電路課程的非標(biāo)準(zhǔn)答案考試初探

朱云國(guó) 劉增良 宋洪儒 陸 媛

銅陵學(xué)院電氣工程學(xué)院 安徽銅陵 244000

電路課程的非標(biāo)準(zhǔn)答案考試初探

朱云國(guó) 劉增良 宋洪儒 陸 媛

銅陵學(xué)院電氣工程學(xué)院 安徽銅陵 244000

針對(duì)應(yīng)用型本科培養(yǎng)復(fù)合型人才的定位，介紹了在電路課程考試改革中實(shí)施非標(biāo)準(zhǔn)答案考試的探索和實(shí)踐。充分利用MATLAB仿真平臺(tái)結(jié)合電路的理論知識(shí)，拓寬了電路的分析方法和手段。實(shí)施考核模式改革表明，避免了標(biāo)準(zhǔn)答案考試的不足，激發(fā)了學(xué)生對(duì)電路設(shè)計(jì)的興趣、提高了學(xué)生的自學(xué)和創(chuàng)新能力、達(dá)到了促進(jìn)學(xué)風(fēng)建設(shè)的效果。

電路；非標(biāo)準(zhǔn)答案；考試改革；MATLAB仿真

電路課程是工科自動(dòng)化專業(yè)的一門必修課程[1-3]，是將學(xué)生引領(lǐng)到自動(dòng)化專業(yè)的基礎(chǔ)課程。其概念、理論和方法是構(gòu)建學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，是電類理論研究者和工程技術(shù)人員所必備的。偉大的科學(xué)家愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)：“知識(shí)是有限的，而想象力概括著世界上一切，是知識(shí)進(jìn)步的源泉?！睘榱烁纳苽鹘y(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)答案考試的不足，培養(yǎng)學(xué)生的想象力和創(chuàng)新精神[4]，我院對(duì)電路課程采用非標(biāo)準(zhǔn)答案考試嘗試。

1 電路標(biāo)準(zhǔn)答案考核方式和存在的問(wèn)題

我校電路課程的期末考試方式是在幾位上電路課的教師中推選2位教師命題，分別是A卷和B卷，再由學(xué)院隨機(jī)抽其中一份作為期末考試題，另一份作為下學(xué)期補(bǔ)考試題。考試卷命題的教師根據(jù)教學(xué)大綱中的重點(diǎn)，進(jìn)行命題，并給出每一題的標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生考試完后，幾位教師再對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)答案進(jìn)行流水作業(yè)，批改試卷，給出學(xué)生電路課程的期末考試成績(jī)。電路課程的標(biāo)準(zhǔn)答案考試存在的問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1.1 學(xué)生綜合分析能力得不到體現(xiàn)

電路標(biāo)準(zhǔn)答案考試主要考察客觀題，命題的教師為了考查某個(gè)知識(shí)點(diǎn)和便于標(biāo)準(zhǔn)答案的編寫和方便對(duì)學(xué)生得分的進(jìn)行判定，總是指明使用某方法(如節(jié)點(diǎn)電壓法、回路電流法等)解題。而對(duì)于電路題目來(lái)說(shuō)，使用什么方法解題首先是一個(gè)綜合分析再進(jìn)行選擇的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中體現(xiàn)了學(xué)生具體問(wèn)題具體分析的能力，學(xué)生在選擇特定方法的時(shí)間里思維要做出權(quán)衡和取舍，選出他認(rèn)為最好的方法解題，這要對(duì)他理解的所有的電路解題方法做一次篩選，才能挑選出合理的解題方法。傳統(tǒng)的考試不能培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力。

1.2 學(xué)生的實(shí)踐能力得不到考核

標(biāo)準(zhǔn)答案考試適合考查客觀題，考查公式的記憶和數(shù)字的計(jì)算，而實(shí)踐能力的考核要求考查學(xué)生的動(dòng)手能力，選擇和使用電子設(shè)備和儀器，在期末考試中把實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備放到考場(chǎng)不現(xiàn)實(shí)，這使得在電路期末考試中難以反映學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)際操作的能力。

1.3 學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力得不到驗(yàn)證

標(biāo)準(zhǔn)答案考試不能在考場(chǎng)讓學(xué)生用元器件實(shí)現(xiàn)他自己設(shè)計(jì)的電路，更不能讓學(xué)生焊接電路板驗(yàn)證設(shè)計(jì)的電路，所以對(duì)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力也沒(méi)有好的辦法考查。

1.4 學(xué)生借助EDA軟件輔助分析的能力得不到反映

傳統(tǒng)的電路課程大都采用黑板板書和多媒體相結(jié)合的教學(xué)方法，學(xué)生對(duì)電路中的電壓和電流等變量的變化和電路在激勵(lì)作用下產(chǎn)生的響應(yīng)也不能直觀地觀察，知識(shí)點(diǎn)難以理解透徹。標(biāo)準(zhǔn)答案中采用手工做題，也沒(méi)有辦法畫出電路響應(yīng)的瞬時(shí)變化情況。學(xué)生操作計(jì)算機(jī)和利用計(jì)算機(jī)編程能力也沒(méi)法在標(biāo)準(zhǔn)答案考試中反映出來(lái)。

