朱婷玉,張暉,章文偉,葉德舉,李金波,謝然
南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,南京 210023
近年來,化學(xué)學(xué)科發(fā)生了巨大的變化,其研究范圍和內(nèi)涵正在急速豐富和拓展,出現(xiàn)了許多全新的研究領(lǐng)域、研究手段和方法。化學(xué)與生命科學(xué)研究領(lǐng)域的交叉是目前蓬勃發(fā)展的研究領(lǐng)域之一[1-4],化學(xué)生物學(xué)的科研進(jìn)展為教學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了更多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目轉(zhuǎn)化可能,實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與前沿知識(shí)聯(lián)系愈發(fā)緊密[5-7]?;瘜W(xué)生物學(xué)的學(xué)科發(fā)展也離不開化學(xué)生物學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng),北京大學(xué)于2000年在國(guó)內(nèi)率先成立了化學(xué)生物學(xué)系,清華大學(xué)也于2003年設(shè)立了化學(xué)生物學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)班,南京大學(xué)于2018年成立化學(xué)生物學(xué)學(xué)科,2019年開設(shè)化學(xué)生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)課程。該課程是在化學(xué)一級(jí)學(xué)科層面上針對(duì)高年級(jí)本科生開設(shè)的一門由科研成果轉(zhuǎn)化而成、涵蓋化學(xué)生物學(xué)基本內(nèi)容的綜合性實(shí)驗(yàn)課程。課程旨在進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的化學(xué)與生物基礎(chǔ)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能,綜合學(xué)習(xí)和應(yīng)用包括合成、分離、結(jié)構(gòu)表征、理化性能測(cè)試、細(xì)菌及細(xì)胞培養(yǎng)等化學(xué)生物學(xué)經(jīng)典技術(shù)在內(nèi)的多種實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法,從而促進(jìn)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和綜合素質(zhì)的全面提高。
傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生基本技能、基礎(chǔ)知識(shí)、基本能力方面發(fā)揮了重要作用,但存在以下局限性:教學(xué)時(shí)間和空間受限,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)際科研存在脫節(jié),驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)偏多等[8,9]。與此同時(shí),新時(shí)代學(xué)生思想多元化明顯,習(xí)慣網(wǎng)絡(luò)社交,適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。同時(shí)受疫情影響,線上教學(xué)呈現(xiàn)井噴式發(fā)展[10-13]。以上因素表明,后疫情時(shí)代充分利用線上線下混合式教學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程管理,是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必由之路?;诖?,本文以“基于生物正交反應(yīng)的蛋白質(zhì)標(biāo)記”為例,探索了基于模塊化的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)及線上線下混合式-六環(huán)節(jié)教學(xué)模式,設(shè)計(jì)構(gòu)建了模塊化的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,利用優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源和平臺(tái),耦合在線資源與線下教學(xué),聯(lián)通課堂內(nèi)外,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)不受時(shí)間和空間限制。實(shí)踐結(jié)果表明,師生參與度較高及教學(xué)反饋結(jié)果優(yōu)秀,能夠達(dá)成實(shí)驗(yàn)課程目的,提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
