电子技术实验成绩分阶评价体系的构建与实践
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[摘 要]课题组分析了电子技术实验教学考核现状，针对存在的问题，以模拟电子技术实验为例，对实验教学项目进行了递进式、多元化设计。课题组实施了以“教师为主导，学生为主体，能力培养为核心”的实验教学方法改革。实验考核在突出过程考核的基础上，将考核目标从低阶认知目标层次提升到高阶认知目标层次，构建了模拟电子技术实验考核分阶评价指标体系。实践表明：科学、合理的实验考核评价体系，提高了学生实验的积极性，增强了学生模拟电子技术的实践能力和创新能力，极大地提升了实验教学质量。
[关键词]实验教学;模拟电子技术;考核评价体系;认知目标
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2020）01-0105-04
为加快振兴本科教育，构建高水平人才培养体系，教育部“教高函〔2018〕8号”《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神》要求：严格本科教育教学过程管理，加强学习过程考核，深入开展教学改革。为此，各级院校积极开展教学改革，探索科学的教学模式。实验教学是高等学校教学工作的重要教学环节，是实施素质教育，培养学生动手能力、创新能力和科学思维能力的重要基地。电子技术实验是工科院校电类专业课程体系中必修的专业基础实践课程，是一门实践应用性很强的学科，该实验课程处于各专业教学的中间环节，其实验教学对学生基本素质的形成和发展有非常重要的作用，教学效果直接影响学生后续专业课程的掌握及专业技能的培养[1]。
目前，我国多数高校将电子技术实验独立设课，并计入学分绩点。因此，课题组以模拟电子技术实验课程为例，探索基于过程的电子技术实验成绩分阶评价体系，对提高电子技术实验教学质量、激发学生实验积极性、培养学生良好的工程实践习惯有着重要的现实意义[2]。
一、电子技术实验考核现状及存在的问题
近年来，电子技术实验课程涉及的专业面广[3] ，学生水平参差不齐，实验教学模式单一，实验考核评价注重结果，忽视过程，没有科学、合理的实验考核评价体系，因此导致学生对实验缺乏积极性，实验效果不理想。其表现在电路设计调试的能力较差、实验报告千篇一律，这与我国高等教育的改革趋势不相适应。针对这些不足，各高等本科院校进行了“电子技术实验教学改革”方面的研究，研究方向多数是围绕实验教学模式[3-5] 、教学方法[5-6]、仿真实验教学[7] 等方面来开展研究的。赵文来等[3]构建了实验层次化教学模式，探讨了实验教学对象分类分层、实验内容分层、实验开放分层、实验考核分层以及相互间的联系。刘明等[6]依据CDIO 工程教育理念和任务驱动教学法，将开放任务驱动教学法运用到课程的教学改革中。刘润华等[7]基于Multisim提出了启发教学与自主学习法。文献[8]研究表明：当前高等教育的实验教学的改革进程滞后于理论教学改革的进程，特别是实验教学考核模式的改革进程更是滞后。电子实验教学考核模式存在的问题，主要表现为以下几个方面：
（1）实验内容单一，难以对学生进行综合、创新实践能力的考核。模拟电子技术实验教学内容多以单纯地验证学科理论为目的，教学内容单一，缺乏综合设计性实验;教學方法多以“灌输式”和“演示式”为主，学生被动地、按部就班地模仿完成实验[9]，实验考核目标也只能停留在认识理解、基本操作的低阶目标阶段，难以对学生进行以创新实践能力为目标的考核。这种僵化的实验教学模式，使得学生自主意识薄弱，磨灭了学生做实验的积极性，限制了学生的创新意识和发展潜能。
（2）注重结果、忽视过程的考核评价方式。目前，许多院校模拟电子实验考核模式，采用以学生完成实验为考核任务，考核手段单一，实验成绩就是实验报告分数加上平时考勤分数，实验报告成绩占比较大[10-11]。这导致大多数学生只注重实验结果和报告的书写而不注重实验过程，甚至有些学生没有认真做实验，报告却写得很好，实验成绩最终得到了高分。这种评价模式不能真正地检测学生的学习质量和全面反映学生在实验过程中的表现。
