基于“超星学习通”的混合式教学模式探析——以“生物化学实验”为例

梅双喜，梅辉，黄芳一，彭玲，向乾坤，夏光辉

（武汉生物工程学院生物学实验教学示范中心，湖北武汉430415）

实验教学是通过实验操作将理论与实际相结合，提高学生的综合实践能力，培养学生的科学探究精神，塑造学生创新思维的有效途径之一。“生物化学实验”课是生物化学理论教学的重要补充环节，在教学中占据着重要地位，它使学生在课程学习中掌握基本实验技术，理解相关的基础理论知识，培养学生的独立思考能力和动手实践能力，有利于日后科研和实际工作的开展。

近年来，许多国内高校越来越重视线上课程教学，特别是线上线下理论课程混合式教学模式的改革越来越多。如邹燕等混合式教学模式的设计与实践研究，马伟伟等工程制图混合式教学模式设计等。但是利用网络线上实验教学改革相对较少，主要体现在实验课受实验场地、仪器设备、试剂耗材等的限制，再加上2020年上半年受疫情影响，大多数实验课无法开展，学生只能通过网络观看视频。因此，线上线下混合式实验教学改革势在必行。将现场实验的线下教学和利用网络的线上课程相结合，取长补短，让学生主动参与学习，对课程学习充满激情，使学习变被动为主动，利于新时代的实验教学。新的课程考核体系大幅增加了平时考核（包括线上成绩）的比重，有效防止了期末考试“一考定终身”的情况，可以更真实地反映学生的学习情况。

1 传统“生物化学实验”教学现状

1.1 教师教学方法死板，手段落后，教学模式单一

“生物化学实验”是以生化技术为基础的实践操作课程，其实验技术涵盖了最常用的生物化学领域，如分光光度技术、电泳技术、离心技术、层析技术，同时还包括生物大分子的分离纯化技术等。生化实验教学内容就是围绕着这些实验技术设立的。以生物工程本科专业为例，“生物化学实验”一共有32学时，2学分，周学时2，其中验证性实验10个，20学时；综合性实验3个，6学时；设计性实验3个，6学时。验证性实验占到实验总学时的62.5%。同时，由于课程安排的时间相对比较固定，每周每个班实验课2学时，学生没有太多时间来设计实验方案，只能由指导教师提前黑板板书，课堂上大概用20～30 min讲解实验项目的原理、步骤、注意事项等，并简单演示实验操作。然后学生按照板书步骤完成实验并撰写实验报告。在整个实验教学过程中，学生基本不用思考就能按照要求完成实验，限制了学生自主学习、独立思考的能力，违背了实验教学的目的和初衷。同时，由于周学时的限制，综合性实验和设计性实验不能在一次课完成，学生实验不能形成整体性、连续性，很难达到预期的效果。

1.2 学生学习动力不足，学习效果不佳

学生在实验课前没有主动预习的习惯，即使少数学生预习，内容也仅仅局限于《“生物化学实验”指导书》，学生只能依靠静态文字去熟悉实验过程，十分枯燥，印象不深，且设备的使用和注意事项很难通过文字说明来理解。预习资料单一，学生也懒于主动查阅更多的资料，更不愿自主思考并进行实验设计。实验课程考核标准中缺少对预习实验报告的考核要求，导致学生觉得预习实验报告可有可无，即使不完成预习报告对总评成绩也没有任何影响。教师只是依据预习报告的书写情况了解学生的预习情况，没有制定明确的考核要求与评分标准，导致学生轻视实验教学，课前准备不足，课上只凭借短暂记忆和教师课前讲解进行复制操作。

1.3 重形式轻过程，考核评价信度差

传统的“生物化学实验”课程考核评价方法少，侧重于对实验结果的考核。考核标准：平时成绩70%（其中包括考勤20%+实验报告40%+课堂表现10%）+期末操作考核30%，平时成绩中实验报告和考勤占比较高，教师仅根据学生平时的出勤情况、课堂上是否动手操作、实验报告的完成情况以及期末操作考核给予课程成绩，考核方式单一，过程简单，部分实验报告存在低水平的抄袭，甚至少数个别学生课堂上不做实验或者不上课，但实验报告写得非常完美，依然可以得高分的现象出现；课堂表现评价没有量化的标准，仅凭任课教师的印象打分，缺乏考核支撑材料以及公平公正性。客观上造成学生不重视实验教学，难以发挥实验教学在培养学生实际动手操作能力、综合实践能力中的作用。

