高等學校理論實驗評估與體系的設計與研究

文/ 白書華 丁良喜 周康樂，南昌理工學院

1 實施背景意義

實驗教學作為學校教學工作的重要組成部分，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力有著不可代替的重要作用。對實驗室教學質(zhì)量進行科學的評估，將評估結果與實驗室的投人有機地結合起來，是促進高等院校實驗教學質(zhì)量提高的有效手段。本研究旨利用系統(tǒng)動力學理論在這方面進行有益的嘗試，構建了以實驗室綜合效能、實驗教學效果、科研技術開發(fā)及社會服務和綜合管理等評估指標體系，促進實驗教學全面發(fā)展。

1 高校理論實驗評估與體系方法分析

系統(tǒng)思考教人學會整體運作的全新思考方式，以提升人類組織整體運作的“群體智力”。 當人們面對復雜問題時總是習慣于將其分割成可以處理的片段來思考，然后加以整合，這種思想是必須的，但卻使人容易忽視更深入觀察整體形成的要素——組成分子之間整體的互動關系及其所形成的復雜現(xiàn)象，該理論稱之為“動態(tài)性復雜”。有時它會抵消個人或群體改善問題的所有努力，而大部分的動態(tài)性復雜都是處于緩慢漸變的過程行動與結果之間存在一定的時間差距，該理論稱之為“時間滯延” 。這一過程極不易察覺，即使察覺了不是為時已晚就是不知如何有效處理。一個組織缺乏系統(tǒng)思考，員工越是努力解決問題，卻因為努力的方向不對，長期的后果反而越糟。為什么會發(fā)生這樣的事情？因為看不到事情背后的系統(tǒng)結構。系統(tǒng)思考的觀點認為結構影響行為，即使非常不同的人，當他們置身于相同的系統(tǒng)之中，也傾向于產(chǎn)生類似的結果。系統(tǒng)結構所指的是隨著時間的推移影響行為的一些關鍵性的變數(shù)之間的相互關系，人們處在結構之中通常全然看不見這些結構怎樣運作，只發(fā)現(xiàn)自己不得不這么做，而且系統(tǒng)中某一變數(shù)的小幅擾動都會透過整個系統(tǒng)的加乘作用而越演越烈。因此，通過對系統(tǒng)思考的學習和運用，把復雜問題背后的結構性原因找出來，并通過改變結構進而改進行為變化形態(tài)就是一件非常重要和深具創(chuàng)造性的工作。

這些評估方法大都是基于評價指標(即各因素)具有相互獨立性的這一假設的基礎之上的，但實際上有些評價指標(因素)之間的相互獨立性是相對的，而其相關性卻是絕對的;如何充分挖掘評價指標間的內(nèi)在信息，最大程度的表現(xiàn)其因素間相互影響的非線性特征，使評估結果更加科學合理，則是復雜系統(tǒng)評估研究領域中的一個重要理論研究方向，本文就是利用反饋動態(tài)性復雜分析——系統(tǒng)動力學方法針對此問題進行了一些初步的研究與探討，提出評估指標體系的基本思路和方法。

2 研究和分析方法的概述

早在20世紀50年代，西方發(fā)達國家就已經(jīng)開始重視對研發(fā)工作的評價，主要從科技水平和管理水平兩方面來評價實驗室工作。進人20世紀末，對實驗室的評估工作進入了一個新階段，一些專家學者嘗試著將一些先進的評價理論與方法引入到實驗室的評估中，如用解釋結構模型法確定評估指標，用層次分析法確定權重，開發(fā)軟件、用計算機實現(xiàn)評估等，但至今還沒有形成完整的系統(tǒng)體系。

