数字电路实验教学考核体系改革与实践

应俊 蔡红军 黄沛昱

摘要：传统实验教学考核评价方式较为单一，无法科学全面地评价学生学业水平和实验教学质量，课程组通过多年的探索与实践，以培养具有扎实专业基础的创新人才为目标，建立了科学的基于过程化管理的实验教学考评体系，根据不同实验环节培养目标及特点，设计多种考核方式综合评价，并将考核指标详细化、标准化，有效激发学生学习动力，提高实验教学质量。

关键词：实验教学考核体系;过程化管理;数字电路实验

中图分类号：G642.0        文献标识码：A        文章编号：1009-3044（2018）35-0110-02

1 数字电路实验教学考核中存在的问题

数字电路实验是我校重要的专业基础实验课，课程目的是通过实验方案的设计与实现、实验数据与现象的观察、记录与分析、实验故障的分析与排查，促使学生运用理论知识来分析解决实际问题，培养学生数字电路理论研究能力，促进学生实验动手能力的提高，使其具有工程技术人员的素质并逐步得到训练、培养和提高。

实验教学考核不同于理论课程考核，可以将学生完成的作业和试卷留在课后进行批改，实验考核需要教师通过观察学生实验过程规范性，电路设计合理性，实验现象正确性，故障排查能力，实验数据分析能力等，在考核现场立即综合评定学生实验掌握程度，考核观测点多、评价难度较大。

目前一些学校实验教学评价方式较为单一，或者根据实验报告评价，或者通过一次性实验考试考核，单一的考核评价手段无法很好地引导学生学习掌握数字电路实验教学中的各个重要环节，也无法科学全面地评价学生学习效果和实验教学质量。针对以上问题，课程组考虑以培养具有扎实专业基础的创新人才为目标，建立科学的课程考评体系，加强实验教学过程化管理，考核内容覆盖所有重要知识点和能力点，根据不同实验环节要求及特点，设计多种考核方式综合评价，并将考核指标详细化、标准化，以有效提高实验教学质量。

2 构建过程化管理实验考核方式

数字电路实验课程内容包括基于74系列芯片的数字单元电路实验和基于FPGA的数字系统实验两个部分，从单元电路到综合系统，从传统数字电路设计到电子设计自动化，实验考核包括：平时实验考核、阶段测试和FPGA数字系统项目综合测评。

（1） 平时实验考核

平时实验考核主要考查学生平时实验学习情况，包括考勤以及实验完成情况。考勤占平时成绩的10%，缺勤三分之一以上者最终总成绩记为零分。

平时成绩=考勤成绩×10%+（∑每次硬件实验成绩/实验次数）×90%

平时实验完成情况包括：预设计完成情况，实验基本功能和扩展功能完成情况，实验操作规范性，实验数据记录及分析等。实验预设计是保证实验顺利进行的重要环节，也是训练学生自主学习的重要手段，课程组开发有实验指导书、实验教学视频等多种教学资源帮助学生学习，课程要求学生在课前根据实验任务要求完成相应的电路设计，没有做预设计的本实验项目记为零分。实验基本功能为必做项目，要求每位同学都要完成，为鼓励学生打开思路，实验内容还设计有扩展功能，扩展功能为选做项目，完成扩展项目者可获得加分。课上未能完成的实验内容，允许在一周之内到中心开放实验室完成。实验操作安全规范是学生必须掌握的重要实验技能和习惯，课程强调安全规范操作，发现违规操作或有重大安全隐患的本实验项目记为零分。实验数据记录及分析要求学生正确记录实验原始数据，并对数据进行分析和整理，教师根据数据记录的正确性、分析的合理性进行评分。

（2） 阶段测试

课程在基于74系列芯片数字单元电路实验部分结束后组织阶段测试，是对这一段实验学生掌握情况的一次检查，重点考查学生实验操作规范、数字单元电路設计方法、故障诊断及排查方法、数据的记录及整理、基本仪器仪表的操作等能力。阶段测试由学生抽取测试题目，每份测试卷包括A、B两种难度的任务，学生自选难度。任务B是学生课程达标的最基本要求，难度系数记为0.7;任务A难度高于任务B，难度系数记为1.0。

阶段测试成绩=难度系数×（硬件操作成绩×80%+方案设计及数据记录×20%）

测试成绩评定从实验操作规范性、方案设计及数据记录、电路搭建、仪器仪表使用、实验故障排查及实验结果等多个方面全面考察，考察点覆盖整个实验操作流程。操作不规范者，测试成绩总评为零分。

（3） FPGA数字系统项目综合测评

课程采用数字系统综合项目的形式实践基于FPGA的数字电路设计，要求学生每人一组完成项目的设计与实现，重点考查学生对自顶向下的复杂数字系统设计与实现、语言表达以及报告撰写等能力。项目包括基本功能和扩展功能，要求每位学生必须完成基本功能，扩展功能由学生自由发挥，教师根据扩展功能完成情况以及实现的难易程度评分，扩展功能难度分为三种：简单（1-2分）、较复杂（3-4分）和复杂（5-6分），扩展功能分数可以叠加。综合测评时要求学生现场答辩，简单讲述系统功能和实现方法，并回答教师提出的问题，答辩不合格者项目综合测评成绩记为0分。

FPGA项目综合测评成绩=基本功能×40%+扩展功能×20%+答辩×10%+报告×30%;

报告成绩根据报告格式、系统方案设计、测试方案及测试结果处理、问题分析、心得体会等方面综合评定，每一项分为优、良、差三个档次，报告成绩评定参考标准如表1。

3 过程化管理考核改革与实践效果

课程组经过多年的探索和实践，构建了完整的基于过程化管理的实验考核体系，在实验所有关键环节加设考核观测点，不仅对学生的实验基本能力，还有语言表达能力、报告撰写能力等综合能力进行全面考察。在平时实验、阶段测试和项目综合测评等不同学习阶段都增设了选做项目或者扩展功能，能够很好地鼓励学生不断深入学习，鼓励优秀学生脱颖而出，能够有效区分学生学业水平。所有评测环节都制定了详细的评分标准，利于所有教师客观评价。通过对各个环节考评成绩的分析，课程组还能够很好的发现学生学习的薄弱环节，针对性的改革实验教学方法，有效提高教学质量。

参考文献：

[1] 黄湘松，于蕾，赵娜，等.模拟电子技术实验教学考核方式改革的探索与实践[J].实验科学与技术，2018，16（2）：82-84+88.

[2] 郭庆，海莺，赵中华，等.基于创新实践能力培养的实验教学考核模式改革探索[J].实验室研究与探索， 2017，36（7）：175-177.

[3] 邱菡，朱俊虎，李玉峰，等.高校实验教学考核模式改革探索与实践[J]. 武汉大学学报：理学版， 2012，58（S2）：207-210.

[4] 胡媛媛，刘静.数字电路渐进式实验教学探讨[J].实验科学与技术，2018，16（3）：57-60.

[5] 肖杰，李强，龙胜春，等.数字逻辑电路课程设计实验教学改革与实践[J].计算机教育，2018（5）：71-75.

[通联编辑：代影]