，教学效果明显。

图2 两种不同教学模式的成绩

从图2 可以看出传统教学成绩的正态分布比较分散，学生间的成绩差距较大，极差达到45 分；混合式教学模式下的学生成绩比较集中，极差仅为29 分。混合式教学在提高学生平均成绩的同时，兼顾学生总体的提升，起到“兜底线”的效果。

2.2 不同题型得分的比较

混合式教学模式下，填空题得分是传统教学的1.19倍，选择题得分是传统教学的1.03 倍，实验分析题得分是传统教学的1.11 倍。而传统教学在名词解释题上的得分是混合式教学的1.04 倍，简答题得分是混合式教学的1.11 倍。填空题、简答题和实验分析题在两种教学模式间有显著差异。各题型间相关性分析显示（表1），填空题、简答题、实验分析题、总成绩与教学模式之间有极显著相关；名词解释题与填空题、选择题、简答题、总分之间存在极显著相关；填空题与选择题、简答题、总分之间存在极显著相关：选择题与简答题、总成绩之间存在显著相关；简答题与总成绩之间存在显著相关；实验分析题与总成绩之间存在显著相关。

表1 题型得分、总分、教学模式之间的相关性分析

将混合式教学与传统教学的每个题型的得分率做比较，结果如图3 所示。两种教学方式下，学生得分率最高的都是简答题，得分率最低的都是实验分析题。但传统教学模式下，各题型的得分率均存在差异，而混合式教学模式下学生的选择题等四种题型的得分率都在70%以上，且各题型的得分率与传统教学相比都有所提升。故混合式教学不仅提高了每个学生多个题型的得分率，还可以提高学生对实验分析题分析的能力，但是混合式教学的名词解释、简答题的得分率比传统教学的低；传统教学方式下，学生对基础知识的得分率高，但实验分析题的得分率较低。

图3 两种教学方式中不同题型得分率比较

2.3 两种教学方式对学生能力的影响

为探究两种教学方式对学生不同能力的培养效果，使用主成分分析法（PCA）将不同题型的考核目标归类为“能力因素”。其中，KMO 值为0.652（>0.6），巴特利特检验结果显著性小于0.001，说明各因素之间关联程度较高，适合做主成分分析，由相关矩阵计算其特征值和贡献率结果。从表2 知，提取2 个因子时，累计贡献率为61.377%，能够反映学生成绩的实际情况。由表3 知，第一个因子在选择题、名词解释、填空题、简答题有较大载荷，在第一主成分中起较大作用的是名词解释、填空题、选择题、简答题，记作Y1，命名为“基础因子”；并且第一主成分方差贡献率为40.403%。第二个因子在实验分析题有相对较大载荷，记作Y2，命名为“能力因子”[10]。

表2 总方差解释

表3 成分矩阵

根据成分矩阵可以写出下面因子得分函数：

Y1=0.471X1+0.480X2+0.571X3+0.461X4+0.092X5

Y2=-0.0039X1+0.238X2-0.0379X3-0.0378X4+0.893X5

再根据综合得分的计算公式和方差百分比，可以写出

Y=0.40404×Y1+0.20974×Y2

用该公式计算综合得分，结果显示：混合式教学模式下，44 人大于零，39 人小于零；传统教学模式下，51 人大于零，32 人小于零。其中，混合式教学模式下对于基础知识掌握的人数明显小于传统教学的人数，但是在能力方面，人数明显大于传统教学的人数。因为混合式教学内容大部分靠学生自己独立完成，这个过程提升了学生灵活性思维的能力，但学生对基础知识的掌握不太理想，因为线上授课不能对每个学生都面面俱到，有的同学上课时不专注，导致学生对基础知识掌握不牢固。因此，教师在上课时应提高学生的积极性，让每个学生都参与到课程讲授和互动过程中，提高教学质量。在传统教学模式下，因为课堂的局限性，学生只能接收书本上的知识，可能会使学生缺乏探索创新的思维。这给教师提出了新的要求，需要改变教学模式，在传统教学模式的基础上，将前沿技术、创新成果与课本上的知识点结合，培养学生的创新思维，提高学生的学习效果。

3 结论

在教育信息化的大潮流中，出现了很多新的教学模式，在线课程、MOOC 风靡全球，翻转课堂以及互联网学习等教学模式成为研究者研究的热点，混合式教学也是顺应时代而产生的一种新的教学模式[3]。这种教学模式既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性[5]，是一种非常适合现代教育的一种教学方法[6]。文章对比研究了线上线下混合式教学与传统教学两种不同教学模式的学生成绩差异，结果显示采用混合式教学的学生平均成绩高于传统教学的学生成绩，混合式教学对“能力因子”掌握的人数高于传统教学。通过对五个题型进行主成分分析，探究影响学生期末成绩的主要因素，发现混合式教学提高了学生填空题、选择题的得分率以及学生对实验的分析能力，但名词解释、简答题的得分率以及对“基础因子”掌握的人数低于传统教学方式。可以看出，在传统教学方式下，学生基础知识类题型的得分率高，但分析类题型的得分率较低，而混合式教学模式提高了学生实验分析及能力应用类题型的得分率，有效提高了学生的实践分析与应用能力，有助于学生创新思维的养成，这一结论为指导教师完善、关注特定的教学环节，提高教学质量、提升学生学习效果提供了有益参考。