综合实验生物科学论文

2022-04-18

摘要笔者就植物生物学综合实验的特点加以分析,介绍了植物生物学综合实验的设计、教学管理、综合实验教学的“3阶段实施方案”,对综合实验教学过程中存在的主要问题进行了讨论。下面是小编整理的《综合实验生物科学论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!

综合实验生物科学论文 篇1:

高校综合实验课程教学改革新体系的探索

摘要:综合实验是高校实验教学环节的重要组成部分,在提高大学生自主学习和动手能力、培养科研思维、发现和解决问题、提升综合素质等方面均有重要的现实和理论意义。当前我国高校综合实验课程存在目标定位不准、内容和方法滞后等问题,不足以满足现代教育需求。为适应社会发展,培养实践和科研能力的创新型人才,必须对传统教学模式进行改进与优化。本文结合生物科学专业综合实验课程的特点,提出新的实验教学内容、组织形式和评价体系,探索构建综合性实验课程新体系,提升适应新形势下大学生的综合能力。

关键词:综合实验;教学改革;生物科学

前言

本科人才培养对综合能力的考察至关重要,其中综合能力的培养主要包括实验技能、技术操作及实验设计、分析解决问题的能力。因此综合性实验课程的主要目的是提高学生的自主学习、思考问题的能力,为其创造具有探索性的学习环境[1,2]。

传统的实验课程以老师讲授为主,学生“按部就班”完成实验过程,较难达到自主和创新目的。改革后的综合实验与传统实验课程的对比具有一定优越性,以学生为主,实验题目由老师提示或提出,学生查阅资料完成具体实验步骤,最终以学生的实验方案、实验结果为考评。通过这种教学模式可使学生掌握自主学习、提出问题和解决问题的新方法、新途径[3,4]。然而,生物科学是一门前沿交叉学科,需较扎实的专业基础知识和实验技能,学生没有摆脱从“做实验”到“懂实验”的层面,加之实验题目的重复性设置,存在信息滞后、学生积极性不高的问题,因此当前综合实验课程教学方式既无法满足学生自主学习和探索新知识的积极性,也不利于满足当下新形势对人才培养模式的教育指导需求。目前高校综合实验课程面临新的挑战和机遇,因此有必要建立综合实验课程新体系。本文从实验内容设计、教学组织形式和方法及课程评价体系三方面提出了教学改革方案。

一、调整实验教学内容

1.改进选课制度。选课形式体现个性化发展的培养目标[5]。综合性实验课程的时间要考虑两点:一是须在理论课和基础实验课之后,因此该实验课一般安排在大三及以后;二是不宜硬性规定参加实验的时间,原因是综合性实验项目较多,实验过程不确定因素较多。针对这些问题,该类课程应该设置多个实验项目组和子实验,学生根据专业和兴趣以组为单元参与选课。学院应该首先建立生物科学实验中心课程网站系统,充分调动学院甚至学校科研资源,合理分配并发布课程安排、分组安排及组内实验项目,学生在选课系统上选择课程,然后根据选课界面自动进入实验组。这种方法最大的特点是学生可以依据自己的目标有限选择对自己最有用的实验项目,充分调动学生积极性,将学习内容与自身的发展紧密结合,不再单纯追求实验结果,而是注重实验过程中学到的知识和技能,节省了学生宝贵的时间,利于增强学习的目的性和积极性,激发学生的创造力,可极大地提高学习和教学两方面的效率,以此充分体现个性化发展高校教育的培养目标。