2.1 指標量化的方法

這種評估體系的確定，首先是參照國家《高等學校基礎課實驗室評估方法》制定確定評估體系的原則，然后得出評估的一級、二級指標及各評估條目，接著采用數(shù)學當中的直接量化、二次量化和分解細化的方法對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，從而確定各指標的權重系數(shù)。最后利用所產(chǎn)生的評估體系對實驗教學進行評估。舒火明[1]老師就利用指標制定原則提出了一套教學評價指標體系和評價量化表，建立了實驗教學的質(zhì)量標準及各教學環(huán)節(jié)的要求，給出了教學管理、教學過程、教學隊伍、實驗室儀器設備配備、教學改革、教學效果6個一級指標、31個二級指標和47個觀測點，涉及到實驗教學的各個主要環(huán)節(jié)。華東理工大學展學舜[2]等在國家評估指標體系的指導下認真研究了實驗課程在整個教學計劃中的地位、作用和特點后得出了科學性和可行性關系、教學條件、過程與教學效果的關系、評估和改革的關系，并以此得出由4個一級指標、11個二級指標組成的評估體系，然后采用數(shù)學量化方法進行得出等級標準，并以此標準進行評價。寧波大學李慧仙[3]、上海交通大學劉建民[4]等都采用了類似的方法。

2.2 層次分析法

實驗室綜合效益評估指標體系是一個有機的整體，各個指標對評估結果的影響是不同的。為了得到科學、準確的評估結果，需要確定指標的權重，許多研究人員采用了層次分析法來計算權重。層次分析法是將與決策有關的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎上進行定性和定量的分析的決策方法，即根據(jù)1一9數(shù)量標度建立各層次的判斷矩陣，在滿足一致性檢驗的條件下，其最大特征值所對應的特征向量是該層次相對于上一層元素的權重向量。計算權重的關鍵是要確定判斷矩陣。浙江師范大學馬升燈[5]老師從高校基礎課教學實驗室綜合效益評估必要性出發(fā)，探討了實驗室綜合效益評估指標體系設計的4個原則（客觀性原則、導向性原則、可行性原則和可比性原則），構建了具有4個一級指標、21個二級指標的基礎課實驗室綜合效益評估的指標體系，并運用層次分析法計算指標權重，得出各層次的判斷矩陣。廣西大學黃錦成、謝崗[6]采用同樣的方法確定了權重系數(shù)，然后利用中心壓縮處理法（減去平均數(shù)再除以標準差）進行了數(shù)據(jù)處理。

2.3 模糊數(shù)學法

模糊數(shù)學法是一種用來定性處理數(shù)據(jù)的方法，模糊評價法是現(xiàn)今評估定性指標較有效的方法，所以，采用模糊評價法對實驗室評估體系中的定性部分進行分析也是比較可行的。河海大學劉丹平[7]通過討論實驗教學質(zhì)量評估指標體系的設計原則，設計了具體的評估指標體系運用于課程的評估，然后利用模糊數(shù)學法對采集的數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計，并對得到的模糊關系矩陣進行歸一化處理。

2.4 綜合分析法

在對評估體系進行諸多分析的方法中，沒有任何一種單一的評價方法能完全解決重點實驗室綜合評價的問題，西北工業(yè)大學張義庭[8]等考慮了一種對評價方法進行組合的方法。經(jīng)過對實驗室評估實際的研究，比較層次分析法及模糊評判法的應用范圍，嘗試采用兩者相結合的方法進行評價。他們在調(diào)查研究的基礎上，應用現(xiàn)代綜合評價理論與方法，提出了國防科技重點實驗室綜合評佑的概念，著重探討了綜合評估指標體系及其評估標準，并闡述了用模糊綜合評價法評估國防科技重點實驗室的實施程序，最后，以實例說明了評估的實際操作過程。這種方法綜合了前兩種方法的優(yōu)點，能夠從定量和定性兩個方面較好的分析實驗評估指標體系。

以上幾種方法各有中，指標量化法只是定性的對實驗指標體系進行了分析，更多的依靠了已有的體系指標的作用來作出權重系數(shù)的判斷，這種方法缺乏定量分析，分析不夠嚴密，也就是說沒有采用有效的數(shù)學方法進行論證；層次分析法是一種目前用來進行實驗指標體系分析的最常用的方法，而模糊數(shù)學法則能較好的對數(shù)據(jù)結果進行處理，這兩種方法雖然能從定性和定量方面較全面的分析一個系統(tǒng)，但是這種評估方法大都是基于評價指標(即各因素)具有相互獨立性的這一假設的基礎之上的，但實際上有些評價指標(因素)之間的相互獨立性是相對的，而其相關性卻是絕對的;如何充分挖掘評價指標間的內(nèi)在信息，最大程度的表現(xiàn)其因素間相互影響的非線性特征，使評估結果更加科學合理，則是復雜系統(tǒng)評估研究領域中的一個重要理論研究方向。

