數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核體系改革與實(shí)踐

應(yīng)俊 蔡紅軍 黃沛昱

摘要：傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評價(jià)方式較為單一，無法科學(xué)全面地評價(jià)學(xué)生學(xué)業(yè)水平和實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，課程組通過多年的探索與實(shí)踐，以培養(yǎng)具有扎實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)的創(chuàng)新人才為目標(biāo)，建立了科學(xué)的基于過程化管理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考評體系，根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)培養(yǎng)目標(biāo)及特點(diǎn)，設(shè)計(jì)多種考核方式綜合評價(jià)，并將考核指標(biāo)詳細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核體系;過程化管理;數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)

中圖分類號：G642.0? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? 文章編號：1009-3044（2018）35-0110-02

1 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核中存在的問題

數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)是我校重要的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，課程目的是通過實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)象的觀察、記錄與分析、實(shí)驗(yàn)故障的分析與排查，促使學(xué)生運(yùn)用理論知識來分析解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字電路理論研究能力，促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的提高，使其具有工程技術(shù)人員的素質(zhì)并逐步得到訓(xùn)練、培養(yǎng)和提高。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核不同于理論課程考核，可以將學(xué)生完成的作業(yè)和試卷留在課后進(jìn)行批改，實(shí)驗(yàn)考核需要教師通過觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程規(guī)范性，電路設(shè)計(jì)合理性，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正確性，故障排查能力，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析能力等，在考核現(xiàn)場立即綜合評定學(xué)生實(shí)驗(yàn)掌握程度，考核觀測點(diǎn)多、評價(jià)難度較大。

目前一些學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)方式較為單一，或者根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告評價(jià)，或者通過一次性實(shí)驗(yàn)考試考核，單一的考核評價(jià)手段無法很好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)掌握數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的各個(gè)重要環(huán)節(jié)，也無法科學(xué)全面地評價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果和實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。針對以上問題，課程組考慮以培養(yǎng)具有扎實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)的創(chuàng)新人才為目標(biāo)，建立科學(xué)的課程考評體系，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程化管理，考核內(nèi)容覆蓋所有重要知識點(diǎn)和能力點(diǎn)，根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)要求及特點(diǎn)，設(shè)計(jì)多種考核方式綜合評價(jià)，并將考核指標(biāo)詳細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化，以有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2 構(gòu)建過程化管理實(shí)驗(yàn)考核方式

數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容包括基于74系列芯片的數(shù)字單元電路實(shí)驗(yàn)和基于FPGA的數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)兩個(gè)部分，從單元電路到綜合系統(tǒng)，從傳統(tǒng)數(shù)字電路設(shè)計(jì)到電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，實(shí)驗(yàn)考核包括：平時(shí)實(shí)驗(yàn)考核、階段測試和FPGA數(shù)字系統(tǒng)項(xiàng)目綜合測評。

（1） 平時(shí)實(shí)驗(yàn)考核

平時(shí)實(shí)驗(yàn)考核主要考查學(xué)生平時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)情況，包括考勤以及實(shí)驗(yàn)完成情況?？记谡计綍r(shí)成績的10%，缺勤三分之一以上者最終總成績記為零分。

平時(shí)成績=考勤成績×10%+（∑每次硬件實(shí)驗(yàn)成績/實(shí)驗(yàn)次數(shù)）×90%

平時(shí)實(shí)驗(yàn)完成情況包括：預(yù)設(shè)計(jì)完成情況，實(shí)驗(yàn)基本功能和擴(kuò)展功能完成情況，實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及分析等。實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)計(jì)是保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)，也是訓(xùn)練學(xué)生自主學(xué)習(xí)的重要手段，課程組開發(fā)有實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻等多種教學(xué)資源幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，課程要求學(xué)生在課前根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求完成相應(yīng)的電路設(shè)計(jì)，沒有做預(yù)設(shè)計(jì)的本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目記為零分。實(shí)驗(yàn)基本功能為必做項(xiàng)目，要求每位同學(xué)都要完成，為鼓勵(lì)學(xué)生打開思路，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容還設(shè)計(jì)有擴(kuò)展功能，擴(kuò)展功能為選做項(xiàng)目，完成擴(kuò)展項(xiàng)目者可獲得加分。課上未能完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，允許在一周之內(nèi)到中心開放實(shí)驗(yàn)室完成。實(shí)驗(yàn)操作安全規(guī)范是學(xué)生必須掌握的重要實(shí)驗(yàn)技能和習(xí)慣，課程強(qiáng)調(diào)安全規(guī)范操作，發(fā)現(xiàn)違規(guī)操作或有重大安全隱患的本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目記為零分。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及分析要求學(xué)生正確記錄實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，教師根據(jù)數(shù)據(jù)記錄的正確性、分析的合理性進(jìn)行評分。