2.改善实验内容的设计。实验综合技能培养锻炼在大学本科專业的培养训练和人才培养过程中十分关键和重要。该过程中的实验综合能力不仅包括实验技能、动手操作能力等基本实验能力,还包括实验方案设计、实验过程中发现并解决问题以及对新知识的探求、应用等创造性实验能力和其他综合能力。培养学生综合实验能力、科学思维和创新精神是综合实验课程的目的[6,7]。可在传统实验课单元形式的单项验证型实验内容的基础上,构建以能力培养为主,从基础性实验和提高性实验两个层面将本学科实验内容设计成具有连贯性的生物科学综合性大实验课程体系,增加与当前生物学科前沿和热点领域等相关内容。在实验教学过程中,要求学生们从查阅相关资料、实验方案、过程控制与成果展示等多方面展开,创设强化实验操作的综合性和设计性体验的教学情境。通过有效展开这些实验,激发学生的学习兴趣、参与热情,锻炼实际动手操作能力,培养同学们严谨认真的科学作风和创新思维的科学素养。实验内容的设计应注重以下两个方面。①科学设计,注重实验内容的综合性。综合性实验课程最重要的特点是多学科多知识点的综合[8],针对当前生物科学实验教学中存在的问题,以培养全面发展的综合性创新科研人才为目标,应打破原有验证性实验的课程框架,大胆将学科内重点关注的问题有机结合起来,相互补充,突出综合性实验内容综合与方法多元化的特点。赋予实验内容一定的特点,比如一些趣味性实验,充分吸引学生注意力,提升实验和研究兴趣。结合学科特点充分体现学科培养的目的和意义,也可以结合实践提高学生实际应用能力。②增加实验的前沿性和创新性。生命科学的高速发展不断涌现新技术和新方法,这些技术和方法很多只在理论课程或前沿科技平台体现而未真正应用到大学生的实验课程中,当前综合实验课程设置往往存在目标定位过时、内容和信息滞后的问题,因此针对实验内容设计上的改革迫在眉睫。综合院校具有多学科多领域交叉平台,开展综合性实验的最终目的是培养创新人才,因而在实验设计时应注重“新”。这里的“新”有两层含义,一是实验设计和内容的新颖性,二是通过实验可以培养和提高学生的创新能力[9]。因此从选题上就要紧密结合学科前沿和技术革新。

二、优化教学组织形式,提高学生的综合实验能力

1.与教师科研课题结合,学生自主选择实验项目。充分利用现有的科研资源,学生可以根据自己的兴趣特长和发展意向从教师的科研课题中选择实验内容。教学与科研有机结合,相互促进和带动[10]。老师加以辅助,学生自主完成实验,使科研与课程有机相结合。首先,选题后学生以组为单位查阅文献资料,撰写文献综述,设计实验并写出具体的操作过程,老师对其进行适当的指导和纠正,最终确定实验方案。其次,学生自己动手操作,按流程进行实验,过程中做好相关记录。最后将文献综述、实验设计、实验过程和实验结果交给老师批阅。在实践操作过程中,学生们通过发挥主观能动性,掌握科学研究的全过程,从而使自身的科研素养和动手能力得到提升。

2.重视实验结果的讨论,鼓励学生互评。引导大学生运用所学知识对实验结果进行分析讨论。对实验结果与理论的差异不能盲目认为是操作失误或实验误差导致,而应该从多方面分析,查找问题所在,这也是培养学生科学素养的过程[11,12]。例如实验过程中由于实验条件和环境因素的不同,实验结果具有不可预测性,需要学生结合所学知识,综合运用学科专业知识,结合文献查阅和向实验室有经验的人员进行咨询等方式进行分析。这种措施可以升华学生的专业知识,综合实验能力和知识运用能力也得到大力提升。另外,综合性试验通常以组为单元进行,组内成员应该根据各自特点合理分工,各取所长,互补所短,组员也可以相互督促,提高实验效率和结果可靠性。此举增加了评定的公平性,提高了学生参与实验的积极性,培养了学生相互协作的团队意识,有利于为学生从事科研创新铺垫。

3.开放实验室,为学生提供主动实验平台。施行预约制度,适当开放实验室。学生提前预约时间和实验内容,可提高时间的机动性,在老师或实验室管理人员的安排下进行实验有利于及时沟通,发现并帮助学生解决问题。通过开放实验室,为基础薄弱学习困难的人提供学习锻炼的机会;对于基础好、学有余力的学生可选择难度更高的实验,培养其操作技能。总之,通过开放实验室使有兴趣的同学“接近”科研、“感受”科研,激发科研兴趣,历练科研技能,培养科研态度,树立团队精神,为今后的学习和工作培养良好的习惯并打下坚实基础。

