應用電子技術創新實驗多維評價模式探索和構建

摘 "要 "在專業選修課應用電子技術創新實驗現有的評價模式基礎上，遵循以學生為本的原則，構建以學生為評價主體的多維評價模式，解決目前課程實驗教學環節過程質量評價體系單薄、維度不足等問題。主要研究闡述創新實驗多維評價模式的內容、構建原則、評價要點及說明等。

關鍵詞 "應用電子技術創新實驗；實驗教學；多維評價模式；翻轉課堂

中圖分類號：G642.423 " "文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）14-0127-05

Exploring and Constructing Multidimensional Evaluation Model for Applied Electronics Technology Innovation Ex-

periments//WANG Yu， FANG Jiandong， WANG Yanrong， WANG Xiuling

Abstract "Based on the existing evaluation model of the elec-

tive course of Applied Electronic Technology Innovation Ex-

periment， we follow the student-oriented principle to build a

multidimensional evaluation model with students as the main

body of evaluation， so as to solve the problems of thin and in-

sufficient dimensions of the current course experimental teach-

ing process quality evaluation system. The main research ela-

borates the content， construction principles， evaluation points and description of the multidimensional evaluation model of innovation experiments.

Key words "applied electronics technology innovation expe-riment; experimental teaching; multidimensional evaluation model; flipped classroom

0 "引言

西方國家高校的創新創業教育早在20世紀70年代就已經開始。隨著科學技術的快速發展，新世紀人才的核心競爭力就是創新能力[1]。但是我國高校在應試教育模式下往往培養的是優秀的技術人才，他們缺乏很好的創造性思維和創新能力[2]。2010年，教育部轉發的《關于大力推進高等學校創新創業教育和大學生自主創業工作的意見》指出，應統籌做好高校創新創業教育的開展、高校創業基地建設[3]。2012年，教育部印發《普通本科學校創業教育教學基本要求（試行）》，要求“把創業教育融入人才培養體系，貫穿人才培養全過程，面向全體學生廣泛、系統開展；并在課程、師資、實踐平臺、政策扶持等方面作出指導建議”[4]。2015年，國務院辦公廳發布《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》，要求“把創新創業教育納入高校教育教學評估指標體系和學科評估指標體系”，“深化高校創新教育與創業教育改革”[5]，這對提升創新創業教育質量具有重要的促進作用[6]。

實驗教學是一個較薄弱的環節，其地位、教學體系及教學安排并不符合當前社會對人才培養的目標要求[7]。傳統電子技術實驗課程教學主要依附于理論課程教學，這是我國實驗教學評價體系的現狀。實驗考核和評價經常在理論教學活動中進行，嚴重影響學生評價的有效性和質量。評價方法過于簡單化，存在“重結果評價、輕過程評價”現象，只關注產出，但對培養和提高學生的興趣與能力缺乏足夠的重視。雖然有研究認為過程對本科生研究能力培養很重要，也制定了相關的研究過程管理方法，但在實踐中由于過程評價的難度遠遠大于對結果的評估，因此，過程評估往往被忽略[8]。

1 "多維評價模式指標體系

應用電子技術創新實驗通過四次答辯考核提交的實驗仿真和設計說明報告以及團隊的自評成績，綜合對學生創新實驗進行評價。應用電子技術創新實驗多維評價模式指標體系如圖1所示。以設計開發一套有創意的或有實際應用方向的小型自動化系統為目標，制定系統開發計劃，通過功能仿真，組建7～9人開發團隊。利用以學生為主體的翻轉課堂以及發布有趣的實驗課題等，激發學生的創新興趣，培養學生的創新意識。

四次答辯分別為需求分析、方案論證、仿真實驗以及結課答辯，具體內容如下。

1）需求分析：文獻綜述是大量查閱相關課題的文獻，進行有關技術的歸納總結，為后續的方案論證奠定基礎；應用定位是對組內所選課題進行剖析，給予合理的定位與應用場景；邏輯抽象是對課題任務進行數字邏輯模擬解析，從文字中抽象出數字信息，把事件用數字邏輯的方式表達清楚，明確輸入變量、輸出變量、狀態、對象；可行性分析是指設計方案應具有科學依據，原理應遵循電子技術規律。

