形成性評價的模擬電子技術實驗教學研究與實踐

韓紹程， 馬銀飛， 高 歡， 王玉松

(中國民航大學 基礎實驗中心， 天津 300300)

0 引 言

實驗教學是高等工程教育環節中的重要組成部分，也是培養創新人才的有效手段。學生通過實驗課程的學習，既可以鞏固所學理論知識和提高理論聯系實際的能力，又可以建立科學的實驗方法和掌握必需的實踐技能[1-2]。實驗教學評價是實驗教學中的一個重要環節，如何有效地進行教學評價及考核方式的改革，對課程教學方法的創新和提升人才培養質量起著至關重要的作用[3-4]。

模擬電子技術實驗是理工科高等院校電類專業學生的一門必修專業基礎實驗課[5]。目前，很多高校模擬電子技術實驗都采用傳統的教學及考核模式，即實驗課程在理論課程總學時中占有一定的比例，實驗成績的評定主要參考實驗課前預習、課上實驗操作和課后實驗報告等[6-8]。

形成性評價是對學生學習過程的評價，更注重學生對知識的掌握和能力發展的需要[9-11]。本文從實驗教學中存在的實際問題出發，基于云班課移動教學平臺，開展了基于形成評價的模擬電子技術實驗教學研究與實踐，經過幾學期的教學嘗試和探索，形成了以學生為中心[12]，可持續發展的電類基礎實驗教學考核體系及標準，教學效果獲得了學生好評。

1 傳統電子技術實驗教學考核中存在的問題

從2002年開始，我校模擬電子技術實驗課程單獨設課，這在一定程度上強化了學生對實驗課程的重視。該課程的評分標準是：平時成績占60分，期末考試占40分，且期末考試成績具有“一票否決”權，即學生如果期末考試試卷成績不及格，學期總評成績即不合格。經過多年的教學實踐發現，以上現有課程評價及考核方式存在以下問題：

(1) 評價方式輕過程重結果，平時成績的評定僅參考學生出勤情況和實驗報告的完成情況，沒有顧及學生在每個實驗學習過程中表現中出來的學習態度、時間投入、努力程度以及實際學習效果等。

(2) 學生的實驗報告并不能準確、客觀、真實地反應學生對實驗內容的預習、實驗數據的處理等情況。有謄抄報告的現象存在，教師對報告的打分也不太客觀。

(3) 教學內容中設計性實驗相對較少。教學中由于學時和實驗箱等條件的限制，大部分實驗內容為驗證性實驗，不利于實現個性化和層次性的人才培養。

(4) 期末考試的公平程度和難度存在隨機性。特別是針對考試中的實際操作部分，實驗內容不同，測試方法和使用儀器也不同，學生完成起來難易程度顯然就會有差異。

2 形成性課程評價的主要內容與教學實例

考慮當代大學生的時代特征[13]，從2014～2015學年第2學期開始，開展了基于云平臺的模擬電子技術實驗教學模式的改革，新的教學模式中引入“云班課”移動教學軟件，以授課班級為單位搭建云平臺教學網絡，教師與同學之間、同學與同學之間可以借助自己的移動終端設備如手機、Pad等，擺脫時間和空間的限制，實現“教”與“學”及時交互，課前教師可以將與課程教學相關的資源，如文檔、圖片、視頻等發布到班課里，供學生預習、復習時參考。課堂上，同學們可以將實驗操作獲得的數據通過教師發布活動在班級中分享出來，以供教師進行查閱和點評。課下還可以隨時隨地參與課程學習，如瀏覽課程資源、完成預習作業、參與課程評議、調查等活動。

在新的教學模式下，本著面向開放，體現公平、突出個性的原則，基于實驗課程學習的“全過程”，構建了新的模擬電子技術實驗課程成績評價體系，改革后新的學期總評成績評價指標如表1所示。