化學(xué)生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)課程共開設(shè)1次緒論課、1次“科研論文寫作方法介紹及分析測(cè)試儀器培訓(xùn)”講座、1個(gè)線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和5個(gè)線下綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。為了保證實(shí)驗(yàn)可操作性和實(shí)驗(yàn)教學(xué)安全,滿足教學(xué)時(shí)間安排,符合教學(xué)實(shí)驗(yàn)教授新知識(shí)、新技術(shù)的要求,我們選擇合適的時(shí)間節(jié)點(diǎn),提煉基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)和技術(shù),分模塊覆蓋知識(shí)點(diǎn),將操作步驟連續(xù)性強(qiáng)的科研實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為總時(shí)長(zhǎng)24小時(shí)(每次8小時(shí),分三次課進(jìn)行)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本覆蓋了化學(xué)生物學(xué)近年來的經(jīng)典代表性方法,結(jié)合線上線下混合式-六環(huán)節(jié)教學(xué)模式,幫助學(xué)生掌握利用化學(xué)工具解決生物學(xué)問題的研究方法與技術(shù),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和基本科研素養(yǎng),為后續(xù)開展科研活動(dòng)打下良好的基礎(chǔ)。
以“基于生物正交反應(yīng)的蛋白質(zhì)標(biāo)記”實(shí)驗(yàn)(5個(gè)線下綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之一)為例。生物正交反應(yīng)是指能夠在活細(xì)胞或組織中發(fā)生且不干擾生物自身生理活動(dòng)的一類化學(xué)反應(yīng),是化學(xué)生物學(xué)研究領(lǐng)域中的經(jīng)典反應(yīng),也是科學(xué)研究的重要工具[14,15]?!盎谏镎环磻?yīng)的蛋白質(zhì)標(biāo)記”實(shí)驗(yàn)按照蛋白質(zhì)修飾、膠內(nèi)熒光成像、蛋白免疫印跡(Western blot)三個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行,如表1所示。模塊一中,基于蛋白修飾方法、生物正交反應(yīng)、二喹啉甲酸(BCA)蛋白定量分析等知識(shí)點(diǎn),設(shè)計(jì)賴氨酸側(cè)鏈修飾的蛋白質(zhì)標(biāo)記及蛋白超濾純化方法、BCA試劑盒測(cè)定蛋白濃度、通過環(huán)張力誘導(dǎo)的1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng)(SPAAC反應(yīng))在模型蛋白——牛血清蛋白(BSA)上引入熒光基團(tuán)、生物素(biotin)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。模塊二中,基于聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)分子篩效應(yīng)和濃縮效應(yīng)、對(duì)照實(shí)驗(yàn)等知識(shí)點(diǎn),設(shè)計(jì)聚丙烯酰胺凝膠電泳分離熒光基團(tuán)修飾蛋白、考馬斯亮藍(lán)染色成像等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。模塊三中,基于蛋白免疫印跡技術(shù),設(shè)計(jì)聚丙烯酰胺凝膠電泳分離生物素修飾的蛋白、進(jìn)行蛋白免疫印跡濕轉(zhuǎn)檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
表1 生物正交反應(yīng)的蛋白質(zhì)標(biāo)記實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)?zāi)K內(nèi)容層層遞進(jìn),以牛血清蛋白和溶菌酶(Lysozyme)為模型蛋白,采用化學(xué)修飾方法對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行非特異性的熒光團(tuán)(Cy5/FAM)標(biāo)記和生物素標(biāo)記,并通過膠內(nèi)熒光成像、考馬斯亮藍(lán)染色、蛋白質(zhì)免疫印跡技術(shù)三種實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證,同步進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)。最終達(dá)到通過該實(shí)驗(yàn)了解先進(jìn)的蛋白質(zhì)修飾的方法;了解生物正交反應(yīng)的特點(diǎn)、類型及其在化學(xué)生物學(xué)研究中的應(yīng)用;掌握SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳及蛋白質(zhì)免疫印記技術(shù)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理及操作等。
