基于科研成果设计的大综合实验教学效果分析

彭晓燕 洪亮 骆梅 欧沙 胡祖权

摘要 科研反哺教学能够有效提高专业教学的质量，基于科研成果设计的大综合实验能够训练学生的系统性科研思维，培养学生的创新实践能力。文章在前期开展生物技术大综合实验教学的基础上，通过问卷调查及总结分析发现，大综合实验教学能有效地提高学生的专业兴趣和学习积极性，符合大学生对专业课程学习的预期要求，但男女生对课程的认知以及学习过程中的课堂表现和学习效果存在一定的差异，后续进行适当的教学内容完善和教学设计优化将对培养高质量的生物医学专业人才起到积极的推动作用。

关键词 生物技术；大综合实验；科研成果；教学效果；综合素质

中图分类号：G644文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.15.003

生物技術专业旨在将生命科学与基础医学相融合，让学生掌握生物医学的基础理论、基本知识和基本技能，培养具有较好的实践能力和创新能力、创业意识和社会责任意识的交叉创新型人才。因此，生物技术具有综合性和实践性强的特点，在教学过程中训练学生的综合操作能力是本专业高质量人才培养的基本要求[1]。在传统的专业课程教学过程中，每门课程都搭配有实验教学内容，但几乎都是验证性实验，且实验内容和教学素材均是独立的，学生仅能掌握基本的操作技能，难以达到训练综合实践和创新能力的目的，无法有效激发学生的学习兴趣和探索未知科学的激情。

为了让学生结合生物医学前沿知识提升综合素质和创新创业能力，本教学团队基于科研分离获得的单链抗体，设计大综合实验让生物技术操作的上游、中游和下游技术有机统一，使得学生掌握从生物信息学分析到基因克隆、蛋白表达、分离纯化、鉴定分析及检测应用等连续性的操作技能，并增加一定的实验设计训练学生综合分析和解决问题的能力。经过两年的教学实践，学生整体反馈教学效果良好，笔者通过在线匿名问卷调查调研了学生对大综合实验教学的评价，共收到有效问卷102份，其中参与问卷调查的男生为43名、女生为59名，本文对问卷结果进行了总结分析和改进思考，为进一步优化教学内容和提高教学质量提供指导。

1学生对课程的认知

学生对开设综合性实验的认可度较高，75.49%的学生更喜欢综合性实验课，男生比例为81.40%，高于女生10.21%；仅有21.57%的学生更喜欢“一课一实验”的课程配套实验课，女生比例（25.42%）比男生高9.14%。与此同时，有87.25%的学生认为实验课应该与理论课在同一学期，这样有益于理论与实验的更好衔接和理解，表明同时学习理论及相关实验课能够起到相互促进的作用，也提示学生对知识的理解不够深入，所掌握的知识还需要进行巩固记忆。

对课程重要性的认识方面，“因为很有兴趣”的学生比例（40.20%）较“因为课程为专业实验操作课”（57.84%）的略低，其中有55.81%的男生表示很有兴趣，而女生则仅有28.81%；相对应的是71.19%的女生是“因为是专业实验操作课程”而认为重要，高于男生31.66%，这可能与喜欢理科的男生更多有关。81.37%的学生对学习目标的认识较明确，认为大综合实验在促进实验操作技能掌握的同时，能够进一步巩固自身的理论知识。同时，79.14%的学生认为该大综合实验对今后的学习、实习和工作有很大帮助。

2学生的课堂表现

在大综合实验第一次开课的时候，教学团队安排授课经验丰富的教师对实验整体设计、实验原理、知识体系、安全注意事项及实验操作要点进行集中讲解，以帮助学生回顾相关联的理论知识，并对大综合实验教学有较为全面系统的了解。调查结果显示，97.06%的学生认为有必要进行综合讲解，绝大部分学生希望在学习时有明确的学习目标。在教学内容的评价方面，69.61%的学生认为大综合实验有特色，有益于系统掌握生物技术的实验操作；还有29.41%的学生认为教学内容较合适，自己能够掌握基本的操作技术。其中，认为有特色的男生比例为74.42%，较女生比例（66.10%）高8.32%，表明男生对大综合实验的认可度更高。

大综合实验具有连贯性和延续性的特点，在操作过程中需要小组成员间的合作，个人的操作失误可能会影响小组的进度或结果，因而对授课教师的教学和学生的学习均提出了更高的要求。调查结果显示，98.04%的学生认为该课程培养了团队的协作能力，同时有51.96%的学生认为增加了学习压力。实验内容环环相扣，一次实验失败会影响后续的实验进展，使得82.35%的学生在操作过程中感觉有压力，而且有25.49%的学生会由此产生一些焦虑情绪。令人欣慰的是，96.08%的学生可以接受增加难度或压力，更有62.75%的学生会产生主动学习的动力。对于该实验课的总体评价，93.14%的学生达到喜欢程度，近一半的学生表示非常喜欢，说明大综合实验的开设符合学生对学习的期望。当然，男女生表现出一定的差异，非常喜欢该课程的男生比例（53.49%）高于女生（44.07%）。因此，在理科学习过程中男生总体上更具有潜力，女生则能够通过学习调整来被动适应课程的要求，表现出更强的耐力和毅力。