表1 學期總評成績指導表

2.1 重視學習過程，改革平時成績考核

2.1.1實驗預習考核

實驗預習是學好實驗課的一個重要環節[14]。針對實驗預習問題，課前不再要求學生“照抄書本”寫預習報告，而是在第一次實驗課前把事先精心設計好的實驗報告模板發給學生，讓學生們自行復印。實驗報告模板中有明確的實驗目的、實驗內容、數據表格以及課程活動提示等。課前要求學生參考班課中相應的視頻資源進行預習，并將實驗的理論計算書寫在實驗報告模板特定的位置上，個人簽名后以圖片的形式上傳。圖1所示為基本共射單級放大電路實驗中，學生上傳理論計算的相關圖例。

2.1.2實驗表現考核

設計了預習情況檢查、課堂實驗完成情況統計和課堂綜合素質考查3個表格，每個表格都具體地量化等級及評分標準，見表2。按照表2給出的評分原則及分數標準，分別在課上、課下對每一個同學進行相應的記錄，并計算分值。結合表1，把出勤及紀律情況映射成一定的權值，學期末與實驗項目相關的實驗表現成績S，可用下式計算：

其中:N為參與成績統計的實驗項目總數，S1和S2分別為實驗預習成績和實驗完成進度成績，滿分為10分；S3為實驗綜合素質成績，采取扣分機制。w為權重系數，分別對應缺勤、遲到或早退和違紀行為，設置為1、0.85和0.5。

表2 課程表現量化考核及評分標準

2.1.3測試題目考核

為了檢測學生對與指定實驗項目相對應的理論知識和實驗操作的理解及掌握程度，實驗課程快要結束時都要對所學實驗內容進行隨堂測試，測試形式是教師通過云班課軟件中“測試”活動，發布5～10道單選題，讓學生在規定的時間內完成，總分10分，同樣，這一項的最終測試成績取所有測試成績的平均值。圖2所示是為某一個實驗項目設計的課堂測試題目。

2.1.4課程參與度考核

學生使用手機云班課App軟件參與課程學習的一切行為都會被跟蹤和記錄下來，如課前觀看班課資源、上傳預習內容，課中參與班級簽到、及時上傳實驗數據、回答教師問題，課后參與課程評議及問卷調查等，教師在班課中發布這些資源和活動時可設定一定的經驗值，學生參與相應的活動就會獲得該經驗值。軟件會對學生已經獲得的經驗值進行逐項累加。學期末每個學生獲得的經驗值總數，一定程度可以反映該學生參與課程學習的態度、積極性及時間投入等。課程結束時，教師可以在班級中根據所有學生經驗值的多少從高到低進行排序，并給每個同學評定相應等級的分值。

圖2 課堂隨機測試題目實例及部分學生答題情況

2.2 改革期末考試，完善考核題庫建設

改革前，期末考試在學期總評成績中占40分，且具有“一票否決權”。改革后“考試性”課程評價分為兩個部分進行，共占60分。第1部分為階段性實驗考核，學生在學習完單極放大電路相關幾個實驗后，以“小組”的形式在課堂上完成一個綜合性設計實驗，內容就是單級放大電路。考核前，組內4名成員參照班課內有關階段性實驗考核的說明進行實驗準備，主要包括電路方案設計、理論計算和實驗預做記錄等，并將整理后的這些小組預習材料(筆記、圖片、視頻等)在考核前按照規定時間上傳到班課中。課堂考核中，每個小組在固定的實驗臺位置上，按照教師發放的階段性實驗考核測試報告，完成具體的實驗內容，并按要求填寫測試數據及書寫設計步驟。完成實驗后還需將考核測試報告的全部內容以及示波器觀測數據結果拍照上傳。該階段性實驗考核成績為25分，其中20分來源于紙質版的實驗考核報告，由任課教師完成評價；另外5分來源于同學之間的互評，借助云班課軟件完成。第2部分考核占35分，與傳統的期末考試類似。考核的內容為理論客觀題(15分)和實際操作題(20分)。其中，客觀題部分來源于課堂隨機測試，部分來源考核題庫，在內容上盡量覆蓋所有實驗內容。實際操作題，在內容上要區分于之前的階段性實驗考核，同樣以綜合設計性實驗的形式完成對學生實驗技能的考察。

