高校理工科開放式實驗課程的混合評價體系設計

孫魯閩

[1.廈門大學嘉庚學院環境科學與工程學院，福建漳州，363105；2. 河口生態安全與環境健康福建省高校重點實驗室(廈門大學嘉庚學院)，福建漳州，363105]

實驗課程教學是高校理工類學科教育的重要組成部分，是加深理論知識理解、訓練操作技能的主要平臺，更是培育核心素養，提高學生實踐與創新能力的有效載體。[1]在全面推進高校課程改革的背景下[2]，原有以大眾化、標準化為指導原則實施的傳統實驗教學模式已無法滿足新時期強調以學生為中心，突出層次性、協作性和創新性的教學要求。[3-4]近年來，一批以“兩階一度”為標準的實驗教學改革案例如雨后春筍般不斷涌現。[5-6]這些范例通過依托科研型實驗室的平臺資源，融合本學科專業在相關領域的優勢成果與技術，下沉部分研究生階段的科研內容，打造出適應本科生認知特點和學習能力的開放性、探索性實驗教學課程，取得了良好的教學實踐效果。[7-8]

同時，由于以開放實驗模式為主，特別是帶有翻轉課堂性質的實驗教學改革實踐與傳統實驗教學在教學內容設計、實施過程上均存在較大差異，為匹配原有實驗教學內容而建立的評價體系，高校也急需進行相應的改革，以保證實驗教學相關創新設計的有效實施。[9]為更好地將實驗教學改革的經驗成果落到實處，本研究以本科環境工程專業的大氣監測實驗課為試點，在實施開放性自主實驗教學模式的過程中，設計并建立了以學生自主評價為主體的混合評價體系。該體系“易實施，效果佳”，可適用于基于學生自主實驗的各類開放性實驗教學課程。

一、混合評價體系的設計背景和意義

不同于由教師支配的傳統實驗教學模式，以學生為中心的自主實驗過程對學生主觀能動性、核心素養與實驗能力均提出了較高的要求。[10]但如果無法改進教學組織形式和考核評價方式，而僅是簡單地開放實驗室，給予學生選題自主權并進行過程輔導，那么教學效果會嚴重受到學生個體之間水平差異的影響。[11]在開放性自主實驗教學模式下，學生自主選題、自主設計實驗也會導致不同選題間的學術水平、操作難度存在一定的差別。[12]更重要的是，教學實施過程更多樣化、差異化的開放式實驗課程會提高對時間、空間、物資等教學資源的占用水平，提高任課教師與實驗師的工作強度。在不增加課程教師人數的前提下，教師有限的精力難以完全顧及所有學生在差異化實驗過程中的表現。此時，傳統的“實驗表現+實驗報告”評價體系便難以避免學生出現“重實驗報告，輕實驗過程”的情況，從而削弱評價的客觀公正性。[13]此外，由于自主實驗之間存在區別，不易形成標準統一的量化評價標準，學生為了獲得較高的 “效費比”，即在取得較好的效果的同時花費更少的資源，常傾向于選擇操作簡單、路線成熟、結果易于實現預期的實驗方案，這與教學設計的初衷背道而馳。[14]本研究還發現，多輪運行后的開放教學實驗課程確實會出現選題類型相似化、儀器使用統一化、分散實驗集中化等使開放自主實驗向傳統教學實驗倒退的現象。

簡而言之，現階段的開放式自主實驗教學模式在實施過程中主要面臨以下三個矛盾：一是較高的素質要求與參差不齊的學生水平之間的矛盾；二是增加的教學工作量與緊張的教師資源之間的矛盾；三是原有評價體系與改革后實驗教學過程不匹配的矛盾。而在上述各組矛盾中，“評價體系”顯然是最具可操作性的一環。不僅如此，由于三組矛盾彼此之間存在聯系，完善教學評價體系不僅可以使其適應改革后的實驗教學模式，還有助于緩解另外兩對矛盾。

