生物化学云班课开放式在线考试系统建设及应用

李崇奇,肖 曼

(海南医学院生物化学与分子生物学教研室, 海口 571199)

随着移动互联网技术的普及,如何让学生充分应用碎片化时间,随时随地独立自主学习,如何培养学生终身学习,一直是教育工作者重点关注的问题。然而由于生物化学学科概念众多、内容抽象,同时需要较好的无机化学、有机化学基础,导致学生对教学内容理解非常困难,教师在教学过程中也很难激发学生的学习兴趣。因此,生物化学成为农林医药院校最难学、不及格比例最高的课程之一[1]。

1 新兴教学模式中存在的问题

尽管近年来兴起的微课、慕课部分解决了学生利用碎片化时间随时随地学习的问题,应用翻转课堂和混合式教学改革部分解决了出勤率低、学生上课大面积玩手机、上课不专心的问题,但不可否认的是学生的学习主观能动性仍较低。以慕课为例,学生的完成率不高,多数课程完成率在5%-10%,有的课程甚至低至0.9%[2]。张舒通过对北京大学医学部口腔医学专业学生大学四年级第二学期的8门专业课程成绩分析发现,缺少教师督促时前四周学习任务的完成率仅为44.3%,认为线上教学效果不如传统线下教学,线上学习需要教师对学生进行及时反馈和督促[3]。王飞跃也对开展全科医学课程线上教学的全国东中西部共14所高校的授课教师调查研究发现,半数以上(51.9%)教师认为线上教学效果不及线下[4]。而常微微对参与线上教学的4 115名医学生进行研究分析发现,仅有36.79%的学生对线上课程学习持满意态度[5]。而基于移动互联网的在线考试系统可以实现随时随地对学生进行在线测试,驱动学生完成学习任务,有利于教学目标的实现。

2 在线考试系统的特点及存在的问题

在线考试系统由于摆脱了传统线下考试对教务管理人员、考务管理人员和考试场地的依赖,也摆脱了对命题教师教学资历过于苛刻的要求,同时又大幅提高了试卷的质量和考试的公平性,因而目前多数高校广泛应用。此外,在线考试系统具有自动组卷、不同试卷重复度大幅降低和阅卷便捷的特点,如果全部是选择题时甚至不需要阅卷[1],既可以实现对教学效果即时监测,又不大幅增加教师工作量,因而被广大教师欢迎。但目前广泛应用的许多在线题库封闭性较强,开放性不足。如医学院校应用较广的人卫在线题库系统,将习题分为Ι类题库和Ⅱ类题库。其中Ι类题库平时不面向学生开放,仅应用于期末考试。因基于Windows操作系统,学生不能应用移动终端答题。Ⅱ类题库应用于平时测验,可以应用移动终端测试。而且人卫系统实现了全自动化的智能命题、试题分析和成绩分析,极大地减轻了一线教师工作量。但人卫系统只能按照学校教务系统中的名单向学生发布测验任务,如果有学生转专业、重修、留级等,授课教师必须与教务人员、人卫系统客服沟通才能解决,耗费大量的时间和精力,而且需要付费引进。此外,一旦发现人卫题库中的习题有歧义、不严谨、甚至出现答案错误的情形,授课教师既不能修改习题,也不能将习题从题库中剔除。在期末考试命题任务量比较大的情形下,在线考试系统难免出现错题的现象,甚至这种错误会持续发生。而不少学校应用的考易在线考试系统主要基于Windows操作系统,校外IP无法登录题库,一般应用于终结性考试,且没有投屏功能,无法将学生测验结果实时反馈。

3 开放式在线考试系统的优点及建设原则

而基于开放式题库的在线考试系统,由于使用的便捷性和题库内容的动态性,越来越受到师生重视。佟拉嘎等研究发现开放式题库对引导学生自主学习、主动学习,发挥学生的主动性和能动性具有重要意义[6]。尤其是当前随着人才培养计划的调整和优化课程学时被大幅压缩,应用过程性考核督促学生在课后应用碎片化时间完成学习任务和实现人才培养目标是不可避免的。但许多学生没有个人电脑和有线网络,有的学生还要兼职打工,因而可以实现随时随地检测的、便捷性的、基于移动互联网的开放性题库开发迫在眉睫。经过多年的摸索与实践,本研究认为当前开放式题库应遵循以下原则:①电脑端和手机端都可以登录题库进行实时测验,这样既可以实现在课堂教学过程中即时测验,也避免兼职学生、家庭困难学生无法参与。②校内和校外都可以应用,一方面方便教师维护题库、命题、发布测试,另一方面,也方便学生节假日在校外利用碎片化时间进行巩固学习。③既可以在课堂教学过程中进行课堂测验,检验教学效果和对学生进行学情分析,实时调整教学进度与方式;也可以在课前、课后督促学生预习、复习应用。④教师一次从题库组题后,自动储存在活动库,在不同班级、不同教学年度使用。⑤教师可以对学生测验过程实时监控,根据学生答题进度适当调整学生答题时间,以免给定答题时间过长或过短。⑥具备一定程度的防作弊功能,如题目乱序、选项乱序,防止个别优秀学生完成测验后,将答案“分享”到微信群或QQ群,而其他大批学生根本没有认真完成测验现象的发生。⑦授课教师具有完全的开放试题库管理权限,可以即时对题库内容、题库开放和关闭时间、题库应用人员进行调整。⑧具备简单的师生交互功能,如学生发现哪些题目有疑问,或者答题环节由于网络原因导致答题次数用完等可以即时互动。⑨在使用过程中,教师一旦发现有试题内容有歧义、错误,可以及时更正,并能够修改原始题库中的习题,避免今后发生重复相同错误。综合以上因素,本研究自2018年以来构建了基于云班课开放式在线考试系统。

