醫(yī)用有機(jī)化學(xué)在線考試的探索與實踐

劉堅華，姚莉韻，林琦，楊若林

上海交通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，上海 200025

2020年春季學(xué)期由于新冠肺炎疫情防控的需要，各高校采用多種在線教學(xué)方式實踐了教育部關(guān)于“停課不停教、停課不停學(xué)”的要求[1]。隨著多數(shù)省份重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件響應(yīng)級別降為三級，部分高校學(xué)生在5月中旬陸續(xù)返校，教學(xué)活動逐漸回歸正常。但仍有部分高?；虿糠帜昙壍膶W(xué)生未能在春季學(xué)期返校，所有教學(xué)活動均需在線完成。如何保質(zhì)保量完成在線期末考試就成為了線上教學(xué)的一個挑戰(zhàn)。

“醫(yī)用有機(jī)化學(xué)”是我校醫(yī)學(xué)院為臨床、口腔、兒科等專業(yè)一年級學(xué)生開設(shè)的必修課，課程內(nèi)容涵蓋基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)理論及生物相關(guān)分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。該課程自開設(shè) 50多年以來一直采用線下閉卷考試的考核方式，近5年臨床五年制專業(yè)的卷面不及格率在5%–20%之間，八年制在10%–30%之間(五年制學(xué)生由于要競爭免推直研名額，平均不及格率通常低于八年制)。本學(xué)期由于我校大部分醫(yī)學(xué)院一年級學(xué)生不返校上課，課程考核需在線完成?？紤]到在線閉卷考試需要使用zoom遠(yuǎn)程監(jiān)考，而本學(xué)期需要進(jìn)行在線考試的學(xué)生超過400人，在線監(jiān)考對監(jiān)考老師、監(jiān)考設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、學(xué)生的考試設(shè)備、學(xué)生的攝像設(shè)備均有很高的要求，同時有機(jī)化學(xué)課程很少測試僅憑記和背就能得分的知識點，因此我們選擇了在線開卷、無人監(jiān)考的方式進(jìn)行本學(xué)期“醫(yī)用有機(jī)化學(xué)”課程的考核。

本學(xué)期我們的在線教學(xué)平臺采用的是超星“學(xué)習(xí)通”，在線考試也在該平臺完成。在教學(xué)過程中我們曾發(fā)布了12份自測題，題型包括單選、多選、書寫結(jié)構(gòu)式和完成反應(yīng)式。在批閱自測題時我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)有多道書寫結(jié)構(gòu)式和完成反應(yīng)式的題目時，由于需要拍照上傳，學(xué)生完成題目的時間差異非常大，同時網(wǎng)頁加載速度較慢，偶爾會出現(xiàn)圖片無法顯示的情況。為了更好地調(diào)控考試時間、避免出現(xiàn)由于拍照設(shè)備和技術(shù)問題導(dǎo)致的圖片清晰度較差、圖片文件過大導(dǎo)致網(wǎng)頁加載困難的問題，同時，考慮到北美醫(yī)學(xué)院的入學(xué)考試MCAT全部為單選題，通過合理設(shè)計試題能夠滿足考查學(xué)生有機(jī)化學(xué)水平的目的，在本次期末考試時我們放棄了有機(jī)化學(xué)考試中傳統(tǒng)的書寫結(jié)構(gòu)式和完成反應(yīng)式的題目，試題題型全部為選擇題。

在正式考試前一周，為了更加準(zhǔn)確地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況及他們使用的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備情況，我們發(fā)布了2次模擬測試。第一次發(fā)布了10道題，包括1道單選、9道多選。10道題目的40個選項全部是圖片，包括波譜圖、反應(yīng)式、結(jié)構(gòu)式和球棒模型圖片，這主要是為了測試學(xué)生使用的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備對試卷的加載能力。由于超星平臺在試題輸入和顯示時會標(biāo)明“單選”或“多選”，所以學(xué)生在看到“多選”題時會知道至少有2個正確答案，試題的整體難度會低于單、多混選型試題。教師標(biāo)定的題目難易程度是“易”40%，“中”40%，“難”20%，試題難度略高于以往考試。3位授課教師完成這10道題目的時間是6–8分鐘，給學(xué)生的答題時間設(shè)置為12分鐘。測試結(jié)果表明，波譜圖片由于像素較高，無法在App端完整顯示，非常影響答題速度。另外，從測試的及格率(30%)和試卷提交情況(多數(shù)學(xué)生沒能在給定的時間完成測試)看，學(xué)生普遍不適應(yīng)多選題。因為單選題可以采用排除法完成，而多選題需要學(xué)生對所考核的知識點完全掌握才能答對。因此調(diào)整單、多選擇題的比例是調(diào)控在線考試試題難度的重要組成部分。