傳統(tǒng)線下授課的實(shí)驗(yàn)安排通常包括課前預(yù)習(xí)、課堂實(shí)驗(yàn)、課后寫報(bào)告三階段。三階段實(shí)驗(yàn)教學(xué)中通常學(xué)生預(yù)習(xí)以抄寫教材為主,對(duì)實(shí)驗(yàn)背景了解較少;實(shí)驗(yàn)過程中按部就班,對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏思考;實(shí)驗(yàn)后仍然存在較多的理論疑惑,僅僅提交簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)報(bào)告難以獲得良好的學(xué)習(xí)效果。為了讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)主要知識(shí)、技能,減少實(shí)驗(yàn)過程中的失誤,鞏固反思學(xué)習(xí)內(nèi)容,提升動(dòng)手能力和科學(xué)素養(yǎng),我們?cè)诤侠砝镁W(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源及教學(xué)管理平臺(tái)的基礎(chǔ)上,將傳統(tǒng)三階段教學(xué)細(xì)化為6個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),依次為:緒論導(dǎo)入、課前預(yù)習(xí)、課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、科學(xué)演講、成績(jī)?cè)u(píng)定,即線上線下混合式-六環(huán)節(jié)教學(xué)模式,如表2所示。通過在騰訊會(huì)議、教學(xué)立方、作業(yè)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室等線上線下混合平臺(tái)展開教學(xué)活動(dòng),其核心仍然是學(xué)生實(shí)際操作的線下實(shí)驗(yàn),但實(shí)驗(yàn)前后的輔助環(huán)節(jié)變得更為靈活多樣。通過探索式、問題式、啟發(fā)式、討論式等多種教學(xué)形式加強(qiáng)師生互動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生去思考討論,從而提升學(xué)生科學(xué)研究所應(yīng)具備的基本素養(yǎng),如信息收集、團(tuán)隊(duì)合作、數(shù)據(jù)分析、科學(xué)演講等。
表2 線上線下混合式-六環(huán)節(jié)教學(xué)模式
緒論課是整個(gè)課程的引子,引領(lǐng)學(xué)生去了解課程目標(biāo)、內(nèi)容、要求、流程,明白實(shí)驗(yàn)需要做什么,通過實(shí)驗(yàn)預(yù)期能收獲什么。我們?cè)谡n程第一周安排緒論導(dǎo)入,包含課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、授課安排、課程要求、課程平臺(tái)等介紹,如圖1所示?;诰€上“教學(xué)立方”平臺(tái)和線下課堂的混合式教學(xué)管理模式,構(gòu)建了化學(xué)與生物學(xué)理論知識(shí)融合體系和技術(shù)手段訓(xùn)練體系,引導(dǎo)學(xué)生按照課程安排及課程要求,高效利用課程工具,完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,達(dá)到課程目標(biāo)。
圖1 緒論課內(nèi)容示意圖
課前預(yù)習(xí)是做好課堂實(shí)驗(yàn)的前提。我們充分利用線上平臺(tái)“教學(xué)立方”,上線實(shí)驗(yàn)講義、拓展閱讀材料、在線儀器使用說明、預(yù)習(xí)題目和開放性思考題等電子資源,豐富實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)內(nèi)容,確保課前預(yù)習(xí)不受時(shí)間、空間限制,牢抓輸入和輸出,有效保證課前預(yù)習(xí)效果。課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)可進(jìn)一步分為:資料閱讀、線上答題、線下預(yù)習(xí)報(bào)告。
資料閱讀:要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)前閱讀資料、線上答題,最終完成紙質(zhì)版預(yù)習(xí)報(bào)告。在教學(xué)立方在線學(xué)習(xí)豐富的課堂資源,引發(fā)實(shí)驗(yàn)研究興趣。
線上答題:考查學(xué)生對(duì)電子資源的吸收理解程度,在線完成預(yù)習(xí)客觀題,平臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)批改和統(tǒng)計(jì)分析,教師可根據(jù)答題情況了解學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度,主動(dòng)調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)的側(cè)重點(diǎn),夯實(shí)薄弱知識(shí)點(diǎn)。以“基于生物正交反應(yīng)的蛋白質(zhì)標(biāo)記”預(yù)習(xí)題為例,學(xué)生線上完成7道預(yù)習(xí)題,教學(xué)立方自動(dòng)生成成績(jī)分析,如圖2a所示,“第七題:N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)活化酯與牛血清蛋白和溶菌酶偶聯(lián)的基團(tuán)是什么?”錯(cuò)誤率較高,教師在課堂上可據(jù)此針對(duì)性講解蛋白質(zhì)修飾原理;如圖2b所示,經(jīng)過查閱資料和再次練習(xí),88%學(xué)生可以獲得8分以上的預(yù)習(xí)成績(jī),表明預(yù)習(xí)練習(xí)有利于學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)背景和原理,實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)過程的有效質(zhì)量控制。
