高妍南 周生彬

(1.廣東海洋大學(xué)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院;2.嶺南師范學(xué)院計(jì)算機(jī)與智能教育學(xué)院 廣東湛江 524088)

2018年10月教育部出臺(tái)了《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》，其中指出，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，學(xué)生的實(shí)踐能力尤為重要，需要讓學(xué)生在擁有豐富知識(shí)的基礎(chǔ)上，有效提升綜合實(shí)踐能力。考試不只是對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握情況的考查，更是實(shí)現(xiàn)教師教學(xué)效果與水平的考核。對(duì)考試中存在的問題加以分析診斷，從而將“教”與“學(xué)”過程中的各種信息及時(shí)反饋，這對(duì)于鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)、促進(jìn)教師提高教學(xué)方法和培養(yǎng)高水平工程人才具有重要意義。因此，為全面提升課堂教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)全方位改革，對(duì)課程的考試進(jìn)行研究和改革實(shí)踐勢(shì)在必行。

MATLAB語言由于具有函數(shù)集成度高、語言簡單、強(qiáng)大的繪圖功能、豐富的專業(yè)工具箱等特點(diǎn)，成為國內(nèi)大學(xué)電氣、自動(dòng)化等專業(yè)必修的工具基礎(chǔ)課，是本科生和研究生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、參加科學(xué)競賽和畢業(yè)設(shè)計(jì)中最常用、最有效的基礎(chǔ)編程軟件之一[1-2]。如何使學(xué)生在有限學(xué)時(shí)內(nèi)掌握較多MATLAB 語言的知識(shí)，提高編程計(jì)算能力，利用MATLAB 語言和仿真平臺(tái)熟練解決工程實(shí)際問題，是MATLAB 語言課程教學(xué)改革面臨的迫切需要解決的問題。

如何提高過程評(píng)價(jià)一直是該語言類課程考試改革的重點(diǎn)及難點(diǎn)[3-5]。作為一門強(qiáng)大的計(jì)算和仿真工具，MATLAB語言在專業(yè)課程學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實(shí)踐中發(fā)揮著非常重要的作用，然而課時(shí)較少，而內(nèi)容覆蓋面較多，考核過程難是各大高校在該課程開展過程中普遍存在的問題。整體而言，平時(shí)成績的考核及評(píng)價(jià)在MATLAB類語言課程教學(xué)過程中尤為重要，較完善的課程過程考核機(jī)制及考核評(píng)價(jià)體系將充分利用現(xiàn)有有限的教學(xué)學(xué)時(shí)，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的逐步發(fā)展，眾多先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐步被大眾所熟悉并使用。在“互聯(lián)網(wǎng)+”教育的教育改革背景下對(duì)MATLAB 語言課程考試改革，以現(xiàn)代化教育手段為媒介搭建習(xí)題庫及無紙化考試平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)過程線上綜合考核并對(duì)考核內(nèi)容進(jìn)行分級(jí)處理，提高過程考核的準(zhǔn)確性[6]。此外，將游戲中的“強(qiáng)迫心理”引入過程考核中，以通關(guān)打分的模式引入競爭機(jī)制，可激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，獨(dú)立完成課堂任務(wù)[7]。在教學(xué)改革過程中，多向融合的教學(xué)方式被驗(yàn)證，可有效提升課程的教學(xué)效果，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生理論實(shí)踐結(jié)合和知識(shí)融合應(yīng)用能力[8-9]。

該文將以先進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為MATLAB 類語言課程考試改革的科學(xué)支撐，搭建包括習(xí)題庫及無紙化考試平臺(tái)在內(nèi)的考試資源平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)過程考核線上線下相結(jié)合的多元考核，并對(duì)考核內(nèi)容按等級(jí)進(jìn)階式處理，增強(qiáng)過程考核的準(zhǔn)確性及客觀性。另外，結(jié)合教育改革創(chuàng)新的背景下面向電氣及自動(dòng)化專業(yè)的教育新要求，設(shè)計(jì)面向復(fù)雜數(shù)學(xué)問題的求解、先進(jìn)控制理論及應(yīng)用、信息處理及分析、電氣工程自動(dòng)化等多學(xué)科知識(shí)相融合的考核內(nèi)容，緊密圍繞課程考試內(nèi)容的設(shè)計(jì)與實(shí)施展開課程考試改革，通過考核不斷促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的提升，增強(qiáng)專業(yè)需求特色化，提升教學(xué)實(shí)踐效果，優(yōu)化教學(xué)效率。

