摘 要:“分子生物學(xué)”是生物科學(xué)類專業(yè)本科生的核心課程,是培養(yǎng)學(xué)生剖析和創(chuàng)新能力的重要學(xué)科。針對(duì)“分子生物學(xué)”傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足,探索了以O(shè)BE理念為指導(dǎo)的教學(xué)模式改革,設(shè)計(jì)了以學(xué)生為主體的線上線下混合的教學(xué)模式以及多元化的過程性考核方式。該教學(xué)模式的實(shí)施,提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,總體上促進(jìn)了學(xué)生課程目標(biāo)完成度的達(dá)成;并有助于課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn),促進(jìn)“分子生物學(xué)”教學(xué)質(zhì)量的提升。
關(guān)鍵詞:分子生物學(xué);OBE理念;混合式教學(xué);過程性考核
中圖分類號(hào):G642 ""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ""文章編號(hào):1673-1794(2024)02-0127-05
作者簡(jiǎn)介:林雨生,滁州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院講師,博士;通信作者:董艷,滁州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院教授,博士,碩士生導(dǎo)師(安徽 滁州 239000)。
基金項(xiàng)目:安徽省高等學(xué)校省級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目“生物科學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)”(2021jxtd206)
收稿日期:2023-06-30
21世紀(jì)以來,隨著生命科學(xué)的迅速發(fā)展,“分子生物學(xué)”作為生命科學(xué)最具活力的前沿學(xué)科,已廣泛滲透到生命科學(xué)的多個(gè)領(lǐng)域,成為生物科學(xué)類專業(yè)本科生的核心課程[1]。通過本課程的學(xué)習(xí),讓學(xué)生掌握分子生物學(xué)的基本概念與研究?jī)?nèi)容,發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象,善于跟蹤學(xué)科研究前沿的關(guān)鍵事件,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、剖析能力以及創(chuàng)新能力具有重要作用[2]。然而,“分子生物學(xué)”是一門比較抽象的學(xué)科,課時(shí)數(shù)少,學(xué)生很難真正地理解、掌握該門學(xué)科內(nèi)容,無法滿足培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的需求。成果導(dǎo)向教育(OBE)是一種以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向、以持續(xù)改進(jìn)為原則的教育理念,它強(qiáng)調(diào)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)成果以及最終能力的體現(xiàn)[3]。自1981年William G.Spady提出OBE理念以來,該教育理念便受到國內(nèi)外教育界學(xué)者的廣泛關(guān)注,并深入到各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的課程教學(xué)改革,得到了不斷地創(chuàng)新和發(fā)展[4]。因此,文章針對(duì)以往“分子生物學(xué)”教學(xué)中出現(xiàn)的一些問題,探索了以O(shè)BE理念為核心的線上線下混合教學(xué)模式以及多元化、全覆蓋考核方式,以期提高“分子生物學(xué)”的教學(xué)效果,提升本科生的自主創(chuàng)新能力,達(dá)到預(yù)期培養(yǎng)目標(biāo);并進(jìn)行課程目標(biāo)達(dá)成度分析,以利于課程的持續(xù)改進(jìn)。
1 “分子生物學(xué)”教學(xué)現(xiàn)狀
傳統(tǒng)的教學(xué)模式下,“分子生物學(xué)”課程難以達(dá)到滿意的教學(xué)成效,對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)自然達(dá)不到預(yù)期目標(biāo),其原因主要?dú)w結(jié)于下:
1.1 以教師為中心、課堂講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)方法
“分子生物學(xué)”是一門與時(shí)俱進(jìn)的鍛煉學(xué)生科研思維的學(xué)科,課堂上“老師講,學(xué)生聽”的傳統(tǒng)教學(xué)延續(xù)多年,缺乏和學(xué)生的互動(dòng)交流,忽視了不同學(xué)生的需求,這就使學(xué)生一直處于被動(dòng)接受的位置,喪失了學(xué)習(xí)的自主性,不利于學(xué)生鉆研精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[5]。