2）方案論證：方案制定是根據所選課題和查閱的相關文獻進行方案的設計；技術路線是為了完成課題任務所用到的技術、方法并進行總結歸納；對比分析是將制定的多種方案進行比對；比較出最合理的方案；可行性分析是結合課題任務的主要內容，運用仿真技術的能力對所提方案進行分析。

3）仿真實驗：系統設計是對課題抽象出來的邏輯進行合理流程設計，確定輸入量、輸出量，構建狀態真值表、狀態轉換圖；實驗仿真是對系統設計進行電路、編程、抽象動畫等仿真模擬；實驗分析是對仿真出來的實驗現象進行分析、歸納、總結；結果評價是對仿真出來的實驗結果進行比對評價。

4）結課答辯：原理分析是考查原理分析是否清晰、設計說明書編寫是否規范；邏輯抽象是考查用數字邏輯的方式對事件表達得是否清楚；仿真實驗是考查設計內容、仿真是否完整、新穎、獨特、有創意；PPT制作是考查PPT是否制作規范、字體大小是否合理、背景設置是否突出字體內容等。

團隊自評是組長對組內成員的打分，評分準則包括工作量度、工作難度以及團隊的貢獻程度。

2 "多維評價模式涵蓋內容

多維評價體系側重于設計或開發解決方案的創新性，指標點對應權重為0.25，內容為通過問題描述（邏輯抽象）、建模（狀態圖、真值表、函數式等）、驗模（仿真實驗）等環節，其中每個環節都有創新性的體現，以此評價學生處理綜合問題的能力，目的是使學生通過理論結合實際應用場景，分析出問題的對象、輸入、輸出以及狀態等，運用創新思維設計可行方案，有效鞏固理論知識，同時提高學生的創新思維能力，避免出現傳統評價體系中對評價結果的重視高于評價過程的問題。對于電子技術實驗教學的特點來說，中間過程大于最終結果，實驗過程是不斷優化改進的歷程，能反映本科生的動手能力。

設計或開發解決方案合理性、現代工程工具使用可行性、實驗分析可靠性的指標點對應權重均為0.20，說明這三項指標的重要性是等同的。設計或開發解決方案合理性指標側重于對任務的分析歸納，主要通過文獻綜述、需求分析、應用定位、構建結構框圖、邏輯抽象等環節，培養學生解決復雜問題的綜合能力。現代工程工具使用可行性指標側重于對學生實驗結果的評估，主要通過系統設計、仿真分析、功能測試、性能比對、方案優化等環節，判斷學生對實驗的完成度以及理論知識運用是否合理，通過答辯環節及師生交流讓學生從實驗結果中反思實驗過程中存在的問題，不斷強化改進，培養學生解決問題的能力。實驗分析可靠性主要體現在判斷學生對實驗結果的分析和匯總能力，通過答辯、設計說明書和仿真實驗報告的撰寫等形式進行評價，培養學生的客觀分析能力，幫助學生在撰寫文檔時養成嚴格遵守規范性和完整性要求的習慣。

團隊自評是組長對組內成員的打分，評價內容包括工作量、工作難度、團隊貢獻等綜合評價。所有成員打分之和為15分，目的是避免評價體系對全面性的重視失之偏頗問題，同時對組內成員的工作配合程度進行量化，分出等級。傳統評價體系缺乏對個性化學生的評價關注，該項指標的設立既有助于教師因材施教，又有助于學生全面發展，促進學生的個性發展和激發學生的創新熱情。

多維評價模式的內容主要包括多維的設計內容、多維的內容展示、多維的角色、多維的合作形

式：設計內容的維度主要從系統的可行性分析、開發方案與性能指標分析、設計開發、功能仿真和性能測試進行擴展；內容展示的維度可以從制作2D或3D動畫進行項目的展示，可以使用Multisim仿真軟件進行項目仿真，可以使用MATLAB編程軟件進行項目編程，還可以使用C語言相關編程軟件進行項目的編程實現等；扮演角色維度分為組長、秘書、組員等，組長將任務下發，各負其責、各司其職，有條不紊地進行創新項目；合作形式維度分為線上網絡討論和線下集中討論，根據學生的時間自行進行安排。多維評價模式內容如表1所示。