1 MATLAB語言及應(yīng)用課程考核現(xiàn)狀分析

課程考試方面，如果仍是以傳統(tǒng)方式進(jìn)行考核，難以準(zhǔn)確評(píng)估單個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，同時(shí)也無法為學(xué)生提供有效的學(xué)習(xí)指導(dǎo)與幫助，限制實(shí)用型人才培養(yǎng)的發(fā)展需要。分別從考試形式、考試內(nèi)容及考核評(píng)價(jià)方式3個(gè)方面分析《MATLAB語言及應(yīng)用》課程考試的現(xiàn)狀及存在的主要問題。

1.1 過程評(píng)價(jià)不顯著，考核方式單一，無法真正檢驗(yàn)學(xué)生的掌握能力

目前MATLAB 語言及應(yīng)用課程的考核方式以期末考核為主，形式上主要有閉卷筆試、開卷筆試、大作業(yè)和課程論文這4種形式[6-7]。閉卷筆試中學(xué)生通常是通過硬性記憶的方式來復(fù)習(xí)考試內(nèi)容，缺少實(shí)踐能力的培養(yǎng)。而開卷筆試常常使學(xué)生忽視學(xué)習(xí)過程，學(xué)習(xí)主動(dòng)性較差。大作業(yè)和課程論文的考核方式普遍存在抄襲及雷同情況，大部分同學(xué)難以實(shí)現(xiàn)自己獨(dú)立動(dòng)手完成，缺少了對(duì)學(xué)生獨(dú)立編程能力的鍛煉，教師也難以對(duì)該過程進(jìn)行細(xì)致考核。上述考核方式由于各自缺陷都無法實(shí)現(xiàn)以考核促學(xué)習(xí)的目的。

1.2 考試內(nèi)容局限于教材，缺少專業(yè)定位以及多學(xué)科知識(shí)融合

大多數(shù)高校都選擇在各專業(yè)課學(xué)習(xí)之前開設(shè)MATLAB 語言課程，所以學(xué)生對(duì)專業(yè)課程中相關(guān)知識(shí)了解得較少；此外還應(yīng)考慮到學(xué)時(shí)限制問題，且大部分MATLAB語言課程的講授范圍內(nèi)容局限于基礎(chǔ)編程部分，專業(yè)知識(shí)領(lǐng)域涉及較少[8]。因此，學(xué)生常反映，并不明白該門課程對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的作用，搞不清楚學(xué)習(xí)該門課程的原因，無法和專業(yè)知識(shí)相融合，學(xué)習(xí)熱情不高，無法達(dá)到較好的學(xué)習(xí)效果。

1.3 缺少完善的考試評(píng)價(jià)體系，考核成績的評(píng)定易受主觀因素印象

《MATLAB語言及應(yīng)用》課程考試成績由平時(shí)成績及期末成績組成，若缺少習(xí)題庫及專用考試平臺(tái)，在對(duì)平時(shí)成績進(jìn)行評(píng)定時(shí)，存在教師工作量大效率低的問題[9]。期末考核通常讓學(xué)生結(jié)合專業(yè)背景和感興趣的問題，利用MATLAB 語言編程實(shí)現(xiàn)，完成一份大論文。在評(píng)定期末成績時(shí)，以大論文的完成情況及學(xué)生個(gè)人答辯情況兩方面情況給出成績，平均150 名學(xué)生需要在一天時(shí)間內(nèi)完成答辯，并由教師根據(jù)答辯情況當(dāng)場給出成績，由于工作量較大且依賴主觀因素，答辯成績的評(píng)定難以做到前后高度一致性。