1.2 考核方式單一,教學(xué)目標(biāo)達(dá)成情況關(guān)注度不夠
課程考核是檢驗(yàn)教學(xué)效果的重要組成部分。大多數(shù)考核都會(huì)采用平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)結(jié)合的方式。但以往在平時(shí)成績(jī)中一般只有出勤率、課堂表現(xiàn)和作業(yè)作為評(píng)價(jià)指標(biāo),考核內(nèi)容較為單一,不能全面反映出各個(gè)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況,不利于課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)。
2 基于OBE理念的教學(xué)模式改革
以滁州學(xué)院生物科學(xué)專業(yè)的“分子生物學(xué)”課程為對(duì)象,針對(duì)以上教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題,基于OBE理念進(jìn)行教學(xué)模式改革,改革內(nèi)容主要有教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)形式和考核方式等,簡(jiǎn)要概括成“一混就過”,“混”便是設(shè)計(jì)學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向的線上線下混合教學(xué)形式,“過”一是指在教學(xué)設(shè)計(jì)中,以持續(xù)改進(jìn)為原則優(yōu)化了過程性考核,二是指在此過程中學(xué)生考核通過率提高,提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
2.1 課程目標(biāo)設(shè)計(jì)
課程目標(biāo)設(shè)計(jì)以學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中的產(chǎn)出為導(dǎo)向,以輸出生物科學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用型人才為目標(biāo),且每個(gè)目標(biāo)都有對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)(表1)。
課程目標(biāo)1:了解行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、新技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì);掌握基本的分子生物學(xué)概念、染色體結(jié)構(gòu)、DNA結(jié)構(gòu)和DNA復(fù)制、真核和原核生物DNA的復(fù)制特點(diǎn)、DNA修復(fù)和DNA的轉(zhuǎn)座現(xiàn)象和機(jī)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的基本過程、遺傳密碼的特征、真核和原核生物生物信息傳遞過程。
課程目標(biāo) 2:掌握分子生物學(xué)研究方法,對(duì)DNA和RNA的基本操作技術(shù)應(yīng)熟知,了解SNP理論和基因克隆及蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù);對(duì)基因表達(dá)、基因敲除和基因芯片技術(shù)有所了解;對(duì)真核生物基因表達(dá)調(diào)控方式能夠舉例說明。
課程目標(biāo)3:掌握疾病與人類健康在分子生物學(xué)層面的關(guān)聯(lián),對(duì)腫瘤、HIV、禽流感、SARS等常見病癥的分子機(jī)理有了解并對(duì)可能的基因治療方法進(jìn)行探討。
2.2 線上線下混合教學(xué)形式設(shè)計(jì)
以課程目標(biāo)為導(dǎo)向進(jìn)行反向教學(xué)設(shè)計(jì),采用線上線下混合教學(xué)形式,教學(xué)設(shè)計(jì)主要分三個(gè)環(huán)節(jié):課前預(yù)習(xí)、課堂內(nèi)化和課后鞏固。線上課程主要依附于超星學(xué)習(xí)通平臺(tái),在“分子生物學(xué)”對(duì)應(yīng)的章節(jié)上傳參考書、課件、視頻、測(cè)試題等資料,主要用于課前預(yù)習(xí)和課下鞏固;課堂教授采用的方法主要有講授法、啟發(fā)式教學(xué)法、討論法和翻轉(zhuǎn)課堂法。
2.2.1 課前預(yù)習(xí)
在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù),讓學(xué)生帶著本章節(jié)的重難點(diǎn)自行學(xué)習(xí)線上教學(xué)視頻或其他參考資料,確保線下課程能緊跟老師教學(xué)進(jìn)度,使學(xué)生能夠及時(shí)參與和完成該課程的討論、測(cè)試等其他環(huán)節(jié)。
2.2.2 課堂內(nèi)化
為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,采用多種教學(xué)方法相結(jié)合的方式對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