1.5 學(xué)生的創(chuàng)新能力得不到發(fā)展[5]

一些教師沒(méi)有很好地鉆研教學(xué)改革，上課用呆板的“填鴨式”教學(xué)方式教學(xué)，考試采用標(biāo)準(zhǔn)答案考試方式，學(xué)生就背背公式，對(duì)問(wèn)題只知其然不知其所以然，束縛了學(xué)生的創(chuàng)新思維，創(chuàng)新能力更沒(méi)有在標(biāo)準(zhǔn)答案考試中體現(xiàn)。

2 教師從供給側(cè)改革

2.1 上課內(nèi)容進(jìn)一步優(yōu)化

從教材出發(fā)，我院教師與清華大學(xué)出版社合作參與編寫了一本適應(yīng)我校應(yīng)用型發(fā)展規(guī)劃的《電路》教材。教材內(nèi)容由淺入深，闡述了電路理論的基本概念、規(guī)律和方法。保證了基礎(chǔ)，兼顧了深度。注意了內(nèi)容的聯(lián)系和融會(huì)貫通，訓(xùn)練了學(xué)生的發(fā)散思維能力。

2.2 仿真軟件的介入

MATLAB是歐美國(guó)家工科學(xué)生必學(xué)的軟件，引入仿真軟件MATLAB的學(xué)習(xí)能提高教師上課的教學(xué)質(zhì)量，加深學(xué)生對(duì)電路課程內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和理解。仿真軟件能方便畫電路圖、快捷地修改元器件的參數(shù)，結(jié)果能直觀顯現(xiàn)，更能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木幊趟季S和發(fā)揮學(xué)生的想象力，能對(duì)設(shè)計(jì)思想上的火花進(jìn)行及時(shí)的驗(yàn)證。

2.3 理論緊密聯(lián)系實(shí)踐

在開設(shè)電路理論課的同時(shí)開設(shè)電路實(shí)驗(yàn)課，通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生增強(qiáng)識(shí)別電子器件和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的能力，初步掌握電路板的焊接技術(shù)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)箱拔插實(shí)驗(yàn)大多是課本定理的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上增加了MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

3 改革的具體措施和方法

具體的非標(biāo)準(zhǔn)答案考試改革采用無(wú)紙化考試，在計(jì)算機(jī)房進(jìn)行計(jì)算機(jī)上機(jī)考試，增加考試新題型。期末試卷增加了“實(shí)踐題”和“設(shè)計(jì)題”兩類新題型。通過(guò)加大主觀性考試題的比重，以強(qiáng)調(diào)電路考試的導(dǎo)向功能，使得試題內(nèi)容考查的知識(shí)點(diǎn)不再禁錮在書本上，是源于書本且于書本。出題有意識(shí)地向?qū)嶒?yàn)分析傾斜，這種試題的實(shí)踐性更強(qiáng)，它能引導(dǎo)學(xué)生綜合所學(xué)的電路知識(shí)解決實(shí)際中遇到的電路問(wèn)題，從而提高學(xué)生的思維能力及其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

3.1 搭建仿真電路圖 驗(yàn)證和應(yīng)用電路定理

利用MATLAB仿真能提高電路理論的學(xué)習(xí)，電路課程中大量的電路定理，動(dòng)態(tài)運(yùn)行情況也能直觀地在軟件中反映 ，這對(duì)電路定理的驗(yàn)證和應(yīng)用有很大的幫助。在非標(biāo)準(zhǔn)答案考試中可以在計(jì)算機(jī)上編程真實(shí)再現(xiàn)，學(xué)生可以通過(guò)自己選擇合適的電路定理解決實(shí)際問(wèn)題，這有利于考查學(xué)生的綜合分析能力和培養(yǎng)決策思維。

圖1 電容充放電過(guò)程仿真圖

圖2 電感電流的頻率特性仿真

3.2 考查實(shí)驗(yàn)和電路設(shè)計(jì)能力

傳統(tǒng)的在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，課后寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的模式，因?yàn)閷W(xué)生可以抄襲和問(wèn)人，也可以人為地修改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，所以不能真實(shí)的評(píng)價(jià)學(xué)生的操作能力和實(shí)踐能力。利用MATLAB仿真能在考試現(xiàn)場(chǎng)做仿真實(shí)驗(yàn)，就地考查學(xué)生的動(dòng)手能力，有充分的依據(jù)判別學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，避免評(píng)判學(xué)生實(shí)踐能力的片面性和表面性。

