模拟电子实验教学考核体系的改革与实践

顾秋洁，谭爱国

(上海理工大学 电工电子实验中心，上海 杨浦区 200093)

近年，教育部着力实施的针对高等教育的重大改革项目 “卓越工程师教育培养计划”，其核心内容是培养学生的工程能力和创新能力。高等学校实验教学是 “动脑”和 “动手”相结合的过程，是 “卓越工程师教育培养计划”的重点之一[1－4]。而实验教学的考核则是实验教学的重要组成部分，开展好实验教学课程，必须要有科学的考核体系，对教与学两方面都具有 “导向”作用[5－7]。

模拟电子实验作为高等学校电气类、电子信息类、医疗器械类等专业课程体系中的专业基础必修实践课程，也必须要有科学的考核体系，贯穿整个实验教学的过程。通过规范考核方法，增加考核方式，从各个环节对学生实验能力进行考核，可以直接全面反映学生的实验技能水平，知识的综合应用能力，提高学生参与实验的积极性，培养学生独立思考能力和动手能力，让学生在实验中发挥主动性和创造性，同时增强模拟电子实验课程的教学效果和实验教学质量。

1 模拟电子实验教学考核现状

传统的模拟电子实验教学考核模式，以学生完成实验为考核任务，考核方法仅依据实验过程中学生的出勤和提交的实验报告评定成绩，其中实验报告成绩占大比重，考核测评指标单一[8－10]，实验教学过程也会出现一些教学效果不佳的情况。课前要求学生写的实验预习报告千篇一律，有照抄实验教材的现象，学生常常不清楚实验到底要做什么；课堂实验时，学生按照实验指导教师讲授的或教材上给定的元器件、电路图、实验步骤被动地接受实验内容与原理，依葫芦画瓢或按部就班地完成实验，甚至只动手不动脑就可以完成实验而且得到较好的实验数据，实验后将实验数据稍做处理就可以形成实验报告[11－12]。这样导致一部分学生不重视实验过程，只注重实验结果及实验报告的书写，甚至出现没有认真做实验而报告写得很好的学生，得到实验成绩的高分。以实验报告为考核标准的实验考核方式极大地挫伤了部分学生开展实验的积极性、主动性和创造性，无法实现模拟电子实验要求的实验教学效果，也无法对学生真正的实验能力和水平做出有层次地、科学地和全面地评价，更不能有效地提高学生的动手实践能力和创新能力，不能适应新形势下教学改革人才培养的目标要求。

2 模拟电子实验教学考核改革与实践

根据模拟电子实验教学特点，对现有的模拟电子实验课程考核体系进行改革。整合实验内容，从模拟电子实验教学的各个环节出发，将实验预习、实验过程、实验项目性质和期末考试方式等环节均作为考核内容，把考核方法量化落实贯穿于整个实验教学过程中，实现实验考核评定多元化，实验教学和考核有机融合，既注重学生的实验过程评价，又注重学生的能力评价，构建科学、全面的考核测评指标体系，从而能够全面、客观地检验学生实验学习情况和实验技能，并能公正、合理地评价学生的实验成绩、创新意识和科研能力，准确地评估实验教学效果和提高实验教学质量。

