基于问卷调查法的计算机仿真技术课程综合性实验效果分析评价

李伟　张颖　许强

摘要：综合性实验对于提高学生综合素质，培养学生实践能力与创新精神具有极其重要的作用，为了科学评价计算机仿真技术课程综合性实验效果，文章基于问卷调查法，阐述如何设计情况调查表，如何采用多种评价方法对学生反馈数据进行分析和展示，如何验证综合性实验设计的有效性。

关键词：计算机仿真；综合性实验；问卷调查法；效果评价

1.背景

计算机仿真技术中的一些理论和公式建立在实验、观察、推理和假设的基础上，其正确性须由实验来验证。计算机仿真技术实验是计算机仿真技术课程的重要组成部分，研究如何通过计算机进行系统仿真技术的应用性实验。在实验过程中，学生用理论来解释、分析实验结果，又以实验结果来证明理论，互相印证，达到巩固理论知识，学会使用实验设备，掌握实验测试技能的目的。

综合性实验作为课程实验教学中的一个重要环节，对提高学生的综合素质，培养学生的实践能力与创新精神具有重要作用。通过计算机仿真技术综合性实验，学生可初步掌握仿真工程软件，应用仿真技术知识解释、分析仿真实验中所发生的系统参数和仿真效果规律，提高通过计算机仿真分析问题、解决问题的综合性应用工程能力，为后续课程的学习和从事实际工作打下良好的基础。

2.计算机仿真技术综合性实验的内涵与评价机制设计

2.1综合性实验的内涵要素

根据教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》（教高[2005]01号）文件精神，为了加强学生创新思维、创新能力和综合素质的培养，充分调动学生学习的主动性和创造性，加快实验教学体系的改革，各实验室需要加强对实验教学内容的更新，减少验证性和演示性实验，增加设计性和综合性实验。综合性实验是指实验内容涉及本课程或相关课程综合知识的实验，是在学生通过一个阶段的学习后，在具有一定的基本知识和基本技能的基础上，运用一门课程或多门课程的知识对学生实验技能和方法进行综合训练的一种复合型实验。

针对电子专业新教学大纲修订和计算机仿真技术课程实验教学需要，根据系统仿真基本方法，我们设计了面向工程实践的实际电子控制系统指标和要求，要求学生采用计算机仿真的基本方法和工程性仿真软件，分析仿真实验的系统性能及设计。为实现上述目标，计算机仿真技术综合性实验应包括以下要素。

（1）综合性实验需要面向专业背景，内容应贯穿一门或多门课程的知识点，且各知识点应有必然联系；

（2）综合性实验须由多项仿真过程任务组成，需要一定的任务实施程序；

（3）综合性实验最终易于形成某种结论、方案或物化结果，以提高学生的工程实践仿真能力。

基于上述要素设计完成的计算机仿真技术综合性实验，突出了电子信息类专业特色和知识结构特点；整合了学科中计算机仿真的工作原理及使用方法、仿真工程软件应用、系统设计、实验数据分析处理等核心知识点。学生通过分析完整的典型电子电路系统的仿真性能设计过程，有效提高仿真实践能力。

2.2综合性实验效果评价调查表设计

为了准确掌握学生对综合性实验内容的认知情况，针对计算机仿真技术综合性实验项目的“结合学生所在专业的知识背景”“实验内容有机整合学生的理论课程内容”和“锻炼培养提高学生的实际仿真技能”等3方面的综合性实验内涵要素要求，我们采用问卷调查法，设计了《计算机仿真技术综合性实验项目内容建设调整情况调查表》，通过向授课学生发出该调查表，收集学生对计算机仿真技术综合性实验的意见和建议，完成综合性实验效果评价。设计的调查表如图1所示。

