綜合設(shè)計性工程訓(xùn)練課程考核方式的改革和探索

司農(nóng)　張印春　賈克斌　施遠征

摘要：本文以北京市精品課程“電子工程設(shè)計”課程為例，簡述了綜合設(shè)計性工程訓(xùn)練課程考核目前所存在的一系列問題，并針對這些問題，提出了有效的改革辦法。通過對實踐課程考核方式探索提升課程的實際教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：工程訓(xùn)練；課程設(shè)計；考核辦法

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）17-0138-02

隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國已成為僅次于美國的全球第二大經(jīng)濟體。在經(jīng)濟全球一體化的大背景下，我國不僅面臨著自然資源的逐漸匱乏，更面臨著工程設(shè)計人才的嚴(yán)重短缺。而綜合設(shè)計性工程訓(xùn)練課程的教學(xué)目的更偏重于培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、動手能力和創(chuàng)新能力。因此，這類課程就成為高等院校實踐課程體系中的重要一環(huán)。而在學(xué)生參與工程訓(xùn)練課程的過程中，恰當(dāng)?shù)恼n程考核方式可以激發(fā)學(xué)生參與課程的積極性、督促學(xué)生按時按要求完成課程進度，提升課程的實際教學(xué)效果。

一、“電子工程設(shè)計”課程概況

北京工業(yè)大學(xué)“電子工程設(shè)計”課程2009年被評為北京市精品課程。該課程以完整的閉環(huán)溫度采集和控制系統(tǒng)為核心，通過180學(xué)時、6學(xué)分、2個學(xué)期的工程訓(xùn)練教學(xué)過程，為電子類專業(yè)學(xué)生開展工程實踐教育。課程結(jié)合了模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電子測量、微機原理、單片機、信號處理、通信工程、高級語言程序設(shè)計等多門課程的知識。電子信息工程（實驗班）、通信工程、自動化、電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生在第5、6兩個學(xué)期連續(xù)參加該工程訓(xùn)練課程。為了遵循由淺入深、循序漸進的教學(xué)規(guī)律，該課程按模塊分為1、2、3三個階段，分別對應(yīng)為設(shè)計基礎(chǔ)、系統(tǒng)搭建和高級功能三個層次。三個階段被劃分為相對獨立的子課程，三門子課程的學(xué)生成績獨立并分別設(shè)置為1.5學(xué)分、2.5學(xué)分和2學(xué)分。

二、原有考核方式存在的問題

“電子工程設(shè)計”課程自2000年開始正式運行以來一直沿用著“設(shè)計作品”+“設(shè)計報告”+“答辯”的考核方式。其中，設(shè)計作品是指學(xué)生在該課程中完成的硬件電路和軟件程序設(shè)計成果。“設(shè)計報告”是指學(xué)生撰寫的完整的設(shè)計書。“答辯”是為個別作品特別突出的小組設(shè)置的，單獨給全體老師和學(xué)生陳述設(shè)計過程并接受提問的環(huán)節(jié)。而隨著近年學(xué)生學(xué)習(xí)特點的變化，原來設(shè)計的考核方法中存在的一些問題也逐漸顯現(xiàn)。

1.按組進行成績評定，影響學(xué)習(xí)積極性。“電子工程設(shè)計”課程采取二人一組的組織形式，二人共做一件作品，共寫一份報告，因此除答辯考核之外，無法對二人學(xué)習(xí)成績作出客觀的差別評價，因此同組二人通常成績相同。設(shè)置為二人一組的初衷是考慮到設(shè)計題目的難度與工作量較大，單人操作難以完成。另外，二人配合也是為了培養(yǎng)學(xué)生團隊合作能力，更好地完成設(shè)計作品。然而，近幾年，在課程開展的過程中發(fā)現(xiàn)這種按組評定成績的做法無法體現(xiàn)工作中貢獻量的差異，嚴(yán)重影響到工作多、貢獻大的學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.考核項目與教學(xué)內(nèi)容匹配度低，缺乏對學(xué)習(xí)的導(dǎo)向作用。原有考核方式重成果、輕過程，不能完全覆蓋全部的教學(xué)要求。一方面，由于考核硬件條件的限制，諸如儀器操作方法、硬件操作步驟、原理分析能力等很多內(nèi)容無法進行一一考核，甚至電路測試和故障診斷等核心教學(xué)內(nèi)容也不在考核范圍之內(nèi)；另一方面，由于學(xué)生二人小組中的分工不同，每個成員做好自己的工作，不需要具備完成整個項目所需的其他知識、方法和技能，就可以圓滿地完成整個設(shè)計任務(wù)。這些問題的存在，使得學(xué)生學(xué)習(xí)一些有難度的關(guān)鍵知識點的時候，缺乏應(yīng)有的動力。而教師也無法通過現(xiàn)有考核方式驗證所有的教學(xué)環(huán)節(jié)，優(yōu)化教學(xué)過程。