2.5 基于復雜系統(tǒng)的評估方法

在面臨大型復雜的系統(tǒng)對象時，如院校建設中的教學質(zhì)量評估、實驗室建設評估，大型系統(tǒng)仿真研究中的可信度評估等，面對眾多信息所必需的歸納分析，系統(tǒng)評估占據(jù)著重要的地位和作用，它是決策的科學依據(jù)。

復雜性科學的研究范疇主要是復雜性和復雜系統(tǒng)，典型的如社會經(jīng)濟系統(tǒng)及其復雜性。對復雜系統(tǒng)和系統(tǒng)復雜性的研究有助于人們了解系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律及動因，從而能夠更好地進行適應與調(diào)控。作為國際復雜性科學研究的五大學派之一，系統(tǒng)動力學(System Dynamics，SD)是研究復雜系統(tǒng)和系統(tǒng)復雜性的利器，它以常微分方程組為主要理論工具，對社會經(jīng)濟系統(tǒng)等一類高階次、多重反饋回路、高度非線性的復雜系統(tǒng)進行定性與定量相結合的研究。具體而言，系統(tǒng)動力學從復雜系統(tǒng)的微觀結構入手建模，構造系統(tǒng)的基本反饋結構，進而模擬與分析系統(tǒng)的動態(tài)行為。

利用系統(tǒng)思考與分析方法來分析復雜系統(tǒng)問題的專家很多，如洪志杰、葉兵[9]在高職高專評估工作的系統(tǒng)思考一文中就利用了系統(tǒng)思考與分析方法考察高職高專人才培養(yǎng)工作水平評估指標體系的系統(tǒng)結構，揭示其中的系統(tǒng)原理與結構關系，并主張在迎評工作中充分理解評估指標體系中隱含的系統(tǒng)結構，并得出了各自的運行模式，提出了解決問題的方法，使復雜問題得以簡化，從系統(tǒng)各反饋環(huán)路中獲得問題的最終答案。

本論文將以實驗評估體系這個復雜系統(tǒng)為研究對象，將系統(tǒng)動力學的理論與方法以及Peter M Senge的系統(tǒng)思考管理技術運用到當中去。運用基于SD流率基本入樹的系統(tǒng)基模分析方法找出各指標體系之間的關系，建立相應的模型。

3 結論

實驗評估體系的建立是國防科技實驗室建設和管理中的重要一環(huán)，現(xiàn)代最新評價理論的發(fā)展為實驗室的評估提供了豐富的技術和方法。在實驗室生命周期內(nèi)，探索更新的思路和技術方法綜合分析實驗室績效因素，建立科學的評價體系一直是許多專家學者所研究的課題。本論文旨在提出一種新的實驗質(zhì)量評估方法，即利用系統(tǒng)動力學理論與方法結合Peter M Senge的系統(tǒng)思考管理技術建立系統(tǒng)基模，更清楚直觀的反映實驗各指標之間的關系，并通過建立起來的評估體系反映實驗教學的質(zhì)量從而更好的促進教學的發(fā)展，為培養(yǎng)出更多的人才創(chuàng)造條件。

[1]舒火明等，關于高等學校實驗教學方案的研究，海南師范學院學報，2002，1：4-8.

[2]展學舜等，實驗課程評估方案的研究，實驗室研究與探索，2001，20（6）：37-39.

[3] 李慧仙，我國高等教育評估指標體系問題與對策研究[J]，高等理科教育，2003,(4):27-30.

[4]劉建民，實驗教學質(zhì)量評估初探[J]，實驗室研究與探索，2002，21（3）：4-8.

[5]馬升燈等，高等教學實驗室綜合效益評估的初探，浙江師范大學學報，2004，2：199-202.

[6]張建功，高校實驗室管理模式選擇與創(chuàng)新發(fā)展，華南理工大學學報，2005，7（5）：78-80.

[7]韋紹波，論實驗室評估工作中的模擬評估，廣西民族學院學報，2004，10（2）：105-108.

[8] 張義庭等，國防科技重點實驗室綜合評價體系研究[J]，實驗室研究與探索，2005，24（4）：90-98.