基于以学生为中心理念的实验教学质量评价实证研究

欧 珺， 吴福根， 杨文斌

（广东工业大学a.本科教学质量评估与建设中心；b.研究生院，广州510006）

0 引 言

高校的人才培养课程体系由理论课程和实验实践课程组成，理论教学是通过教师集中讲授，使学生对相关知识进行记忆理解的教学活动；实验教学是理论教学的重要补充，在培养学生科学思维方法、动手能力、分析和解决问题能力、团队合作精神等方面具有不可替代的作用［1-3］。根据布卢姆认知模型，理论教学主要实现知识的记忆和理解，而更高层次应用、分析、评价和创造等目标，则需要以不同层次的实验实践环节为载体，将两者有机结合才能真正实现。因此实验实践教学体现了工程教育的本质特征，也是工程教育改革的重难点所在［4］。

目前我国高校人才培养方案制定都赋予实验课程较高的权重，实验教学效果也与人才培养质量直接相关。在影响实验教学质量的各种因素中，评价体系占据相当重要的地位。应用一个科学合理的实验教学质量评价体系，找出能准确反映实验能力变化的要素，根据其对实验教学质量的影响程度加强控制和管理，才能达到保障实验教学质量的目标［5］。

1 工程教育专业认证背景下的实验教学质量评价

无法客观对实验课程教学作出科学评测［10］；部分高校的基础实验教学部门在建立实验教学中心时，研究主要集中在建设经验总结上［11］，而站在学生角度对实验中心课程的教学评价研究基本空白；实验教学评价反馈机制滞后，评价最终沦为简单的总结性考核评价，不能促进学生在实验过程中培养严谨的实验作风、掌握科学规范的实验操作，不能促使教师实验教学水平的提高，不能达到深化实验教学改革、提高实验教学质量的目的［12］，也就背叛了实验教学质量评价的初衷。

本次实验教学质量评价实证研究，借鉴阿斯汀的学生学习参与理论，通过“I-E-O”模型中的输入（Input）、环境（Environment）、产出（Output）环节［13-14］，观察实验教学过程中学生的学习体验情况，探讨人才培养的实验教学质量现状和差异化体现。

2016年我国正式成为《华盛顿协议》的会员国，极大促进了我国工程教育的国际化，意味着当前工程教育的核心任务是培养具有国际视野、国际认可的高素质工程技术人才。国内随之掀起开展工程教育专业认证的热潮，在参与专业认证日益普及背景下，认证标准成为高校本科人才培养体系的指导标准。高校充分认识到实验实践教育对培养优秀工程技术人才的重要性，并开始按照专业认证标准建设自己的实验与实训体系［6］。

工程教育专业认证遵循三大核心理念：以学生为中心、成果导向、持续改进。首当其冲的“以学生为中心”理念，就是把学生的培养目标和毕业要求达成情况作为评价的核心［7］，认证标准中所有的指标项设置都应围绕学生的实际获得和能力达成。传统的教学评价主要是终结性评价，往往只用一次简单的评价确定教师教学质量的好坏；而以学生为中心的工程教育理念决定了质量评价的落脚点，在学生学习成果即学生能力的提升上，即不论开设多少精品课程，不论聘请多少教学名师，不论投入多少软硬件设施，如果学生学习收获有限，就不能证明教学质量高［8］。基于以学生为中心理念的教学评价采取个性化、多样化评价指标，通过多方式、多角度、多情境考查学生对知识的掌握情况和理论联系实际、应用知识的水平和能力，最终达成促进学生发展的目标。

针对实验课程教学质量评价，近年来各高校陆续构建了教学质量评价体系，但因缺乏科学严谨的设计，导致实验教学质量的评价存在诸多问题。如：质量评价指标设置多以教师为中心，评价体系研究主要集中在对课堂教学环节的评价和评价行为的定性［9］，而“以学生为中心”的理念落实不够，缺少学生自我体验和认知的主观性评价，导致评价体系无法形成真正意义上的产出导向［4］；鲜有针对实验课程的评价体系，部分高校仍是用一张评价表来评价所有门类的课程，

2 研究设计与方法

2.1 调查指标

研究的调查数据来自我校的“学生学习体验调查”及“教师教学评价”问卷，问卷由2019年参与实验课程学习的理工类专业大一至大三学生填写。学习过程测量包括三大核心指标：学生学习投入、教师提供的学习支持、学生获得的学习效果。“学习投入”是指学生个人在实验课程学习过程中投入的有效时间和精力，以及主动学习、生师互动的积极性，包括学业挑战度、主动学习、师生互动3个分项指标；“学习支持”是指教师在实验教学活动中，为学生提供的帮助指导和考核反馈，包括内容精心设计、及时反馈、课程考核3个分项指标；“学习效果”是指经过实验课程学习，学生的个人收获和考核成绩，包括掌握实验方法、理论实践相结合能力提高、课程考核成绩3个分项指标。