4 云班课开放式在线考试系统建设

4.1 云班课开放式在线考试系统题型选择

教师构建题库时应根据课程的特点和教学需要来选择题型。而医学院校学生执业医师考试和全国研究生招生考试均为选择题,因而选择题就成为当前在线考试系统的主要组成部分。目前云班课在线题库中支持单选题、多选题、判断题和填空题,可以满足一般课堂教学需要。需要注意的是,尽管云班课在线题库系统中的填空题可以提供多个备用答案,也可以区分答案中的大小写和先后顺序,但由于汉语博大精深,学生可能会使用不同词语表达相同意思,很难全部罗列为备用答案。因而实际上为了实现自动化阅卷,大多数情况下题库一般只需要单选题、多选题和判断题即可。此外如果确实需要简答题和论述题,可以在云班课班级的“活动”模块找到“轻直播/讨论”发布简答题和论述题,然后自动保存到活动库,今后每次只需要从活动库调出该题目发布即可。

4.2 云班课开放式在线考试系统习题录入方式

目前云班课题库录入方式有添加题目(实际上为逐题添加模式)、智能录入和模板导入等三种方式。逐题添加模式适合向试题库中补录少量习题,需要将题干、每个选项分别输入不同的文本框,然后选择所属课程、章、分值、难度等提交即可。值得注意的是试题中有音频时,只能选择逐题添加模式。智能录入则需要按照云班课提供的特殊范例格式将每一题制成文本格式,然后将其录入题库,其格式比较繁琐。模板导入可以通过Word/Excel文件两种方式导入题目,两种方式的区别主要是Word模板导入模式支持填空题、文本、图片、公式;而Excel则只能支持纯文本格式。此外,Word模板导入模式类似智能录入模式,每道小题除了录入题干和选项外,还要录入所属课程、章、分值、难度等,较为繁琐。而Excel模板导入模式,则可以批量录入每道题目的所属课程、章、分值、难度等,更加快捷方便。

4.3 云班课开放式在线考试系统习题格式建设

由于目前国内多数题库都兼容Excel格式的习题,因而为了方便云班课试题库中习题的管理、维护,试题格式建议统一采用系统给定的Excel模板格式编辑习题,然后批量导入。除非需要导入填空题、图片、公式和音频,一般不建议采用另外几种方式录入。目前云班课开放题库中的习题只能导入,不能导出,因而自行在网页界面导入的习题就无法自行存档或者今后与其他题库兼容。目前云班课题库模板格式包含所属章、类型、题干、分值、难度、关联知识点、解析、正确答案和选项等,其中关联知识点和解析可以缺省,其余不能缺省。同时由于生物化学中一章一般都分为多个“节”,在实际授课过程中可能要多个学时才能完成。而云班课题库没有一类主题词和二类主题词等区分,因此建议在设置关键词“所属章”时变更为“章”+“节”作为组合主题词,方便从题库中调出习题。如生物化学第一章的题库建设时可以分别以“蛋白质结构与功能-蛋白质的分子组成”“蛋白质结构与功能-蛋白质的分子结构”等。

4.4 云班课开放式在线考试系统习题数量要求

云班课试题库中习题的数量不需要在题库建设初期就要达到20题∶1学时的目标,而采取“宁缺勿滥”“边建设,边使用”“不求高大上,但求实用”的原则,逐步增加、逐步完善。本题库主要是为了或者学生在课中或课后练习使用,所以题库可以一章一章、一节一节建设,开始使用时只要达到每个授课学时或者每次测验5-10题即可。然后随着教学进度,教师可以参考执业医师考试试题、研究生入学考试试题、人卫题库、考易题库内容,也可以自己根据教学课件设计一些习题。题目难度不需太大,以调动学生学习积极性为主。这样“边建设,边使用”,一个学期后,题库中的习题就有五六百道,然后逐年增加即可。本开放题库经过五年运行,目前已经达到1 943道习题。

4.5 云班课开放式在线考试系统题库内容建设

云班课开放试题库的内容应参照教学大纲要求,重点关注要求学生掌握的内容;同时以需求为导向,兼顾不同分层学生的需求。目前高校课程教学大纲均非常详细,教材上每个三级目录知识点都清楚标明是掌握、熟悉,还是理解、了解。因而,教师在构建题库时就应该深入研究教学大纲内容,并结合历届学生考试试卷分析结果,避免偏题、怪题、超纲题、甚至是错题进入题库。同时多数学生可能关心的是期末考试能否通过,所以题库内容可以适当参考历届学生期末考试真题,也可以参考学校人卫题库、考易题库内容。许多教师、甚至是教学管理部门担心题库内容外泄,实则多虑。以本研究云班课题库为例,目前习题总数已达1 943道,如果学生肯用心练习这些习题,能够掌握生物化学与分子生物学课程的多数知识点,同时也会养成自主学习的好习惯。

