前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了生物實驗教學效果數量化評價方法范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：實驗教學在實驗性學科教學中起著重要的作用。相應于新的專業培養模式，地方師范類院校實驗教學面臨改革，實驗教學效果的評價為實驗教學改革提供基礎。本研究以地方師范類院校生物學實驗教學為研究對象，通過構建一種數學模型，識別和確定實驗教學效果的影響因子，以數值化方法對實驗教學效果進行評價。使用該模型，以不同的實驗室及不同實驗課程與年度實驗教學數據為輸入項進行計算，表明該模型對實驗教學效果評價的可用性。

關鍵詞：實驗教學效果評價；實驗室使用效率評價；學生實驗學習效果評價；數學模型

一、概述

相應于我國高等教育的改革與社會發展需求，高等院校面臨基于自身的原有的培養目標與規格與轉型期相應于社會市場化培養要求間的轉變。地方師范類院校在我國屬于我國高等教育發展中的特殊培養模式，在新的市場化培養需求壓力下，此類院校的轉型發展較其他類院校更具有挑戰性[1]。在地方師范類院校中由于各不同的專業屬性存在不同的特點，反映在整個院校的轉型中更具有其特殊性。實驗教學在以實驗為主的專業培養體系中占據著重要的位置[2]，實驗教學體系的構建與實驗教學活動的進行是保證學生培養質量的前提。不同屬性的高等院校實驗教學體系與教學活動呈現出不同的特點[3]。而地方性的師范類院校有著不同于其他高等院校的特點，在以研究型為主的大學，其實驗教學主要以研究為主，實驗室的設置主要以教師科研使用為主，同時兼顧學生的教學實驗，而對學生地培養也主要是其在未來的工作從事科研為主。其他的醫學院校、農業院校及各工科專門院校基本以自我的未來專業學生在本行業內的職業為主要的訓練學生的目標而設置實驗室，進行目標主體較單一的實驗教學[4]。對于部分已成為綜合類的國家級的師范類院校，其主體的實驗教學內容在科研與培養學生中接近50%[5]。對于地方性師范類院校，其實驗教學從服務的目標上不同于上述各類高等院校。作為在地方師范類院校中實驗教學為主體的生物類實驗教學體系，明顯反映出區別于其他各類院校生物學實驗教學體系的特點。即在目前在未來一段時間內，地方師范類生物實驗教學依然以培養合格、時代化的中學生物教師為主，兼顧教師從事科研。在傳統的實驗教學效果評價中，主要以定性或最終以實驗報告成績作為唯一的評價標準。此方法簡單，可操作性強。然而，由于高等學校學科本身的發展，科研復雜度的提高，迫使現有的實驗教學已成為一個系統性的過程[6]。對現有的實驗教學效果的評價要求不僅需要從多維度、多因素進行，同時也應具有從教學活動中發現問題，并持續改進的能力[7]。由此，以數量化的方式反映實驗教學的整個過程，并考慮多因素影響的數學模式評價方法成為必要[8]。本研究以國家同類地方師范類院校生物學實驗教學體系為參照研究對象，以我校生物學實驗教學體系為研究樣本。探索以數量化的方式對生物學實驗教學體系進行評價，一方面可以對現有的實驗教學效果以數量化形式進行評估，另一方面可以在現有評價中識別并確定特有的實驗教學影響因子，在后續的實驗教學改革中通過調整影響因子參數值，使得實驗教學效果不斷的趨于合理化與高效化。并最終適應于未來的市場化培養需求的學生知識與技能要求實驗教學體系。基于研究結果，通過重新設置新的實驗教學體系，使培養學生所掌握的課堂知識服務于技能，達到二者的有機融合，并與未來就業市場化需求相匹配，最大限度地達到與就業工作實踐的知識與技能的無縫對接，提高學生的在校學習知識與技能的重用性，增強學生未來就業的競爭性。

