智慧教学模式下实践考核评价Matlab GUI 平台​开发

引言

随着教育信息化的不断推进，智慧教学已成为教育领域发展的重要方向[1-2]。实践教学作为教学过程中的重要环节，对于培养学生的实践能力和创新能力具有不可替代的作用。而实践操作考核作为检验实践教学效果的关键手段，智慧化程度直接影响着智慧教学的质效。​因此，开发一种能够实现客观、高效考核的智慧教学实践考核软件具有重要的现实意义。

Matlab 作为一款功能强大的科学计算和编程软件，其 GUI（图形用户界面）工具箱能够方便地创建直观、易用的交互界面，为开发实践考核软件提供了理想的平台 [3]。本文设计开发了Matlab GUI 平台，开展的智慧教学实践考核评价方法研究，旨在解决现有光电装备课程实践操作考核中存在的问题，提高实践教学考核的质量和效率。

1现有考核方法存在的问题

目前的实践操作考核方法主要依赖人工进行，存在以下突出问题：

主观性太强是首要问题。在考核过程中，教师对学生操作的评价往往依赖个人的主观感受和经验积累，不同教师对于同一学生的同一操作可能会给出不同的评分，甚至同一教师在不同时间对相同操作的评价也可能存在偏差，这使得考核结果缺乏客观性和一致性，无法真实反映学生的实际实践水平，也容易引发学生对考核公正性的质疑。

考核速度太慢、效率太低也严重影响教学进度。人工考核时，教师需要逐一观察学生的操作过程，对每个学生的每一项操作细节进行评判和记录，这在学生数量较多的情况下，会导致考核过程耗时过长。例如，一个班级有 60 名学生，每名学生的考核时间平均为 10 分钟，那么仅考核环节就需要 10 小时，这还不包括后续的分数统计时间，极大地占用了教师的教学时间和精力。

分数统计太繁琐是另一个亟待解决的问题。人工考核后，教师需要将每个学生的各项考核成绩手动录入表格，然后进行总分计算、排名、分析等工作。在此过程中，很容易出现数据录入错误、计算错误等问题，而且当需要对不同班级、不同时间段的考核成绩进行对比分析时，人工统计更是难以高效完成，影响了教学评价的及时性和准确性。

2 软件开发和实现

为解决现有考核方法存在的问题，本研究采用Matlab GUI 开发智慧教学实践考核平台，具体实现方法如下：

（1）主观考核标准客观化、程序化

第一步，深入分析并梳理各实践考核内容的考核要点和主观评价指标，梳理出可能量化评价的

第二步，将主观指标转换成量化的客观评价标准。例如，对于光电装备的架设和撤收的操作，包括基础分、偏差分和规范分。基础分主要由架设和撤收的总操作时间决定；偏差分主要检查操作中输入的测量结果与真实结果的偏差大小，当测量偏差位于合理范围内，又可得到测量偏差的基础分，否则，则根据超出合理范围的大小来扣除一定分值；操作规范分主要考察学生规范操作的能力，当完全符合操作规范时，操作规范分为满分，否则，根据操作失误类型和失误次数扣除一定分值。

第三步，用GUI 内部的Matlab 程序描述客观评价标准，并自动生成操作得分。例如，对于光电装备的架设和撤收的操作。往年平均操作时间约为7 分30 秒左右，给分85 分，基于该统计数据，将操作时间的得分设计成阶梯式给分程序：操作时间 <6 分 00 秒，基础分 =100 ；6 分 01 秒 < 操作时间 <7 分 00 秒，基础分 Π=90; 7 分 01 秒 < 操作时间 ⟨8 分 00 秒，基础分 =80 ；8 分 01 秒 < 操作时间 ⟨9 分 00 秒，基础分 =70; 9 分 01 秒 < 操作时间 <10 分 00 秒，基础分 =70; 10 分 01 秒 < 操作时间<11 分00 秒，基础分 =60 ；操作时间>11 分01 秒，基础分 =50 。测量偏差包括距离偏差和角度偏差，故，测量偏差得分标准转换成程序代码为：（概略距离 -标准距离）<5，基础分不扣分，5<（概略距离 - 标准距离）<10，基础分 -5 分，10< （概略距离- 标准距离）<15，基础分-10 分，以此类推进行扣分；类似地，（高低偏差 - 方向偏差设定值）<5，不扣分， 5< （高低偏差 - 方向偏差设定值）<10，基础分-5 分，10<（高低偏差- 方向偏差设定值）<15，基础分-10 分，以此类推，进行扣分。操作规范分的程序表现为提前设置的多个操作失误类型和失误次数的扣分选项，由考核人员现场勾选扣分选项，程序自动按照扣分项数量 *5 进行累计扣分。最后，按照“基础分 - 测量偏差分 - 规范分”的计算公式，自动得到该操作的最终得分，并保存在软件内。

（2）软件一体化考核评价

利用 GUI 软件的人机交互界面，该软件将光电装备课程中的不同实践考核模块内容整合到一起。教师可以根据教学需求，任选考核模块对学生考核。软件根据学生提交的操作数据和考核人员勾选的扣分选项，自动调用程序进行考核评价，生成并记录某考核模块的操作得分。在某名学生完成所有模块内容的考核后，软件还将自动生成该学生的总分和平均分等统计数据。

（3）自动存储和管理评价数据

学生的考核成绩将自动存储在数据库中，方便教师后期查询、溯源和统计管理，为改进和提升教学效果提供依据。

3 总结

本文基于Matlab GUI 工具箱，开发了一款智慧教学实践考核评价平台，可大大减少现有人工实践考核中的不客观、效率低、难统计等问题。该平台将以往的人工考核标准进行程序化、标准化改造，极大地缩短了考核时间，提高了考核效率；通过自动评分和统计功能，提高了考核的自动化、智慧化水平，并可节约人工，实现一人对多人的实践考核。同时，数据存储和管理功能，也为智慧教学评价提供了有力支撑。

参考文献：

[1] 罗生全，张雪。智慧教学概念的多元理解及新解释 [J]. 中国远程教育，2022,46(11):6-14,74.

[2] 赵国庆，陈柔洁，王田甜，等。大模型时代的智慧课堂变革：概念、挑战与展望 [J]. 开放教育研究，2024,30(2):33-42.

[3] 张兴芳，刘丰收，梁兰菊。迈克尔逊干涉仿真平台的设计与应用 [J]. 大学物理实验，2023,36(1).

作者简介：殷建玲，女，电子于光学工程系讲师，主要研究方向为光电技术及应用方面的教学和科研工作。