過程性評價在生物學實驗課程中的應(yīng)用實踐

王咸壽 馮秋芳 唐 敏 王小英 鄭 琳

海南醫(yī)學院 海南海口 571199

教育評價事關(guān)教育發(fā)展方向,有什么樣的評價指揮棒,就有什么樣的辦學導向。2020年10月,中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《深化新時代教育評價改革總體方案》明確指出:要改革學生評價,促進德智體美勞全面發(fā)展,要樹立科學成才觀念。堅持以德為先、能力為重、全面發(fā)展,堅持面向人人、因材施教、知行合一,堅決改變用分數(shù)給學生貼標簽的做法,創(chuàng)新德智體美勞過程性評價辦法,完善綜合素質(zhì)評價體系[1]。

《生物化學與分子生物學實驗》是我校醫(yī)學、藥學、護理學、生物學等眾多專業(yè)必修的實驗課程之一,對于考查學生對生物化學與分子生物學知識以及相關(guān)實驗技能的掌握程度具有重要的意義。其評價體系直接影響實驗教學質(zhì)量,但目前我校大部分實驗室實驗主要是通過實驗報告、考勤、考試三項加和來進行評分。這種評分方式存在考核形式單一、考試內(nèi)容和形式固化、學情的反饋與持續(xù)改進制度缺失等問題[2],導致學生的參與積極性不高,普遍存在做實驗不認真、照搬實驗書上的步驟等現(xiàn)象,學生在實驗過程中沒有自主思考,理論與實際脫節(jié),不利于學生掌握實驗技能,不利于對學生進行全面評價。因此在課程中引入過程性評價十分必要。

1 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”“五位一體”的過程性評價體系

美國芝加哥大學斯克瑞文于1967年首次提出過程性評價(formative evaluation)的概念,而后美國教育學家布魯姆將其引入教學領(lǐng)域,已逐漸成為現(xiàn)代教育重要的教學評價類型,其定義為:“過程性評價是師生在教學過程中所進行的一種教學反饋,由反饋信息對教學過程進行調(diào)節(jié),以改善學生的學習狀況而獲得預(yù)期的學習成果”[3-4]。過程性評價是教師和學生都參與教學的動態(tài)過程,更注重教學的變化和發(fā)展過程,強調(diào)師生之間的相互交流,并根據(jù)收集和反饋信息適當?shù)匦薷慕虒W內(nèi)容,進行必要補充[5-6]。

過程性評價在實驗教學中對實現(xiàn)“教與學相長”具有明顯優(yōu)勢:

(1)以評促教。在實驗課程中,實驗項目的開設(shè)通常都是相對獨立的,學生敷衍操作而錯過某一實驗項目,可能就失去了掌握某一種實驗技能的機會,因此,教師根據(jù)學生學情的及時反饋來及時調(diào)整教學行為以保證學習效果十分重要。

(2)以評促學。過程性評價關(guān)注的是整個學習的全過程。課前學生是否預(yù)習,預(yù)習效果如何是實驗課是否順利開展,學生是否能效率融入課堂的基礎(chǔ);課中通過隨堂測驗,考核學生對本節(jié)課知識的掌握程度;課后通過實驗報告的規(guī)范書寫、實驗結(jié)果進行科學探討,初步培養(yǎng)和訓練的邏輯歸納能力、綜合分析能力和文字表達能力。這些評價要點貫穿了整個學習的全過程,使學生在整個教學活動中都積極參與,更加注重全過程的學習,同時教師是從多維度給學生以有效評價,而非是簡單地以單一考核評價學生,這就加強了學生學習的積極性和主動性,提高了他們的學習興趣[7]。

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的來臨,“互聯(lián)網(wǎng)+教育”已成為教育新常態(tài),因其有著資源豐富、傳遞快速、反饋及時等優(yōu)勢,依托互聯(lián)網(wǎng)支持下的多元化、多維度的評價考核模式得到廣泛應(yīng)用[8]。本研究構(gòu)建的“五位一體”過程性評價,就是要利用手機客戶端和電腦平臺客戶端,不受空間時間的限制,利用碎片化的時間對學生進行考核,或者學生通過網(wǎng)絡(luò)進行各種自評、互評,或者通過電子實驗報告的批改反饋等,方便和科學性地進行評價,有利于教師實現(xiàn)“問題及時解決、反饋及時奏效”。