3.缺少獨創(chuàng)性鑒別手段、成果抄襲的現(xiàn)象嚴(yán)重降低教學(xué)成效。“電子工程設(shè)計”將第1、2階段主要定位于“教設(shè)計”、“練實現(xiàn)”，給學(xué)生講解如何進行項目的頂層設(shè)計和底層設(shè)計，這兩個階段重點鍛煉學(xué)生電路與系統(tǒng)的調(diào)試能力和故障診斷能力。目前，第1階段的考核包括印刷電路板EDA設(shè)計繪圖作業(yè)、電路模塊設(shè)計作品、設(shè)計報告三部分，各分值分別占總分的30%、30%、40%。第2階段的考核項目，包括硬件和軟件設(shè)計、設(shè)計報告部分，各分值分別占總分的60%、30%，另有10%是答辯考核，但由于近些年能夠完成全部設(shè)計任務(wù)，符合這個參與答辯環(huán)節(jié)條件的學(xué)生越來越少，答辯考核已經(jīng)名存實亡，而這10%的分?jǐn)?shù)基本轉(zhuǎn)變?yōu)槿握n教師根據(jù)課堂表現(xiàn)的主觀印象分。第3階段的情況與第2階段的情況類似。

但是，從以上考核項目構(gòu)成分析可以看到，這些項目都無法保證學(xué)生的獨創(chuàng)，無法反映學(xué)生是否真實獨立完成，只能通過教師隨堂觀察各組表現(xiàn)來側(cè)面判斷。部分學(xué)生通過簡單拷貝往屆學(xué)生的設(shè)計圖和報告就能輕松獲得30分，再請其他同學(xué)幫忙調(diào)通電路，然后拷貝和運行別人的程序幾乎就能完成全部設(shè)計要求，再獲得50分。而保證各實踐環(huán)節(jié)獨立完成不能僅僅依靠學(xué)生各自的學(xué)習(xí)態(tài)度和個人的道德修養(yǎng)。如果這一問題不解決，就不能做到公平客觀評價，不但不能發(fā)揮該課程最大的培養(yǎng)作用，不能完成教學(xué)目標(biāo)，也會造成教學(xué)資源的嚴(yán)重浪費。

三、考核方式的改革和探索

為了解決上述問題，通過仔細分析問題的成因，試圖找出有針對性的解決對策。根據(jù)“電子工程設(shè)計”課程自身的特點以及短期內(nèi)可以具備的軟硬件條件，借鑒其他同類課程的考核方式和方法，對考核方式、考核內(nèi)容進行了如下的改革。

1.調(diào)整設(shè)計報告在考核項目中所占分值比例。設(shè)置設(shè)計報告的考核內(nèi)容的目的是使學(xué)生將設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計過程進行梳理和總結(jié)。通過設(shè)計報告反映學(xué)生的設(shè)計思想、方案內(nèi)容、電路原理的分析與計算、問題分析與解決的經(jīng)驗。電子工程設(shè)計第1階段的電路設(shè)計內(nèi)容主要包括功能相對獨立、設(shè)計實現(xiàn)相對簡單的獨立模塊電路設(shè)計，撰寫設(shè)計報告的必要性不大。因此，在第1階段的考核中取消設(shè)計報告的環(huán)節(jié)。第2階段的教學(xué)內(nèi)容主要涉及電路系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計與實現(xiàn)，但由于在教學(xué)過程中教師向?qū)W生提供了大量的設(shè)計參考資料，教學(xué)側(cè)重于設(shè)計方案的實現(xiàn)。因此，適當(dāng)降低設(shè)計報告的分值，同時簡化了設(shè)計報告的要求。第3階段則提供十幾個設(shè)計題目，由學(xué)生自己安排工作進度、自己查找資料、獨立完成設(shè)計方案，教師只提供資料來源，對學(xué)生的設(shè)計和實現(xiàn)過程進行必要的引導(dǎo)、監(jiān)督，教學(xué)偏重于獨立完成某個自選設(shè)計題目的研發(fā)能力訓(xùn)練。由于項目題目自選結(jié)果相對分散，使得項目成果的獨創(chuàng)性便于鑒別。因此，將電子工程設(shè)計第3階段的報告分值占總分的比例仍保持為30%，同時教師需要加大設(shè)計報告撰寫的指導(dǎo)力度。endprint