2.2 研究样本

调查对象选取我校全日制理工类专业学生，重点研究群体为：来自16个不同专业的共计2 535名学生，其所在专业均已通过工程教育专业认证或相关行业教育评估委员会评估；对照组为：来自34个不同专业的学生共计6 172名，其所在专业均未通过工程教育专业认证或相关行业教育评估委员会评估；调查涉及由281名教师教授的135门实验课程。为加强数据分析结果应用的针对性和实用性，基于教学单位和实验内容的不同，本次调查将实验课程划分为两类：①

由学校实验教学部开设的基础实验课程，如大学物理实验、电工电子类实验、计算机基础类实验等；② 由学院为各自专业开设的专业实验课程。

2.3 统计方法

调查数据采集采用单因素方差分析（ANOVA）的统计方法进行差异比较，目的是控制外部变量前提下，检验各类指标在不同学生群体之间产生的差异，以及不同学生群体之间的共同点，从而找到推动实验教学质量评价体系改革的策略和路径。

3 数据分析

3.1 “实验学习投入”指标差异分析

表1中关于测量指标“实验学习投入”的整体检验结果显示，实验组与对照组学生之间，在3项2级指标中均存在显著性差异。单因素方差统计分析结果为：学业挑战度，F=14.89，p＜0.001；主动学习，F=2.95，p＜0.01；生师互动，F=12.21，p＜0.001。

本报讯近日，江苏华昌化工股份有限公司在安徽亳州举行了一场玉米大型观摩会，吸引力来自当地及周边地区的近400名农户、大户参与。

表1 不同群体“实验学习投入”分值比较

数据的分类均值分析比较显示，在“学业挑战度”指标上，基础实验课程对于认证和非认证专业学生群体得分区别不大，而专业实验的得分区别显著。这表明基础实验课程的设置对于认证和非认证专业并无明显区分，因此学生感觉到的学习难度差别不大；而在认证专业学生的学习体验中，专业实验的学习难度高于全校理工专业平均水平，且明显高于非认证专业学生，这表明在人才培养过程中，认证专业根据认证理念，对学生的专业实验学习提出了更高的要求，体现了工程教育对学生解决实际工程问题能力的重点关注。

在“主动学习”指标上，无论基础还是专业实验，认证专业的学生群体得分均高于非认证专业的学生群体。这表明认证专业的学生对于实验课程的学习更积极更有兴趣，学生不再是知识的被动接受者，而是主动学习者，以学生为中心的教学模式强调发挥学生在学习中的自主能动性，激发学生迫切的学习愿望、强烈的学习动机和高昂的学习热情［15］。

在“生师互动”指标上，不同实验类别课程学习过程中，认证专业的学生群体得分仍然高于非认证专业学生群体。这说明认证专业学生更愿意与教师进行交流，也印证了之前“学业挑战度”“主动学习”指标的统计结果。学生对于实验课程提出的高要求，从兴趣爱好、主观需求出发，主动寻求师生互动和合作。教学相长，这不仅是学生自主选择、自主投入完成的教学活动，也是教师提高业务素质和教学能力的契机。

3.2 “实验学习支持”指标差异分析

表2中关于测量指标“实验学习支持”的整体检验结果显示，实验组与对照组学生之间，在3项2级指标中均存在显著性差异。单因素方差统计分析结果为：内容精心设计，F=4.53，p＜0.01；及时反馈，F=3.32，p＜0.05；课程考核，F=42.32，p＜0.001。

表2 不同群体“实验学习支持”分值比较

数据的分类均值分析比较显示，在“内容的精心设计”指标上，认证专业学生群体的学习体验均值高于非认证专业学生群体，且高于全校理工专业均值。结果表明认证专业学生在实验学习过程中，对于教师的教学组织和内容设计更满意。随着专业认证工作的开展，教师对认证标准和内涵的认识和理解不断深入，意识到课程教学对于学生学习的支持，在强调学生主体地位的同时，也要发挥教师的主导作用，教学内容和实验课程目标需保持一致，教学的组织设计应围绕支撑毕业要求达成来实施。

在“及时反馈”指标上，认证专业学生群体学习体验得分高于非认证专业学生群体，但总体上差异不大。在实验教学中，教师对实验报告的反馈和评价对于学生的学习体验至关重要。及时得到学习反馈和指导性意见，不仅能促进学生形成对学习的获得感和认同感，也能帮助学生针对自己学习过程中遇到的问题和挑战采取更好的应对措施和改进方法。

在“课程考核”指标上，对于同类别实验课程，认证专业学生群体学习体验得分高于非认证专业学生群体；对于不同类别实验课程，学生的学习体验也存在差异。其中基础实验的课程教学对于不同专业的学生，计入最终成绩的考核次数更多，更能反映学生在整个学习过程中的效果和能力达成程度。这跟工程教育专业认证中关于课程达成度评价的要求不谋而合，注重学生学习的动态评价过程，课程的考核不仅仅只是作为终结性评定，而是要促使它成为教学诊断和改进的手段，转变为促进学生发展的形成性评价。