在借鑒國內(nèi)有關(guān)學者等研究成果基礎(chǔ)之上,結(jié)合我校的實際情況和課程特點,構(gòu)建了“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的“五位一體”過程性評價考核體系,并運用于“生物化學與分子生物學實驗”課程。其考核內(nèi)容及占總成績的百分比如下圖所示:

“五位一體”過程性評價體系考核內(nèi)容及占總成績百分比圖

2 該評價體系的實踐探索

我實驗室承擔的“生物化學與分子生物學實驗”共有“92實驗學時+18理論學時”,分為大二下學期和大三上學期兩個學期開課,共開設(shè)有18個實驗項目,涵蓋從生物化學中蛋白質(zhì)提取、分離純化、含量測定到分子生物學實驗分子克隆的基本操作。自2021年起,就對該課程進行了一系列的改革,依托超星學習通平臺搭建了線上課程,同時,實行了“五位一體”的過程性評價考核,對學生進行了課前—課中—課后的全方位考核,充分發(fā)揮學生自主學習的能力和積極性,有效地提高了教學效果。

2.1 預(yù)習測試

課前預(yù)習是高效率課堂教學的關(guān)鍵。為了能在預(yù)習過程中豐富學生的知識結(jié)構(gòu),除了教材上的實驗指導之外,我們還在“學習通”平臺上構(gòu)建了完善的預(yù)習資料庫,具體為包括所有實驗項目的教程、每一實驗所對應(yīng)的自制實驗操作視頻、試劑說明書、參考文獻等拓展資料等。為了檢驗學生的預(yù)習效果,還專門構(gòu)建了預(yù)習測試的習題庫,預(yù)習測試的內(nèi)容相對較為基礎(chǔ),主要考核要點為實驗?zāi)康?、簡單的實驗原理、前期學生應(yīng)該了解的與本實驗有關(guān)的操作技能。

課前一周左右,學生便可以使用學號登錄“學習通”平臺,點擊進入本門課程,觀看相關(guān)資料,觀看過程所產(chǎn)生的學習時長、章節(jié)任務(wù)點等以及紙質(zhì)的預(yù)習報告均會納入平時成績,作為預(yù)習測試成績組成的一部分。

正式上課的時候,利用5分鐘左右的時間,通過線上平臺發(fā)送設(shè)置好的試題,考核學生預(yù)習情況。學生通過手機端掃碼答題,同時教師登錄教室電腦,及時查看答題情況。根據(jù)學生答題情況進行點評講解。在這過程中,教師對于預(yù)習涉及的基礎(chǔ)知識少講甚至不講,主講重難點、注意事項以及進行實驗示教,充分高效地利用課堂時間,把實驗課時更多地給予學生去進行實驗操作。

2.2 隨堂測試

隨堂測試是檢測學生學習效果的必要手段。在過去兩年的實驗教學中,筆者陸續(xù)在實驗課程中進行隨堂測試,考核內(nèi)容既有實驗原理,也有儀器的現(xiàn)場操作使用等。從課程的問卷調(diào)查情況來看,學生反饋積極,2021—2022學年度的授課學生中有87%認為隨堂測試十分必要。隨堂測試能讓學生感受到學習被關(guān)注、所“學”即有所“獲”,學習注意力提高,課堂氛圍會更加活躍。依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),隨堂測試效率更高,學情能及時反饋,學情分析更加精準。同時在實驗課程中,隨堂測試內(nèi)容與手段更加豐富,既可以是“答題式”,也可以是“實操式”,還可以是“分組討論式”。

(1)答題式:適用于內(nèi)容多、操作復(fù)雜的實驗項目。例如:聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測蛋白質(zhì)分子大小。

(2)實操式:主要現(xiàn)場考查學生對于儀器的操作熟練程度,或者是對于某一實驗技能的熟悉程度。例如:分光光度計的使用、分子克隆中的轉(zhuǎn)化、涂布操作等。