3学生的学习效果

生物技术大综合实验课程的实验报告要求学生提交综合性实验总结报告，50.00%的学生认为这种报告形式很好，可以训练系统的科研思维；41.18%的学生认为较好，在写实验报告时可复习一遍实验操作过程。男女生对于综合性实验报告的评价没有明显的差异，而且96.08%的学生认为有必要在每次实验课中做好实验记录。因此，学生一方面认识到实验记录的重要性，另一方面希望提升自己的综合能力。通过本实验课的教学，89.22%的学生认为增强了自身对生物技术专业的认识和兴趣。大部分学生认为大综合实验增强了对生物技术应用潜力的了解（70.59%）、提升了学习积极性和主动性（65.69%）、激发了科学实践的好奇心与探究精神（66.67%）、锻炼了自己的动手操作能力（68.63%）、对相关理论课程知识的理解更到位（52.94%），还有一部分学生认为通过该课程的学习更加懂得理论与实践相结合（47.06%）、团队成员合作（45.10%）以及实验操作小心谨慎（46.08%）的重要性。但是，男女生的学习收获情况存在一定的差异，76.74%男生认为该课程激发了自身参与科学实践的好奇心与探究精神，较女生比例高7.42%；而更多女生则表示更加懂得团队成员合作（52.54%）以及实验操作严谨的重要性（50.85%），较男生比例分别高17.66%和11.32%，提示男生的冒险精神更突出，而女生更加注重通过团队协作来完成任务。此外，仅有37.25%的学生认识到实验准备的重要性，其原因可能是只有一部分学生参与了实验准备，而且在实验准备过程中教师会对关键过程进行指导和把关，导致学生对实验准备的重要性认识不足。

对于课程成绩的构成，目前采用的是“综合成绩=60%的实验报告成绩+40%的平时成绩”，但更多学生认为应该提高平时成绩的占比，且男女生的意见较为一致。其中，51.96%的学生认为“40%的实验报告成绩+60%平时成绩”比较合理，27.45%的学生认为“50%的实验报告成绩+50%的平时成绩”较为合理，仅5.88%的学生认为需要增加实验报告成绩的占比。同时，绝大部分学生（97.06%）认为出勤应该作为平时成绩的构成，70%以上的学生还认为学习态度、实验操作、实验记录、团队协作和课堂纪律均应该纳入平时成绩的考核范疇。对于该实验课成绩构成的调查结果表明，大部分同学已认识到学习过程的重要性，也意识到学习的目的在于提升自己的综合实践能力。

4结语

“双一流”建设背景下，以国家战略需求为导向的一流人才培养是重要内容之一[2]。医学院校的生物技术专业将生命科学与基础医学相融合来培养生物医学交叉创新型人才，而课程建设是创新人才培养的核心。大综合实验教学是培养学生创新能力和综合素质的重要过程和有效途径，能够培养学生的团队合作意识，提升学生独立分析解决问题的能力[3]。科研反哺教学则能够把最新前沿成果转化为教学内容，可有效促进科研与教学协同育人的统一，激发学生的专业兴趣和学习积极性[4-6]。因此，基于科研成果开设层次高、系统性好、综合性强、与社会需求紧密联系的大综合实验，能够有效解决随堂开设的验证性实验教学长期存在的问题和短板，对于培养高质量的专业人才具有重要意义。

本教学团队基于科研成果设计的大综合实验涵盖生物技术上―中―下游，能够很好地将生物技术专业课程的知识串联形成系统性的知识体系。为了评价教学效果以及进一步优化教学设计，本文通过对学生的调查，发现大综合实验有效提高了学生的专业兴趣和学习积极性，锻炼了学生的动手操作能力，并激发了学生科学实践的好奇心与探究精神。与女生相比较，男生喜欢综合性实验课的比例高达81.40%，对大综合实验课的兴趣更大，也更认为其对今后的学习、实习和工作有帮助，提示男生喜欢理科的程度更高，生物技术专业的男生对于毕业后从事本专业工作的意愿更强烈。大综合实验对于提升女生对生物技术专业的认识和兴趣起到的作用更大，增强了女生对生物技术应用潜力的了解，但达到非常喜欢程度的女生比例仍较男生低9.42%。因此，对于理科专业，男生可能具有更高的认同感和一定的学习优势，在学习压力或难度增加时更能激发主动学习的积极性，而女生的耐力和毅力更强，可以通过团队合作或更加努力学习来适应更高的学习要求。与此同时，86.27%的学生乐意参加实验课的准备工作，89.22%的学生认为有必要设计2―3个不同的目的基因供大家自主选择，表明绝大部分学生参与实验操作的积极性很高，也有意尝试参与创新性实验内容。

总的来说，大综合实验的开设对于学生操作能力和综合素质的提高起到了积极的促进作用，但还需要进一步完善教学内容并优化教学设计，从而提高学生的参与度和自主创造性，培养出适应社会需求的高素质交叉创新型生物医学专业人才。

*通讯作者：胡祖权

基金项目：教育部产学合作协同育人项目（220501210164150）；贵州省高等学校教学内容和课程体系改革项目暨贵州医科大学教学改革研究项目重点项目（JG2022014）；贵州医科大学教学改革研究项目（JG201939）。

参考文献

[1]胡祖权，曾柱，王赟.生物医学高素质创新型人才培养模式探索与实践[J].教育教学论坛，2022（45）：83-86.

[2]李俊鹏，赵泓.“双一流”建设大学人才培养战略研究[J].西南交通大学学报（社会科学版），2022，23（1）：80-86.

[3]任燕萍，倪志勇，姚正培，等.《生物技术综合实验》实践教学课程体系的创新[J].教育教学论坛，2017（18）：178-179.

[4]高健.“双一流”背景下科研反哺教学助力拔尖计划人才培养[J].教育现代化，2020（67）：29-31.

[5]张俊玲，白志毅，陈立婧，等.“双一流”背景下科研反哺教学促创新人才培养的探索与实践[J].高教学刊，2022，8（9）：33-36.

[6]孙爱平，杨子善，赵铁锁，等.科研反哺教学——科研型案例在我校卓越班本科生免疫学讨论课中的应用初探[J].中国免疫学杂志， 2021，37（7）：875-878.