圖2 教學(xué)立方課前練習(xí)成績(jī)分析
線下預(yù)習(xí)報(bào)告:學(xué)生經(jīng)過自主學(xué)習(xí)后手寫預(yù)習(xí)報(bào)告,要求簡(jiǎn)要描述實(shí)驗(yàn)原理;采用示意圖或者流程圖形式描述實(shí)驗(yàn)涉及的主要步驟,結(jié)合教學(xué)課外資源或其他資源對(duì)實(shí)驗(yàn)中涉及的儀器進(jìn)行背景知識(shí)調(diào)研,明確實(shí)驗(yàn)中儀器使用方法與注意事項(xiàng);根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄圖表;列舉預(yù)習(xí)中疑難問題,在實(shí)驗(yàn)課上提問。這一過程有效杜絕了學(xué)生謄寫預(yù)習(xí)報(bào)告,即“動(dòng)筆不動(dòng)腦”,為下一環(huán)節(jié)——課程實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的課前預(yù)習(xí)基礎(chǔ)。
課程實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的教師講授和學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,增加了預(yù)習(xí)答疑、安全承諾、難點(diǎn)示范、分組實(shí)驗(yàn)、當(dāng)堂小測(cè)等教學(xué)活動(dòng),采用豐富靈活的教學(xué)過程,保質(zhì)保量安全完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
以“基于生物正交的蛋白質(zhì)標(biāo)記”模塊內(nèi)容為例。第一次課對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K一的內(nèi)容。教師首先講解實(shí)驗(yàn)背景和原理,從蛋白修飾可以監(jiān)測(cè)蛋白質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化、輔助抗體檢測(cè)、蛋白純化等應(yīng)用出發(fā),引出蛋白質(zhì)修飾策略的多樣性;從列舉化學(xué)修飾、熒光標(biāo)記、生物素標(biāo)記等修飾策略,收束至對(duì)化學(xué)修飾——生物正交化學(xué)優(yōu)缺點(diǎn)的探討;逐層深入,最終落腳于基于生物正交的蛋白質(zhì)標(biāo)記這一實(shí)驗(yàn)主題;隨后介紹生物正交反應(yīng)選擇性高、反應(yīng)速率快、生物相容性好等特點(diǎn),輔助介紹蛋白定量分析方法,引出實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)中的具體內(nèi)容。教師講解結(jié)束后,學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)情況提出疑問,教師進(jìn)行簡(jiǎn)要回答。在實(shí)驗(yàn)開始前,進(jìn)行針對(duì)當(dāng)天實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的專項(xiàng)安全教育,師生共同簽署實(shí)驗(yàn)室安全承諾書,明確實(shí)驗(yàn)安全注意事項(xiàng),加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)安全培訓(xùn)的落實(shí)。實(shí)驗(yàn)開始后,教師在理論難點(diǎn)及操作難點(diǎn)上適當(dāng)引導(dǎo),促進(jìn)實(shí)驗(yàn)過程中的師生互動(dòng)。
第二次課和第三次課分別為模塊二和模塊三的內(nèi)容。教師講解并比較考馬斯亮藍(lán)染色、膠內(nèi)熒光成像、免疫印跡檢測(cè)技術(shù)等蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)的基本原理、實(shí)驗(yàn)操作和注意事項(xiàng)。學(xué)生依照實(shí)驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)采集、記錄。其中部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過分組進(jìn)行,有效增強(qiáng)學(xué)生分工協(xié)作、思考討論能力。在實(shí)驗(yàn)完成后,學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果進(jìn)行思考題討論,完成教學(xué)立方課堂小測(cè)。例如問題:“分析蛋白修飾實(shí)驗(yàn)中設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)的作用?”,教師通過舉例其中一個(gè)對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組的比較過程,引導(dǎo)學(xué)生積極思考還有哪些對(duì)照組?其作用是什么?鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考對(duì)照實(shí)驗(yàn)的作用,最終獲得感性認(rèn)識(shí):與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的對(duì)象進(jìn)行對(duì)照,減少實(shí)驗(yàn)中不確定因素帶來的影響,從而正確顯示實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,倡導(dǎo)學(xué)生分析討論不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分享研究體會(huì),進(jìn)一步貼近實(shí)際科研過程的同時(shí),也為下一環(huán)節(jié)——實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫提供分析討論基礎(chǔ)。