對(duì)于電路的設(shè)計(jì)，在仿真電路中利用MATLAB改變電路的結(jié)構(gòu)和電路中原件的參數(shù)，滿足學(xué)生設(shè)計(jì)的要求，同時(shí)回避了不合理設(shè)計(jì)帶來(lái)的人身和設(shè)備的傷害，節(jié)約了硬件投資，也避免了電路設(shè)計(jì)與電路考試不能在時(shí)間和空間相結(jié)合的缺點(diǎn)。仿真電路參數(shù)的設(shè)計(jì)訓(xùn)練了學(xué)生的工程意識(shí)，也能激發(fā)學(xué)有余力的學(xué)生的工程創(chuàng)造能力。

圖3 學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)

3.3 要求學(xué)生參加中級(jí)電工證的考核

中級(jí)電工證是自動(dòng)化及電氣類專業(yè)職業(yè)資格證書，是從事自動(dòng)化職業(yè)所必須掌握的知識(shí)和技能的證明；電工證對(duì)電類企業(yè)的多數(shù)職位，是必備的職業(yè)要求，被眾多的企業(yè)作為招聘的硬性標(biāo)準(zhǔn)；是學(xué)生未來(lái)就業(yè)求職的敲門磚、是職位晉升和工資晉升的助推器。 中級(jí)電工證的考核使學(xué)生學(xué)到更多的專業(yè)知識(shí)和培養(yǎng)更高的動(dòng)手能力，符合教學(xué)改革的目的，必將成為教學(xué)改革的著力點(diǎn)。

3.4 借助非標(biāo)準(zhǔn)答案考試訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立思維和創(chuàng)新精神

非標(biāo)準(zhǔn)答案考試中有主觀題，使學(xué)生不能完全借鑒別人已有的結(jié)論，倒逼學(xué)生的獨(dú)立思維能力，同時(shí)學(xué)生能從實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，激發(fā)其創(chuàng)造性，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在電路課程中實(shí)施非標(biāo)準(zhǔn)答案考試改革，借助MATLAB仿真明顯提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)電路的興趣，使學(xué)生的分析能力、實(shí)踐能力以及設(shè)計(jì)能力和歸納能力都得到了提高，同時(shí)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力也得到了強(qiáng)化；學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性增強(qiáng)，為其自學(xué)創(chuàng)造了條件；使電路教育在更高的平臺(tái)上實(shí)施，學(xué)生參加自動(dòng)化類的競(jìng)賽積極性有很大的提高，將大眾創(chuàng)業(yè)萬(wàn)眾創(chuàng)新的理念真正地落實(shí)?？傊@次電路非標(biāo)準(zhǔn)答案考試改革的效果良好，措施得力，學(xué)生的歸納能力和創(chuàng)新精神有明顯的提高，在學(xué)院結(jié)合教研室的共同探討和完善下建議在某些自動(dòng)化專業(yè)同類課程(如電機(jī)拖動(dòng)、電力電子技術(shù)、自控原理等)中嘗試，也期待在更多兄弟院校推廣。當(dāng)然非標(biāo)準(zhǔn)答案考試本身還需要不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，只有不斷地探索，才能逐步提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)高質(zhì)量的工程人才。

[1] 李淑琴,張玉奇,胡彬彬.電路認(rèn)知實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新精神培養(yǎng)[J].遼寧大學(xué)學(xué)報(bào),2016(2):89-92.

[2] 劉芬,李雅靜.“電路分析基礎(chǔ)”課程考核方式的改革與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇,2016(2):129-130.

[3] 史云玲,彭秀艷,劉蘭波.地方應(yīng)用技術(shù)型本科院校“電路原理”課程教學(xué)改革的探索與研究雞西大學(xué)學(xué)報(bào),2016(3):19-21.

[4] 袁靜.應(yīng)用技術(shù)型院?！半娐吩怼闭n程教學(xué)改革的探究[J].中國(guó)電力教育:專業(yè)課程建設(shè),2014(29):39-40.

[5] 韋冬余,趙璇.“標(biāo)準(zhǔn)答案”審思[J].教育科學(xué)論壇,2011(10):21-23.

A preliminary Study on the Non-standard Answer Examination of Electric Circuit Course

Zhu Yunguo, Liu Zengliang, Song Hongru, Lu Yuan

Electrical Engineering, Tongling University, Tongling, 244000, China

Aiming at cultivating inter-disciplinary talents in application-oriented regular university, introduces the exploration and practice in the non-standard answer examination of circuit examination reform. Fully using the Matlab simulation platform and the circuit theory knowledge, the circuit analysis method and means is broadened. The reform shows that the deficiency of the standard answer is avoided, the students' interests in circuit design is reinforced, students’ ability in self-study and innovative thinking are cultivated and the construction of the studying style is promoted.

circuit; the non-standard answer; examination reform; MATLAB simulation

朱云國(guó)，博士，副教授。

省級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目“自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)”(編號(hào)：2015jxtd038)；銅陵學(xué)院重點(diǎn)教研項(xiàng)目(編號(hào)：2016jy075)。