二、評價影響因子的識別與選定

數量化評價因子的識別與選定直接關系到后續數學評價的準確性與完備性。影響實驗教學效果的因素諸多，從總體上可分為實驗室建設的“硬件”影響因子和實驗教學活動的“軟件”影響因子兩個部分。在“硬件”上，實驗室建成后的使用與在實驗教學中的運行效率一方面關系到實驗室本身的使用，另一方面也間接影響對于學生在相關實驗中的學習效果。因而，對于實驗教學本身包括實驗室運行效率與學生的使用結果。由于在實驗室起始建設中的目標不同，不同類型的實驗室在使用上功能存在差異。以我校生物工程與技術學院實驗室建設為例，既包括原有的僅對于學生課程的教學實驗的實驗室，也有近十年來的，對原有的部分教學實驗室進行補充與改建的專業實驗室，也同時有著各種不同級別的工程中心與重點實驗室。依據于我校的實驗室已有的建設和未來的轉型與對學生培養的動態實驗教學需求，對于我院實驗室的總體應用在層次與功能上的劃分，將不同類別與層次的實驗室進行層級劃分，以利用后續在實驗室教學效果評價上給予其不同的影響因子。依據于上述需求，將我院原有的，以按專業基礎課而建立的實驗室，以當前所開設的課程為基礎，將不同的原有課程實驗室進行整合，形成七個最低一級的基礎實驗教學實驗室；將服務于生物專業課程，而基礎實驗教學實驗室不能包括的劃歸為專業實驗室，此為第二級實驗室；而將在院內設有的不同級別的工程中心，校級研究所和重點實驗實驗室劃分為第三級，即科研實驗室。如此架構的實驗室均與學生實驗教學相關，然而，從學生實驗訓練上又具有不同的功能與階次性。對不同類別的實驗室，在進行量化評價中給予不同的權重數，其數量值不僅可反映實驗室的使用效率，也反映其在學生實驗教學效果中的不同作用。在此大類下，使用層次分析法（AHP，AnalyticHierar－chyProces）[9]，最終識別并確定實驗室所屬分類、實驗室所開實驗課程、實驗室一個學年內所開實驗課程的門數、實驗室一個學年內所開課程的年人時數、實驗室一個學年內實驗經費的總投入值、實驗室一個學年內所開放的總時數作為某一個實驗室使用效率的影響因子，參與模型計算。對于實驗教學活動“軟件”影響實驗教學效果的影響因子[10]，同樣基于AHP方法，對實驗教學活動影響實驗教學效果的影響因子進行識別，最終確定實驗課程所使用的實驗教學教材、實驗授課教師所設入的指導實驗時長、某門實驗課一個學年內學生實驗報告的成績、某門實驗課內實驗操作技能考試成績和實驗室內所產生的科研項目與獲得獎勵與學院總體科研的占比為自變量因子，參與該部分的模型計算。使用該模型進行計算時，對于模型中各權重系數的量化使用AHP方法進行，即由不同的具有代表性的人員對每項參數進行打分，以100分為滿分，獲得各項打分后，對所得到的分數以100分為標準進行歸一化處理。而對于各項參數所代表的子項的數值則以實驗室的由代表性的學年統計得到。

三、實驗教學效果計算模型

實驗教學效果評價模型使用指標法進行，評價模型包含兩個部分，即實驗教學效果評價（ETEE）由實驗室使用效率評價（LUEE）與學生實驗學習效果評價（SELE）兩部分構成：計算公式為：ETEE=α*LUEE+β*SELE模型中α和β為各自評價的權重系數。對于實驗室使用效率評價（LUEE），計算公式可以表達為下式：LUEE=ωiXi+μωi表示LUEE各影響因子理論無量綱化系數Xi表示LUEE各影響因子的實際無量綱化值μ表示LUEE中不可控的其它隨機變量在本研究中，各項影響因子具體如下：X1-該實驗室所屬上述分類中的實驗室類別權重X2-該實驗室所開實驗課程在總的開課程中所占比率X3-該實驗室一個學年內所開課程的年人時數X4-該實驗室一個學年內實驗經費的總投入值學生實驗學習效果評價（SELE）計算公式表達如下：SELE=δjYj+εδj表示SELE各影響因子理論無量綱化系數Yj表示SELE各影響因子實際無量綱化值ε表示SELE中不可控的其它隨機變量在本研究中，各具體的影響因子為：Y1-特定實驗課程所使用的實驗教學教材Y2-實驗授課教師所設入的指導實驗時長Y3-該門實驗課一個學年內學生實驗報告的成績Y4-該門實驗課內實驗操作技能考試成績Y5-在該實驗室內所產生的科研項目與獲得獎勵與學院總體科研的占比