在第一次模擬測試后的第二天，我們調(diào)整了題目的難度，發(fā)布了第二次模擬測試。測試包括15道單選、5道多選，教師標(biāo)定的題目難易程度是“易”45%，“中”55%，“難”5%，與最終考試的題目難度相當(dāng)。授課教師完成這些題目的時間為10–12分鐘，給學(xué)生設(shè)置的答題時間為25分鐘。測試結(jié)果表明此次題量合適，五年制的試題難度較合適，平均分為 59分(由于在考試前很多學(xué)生未開始復(fù)習(xí)做題，正確率較低)，區(qū)分度為0.36。八年制學(xué)生的平均分為64分，區(qū)分度為0.31，說明試題難度需要微調(diào)。通過兩次模擬測試，我們確定了最終考試的題量為100道選擇題，五年制試題的單、多選比例為3 : 2，八年制試題的單、多選比例為1 : 1。經(jīng)教學(xué)團(tuán)隊多位教師測試，完成這些題目需要60–75分鐘，預(yù)估學(xué)生120分鐘可完成考試。

在設(shè)計試卷時教師標(biāo)定為“易”的題目多數(shù)都是單選題，僅考核一個知識點，且題目較直觀，如題1，僅考查氨基酸等電點的概念，學(xué)生只要掌握溶液pH與等電點之間的關(guān)系即可答對。標(biāo)定為“中”的題目通常需要對知識點進(jìn)行靈活應(yīng)用，如題2?；蛘呤强己硕鄠€知識點，如題3，不僅考查能發(fā)生Diels-Alder反應(yīng)的共軛二烯的結(jié)構(gòu)特點，還考查了呋喃的化學(xué)性質(zhì)。標(biāo)定為“難”的題目不僅考核多個知識點，而且需要靈活運(yùn)用，或者有高于考試大綱基本要求的內(nèi)容，如題4。這道題不僅考查了 Hückel芳香性的判斷，還考查了芳香雜環(huán)化合物。選項 C是難度最大的一個選項，需要對Hückel規(guī)則有深入的理解，將化合物拆分為左右兩半來考慮。另外，在學(xué)習(xí)Hückel規(guī)則時，學(xué)生往往只關(guān)注π電子的數(shù)目，容易忽略“共平面”這個條件，從而選擇A選項。

題1 天冬氨酸的pI = 2.77，它在pH = 10的溶液中的存在形式為( B )

(A) 正離子 (B) 負(fù)離子 (C) 兩性離子 (D) 二肽

題2 以甲苯為原料合成5-硝基-2-溴-苯甲酸的步驟為( B )

(A) 先硝化、后溴化、再氧化 (B) 先溴化、后氧化、再硝化

(C) 先氧化、后硝化、再溴化 (D) 先溴化、后硝化、再氧化

題3 下列化合物中能與乙烯發(fā)生Diels-Alder反應(yīng)的是( A B C )

題4 以下化合物或中間體中具有Hückel芳香性的是( B C D )

在無人監(jiān)考的在線考試中如何防止出現(xiàn)作弊現(xiàn)象是至關(guān)重要的。此次考試學(xué)生是各自在家完成，為了防止考試中出現(xiàn)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)互相詢問答案的行為，我們采取了如下措施：(1) 試題亂序、選項亂序。這一措施可完全消除學(xué)生之間簡單傳遞答案的行為。由于每位學(xué)生的考卷都是獨(dú)一無二的，如果要傳遞答案，必需拍攝題目。由于超星考試平臺的設(shè)置和電腦顯示原因，App端一次僅能顯示1道題目，網(wǎng)頁端在復(fù)查頁面一次也僅能顯示1–2道題目。這大大增加了學(xué)生間問詢答案的難度，學(xué)生將很難通過拍題/截屏進(jìn)而詢問同學(xué)獲取答案這種方式完成考試。(2) 題目量足夠大。在線考試答題期間，無論是網(wǎng)頁版還是 App端一次均只能顯示 1道試題，學(xué)生需要不停地按“下一題”按鈕，完成同等試題量的時間比要紙質(zhì)考卷長。根據(jù)2次模擬測試的結(jié)果，學(xué)生完成試題的時間約為教師的2倍。因此在120分鐘內(nèi)完成100道選擇題對于學(xué)生來說時間不會很充裕(考慮到加載和提交試卷的時間，實際考試時長設(shè)置為125分鐘)，優(yōu)秀學(xué)生將沒有時間“幫助”其他同學(xué)，這也從另一面杜絕了學(xué)生之間傳遞試題答案的可能。實測結(jié)果表明大部分學(xué)生在118–124分鐘內(nèi)提交了試卷，小部分學(xué)生是在考試設(shè)置的時間截止時由系統(tǒng)強(qiáng)制提交。

