在线教育视角下基于层次分析法的“电子课程设计”成绩评分方法

肖娟 徐建 徐震 赵煦

摘 要：大学教育在面临突发公共卫生事件（如：新冠病毒疫情）时，教育重点将转至在线教育，“停课不停教、停课不停学”则成为整体教育的重要特点。如何进行设计类课程和实验的在线教学，以及如何进行课程效果及成绩的评定，是重要的研究课题。文章针对设计类课程的特点结合在线教育教学模式，提出采用层次分析法进行设计成绩评分，并实际应用到“电子课程设计”中。实际教学效果表明，所设计的评分方法可行、合理、客观，有利于提高学生的创新能力及参与设计类课程的积极性。

关键词：层次分析法;成绩评分;设计类課程

0   引言

“电子课程设计”是电子、通信类专业一门重要的设计课程，学生运用模拟、数字电路等知识去分析设计电子电路，解决常见工程实际问题。“电子课程设计”有利于培养学生理论联系实际的正确设计思想，有利于提高学生的动手能力和创新能力。

电子课程设计的常规做法是老师先把设计任务布置给学生，然后学生在老师的指导下自行设计，最后设计期满，检验设计结果并验收设计报告。传统的设计成绩评定方法，大多基于考勤、设计过程表现、设计报告的质量等方面来评定实验成绩[1-2]。但由于设计类课程设计内容开放、设计时间和空间开放的特点，无法简单地用传统的设计成绩评定方法来评定成绩，尤其是在在线教育背景下，比如突发的新冠疫情，“停课不停教、停课不停学”下，如何进行设计类课程及实验的在线教学，如何评定设计效果及成绩，是重要的研究课题。

针对设计类课程的特点及在线教学模式，为提高设计成绩评分的合理性和客观性，采用层次分析法进行设计成绩评分，并应用到“电子课程设计”中。

1   “电子课程设计”在线教学

1.1  “电子课程设计”题目的选定

在线教育下，“电子课程设计”题目的拟定是一个重要环节。可以让教师给出几个题目，每一个题目给出必做内容以及学生可以提升选做的内容，然后让学生选做自己感兴趣的题目。在拟定设计题目时，需要把握几个原则：

（1）理论联系实际。设计题目一定是要解决生活的常见问题。

（2）趣味性。设计题目要有一定的趣味性，能激发学生主动去设计、解决问题。

（3）提升综合性。设计题目要能够提高学生的分析能力、动手能力、综合能力和创新们能够力等。

（4）注意可行性。设计题目要注意其可行性。

1.2  “电子课程设计”在线教学

“电子课程设计”在线教学，可采用多种形式相结合。本学年的做法是，提前一个多月将设计题目布置下去，大家学习相关知识，如multisim软件，EDA软件等，在查阅学习相关资料时，学生选择自己做的题目，并且预确定选做或者提升的内容。设计期间，教师用腾讯课堂在线教学，平时采用QQ群学生打卡，跟老师交流，必要的时候视频。设计完毕交报告电子档，腾讯会议在线学生答辩，两个老师打分。

2 基于层次分析法的“电子课程设计”评分模型

层次分析法（AHP）是美国运筹学家萨蒂（T.L.saaty）提出来的一种对定性问题进行定量分析的决策方法。其将复杂问题中的各种因素划分为相互关联的有序层次，利用数学方法计算每一层次因素的权重，综合各相对权重，得到总的量化评分[3-4]。

2.1  评分指标及成绩评定的层次架构

“电子课程设计”的主要评分指标有：课题创新性、实用性、课题难度与复杂度、课题工作量、课题完成度、实验报告、在线答辩表现等。

基于层次分析法法构建的“电子课程设计”实验成绩评价的层次结构模型如下：

（1）顶层为目标层，只包含一个因素：评价目标。（2）中间层包含了为实现目标所涉及的指标，分别为创新性、工作量和设计成果。（3）底层为决定各中间层的具体因素指标。其中，创新性包括：设计创新和方法创新、实用性。工作量包括课题难度与复杂度、设计工作量。设计成果包括：课题完成度、实验报告、在线答辩表现。

2.2  用层次分析法确定权重系数

从评价指标以及模型可以看出，中间层以及底层因素决定了评分结果。采用层次分析法确定中间层以及底层各个指标的权重系数。

对两个事物进行比较，准确性较好把握。采用1～9比例标度对重要性赋值比较合适，如表1所示。

比如中间层，如果认为创新性和工作量同等重要，则取a12=1;如果认为创新性比工作量重要很多，则取a12=9。根据“正互反性”，有aji=1/aij。两两比较结果构成矩阵A=|aij|。

用层次分析法决定权重的具体步骤如下：

（1）构造判断矩阵A=|aij|。

构造判断矩阵时，要尽量客观，可以多找一些有经验的老师以及学生来分析判断，取平均值构造判断矩阵。

（2）求加权系数。

按照上述方法可计算出中间层各因素的权重系数。底层因素的权重系数确定方法与中间层完全相同，在确定中间层权重系数后，按照相同的方法可以得到各底层因素的权重系数。

（3）一致性检验。

计算判断矩阵的最大特征根λmax，并进行一致性校验。一致性指标CI（Consistency index）：CI=（λmax-n）/（n-1）;相对一致性指标CR=CI/RI;其中RI（Random index）为随机一致性指标。一般而言，CR越小，判断矩阵的一致性越好。

3 应用

将层次分析法评分用于2019—2020学年第二学期的“电子课程设计”中，根据在线教育特别是今年的情况，注重创新性、工作量、在线答辩表现的考核。按照层次分析法构建中间层矩阵，如表2所示。

按照上述方法计算的中间层各因素的权重系数分别为：创新性0.17，工作量0.50，设计成果0.33。同理，构造底层矩阵，算出底层权重系数，也可以将所有底层因素构成一个矩阵，算出所有具体因素的权重。先根据学生的设计创新等因素打分，得到学生的创新性、工作量、设计成果分数;再根据权重系数，就可以计算出学生的“电子课程设计”分数。如某学生的创新性分数为60分，工作量分数为85分，设计成果分数为80分。则可以算出该学生的最终成绩为：0.17×60+0.50×85+0.33×80=79分。

4   结语

构建成绩评定的层次模型，针对在线教育的实际情况。注重考核创新性、工作量、在线答辩表现等，基于层次分析法确定各层因素的权重指标，从而使设计性课程或者实验成绩的量化评分更加客观，更加合理，有利于提高学生参与设计类课程的积极性和创新能力的培养。

[参考文献]

[1]任玲，岑红蕾，张宁.研究性教学在电子课程设计中的实践[J].电气电子教学学报，2015（2）：116-118.

[2]周敏彤.电子技术基础实验客观评分机制的建立[J].课程教育研究，2016（33）：210-211.

[3]姜启源.数学模型[M].4版.北京：高等教育出版社，2011.

[4]陆冬妹，岑小梅.层次分析法在模拟电子电路实验课成绩评分中的应用[J].百色学院学报，2009（3）：65-70.

（编辑 姚 鑫）