二、混合評價體系的設計

(一)實驗小組的建立

在保證教學質量的前提下，混合評價體系將原先以學生個人為實驗單位的模式轉變為以小組為實驗單位的模式，將原先集中實驗的模式轉變為集中講授與分散自主實驗結合的模式，通過明確實驗室使用與教師指導答疑的開放時間，把原先松散的個體實驗整合規范在一個可控的時間范圍內。學生一般以4人為一個小組，每組選出一名組長，由組長主要負責該團隊的實驗設計、任務分配、執行與實驗安全。這不僅可以提高教學實驗資源的利用效率，有效降低教師與實驗員的教學負擔，而且可以讓學生借助小組的力量挑戰更高難度的實驗課題，同時非常有利于學生團隊意識與合作精神的訓練與培養，是一種更加順應當代教育發展需求的新型實驗教學形式。這種新型的實驗教學形式可以為學生帶來積極的影響，在培養學生獨立完成任務的能力、社會交流能力、社會適應能力、思維拓展能力等方面都具有重要作用。[15]但必須指出的是，實現學生的有效分組是實現自主實驗教學工作順利進行的前提和保證。在早期的教學實踐中，有兩種比較普遍采用的組隊模式。一為隨機指定，一般根據學號、座號、宿舍號等進行分組。這種分組方式簡便快速，但組內凝聚力水平常常參差不齊。二為自由組隊，這個方法看似有利于消除強制分組帶來的人際問題，比較符合學生自身的預期，但在實施時同樣存在無法回避的問題。例如，學生常根據親疏關系進行組合，這在某種程度上限制了學生的人際交往范圍，不利于強化大學生原本就不夠強烈的班級意識，也不利于學生溝通與協調能力的培養。又如，部分優等生可能出現 “抱團”的現象，即為了得到更高的課程分數而不愿意與他們認為的成績較差的學生在一組，從而間接導致后進生也只能“抱團”，這拉大了組間差異。針對此類問題，本研究建立了一套有效的評價分數體系，讓學生自主自愿實現“高低搭配”，弱化甚至消除因學生間親疏關系、水平高低對實驗小組帶來的負面影響。

(二)評分體系的建立

如圖1所示，開放式自主實驗課程的分數由課堂秩序(10%)、實驗過程(60%)、實驗結果(30%)三個模塊組成。其中，教師與實驗員把控的部分主要包括課堂秩序(出勤與課堂表現)和實驗結果(實驗報告和實驗總結評分)。為突出實驗課程過程評價的重要性，實驗過程所占分數在三項中的占比最高。同時，為適應實驗課程“開放自主”的特點，實驗過程加入了學生自主評價的環節。為減小學生自主評分在具體實施時存在的客觀性和公正性不足的問題，該評分體系采用“分數打折”的方案，在解決分組問題的同時，提高學生自主評價結果的可靠性。

圖1 混合評分體系

具體而言，該評分體系在實驗過程學生自主評分中，給每個小組設定了統一的總分額度，該額度需要在小組成員之間分配。總分額度一般為“個人自評部分滿分(50%)×小組人數×折扣系數(0.75)”。設置折扣系數的目的在于消除優等生“抱團”的可能性。以4人團隊為例，根據公式計算得到該小組實驗過程的總分額度為150分。若有二人獲得滿分(50%)，則剩余2人均攤得分僅各為25%，存在不及格的風險。這就意味著在一個小組中不可能多于兩個高分學生存在。因此，在組隊時，學生必須首先對自己在小組內的得分有合理的預期，從而實現小組內學生能力“高低”合理搭配，小組之間總體水平相近的目的。

完成實驗之后，由組長依據貢獻程度為組員打權重分，同時每個組員也為除組長和自己外的其他組員設定權重分，以分配實驗過程的總分額度。個人權重分打分范圍為1—10分，最低為1分。權重分的設定匿名進行，非組長組員最終的權重分數為其他非組長組員對其評分的平均分與組長對其評分兩者的平均分。不同于其他評分方式，組長不參與權重評價，直接得到滿分，并且其得分占用小組的總分額度。這樣設計的目的在于保證組長的權威，并充分調動組員的主觀能動性，便于組長對團隊成員的調動，有利于團隊的有效運轉。

依據上述評價方案，組長并不在學生評價的范圍之列，但每個組實驗的成敗很大程度上取決于組長是否稱職。為避免輕率地推舉組長及組長輕率履職，在實驗結果部分，本評價體系要求組長代表本組提交一份實驗報告。該報告打分結果占組長本人實驗報告得分的100%，占其他組員實驗報告得分的50%。其余同組組員則分別提交一份實驗總結，包括對實驗的認識、體會、參與程度與承擔工作，以及對實驗結果的討論、改善意見等。該實驗總結的得分占組員實驗報告得分的另50%。如此安排確保學生必須謹慎推選團隊的組長，而組長也必須盡心盡力地完成代表團隊的最終報告，以此得到比較滿意的分數。