（3）缺乏科学、合理的实验考核评价体系[11-12]。实验考核内容、方式、实验成绩划分等环节缺乏整体设计和公平合理的考核标准，使得在具体成绩评定中，存在一定程度的随意性和偶然性。这样，就不能客观、公正、如实地反映学生掌握实验技能、实验知识的程度，更难以反映学生的综合思维能力、创新研究能力和团队协作能力，与新形势下教学改革及人才培养目标不相适应。
二、以模拟电子技术实验为例，构建科学、合理的考核评价模式
科学、合理、系统的实验考核评价体系与实验教学内容密切相关。以模拟电子技术实验为例，遵循学生的认知规律，按照课程知识构架，对实验教学项目进行合理设计，既能适应“教师为主导，学生为主体，能力培养为核心”的实验教学方法，又能强化全方位的实验过程考核，实现实验考核从低阶认知目标层次向高阶认知目标层次提升。
（一）递进式、多元化教学项目的设计
美国著名教育心理学家布鲁姆把学生学习活动的认知规律分为六种能力[13]：记住、理解、应用、分析、评价、创造。他认为学习要以知识为基础，然后进入认知技能学习。或者说，高阶学习要以低阶学习为基础，低阶学习要向高阶学习发展。电子技术实验遵循布鲁姆认知模型循序渐进的认知规律，将课程培养的能力目标设置为四个阶梯：认识理解、基本操作、综合应用、研究创新。认识理解和基本操作属于实验课程的低阶目标，主要解决结构良好问题;综合应用和研究创新属于实验课程的高阶目标，主要解决结构不良问题。其中，结构良好问题主要是指初始状态、目标状态以及问题解决方法都十分明确;结构不良问题则是以上三者中至少有一个界定不明确的问题[14-15]。对应四个阶梯的能力目标设置了递进式四个层次化的实验教学项目，具体有基础型、提高型、综合型和设计型。认知模型、能力目标和实验项目层次之间的关系如图1所示。 我校电子技术实验课程设置的课时为16学时、8个考核实验项目。课题组结合模拟电子技术课程的知识架构，遵循学生认知规律将实验考核项目按四个层次类型进行合理设计，见表1。
基础型实验设置4个实验考核项目。在每个实验考核项目中，提供了1～2个备选实验题目，学生可以根据自己情况选择其中1个题目进行实验。基础型实验的内容基本上对应某一概念或原理进行“点对点”设计，提供了明确的条件，有固定的解决步骤，学生只需要调整若干参数就可以获得结果。这个类型的实验属于结构良好的问题，属于低阶学习阶段，所能达到的目标为认识理解和基本操作技能，基础型实验是提高型、综合型和设计创新型实验的基础。提高型实验设置了2个实验考核项目，每个实验考核项目有2个实验题目可供学生选择。综合型和设计型实验分别为1个实验考核项目。同样，每个实验考核项目有2个备选实验题目可供学生选择。提高型、综合型和设计创新型实验的内容提供的信息不充分，例如，只提供实验目的及条件，实验方案由学生自主设计并实现。提高型、综合型和设计创新型实验属于结构不良的问题，属于布鲁姆高阶认知活动，通过这三个层次的实践，学生能够达到综合应用和创新实践的高阶认知目标，同时有利于学生获得分析问题、解决问题的能力。
（二）将“教师是主导，学生是主体，能力培养是核心”教学理念贯穿实验教学全过程
在模拟电子实验教学过程中，首先要求学生上实验课前必须预习，查阅相关资料，了解实验目的和实验原理、理解实验中遇到的公式概念，清楚了解实验需要获取的数据等。实验指导教师在每次实验开始前10分钟对学生的预习报告进行考查并随机提问。模拟电子实验通常是以一个自然班进行教学的，为了激发学生的实验积极性，依据哈佛大学物理系教授马祖（Eric Mazur）的“同伴互教法”[16]教学的成功经验，将开展实验活动的学生进行分组，如2～3人为一小组，合作完成一个实验项目。这种教学法以小组合作实验、同学互教、教学相长的学习模式代替了学生相互竞争的个体学习模式，教师在实验过程中考查学生在分析问题、解决问题中分工协作的情况。由于电子技术实验教学项目设置的多样化和层次化，为学生选择实验项目提供了灵活性。学生在选择项目的同时也是对实验内容的又一次學习和消化过程。整个实验过程指导教师始终以“教师是主导，学生是主体，能力培养是核心”为实验教学理念，遵循的原则为：学生能自主完成的实验一律不教，把实验机会留给学生，培养学生的自主实践能力;学生在实验过程中遇到困难，教师再提供帮助;实验任务量和难度要适度，应把学生从舒适的基础实验区带到发展的创新实验区。教师提供实验教学资源引导学生自主实验，教师在整个实验过程中细心观察每个学生的实验操作情况，学生出现错误操作时及时纠正，学生遇到解决不了的实验障碍时提供帮助。