2.1 实验预习环节

实验预习是实验教学中非常重要的一个环节，尤其是模拟电子实验需要涉及各种电子元器件、信号测量仪器等，实验预习就更是不可缺少。模拟电子实验利用开放性实验教学和资源共享，建立课程中心网站，将模拟电子实验设备介绍、实验微视频、实验课件以及实验安排等课程信息发布到网站上。教学安排上重新调整课堂内外时间，采用 “翻转课堂”模式，学生根据网站上发布的实验项目要求可进行自主学习实验仪器的使用、了解电子器件选择、明确实验的内容，并精简概括地书写实验预习报告，完成实验电路设计和回答预习思考题。实验指导教师则在每次实验前对学生的预习报告进行检查，将预习思考题回答和预习报告整体评定记入学生的平时成绩。实验预习成绩占总成绩的5%。教师对实验预习中学生所设计的模拟电路的正确性不做判定打分，而是由学生在实验过程中自行对其更正。这样的预习模式使实验教学内容在时间和空间上得到延伸，也避免了学生大篇幅抄写教材上的实验目的和实验原理，只要求学生通过实验预习，不仅清楚 “做什么，怎么做”，同时明确 “为什么这么做”[13]。要求只有实验预习的学生才能进行实验，没有做预习的学生则不批准参加实验并视为缺勤处理，这样保证了实验课程的出勤率，同时让学生能够重视实验、重视预习、激发学生实验学习的积极性，对学生学习态度和学习方法也起着重要的指导作用。

2.2 实验过程环节

模拟电子实验遵循 “认识、理解、消化、实践、提升”的循序渐进认知模式，设有基础实验和进阶实验两个项目类别，在整个实验过程中，以实验项目类别进行考核评定，不同实验层次有不同考核侧重点。对学生在实验操作、观察能力、实验结果分析和实验项目的把握能力等方面，指导教师记录学生的具体实验情况。

1)基础实验阶段。

基础实验是结合模拟电子技术理论课内容而设置的，以验证性实验为主，在课时内学生依据教师讲解的实验原理、实验操作过程和实验注意事项等进行实验。基础实验的目的是让学生加深理解模拟电子理论知识，掌握模拟电子实验的基本技能，如信号发生器、示波器、毫伏表等仪器设备的基本使用方法，初步识别电子元器件，培养学生的实验操作方法技能和实验数据处理手段[14－16]。

基础实验阶段重点考核学生的实验操作和实验结果。指导教师在指导过程中细心观察每个学生的实验操作情况，并进行详细记录以便成绩评定，包括常用模拟电子仪器仪表的正确使用、验证性电路中电源的连接，常用电子元器件使用和连接方法，能否按实验电路图正确连线，能否准确测量读取实验数据，观察实验波形曲线和现象等。对学生经常出现的一些错误操作，教师进行及时纠正，但如果学生没能引起足够重视，在同一基本操作中多次犯错，则对这项成绩进行扣分，甚至加倍扣分。每个项目实验项目完成后，学生对实验原理操作要点、数据进行分析总结形成报告。教师将报告和实际操作一并记入基础实验阶段的成绩，该阶段的成绩占总成绩的20%。基础实验阶段不仅能使学生的基本操作技能得到有效地提高，也有利于学生在实验中养成良好的实验习惯，而且详细的考核记录能够真实地反映学生的实际操作动手能力，避免以实验报告作为单一评分标准的情况，公平合理地评价每一位学生。

2)进阶实验阶段。

进阶实验是在基础实验内容的基础上增加一两个知识点而设置的。进阶实验在整个实验教学过程中会以两种形式出现。第一种，在基础实验阶段设置的课堂附加实验，学有余力的学生可以在完成当日基础实验项目后选做，教师则对学生的附加实验完成情况作为加分记录，这种形式的进阶实验考核成绩占总成绩的5%，主要考查学生是否掌握实验原理并灵活运用仪器设备。第二种，进阶实验设置为独立完整的实验项目，学生根据实验要求自行选择需要的元器件，设计和绘制电路图，观察模拟信号状态，测试数据并进行理论和误差分析。这部分实验需要学生吃透知识点，深入了解模拟电子的特点，能够发挥学生的主观能动性，学生可将自己的想法融入实验中。教师依据学生查到的资料和设计的电路考查学生的实验设计能力，对学生所设计的实验电路中模拟电子元器件的选择、电路的可行性和实验结果进行考核评定，这部分进阶实验考核成绩占总成绩的20%。不论哪种形式的进阶实验都能激发学生的学习兴趣，增加他们的成就感。因为进阶实验以设计性实验为主，理论设计要落实到实际电路一般不会很顺利，学生在实验过程中会遇到一些障碍，这也有利于锻炼学生发现问题、思考问题和独立解决问题的能力，而实验考核评定不再拘泥于实验报告而真正转向对学生个人能力的评价。