在課程改革和研究中，題庫的建設是必不可少的。題庫的建設要體現實驗課程的特點，重點考核實驗中所涉及的理論知識，以及常用的儀器使用方法、實驗注意事項和相關實驗技能等，并且兼顧題目數量、題型、難度等方面的平衡，還要滿足試卷設計和平時測驗中的“隨機性”要求。教學實踐中，從預習自測題庫、總結自測題題庫和考試題題庫3個方面不斷完善考核題庫建設。目前，針對8個已經實施的實驗項目，已經建設成實驗預習和總結自測題目各40道，實驗考試客觀題208道和實際操作題25道。值得一提的是，題庫的建設是一個長期的過程，不能一勞永逸，在題目內容和形式上都應該不斷創新，既要對所學知識具有較廣的覆蓋范圍，還要具備一定的梯度，能夠考核出學生的層次來。

3 教學效果與學生反饋

3.1 班級不及格率降低

連續幾個學期的教學實踐證明，改革后學生學習成績整體水平較改革前有所提高。對比131041C、D、E班，141041D、E班和151044B、151144B、151142B學生在模擬電子技術實驗課程學習后的成績來看，改革后多個班級學生整體成績有所提高，在不及格率降低的同時，得高分的人數也相對多了，如圖3所示。

3.2 開放實驗人數明顯增多，實驗室利用率提高

教學改革后，學生主動利用開放時間到實驗室做實驗的次數明顯增多。特別是將期末考試中的實際操作部分拆解成兩次綜合設計性實驗來完成。很多同學會在這兩次測試前，根據自己預習和準備的情況，到實驗室來預做實驗，驗證自己設計方案的正確性。同時，實驗內容細化后，測試項目增多，部分同學不能在課堂完成所有測試內容，還有就是綜合設計性實驗1以小組的形式開展，也是開放實驗人數增多的主要原因。圖4顯示了改革后兩個不同學期內模擬電子技術實驗室開放人數的初步統計對比結果?？梢?，新的考核模式的實施在一定程度上調動了學生學習的積極性，也使得實驗室的利用率得以提高。

圖4 實驗室開放人數對比統計結果

3.3 新的考核方式得到學生的認可及好評

在2016～2017第2學期中隨機選擇了6個班級，進行了問卷調查，問題是這樣設置的：請同學們對本學期考核標準作出真實評價(參考報告中評分標準及附錄中測試、考試有關說明)。表3為根據實際情況統計出的考核方式班級認可度調查結果，從表 3中顯示的數據不難看出，現行模擬電子技術實驗考核方式得到了絕大部分參評同學的認可。

表3 考核方式班級認可度調查統計表

同時，針對該學期課程評分標準的實施與應用情況，通過頭腦風暴及時搜集了上課學生的反饋意見和建議，圖 5所示為列舉的學生反饋意見的手機截圖。

這其中很多意見進一步反映了學生對云班課授課模式和現行考核方式的肯定：

“我覺得這學期的考核方式很合適，評分標準也比較公平，階段性測試實驗讓同學們的動手能力分析能力都有提升，希望以后同學們的互動和交流更多一點”“考核方式不錯，比以前好點，能調動學生的的積極性，更加注重平時的表現，避免了期末一錘定音的武斷，總體來說是很不錯的”“分值比較分散，可以通過不同方式與重點去提高分數，比如實做動手能力差一點，就可以在平時出勤、實驗報告以及理論上多下功夫，讓最后考核簡單”“很合理的安排，并不是以往的一考定生死，有了更多更值得關注的是，同學們對授課及考核方式提出了許多有價值的建議：

圖5 學生對課程評分標準的反饋意見的學習空間”(2011級重修的同學)

“如果導線和儀器等問題少點就好了” “如果老師先示范會比較好”“希望更多的自由電路設計討論，而不是按部就班的按圖連接電路”“平時成績的比重應該再多一些”“應將平時實驗報告完成情況，采取相應比例的分值計入最后的成績”

