基于数据的“应用电子技术”创新实验教学效果评价与比较＊

刘天舒，房建东，张晓东，王莉莉

（1.内蒙古工业大学信息工程学院，内蒙古 呼和浩特 010080；2.内蒙古工业大学电力学院，内蒙古 呼和浩特 010080）

1 教学课程考核目标建设

教学效果比较与分析是确定教学目标完成度的重要依据[1]，“教学效果”表示一切与学生学习有关的教学目标完成度情况，针对实验课程的教学效果依据实验答辩、实验报告、实验仿真等指标进行体现，教学效果分析既需要实时掌握本课程近几年成绩分布以及课程目标完成度情况，又需要依据学生的学习情况，总结授课效果及时进行评价与比较。课程考核目标建设是教学效果评价与分析的第一步[2]。

课程考核目标主要依据学习者是否具有专业基本知识，以及学习资源是否充足，再结合学生学习进度进行建设，通过课程考核目标的建设可以为下一步教学环节提供理论支撑和考核依据，有利于教师基于考核数据进行教学效果评价与分析。

传统实验教学中学生主要依据课本理论知识进行选题，选题范围受限，应用不广泛，缺乏实用性。“应用电子技术”创新实验是以培养学生建模、研究、使用现代工具和提高创新意识的能力为目标的一门课程。提倡学生根据应用需求，结合理论知识进行自主选题，从而开拓学生思维，真正做到理论结合实际需求进行实验。其中理论专业知识是这门课程必备的先决条件，所以课堂的专业知识教学是前提。为提高每位学生的课堂积极性，课程目标为让学生自己在课前主动学习专业知识，并通过答辩环节来检测学生对专业知识掌握程度，能够有效督促学生自主学习，实现对理论知识更好的掌握。

在教学过程中，为培养学生的建模思维能力，让学生通过阅读文献并结合实际来提出解决实际问题的方案。进行仿真实测教学，目的是使学生掌握一些基本的仿真平台、实测工具及嵌入系统的应用；通过整理实验现象、分析实验数据、绘制真值表、编制设计说明书及设计仿真实验报告等环节，可以培养学生交流借鉴、发现问题、分析问题、客观评价和不断优化的能力，上述培养目标的建设打破了传统的实验教学模式，传统的实验教学以课堂教学为主，教师单方面对学生进行授课，缺乏对学生的动态认知和及时定位管理。

创新实验是以解决传统实验教学中重理论轻实践的缺点为出发点的一门课程。根据教学出发点，本次教学分阶段设置了4 个课程目标，每个阶段循序渐进，内容设置贯穿重难点培养目标[3]，每个目标又设置了多个环节，环节之间紧紧相扣，井然有序，本次课程考核目标建设如表1 所示。

当前，线上线下混合模式的教学代替了传统的课堂教学[4]，本课程采取线上线下双渠道形式进行考核，该课程网络教学平台界面如图1 所示，学生依据各个目标要求进行实验设计。学生线上提交实验设计书及实验设计记录同时申请答辩，授课教师依据申请组别安排线下答辩，以4 次答辩、仿真和报告作为考核数据来考察学生各个目标完成度。

表1 课程考核目标建设

图1 实验课程网络教学平台界面

2 教学效果评价比较

“应用电子技术”创新实验评价体系坚持以“倡导主动实验，培养创新思维，结果过程并重”的原则，鼓励学生依据需求定位结合创新思维使用现代工程工具设计开发系统。

“应用电子技术”创新实验评价体系侧重于设计/开发解决方案的合理性和创新性2 方面，指标点对应权重为0.5，内容为通过问题描述（逻辑抽象）、建模（状态图、真值表、函数式等）、验模（仿真实验）等环节，判断学生解决综合问题的能力，目的是使学生通过理论结合实际应用场景，分析判断位置空间，从而明确研究对象，运用创新思维设计可行方案，以此有效巩固理论知识，同时提高学生创新思维，避免了传统评价体系中对评价结果的重视高于评价过程问题，对于“应用电子技术”创新实验教学的特点来说，实验过程反映了本科生的动手能力，应更为重视。