该调查表共有10个必答单选题和1个选答论述题组成，题目分为以下5类。

（1）题目2-4针对综合性实验内容是否结合学生所在专业知识背景。

（2）题目5和题目8针对综合性实验内容是否有机整合学生的理论课程内容。

（3）题目6-7针对综合性实验内容是否锻炼培养提高学生的实际仿真技能。

（4）题目1、9-10分别调查学生对实验情况总体满意度、实验学时安排合适度和实验考核形式接受度等。

（5）选答论述题“其他（主要包括学生在实验课程中的收获、心得体会以及意见与建议等）”主要用于学生对该实验课程的综合认知情况的进一步展示。

调查表全面反映了综合性实验项目设计开设过程中需要满足的各项要求，注重体现专业性、综合性、实践性等3方面的特点。

3.综合性实验效果调查数据与效果评价分析

3.1调查数据汇总

我们对2010级电子1-3班同学发放调查表86份，收回有效问卷48份。对反馈内容进行数据统计分析，学生选项调查数据见表1。

3.2实验项目的“专业性”程度

对于实验的“专业性”程度，在被调查并反馈个人认知情况结果的48名学生中，体现为“较好及以上”水平的数据如图2所示。

从图2可得出87%的学生认为实验内容及要求的整体安排合理性（题目3）为很好或较好；73%的学生认为实验内容3项中至少有1项最适合本专业的知识运用（题目4），其中17%的学生认为所有内容都符合；71%的学生认为实验内容同所学专业背景整体结合（题目2）很好或较好。

因而，综合性实验在提升实验项目“专业性”方面达到了预期目的，但还有上升空间。我们后期应深入对实验内容进行优化，细分专业应用方向，进一步提升“结合学生的所在专业知识背景”的实验项目“专业性”程度。

3.3提升实验项目的“综合性”程度

对于实验的“综合性”程度，认为“较好及以上”水平的数据如图3所示。

从图3可得出，81%的同学认为实验内容对所学知识点间的综合运用程度达到很好或较好（题目5），有63%的同学认为实验内容对知识储备的要求很高或较高（题目8）。endprint

实验项目内容综合了电子专业的模拟电子知识、电路系统仿真、计算机仿真、Matlab软件等多方面的专业知识，基本满足电子专业学生的专业综合知识培养需求和综合性实验项目设置要求。63%的学生认为实验对知识储备要求很高或较高，这说明目前很多学生不太适应实验项目要求中的“知识综合”，因此我们还需要对实验内容进行优化，进一步细分专业应用方向，在“综合性”和学生综合知识基础“现实性”中进行平衡，以期进一步提升“实验内容有机整合学生的理论课程内容”的“综合性”程度。

3.4提升实验项目的“实践性”程度

对于实验的“实践性”程度，学生认为“较好及以上”水平的数据如图4所示。

从图4可得出，81%的学生认为实验内容能很好或较好地培养系统仿真的综合运用能力（题目6），77%的学生认为实验内容能很好或较好地培养仿真实践技能（题目7）。

因而，综合性实验在提升实验项目“实践性”程度达到了预期目的。实验项目内容突出了电子信息类学生的专业背景和知识结构特点，培养学生运用现代仿真软件技术进行实践分析的方法，能较好地解决实际工程系统的仿真应用时效性，基本满足电子专业学生的计算机仿真实践性工程需求和综合性实验项目设置要求。针对仍有19%和23%的学生对综合性实验对“能力”和“技能”的培养效果不太满意，我们后期应对实验内容进行深入优化，突出对仿真模型建立分析办法、计算机仿真编程方法的实践，进一步提升“锻炼培养提高学生的实际仿真技能”的“实践性”程度。

3.5实验项目“常规性”内容反馈

对于实验的“常规性”，学生反馈数据如图5所示。

从图5可得出，对于综合性实验项目的内容及要求的设计（题目1）、学时安排（题目9）、考核形式（题目10）等实验项目常规性设置内容，学生大都较为满意。特别需要指出的是，87%的学生认为实验内容的考核形式不适宜采用“考试”的形式，其中，47%的学生认可“报告”形式，40%的学生认可“讨论”形式。从中可以看出，大部分学生都希望通过自己、同学间、师生问的自由探索、讨论分析，掌握相关实验技能，所以，实验的过程远比实验的结果重要。我们需要在以后的综合性实验教学中，有意识地强化学生在综合性实验过程中分析问题、解决问题、阐述实验过程的技能和能力。

4.结语

针对电子专业新教学大纲修订和计算机仿真技术课程教学需要，笔者调整优化了计算机仿真技术综合性实验内容和要求，为有效评估教学效果，我们对一届学生的实践效果进行调查。调查结果较好地验证了综合性实验的有效性，并对于进一步提升计算机仿真技术课程实验教学内容提供重要参考。endprint