“生物化学实验”最终考核支撑材料就是一本记分册和学生的实验报告，支撑材料相对单一。对于实验过程中的结果及现象记录仅凭一本实验报告，文字描述枯燥单一，不能直观地展示实验现象，尤其是颜色、状态等现象描述，缺乏直观性，由于个体差异，每个人对颜色的敏感程度不一样，所以导致描述的现象也五花八门，无据可查。

2 “生物化学实验”混合式教学的探索

基于“超星学习通”的混合式教学模式如图1。课前教师通过“超星学习通”发布线上学习资源及课前预习任务，学生根据教师发布的学习任务，自主完成预习并查阅资料，为线下面授课程设计实验方案作准备。课中教师根据学生线上学习效果及提出的疑问进行针对性的指导并解答，同时发布线上线下学习任务及要求。学生根据教师提出的实验方案改进意见进行方案的优化并开展实验，完成并提交线上线下学习任务。课后教师根据学生线上线下完成任务的情况进行批改并点评，学生根据教师提出的批改意见进行修改并巩固学习。

图1 基于“超星学习通”的混合式教学模式图

2.1 利用“学习通”线上资源进行课前预习

课前预习在实验教学中十分重要，而大多数实验课忽视了预习这个环节。在预习过程中可以让学生熟悉实验原理、实验步骤以及实验中应该注意的问题，做到有备无患。实验教师将实验项目所涉及的实验原理、实验设备使用、实验操作以及注意事项等制作成ppt，录制小视频或者利用网络平台上相关视频资源上传到“超星学习通”，并以任课老师为单位建立课堂，让学生加入到相应的课堂中。在实验课之前，老师可以通过“超星学习通”发布预习任务，学生即可在“超星学习通”全面了解实验设备的使用，实验主要操作技术等，可以不受场地、时间的限制进行自主预习，完成预习的同学可获得相应的预习考核分值。为了达到更好的预习效果，也可以采用线上互动式预习，学生在完成“超星学习通”预习资源后，必须完成老师预先发布的题目（主要是以客观题的形式），目的就是检查学生是否完成预习任务。同时学生还可以通过“超星学习通”聊天工具向老师提出自己的疑问，老师在“学习通”或者课堂上对学生提出的问题进行解答，能够很好地完成师生之间的互动。

2.2 “学习通”平台课程体系的构建与设计

线下实验教学不断更新实验内容，减少验证性实验内容，增加综合性、创新性、趣味性、设计性实验项目比例。对于比较常规、经典的验证性实验项目，可以让学生通过线上网络资源学习，根据网络学习自主设计相关实验方法的应用性实验，比如蛋白质等电点测定，学生通过线上学习可以自己查阅资料设计相关等电点沉淀法提取蛋白质的实验，并拟定实验方案，撰写预习实验报告，在“学习通”完成老师布置的预习任务。课堂上即可以自己拟定实验方案，提高了学生独立思考问题的能力以及学习积极性，同时也培养了学生分析问题、解决问题的能力，对线上教学是一个很好的补充。

同时也鼓励学生以兴趣小组的形式开展专业技能实训第二课堂，由教师提供相关专业技能实训方向和内容，学生根据兴趣选择相关的内容查阅资料。拟定实验方案由教师审核通过后学生方可进入实验室开展相关专业技能训练，全程由学生自己完成，老师只是起指导作用。学生按要求完成实验后可以得到相应的劳动技能学分，为培养学生创新能力和良好的科研素养奠定了基础，同时也提高了学生的学习兴趣。