三、混合評價體系的實施

本體系在2012—2018級大氣污染物監測自主實驗中的試點取得了良好的效果。表1顯示了2017級學生自主組隊后各組成員當年專業排名的分布。從中可以看出，在混合評價體系下，學生的組隊結果基本能夠覆蓋每個分數段的學生，符合學生水平“高低搭配”的預期。

表1 2017級各組學生專業排名分布(n=75) 單位/人

從組長的推選結果看，所有團隊的組長基本上是學習成績靠前、動手能力與組織能力強的學生，這證明了本研究提出的混合評價體系的有效性。實踐表明，在可靠組長的帶領下以小組形式開展實驗，絕大部分實驗的執行和管理工作可以由組長協同組員有效承擔，無須教師事無巨細地跟進。教師和實驗員一般只需要與各組組長實現良好和規律的溝通便能夠有效地控制整個教學實驗過程。該評價方案成功地在大范圍推進實驗課程改革的背景下，減輕了教師的工作強度，保護了教師執行和推進相關工作的積極性。

混合評價體系中的學生自評部分把實驗過程的評價權利下放到小組，促使組員之間形成了相互監督、相互競爭、相互促進的良好氛圍。由于參與意愿和參與程度的提高，團隊的凝聚力與執行力得到了很大的提升。同期的問卷調查(n=75)顯示，所有的組長一致認為，在新的評價制度下，團隊內部的溝通與任務分配執行相比過去有非常明顯的改觀，得過且過的情況有所減少，組員都能有效地參與實驗過程。在參與調查的學生中，有超過92%認為團隊自我評價的應用對他們有很大的激勵作用，有接近7%認為有一定的激勵作用，僅有2名學生認為沒有明顯的激勵作用。此外，學生中有87%認為這個方案比原先的教學形式好，有必要繼續施行下去；10%認為新方案加大了自身工作量，需要進一步調整；3%認為評分體系過于復雜，需要更多時間消化吸收，不如原來的方案實用。

雖然新的評價體系在得分構成中存在“折扣系數”使得在實驗過程這一項無法使所有學生都得到高分，但學生最終的成績平均分相比較傳統的實驗課程有了一定的提高(7.43%，p< 0.01， Student’sttest，n=75)，更是要比試點前相同難度的自主實驗分數高出許多(11.2%，p< 0.01， Student’sttest，n=75)，尤其是原先較為后進的學生。此外，將實驗結果的分數降低到總分的30%，有效扭轉了試點之前因實驗報告比重大而導致部分學生出現的“輕實驗，重報告”的不合理現象。

該評價體系的另一個特點在于能夠充分發揮學生的力量，能力較強的學生在組內自主地對后進學生進行幫扶，確保了基本的實驗教學目標的達成。一般來說，教師在小組組建時，會根據學生總人數限定小組人數，避免有人“無組可歸”的情況。之后，教師明確如果小組中出現不及格的成員，將影響全組特別是組長整體實驗過程分數(10%)的規則。這就把原先僅有教師關注幫扶后進生的狀態改變為教師與團隊共同幫扶后進學生，起到了事半功倍的效果。此外，以團隊為評價單位也使課堂紀律風氣面貌一新。例如，集中授課時以小組為單位進行點名，如發生一人遲到，團隊的其他成員根據情況也可能被酌情扣分。在這樣的評價要求下，在為期兩周的整個教學試點過程中無人遲到。

四、結語

本研究設計建立了一套適應于本科開放式實驗課程的混合評分體系，有效合理的制度設計從根本上解決了自主實驗教學實施中面臨的主要矛盾。該體系以制度引導學生自主組成“高低搭配”的小組形式代替個體作為實驗主體，使每個小組的整體素質相互接近，消除了由于學生水平參差不齊對自主實驗有效開展和管理帶來的影響。此外，學生自我評價占比提升至與教師評價占比一致，在增強學生主觀能動性的同時能夠更加客觀地反映學生在實驗中的表現。學生自主評價、自主管理與自主監督增強了小組的自主運行能力，減輕了原本繁重的教師工作負擔。在實驗開展過程中，學生各司其職、各揚所長，不僅實現了因材施教的差異化教學目的，還使學生溝通、協作的團隊素養得到了有效的提升。實踐表明，該評價體系操作方便，實施效果良好，學生接受度高，在新工科建設等高校課改中具有很好的應用推廣價值。