(1)熱點(diǎn)導(dǎo)入:“良好的開端就是成功的一半”,新課導(dǎo)入要抓住學(xué)生的興奮點(diǎn),使學(xué)生盡快進(jìn)入狀態(tài)。例如基因沉默這一節(jié)導(dǎo)入可以給同學(xué)們播放前兩年引起轟動(dòng)的“賀建奎基因編輯嬰兒”新聞,吸引同學(xué)注意力,引起學(xué)生興趣。
(2)直觀演示重難點(diǎn):重難點(diǎn)部分以講授法、討論法和啟發(fā)式教學(xué)法為主,結(jié)合多媒體和教具對(duì)抽象內(nèi)容進(jìn)行直觀演示。例如DNA的半保留復(fù)制、轉(zhuǎn)錄以及翻譯等抽象過程可以采集網(wǎng)絡(luò)視頻或自己制作PPT動(dòng)畫來詳細(xì)演示,以視覺沖擊讓抽象內(nèi)容具體化,加深學(xué)生對(duì)重難點(diǎn)的理解。
(3)翻轉(zhuǎn)課堂提高自主性:為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、突出學(xué)生的主體性,選擇學(xué)生感興趣的章節(jié),例如分子生物學(xué)研究法這一章節(jié),讓學(xué)生分組選擇自己感興趣的研究技術(shù),拍攝技術(shù)步驟視頻或制作PPT課堂匯報(bào),并讓學(xué)生自評(píng)和互評(píng),做到教師引導(dǎo)、學(xué)生主導(dǎo)。
(4)隨堂測(cè)驗(yàn)加強(qiáng)理解:知識(shí)點(diǎn)講解結(jié)束后,超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)設(shè)置相關(guān)測(cè)試題,課堂隨練并及時(shí)評(píng)價(jià),加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解、掌握和應(yīng)用。
2.2.3 課下鞏固
由于人類記憶規(guī)律和學(xué)生個(gè)體差異的因素,課下鞏固不可缺少,該環(huán)節(jié)主要設(shè)計(jì)了以下幾項(xiàng)內(nèi)容來幫助學(xué)生加深記憶。
(1)線上作業(yè)反饋:教師根據(jù)課堂重點(diǎn)內(nèi)容以及課堂隨測(cè)結(jié)果選擇性設(shè)計(jì)作業(yè),在超星平臺(tái)上發(fā)布,讓學(xué)生按時(shí)完成,教師進(jìn)行批改,并將易錯(cuò)點(diǎn)及時(shí)反饋給學(xué)生修改。
(2)個(gè)性輔導(dǎo):根據(jù)線上作業(yè)完成情況,通過線上平臺(tái)題庫中隨機(jī)抽取本章節(jié)易錯(cuò)點(diǎn)的相關(guān)測(cè)試題,檢驗(yàn)學(xué)生作業(yè)修改后的知識(shí)點(diǎn)鞏固情況,對(duì)反復(fù)出錯(cuò)的學(xué)生進(jìn)行單獨(dú)輔導(dǎo)。
(3)開放式討論:線上平臺(tái)設(shè)置討論區(qū),對(duì)本章本知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行拓展,在拓展中復(fù)習(xí)鞏固相關(guān)知識(shí)點(diǎn),并且可了解學(xué)生掌握前沿動(dòng)態(tài)的能力,教師對(duì)學(xué)生感興趣的領(lǐng)域近況進(jìn)行補(bǔ)充。
2.3 考核模式改革
考核形式以過程性考核和總結(jié)性考核兩大部分作出評(píng)價(jià),通過合理的形式設(shè)計(jì),摒棄傳統(tǒng)的“一卷定終身”,避免出現(xiàn)臨時(shí)抱佛腳蒙混過關(guān)的現(xiàn)象。
2.3.1 過程性考核設(shè)計(jì)
過程性考核占課程總成績(jī)的40%,在這一部分仍以全面覆蓋培養(yǎng)目標(biāo)為基本原則,注重了形式的多元化(具體考核分值分配及課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系見表2),可概括為“三上三下”,“三上”即線上三種考核方式,課堂表現(xiàn)、課堂作業(yè)和課題匯報(bào);“三下”指線下三種考核方式,預(yù)習(xí)作業(yè)、階段測(cè)試和拓展討論。該考核“以信息技術(shù)促考”,利用了線上先進(jìn)平臺(tái),增加了學(xué)生展現(xiàn)自我的機(jī)會(huì)以及教師多維度了解學(xué)生的機(jī)會(huì),希望實(shí)時(shí)、全面地了解學(xué)生的階段性學(xué)習(xí)效果,以期在過程性考核過程中加以干預(yù),幫助學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)方法與進(jìn)度,使學(xué)生在階段性學(xué)習(xí)中逐漸建立起自信,從而有效提升對(duì)本門課程知識(shí)點(diǎn)的掌握。
2.3.2 總結(jié)性考核設(shè)計(jì)
“分子生物學(xué)”是生物科學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,總結(jié)性考核采用閉卷筆試的考試形式,題型有名詞解釋、選擇題、簡(jiǎn)答題、識(shí)圖題和論述題,主要考核學(xué)生對(duì)分子生物學(xué)基本概念、原理及研究方法的掌握及應(yīng)用分析情況,對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1和課程目標(biāo)2,總分100分,達(dá)標(biāo)分?jǐn)?shù)為70分。