4.构建创新能力培养实验平台。学风是大学教育的基础,学风的好坏对大学教育的影响是决定性的。良好的学风和环境能潜移默化地激发学生学习和科研兴趣。可以从以下方面进行引导:适当开放实验室,让实验室成为学生的科技操作室;让学生参与教师的教学科研学术交流和讨论,使学生耳濡目染;成立学科青促会,成员不定期进行学术交流,亲身感受科学文化氛围的熏陶,把大学生培养成既具有本专业的基础知识和动手能力,又具有良好科学素养的应用型人才。

三、优化实验成果与评价体系

以往以实验报告以及平时出勤的评价制度较为单一,需建立完善的過程与实验成果相结合科学的学生成绩评价体系,包括学生实验报告、文献综述撰写与成果展示和教师的综合性成绩考核等。其中文献综述和成果展示是新形势下的新需求,对于学生理解实验科学意义和提炼科学问题具有积极作用。

1.实验成果。①文献综述。选题依据是研究意义和研究内容的理论基础,借助当前国内外研究进展,结合拟解决的关键科学问题论述研究前景。生物科学综合性实验课程的目的不仅仅是让学生掌握现代生物技术,还应该培养学生从事生物科学研究的综合能力。文献综述是对前人研究结果的总结,也是对实验研究内容的重新认识。以往的实验过程存在“重操作、轻理解”的现象,应该将文献综述部分作为评价体系纳入到考核内容中。②成果展示。短期内的实验成果展示可以进展报告(如多媒体课件)的形式呈现,以组为单位集中汇报。报告内容包括研究背景、材料获取、实验设计、初步结果及实验中出现的问题等。汇报过程中学生和老师均可对实验提出问题与疑问,由组内成员进行解答。实验报告内容包括实验结果和分析讨论。通过这种方式一方面可提高学生从制作多媒体课件过程中精练科学问题,锻炼学生的口头表达能力和逻辑思维能力,另一方面通过这种互动模式增强学生对科学研究的热情,提高学生探索科学问题的积极性。

2.评价体系。生物科学综合实验考核的办法主要结合学生实验设计、操作技能和成果展示三个方面,主要考核指标如下:文献综述(10%):考察学生对研究问题科学意义、研究现状的理解;方案设计(20%):评价授课学生设计实验的科学性、严谨性以及可行性;操作技能(30%):实验实施过程中的实际动手操作和解决问题的能力;成果展示(40%):包括内容的完整性,多媒体课件简洁、完整、图表美观,答辩分析讨论问题是否合理等。

结语

优化后的生物科学综合性实验课程体系可更大程度培养和提高学生提炼问题和解决问题的综合素质。改革后的实验课程学生是课程的主体,教学过程从科学问题的提出、实验设计、操作、结果展示等主要由学生完成。该方案可使学生的主观能动性得到充分发挥,有利于对学习兴趣的培养和实践操作能力的提升,创新意识和团队协作精神得到增强。教育的目的不是灌输知识,更重要的是唤醒和激发。综上,此综合实验新体系的建立可为高校其他综合性实验课程的教学改革提供借鉴。

参考文献:

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[2]黄大明,秦钢年.专业实验课综合性实验的创新设计与教学实践[J].实验室研究与探索,2011,(06):247-250.

[3]刘锴栋,黎海利,魏伍川等.地方师范院校生物科学专业生物综合大实验课程体系的探索[J].大庆师范学院学报.2016,(03):91-93.

[4]杨秀荣,周逊.生物教育专业遗传学教学改革初探[J].遵义师范学院学报,2014,(03):118-119

[5]陈容容,石雪芹,白艳玲等.《生物科学综合实验课》管理模式的探索[J].实验室科学,2009,(02):70-71.