2.增加筆試環(huán)節(jié)。在電子工程設(shè)計的三個階段中，第1階段包含的內(nèi)容是最為廣泛的。為了使考核內(nèi)容能夠全面涵蓋第1階段的教學(xué)內(nèi)容，借鑒其他實踐環(huán)節(jié)考核的方式，利用取消設(shè)計報告考核環(huán)節(jié)后留出的40分的分值缺口，增加筆試環(huán)節(jié)。第1階段的筆試題目中包括元器件常識、印刷電路板EDA軟件操作、系統(tǒng)整體方案設(shè)計、電路模塊的調(diào)試等內(nèi)容。這些內(nèi)容在改革前的考核項目中均無法體現(xiàn)。只能通過繪圖作業(yè)、電路模塊的硬件實現(xiàn)電路間接判斷學(xué)生是否掌握了這些知識或方法。但由于原有的缺陷，所有學(xué)生是否都獨立完成了這些考核項目，是否同組二人都掌握了這些知識與方法均無法判別。而改革后的筆試環(huán)節(jié)，不僅豐富了考核內(nèi)容，還要求學(xué)生必須掌握所講授的知識和方法，而且可以對每一名學(xué)生的掌握情況加以檢驗，從而對教學(xué)效果做出真實、客觀的評價，也可以在一定程度上避免同組二人獲得相同成績。

3.在第2階段中增加實操考核環(huán)節(jié)。電子工程設(shè)計第2階段的教學(xué)側(cè)重點是系統(tǒng)實現(xiàn)過程中的電路調(diào)試與故障診斷訓(xùn)練，原有的考核方式無法體現(xiàn)這方面訓(xùn)練的成果。為了解決這個問題，在第2階段的考核中增加了實操考核環(huán)節(jié)，主要考核學(xué)生對電路測試方法的掌握情況以及對電路故障的診斷、分析和排除能力。原有的考核方式下，學(xué)生在調(diào)試電路時可以找別的同學(xué)代勞或遇到困難時請別的學(xué)生幫助解決，軟件程序也可通過拷貝的方式獲得。而增加的實操考核要求學(xué)生必須掌握電路測試與故障診斷的基本方法和儀器設(shè)備、開發(fā)裝置的使用方法才能獲得滿意的分?jǐn)?shù)。為此，我們設(shè)計了專門的實操考核硬件裝置。該硬件裝置允許通過教師設(shè)置，自動使電路出現(xiàn)各種故障。學(xué)生在參加單人實操考核過程中，需要使用儀表，對故障點進行排查，再經(jīng)過對原理的分析、結(jié)合對故障原因的判斷，通過焊接修改電路的連接、更換元器件、改變程序的流程等操作才能使電路恢復(fù)原有功能。同組的每名學(xué)生都需要對系統(tǒng)中大多數(shù)電路的原理了如指掌。實操考核除了具有豐富的考核內(nèi)容、明確學(xué)習(xí)導(dǎo)向、提高考核的客觀與公平性的特點之外，更重要的是不同于筆試偏重于知識的理論考核，它更偏重于解決實際問題的真實能力的實踐考核。

綜合設(shè)計性工程訓(xùn)練課程的考核一直是實踐環(huán)節(jié)教學(xué)中既重要又艱巨的任務(wù)。“電子工程設(shè)計”課程改革后的考核形式不僅彌補了之前考核形式中出現(xiàn)的各種不足，更可以使工程設(shè)計課程發(fā)揮更大的作用。盡管課程改革的效果需要通過今后多年的教學(xué)實踐進一步驗證，但通過第一輪筆試卷面的測試結(jié)果，已經(jīng)印證學(xué)生掌握知識的程度比改革前有明顯的長進。實踐考核形式的改革最終目的是促進實踐教學(xué)成效的進一步落實，增加對學(xué)生專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)達成度。

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