(3)分組討論:學生分組,對實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)果等進行發(fā)言討論。在實驗過程中,由于學生操作的差異,經(jīng)常會出現(xiàn)非預(yù)期的實驗結(jié)果,教師可以引導學生對這一實驗結(jié)果進行討論分析。例如,在分子克隆實驗中,如何對空白對照、陽性對照、陰性對照、實驗組平板上的菌落進行分析討論等。

2.3 實驗報告

書寫內(nèi)容包括目的、原理、實驗步驟、實驗結(jié)果、討論分析等,主要考查步驟及結(jié)果的真實性、數(shù)據(jù)處理的準確性、語言表達的科學嚴謹邏輯性、報告書寫的規(guī)范性。應(yīng)做到“內(nèi)容完整、條理清楚、數(shù)據(jù)準確、討論嚴謹”。

具體而言:(1)實驗的原理和步驟部分,我們鼓勵學生吸收消化所學,利用流程圖的形式再現(xiàn),而非把教材上內(nèi)容再抄寫一遍。同時考查學生是否如實記錄實驗過程。特別是在具體實驗中,某些試劑/樣品的用量往往與實驗指導不一致的時候。例如,在分子克隆中的載體與片段連接的實驗中,DNA的加入量需要學生根據(jù)上一步實驗結(jié)果進行計算。(2)實驗結(jié)果部分,如果有具體測量數(shù)值的,我們要求學生根據(jù)實驗結(jié)果,將數(shù)據(jù)進行匯總處理,得出相關(guān)數(shù)據(jù),以圖表的形式打印在報告本上。例如,在雙縮脲法測定總蛋白質(zhì)含量的實驗中,就要求學生利用Excel以三線表的形式記錄測量的吸光值、各管的蛋白濃度等,并以之繪制標準曲線圖,再根據(jù)標準曲線計算出最后的結(jié)果。另外,還有部分實驗的結(jié)果為電泳圖、平板菌落等,就要求學生拍照、粘貼圖片、標記圖片的時候要規(guī)范,一切以科研論文的標準為具體要求。(3)在討論分析部分,考查的是學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,要求學生綜合分析實驗結(jié)果,根據(jù)實驗原理提出改善現(xiàn)有條件或?qū)ふ倚碌姆椒ǜ倪M的建議和對策;或是對本次實驗得出的相關(guān)結(jié)論做出總結(jié)并做出評價,評價可以從總體上,也可以從某些細節(jié)上來進行評價,并分析其中的利弊關(guān)系;或是對所做實驗提出自己粗淺的見解,提出相應(yīng)建議。

2.4 設(shè)計性實驗

設(shè)計性實驗培養(yǎng)學生自己查閱文獻、梳理原理,設(shè)計實驗的科研思維和解決問題的能力。其教學流程安排如下:學生分組→布置題目→查閱文獻→設(shè)計方案→教師指導→修改完善→實驗實施→提交實驗日志和實驗報告→學生PPT成果匯報展示→打分及講評。在過去兩年的實踐中,我們已形成較為完整的帶教經(jīng)驗。設(shè)計性實驗一般安排在實驗課程的最后階段,作為學生對于整門課程的一次總結(jié)和凝練升華,共安排22學時,其中2學時用于學生最后匯報總結(jié)。在授課前一個月左右時間,對學生進行分組,一般為4人/組,同時給學生布置相應(yīng)的題目。目前實驗室建立了設(shè)計性實驗項目庫,庫內(nèi)成熟的實驗項目有11個,每學期根據(jù)學情從庫中選取,盡可能做到每學期項目不一樣,每組之間項目也不一樣,防止學生之間相互借鑒。