[6]李玉萍,周春丽,苏伟.生物综合大实验课程体系构建与科学素养的培养[J].江西食品工业,2009,(04):15-17.

[7]罗小琴.学科间的相互渗透与学生综合素质的培养[J].遵义师范学院学报,2002,(04):77-78

[8]吴新开,朱承志,钟义长.综合性实验的综合原则[J].实验室研究与探索,2007,(06):89-91.

[9]成协设,刘薇,王立金.开展创新性实验教学实现理论到创新的有效对接[J].实验室科学,2011,(01):200-202.

[10]王平祥,陈晓琳.开展研究性教学的探索与实践[J].中国大学教学,2008,(04):67-68.

[11]肖建富,高瞻,李桂新.综合性实验的界定与作用探析[J].实验技术与管理,2008,(12):143-145.

[12]吉爱国.综合性实验教学模式的探讨与实践[J].实验室研究与探索,2007,(01):94-96.

作者:聂三安 林瑞余

综合实验生物科学论文 篇2:

植物生物学综合实验的管理和教学实践

摘要 笔者就植物生物学综合实验的特点加以分析,介绍了植物生物学综合实验的设计、教学管理、综合实验教学的“3阶段实施方案”,对综合实验教学过程中存在的主要问题进行了讨论。

关键词 综合实验设计;教学管理;3阶段实施方案

Key words Design of comprehensive experiments; Teaching management; Three stage implementation methods

生物学是一门实验性学科,许多学说和理论的提出都是建立在大量的科学实验和研究基础之上的。为了探索生命现象的本质和奥妙,人类进行了大量有趣的实验,有定量、定性和模拟实验,有验证性、探索性和综合性实验,所采用的技术有显微技术、离心分离技术、电泳技术、光学分析技术、层析技术、无菌培养技术、免疫化学技术和当今的现代分子生物学研究技术等。

生命科学实验其实就是根据研究目的,采用一定的技术,通过对实验对象的处理和控制,观察和探索相关代谢原理,了解和认识生命活动规律的过程[1]。要获得科学准确的研究结果,除需具备必要的仪器设备外,实验技能的储备也是必须的。为了增强动手能力,锻炼实验技能,生物科学专业的学生往往要进行大量的技能培养实验。如在进入专业学习前,一般先要进行有机化学实验、无机及分析化学实验的训练。而后期与专业课程相关的如生物化学、微生物学、植物生理学和分子生物学等实验的开设,除了验证理论,使抽象知识由理性转为感性,帮助学生学习外,也是为了提高学生的实验技能和动手能力。

经过两三年多门实验课的训练,学生对生物科学实验已有了一定的感性认识,具备了一定的从事生物科学研究的实验技能。然而,学生对实验内容的感觉是零碎的,对如何从事生物科学研究的认识是模糊的。当前,我国高等院校生物科学实验教学改革的一个目标是要增加探究性和综合性实验的比例。笔者介绍了苏州大学植物生物学综合实验的设计、教学管理、综合实验教学的“3阶段实施方案”,并对综合实验教学过程中存在的主要问题进行了分析,以交流做法和为相关专业教学提供参考。

1 植物生物学综合实验设计

在入学后的前3年学习中,生物科学专业的学生接触的与植物学相关的实验有植物形态学实验、植物分类学实验、植物生态学实验、植物生理学和植物分子生物学实验。这些实验隶属于各自的理论课程,又称小实验,每个实验安排2~3学时。这些实验的开设促进了学生对相关理论知识的理解和掌握,提高了他们的实验技能。但由于这些小实验的原理不同,内容彼此独立,经过这些实验的学习后,学生仍缺少一个系统完整的科学研究综合训练。因此,在第6或第7学期为学生开设生物学综合实验就显得尤为重要。