實(shí)驗(yàn)報(bào)告與實(shí)驗(yàn)操作同等重要。做到有據(jù)可查,記錄規(guī)范,是科研人員理應(yīng)養(yǎng)成的良好行為習(xí)慣。根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目科研融合型的特點(diǎn),本課程的實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求學(xué)生采用論文形式進(jìn)行書寫和提交。我們以美國(guó)化學(xué)會(huì)ACS論文投稿模板作為藍(lán)本,對(duì)于標(biāo)題、摘要、正文組成、結(jié)論、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定,突出強(qiáng)調(diào)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析討論,將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和結(jié)果討論整合為一篇標(biāo)準(zhǔn)的論文。同時(shí)在課程前期和后期分別開設(shè)科技論文寫作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)講兩次專題講座,介紹論文的寫作結(jié)構(gòu)、描述分析方法、常見誤區(qū)等等,提高實(shí)驗(yàn)報(bào)告的規(guī)范性和整體質(zhì)量,同時(shí)貼近實(shí)際、評(píng)講實(shí)驗(yàn)報(bào)告中學(xué)生出現(xiàn)的問題,形成優(yōu)秀報(bào)告范例。通過寫作講座和報(bào)告評(píng)講雙管齊下,有效培養(yǎng)學(xué)生科研寫作、科學(xué)思考的能力。
科學(xué)演講在科學(xué)研究中是向?qū)焻R報(bào)、與同仁探討的利器。本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中卻很少涉及科學(xué)演講的訓(xùn)練。我們?cè)谡n程最后一周安排科技論文報(bào)告,要求學(xué)生以小組為單位,選取學(xué)期中某一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)PPT匯報(bào)。學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上溫故知新,再次查閱文獻(xiàn)充實(shí)實(shí)驗(yàn)背景,探索實(shí)驗(yàn)原理,對(duì)比分析組內(nèi)幾位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,獲得多次實(shí)驗(yàn)重復(fù)下的統(tǒng)一結(jié)論。PPT準(zhǔn)備過程則促進(jìn)了組內(nèi)學(xué)生的思想碰撞與專題研討,最終完成PPT制作和匯報(bào),鍛煉和提升了科學(xué)演講的能力。同時(shí)通過學(xué)生互評(píng),提升分析比較能力,加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解和掌握。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師針對(duì)學(xué)生匯報(bào)給出了規(guī)范、具體、中肯的意見,通過評(píng)分量表對(duì)演講中的內(nèi)容、視效、語言表達(dá)、時(shí)間控制等具體細(xì)節(jié)進(jìn)行客觀評(píng)價(jià),進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。與傳統(tǒng)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的方式相比,師生、生生面對(duì)面的交流匯報(bào)可以形成良好的教學(xué)相長(zhǎng)氛圍,拓展學(xué)生對(duì)化學(xué)生物學(xué)更深層次的認(rèn)識(shí),較大限度地提高學(xué)生分析和解決問題的能力,有助于創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。
基于提升學(xué)生在教學(xué)各環(huán)節(jié)的能動(dòng)性和積極性,同時(shí)對(duì)學(xué)生能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)這一初衷,我們建立了全過程、多元化的考核評(píng)價(jià)體系。在課前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析處理等過程設(shè)定測(cè)試題、實(shí)驗(yàn)觀察、報(bào)告評(píng)改等評(píng)價(jià)點(diǎn),注重過程考核,弱化對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的具體考評(píng),強(qiáng)化對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分析解釋,考核學(xué)生分析數(shù)據(jù)、論證結(jié)果的科學(xué)思辨能力。采取線上教學(xué)立方考核和線下師生評(píng)價(jià)、學(xué)生互評(píng)的多元化考核方式。最終實(shí)驗(yàn)成績(jī)構(gòu)成比例為:預(yù)習(xí)(預(yù)習(xí)報(bào)告10%+課前練習(xí)5%),紀(jì)律安全(10%),實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)操作25%+小測(cè)5%),實(shí)驗(yàn)報(bào)告(25%),實(shí)驗(yàn)結(jié)果思考創(chuàng)新(15%),科學(xué)演講(5%)。脫離“實(shí)驗(yàn)報(bào)告決定一切”的原有評(píng)價(jià)體系,更為客觀地評(píng)估學(xué)生的科學(xué)研究能力。
