高等学校理论实验评估与体系的设计与研究

文/ 白书华 丁良喜 周康乐，南昌理工学院

1 实施背景意义

实验教学作为学校教学工作的重要组成部分，对培养学生的创新思维和创新能力有着不可代替的重要作用。对实验室教学质量进行科学的评估，将评估结果与实验室的投人有机地结合起来，是促进高等院校实验教学质量提高的有效手段。本研究旨利用系统动力学理论在这方面进行有益的尝试，构建了以实验室综合效能、实验教学效果、科研技术开发及社会服务和综合管理等评估指标体系，促进实验教学全面发展。

1 高校理论实验评估与体系方法分析

系统思考教人学会整体运作的全新思考方式，以提升人类组织整体运作的“群体智力”。 当人们面对复杂问题时总是习惯于将其分割成可以处理的片段来思考，然后加以整合，这种思想是必须的，但却使人容易忽视更深入观察整体形成的要素——组成分子之间整体的互动关系及其所形成的复杂现象，该理论称之为“动态性复杂”。有时它会抵消个人或群体改善问题的所有努力，而大部分的动态性复杂都是处于缓慢渐变的过程行动与结果之间存在一定的时间差距，该理论称之为“时间滞延” 。这一过程极不易察觉，即使察觉了不是为时已晚就是不知如何有效处理。一个组织缺乏系统思考，员工越是努力解决问题，却因为努力的方向不对，长期的后果反而越糟。为什么会发生这样的事情？因为看不到事情背后的系统结构。系统思考的观点认为结构影响行为，即使非常不同的人，当他们置身于相同的系统之中，也倾向于产生类似的结果。系统结构所指的是随着时间的推移影响行为的一些关键性的变数之间的相互关系，人们处在结构之中通常全然看不见这些结构怎样运作，只发现自己不得不这么做，而且系统中某一变数的小幅扰动都会透过整个系统的加乘作用而越演越烈。因此，通过对系统思考的学习和运用，把复杂问题背后的结构性原因找出来，并通过改变结构进而改进行为变化形态就是一件非常重要和深具创造性的工作。

这些评估方法大都是基于评价指标(即各因素)具有相互独立性的这一假设的基础之上的，但实际上有些评价指标(因素)之间的相互独立性是相对的，而其相关性却是绝对的;如何充分挖掘评价指标间的内在信息，最大程度的表现其因素间相互影响的非线性特征，使评估结果更加科学合理，则是复杂系统评估研究领域中的一个重要理论研究方向，本文就是利用反馈动态性复杂分析——系统动力学方法针对此问题进行了一些初步的研究与探讨，提出评估指标体系的基本思路和方法。

2 研究和分析方法的概述

早在20世纪50年代，西方发达国家就已经开始重视对研发工作的评价，主要从科技水平和管理水平两方面来评价实验室工作。进人20世纪末，对实验室的评估工作进入了一个新阶段，一些专家学者尝试着将一些先进的评价理论与方法引入到实验室的评估中，如用解释结构模型法确定评估指标，用层次分析法确定权重，开发软件、用计算机实现评估等，但至今还没有形成完整的系统体系。

2.1 指标量化的方法

这种评估体系的确定，首先是参照国家《高等学校基础课实验室评估方法》制定确定评估体系的原则，然后得出评估的一级、二级指标及各评估条目，接着采用数学当中的直接量化、二次量化和分解细化的方法对数据进行统计处理，从而确定各指标的权重系数。最后利用所产生的评估体系对实验教学进行评估。舒火明[1]老师就利用指标制定原则提出了一套教学评价指标体系和评价量化表，建立了实验教学的质量标准及各教学环节的要求，给出了教学管理、教学过程、教学队伍、实验室仪器设备配备、教学改革、教学效果6个一级指标、31个二级指标和47个观测点，涉及到实验教学的各个主要环节。华东理工大学展学舜[2]等在国家评估指标体系的指导下认真研究了实验课程在整个教学计划中的地位、作用和特点后得出了科学性和可行性关系、教学条件、过程与教学效果的关系、评估和改革的关系，并以此得出由4个一级指标、11个二级指标组成的评估体系，然后采用数学量化方法进行得出等级标准，并以此标准进行评价。宁波大学李慧仙[3]、上海交通大学刘建民[4]等都采用了类似的方法。

2.2 层次分析法

实验室综合效益评估指标体系是一个有机的整体，各个指标对评估结果的影响是不同的。为了得到科学、准确的评估结果，需要确定指标的权重，许多研究人员采用了层次分析法来计算权重。层次分析法是将与决策有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础上进行定性和定量的分析的决策方法，即根据1一9数量标度建立各层次的判断矩阵，在满足一致性检验的条件下，其最大特征值所对应的特征向量是该层次相对于上一层元素的权重向量。计算权重的关键是要确定判断矩阵。浙江师范大学马升灯[5]老师从高校基础课教学实验室综合效益评估必要性出发，探讨了实验室综合效益评估指标体系设计的4个原则（客观性原则、导向性原则、可行性原则和可比性原则），构建了具有4个一级指标、21个二级指标的基础课实验室综合效益评估的指标体系，并运用层次分析法计算指标权重，得出各层次的判断矩阵。广西大学黄锦成、谢岗[6]采用同样的方法确定了权重系数，然后利用中心压缩处理法（减去平均数再除以标准差）进行了数据处理。