3 教學(xué)效果
3.1 過程性考核結(jié)果
通過實(shí)施以上教學(xué)設(shè)計(jì),進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)了滁州學(xué)院2020級(jí)生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生的“分子生物學(xué)”課程過程性考核成績(jī)。該班級(jí)共48名學(xué)生,有12位同學(xué)分?jǐn)?shù)在90~100分,學(xué)習(xí)效果優(yōu)秀,33位同學(xué)分?jǐn)?shù)在80~89分,學(xué)習(xí)效果良好,3位同學(xué)分?jǐn)?shù)在70~80分,學(xué)習(xí)效果接近預(yù)期。根據(jù)過程性考核的結(jié)果來說,學(xué)生對(duì)于課程目標(biāo)的掌握程度較好。
過程性評(píng)價(jià)可以獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,包括學(xué)習(xí)的進(jìn)度、知識(shí)的掌握程度等,并根據(jù)該過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行干預(yù),對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行持續(xù)改進(jìn),這也符合OBE理念的基本原則。例如作業(yè)考核這一項(xiàng),課程進(jìn)行期間共布置了9次作業(yè),如圖1所示,每次作業(yè)的全班平均分在80~100分。根據(jù)學(xué)生作業(yè)成績(jī)找出問題并對(duì)某些學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)干預(yù)和調(diào)整,學(xué)生作業(yè)問題和干預(yù)結(jié)果主要有以下幾種:學(xué)生1前幾次作業(yè)分?jǐn)?shù)很低,經(jīng)過反復(fù)練習(xí)和單獨(dú)輔導(dǎo),后期成績(jī)接近全班平均水平;學(xué)生2也是第一次作業(yè)成績(jī)較低,干預(yù)后超過全班平均水平;學(xué)生3屬于水平不穩(wěn)定,經(jīng)了解情況進(jìn)行輔導(dǎo),成績(jī)好轉(zhuǎn)。這三種情況的干預(yù)結(jié)果都是成績(jī)有所提升且趨于穩(wěn)定,說明實(shí)時(shí)關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)情況,找出問題并及時(shí)干預(yù),會(huì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,有助于知識(shí)和能力目標(biāo)的培養(yǎng)。
3.2 課程目標(biāo)達(dá)成度
3.2.1 課程目標(biāo)平均達(dá)成度
為了檢驗(yàn)該教學(xué)模式的效果,研究對(duì)比了線上課程建設(shè)前2021年和建設(shè)后2022年滁州學(xué)院生物科學(xué)專業(yè)“分子生物學(xué)”各項(xiàng)課程目標(biāo)達(dá)成度。由圖2可以看出,2022年“分子生物學(xué)”三項(xiàng)課程目標(biāo)的達(dá)成度均高于2021年,尤其是課程目標(biāo)3達(dá)成度取得了顯著的成效,經(jīng)表3數(shù)據(jù)計(jì)算,2021年和2022年課程目標(biāo)平均達(dá)成度分別為0.72和0.81,這說明基于OBE理念的教學(xué)設(shè)計(jì)取得了較好的效果。
3.2.2 每個(gè)學(xué)生課程表達(dá)成度分析
經(jīng)計(jì)算,如圖3所示,課程目標(biāo)1的平均達(dá)成度為0.80,高于預(yù)期值0.70,說明學(xué)生對(duì)課程目標(biāo)1掌握較好。但仍有12名同學(xué)學(xué)習(xí)效果不理想,主要原因有:課程目標(biāo)1中的一些內(nèi)容較為抽象,且英文名詞不熟悉,課后擴(kuò)展閱讀沒有做;同時(shí)由于新冠疫情,學(xué)校提前放假,復(fù)習(xí)不夠重視,準(zhǔn)備不夠認(rèn)真充分。針對(duì)上述問題后期持續(xù)改進(jìn),通過關(guān)注學(xué)生心理情況和復(fù)習(xí)情況進(jìn)行輔導(dǎo),適當(dāng)給學(xué)生減壓、督促其復(fù)習(xí)。
