電子技術基礎實驗客觀評分機制的建立

周敏彤

【摘要】實驗在工程學科的本科教學中對于促進理論與實踐的有機結合至關重要，對實驗教學的實際效果的認知則需要通過評價得以實現。以電子技術基礎實驗為背景，提出了一種實驗教學的客觀評分機制，分析并建立了實驗項目的要素序列，給出了項目的評分列表及課程的評分矩陣，分析總結了該機制對教與學兩方面的潛在影響。

【關鍵詞】電子基礎實驗 ?客觀評價 ?評分矩陣

【中圖分類號】G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標識碼】A ? ? ?【文章編號】2095-3089（2016）11-0210-02

一、引言

電子技術基礎實驗在蘇州大學是電子類專業學生最先接觸到的專業實驗課程，該實驗課程的主要內容與目的是：1）幫助學生認識各種類型的電子元器件并確定元件參數;2）培養學生掌握電子類實驗所用基礎儀器的特性與使用方法;3）引導學生能能夠根據已學電路知識設計與分析基本電路、練習焊接技能并學會電路檢錯與調試。總之，通過本實驗課程的學習，同學們能夠經歷基本電子線路從認識、應用到設計與實現的整個流程，建立對電子電路設計與調試的感性認識，獲得相關的基本技能。

實驗對于工程學科課程教學的重要性已經是被廣泛認識的，諸多的作者探討了實驗的目的、過程及要求等[1][2][3]。實驗教學的評價機制則是用于確定教學的效果及過程中可能存在的問題或不足，對于教與學兩個方面水平的提高具有引導意義。事實上，分數被同學們視之為努力學習的成果，教師們視之為勤奮工作的回報，它至少具有四方面的屬性[4]：學生學習效果的評價，學生大學期間表現與未來潛質的一種反映，學生繼續學習與不斷進步的動力以及一門課程或一個階段結束的標記。此外，教師還可以依據分數所關聯的同學們學習狀況信息來指引日后的教學安排與策略，優化教學方法。可見課程評分是件嚴肅的事情，應予以充分的重視。

實驗課程的評分對于教師而言是費時且具一定的挑戰性[5]。對于不同的課程不同的學校以及不同的教師，考核的方法也會有所不同。I. E. Achumba等人對于虛擬電子實驗環境的實驗結果評價給出了一種智能評估方法[6]，而陸冬妹等人則討論了層次分析法的應用[7]。對于不同的課程、教學對象與實驗設計，恰當的評價系統的設計是必要的。

現行的實驗考核中，評價學生實驗成績事實上一直是個難題。基礎電路實驗這一類實驗課程常規的考核方法有：（1）隨機挑選已做過的一個實驗，考核是再做一遍，老師根據完成情況打分;（2）對提交的實驗報告質量進行打分。然而這兩種評分方法存在一些共同的問題：主觀性、隨機性與模糊性，進而給教師與同學都可能帶來困擾。前者各個實驗難度難免存有差異，公平性存疑;后者則因為僅取決于所提交的實驗報告，常會出現實驗內容描述和數據分析等方面同學之間類同的情況[8]，體現不出他們實驗中實際準備與完成的真實情形，甚至有時候老師別無選擇地只好根據書寫的認真程度來給出評價。綜上所述，有必要建立實驗的客觀評分機制來反映同學們實際的實驗進程與實驗成果。

本文結合蘇州大學文正學院電子基礎實驗課程的教學實踐，提出了適用于該課程的客觀評價體系，包括評分標準的設計與這種評分體系的結構。該方法也可適用于相關實驗課程的評價體系的建立與實踐中。

二、電子技術實驗客觀評分機制及評分矩陣

電子技術實驗客觀評分體系包括考核項目、標準、分值、評分表及評分矩陣的設計與應用。考核項目是由實驗設計所決定的，本實驗課程包含三個項目：電子元器件識別與參數測量，基礎儀器使用方法，以及基本電路的設計、焊接與調試。每個項目細化為多個考核要素，每個要素有考核標準并被賦予分值。一個項目的全部要素一起構成該項目的評分表。

項目評分表及其中關于要素的定義把同學們在實驗準備、實施及總結等項目執行全程的學習狀況體現到這些要素的完成情況上，教師通過考核同學們是否滿足了各個要素標準進行客觀評分。項目評分表所有要素分之和即是同學們完成該項目的得分。所有項目的得分合成即為該實驗課程的總得分。這個合成過程是通過課程評分矩陣完成的。本節給出評分矩陣，下一節中給出評分表。

