电路课程的非标准答案考试初探

朱云国 刘增良 宋洪儒 陆 媛

铜陵学院电气工程学院 安徽铜陵 244000

电路课程的非标准答案考试初探

朱云国 刘增良 宋洪儒 陆 媛

铜陵学院电气工程学院 安徽铜陵 244000

针对应用型本科培养复合型人才的定位，介绍了在电路课程考试改革中实施非标准答案考试的探索和实践。充分利用MATLAB仿真平台结合电路的理论知识，拓宽了电路的分析方法和手段。实施考核模式改革表明，避免了标准答案考试的不足，激发了学生对电路设计的兴趣、提高了学生的自学和创新能力、达到了促进学风建设的效果。

电路；非标准答案；考试改革；MATLAB仿真

电路课程是工科自动化专业的一门必修课程[1-3]，是将学生引领到自动化专业的基础课程。其概念、理论和方法是构建学生科学素养的重要组成部分，是电类理论研究者和工程技术人员所必备的。伟大的科学家爱因斯坦说过：“知识是有限的，而想象力概括着世界上一切，是知识进步的源泉。”为了改善传统的标准答案考试的不足，培养学生的想象力和创新精神[4]，我院对电路课程采用非标准答案考试尝试。

1 电路标准答案考核方式和存在的问题

我校电路课程的期末考试方式是在几位上电路课的教师中推选2位教师命题，分别是A卷和B卷，再由学院随机抽其中一份作为期末考试题，另一份作为下学期补考试题。考试卷命题的教师根据教学大纲中的重点，进行命题，并给出每一题的标准答案和评分标准。学生考试完后，几位教师再对照标准答案进行流水作业，批改试卷，给出学生电路课程的期末考试成绩。电路课程的标准答案考试存在的问题主要体现在以下几方面。

1.1 学生综合分析能力得不到体现

电路标准答案考试主要考察客观题，命题的教师为了考查某个知识点和便于标准答案的编写和方便对学生得分的进行判定，总是指明使用某方法(如节点电压法、回路电流法等)解题。而对于电路题目来说，使用什么方法解题首先是一个综合分析再进行选择的过程，在这个过程中体现了学生具体问题具体分析的能力，学生在选择特定方法的时间里思维要做出权衡和取舍，选出他认为最好的方法解题，这要对他理解的所有的电路解题方法做一次筛选，才能挑选出合理的解题方法。传统的考试不能培养学生的综合分析能力。

1.2 学生的实践能力得不到考核

标准答案考试适合考查客观题，考查公式的记忆和数字的计算，而实践能力的考核要求考查学生的动手能力，选择和使用电子设备和仪器，在期末考试中把实验仪器和设备放到考场不现实，这使得在电路期末考试中难以反映学生自己动手实际操作的能力。

1.3 学生的电路设计能力得不到验证

标准答案考试不能在考场让学生用元器件实现他自己设计的电路，更不能让学生焊接电路板验证设计的电路，所以对学生的电路设计能力也没有好的办法考查。

1.4 学生借助EDA软件辅助分析的能力得不到反映

传统的电路课程大都采用黑板板书和多媒体相结合的教学方法，学生对电路中的电压和电流等变量的变化和电路在激励作用下产生的响应也不能直观地观察，知识点难以理解透彻。标准答案中采用手工做题，也没有办法画出电路响应的瞬时变化情况。学生操作计算机和利用计算机编程能力也没法在标准答案考试中反映出来。

1.5 学生的创新能力得不到发展[5]

一些教师没有很好地钻研教学改革，上课用呆板的“填鸭式”教学方式教学，考试采用标准答案考试方式，学生就背背公式，对问题只知其然不知其所以然，束缚了学生的创新思维，创新能力更没有在标准答案考试中体现。

2 教师从供给侧改革

2.1 上课内容进一步优化

从教材出发，我院教师与清华大学出版社合作参与编写了一本适应我校应用型发展规划的《电路》教材。教材内容由浅入深，阐述了电路理论的基本概念、规律和方法。保证了基础，兼顾了深度。注意了内容的联系和融会贯通，训练了学生的发散思维能力。

2.2 仿真软件的介入

MATLAB是欧美国家工科学生必学的软件，引入仿真软件MATLAB的学习能提高教师上课的教学质量，加深学生对电路课程内容的认识和理解。仿真软件能方便画电路图、快捷地修改元器件的参数，结果能直观显现，更能培养学生严谨的编程思维和发挥学生的想象力，能对设计思想上的火花进行及时的验证。

