一流课程建设背景下地方高师院校生物化学实验教学现状调查与分析——基于本科生的视角

金艳霞,肖子儒,吴晓龙,曹朗,张新潮,王卫东

(湖北师范大学 生命科学学院生物学国家级实验教学示范中心,湖北 黄石 435002)

0 引言

2018年8月《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》(教高〔2019〕8号)提出,建设适应新时代要求的一流本科课程,即建设课堂教学目标明确,教学准备充分,教学内容前沿,教学方法灵活,教学过程实效,师生互动研讨,融知识、能力与素养于一体,具有“高阶性、创新性、挑战度”特征的“金课”[1]。生命科学是以实验为基础的自然科学,实验课程承担着培养学生实验技能以及创新能力的核心职能。生物化学实验课程是生命科学类专业课程体系的重要组成部分。随着实验教学改革的不断深入,该课程不仅仅是生物化学理论课程的延伸与补充,更是在理论知识学习之后,培养学生能自主发现问题、提出问题、设计实验、验证实验和解决问题的一个重要实践环节,对于培养学生的实践动手能力、提升创新思维能力、提高综合科学素质、促进学生全面发展具有重要作用[2]。

大部分地方高校生物化学实验课程教学内容比较固定,课堂教学形式单一,学生按照教师既定的实验方案完成步骤,只是“依葫芦画瓢”,缺少创新性,而且仅仅以实验报告完成情况或者期末考试成绩作为单一考核方式[3],这种低阶、陈旧的生物化学实验课程教学模式已经无法满足新时代金课建设和人才培养的要求。

在当前一流课程建设背景下,为探索和优化生物化学实验课程教学模式、更新教学内容、提升课程建设质量,本研究立足于地方高校的实际需求,结合湖北师范大学生命科学类专业特点,基于本科生的视角,对生物化学实验课程教学进行了满意度和现状调查分析,并针对课程建设及课程教学改革相关问题提出了一些建议。

1 研究目的和方法

为进一步了解地方高师院校生物化学实验课程教与学现状,针对学生课前预习情况、课堂表现情况、教师课程教学内容和方式以及考核方式四个方面设计了问卷。

调查对象为湖北师范大学生命科学学院本科生,共发放问卷200份,回收200份,其中191份为有效问卷,有效率为96.46%.191份有效问卷中,男生60人,女生131人;生物科学专业122份(占63.87%),生物技术专业51份(占26.70%),其他生物相关专业共18份(占9.42%);2019级学生(大三)119份(占62.30%),2018级学生(大四)52份(占27.23%),已毕业学生20份(占10.47%)。

所有的数据统计用Microsoft Excel 2019和GraphPadPrism 8.0版软件分析。

2 调查结果和分析

2.1 对实验教学内容的调查与分析

对于目前设置的生物化学实验类型,分别有27.75%、40.31%、31.94%的同学偏好基础性实验、开放性实验和综合设计性实验(图1A)。绝大多数(96%)同学认为课程内容安排合理,其中认为很合理、合理、比较合理的同学分别占9.95%、49.21%和37.17%(图1B)。对于实验内容掌握情况的调查发现,掌握80%以上教学内容的同学占15.18%,掌握50%～80%教学内容的同学占55.50%,掌握30%～50%教学内容和30%以下教学内容的分别占26.70%、2.62%(图1C)。有72.77%的同学能掌握实验操作,可独立完成实验,仍有3.66%的同学完全不能动手实验(图1D)。绝大多数学生认为实验课程能帮助对理论知识的理解,其中有42.88%的学生认为帮助很大,54.92%的学生认为有一定帮助(图1E)。对于目前实验课程内容设置,同学们都认为提升了自己的基本实验素养和动手能力,提高了分析问题和解决问题的能力,以及能更好理解日常生活相关知识的原理(图1F)。

图1 实验教学内容现状调查与分析

2.2 对实验教学环节与教学方式的调查与分析

2.2.1 学生课前预习情况 在实验操作之前对实验原理、实验过程、注意事项等有基本的了解,才能在实验课堂上真正做到理论和实践相结合。若不重视课前预习,学生实验操作过程稍有不慎,可能达不到预期实验效果,甚至损坏实验仪器或出现人身安全事故,抑或只顾跟着老师和同学们操作,没有理解实验目的和原理,教学目标难以有效达成。调查结果显示,有65.45%的同学利用教师提供的课件进行了预习,但也有14.14%的同学不预习(图2A);在预习的过程中有38.74%的同学会将问题保留到实验课上解决,也有45.03%学生通过查阅资料或咨询老师解决预习过程中遇到的问题(图2B);约95%的同学希望教师通过给予视频资料、强调重点和思考题等形式来辅助预习(图2C)。