2.3 期末考试环节

模拟电子实验期末考试阶段是整个实验教学考核的重要环节。针对不同层次的学生和学生在前两个阶段的实验情况，设有两种期末考核模式，分别是常规实验考核模式和应用实验考核模式，学生和指导教师可根据在基础和进阶实验阶段的实验情况对期末考试模式进行双向选择，这样就能打破传统单一性的考试模式，也充分体现了分层次因材施教的教学手段。

常规实验考核模式是以学生在课时内做过的实验项目和运用过的电子元器件为考核内容，该考核模式设有相关模拟电子实验试题库。在期末考核时，学生在试题库中随机抽取实验试题，在规定时间内完成电路的实物搭建、信号设置、结果观察和数据读取。教师考核学生对仪器元器件的使用、电路连接、操作规范和数据读取的正确性等方面，并对考核过程中出现的模拟信号结果和信号波形提问学生，进行知识点方面的评分。这种考核方式能够真实地反映学生对该门实验课程内容的掌握程度，评价出学生的实验能力水平和实验学习情况。

应用实验考核模式是以实验原理为基础进行设计实际应用电路为考核内容。以两人小组为单位进行考核，教师会提前布置考核内容，给学生预留准备时间。同组学生按照应用实验考核要求在准备期内协作完成理论计算、元器件选择、模拟电路设计、自拟测试表格以及书写设计报告。考核时，同组学生完成电路搭建、调试排障、应用电路性能分析以及书写结论报告。教师对每组实验数据实行当场抽检测量，对应用电路性能进行提问质疑，从而进行实验结果评分。由于模拟电子电路的设计不是唯一的，这种考核方式能够培养学生对基本电路、元器件选择灵活运用的能力，进一步加深学生对实际应用电路设计的认识，动手能力比较强和理论基础扎实的学生也能把自己的想法尝试落实到应用中，而小组的形式也能培养学生的团队合作精神。

实验期末考核成绩占总成绩的50%，两种期末考核模式都能真实客观地反映学生在模拟电子实验中掌握的实验技能和实际操作能力水平，也能使理论与实践相互促进，发掘学生的潜力，有利于高年级阶段创新实践能力的快速提升，为后续推进创新训练打下基础。

3 结束语

模拟电子实验课程以培养学生的自主学习、自主实验、自主创新能力为目标，通过整合实验教学内容、规范考核方法、增加考核方式对实验教学考核体系进行改革，建立考核内容层次化，考核方式多样性，注重过程考核的模拟电子实验教学考核体系。学生利用网络平台进行实验前的模电实验项目预习，引导他们主动参与实验，实验教学效果比传统的教学方法更好。遵循 “认识、理解、消化、实践、提升”的循序渐进认知模式，基础和进阶实验考核内容和方式的设置激发了学生实验的兴趣，特别是附加进阶实验吸引了绝大多数学生的参与，课堂氛围也活跃了不少。而两种模式的期末考核方式让有应用电路设计潜力的学生脱颖而出，他们更愿意在期末考试时选择应用实验考核模式，选择该考核方式的人数比预期的要多，因为他们觉得这种方式面对的是一个新的实验项目，能体现自己在模拟电子方面的实力，如果得到较好的成绩也就更有成就感。实践证明，层次化多样性的模拟电子实验考核体系既可以激发学生对实验的兴趣，又可以提高学生的基本操作技能，养成良好的实验习惯，培养较强的模拟电子技术实践能力和创新能力。在考核评价学生的过程中，教师有标准可依，能够公平合理地评价不同发展特点的学生，使得模拟电子实验课程的教学效果和实验教学质量也有所提高。

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