综合设计性工程训练课程考核方式的改革和探索

司农　张印春　贾克斌　施远征

摘要：本文以北京市精品课程“电子工程设计”课程为例，简述了综合设计性工程训练课程考核目前所存在的一系列问题，并针对这些问题，提出了有效的改革办法。通过对实践课程考核方式探索提升课程的实际教学效果。

关键词：工程训练；课程设计；考核办法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）17-0138-02

随着中国经济的高速发展，我国已成为仅次于美国的全球第二大经济体。在经济全球一体化的大背景下，我国不仅面临着自然资源的逐渐匮乏，更面临着工程设计人才的严重短缺。而综合设计性工程训练课程的教学目的更偏重于培养学生的工程实践能力、动手能力和创新能力。因此，这类课程就成为高等院校实践课程体系中的重要一环。而在学生参与工程训练课程的过程中，恰当的课程考核方式可以激发学生参与课程的积极性、督促学生按时按要求完成课程进度，提升课程的实际教学效果。

一、“电子工程设计”课程概况

北京工业大学“电子工程设计”课程2009年被评为北京市精品课程。该课程以完整的闭环温度采集和控制系统为核心，通过180学时、6学分、2个学期的工程训练教学过程，为电子类专业学生开展工程实践教育。课程结合了模拟电子技术、数字电子技术、电子测量、微机原理、单片机、信号处理、通信工程、高级语言程序设计等多门课程的知识。电子信息工程（实验班）、通信工程、自动化、电子科学与技术专业的学生在第5、6两个学期连续参加该工程训练课程。为了遵循由浅入深、循序渐进的教学规律，该课程按模块分为1、2、3三个阶段，分别对应为设计基础、系统搭建和高级功能三个层次。三个阶段被划分为相对独立的子课程，三门子课程的学生成绩独立并分别设置为1.5学分、2.5学分和2学分。

二、原有考核方式存在的问题

“电子工程设计”课程自2000年开始正式运行以来一直沿用着“设计作品”+“设计报告”+“答辩”的考核方式。其中，设计作品是指学生在该课程中完成的硬件电路和软件程序设计成果。“设计报告”是指学生撰写的完整的设计书。“答辩”是为个别作品特别突出的小组设置的，单独给全体老师和学生陈述设计过程并接受提问的环节。而随着近年学生学习特点的变化，原来设计的考核方法中存在的一些问题也逐渐显现。

1.按组进行成绩评定，影响学习积极性。“电子工程设计”课程采取二人一组的组织形式，二人共做一件作品，共写一份报告，因此除答辩考核之外，无法对二人学习成绩作出客观的差别评价，因此同组二人通常成绩相同。设置为二人一组的初衷是考虑到设计题目的难度与工作量较大，单人操作难以完成。另外，二人配合也是为了培养学生团队合作能力，更好地完成设计作品。然而，近几年，在课程开展的过程中发现这种按组评定成绩的做法无法体现工作中贡献量的差异，严重影响到工作多、贡献大的学生的学习积极性。

2.考核项目与教学内容匹配度低，缺乏对学习的导向作用。原有考核方式重成果、轻过程，不能完全覆盖全部的教学要求。一方面，由于考核硬件条件的限制，诸如仪器操作方法、硬件操作步骤、原理分析能力等很多内容无法进行一一考核，甚至电路测试和故障诊断等核心教学内容也不在考核范围之内；另一方面，由于学生二人小组中的分工不同，每个成员做好自己的工作，不需要具备完成整个项目所需的其他知识、方法和技能，就可以圆满地完成整个设计任务。这些问题的存在，使得学生学习一些有难度的关键知识点的时候，缺乏应有的动力。而教师也无法通过现有考核方式验证所有的教学环节，优化教学过程。

3.缺少独创性鉴别手段、成果抄袭的现象严重降低教学成效。“电子工程设计”将第1、2阶段主要定位于“教设计”、“练实现”，给学生讲解如何进行项目的顶层设计和底层设计，这两个阶段重点锻炼学生电路与系统的调试能力和故障诊断能力。目前，第1阶段的考核包括印刷电路板EDA设计绘图作业、电路模块设计作品、设计报告三部分，各分值分别占总分的30%、30%、40%。第2阶段的考核项目，包括硬件和软件设计、设计报告部分，各分值分别占总分的60%、30%，另有10%是答辩考核，但由于近些年能够完成全部设计任务，符合这个参与答辩环节条件的学生越来越少，答辩考核已经名存实亡，而这10%的分数基本转变为任课教师根据课堂表现的主观印象分。第3阶段的情况与第2阶段的情况类似。