基于以上，研究在教育改革創(chuàng)新的背景下，分析電氣信息類課程在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代與工程專業(yè)認(rèn)證的結(jié)合點(diǎn)，重點(diǎn)構(gòu)建多元化的考核模式，形成線上線下相結(jié)合的多元考核方法，以創(chuàng)建具有學(xué)科背景特色的無紙化綜合考核平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)階段性進(jìn)階式過程考核、電氣專業(yè)學(xué)科知識(shí)融合和評(píng)價(jià)體系標(biāo)準(zhǔn)化三位一體的考核新模式，從《MATLAB語言及應(yīng)用》課程的考核方式、考核內(nèi)容、考核評(píng)價(jià)模式等多方面進(jìn)行深入改革。該課程考試改革不僅可以客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，還將通過持續(xù)的過程考核增強(qiáng)學(xué)生程序編程及實(shí)操能力；而且在通過小組學(xué)習(xí)、任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)等方式中不斷激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性；從而使學(xué)生在不斷的學(xué)習(xí)中掌握知識(shí)能力，通過不斷總結(jié)問題、解決問題從而更加牢固地理解并掌握相關(guān)知識(shí)技能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)《MATLAB語言及應(yīng)用》課程的能力目標(biāo)。

2 MATLAB語言及應(yīng)用課程考試改革措施

2.1 進(jìn)階式的階段性過程考核模式改革

2.1.1 構(gòu)建階段性考核評(píng)價(jià)過程

傳統(tǒng)《MATLAB語言及應(yīng)用》課程由多個(gè)子實(shí)驗(yàn)組成，在平時(shí)教學(xué)過程中沒有考核任務(wù)，教師只針對(duì)學(xué)生提交的各個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告線下給分，實(shí)驗(yàn)報(bào)告雷同抄襲情況較嚴(yán)重，難以判定每個(gè)學(xué)生真實(shí)完成情況。如圖1所示，結(jié)合MATLAB語言及應(yīng)用課程教學(xué)內(nèi)容，將考核內(nèi)容按照難度不同階梯式劃分到3 個(gè)階段中，實(shí)現(xiàn)進(jìn)階式階段性考核：基礎(chǔ)知識(shí)考核階段、提高訓(xùn)練考核階段和綜合應(yīng)用考核階段，每個(gè)階段完成后學(xué)生要參與線上線下考核。其中，基礎(chǔ)知識(shí)考核階段、提高訓(xùn)練考核階段要求學(xué)生在考試平臺(tái)隨機(jī)選題完成線上考核，綜合應(yīng)用考核階段，學(xué)生完成相應(yīng)課題任務(wù)并參加答辯完成線下考核。三大考核模塊按難度不同階梯式穿插在教學(xué)過程中，實(shí)現(xiàn)過程考核細(xì)致化，實(shí)現(xiàn)以考核促學(xué)習(xí)，擴(kuò)大學(xué)習(xí)范圍，同時(shí)教師可利用階段性的考核結(jié)果及時(shí)分析學(xué)生存在的問題，進(jìn)行專項(xiàng)性的講解與訓(xùn)練，優(yōu)化教學(xué)效率。

圖1 進(jìn)階式階段性考核模式

2.1.2 搭建個(gè)性化題庫

傳統(tǒng)《MATLAB語言及應(yīng)用》課程由于受時(shí)間和空間的限制，平時(shí)是讓每位學(xué)生求解同樣的練習(xí)題，這種方案無法實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)內(nèi)容的個(gè)性化需求。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合教學(xué)軟件及不同的信息技術(shù)手段，在不同的考核階段，分別編寫不同難度的練習(xí)題，可以分為入門難度、中級(jí)難度、高級(jí)難度，將題目下發(fā)到教學(xué)軟件中，使學(xué)生利用課下時(shí)間自行尋找適合自己難度的題目，實(shí)現(xiàn)一種進(jìn)階式個(gè)性化學(xué)習(xí)模式，使傳統(tǒng)教學(xué)的效率有力提升和補(bǔ)充。

2.2 基于多向融合式的考試內(nèi)容改革

2.2.1 立足電氣專業(yè)特色及多學(xué)科知識(shí)融合的考試內(nèi)容設(shè)計(jì)