图2 学生课前预习现状调查与分析

2.2.2 学生课堂表现和教学活动 学生课堂表现是衡量课程教学效果的一个重要评价指标。对学生课堂表现和教学活动的调查结果如图3所示。92.14%的学生认可记录实验现象和结果是有必要的,仅有6.28%同学感到无所谓,1.57%的同学觉得没必要(图3A)。绝大多数同学在实验中遇到问题时都会主动解决,其中65.97%的同学通过直接向老师请教解决,27.23%的同学更偏向于自行查询资料解决。少部分同学不予理会(4.19%)或编造数据(2.62%)来完成实验(图3B)。大部分学生在课堂上以合作形式(62.83%)或者独立形式(26.27%)完成实验,少部分学生(6.81%)以观看他人实验的方式完成课程,极少部分学生(2.09%)无所事事(图3C),表明少部分学生还需要养成记录实验现象和结果的良好习惯。绝大多数同学认为教师在课堂上提问的方式对学习本课程有积极作用,其中有42.41%的学生认为课堂提问可以加深自己对知识的理解、32.46%的学生认为课堂提问可以帮助自己复习和记忆知识点、19.37%的学生认为课堂提问可以加强对知识的巩固,仅有5.76%的学生认为课堂提问没有什么作用(图3D)。有67.02%的学生偏好的实验教学模式是教师讲解实验目的、原理和步骤,然后学生根据给定的步骤进行实验,课后完成实验报告;有31.94%的学生偏好给定实验材料和目的,学生自行探索,教师提供帮助和指导,实验后进行分析总结并完成实验报告;但有1.05%的同学希望不做实验、靠教师演示实验过程即可(图3E)。对于实验教学模式的调查发现,多数同学希望在课程中增加实验拓展内容或生活案例以及增加教师示范操作(图3F)。

图3 对学生课堂表现情况和教学活动的调查与分析

2.2.3 学生课后学习情况 课后学习既可以衡量学生通过自主学习提升知识巩固的能力,也可以训练学生自主学习能力和创新思维能力。调查结果如图4所示,绝大多数学生(92%)拥有课后复习的习惯、自主学习消化,但是每次课后都会进行复习以及经常复习的学生占比不高,分别占4%和20%(图4A);大多数学生(72.77%)可以独立完成实验报告,抄写网上实验报告和参考其他同学实验报告的学生分别占6.28%、20.94%(图4B)。

图4 对学生课后学习情况的调查与分析

2.3 对实验教学考核方式的调查与分析

考核方式是重要的课程评价指标之一。如何选择合理的考核方式来科学评估学生的学习情况和综合能力水平,是教学工作中要考虑的一个重要关键点。对我校生化实验课程考核方式的调查情况如图5所示,59.16%的学生对当前闭卷笔试的考核形式表示满意,其中非常满意的占10.47%、满意的占48.69%,还有32.98%的学生表示满意度一般,7.86%的学生表示不满意(图5A);对于考核方式的偏好较为平均,偏好平时操作和期末考试并重、偏重平时成绩、希望期末考试除笔试外增设操作考试以及期末考核采用独立综合实验形式进行考核的分别占21.47%、35.08%、30.37%、13.09%(图5B)。

图5 对实验教学考核方式的调查与分析

3 讨论

作为生命科学类专业的重要基础课程,生物化学实验课程对于学生的操作能力、独立思考能力和实践创新能力培养有重要影响[4]。本次基于本科生视角对地方高师院校生物化学实验课程的调查结果显示,现阶段的生物化学实验课程教学虽然有助于大部分学生学习和理解理论知识,但与建设高质量一流课程、培养新时代创新性人才的目标仍有一定差距。围绕生物化学实验课程教学内容、教学模式与方法以及考核评价等方面,学生们也提出了相关改革建议(图6)。

图6 学生对生物化学实验课程教学改革的建议

教学内容方面:在生物化学实验课程教学过程中,应进一步丰富课堂教学内容,融入课程思政元素,并将生活生产实践、最新科研成果和前沿进展融入课堂教学中,有效激发学生的学习兴趣。有研究表明,科研反哺教学在生物化学开放性实验教学中效果很好,可实现师生双赢[5]。

教学模式与方法方面:搭建生物化学实验课程线上学习平台或利用国家已有的线上教学平台资源,构建线上线下混合式的教学模式。自建线上学习资源可以是以需要学习的知识点或者实验技能为中心所引申的生活生产资料、课内外实践资料、实验操作相关视频资料、知识点相关的论文资料等;也可以利用国家已有的线上示范性教学平台包括国家虚拟仿真实验平台、高等教育出版社数字课程云平台(ICC)、中国大学MOOC平台等。上述平台提供了丰富多样、个性化的生物化学实验学习资源。通过线上线下混合式教学,可充分发挥学生学习的主观能动性[6]。调查结果还显示,部分学生的实验素养有待提升。因此,在生物化学实验教学过程中,指导教师要关注学生课前、课中和课后的学习状态,这不仅有利于解决学生在预习或者实验过程中遇到的问题,帮助学生提升分析和解决问题的能力,更有利于学生良好学习习惯和实验素养的养成。课前通过布置预习任务并检查反馈来驱动。课中一方面应强调、督促学生及时观察实验现象并记录实验结果,另一方面强化与学生的提问互动环节,及时评价与指导,通过全面、多维度的互动来加强学生对知识的理解和消化,不仅有利于提高实验的成功率,更可以增强学生学习的信心。当然,互动环节不必拘泥于“师问生答”的常规模式,可以适当增加“生问生答、教师点拨”的环节。课后强调实验报告的撰写、结果分析与讨论的规范等。

考核评价方面:多元化考核方式改革可以以现有的闭卷笔试考核为基础,增加实验操作考核环节,加大开放性实验的比重,增设综合设计实验等,从不同维度考核、综合评价学生,这有利于“以学生为中心,以产出导向,持续改进”的生物化学实验课程教学质量提升[7]。

4 小结

“双一流”建设是人才培养和高等教育内涵式发展的基石,也对本科教学提出了更高的质量要求。生物化学实验是生命科学类专业的基础课程,不断推进本课程改革创新是一流课程建设的必然要求。优化教学内容,融入课程思政元素,重塑多元化教学模式和创新考核评价方式,增强学生求知欲和主观能动性,需要在今后的教学过程中持续改进。