有别于普通的小实验,从内容上看,生物学综合实验更强调系统性和综合性,这在进行植物生物学综合实验的设计时一定要有所体现。如在普通高等教育“十一五”国家规划教材“植物生理学实验指导”(张志良主编)第4版中[2]编排了5个综合实验,其中的“植物在渗透胁迫条件下形态、生理和基因表达方面的适应性变化”实验就非常典型。整个实验包括了植物培养和渗透胁迫处理、营养指标检测、胁迫相关生理指标的测定、渗透胁迫相关基因表达分析5个方面。从内容来看,既有开设小实验时学生一般不涉及的实验材料培养和前处理,又有形态指标,如叶型、叶色的观察记录,生理指标中关于质膜相对透性、可溶性糖、色素和脯氨酸含量的变化测定,又有分子学指标RNA的提取,以第一链cDNA为模板,PCR扩增actin基因和Rd29A基因,和琼脂糖凝胶电泳检测RT-PCR结果等[2]。实验内容前后呼应,指标紧扣渗透胁迫这一主题,且可相互佐证和支持,体现出综合性实验的特征。

根据综合实验的要求和特点,结合自身科研的特长,近几年苏州大学还陆续为生物科学专业开设了“植物在盐分胁迫条件下形态、生理和基因表达方面的适应性变化”“植物在盐分胁迫下与活性氧代谢相关的酶学和非酶学系统的变化研究”和“植物在盐分胁迫下氮素代谢的变化”等综合实验。在“植物在盐分胁迫下氮素代谢的变化”综合实验中设计了形态指标,如株高、地上和地下部分干鲜重变化的测定;与氮代谢相关生理指标的检测有总氮、氨态氮和硝态氨和蛋白质氮含量变化,硝酸还原酶、亚硝酸还原酶活性[3],以及氨同化指标——谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶和谷氨酸脱氢酶活性变化的测定,都体现出综合性实验的特征。通过对这些指标的检测,分析这些指标的相互变化规律,学生可基本了解植物在盐分胁迫下氮代谢的变化规律。

2 植物生物学综合实验的实施和管理

2.1 综合实验教学管理特点

从实验准备、管理来看,综合实验更讲究学生的自主性。为了体现这一点,除了由于时间关系由相关教师培养实验材料外,所有与综合实验相关的工作都安排学生独立完成,其中包括资料的查询、玻璃仪器的准备和洗涤、试剂的配制、实验材料的培养和预处理、仪器的调试、数据分析等。实验室只负责提供实验所需的各种设备和条件,如药品、试剂、仪器、实验材料等。对学生而言,整个实验室是开放的,可自行管理并安排实验的整个进程。实验指导教师的基本职责是和学生一起制订实验计划,讲解和分析每一个实验的基本原理,全程掌握和负责实验进程,负责答疑、考勤、批改实验报告。由于综合实验讲究的是自主性和学生独立的动手能力,故综合实验的开设时间一般安排在第7学期,约6周时间,因为该阶段的学生已具备一定的实验技能和专业基础知识,可为第8学期的毕业论文工作做相应的铺垫和准备。

2.2 综合实验的“3阶段实施方案”

为提高学生科学创新和实验综合设计能力,笔者在多年的综合实验教学实践中摸索出“3阶段实施方案”。

首先是抛出实验内容,要求学生利用两三天时间,根据实验内容,从网上或图书馆查询与实验相关的资料,如实验原理、研究方法、测定指标的选择等。先自行设计实施方案,并逐个当堂讲述,教师及时评价,肯定合理的和指出不足方面。此时,若要否定学生的方案,一定要给出充分的理由,让学生理解并接受。紧接着汇总学生的研究方案,并结合教材内容对方案进行优化,最后总结出学生认可的研究方案。该阶段极为重要,因为学生的直接参与可进一步加深其对研究方案、指标选择、研究意义的认识。

第2阶段为实验的实施阶段。根据大家认可的优化后的实施方案,按部就班地进行实验,强调的是学生独立的动手能力,教师的工作是及时帮助和启发学生解决在实验过程中遇到的一些问题和疑惑。

