試驗設計與數據處理課程的考核方式改革

宋曉燕　劉寶林　盧莎　宋丹萍

摘要 試驗設計與數據處理已成為工程技術人員和科學工作者必備的基本技能。然而，在這門課程的教學過程中，由于考核方式存在缺陷，導致研究生對本門課的掌握情況不容樂觀。本文從考核形式、考核目的、命題內容和深度、考場環境和打分方式幾方面對現有考核方式進行了討論分析，并提出了一些改革方案。實踐證明，本文提出的改革方案具有一定的可行性。

關鍵詞 考核改革 課程 試驗設計與數據處理 現狀 建議

試驗設計是研究方法論領域中的一個重要分支學科。能否正確設計試驗方案并對獲得數據進行科學的統計分析，是考量一個研究工作者是否合格的基本方法之一。應用科學的試驗設計方法和數據處理技術，不僅可以大幅減少人力和物力，還可以取得更多、更好的科研成果。上海理工大學對生物醫學工程專業的學生開展本門課的目的，是讓學生掌握近代最常用、最有效的幾種試驗設計方法和數據處理方法的基本原理和操作流程。本門課所使用的教材為李云雁和胡傳榮編著的第二版《試驗設計與數據處理》。本書介紹了一些常用的試驗設計及試驗數據處理方法在科學試驗和工業生產中的實際應用，并介紹了Excel在試驗數據處理中的強大功能。本門課的教學大綱是以此書的知識架構為依據設計。生物醫學工程是我校重點發展學科之一，也是上海市高原高峰學科之一，關系到我校“雙一流”建設戰略。因此，我們對本學科學生的畢業要求不斷提高，他們必須對本門課的理論和實踐內容均非常熟悉。對學生的高要求意味著教師也必須嚴格要求自己與時俱進，在教學上必須不斷創新才能達到學校的要求。然而，學生并沒有意識到這一點，他們對本門課的學習熱情并不高，更何況本門課中的數學公式比較多，內容枯燥乏味。這就需要我們教師從多方面引導并激勵學生，提高他們的學習積極性，比如多講些本門課在學習過程中的作用，分享目前熱門問題中的數據分析方法應用和改革考核方法等。其中，改革考核方式是本門課開課以來最為有效的方法。因此，本文主要針對試驗設計與數據分析課程考核方式的改革展開討論和分析，期望能為廣大教育工作者提供一點參考依據。

1試驗設計與數據處理課程的考核方式現狀

1.1考核形式單一

作為一門應用性學科，試驗設計與數據處理不僅要求學生能熟悉掌握書本中的基本知識，更重要的是能上機操作實戰。因此，本門課程的考試方式有閉卷、開卷和上機三種方式。然而，大部分教師往往單純采用一種方式，即期末卷面考核，既簡單又省事，這樣就造成了對學生的能力考核不全面，大部分拿高分學生屬于突擊型“選手”。例如，閉卷考試基本上考查的是學生對基本概念的掌握程度，在規定的時間內無法發揮創新型學生的優勢。單純采用開卷考試會導致大部分學生放松警惕，認為開卷考試是很容易過關的，整個學習過程中都會抱有得過且過的學習態度。而單純上機考核則會導致學生雖能熟練操作課本上的案例，但不了解其基本原理及相關知識點，不會變通運用所學內容。

1.2考試目的維度不夠

所謂考試目的維度，是指教師通過考試希望考察學生的能力項目，比如，記憶力、理解能力、應用能力和創新能力等。然而，根據筆者調查結果顯示，70%的教師認為考試只要求學生能“照葫蘆畫瓢”就行，至于其它方面，等日后有需要了再學不遲。因此，大部分教授試驗設計與數據處理課程的教師在設計試卷的時候，重點考查學生運用所學知識處理某些模板數據的能力。這樣帶來的一個后果便是學生只需要花很短的時間，上機操作幾次便可順利獲得高分，與學位能力培養的實質性要求有一定差距。

1.3命題深度不夠

教師的教學目的決定了他的命題思路，包括題目類型的設置和具體某道題目的深度以及涉及到知識點的個數等。例如，如果某教師僅僅考查學生對精密度、正確度和準準度的理解，一般是畫三個圖，讓學生自由匹配。但是至于三個因素彼此之間的關系，學生卻始終沒有掌握。常言道“麻雀雖小，五臟俱全”。命題的過程中每道題都應該是一只小麻雀，而不應該缺胳膊少腿。即便是有了五臟六腑，血肉和靈魂也應兼備。