《MATLAB語言及應(yīng)用》課程的特色主義體現(xiàn)在兩方面：一是利用應(yīng)用軟件類實(shí)踐課程培養(yǎng)學(xué)生自身分析問題及解決問題的能力；二是利用該工具軟件來解決各類專業(yè)實(shí)際問題，需要結(jié)合該學(xué)科實(shí)際情況與專業(yè)知識(shí)深度融合。因此，在該門課程考核內(nèi)容設(shè)計(jì)上要體現(xiàn)專業(yè)特色、學(xué)科特色，具體見表1，合理設(shè)計(jì)各系列所對(duì)應(yīng)的考核項(xiàng)目，使各學(xué)科有關(guān)交叉理論知識(shí)得到充分融合。通過考核內(nèi)容的改革，使學(xué)生做到應(yīng)用課程所學(xué)內(nèi)容的融會(huì)貫通，有目的、有針對(duì)性地解決一些相關(guān)的與電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)相關(guān)的任務(wù)。

表1 考試內(nèi)容設(shè)計(jì)

2.2.2 制訂以科研實(shí)訓(xùn)任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主的多學(xué)科知識(shí)應(yīng)用融合方式

結(jié)合在表1 所示各章節(jié)的考核內(nèi)容設(shè)計(jì)，緊密結(jié)合課程各章節(jié)要求掌握的識(shí)點(diǎn)，充分融合學(xué)科關(guān)聯(lián)交叉理論知識(shí)，合理設(shè)置系列相關(guān)的技術(shù)課題任務(wù)，并以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為切入點(diǎn)，優(yōu)化考核內(nèi)容組織方式。進(jìn)一步，將該課程包含的MATLAB/Simulink 編程、建模仿真等知識(shí)，與該專業(yè)緊密關(guān)聯(lián)的數(shù)字信號(hào)處理、自動(dòng)控制理論、電機(jī)學(xué)、電氣工程基礎(chǔ)、電力系統(tǒng)分析、電力電子技術(shù)、新能源發(fā)電系統(tǒng)等相關(guān)課程知識(shí)有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)專業(yè)復(fù)雜工程課題的問題分析、模型構(gòu)建、設(shè)計(jì)調(diào)試和解決，充分激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索實(shí)踐的熱情，實(shí)現(xiàn)基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的多學(xué)科交叉知識(shí)融合應(yīng)用。

2.3 基于“線上+線下”相結(jié)合的考核評(píng)價(jià)方案改革

2.3.1 制定統(tǒng)一考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)課程考試模式按階段性劃分出了基礎(chǔ)知識(shí)考核、提高訓(xùn)練考核和綜合應(yīng)用考核，每個(gè)學(xué)生的成績由個(gè)人成績和小組成績組成，在基礎(chǔ)知識(shí)考核及提高訓(xùn)練考核中學(xué)生利用無紙化考試平臺(tái)取得個(gè)人成績，在綜合應(yīng)用考核階段以小組完成課題任務(wù)取得小組成績。為了體現(xiàn)考試的公平性和可實(shí)施性，以尊重平時(shí)測評(píng)成績?yōu)橹?，將基礎(chǔ)知識(shí)考核和提高訓(xùn)練考核分配50分：其中，基礎(chǔ)知識(shí)考核階段設(shè)計(jì)為20分，提高訓(xùn)練考核階段設(shè)計(jì)為30分，綜合應(yīng)用考核成績得分分配50分。在優(yōu)秀、合格和不合格的劃分中，以得分的百分比例進(jìn)行劃分，小于得分的60%為不合格，得分60%～80%為合格，大于得分的80%為優(yōu)秀。

2.3.2 搭建無紙化線上考試平臺(tái)，提高過程考核準(zhǔn)確性

為加強(qiáng)考核過程標(biāo)準(zhǔn)化及客觀化，在習(xí)題庫基礎(chǔ)上搭建無紙化考試平臺(tái)，使每個(gè)學(xué)生在基礎(chǔ)知識(shí)考核階段及提高訓(xùn)練考核階段利用該平臺(tái)完成考核任務(wù)，得到個(gè)人成績。該平臺(tái)構(gòu)建的主要目標(biāo)在于提高教學(xué)質(zhì)量、增強(qiáng)學(xué)生自主編程能力、降低教師工作強(qiáng)度并提高工作效率。其中，學(xué)生端可實(shí)現(xiàn)在線答題、學(xué)生互評(píng)、隨機(jī)抽題答題，教師端可實(shí)現(xiàn)作業(yè)發(fā)布、習(xí)題庫的維護(hù)、考試階段設(shè)計(jì)、考試數(shù)據(jù)分析與打印。