3.3 “实验学习效果”指标差异分析

表3中关于测量指标“实验学习效果”的整体检验结果显示，实验组与对照组学生之间，在3项2级指标中均存在显著性差异。单因素方差统计分析结果为：掌握实验方法，F=2.91，p＜0.01；理论联系实际及团队合作能力，F=3.91，p＜0.01；课程成绩，F=324.61，p＜0.001。

表3 不同群体“实验学习效果”分值比较

数据的分类均值分析比较显示，在“掌握实验方法”指标上，认证专业学生的学习体验得分略高于非认证专业学生。说明在实验课程学习中，对于掌握实验方法的课程基本要求，不同学生的学习体验差别相对较小，而基础实验和专业实验的学习体验差异更明显，与前文分析中“实验学习投入”的“学业挑战度”指标大致吻合，课程难度越小，掌握实验方法越容易。

在“课程成绩”指标上，基础实验课程的得分明显高于专业实验课程，且高于全校理工实验课程均值。在相同实验课程类别下，认证专业学生得分比非认证专业学生均值高约1分。课程成绩是学生学习效果的重要体现，在不同实验课程类别情况下，认证专业学生学习效果平均表现都优于非认证学生，说明专业认证确实对学生的学习效果有促进作用。

3.4 实验学习指标总体分析

通过将表1～3各项指标取均值，实验组和对照组在实验学习投入、支持、效果3个方面的差异性表现如图1所示。

图1 不同群体实验学习指标分值比较

数据均值比较显示，认证专业学生在3项测量指标上均具有优势，说明坚持“以学生为中心”理念的工程教育认证，在保障教学质量，推动学生学习发展方面有积极的促进作用。随着高校“以学生为中心”的教学改革不断深入，教师在实验教学过程中需进一步深化理念内涵；评估部门在进行实验教学质量评价时，需进一步完善评价指标设置；学校在推行质量文化建设时，需进一步细化相关实施举措。

4 研究结果

基于以学生为中心理念，从学生的学习体验出发，通过“实验学习投入”“实验学习支持”“实验学习效果”3个方面的实证数据，分析研究我校实验课程教学评价体系对认证学生群体实验学习效果的有效评价，可得到如下的结论：

（1）认证专业学生的实验学习体验较非认证专业学生在学习投入指标上具有优势。以学生为中心的工程教育专业认证是整体性的认证而不是评优式认证，它要求认证专业的全体毕业生都能实现毕业要求的达成，一切评价围绕学生的所需所得设置，而不是制定只有少数成绩和能力拔尖的学生才能达成的目标。本文的实验教学评价实证研究着眼于学生的学习投入行为，采用了当前主流的行为观视角来研究学生学习投入，而学习投入行为与学生内部心理状态之间存在的差异还未做系统调查。接下来的实验教学质量评价改革路径，应将学生的学习动机和投入行为指标综合纳入评价范围，深入探讨发现学生学习的心理状态对其学习行为的影响，以评促改，反哺教学。

（2）认证专业学生的实验学习体验较非认证学生在学习支持指标上整体领先。这充分体现了工程教育专业认证标准和内涵的普及，对教师在学生学习支持方面有积极的促进作用。突出学生在专业认证中的主体地位，引导学校和教师以学生达成毕业要求为目标提供学习资源和其他软硬件设备的支持，保障学生能循序渐进提升工程认知、工程实践及解决复杂工程问题的能力，才能实现工程教育的产出满足工程行业的社会需求。实验教学和理论教学相比，在设备场地、教学方式方法和技巧上都存在较大差异，尽管在实验教学质量评价指标设置上并不提倡一味地考核实验器材、场地设施、教师资历等因素，但有必要从更深角度挖掘和评价各类资源的支持，对学生实验学习全过程、各环节的综合影响，避免实验教学质量评价只有软硬件设施的比拼，亦或只有对教师课堂教学的评价。

（3）认证专业学生的实验学习体验较非认证专业学生在学习效果指标上具有优势。掌握实验方法，提升综合能力，课程考核成绩3项指标只能从概括角度大致分析学生的学习所得。今后的实验教学质量评价实施需从多视角、多主体出发，将督导评价、同行评价、教师自评等各方纳入评价体系，根据实验教学特点，合理设置不同评价主体权重，围绕以学生为中心，发挥评价的引导激励功能，实现对实验教学质量的促进作用，切实提高教学质量评价工作实效。

5 结 语

中共中央、国务院近日印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》中强调，完善立德树人体制机制，扭转不科学的教育评价导向，提高教育评价的科学性、专业型、客观性［16］。实验教学在高校整个人才培养过程中地位举足轻重，实验教学质量也从根本上影响学生综合运用理论实践和分析解决工程问题的能力，因此实验教学质量评价体系亟待改革和提升。工程教育专业认证是高等教育国际化的必然趋势，认证标准的内涵更加贴近工程实践，贴近社会对人才的需求［17］。通过研究和分析工程教育认证专业学生的实验课程学习体验，旨在完善实验教学质量评价体系，保障实验教学质量的持续提升，力求培养的学生在工程实践素质和能力上满足社会发展，服务国家需求。