第3阶段为实验讨论和总结阶段。一般在学生提交实验报告后进行,要求学生逐个发言,对自己的综合实验做出讨论和总结,尤其要指出实验过程中的不足,并提出改进意见。

2.3 综合实验报告和成绩评定

有别于普通的小实验报告,综合实验报告更接近一篇研究论文。格式要求采用科研论文的写作方式,包括中英文摘要、关键词、引言、材料与方法、研究结果、讨论和参考文献7个部分。研究结果要求以线图、表格或图像的形式呈现,数据需经过SPSS统计分析,并要求加强对数据和结果的讨论。通过这种正规化论文写作实战训练后,绝大部分学生感觉自己科研论文的写作水平有了明显的提高。

生物学综合实验已独立开课,植物生物学综合实验是其实验方向之一,有3学分。为客观评定学生的综合实验成绩,将实验成绩设计成4个部分。实验平时成绩(20%):与学生实验时的表现和考勤挂钩;书面测试成绩(20%):实验结束后,就综合实验相关的操作和理论部分对学生进行书面考试,以强化学生对理论知识和实验要点的理解;实验课堂讨论(10%):以各实验小组或实验方向为单位,就综合实验实施的各个环节展开讨论。由于有了实战经验,该阶段学生的发言往往较为涌跃;实验报告(50%):依报告所规定的要求,对学生撰写实验报告的质量打分。

3 存在问题

开设植物学综合实验存在的主要问题如下:①实验成本过大。虽然2人一组进行实验,但与常规小实验相比,在实验室的运行维护、实验材料、药品的使用上都需较大的投入。②教师精力不济。教师要监管学生连续6周的实验,普遍反映不堪重负。③部分学生积极性不高。总有一部分学生的选课是冲着学分而来,时间一长,容易浑水摸鱼。由于实验报告的写作要求较高,部分学生不能按要求撰写,常见的有图、表格式错误,缺乏文字叙述,数据不进行SPSS统计分析和结果讨论不切题等。然而,课程终结性评价结果表明,绝大部分学生认同该门课,普遍感觉收获较大。

参考文献

[1]李忠光,龚明.科研成果转化为综合性实验内容的尝试[J].植物生理学通讯,2007,43(2):345-347.

[2]张志良,瞿伟菁,李小方.植物生理学实验指导[M].北京:高等教育出版社,2009:275-285.

[3]闵伟,侯振安,梁永超,等.土壤盐度和施氮量对灰漠土尿素N转化的影响[J].土壤通报,2012(6):1372-1379.

作者:苏国兴 曾钧杰 丰华

综合实验生物科学论文 篇3:

高校生物技术综合实验报告管理系统的构建与应用

[摘           要]  为提高生物技术综合实验的实践教学效果和管理效率,自主设计和构建了实验报告管理系统。该系统包含五大管理模块(基础管理、报告管理、成绩管理、消息管理和归档管理),有效地解决了实验报告提交、批阅、答疑、统计、归档等实验教学管理中的难点和痛点,增强了师生问答互动的效率、缩短了成绩上报归档周期,同时还满足了学生实践能力评估的要求,取得了比较满意的实验教学效果。

[关    键   词]  实验报告;管理系统;实践能力评估;教学效果

为克服传统高校实验报告管理中存在的纸张浪费、收集周期长、批阅效率低下、成绩统计困难、归档保存不方便等缺点,部分高校教师开始探索设计与其实验特点相结合的管理系统[1-3],以有效减轻教师实验报告管理工作负担,端正学生完成实验报告态度[4]。

实践能力是生物技术专业的核心竞争力,然而目前各高校缺乏有效的评估机制,阻碍了校企间的顺利衔接[5]。因此,我们对生物技术综合实验进行了改革,除完成教学大纲任务外,还引入了模块化实验和实践能力评估方法[6]。为配合课程改革的需要,我们同时设计并构建了生物技术综合实验报告管理系统。该系统不仅提升了实验课程管理的规范化、智能化水平,还实现了学生实践能力评估以及评估结果证书展示的需求。本文基于该系统的基础管理、报告管理、成绩管理、消息管理和归档管理,从五大管理模块分别进行详细阐述,并结合该系统的实践应用总结经验和教训,期望能够对其他院校实验报告的管理提供参考。