2.3.3 線下綜合應(yīng)用考核評(píng)價(jià)模式改革

綜合應(yīng)用考核成績體現(xiàn)為學(xué)生提交的大作業(yè)的成績及線下答辯成績，占期末總成績的50%。過去針對(duì)每位同學(xué)單獨(dú)打分，易造成考核效率低且前后成績?cè)u(píng)定的不一致性等問題。設(shè)計(jì)在綜合應(yīng)用考核階段根據(jù)班級(jí)人數(shù)將學(xué)生分成不同小組，每組3～6人，并選取一名組長，每組根據(jù)布置的綜合考核任務(wù)，確定各自的分工。教師需要在學(xué)生完成課題任務(wù)的全過程中給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，同時(shí)在任務(wù)布置前要按學(xué)生分組情況，組織學(xué)生按照5個(gè)步驟完成課題任務(wù)：知識(shí)點(diǎn)整理歸納、相關(guān)文獻(xiàn)資料搜集、課題任務(wù)拆解分析、解決方案的研討與制定、編程仿真實(shí)踐。最終，以小組形式安排進(jìn)行答辯提問環(huán)節(jié)。

在答辯階段，結(jié)合前兩階段考核評(píng)價(jià)的個(gè)人成績及小組分組情況，組成由教師及學(xué)生代表（3～4 名，在前兩階段考核成績占前5%的學(xué)生）過程的答辯評(píng)定小組，答辯后根據(jù)課題完成質(zhì)量和小組答辯質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)估打分。該項(xiàng)改革的目的就是通過課程的成績考核檢查教師的教學(xué)效果和學(xué)生的知識(shí)掌握情況，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，使學(xué)生充分展示自己已掌握知識(shí)的程度和運(yùn)用能力。

3 結(jié)語

作為一門強(qiáng)大的計(jì)算和仿真工具，MATLAB 語言在電氣及自動(dòng)化專業(yè)課程學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實(shí)踐中發(fā)揮著非常重要的作用。課時(shí)少，教學(xué)內(nèi)容多且雜，難以實(shí)現(xiàn)量化考核是各大高校在該課程開展過程中普遍存在的問題。

通過歷年來教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合筆者學(xué)校電子與信息工程學(xué)院電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)的《MATLAB 語言及應(yīng)用》課程考核實(shí)際情況，該文以構(gòu)建多元化教學(xué)模式為重點(diǎn)，以建立線上線下混合考核方法為落腳點(diǎn)，創(chuàng)建無紙化綜合考核平臺(tái)為技術(shù)依托，實(shí)現(xiàn)階段性過程考核、多學(xué)科知識(shí)融合和評(píng)價(jià)體系標(biāo)準(zhǔn)化三位一體的考核新模式為目標(biāo)，在《MATLAB 語言及應(yīng)用》課程的考核方式、考核內(nèi)容、考核評(píng)價(jià)模式等方面進(jìn)行全面改革。

通過該研究，可以有效提高過程考核評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性，此外可以做到及時(shí)了解與評(píng)定學(xué)生知識(shí)掌握的情況，有效發(fā)現(xiàn)成績與問題，使教學(xué)過程得到了規(guī)范與改進(jìn)，提高了整體教學(xué)質(zhì)量。進(jìn)一步，通過提高考核評(píng)價(jià)的客觀化細(xì)致化，制定規(guī)范的評(píng)價(jià)依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)評(píng)價(jià)考試成績，將更有助于提高學(xué)生在平時(shí)課堂中的學(xué)習(xí)熱情及積極性，避免出現(xiàn)考試臨時(shí)突擊學(xué)習(xí)等不良現(xiàn)象，讓考試評(píng)價(jià)真正成為激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的手段，提高知識(shí)自信，從而更加有助于學(xué)生綜合實(shí)踐能力、創(chuàng)新融合思維的形成。