數字電路實驗教學考核體系改革與實踐

應俊 蔡紅軍 黃沛昱

摘要：傳統實驗教學考核評價方式較為單一，無法科學全面地評價學生學業水平和實驗教學質量，課程組通過多年的探索與實踐，以培養具有扎實專業基礎的創新人才為目標，建立了科學的基于過程化管理的實驗教學考評體系，根據不同實驗環節培養目標及特點，設計多種考核方式綜合評價，并將考核指標詳細化、標準化，有效激發學生學習動力，提高實驗教學質量。

關鍵詞：實驗教學考核體系;過程化管理;數字電路實驗

中圖分類號：G642.0? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1009-3044（2018）35-0110-02

1 數字電路實驗教學考核中存在的問題

數字電路實驗是我校重要的專業基礎實驗課，課程目的是通過實驗方案的設計與實現、實驗數據與現象的觀察、記錄與分析、實驗故障的分析與排查，促使學生運用理論知識來分析解決實際問題，培養學生數字電路理論研究能力，促進學生實驗動手能力的提高，使其具有工程技術人員的素質并逐步得到訓練、培養和提高。

實驗教學考核不同于理論課程考核，可以將學生完成的作業和試卷留在課后進行批改，實驗考核需要教師通過觀察學生實驗過程規范性，電路設計合理性，實驗現象正確性，故障排查能力，實驗數據分析能力等，在考核現場立即綜合評定學生實驗掌握程度，考核觀測點多、評價難度較大。

目前一些學校實驗教學評價方式較為單一，或者根據實驗報告評價，或者通過一次性實驗考試考核，單一的考核評價手段無法很好地引導學生學習掌握數字電路實驗教學中的各個重要環節，也無法科學全面地評價學生學習效果和實驗教學質量。針對以上問題，課程組考慮以培養具有扎實專業基礎的創新人才為目標，建立科學的課程考評體系，加強實驗教學過程化管理，考核內容覆蓋所有重要知識點和能力點，根據不同實驗環節要求及特點，設計多種考核方式綜合評價，并將考核指標詳細化、標準化，以有效提高實驗教學質量。

2 構建過程化管理實驗考核方式

數字電路實驗課程內容包括基于74系列芯片的數字單元電路實驗和基于FPGA的數字系統實驗兩個部分，從單元電路到綜合系統，從傳統數字電路設計到電子設計自動化，實驗考核包括：平時實驗考核、階段測試和FPGA數字系統項目綜合測評。

（1） 平時實驗考核

平時實驗考核主要考查學生平時實驗學習情況，包括考勤以及實驗完成情況。考勤占平時成績的10%，缺勤三分之一以上者最終總成績記為零分。

平時成績=考勤成績×10%+（∑每次硬件實驗成績/實驗次數）×90%

平時實驗完成情況包括：預設計完成情況，實驗基本功能和擴展功能完成情況，實驗操作規范性，實驗數據記錄及分析等。實驗預設計是保證實驗順利進行的重要環節，也是訓練學生自主學習的重要手段，課程組開發有實驗指導書、實驗教學視頻等多種教學資源幫助學生學習，課程要求學生在課前根據實驗任務要求完成相應的電路設計，沒有做預設計的本實驗項目記為零分。實驗基本功能為必做項目，要求每位同學都要完成，為鼓勵學生打開思路，實驗內容還設計有擴展功能，擴展功能為選做項目，完成擴展項目者可獲得加分。課上未能完成的實驗內容，允許在一周之內到中心開放實驗室完成。實驗操作安全規范是學生必須掌握的重要實驗技能和習慣，課程強調安全規范操作，發現違規操作或有重大安全隱患的本實驗項目記為零分。實驗數據記錄及分析要求學生正確記錄實驗原始數據，并對數據進行分析和整理，教師根據數據記錄的正確性、分析的合理性進行評分。

（2） 階段測試

課程在基于74系列芯片數字單元電路實驗部分結束后組織階段測試，是對這一段實驗學生掌握情況的一次檢查，重點考查學生實驗操作規范、數字單元電路設計方法、故障診斷及排查方法、數據的記錄及整理、基本儀器儀表的操作等能力。階段測試由學生抽取測試題目，每份測試卷包括A、B兩種難度的任務，學生自選難度。任務B是學生課程達標的最基本要求，難度系數記為0.7;任務A難度高于任務B，難度系數記為1.0。

階段測試成績=難度系數×（硬件操作成績×80%+方案設計及數據記錄×20%）

測試成績評定從實驗操作規范性、方案設計及數據記錄、電路搭建、儀器儀表使用、實驗故障排查及實驗結果等多個方面全面考察，考察點覆蓋整個實驗操作流程。操作不規范者，測試成績總評為零分。

（3） FPGA數字系統項目綜合測評

課程采用數字系統綜合項目的形式實踐基于FPGA的數字電路設計，要求學生每人一組完成項目的設計與實現，重點考查學生對自頂向下的復雜數字系統設計與實現、語言表達以及報告撰寫等能力。項目包括基本功能和擴展功能，要求每位學生必須完成基本功能，擴展功能由學生自由發揮，教師根據擴展功能完成情況以及實現的難易程度評分，擴展功能難度分為三種：簡單（1-2分）、較復雜（3-4分）和復雜（5-6分），擴展功能分數可以疊加。綜合測評時要求學生現場答辯，簡單講述系統功能和實現方法，并回答教師提出的問題，答辯不合格者項目綜合測評成績記為0分。

FPGA項目綜合測評成績=基本功能×40%+擴展功能×20%+答辯×10%+報告×30%;

報告成績根據報告格式、系統方案設計、測試方案及測試結果處理、問題分析、心得體會等方面綜合評定，每一項分為優、良、差三個檔次，報告成績評定參考標準如表1。

3 過程化管理考核改革與實踐效果

課程組經過多年的探索和實踐，構建了完整的基于過程化管理的實驗考核體系，在實驗所有關鍵環節加設考核觀測點，不僅對學生的實驗基本能力，還有語言表達能力、報告撰寫能力等綜合能力進行全面考察。在平時實驗、階段測試和項目綜合測評等不同學習階段都增設了選做項目或者擴展功能，能夠很好地鼓勵學生不斷深入學習，鼓勵優秀學生脫穎而出，能夠有效區分學生學業水平。所有評測環節都制定了詳細的評分標準，利于所有教師客觀評價。通過對各個環節考評成績的分析，課程組還能夠很好的發現學生學習的薄弱環節，針對性的改革實驗教學方法，有效提高教學質量。

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