一、生物技术综合实验报告管理系统的设计和构建

为有效评估学生的实践能力,生物技术综合实验按照“项目”形式进行大类划分,并细化为模块化实验,如PCR、分子构建、SDS-PAGE、Western blotting等常规实验教学内容,以及双荧光报告基因互作实验设计、酶标仪检测荧光素发光强度等新的实验内容[6]。为保证报告管理需求能够和课程内容契合,本系统在实践教学管理通用性的基础上,积极引入与课程对应的特色功能(如实践能力评估与证书自动生成),从而既能普遍适用于高校实验教学的管理,又能满足个性化教学的需求。本实验报告管理系统包含五大管理模块,其总体的结构如图1所示。

(一)基础管理

基础管理模块提供了个人设置管理、教师班级关联管理和班级实验关联管理三种功能。基于个人设置管理功能,系统管理员首先要导入任课老师、班级学生的登录账号和密码,而后教师和学生就能修改自己的登录口令、提醒邮箱、个人照片以及个人信息。在教师班级关联管理中,任课教师通过点击“单个添加”菜单并选择所带实验班级,就能完成教师与授课班级的关联,关联成功后系统会显示“已通过”的提示和关联ID号(如图2)。

在班级实验关联管理中,任课教师要先完成各班级实验项目和模块的设置,然后就可以通过“单个添加”菜单,选择“实验分类”(不同课程)、“实验”(不同实验)以及“关联班级”(不同年级和班级),将实验和班级完成连接。之后,在“我带的实验”菜单下教师就能查看自己所带班级和同一班级其他老师所带实验的具体内容,包括实验名称、实验报告提交截止时间、学生提交状态和教师批阅情况。而学生登录后就可以直接查看任课教师、实验项目和实验模块相关内容。通过“作业统计查询”菜单,教师能够了解报告提交的进展,其中未完成报告的学生,教师可以借助“邮件通知”功能进行提醒。

(二)报告管理

报告管理模块主要功能有实验报告格式编辑、实验报告批改评阅、实验报告撰写和实验报告上传与下载。通常系统默认的实验报告模板由实验目的、实验原理、实验材料、实验步骤、实验结果和实验讨论六个实验报告要素组成。教师需调整实验考核内容时,可以在实验报告格式编辑管理中调整实验报告的结构,变更实验报告要素的评分标准。

实验报告提交方式包括在线编辑和Word附件上传两种,供学生自由选择。提交后的报告,系统会为其分配实验报告唯一编号,教师通过点击该编号就可以进入实验报告的评阅界面。实验报告在评阅完后,状态会转变为“已批改”,并自动保存评语和成绩。

(三)成績管理

成绩管理模块支持成绩导出、检索和备份等操作。借助导出功能,教师可以将成绩批量录入教务系统,提升成绩上报的效率。学生从成绩管理模块中能够查阅个人成绩和教师评语,并针对实验报告中的疑问与老师展开讨论。成绩管理模块也为师生提供了教学材料备份的功能,方便将实验报告的评阅结果保存到本地。

在通用实验报告管理系统的基础上,该系统还实现了实践能力评估和证书自动生成的管理功能,用于帮助学生向第三方展示自己的实践能力,方便用人单位了解学生的实验技能。实践能力评估由一系列的模块化实验组成,每个模块化实验代表一个实验技能并有相应的独立报告。实践能力评估标准包括理论分数、实验操作分数、实验结果等综合评分,系统根据评分给出优秀、良好、合格和不合格四种考核等级。在模块化实验中取得优秀或良好的学生,系统会自动为其生成对应的两种等级证书(如图3)。

(四)消息管理

在消息管理模块中,教师和学生都可以查看全部的提问和回答,并发表个人见解。通过设定分类检索的条件,可以缩小检索范围,加快检索速度,提高检索准确性。为了防止重复提问,学生可以在全部问答界面的搜索框中输入关键字,检索自己的问题是否已经在系统里面存在记录,以减少冗余性提问(如图4)。