3 "多維評價模式評價目標

多維評價模式的評價目標為著重解決評價體系單薄、維度不足等問題，以學生為主體，使用翻轉課堂，讓教師了解學生的項目進展并及時進行引導。相比于傳統評價體系注重最終結果而忽略學生的學習過程、缺乏對個性化學生的評價關注，多維評價模式更具有可靠性和指導性。對于應用電子技術創新實驗課程而言，多維評價模式能夠激勵學生進行發散思維，有利于提高學生的主觀能動性和創新能力。多維評價模式的評價目標示意圖如圖2所示。

構建多維評價模式的目的是能夠在實驗過程中將學生的表現情況進行定性評價，強調學習過程大于最終結果，考查學生對創新實驗的需求分析情況、方案論證情況、仿真分析情況以及最終的結果答辯情況，給予相應的分值評定和相關性指導。通過多維全面的評價模式，激發學生的創新意識，規范學生的創新實驗流程，檢驗學生的實踐應用能力。實驗評價可以讓學生親自加入創新設計的行列，促進學生的積極性，通過評價加強教學信息反饋，幫助教師和學校了解實驗工作中的不足，使實驗教學的效果更加明顯。

4 "多維評價模式數據分析

多維評價模式采用分層分級的評價方法結合多維評價模式的指標體系對學生應用電子創新實驗的能力進行綜合評價。分層分級的評價方法是指根據學生最后得到的總評成績（百分制）來劃分優秀、良好、中等、及格、不及格五個等級：S≥90為優

秀；90＞S≥80為良好；80＞S≥70為中等；70＞S≥60為及格；S＜60為不及格。

多維評價模式的四個目標的權重分別為0.25、0.2、0.2、0.3，自評成績的權重為0.05。自評成績所有成員打分之和為15分，團隊自評是體現組內成員的貢獻率、工作量以及組內配合度的一種有效形式，對團隊自評方法的完善是今后工作中需要關注的問題。可以按照組內成員的貢獻率進行量化分檔：第一檔在12～15分，第二檔在9～11分，第三檔在6～8分，第四檔在3～5分；第五檔在0～2分。按照團隊貢獻率進行分檔分級，給出合理分值。總評成績公式如下：

S=w1×0.25+w2×0.2+w3×0.2+w4×0.3+

e×0.05

其中S表示總評成績，w1表示目標1的成績，w2表示目標2的成績，w3表示目標3的成績，w4表示目標4的成績，e表示自評成績。

由物聯網、通信、電子三個專業的成績分布餅狀圖（圖3～圖5）可知，物聯網與通信專業比電子專業的成績好。

從優秀率來看，物聯網專業的優秀率最高，為14.47%；其次為通信專業，為12.82%；最差為電子專業，為1.30%。從不及格率來看，通信專業不及格率為0，物聯網專業為1.31%，電子專業最高，為11.69%。

從目標達成度雷達圖（圖6）可以看出，物聯網專業與通信專業的雷達曲線幾乎重合，四個目標均較高，具備設計開發解決方案的合理性、創新性，能夠合理利用仿真工具進行相關仿真實驗以及系統的設計，基本達到實驗分析的可靠性；電子專業相對較弱，目標3與目標4的達成度較差，在系統設計、仿真實驗、實驗分析、數據處理與結果評價、撰寫實驗報告等環節有待提高，優化設計方案、編寫設計說明書等環節相對較弱，說明實際操作能力欠佳，需要多進行一些實踐性的任務來提高能力。

5 "結束語

多維評價模式能夠客觀公正地評價本科生的創新實驗能力，強調學習過程大于最終結果，將過程學習和最終結果分為不同的權重進行加權求值，能夠根據學生在創新實驗過程中的不同表現給予公正合理的評價。應用電子技術創新實驗采用以學生為主講、教師為輔講的翻轉課堂為討論交流的主體，優點是教師更容易了解學生項目的進度，調整相應的教學策略。多維評價模式的研究和構建能夠解決目前課程實踐教學環節評價體系單薄和維度不足等問題，對培養應用型人才具有重要意義。

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