設計性實驗評價體系的研究與實踐

董艷燕 沈為民 李晨霞 梁培

摘要：針對設計性實驗在實踐教學中的重要地位，分析了設計性實驗的特點，提出了學生收獲、實驗內容、規劃與目標、實驗條件、實驗管理、實驗效益的多元化評價要素，討論了學生、專家、教學管理部門多個主體圍繞評價要素，建立設計性實驗科學全面的評價體系。重點介紹學生評價的方法，包括評價指標及參考點、各部分權重、評價等級等，并結合電子專業具體實驗項目，論證了在設計性實驗教學中引入評價體系的必要性和可行性。

關鍵詞：設計性實驗；實驗評價；評價指標

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）18-0115-02

綜合性、設計性或創新性實驗評價體系的研究是實踐教學改革的熱點之一[1-3]。因為設計性實驗在培養學生綜合素質和創新能力方面起著不可替代作用。與綜合性、創新性實驗相比，設計性實驗在實驗教學的組織與管理方面更具代表性，設計性實驗項目的準確評價對于提高實驗教學質量十分重要[3]，研究針對設計性實驗項目的評價體系能找出實驗教學問題所在，從而提高實驗教學質量。

一、設計性實驗的內涵

根據《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》對設計性實驗的定義：設計性實驗是指給定實驗目的要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗[4]。

第一，實驗的目的與要求是明確的。在布置實驗任務時必須說清楚通過實驗要達到的目的，目標要具體，必要時可給出定量參數。

第二，實驗條件是給定的。實驗條件主要體現在硬件上，儀器設備的種類和數量是有限的。實驗條件體現在技術手段、軟件工具、知識領域等方面，以使設計課題具有適當的難度。

第三，實驗方案須由學生自行設計。這是設計性實驗的關鍵，使學生了解實驗的目的與要求以及實驗條件。

第四，學生自己動手完成實驗方案確定的實驗內容，實現預定目標。

二、設計性實驗的評價要素

（一）學生收獲

總的來說，實驗的目的是要提高學生分析問題解決問題的能力，學生通過實驗會做原來不會做的事情，懂得原來不懂的奧秘，所以學生收獲是實驗評價的第一要素，同時需要分析收獲主要體現在哪些方面，以使評價更加客觀全面。

（二）實驗內容、規劃與目標

實驗“做什么”是實驗的基本問題，選擇好實驗內容是實驗的首要內容，包括確定實驗的選題、涉及的知識點、采用的技術手段等方面。在設計性實驗中實驗“怎么做”由學生考慮，教師對實驗進行規劃，布置實驗任務，解釋實驗條件，提出預習要求。

（三）實驗條件

實驗條件是保證實驗質量的基本因素。實驗條件需要實驗場地和儀器設備，還有分析實驗數據的軟件。硬件和軟件條件不僅要保證能完成實驗，而且要滿足實驗方案多樣化的需要。

（四）實驗管理

從實驗項目的立項建設，到學生實驗實際運行，以及實驗材料歸檔，每個環節執行到位才能保證實驗教學有較高的質量。

（五）實驗效益

實驗資源有限，如何發揮最大效益是普遍關心的問題。實驗成本、學生受益面、投入與產出等都是應該考慮的因素。

三、設計性實驗的評價方法

為得到比較全面、公正的結論，設計性實驗的評價方式需要不同的評價主體，結合多種視角的評價結果。

（一）學生評價

實驗效果如何學生最有發言權，但學生的視野、水平、經驗等方面有一定的局限性，所以學生的評價內容更多應從學生親身經歷的、有體會的、較易理解的方面入手，評價指標及參考點從設計課題、硬件條件、軟件條件、知識準備、實驗管理、實驗收獲方面來進行，簡單明了，不會產生歧義。

1.設計課題：設計任務與要求容易理解，不會產生歧義；課題設計方案可選，有發揮空間；課題有趣或有應用價值。

2.硬件條件：儀器設備、實驗軟件能正常使用；實驗場地整潔有序。

3.軟件條件：有課程網站介紹本項實驗，有多媒體介紹儀器使用方法；有分析設計方案或實驗結果，復雜的數據分析處理的示例程序；實驗預約、預習、師生互動、報告提交、意見反饋等實現信息化管理。

4.知識準備：實驗背景知識介紹充分，理論教學中未學過的知識有適當介紹或提示；提供參考資料或提示查閱途徑。

5.實驗管理：實驗方案要求明確；實驗中有困難能得到指導，實驗數據或制作物有針對性的檢查；實驗時間有保障，實驗結果不理想可另約時間重做實驗；實驗報告批改仔細，反饋意見及時有效。

