大学数学公共课累加式考试改革与实践

□嵇晓平 孙杰宝 汪衍辉

随着科技信息的发展，教育信息化对现代教育的思想、观念、模式、内容和方法产生了深刻影响。哈尔滨工业大学数学系作为教育部设立的首批七个“工科基础课程(数学)教学基地”之一，承担了多门数学公共课的教学与全校工科学生数学素质的培养任务。因此，在数学系加快教育信息化建设步伐，在教学中对学生实施发展性评价机制是非常必要的。

实现从传统教学模式向现代教学模式的转变，重点在于在教学过程中对学生实施发展性评价机制。发展性评价，是相对于传统的总结性评价而言的，它的主要目的是为了明确教学活动运行中存在的问题和改进的方向，及时修改或调整教学计划，以期获得更加理想的效果。它使学生从被动接受评价转变成为评价的主体和积极参与者。实施发展性评价的关键问题在于如何解决对学生进行多阶段、多单元的学习目标检测问题，累加式考核可以彻底与系统地解决上述关键问题。

一、改革的必要性

(一)累加式考核的必要性。目前，各高校都在为创建双一流学校，打造双一流学科而努力，而在世界顶级工科大学的教学中，非常重视培养学生的综合素质和解决实际问题的能力，教学过程仅仅是做为平台和载体。那么对考试方式进行改革，侧重考核内容，从而真正考察学生对知识的综合运用能力和解决实际问题的能力，就是教学改革的必然趋势。累加式考试，就是将课程分几个阶段或多个环节来考察，通过多个得分进行累加得出最终的成绩。区别于传统的考试方式，累加式考试推行以大作业、小论文、口试、多次笔试等多种考核方式相结合的方法，从而使学生能够从为了考试而死记硬背向以问题牵引式的研究型自主学习转变。这两个转变正是高校大力推行累加式考试方法的初衷和最终目标。

美国著名的心理学教授卡皮克(Jeffrey D.Karpicke)曾经提出“重复提取”理论，指出“反复提出胜过重复学习”，可见，多次测试不仅可以激发学生兴趣，更是提高学习效果的重要方法。长期以来高校往往是“一张考卷定成绩”，这势必造成死记硬背、一味追求“标准答案”等与培养拔尖创新人才的目标背道而驰的做法在部分学生中成风，极大地限制了学生的发散性思维和创新能力的发展和提高。累加式考试是破解这一难题的必然选择，应该算是应运而生，而“重能力、求创新”是累加式考试的根本，摒弃“一张考卷定成绩”，表面上是考试形式的变化，实质上更是通过多种考核方式综合考察学生的学习效果，使学生在完成大作业、小论文等的过程中学会自主学习、主动学习，从而提升能力、激发创新意识。考试方法的改革，以及与之同步推行的教学方法改革，都是以加强对学生学习能力和创新意识的培养，以提高人才培养的质量为最终目的。

(二)目前数学公共课考核存在的普遍问题。数学作为一切学科的基础，特点是学习难度大、受众面广，学生的学习和接受能力存在差异。近年来在高校教学中引起重视，并提出了夯实基础，重视应用的目标。但目前普遍存在的现象是：日常教学中，教师在黑板讲，学生在下面被动听；教师对学生的评价也大多以期末考试为主，“一考定乾坤”，很多学生对数学的兴趣从此就“一落千丈”。所以，改变考核方式、增加考核次数、提高学习兴趣、增强学习效果是数学公共课考试改革的方向和目标。

二、建设内容及实施方案

基于以上改革理念和必要性，从2014年起，在数学系首先进行了累加式考试改革及《在线考试与发展性评价系统》的建设，主要从以下几个方面进行介绍。

(一)硬件建设。

1.安全测试网络建设。要改变考试方式，进行在线考试和网上阅卷，必须要建立安全的网络环境。根据考试安全性及防病毒的需要。首先，通过高性能路由器和交换机来建立网络连接，交换机与路由器之间使用光纤连接，从而防止电磁干扰及因距离过长影响传输效果。为达到可靠，稳定，快速的连接，交换机支持VLAN划分，隔离广播风暴，能快速转发数据，实现网络环境的通畅，为在线考试评价系统提供高可靠性的网络保障。