但是，从以上考核项目构成分析可以看到，这些项目都无法保证学生的独创，无法反映学生是否真实独立完成，只能通过教师随堂观察各组表现来侧面判断。部分学生通过简单拷贝往届学生的设计图和报告就能轻松获得30分，再请其他同学帮忙调通电路，然后拷贝和运行别人的程序几乎就能完成全部设计要求，再获得50分。而保证各实践环节独立完成不能仅仅依靠学生各自的学习态度和个人的道德修养。如果这一问题不解决，就不能做到公平客观评价，不但不能发挥该课程最大的培养作用，不能完成教学目标，也会造成教学资源的严重浪费。

三、考核方式的改革和探索

为了解决上述问题，通过仔细分析问题的成因，试图找出有针对性的解决对策。根据“电子工程设计”课程自身的特点以及短期内可以具备的软硬件条件，借鉴其他同类课程的考核方式和方法，对考核方式、考核内容进行了如下的改革。

1.调整设计报告在考核项目中所占分值比例。设置设计报告的考核内容的目的是使学生将设计内容和设计过程进行梳理和总结。通过设计报告反映学生的设计思想、方案内容、电路原理的分析与计算、问题分析与解决的经验。电子工程设计第1阶段的电路设计内容主要包括功能相对独立、设计实现相对简单的独立模块电路设计，撰写设计报告的必要性不大。因此，在第1阶段的考核中取消设计报告的环节。第2阶段的教学内容主要涉及电路系统软硬件的设计与实现，但由于在教学过程中教师向学生提供了大量的设计参考资料，教学侧重于设计方案的实现。因此，适当降低设计报告的分值，同时简化了设计报告的要求。第3阶段则提供十几个设计题目，由学生自己安排工作进度、自己查找资料、独立完成设计方案，教师只提供资料来源，对学生的设计和实现过程进行必要的引导、监督，教学偏重于独立完成某个自选设计题目的研发能力训练。由于项目题目自选结果相对分散，使得项目成果的独创性便于鉴别。因此，将电子工程设计第3阶段的报告分值占总分的比例仍保持为30%，同时教师需要加大设计报告撰写的指导力度。endprint

2.增加笔试环节。在电子工程设计的三个阶段中，第1阶段包含的内容是最为广泛的。为了使考核内容能够全面涵盖第1阶段的教学内容，借鉴其他实践环节考核的方式，利用取消设计报告考核环节后留出的40分的分值缺口，增加笔试环节。第1阶段的笔试题目中包括元器件常识、印刷电路板EDA软件操作、系统整体方案设计、电路模块的调试等内容。这些内容在改革前的考核项目中均无法体现。只能通过绘图作业、电路模块的硬件实现电路间接判断学生是否掌握了这些知识或方法。但由于原有的缺陷，所有学生是否都独立完成了这些考核项目，是否同组二人都掌握了这些知识与方法均无法判别。而改革后的笔试环节，不仅丰富了考核内容，还要求学生必须掌握所讲授的知识和方法，而且可以对每一名学生的掌握情况加以检验，从而对教学效果做出真实、客观的评价，也可以在一定程度上避免同组二人获得相同成绩。

3.在第2阶段中增加实操考核环节。电子工程设计第2阶段的教学侧重点是系统实现过程中的电路调试与故障诊断训练，原有的考核方式无法体现这方面训练的成果。为了解决这个问题，在第2阶段的考核中增加了实操考核环节，主要考核学生对电路测试方法的掌握情况以及对电路故障的诊断、分析和排除能力。原有的考核方式下，学生在调试电路时可以找别的同学代劳或遇到困难时请别的学生帮助解决，软件程序也可通过拷贝的方式获得。而增加的实操考核要求学生必须掌握电路测试与故障诊断的基本方法和仪器设备、开发装置的使用方法才能获得满意的分数。为此，我们设计了专门的实操考核硬件装置。该硬件装置允许通过教师设置，自动使电路出现各种故障。学生在参加单人实操考核过程中，需要使用仪表，对故障点进行排查，再经过对原理的分析、结合对故障原因的判断，通过焊接修改电路的连接、更换元器件、改变程序的流程等操作才能使电路恢复原有功能。同组的每名学生都需要对系统中大多数电路的原理了如指掌。实操考核除了具有丰富的考核内容、明确学习导向、提高考核的客观与公平性的特点之外，更重要的是不同于笔试偏重于知识的理论考核，它更偏重于解决实际问题的真实能力的实践考核。

综合设计性工程训练课程的考核一直是实践环节教学中既重要又艰巨的任务。“电子工程设计”课程改革后的考核形式不仅弥补了之前考核形式中出现的各种不足，更可以使工程设计课程发挥更大的作用。尽管课程改革的效果需要通过今后多年的教学实践进一步验证，但通过第一轮笔试卷面的测试结果，已经印证学生掌握知识的程度比改革前有明显的长进。实践考核形式的改革最终目的是促进实践教学成效的进一步落实，增加对学生专业培养目标达成度。

参考文献：

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[2]赵川平，张聪，楼程富.大学生科研训练的实践与思考[J].高等工程教育研究，2001，（4）：39-42endprint