（三）采用注重过程评价、提升认知考核目标的实验考核模式
多年来，高等教育在工科教学中强调基础知识和基本技能，导致实验教学从属于理论教学，实验教学内容以验证实验为主，忽略综合、创新实验内容，考核目标停留在知识的记忆和实践动手能力阶段，考核指标单一。课题组在基础型实验项目的基础上增加了提高型、综合型和设计型实验项目的比重，实验考核目标也将低阶认知目标层次提升到高阶认知目标层次。
按照递进式的4个层次实验项目考核，将评分标准权重设置为基础型占30%、提高型占30%、综合型占20%和设计型占20%。从认知目标角度看考核的权重，低阶认知目标实验项目权重为30%，高阶认知目标实验项目权重为70%，如图2所示。从图2中可以看出：实验考核不仅考核了学生对基础知识的掌握程度，同时更注重考核学生分析问题、解决问题的综合实践创新能力，实验考核目标符合学生认知发展规律。
对于每一个实验考核项目设置的考核权重见表2。表2中A表示每个实验项目成绩占整个课程总成绩的百分比（权重），其中A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8分别表示8个实验考核项目的权重。
基础型实验是低阶学习，属于结构良好问题的实验;提高型、综合型和设计型是高阶学习，属于结构不良问题的实验。对于每个实验项目的考核方法，依据认知阶段的不同分成两类考核标准进行考核，但两种方法都注重学生全方位的实验过程考核。
低阶学习阶段主要考核学生的实验预习情况、实验态度、数据测试和结果。高阶学习阶段的考核，侧重考核设计实验条件能力，综合应用知识能力，发现问题、分析和解决问题的能力，以及科学论文的表述能力。
三、实验成绩分阶评价指标体系的构建
课题组经过调研和反复论证，针对实验项目认知阶段的不同，形成了两阶实验成绩考核评价标准。第一阶评价标准用于对基础型实验项目（前4个实验项目）的考核评价，属于低阶认知目标达成度评价;第二阶评价标准用于提高型、综合型和设计型实验项目（后4个实验项目）的考核评价，属于高阶认知目标达成度评价。
低阶认知目标评价标准包括了4个一级指标和10个二级指标，见表3。表3中B表示每个实验考核项目的成绩，满分为100分。
从一级指标和二级指标可以看出，实验考核评价非常注重实验过程的表现，只有保证了实验过程的质量，才能保证实验的结果。
高阶认知目标评价标准在低阶认知目标评价标准基础上，侧重对学生综合学习能力、自主设计、分析问题、解决问题的能力的评价，见表4。表4中B表示每个实验考核项目成绩，满分为100分。
式（1）为模拟电子技术实验课程总成绩的计算模型。
四、结语
教学实践表明，注重过程的分阶考核评价体系，公平地检验了学生的实验情况和技能，不仅考核了学生对基础知识的掌握程度，也考核了学生分析问题、解决问题的综合实践能力，有利于激发学生做实验的积极性，有利于培养学生的实践动手能力和创新能力，对落实教育部推进实验教学质量提高有着不可忽视的作用。 [ 参 考 文 献 ]
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[16] Eric Mazure.Interview on Peer Instruction.SeriousScience，June 17，2014[EB/OL].http：//serious science.org/peer-instruction-for-active-learning-1136.
[责任编辑：钟 岚]
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