消息统计功能有助于教师了解自己发表问题和回答问题的情况,改进自身教学方式。此外,教师也可以查看学生问答积极性,以便更好地督促和指导学生。学生通过消息统计功能,能查看自己全部提问和回答的各项指标,有助于正确评价自己在实验课程中的表现。

(五)归档管理

在每一级的学生完成课程期末考核和成绩上报后,系统会对所有文件进行分类打包,并通知管理员检查文件的完整性。待管理员审核确认后,实验报告管理系统会对课程资料完成自动归档,促进了课程档案管理工作的规范化。任课教师如果要查看和导出已归档文件,需要向管理员发起权限申请,并提交归档年份、授课班级和实验章节的具体请求信息。在完成相关内容的查阅后,教师可以将资料导出并保存于本地。

二、实验报告管理系统的应用和反馈

在生物技术综合实验报告管理系统运行的四年期间,共有12人次教师完成了班级实验管理、实验报告评阅、互动问答等操作,125名学生完成了生物技术综合实验报告提交和实验技能评估。师生普遍反映系统使用简单直观,学习周期短,功能模块完善,在课程实践中取得了良好的教学效果。

在生物技术综合实验中,我们采用模块化实验方式对学生实践能力进行评估和考核。模块化实验包括质粒提取、PCR、载体构建、RNA提取、逆转录、定量PCR、SDS-PAGE、Western blotting、细胞培养和转染等,覆盖10个生物技术实验知识点。系统在完成以上实验技能评估后,会依据成绩自动生成优秀或良好两种等级证书。实践结果表明采用证书形式来展示实践能力,较好地提高了学生的学习热情和实验兴趣,加强了学生对实验安全、实验操作规范的关注。

目前,该实验报告管理系统还推广应用到其他生物技术专业课程的实验教学中,如分子生物学、基因工程和蛋白质工程。累计已超过300人次在系统上实现了实验报告的提交,30人次的教师在系统上完成了作业的批改。另外,该系统非常方便实验教学的反思,对实验教学有很好的促进作用。在纵向上,系统提供的统计分析功能,为比较不同年级相同课程的教学效果提供了便利性。在横向上,通过比较生物技术综合实验与其他课程中存在交集的实验模块,进而实现对之前专业课程实验教学效果的检查和反馈。模块实验评估能针对性地帮助实验教学内容的反思和改进,指导实验教学方法的改革和完善。

为进一步改进实验报告管理系统,我们对离校的生物技术系学生,通过手机问卷调查的方式来了解他们对生物技术综合实验改革和实验报告管理系统应用的反馈意见,并最终收回20份有效的问卷调查结果(如下表)。统计结果表明,学生对上线的实验报告管理系统的认可度很高,并认为网上提交实验报告比传统纸质版更好。引入模块化实践技能评估措施是生物技术综合实验教学改革的重点,从学生反馈来看,一半的学生接受并认可这一改革,并且有1/4的学生会利用实践技能考核后的证书展示自己的实践能力。从认定证书的改进建议表明,大部分学生认为证书的网络普及程度和企业推广程度是重点所在,人数占比分别是45%和40%。当前,我们的证书在部分院校、医院和企业中得到了认可,后续我们学院将加强和相关单位的合作,进一步提升证书的认可度。

三、结语

生物技术专业实践教学的改革和提高,不仅需要在课程结构和课程内容上做出大胆创新,还需要在报告评阅和互动答疑中提高教学管理效率。本文介绍的生物技术综合实验报告管理系统能更加便捷、高效地实现实验报告管理和实践能力评估,在实践应用中得到了师生的一致肯定。接下来,我们将继续推广该系统到更多课程中,促进实践教学改革,同时也会继续完善系统的功能,如将报告管理系统由电脑端迁移到移动端,方便教师直接在课堂上对学生的表现进行评分。

参考文献:

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◎编辑 曾彦慧

作者:林方钦 余利红 沈思婷 欧阳永长

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