期末考試前經(jīng)征詢學(xué)生意愿和調(diào)研學(xué)生家中設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、電力情況，有3位學(xué)生因家中停電維修申請了緩考，其余學(xué)生均參加了在線測試。403位學(xué)生中除一位掉線22次，一位掉線6次之外，其余學(xué)生都順利完成了考試。五年制的卷面平均分為70分，不及格率24%。八年制的卷面平均分為69分，不及格率27%。卷面成績符合正態(tài)分布(圖1、圖2)，平均分略低于往年，不及格率略高于往年。這一方面說明試卷設(shè)計難易度合理，防作弊措施是有效的，另一方面也表明學(xué)生對在線考試的適應(yīng)度稍差(有機(jī)化學(xué)是該年級學(xué)生的第一門在線考試課程)。結(jié)合學(xué)生在線期間完成章節(jié)自測和作業(yè)的情況，此次考試成績也說明學(xué)生居家在線學(xué)習(xí)的效果較在校學(xué)習(xí)差。

圖1 五年制成績分布圖

圖2 八年制成績分布圖

雖然本次考試是開卷考試，但可以通過查詢筆記獲知正確答案的題目正確率并未達(dá)到100%。如要求標(biāo)出甾體化合物骨架碳原子編號的題目，正確率僅87%。原因可能是部分學(xué)生沒有提前準(zhǔn)備好需要查詢的資料，而答題時間較緊，臨時翻書和筆記猶如大海撈針，無所適從。另外，正如我們預(yù)先估計的一樣，由于有機(jī)化學(xué)試題中能夠通過直接查閱書和筆記獲取正確答案的數(shù)量很少，因此開卷和閉卷考試在結(jié)果上并不會有本質(zhì)的差異。

在對試題的難度系數(shù)進(jìn)行分析時我們發(fā)現(xiàn)，在八年制試卷中難度系數(shù)低于0.3的題目有2道。題5是一道有關(guān)反應(yīng)主產(chǎn)物的多選題，難點是β-羰基酸的脫羧?？荚囍杏?3%的學(xué)生忽視了這個知識點，選擇了答案 C。這道題是教學(xué)安排中基礎(chǔ)有機(jī)部分接近尾聲的章節(jié)羧酸的考核知識點，也是我們?yōu)閷W(xué)生準(zhǔn)備的課后習(xí)題中的題目。僅有不足30%的學(xué)生能夠做對該題說明大部分學(xué)生是考前突擊學(xué)習(xí)，尚來不及完成習(xí)題中靠后部分的題目。在以往線下教學(xué)中，我們會通過每3–4章進(jìn)行一次閉卷章節(jié)測試的方式敦促學(xué)生學(xué)習(xí)，但此次疫情期間由于學(xué)生是否返校、何時返校遲遲未定，因此在線教學(xué)期間僅發(fā)布了不計入期評成績的自測和開卷作業(yè)，很顯然這樣的方式對學(xué)生自主學(xué)習(xí)的敦促力度不夠。

題5 以下反應(yīng)的主要產(chǎn)物是( A D )

此次在線考試的結(jié)果說明，在合理調(diào)控試題量和試題難度的情況下，可以通過在線方式完成有機(jī)化學(xué)課程的考核，考核結(jié)果與線下考試一樣可以反映學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中的問題。在線考試的優(yōu)點是當(dāng)題目全部為選擇題時，可以由考試平臺完成閱卷和試卷分析，反饋非常及時，因此可以在正式考試前通過模擬測試確定最終的試題量和單、多選比例，從而較好地調(diào)控試題難度。在試題量足夠時，開卷和閉卷考試的結(jié)果并沒有明顯差異。另外，由于無需批閱試卷，且很方便對題目的難度系數(shù)和區(qū)分度進(jìn)行統(tǒng)計，如果將章節(jié)在線測試成績計入期評，一方面可以作為大班教學(xué)時敦促學(xué)生及時復(fù)習(xí)的手段，另一方面便于教師及時獲知學(xué)生對知識點的掌握情況。而在線考試的缺點是由于題型限制，無法通過制備、簡答等題型考查學(xué)生在有機(jī)化學(xué)課程學(xué)習(xí)之后綜合運(yùn)用知識的能力。在題目亂序的情況下，也無法通過給出題干，將考核點分解為多道選擇題的方式編寫選擇題，對題目設(shè)計的要求顯著提高。同時，由于題量增加，雖然從教師的角度看每道題目的難度都不大，但由于考核的知識點增多，對于部分習(xí)慣于考試前一周才開始學(xué)習(xí)的學(xué)生而言，無形中增加了考核的難度。

全國高校的教師們通過一學(xué)期的實踐，已經(jīng)體會到在線教學(xué)不僅僅是疫情之下不得已的教學(xué)替代方案，也可以是課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充[2,3]。同樣，在線考試或許也可以成為今后部分院校和專業(yè)課程的考核方法之一。