1.4考試環境太過嚴肅

冷桌子和熱板凳是古代貧苦人家最喜歡的兩樣東西，它們可以幫助年輕人踏入官場，擺脫貧苦命運。因此，冰冷考場一直沿用至今。這種環境很容易給學生造成一種壓力，在某種程度上阻礙學生發揮潛能，甚至導致發揮失常。隨著交叉學科的發展，學生的多元化和創新性思維顯得越來越重要。因此，考場環境也必須改變，以適應時代發展，為人才選拔提供基礎保障。

1.5打分方式缺乏公平性和透明度

考試之后，學生最在乎的便是分數。對于上機和客觀題目，基本上考完試便可曉得自己的具體分數。例如，做完回歸分析之后，如果回歸方程中各個因素的系數與標準答案一樣，基本沒有扣分理由，而對于主觀題卻并非如此。倘若教師能給出非常具體的評分細則，大部分學生都能估算出自己的分數，事實上，目前本門課的主觀題評分細則也非常具體。但是，如果主觀題目的深度加大，評分就很容易缺乏公正性和透明性。

2試驗設計與數據處理課程的考核方式改革辦法

2.1多段考核

考試不是目的，目的在于通過考試選拔、培養和教育學生。本課題組嘗試了一種多段式考核方式，把期末考試分成期中和期末兩次完成。其中，期中考試又劃分為多次進行，并以課堂小作業的形式實施。課堂小作業的類型可采用辯論、搶答、獨自做題和知識游戲等多種形式，不僅趣味性強，而且時間的不確定性使學生始終不敢放松警惕。此外，對于最后一次考試，我們也采用了多段式，把主觀題提前發給學生進行開卷考試，把客觀題放在考試周進行閉卷考試，客觀題考完之后同時收卷。

2.2多維度考核

為了充分體現出學生的綜合素質，課題組對本門課的考試要求是觀察能力、創新能力、閱讀能力、學習能力、分析能力和動手能力必須面面俱到。因此，我們設計的題目大多屬于題中題，只有各種能力都調動且配合起來才能答得好。例如，為了借助真值的概念依次考察學生的閱讀能力、分析能力、創新能力和知識應用能力，我們設計了一道綜合題目，要求學生不僅知道什么是真值，還要讓他結合自己的專業舉例，然后分析為什么真值測量不到，影響因素有哪些，最后自己設計一組正交實驗或者均勻實驗并給出解答步驟和評判標準。

2.3多媒體技術在考試中的應用

為了緩解考場氣氛，我們嘗試了在閉卷考試時播放輕音樂，且允許學生戴耳機聽自選音樂進行答題的方法。此次考試被學生稱為“本學期最人性化的考試”。

2.4打分方式的改革

打分一向是教師的責任和“特權”。然而，我們嘗試了在平時考試時學生當面互相打分的方法，受到了一致好評，因為這樣既公平又透明，更重要的是能調動學生的積極性。例如，在講授緒論的時候，為了引導大家對試驗設計與數據處理這門課有更為深入的認識，我們采用了辯論賽的方法，讓學生分成若干組，抓閹選擇辯論對手。兩組辯論結束之后，其他組給出各位選手的應得分數，教師記錄在案，并當場公示。

3結論

試驗設計和數據處理作為一門應用型課程，教師往往更注重于學生的上機操作能力。但是，書本上的例題都過于經典而且比較簡單。隨著各個學科之間的交叉程度逐漸加深，試驗設計能力顯得愈發重要，這對學生的基本功要求越來越高。因此，采用一定的考核方法激勵學生，使他們更加深入地學習本門課程的知識點并能靈活運用非常重要。本文作者簡單概述了目前本課程考核方式中存在的若干問題，例如考核方式單一、考核目的維度不夠、命題內容深度不夠、考場環境過于嚴肅、打分方式單一等。之后，給出了一些具體的改革建議，例如多段考核法、多維度考核法、多媒體技術在考試中的應用以及學生當面互助打分等。通過實踐，表明這些方法都有一定的可取之處。然而，本門課程考核方式的改革空間還非常大，需要在接下來的教學實踐中從系統工程的角度不斷探索并改進，例如考核方式與考生數量之間的關系、考核方式與教師專業之間的方式等等都是未來的探索目標。

通訊作者：劉寶林

★基金項目：上海市課程建設項目，上海理工大學“教學成果獎”培育項目（1016113002）