評分矩陣是把多個項目的得分合成課程分數，最直接的方法是把各個項目的分數簡單求和或簡單平均。然而，為了提供一定的靈活性，主要用于反映不同項目在整個實驗中的重要性與復雜度，實際的總分計算并非是這樣的簡單和而是執行加權和。所謂加權和是賦予每個項目一個權因子，具體的評分矩陣如表1所示。

如果總共有 個項目，則權因子 必須滿足以下約束：

其中，與第個項目對應的權因子大小反映的是該項目“受重視”程度，如果某個項目比較重要或是比較復雜，可以賦予它一個相對較大的權因子，反之，則使用小一點的權因子。當然，所有權因子任何情況下都必須滿足上述約束條件。

假設每個項目的小計得分為 ，以百分制計分，于是課程的加權總分為

得到的結果依然是一個百分制的課程總成績。

權因子的引入是十分必要的，它能完美地平衡各個項目的工作量、重要性、復雜程度等各種因素，也使得不同的教學要求得以體現。

三、項目實施與要素的建立

每個實驗項目都分為三個流程：項目準備、項目實施及項目總結，這與實際工程項目的流程基本相吻合[9]。對每個流程的規范要求可引導學生從大學最初階段就走上面向優秀工程師之路，從文檔準備、方案提出、實驗實施、結果分析及項目總結等方面都得到規范的訓練。實驗項目要素的分析與定義將反映這些要求。本節以本課程的項目3為例說明如何建立恰當的項目要素。

該項目需要完成基礎性驗證實驗—《模擬電路》中分壓偏置式共射放大電路。目的是讓同學們能夠理解電路原理，構建物理電路，測試電路內部及輸出信號。通過本實驗項目，幫助同學們理解與掌握：項目的準備，項目實現方案的確定，理論分析與評估，電路設計，合規的項目成品制作，調試與數據分析，項目總結報告的撰寫。要素定義與考核要求正是為完成上述目標而設計的，既達到客觀評價同學們的工作成績，又能正確引導同學們實現上述目標。

所謂要素系指設計該實驗中需要實現的目的及為此目的必須歷經的過程或采取的方法。每個要素的要求必須是具體、可檢驗且無歧義，不然就意味著要素的定義可能過于寬泛不確定了，需要加以分解或重定義。每個要素賦予一個分值，其大小取決于要素項數及所采用的分值體系。建議使用百分制，且要定義足夠數量的要素項，每項的分值不要太高。評價時，一個要素是否完成由教師根據要求的指標，只可以給出完成/未完成的二進制選項。二進制評價是保證客觀性的重要機制。表2是一個實例，列出了為本課程項目3設計的所有要素。

該列表中的有幾點需要別指出：整個要素列表必須完整覆蓋整個項目的全部過程與內容;對于文檔的要求應當具體，因為撰寫規范文檔對于一個工程師極其重要;要素設計遵循引導性原則，可以看出有關焊接、連線、布局等要求十分具體，使同學們在執行過程中自然而然地接受了電子裝配方面的一些規范的熏陶。

四、項目與課程考核

課程考核采用全程考核形態，這意味著每個實現項目都構成了課程成績的一部分，前已說明，合成方法是使用評分矩陣完成，全部項目考核完成后，課程考核也就結束并會得到課程成績，這部分內容不再重復。

至于項目考核是使用項目評分表完成的，表3展示的是項目評分表的一部分。它是從要素表上作簡單擴展而來的，保留要素表的所有內容，擴展出完成狀況及得分二個列。方便的做法是設計好一個電子表格，鏈接有后臺數據庫的應用程序或是為移動終端開發一個APP應用。設計時，可以把分值及得分列設置成只讀模式，僅使得完成狀態是可寫的，且最好將它定義為邏輯或二進制屬性。

五、結論

本文所述的基礎電子實驗客觀評分體系在蘇州大學文正學院13、14級學生進行了實際應用，應用結果初步表明以下幾個方面：其一，大多數的主觀隨機性已經被剔除，因為考核要素僅需要判斷同學們有沒有做到，無論是對同學們自己或是現場打分的老師都是直觀明了的。其二，因為明示了每一個項目需要完成與實現的每個細節要素，使得同學們對該項目的目標很清楚，主動性得到某種程度的激發。其三，由于是對每個學生個體執行該評價體系，有利于提高學生對實驗的重視程度以及對儀器的熟練使用，實驗過程中的“少數人動手，多數人圍觀”的現象得到明顯改善。其四，減輕或消除了現場打分老師的壓力，同學們不再會有類似“你怎么只給我這幾分？”這樣的想法了。

本方所述的評分體系的基本思想并不限于本課程，通過設計適當的項目要素是可以應用于其他課程上。隨著教學實踐的深入，該體系還可進一步完善與改進的。

參考文獻：

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