以2022年秋季學期開展的《植物源性超氧化物歧化酶(SOD)的提取、分離純化及其生物學研究》為例,學生需要通過查閱文獻,了解SOD的概念、分類、分布、結(jié)構(gòu)、反應(yīng)機理、測定方法等,并且從中選取合適的實驗方法,設(shè)計恰當?shù)膶嶒灹鞒?并形成實驗方案提交給帶教教師,經(jīng)過教師指導修改,最終形成具有可行性的實驗設(shè)計。在一般的基礎(chǔ)性實驗中,學生實驗所需的試劑往往都是由實驗室統(tǒng)一提供,學生不關(guān)注試劑的組分構(gòu)成、濃度、pH值等具體信息,也缺少動手配制試劑的經(jīng)驗。但在設(shè)計性實驗中這一點得到了彌補,實驗實施階段,學生根據(jù)所需的量,自己動手配制各類試劑,學生才算是真正深入?yún)⑴c到一個科學實驗的全過程,而試劑配制是否正確又直接關(guān)系著實驗是否能順利進行。學生根據(jù)制定好的實驗流程進行實驗操作,實驗結(jié)束后,每組學生分別就整個實驗進行一個系統(tǒng)的匯報展示。在整個設(shè)計性實驗中,貫徹以學生為主導的思想,教師作為輔助,為了能在實驗中對學生進行全過程考核,制定了設(shè)計性實驗評價標準(見表1),包括實驗設(shè)計、課堂表現(xiàn)、實驗操作、實驗報告、匯報展示等5個一級指標,考查學生查閱文獻的能力、整體課堂表現(xiàn)、實驗中的協(xié)作精神、實操能力、實驗報告的規(guī)范性、匯報的表達能力、回答問題的準確性等。

表1 設(shè)計性實驗考核評價標準

2.5 期末考試

本課程的所有理論教學和實驗教學結(jié)束之后,將組織一次期末考試。采用紙筆形式與實驗考核相結(jié)合的形式進行,其分數(shù)權(quán)重各占50%。試題偏向于實驗原理的理解、實驗技能的掌握,每一位學生都需要從試題庫中抽題,作答完紙面試題之后再進行實驗操作。例如,考查電泳相關(guān)技術(shù)的題目設(shè)置為:書面形式:請簡述SDS-PAGE電泳中的濃縮效應(yīng)。實驗考核:請制備濃度為10%的分離膠。通過學生的回答及操作,可以檢驗學生對相關(guān)知識和技能的掌握是否牢固。

3 教學效果

為了評價“五位一體”過程性評價在“生物化學與分子生物學實驗”中的應(yīng)用效果,筆者對2019、2020級生物技術(shù)本科班的共92名學生進行了問卷調(diào)查,共回收89份答卷,具體結(jié)果見表2。在對過程性評價體系的滿意程度上,61.80%的同學非常滿意,另有35.96%的同學滿意,2.25%同學認為一般。據(jù)了解,是有同學認為過程性評價中包含了五個部分,特別是在預(yù)習階段所需要學習的資料、視頻較多,壓力較大,因此可能會加重某些基礎(chǔ)不好的同學的負擔,因此我們后期也會精簡一些項目。對于預(yù)習等線上教學資源的滿意程度上,57.30%的同學非常滿意,另有38.20%的同學表示滿意,4.49%的同學認為一般,大部分同學表示線上教學資源豐富,特別是實驗室自拍的實驗操作視頻對于理解掌握實驗技能有很大幫助,也有同學認為拓展資料較多較雜,學習強度較大。對設(shè)計性實驗的滿意程度來看,69.66%的同學非常滿意,認為設(shè)計性實驗?zāi)馨阉鶎W的實驗技能融會貫通,是很好的方式,不滿意的同學表示分組之后缺少教師直接帶教,動手的機會不均等,學習體檢不佳。在隨堂測試以及期末考核的認可程度來看,90%以上的同學均認可這種考核方式,認為能加強知識的理解與記憶;認為一般的同學則是認為期末考核的時候抽題考核具有隨機性,可能會抽到自己不熟悉的內(nèi)容。總體而言,學生對過程性評價的滿意度較高,并希望能在今后的實驗教學中繼續(xù)使用。

表2 學生對過程性評價的效果滿意度調(diào)查

結(jié)語

本研究適應(yīng)我國評價體系的改革趨勢,結(jié)合我校的實際情況,以“生物化學與分子生物學實驗”課程為載體,依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),借助學習通、問卷星等平臺開展了包含“預(yù)習、隨堂測試、實驗報告、設(shè)計性實驗、期末考核”五個環(huán)節(jié)的過程性評價。強調(diào)了對學生課前、課中和課后各環(huán)節(jié)的全過程考核,注重平時的學習與考查,增強了學生的學習積極性和獲得感,有力提高了學生的學習成效,這種方式對其他課程具有一定參考意義。