通過模塊化教學(xué)設(shè)計(jì)及線上線下混合式-六環(huán)節(jié)教學(xué)模式并用,學(xué)生能夠較好地掌握實(shí)驗(yàn)技能和理論知識(shí),在實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析、問題討論、論文撰寫、科學(xué)演講等方面得到較多的鍛煉與提高。我們積極開展線上課程評(píng)估問卷調(diào)查,從教學(xué)方法、課程評(píng)價(jià)、總體評(píng)估等方面匿名收集學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的反饋。“基于生物正交反應(yīng)的蛋白質(zhì)標(biāo)記”調(diào)查結(jié)果(表3)顯示,90%以上的學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)滿意度較高。較多的學(xué)生反映本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地訓(xùn)練了蛋白質(zhì)相關(guān)操作技術(shù),如制膠跑膠、蛋白質(zhì)定量、蛋白質(zhì)免疫印跡技術(shù)等;實(shí)驗(yàn)對(duì)照組的設(shè)置能夠幫助更好地分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;對(duì)生物正交反應(yīng)這一化學(xué)生物學(xué)概念有了比較清楚的認(rèn)識(shí)。同時(shí),針對(duì)部分學(xué)生提出的實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排不夠合理等意見及希望增加其他前沿研究?jī)?nèi)容等建議,教學(xué)團(tuán)隊(duì)也將持續(xù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容與教學(xué)時(shí)間安排,提升實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量。
表3 實(shí)驗(yàn)問卷調(diào)查匯總
后疫情時(shí)代,實(shí)驗(yàn)課程采用線上線下混合式-六環(huán)節(jié)教學(xué)模式開展實(shí)驗(yàn)課程教學(xué),一定程度上緩解了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的客觀局限性,符合實(shí)驗(yàn)教學(xué)與時(shí)俱進(jìn)的總體目標(biāo)?;谀K化課程設(shè)計(jì),將傳統(tǒng)三階段實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法細(xì)分改善為線上線下混合式-六環(huán)節(jié)教學(xué)模式,解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中的教學(xué)時(shí)間有限和過程評(píng)價(jià)難的問題,明顯提升“教與學(xué)”的互動(dòng)效率。該模式適合于綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué),也可供基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)參考借鑒。學(xué)生能夠在獲取一定時(shí)間自由度的基礎(chǔ)之上,通過線上學(xué)習(xí)獲得必要的知識(shí)與技能,通過實(shí)操實(shí)驗(yàn)掌握化學(xué)生物學(xué)的部分前沿主要研究方法和基本實(shí)驗(yàn)技能,以及部分化學(xué)生物學(xué)前沿研究的實(shí)驗(yàn)操作技能,綜合提高學(xué)生的文獻(xiàn)信息收集整理、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手、分析解決問題、論文演講報(bào)告的能力,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、科學(xué)創(chuàng)新意識(shí)。但化學(xué)生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)線上線下混合式-六環(huán)節(jié)教學(xué)模式仍處于探索實(shí)踐階段,在今后的教學(xué)實(shí)踐中,我們?nèi)孕枰訌?qiáng)課程內(nèi)容設(shè)計(jì),探索教學(xué)方法改革,切實(shí)提高學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,培養(yǎng)學(xué)生在化學(xué)和生命科學(xué)交叉領(lǐng)域的跨界實(shí)踐能力。