2.3 模糊数学法

模糊数学法是一种用来定性处理数据的方法，模糊评价法是现今评估定性指标较有效的方法，所以，采用模糊评价法对实验室评估体系中的定性部分进行分析也是比较可行的。河海大学刘丹平[7]通过讨论实验教学质量评估指标体系的设计原则，设计了具体的评估指标体系运用于课程的评估，然后利用模糊数学法对采集的数据进行分类统计，并对得到的模糊关系矩阵进行归一化处理。

2.4 综合分析法

在对评估体系进行诸多分析的方法中，没有任何一种单一的评价方法能完全解决重点实验室综合评价的问题，西北工业大学张义庭[8]等考虑了一种对评价方法进行组合的方法。经过对实验室评估实际的研究，比较层次分析法及模糊评判法的应用范围，尝试采用两者相结合的方法进行评价。他们在调查研究的基础上，应用现代综合评价理论与方法，提出了国防科技重点实验室综合评佑的概念，着重探讨了综合评估指标体系及其评估标准，并阐述了用模糊综合评价法评估国防科技重点实验室的实施程序，最后，以实例说明了评估的实际操作过程。这种方法综合了前两种方法的优点，能够从定量和定性两个方面较好的分析实验评估指标体系。

以上几种方法各有中，指标量化法只是定性的对实验指标体系进行了分析，更多的依靠了已有的体系指标的作用来作出权重系数的判断，这种方法缺乏定量分析，分析不够严密，也就是说没有采用有效的数学方法进行论证；层次分析法是一种目前用来进行实验指标体系分析的最常用的方法，而模糊数学法则能较好的对数据结果进行处理，这两种方法虽然能从定性和定量方面较全面的分析一个系统，但是这种评估方法大都是基于评价指标(即各因素)具有相互独立性的这一假设的基础之上的，但实际上有些评价指标(因素)之间的相互独立性是相对的，而其相关性却是绝对的;如何充分挖掘评价指标间的内在信息，最大程度的表现其因素间相互影响的非线性特征，使评估结果更加科学合理，则是复杂系统评估研究领域中的一个重要理论研究方向。

2.5 基于复杂系统的评估方法

在面临大型复杂的系统对象时，如院校建设中的教学质量评估、实验室建设评估，大型系统仿真研究中的可信度评估等，面对众多信息所必需的归纳分析，系统评估占据着重要的地位和作用，它是决策的科学依据。

复杂性科学的研究范畴主要是复杂性和复杂系统，典型的如社会经济系统及其复杂性。对复杂系统和系统复杂性的研究有助于人们了解系统的发展规律及动因，从而能够更好地进行适应与调控。作为国际复杂性科学研究的五大学派之一，系统动力学(System Dynamics，SD)是研究复杂系统和系统复杂性的利器，它以常微分方程组为主要理论工具，对社会经济系统等一类高阶次、多重反馈回路、高度非线性的复杂系统进行定性与定量相结合的研究。具体而言，系统动力学从复杂系统的微观结构入手建模，构造系统的基本反馈结构，进而模拟与分析系统的动态行为。

利用系统思考与分析方法来分析复杂系统问题的专家很多，如洪志杰、叶兵[9]在高职高专评估工作的系统思考一文中就利用了系统思考与分析方法考察高职高专人才培养工作水平评估指标体系的系统结构，揭示其中的系统原理与结构关系，并主张在迎评工作中充分理解评估指标体系中隐含的系统结构，并得出了各自的运行模式，提出了解决问题的方法，使复杂问题得以简化，从系统各反馈环路中获得问题的最终答案。

本论文将以实验评估体系这个复杂系统为研究对象，将系统动力学的理论与方法以及Peter M Senge的系统思考管理技术运用到当中去。运用基于SD流率基本入树的系统基模分析方法找出各指标体系之间的关系，建立相应的模型。

3 结论

实验评估体系的建立是国防科技实验室建设和管理中的重要一环，现代最新评价理论的发展为实验室的评估提供了丰富的技术和方法。在实验室生命周期内，探索更新的思路和技术方法综合分析实验室绩效因素，建立科学的评价体系一直是许多专家学者所研究的课题。本论文旨在提出一种新的实验质量评估方法，即利用系统动力学理论与方法结合Peter M Senge的系统思考管理技术建立系统基模，更清楚直观的反映实验各指标之间的关系，并通过建立起来的评估体系反映实验教学的质量从而更好的促进教学的发展，为培养出更多的人才创造条件。

[1]舒火明等，关于高等学校实验教学方案的研究，海南师范学院学报，2002，1：4-8.

[2]展学舜等，实验课程评估方案的研究，实验室研究与探索，2001，20（6）：37-39.

[3] 李慧仙，我国高等教育评估指标体系问题与对策研究[J]，高等理科教育，2003,(4):27-30.

[4]刘建民，实验教学质量评估初探[J]，实验室研究与探索，2002，21（3）：4-8.

[5]马升灯等，高等教学实验室综合效益评估的初探，浙江师范大学学报，2004，2：199-202.

[6]张建功，高校实验室管理模式选择与创新发展，华南理工大学学报，2005，7（5）：78-80.

[7]韦绍波，论实验室评估工作中的模拟评估，广西民族学院学报，2004，10（2）：105-108.

[8] 张义庭等，国防科技重点实验室综合评价体系研究[J]，实验室研究与探索，2005，24（4）：90-98.