2.3 理论紧密联系实践

在开设电路理论课的同时开设电路实验课，通过实验能使学生增强识别电子器件和实验设备的能力，初步掌握电路板的焊接技术，传统的实验箱拔插实验大多是课本定理的验证实验，在此基础上增加了MATLAB仿真实验和设计实验。

3 改革的具体措施和方法

具体的非标准答案考试改革采用无纸化考试，在计算机房进行计算机上机考试，增加考试新题型。期末试卷增加了“实践题”和“设计题”两类新题型。通过加大主观性考试题的比重，以强调电路考试的导向功能，使得试题内容考查的知识点不再禁锢在书本上，是源于书本且于书本。出题有意识地向实验分析倾斜，这种试题的实践性更强，它能引导学生综合所学的电路知识解决实际中遇到的电路问题，从而提高学生的思维能力及其发现问题、分析问题、解决问题的能力。

3.1 搭建仿真电路图 验证和应用电路定理

利用MATLAB仿真能提高电路理论的学习，电路课程中大量的电路定理，动态运行情况也能直观地在软件中反映 ，这对电路定理的验证和应用有很大的帮助。在非标准答案考试中可以在计算机上编程真实再现，学生可以通过自己选择合适的电路定理解决实际问题，这有利于考查学生的综合分析能力和培养决策思维。

图1 电容充放电过程仿真图

图2 电感电流的频率特性仿真

3.2 考查实验和电路设计能力

传统的在实验室做实验，课后写实验报告的模式，因为学生可以抄袭和问人，也可以人为地修改实验数据，所以不能真实的评价学生的操作能力和实践能力。利用MATLAB仿真能在考试现场做仿真实验，就地考查学生的动手能力，有充分的依据判别学生的实验成绩，避免评判学生实践能力的片面性和表面性。

对于电路的设计，在仿真电路中利用MATLAB改变电路的结构和电路中原件的参数，满足学生设计的要求，同时回避了不合理设计带来的人身和设备的伤害，节约了硬件投资，也避免了电路设计与电路考试不能在时间和空间相结合的缺点。仿真电路参数的设计训练了学生的工程意识，也能激发学有余力的学生的工程创造能力。

图3 学生在实验室做实验

3.3 要求学生参加中级电工证的考核

中级电工证是自动化及电气类专业职业资格证书，是从事自动化职业所必须掌握的知识和技能的证明；电工证对电类企业的多数职位，是必备的职业要求，被众多的企业作为招聘的硬性标准；是学生未来就业求职的敲门砖、是职位晋升和工资晋升的助推器。 中级电工证的考核使学生学到更多的专业知识和培养更高的动手能力，符合教学改革的目的，必将成为教学改革的着力点。

3.4 借助非标准答案考试训练学生独立思维和创新精神

非标准答案考试中有主观题，使学生不能完全借鉴别人已有的结论，倒逼学生的独立思维能力，同时学生能从实际问题出发，激发其创造性，培养创新意识。

4 结束语

在电路课程中实施非标准答案考试改革，借助MATLAB仿真明显提高了学生的学习电路的兴趣，使学生的分析能力、实践能力以及设计能力和归纳能力都得到了提高，同时学生的创新意识和创新能力也得到了强化；学生学习的主动性增强，为其自学创造了条件；使电路教育在更高的平台上实施，学生参加自动化类的竞赛积极性有很大的提高，将大众创业万众创新的理念真正地落实。总之，这次电路非标准答案考试改革的效果良好，措施得力，学生的归纳能力和创新精神有明显的提高，在学院结合教研室的共同探讨和完善下建议在某些自动化专业同类课程(如电机拖动、电力电子技术、自控原理等)中尝试，也期待在更多兄弟院校推广。当然非标准答案考试本身还需要不断创新和改进，只有不断地探索，才能逐步提高教学质量和培养高质量的工程人才。

[1] 李淑琴,张玉奇,胡彬彬.电路认知实验教学改革与创新精神培养[J].辽宁大学学报,2016(2):89-92.

[2] 刘芬,李雅静.“电路分析基础”课程考核方式的改革与实践[J].教育教学论坛,2016(2):129-130.

[3] 史云玲,彭秀艳,刘兰波.地方应用技术型本科院校“电路原理”课程教学改革的探索与研究鸡西大学学报,2016(3):19-21.

[4] 袁静.应用技术型院校“电路原理”课程教学改革的探究[J].中国电力教育:专业课程建设,2014(29):39-40.

[5] 韦冬余,赵璇.“标准答案”审思[J].教育科学论坛,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

朱云国，博士，副教授。

省级质量工程项目“自动化专业教学团队”(编号：2015jxtd038)；铜陵学院重点教研项目(编号：2016jy075)。