（2） 階段測試

課程在基于74系列芯片數(shù)字單元電路實(shí)驗(yàn)部分結(jié)束后組織階段測試，是對這一段實(shí)驗(yàn)學(xué)生掌握情況的一次檢查，重點(diǎn)考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、數(shù)字單元電路設(shè)計(jì)方法、故障診斷及排查方法、數(shù)據(jù)的記錄及整理、基本儀器儀表的操作等能力。階段測試由學(xué)生抽取測試題目，每份測試卷包括A、B兩種難度的任務(wù)，學(xué)生自選難度。任務(wù)B是學(xué)生課程達(dá)標(biāo)的最基本要求，難度系數(shù)記為0.7;任務(wù)A難度高于任務(wù)B，難度系數(shù)記為1.0。

階段測試成績=難度系數(shù)×（硬件操作成績×80%+方案設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)記錄×20%）

測試成績評定從實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性、方案設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)記錄、電路搭建、儀器儀表使用、實(shí)驗(yàn)故障排查及實(shí)驗(yàn)結(jié)果等多個(gè)方面全面考察，考察點(diǎn)覆蓋整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作流程。操作不規(guī)范者，測試成績總評為零分。

（3） FPGA數(shù)字系統(tǒng)項(xiàng)目綜合測評

課程采用數(shù)字系統(tǒng)綜合項(xiàng)目的形式實(shí)踐基于FPGA的數(shù)字電路設(shè)計(jì)，要求學(xué)生每人一組完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)考查學(xué)生對自頂向下的復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、語言表達(dá)以及報(bào)告撰寫等能力。項(xiàng)目包括基本功能和擴(kuò)展功能，要求每位學(xué)生必須完成基本功能，擴(kuò)展功能由學(xué)生自由發(fā)揮，教師根據(jù)擴(kuò)展功能完成情況以及實(shí)現(xiàn)的難易程度評分，擴(kuò)展功能難度分為三種：簡單（1-2分）、較復(fù)雜（3-4分）和復(fù)雜（5-6分），擴(kuò)展功能分?jǐn)?shù)可以疊加。綜合測評時(shí)要求學(xué)生現(xiàn)場答辯，簡單講述系統(tǒng)功能和實(shí)現(xiàn)方法，并回答教師提出的問題，答辯不合格者項(xiàng)目綜合測評成績記為0分。

FPGA項(xiàng)目綜合測評成績=基本功能×40%+擴(kuò)展功能×20%+答辯×10%+報(bào)告×30%;

報(bào)告成績根據(jù)報(bào)告格式、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、測試方案及測試結(jié)果處理、問題分析、心得體會(huì)等方面綜合評定，每一項(xiàng)分為優(yōu)、良、差三個(gè)檔次，報(bào)告成績評定參考標(biāo)準(zhǔn)如表1。

3 過程化管理考核改革與實(shí)踐效果

課程組經(jīng)過多年的探索和實(shí)踐，構(gòu)建了完整的基于過程化管理的實(shí)驗(yàn)考核體系，在實(shí)驗(yàn)所有關(guān)鍵環(huán)節(jié)加設(shè)考核觀測點(diǎn)，不僅對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本能力，還有語言表達(dá)能力、報(bào)告撰寫能力等綜合能力進(jìn)行全面考察。在平時(shí)實(shí)驗(yàn)、階段測試和項(xiàng)目綜合測評等不同學(xué)習(xí)階段都增設(shè)了選做項(xiàng)目或者擴(kuò)展功能，能夠很好地鼓勵(lì)學(xué)生不斷深入學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)優(yōu)秀學(xué)生脫穎而出，能夠有效區(qū)分學(xué)生學(xué)業(yè)水平。所有評測環(huán)節(jié)都制定了詳細(xì)的評分標(biāo)準(zhǔn)，利于所有教師客觀評價(jià)。通過對各個(gè)環(huán)節(jié)考評成績的分析，課程組還能夠很好的發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié)，針對性的改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，有效提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃湘松，于蕾，趙娜，等.模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式改革的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2018，16（2）：82-84+88.

[2] 郭慶，海鶯，趙中華，等.基于創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核模式改革探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2017，36（7）：175-177.

[3] 邱菡，朱俊虎，李玉峰，等.高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核模式改革探索與實(shí)踐[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)：理學(xué)版， 2012，58（S2）：207-210.

[4] 胡媛媛，劉靜.數(shù)字電路漸進(jìn)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2018，16（3）：57-60.

[5] 肖杰，李強(qiáng)，龍勝春，等.數(shù)字邏輯電路課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育，2018（5）：71-75.

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