6.實驗收獲：憑直觀感覺實驗收獲效果；掌握分析此類問題的著眼點、涉及的因素；懂得如何嘗試或進行試驗來尋找解決辦法；體會到設計課題的普遍性，推廣應用到其他場合。

各部分權重分配如下：憑直觀感覺實驗收獲效果占10，其余部分各占5。

用以上的評價指標對本校光電學院2012級電子專業的“單片機設計”和“可編程邏輯器件”的設計性實驗請學生進行評測，兩個項目分別得分為89和90。兩項設計總分接近，但分數分布很不相同，前項在“設計課題”特別是“設計方案可選，能結合自身水平做合適的選擇，且有發揮空間”方面得分很低，后項在“設計課題”方面得分卻很高，但在“硬件條件”特別是“小型工具、實驗器具使用方便，器件、材料等低價物品滿足實驗需要”方面得分很低。由于學生評價的指標及參考點簡單明了，所以改進實驗的方向比較明確。

（二）專家評價

設計性實驗正式開出前，應請相關的專家對實驗項目從實驗項目的選題、實驗進程規劃和實驗條件的準備等方面來進行事前評價，確保實驗開出質量。

實驗項目的選題：首先，選題符合專業培養方案的要求，需服從專業教學的系統性要求，一個實驗項目對應一類專業問題的解決辦法，選題不能重復。其次，選題具有先進性或實用性。再次，選題適合學生的實際水平。

實驗進程的規劃：從是否明確學生實驗前、實驗間以及實驗室后各階段的任務與要求，是否了解學生給出設計方案，是否清楚學生設計和完成的重點來判斷整個過程構思是否合理。

實驗條件準備：硬件準備：硬件條件是否充分，主要儀器的性能指標是否滿足實驗要求，小型器具、材料等準備是否到位；所列儀器設備是否合理。知識準備：實驗預習材料是否充分，儀器設備的原理、性能、結構、操作方法的介紹是否清楚，背景知識介紹是否簡單易懂，實驗指導書、課程網站以及多媒體課件等是否科學合理。軟件準備：實驗安排、預習等是否實現信息化管理，是否對相應的軟件作適當介紹。

（三）管理部門評價

教學管理部門對設計性實驗項目的評價，以學生評價和專家前期評價為基礎，彌補這兩種評價的不足之處，對具體的實驗項目給出完整的結論。

1.學生對實驗的評價：以學生對實驗項目的評價為主要依據，適當參考學生對教師教學的評價。

2.實驗項目的建設：專家的評價報告是重要依據，另外還需檢查例如是否經過立項、條件準備、學生試做、專家評議等過程；實驗指導書編寫質量；課程網站對實驗介紹的材料是否豐富，有沒有預習課件。

3.實驗過程檢查：通過全程跟蹤學生實驗過程來進行，如學生實驗前對實驗的認識程度和準備情況，學生設計的實驗方案是否多樣性，學生實驗過程的工作熱情及獨立性、主動性，學生離開實驗室時帶走哪些數據、文檔、照片資料等，學生的實驗報告。在實驗過程檢查中也可觀察教師對實驗的管理情況，實驗的各個階段教師對學生的要求是否都有一定的標準，管理是否到位。如如何避免實驗方案的抄襲，如何監控學生的實驗過程以防止一些學生在實驗效果不理想的情況下篡改實驗數據。

4.實驗檔案檢查：實驗教學大綱，實驗安排表，學生實驗記錄，設備使用記錄及維修記錄，學生實驗報告及批改情況，實驗成績評分標準與評定結果；實驗網站反映的學生實驗預約情況，預習情況，師生交流討論情況等。

5.實驗效益評價：實驗成本，包括材料消耗，能源動力消耗，設備損耗（折舊），元器件重復利用情況等；設備利用與共享情況，實驗占用場地情況，實驗的安全性及風險控制；學生的受益面，完成的實驗人時數。

四、結束語

在設計性實驗的建設與運行的不同階段，評價只是手段，提高實驗教學質量是根本目的。各參與方在評價中扮演不同角色，從而得出較為準確、客觀、完整的結論。專家根據自己的教學經驗、專業知識以及對設計性實驗內涵的理解，對實驗項目的科學性與合理性做出判斷與評價。學生根據自己實驗過程的親身體會，對實驗項目的適用性和運行效果給予評價。管理部門的評價是最終評價，不僅要參考學生評價和專家評價的結論，而且要完整考察實驗過程，詳細檢查管理規范性。三種評價所起的作用是相輔相成、不可分割的，且最終落實以評促建、重在建設，提出全面的實驗改進措施。

參考文獻：

[1]張起祥.綜合性、設計性實驗研究[J].黑龍江高教研究，2008，（2）：165-166.

[2]沈為民，黃杰，楊凱.提高綜合性設計性實驗的教學效果的探討[J].高教論壇，2012，（8）：21-24.

[3]史智平，郭宏科，賈衛忠.高等學校實驗教學質量評價指標體系的構建[J].高校實驗室工作研究，2003，（4）：71-73.

[4]教育部.普通高等學校本科教學工作水平評估方案（試行）[Z].2004.