通過反饋的信息，了解了學生在課程學習中的關注點和真實感受，也驗證了學生確實有“層次化”的培養需求。有了這樣的溝通渠道，可以及時修改教學計劃，設計教學活動，整合教學資源，完善考核方式，進一步提高教學質量。

4 進一步改革思路及建議

4.1 增設自選內容，提高考核層次

考慮學生個體發展的需求[15]，將學期總評成績考核可以分成水平考核和層次考核兩個部分，水平考核是面向絕大多數學生的“綜合評價”，采用以上的現行考核方式完成課程評價。層次考核針對少數理論基礎好、學習能力強的同學，設定一些自選內容，比如有源濾波器的設計、波形發生電路的設計和直流穩壓電源的設計等，學生也可以自行選題。層次考核在內容上不能與水平考核重復，難度上也要略高于水平考核，參加層次考核的同學，需利用實驗室開放時間，自行完成方案設計、參數計算、電路焊接與調試以及數據測量和記錄等，學期末集中答辯驗收。層次考核為自選模塊，考核成績以一定的比例加權到學期總評成績中。層次考核既能解決少部分同學“吃不飽”的現象，又為想取得高分的同學確定了方向。

4.2 加強實驗過程的量化及統計考核

實驗過程的量化考核是一項相對困難的工作[16]。不僅需設計豐富而且適量的班課活動，吸引學生興趣的同時，提高學生的學習效率；還需要完善視頻和課程資源的建設，特別是針對學生實驗過程中容易出現的故障及解決方法等錄制相應的視頻，這樣有助于學生提高課上的學習效率和實驗完成進度，獲得較好的實驗項目成績。此外，課堂上實驗項目的完成情況統計需要授課教師和輔導教師的共同配合，同時需根據學生的預習效果和實驗儀器使用情況，適當調整，沒必要每次課都統計，可以選取幾次有代表性的實驗，完成學生課堂表現評價。

4.3 考慮特殊因素，完善考核機制

針對實際考核中的一些特殊情況，如重修的同學由于選課沖突不能按時到課或參與課堂班課活動等，平時成績的給定應當適當放寬條件。例如可以設定平時成績滿分為30分，其中實驗預習和實驗報告(實驗數據測試及整理情況)各占15分。由于實驗課程具有較強的實踐性，短時間突擊復習不一定能取得較好的成績。對于即將面臨工作的大五或者大六的同學和一些有特殊困難的同學(如因身體原因休過學或西藏的學生)應適當減小實驗過程成績考核比重，并在測試或考試活動中酌情適當地加以提示或者幫助。

4.4 以分數為驅動，強調課程之間的關聯性

針對差動放大電路實驗，建議學生利用Multisim軟件對該實驗進行仿真測試。對完成這部分內容自學的同學進行簡單標記，期末總評成績核算的時候可以酌情適當進行加分。因為在大模擬電子技術實驗的后續課程“電子技術應用課程設計Ⅰ”中主要內容是讓學生完成一個音頻功率放大器的設計與制作，差動放大器電路作為音頻功放的輸入級，起著至關重要的作用，因此該實驗內容中靜態、動態參數的計算及測試等實驗知識和技能的掌握情況，直接會影響到后續課程的學習效果。

5 結 語

基于形成性評價的電子技術實驗考核方式，完全以學生為中心，著眼于學生參與課程學習的全過程，能夠較為公平、客觀地對學生在實驗課程學習中的學習表現和學習效果進行考核和評價。將課程評定分數相對“均勻”和“明確”地分布在學生參與課程學習的各個環節，有利于調動學生學習的積極性，提高學生的學習興趣，改善教學效果。改革期末考試，增加階段性項目測試內容，鼓勵學生參與評價，有利于提高同學之間的團隊協作能力。教學改革之路，任重而道遠，在長期的實踐教學過程中，會隨時發現問題，及時采納學生提出的有價值的意見和建議，秉著時刻以學生為中心、持續改進的指導思想，不斷努力，繼續前行。