課程目標(biāo)2的達(dá)成度為0.85,高于預(yù)期值0.70。從目標(biāo)達(dá)成度上看,學(xué)生對(duì)該課程目標(biāo)掌握程度優(yōu)秀,其中有22人目標(biāo)達(dá)成度高于0.9,非常優(yōu)秀地完成了預(yù)期目標(biāo)。但還有6名同學(xué)未達(dá)到預(yù)期效果(圖4),可能是由于課程目標(biāo)2的內(nèi)容較為抽象,比如SNP理論、基因表達(dá)、基因敲除和基因芯片技術(shù)。還有些內(nèi)容雖然強(qiáng)調(diào)多次,但需要充分理解才能搞清楚機(jī)理,比如真核生物基因表達(dá)調(diào)控方式。針對(duì)上述問題后期持續(xù)改進(jìn),通過合理設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié),例如加入課堂隨練和期中測(cè)驗(yàn),隨時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解掌握情況;同時(shí)改進(jìn)教學(xué)方法,例如適當(dāng)增加討論在課堂中的比重,調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性。另外,從橫向來看,其中5名同學(xué)其他課程目標(biāo)完成度也較低,在后續(xù)持續(xù)改進(jìn)的同時(shí),也會(huì)和班主任溝通,對(duì)這5名同學(xué)進(jìn)行持續(xù)地督促和跟蹤,增強(qiáng)其自主學(xué)習(xí)能力。
如圖5所示,課程目標(biāo)3的達(dá)成度為0.78,高于預(yù)期值0.70,但較其他課程目標(biāo)低,說明學(xué)生對(duì)課程目標(biāo)3掌握程度一般,分析原因主要是:該課程目標(biāo)的內(nèi)容較抽象,考核方式較新穎,考核題目為英文題目,對(duì)分子生物學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)英語有認(rèn)知、閱讀和理解的要求。針對(duì)上述問題后期持續(xù)改進(jìn),加強(qiáng)課內(nèi)外專業(yè)英文詞匯的出現(xiàn)和使用頻率,增加多樣化題型的平日訓(xùn)練;同時(shí)要加強(qiáng)學(xué)生查找文獻(xiàn)、獲取前沿信息的鍛煉,從而掌握人類疾病及基因治療最新進(jìn)展。
4 教學(xué)反思
在本研究教學(xué)模式下,學(xué)生學(xué)習(xí)情況整體得到了提升,但仍有個(gè)別同學(xué)未完成課程目標(biāo),很有可能是對(duì)該種教學(xué)模式的不適應(yīng)造成的,說明該教學(xué)模式還不夠完善。針對(duì)此問題的解決方案,總結(jié)以下幾點(diǎn)體會(huì):
(1)合理設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容:精簡(jiǎn)與其他學(xué)科(例如細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué))交叉、重疊的內(nèi)容,避免重復(fù),節(jié)約教學(xué)時(shí)間;適當(dāng)拓展前沿技術(shù)的內(nèi)容,提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生科研能力[6]。
(2)完善線上課程:教師自身要不斷學(xué)習(xí)借鑒先進(jìn)方法來完善該門課程的線上部分,例如課程內(nèi)容的選擇、拓展資料和題庫的更新等,累積優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。
(3)融入課程思政:課中可以通過講授或自主探究學(xué)習(xí)各種基本原理和技術(shù),有機(jī)融入科學(xué)探究和創(chuàng)新精神,以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和剖析能力;通過緒論和前沿知識(shí)的拓展,激發(fā)學(xué)生愛國強(qiáng)國情感,從而激起其學(xué)習(xí)的動(dòng)力[7]。
(4)關(guān)注學(xué)生評(píng)價(jià):OBE理念強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體,可以采用調(diào)查問卷的形式,了解學(xué)生對(duì)于授課形式和方法是否適應(yīng),考慮學(xué)生的個(gè)體差異、根據(jù)學(xué)生的反饋持續(xù)改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)。
以課程目標(biāo)為導(dǎo)向,合理設(shè)計(jì)“分子生物學(xué)”的線上線下混合教學(xué)模式,能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,提高學(xué)生的知識(shí)和能力水平;過程性考核內(nèi)容的豐富和課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)有助于課程的持續(xù)改進(jìn)和教學(xué)質(zhì)量的提升。說明基于OBE理念的教學(xué)設(shè)計(jì)基本可以滿足培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需求。學(xué)無止境,未來要緊跟教育“潮流”,通過不斷學(xué)習(xí)將線上平臺(tái)和教室多媒體更好地融入教學(xué),充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位,使學(xué)生得到更好、更全面地發(fā)展。同時(shí),通過實(shí)踐檢驗(yàn)做到課程的持續(xù)改進(jìn)。
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責(zé)任編輯:陳星宇