四、實驗教學效果模型計算實例

使用上述的計算模型，以我院分子生物學實驗室、細胞生物學實驗室、生物化學實驗室、遺傳學實驗室、食品與藥品檢測分析中心、大櫻桃中心和硫生物技術研究所8個分屬于不同類別的實驗室，并將其所對應的2016年度的所開設的一門實驗課作為計算對象，對實驗室的使用效率（LUEE）和學生實驗學習效果評價（SELE）計算，最終得到學生實驗教學效果評價（ETEE）計算結果。從計算結果得到，對所選的8個實驗室進行計算，以食品與藥品檢測分析中心的使用效率最高，其LUEE達0.7784，而以硫生物技術研究所使用效率最低，其LUEE為0.3365，考查所有對實驗實驗室影響因子可以發現，對于實驗室使用效率影響較大的是在該實驗室中所開設的實驗課程門數及學院對教學所投入的經費。而將實驗室使用效率考慮在內，對所在實驗室的實驗教學的教學過程條件下進行ETEE的計算，對所使用的8個實驗室進行整體進行計算，可以獲得大櫻桃中心的ETEE最高為2.488，而以分子生物學實驗室為最低，僅為1.1975。其影響因子主要在于教師所使用的實驗教材、指導學生時長及對實驗中特殊要求為其主要的影響因素。此結果說明，實驗教學的效果與實驗室使用效率及實驗教學環節均相關，在進行實驗效果改進時，可以從此兩個方面同時進行，一方面提高實驗室的使用效率，同時要對實驗教學活動環節進行改進，以達到能從整體提高實驗教學的效果。為驗證本模型的可預測性，以ETEE效果最低的分子生物學實驗室為例，使用2017學年學生的分子生物學實驗為研究樣本，利用所建立的模型，以2017學年對該實驗室的在經費投入、課程開設門數、學年開課總人時數、教材改進及教師指導時長與特定技能要求方面，以實驗改進值為輸入項，再次進行TETR的計算，并與未改進前的ETEE進行對比，可得到2個年度的ETEE計算結果。計算結果顯示，2017學年分子生物學實驗室中分子生物學實驗的教學ETEE值為1.4139，較2016年的1.1975增加了18%。使用配對t檢驗方法，對所使用的不同年度組內離散數據進行差異性檢驗，2017年度與2016年度在該門課程上存著顯著差異（p<0.05）。

五、結束語

綜合以上結果，本研究建立了一種對實驗室使用效率及總體實驗教學效果評價的一種定量數值方法。從試驗經果可以看到，該模型在一定的范圍之內是可行的。對于實驗教學效果的評價，以此模型為依據，可以對不同的實驗室使用效率及某一門實驗課的教學效果進行預估及評價，再通過其主要影響因子，調整其影響項，達到動態持續的教學效果提高，可用于同類院校的實驗教學評估與改進，也為開發其他實驗教學效果預估數學模型提供參考。

參考文獻：

[1]李其順，李建疆，李樹剛.高校實驗教學改革的思考[J].高校實驗室工作研究，2004（1）：24-26.

[2]江衍，林擁軍，胡福榮，等.生物學實驗教學管理改革的探索與實踐[J].中國大學教學，2004（8）：24-25.

[3]李麗萍.對實驗室改革開放的幾點認識[J].實驗室研究與探索，2002（6）：100-102.

[4]薛秀恒，王菊花，祁克宗，等.現代生物實驗技術綜合性實驗教學改革探索與實踐[J].安徽農學通報，2011，17（3）：174-176.

[5]周穎君，紀劍輝.高校生物實驗教學改革探析[J].讀與寫（教育教學刊），2015，12（11）：42-43.

[6]常海飛，馮曉東.高校生物學實驗教學的現狀分析與改革構想[J].延安大學學報（自然科學版），2004，3：77-79.

[7]周鮮成.規范綜合性、設計性實驗教學的探索與研究[J].實驗技術與管理，2007，24（7）：103-105.

[8]樊華.基于DEA的高校實驗室效率評價[J].實驗室研究與探索，2011，30（3）：154-157.

[9]史萍.五邑大學實驗設備使用效率考核指標體系的優化設計[D].蘭州大學，2012.

[10]阿力木江•阿布都拉，艾力•沙吾爾.淺議實驗技術人員在高校生物類專業實驗教學中的作用[J].教育教學論壇，2017，10：274-275.

作者：趙菲佚 焦成瑾 王廷璞 賈貞 安建平 單位：天水師范學院 生物工程與技術學院