2.3 结合线上课程考核，优化考核评价体系

利用“超星学习通”以及线下考核方式共同管理学生的总评成绩，具体考核方式：平时成绩70%+期末考核30%，其中平时成绩包括：考勤10%+实验报告30%（线上预习测验10%+线下实验报告20%）+“超星学习通”线上章节作业15%+“超星学习通”线上实验结果15%。期末考核包括实验操作技能20%+“超星学习通”线上理论考核10%。这种考核方式大大避免了印象分、感情分，使考核成绩更加公平、公正、合理。

线上实验结果的上传提高了学生的动手能力，课堂上如果不动手做实验，线上实验结果的图片无法上传，也得不到相应的考核分值。同时也端正了学生做实验的态度，部分学生为了应付完成实验，不追求实验结果的准确性，敷衍了事，要么实验结果错误，要么根本就没有完成实验。采取这种线上上传实验结果的考核方式后，学生为了得到应有的分值，实验操作过程非常认真，也善于思考问题、分析问题，而不是照着实验步骤机械地完成实验，实验态度明显端正了，也非常在意实验结果的准确性，甚至失败了还会重新做，大大提高了学生的实验操作能力和独立思考问题的能力，学生的实验参与度明显提高了，杜绝了坐享其成抄袭其他同学实验结果的现象。线上实验结果上传采取教师评价和组间互评的评分方式，避免了同学之间互相包庇打感情分的现象，同时也使组与组之间对实验结果有个比较的过程，寻找差距，知己知彼，活跃了课堂气氛，提高了学生分析问题、解决问题的能力。

线上章节作业主要是本章节的实验原理、实验方法、实验现象及结果分析的总结提练，以及课堂上老师讲授的知识和延伸，以客观题为主，每次下课前5 min发布当天的线上作业，提醒学生按时完成，加深对重点知识的理解与巩固。

期末操作考核分必考项目和选考项目，必考项目是每个学生必须单独完成老师指定的仪器设备操作使用，选考项目是根据抽签来决定考核项目，这种抽签方式避免学生在考试之前“临时抱佛脚”，同时也避免了学生只掌握固定的考核项目，所有的考核项目学生必须都要掌握，考查学生独立完成实验的能力，包括能否独立正确使用实验仪器设备，能否仔细观察并详细记录实验现象，避免了滥竽充数。综合近两年“生物化学实验”采用的混合式教学模式前后期末总评成绩各分数段人数占比，统计结果如图2。

图2 混合式教学模式前后期末总评成绩各分数段对比图

由图2可以看出，在采用混合式教学模式前，各分数段成绩不成正态分布，优秀率和良好率（80～100分）占比较少，其主要原因是学生自主学习能力太差，缺乏独立思考问题的习惯，只是机械性地按照实验步骤完成实验，撰写实验报告，课后没有认真总结归纳，知识点和实验操作技能掌握不够牢固，再加上考核评价体系不够完善，量化机制不够透明，对学生的约束性差。在采用线上线下混合式教学模式后，各分数段成绩成正态分布，优秀率、良好率（80～100分）明显提高，没有不及格情况出现。综合分析其主要原因，线上课程资源的发布及考核评价体系的细化，促使学生养成课前预习和独立思考问题的习惯，第二课堂的开展和线上考核方式比例的加大，提高了学生的学习兴趣、自主学习能力和动手能力，避免了不动手做实验，只要认真撰写实验报告也能得高分的现象发生。考核方式更加透明细化，成绩更加公平合理，大大提高了学习效果。

利用“超星学习通”辅助管理学生考核成绩，可以有据可查。每次实验都有相应的实验结果或者实验现象，课后教师根据学生上传的图片进行评分和分析，避免了课堂上由于学生太多、时间有限等限制使得教师无法一一指导分析。学生根据教师和组间的评价撰写实验结果并分析原因，更加直观公平。

3 结束语

混合式实验教学模式和考核体系大大弥补了传统线下实验教学的不足，提高了学生自主学习和独立思考问题的能力，显著提升了“生物化学实验”课程的教学效果，同时也使实验教学的考核方式更加公平公正，避免了感情分。但是对于教学过程中如何调动学生的学习积极性，提高学生的成绩还有待进一步研究和探索，力争将“生物化学实验”课程打造成“线上线下混合式金课”。