2.服务支撑平台建设。如何给在线考试提供一个高可用、高性能的信息化平台是一个重要的问题。目前采取的双机热备架构就是可靠性高，性价比好的解决方案。所谓双机热备就是对于重要的服务，使用两台服务器，互相备份，共同执行同一服务。当一台服务器出现故障时，可以由另一台服务器实时接管服务，从而在不需要人工干预的情况下，自动保证系统能持续稳定地提供服务。因为应用和数据是整个系统中最重要的部分，一旦服务器宕机，应用和数据发生破坏或者丢失，将会造成巨大的损失。所以采用这种设计完全能够保证发生意外事故或缺陷时自动切换到备用服务，应用不会停止，数据也不会丢失。

基于ROSE-HA双机热备技术的安全架构模式，可以保障服务器在线考试系统拥有完全的冗余和容错能力，提供100%数据可用性保证的存储系统。如果在使用中任一路径出现故障，仍有连路保持可用。不会造成服务中断，在路径故障发生的过程中也不会出现瓶颈，在服务器上执行所有的维护工作，而不需中断用户的正常操作。在应用正常运行下，主机之间透过冗余侦测线路互相侦测，当任一主机有错误产生时，ROSE HA提供严谨的判断与分析，确认主机出错之后，才完全启动备援接管动作。

(二)在线评价系统软件建设。《在线考试与发展性评价系统》包含试题库模块、在线测试模块、成绩分析与试卷分析模块，并集成了专业的网页公式图形的编辑与计算软件，使得网页上显示的数学公式更加美观清晰。它解决了在教学活动过程中全面实施发展性评价机制的关键问题，为实现从传统教学模式向现代教学模式的转变奠定了基础。其中发展性评价系统以网络试题库系统和在线测试平台，支撑在线作业、在线测试、在线考试建设，包含成绩分析、试卷分析、学习档案生成与评价等功能，支持评价指标的设计修改，单个数据库支持数千用户在线考试的大并发。师生不仅仅利用这个平台进行考试，还可以进行习题演练、指导和在线交流。系统设置了试题论坛，包含了试题题目、参考解答、正确答案等，师生可通过该论坛对习题进行题目与解法的交流和讨论。

三、实施效果

自建设成功后，同一科目的考试，可以分学习阶段多次进行测评，从而保证了考核的灵活性、针对性和公平性，同时也激发了学生的学习兴趣，真正达到了分层次发展性评价的目的。

改革主要从以下两个方面取得了明显的效果：一是考试网络化：建成后的在线考试与发展性评价系统，由于学生试卷(题目和顺序)是随机发布，可杜绝考场作弊行为；同时，无纸化的考试形式，减少了纸质和印刷的成本支出，同时也减轻了教师的重复劳动量。二是评估网络化：考试结果自动保存、整理，系统自动进行成绩分析比较，以正态分布等图片方式直观比较各班差距；系统自动针对单次考试试卷进行知识点分析，方便教师查看学生对各个知识掌握的情况与差距，进行针对性指导，大大提高了学生学习的积极性和考试成绩。

目前，累加式考核方式及在线评价系统已在《工科数学分析》《概率论与数理统计》《代数与几何》影响面较广的“三大公共基础课”中进行了试点及全面铺开测试，自2014年实行以来，每年受益生数近万人次，学生的不及格率降低幅度非常大，平均分普遍增加，学生有更多的机会提高成绩，学习兴趣大大提升；同时，教师可以随时根据评价体系及成绩分析系统，发现学生存在的问题，及时改进教学方法和调整教学内容，做到有的放矢，有效增强了教学效果。

四、思考与建议

累加式考试改革及《在线考试发展性评价系统》是在教育信息化改革的背景下进行的从传统教学模式向现代教学模式的转变，重点在于在教学过程中对学生实施发展性评价机制的建立。其灵活性和多样性，不但给传统的考试机制带来了生机和活力，而且能够根据系统进行成绩分析，从而使得任课教师能够有针对性地对学生进行教学和辅导，很大程度上提高了学习兴趣和增强了学习效果。

根据在数学基础课中的实际实施的效果及教学和改革中的实际运用，可以进一步考虑在全校公共课和专业课中推广，并与MOOC课程及SPOC翻转课堂结合，做到以学生的学习导向为目标的课堂教学及考核模式，使得更多的师生受益。