4.6 云班课开放式在线考试系统题库思政内容建设

教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》指出专业课程是课程思政建设的基本载体,解决“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”的重要问题。但是如果只有在课堂教学过程中进行课程思政教育,而在考试过程中没有体现,在实现“全课程、全员育人理念”上就会大打折扣,在“构建全员全程全方位育人大格局”上事倍功半。我们必须充分利用课堂测试这个环节,使课程思政在知识传授的过程中实现入脑、入心、入行。生物化学是医学院校学生的专业基础课程,结合本学科特点,我们认为生物化学课程思政主要从注重科学思维方法的训练和科学伦理的教育;培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感;培养学生科技报国的家国情怀和使命担当三个方面进行。

如何在课程思政教学中避免教条式的、说教式的方式,实现“润物细无声”的育人效果,一致是我们近年来课程思政教学的目标。因而我们将课程思政渗透入习题的方法,也必须讲究策略、方法,实现事半功倍的效果。例如,我们过去根据DNA双向复制这个知识点设计习题,一般情况下题干就是“DNA复制的方向”,选项就是两条链都是单向的、两条链都是双向的等,让学生自己选择。现在为了训练学生科学思维方法,可以将John Cairns提出双向复制的图片直接导入题库,也可以在此基础上绘制示意图[7],让学生分析这张图说明了DNA复制的方向是什么?这样既训练了学生分析问题的逻辑思维,也激发了学生的学习兴趣,还将一个“低阶的学习任务”转化为“高阶的学习任务”。

5 云班课开放式在线考试系统的应用

5.1 云班课开放式在线测试的组题和发布

云班课试题库的使用主要是以课堂教学和课后练习为主要目的。随着移动互联网的普及和网络习题资源“爆炸式”的增长以及翻转课堂、对分课堂理念的引入,我们越来越认识到过程性考核和课堂即时监测学情考核的重要性。经过几年的探索,我们发现翻转课堂和对分课堂中的即时测验时,题量不应少于5道,建议10道左右,题量太少意义不大,如使用雨课堂授课时一次发布一道题,就有学生在教室里直接说出答案,导致许多学生连题目都没有看完,就选对了答案,无法起到督促学生学习的作用。此外,在课堂发布测试一定要让学生限时完成,建议每道习题平均时长参照学习强国平台,每道题30秒。同时发布习题时一定要选择题目乱序、选项乱序、手动公布答案,否则学生很容易通过QQ群、微信群和手机分屏功能进行作弊,导致教师对学生学情掌握失真。教师也可以组建跨章节题量较大的测试,应用于学生课后练习。

5.2 云班课开放式在线测试的反馈和讲评

云班课在线测试发布后,教师通过APP或网页端实时检测到学生答题情况,可以根据需要适度调整答题时间。测试完成后教师就可以看到每道题学生掌握情况,而且教师通过移动端的投屏功能或电脑端进行即时反馈和讲评,与学生一起分析每道习题学生选择错误的原因。学生期末复习时也可以看到测试完成的习题,起到巩固练习的作用。同时经过学生测试后,教师发现有些题目有歧义或者答案错误,可以直接在线修改后保存入题库。此外,还可以通过每位学生答题时间和分数,分析学生的学习态度。确实有部分学生不看题目随机选择答案,得分率也非常低,也有学生不参与所有在线测试。教师在课后与学生、辅导员即时沟通相关信息,避免在期末考试中出现大面积“挂科现象”,影响学生毕业资格和学位资格的授予。同时测试活动也是对所有学生的一次随机考勤,而且由于每名学生只有一个账号,也可以减少学生替代考勤现象发生。

6 云班课开放式在线考试系统建设的意义

经过5年的运行,我们发现在课堂实时在线测试学生参与率较高,达到93.5%,及格率为91.1%,优秀率为33.3%。但在没有教师督促的课后练习测试中,学生参与率非常低,仅为17.7%。整体而言,云班课在线题库基本实现了督促学生学习的目的。本项目建立了基于云班课的开放式题库,为今后在课堂教学过程中进行过程性考核以及对学生学习情况实时监测提供了坚强基础。同时在课堂教学活动中引入云班课在线考试题库系统,有利于增强师生互动,实时反馈学生学习结果,为今后在生物化学教学过程中全面开展翻转课堂,提高学生执业医师考试和研究生入学考试通过率奠定基础。开放试题库的建设对于将终结性考核转化为过程性考核,实现教考分离,督促学生在课余时间充分利用碎片化时间进行学习,激发学生的求知欲和求胜欲具有重要意义。题库建设完成后,实现了题目乱序减少学生作弊情形发生,实现自动阅卷、评分,减轻教师工作量,激发教师开展翻转课堂的积极性。