现代工程工具使用可行性指标点对应权重为0.21，该项指标侧重于对学生实验结果的评估，主要通过系统设计、仿真分析、功能测试、性能比对、方案优化等环节，判断学生对实验的完成度，以及理论知识运用是否合理，通过答辩环节的师生交流使学生从实验结果中反思实验过程中存在的问题，不断改进，培养学生解决问题能力。

实验分析可靠性主要体现在判断学生对实验结果的分析和汇总能力，通过答辩、设计说明书和撰写仿真实验报告等形式进行评价，以0.14 权重对该项指标进行数据评估，目的是使学生在撰写文档时养成严格遵守其规范性和完整性要求的习惯。

本次教学效果分析对象为内蒙古工业大学信息工程学院通信工程专业2016 级72 人、2017 级72 人和2018 级78 人，参选总人数为222 人。

2.1 课程目标达成度评价比较

依据课程目标一考核内容对各级学生目标达成度进行统计，如图2 所示，可以看出，学生在对需求分析、应用定位知识的相关答辩中虽然呈现上升趋势，但增幅不明显，只增长了0.02%，表明学生在选题应用定位方面创新性不足，难以满足现阶段广泛的应用需求。但是在对课题的逻辑抽象设计仿真环节有着明显提高，表明本次目标设置要求学生进行课程理论专业知识预习环节有所成效，学生能够对其选题进行完善的理论技术分析，实验报告完整度和可行性方面有所进步。

图2 课程目标一达成度统计图

依据课程目标二考核内容对各级学生目标达成度进行统计，如图3 所示，可以看出，学生在研究选配资源方面具备了通过阅读文献发现问题的能力，但是在后续研究系统开发工具的仿真实验比对中，对于一些仿真方案论证的能力仍然不足，统计图表明在该方面存在下降趋势，故学生需要在比对分析仿真方案方面进行提升。

依据课程目标三考核内容对各级学生目标达成度进行统计，如图4 所示，可以看出，通过仿真实验培养了学生借助计算机软件分析平台等现代工程工具进行电子系统开发的能力。学生已经学会使用一些现代的工程工具解决实际任务，并在该方面呈上升趋势，这表明教师在培养学生系统开发能力有着显著成效，更加符合“应用电子创新实验”课程要求，但是在仿真实测、理论结合实际方面的能力还有欠缺，报告的撰写未达到其规范性要求，有待提高。

图3 课程目标二达成度统计图

图4 课程目标三达成度统计图

依据课程目标四考核内容对各级学生目标达成度进行统计，如图5 所示，可以看出，学生在设计方案优化方面的创新能力不断提高，体现了教师更注重培养学生的创新意识和客观评价能力，但是在完成任务的仿真和实测方面，对仿真平台的使用和动手实践能力同样需要进一步的提高，而且在答辩考核中也能反映出学生在交流借鉴、分析问题的逻辑能力仍有很大的上升空间。

图5 课程目标四达成度统计图

2.2 总评成绩评价比较

总评成绩依据自评成绩和4 个教学目标难易程度所占权重进行分值分配，分值分配如表2 所示。

表2 总评成绩分值分配表

2016 级、2017 级、2018 级总成绩百分比分布图如图6 所示，可以看出，成绩分布图中优秀等级占比在逐级增加，由2016 级的13%增加到2018 级的26%，同时成绩分布在60～69区间及格等级的学生由之前的5%下降到1%，其中总评成绩主要分布在80～89 良好等级，总评成绩呈正态分布趋势，符合教学成绩分布规律，体现现阶段课程设置的改进有助于培养学生的学习积极性，表明学生对“应用电子技术”创新实验课程设置的适应度在不断提高，符合该课程教学目标，教学效果明显提高。

因各级学生人数相差较小，可使用折线图来进行直观对比分析，如图7 所示，2016 级成绩两级分化现象严重；2017 级成绩分布在60 分左右学生较多，但90～100 分明显偏少，成绩分布不均匀；2018 级学生成绩相对稳定。从图7 中可以看出2018 级学生在本实验课程存在一定的退选率，体现了该课程学习的自愿性和灵活性。以上数据体现了此次课程考核难度适宜，学生对此次实验课程积极性较高，分阶段分目标依据数据考核也更有利于教师因材施教，能够及时发现学生在实验课程学习中的不足之处和课程设置中需要改进的地方。

3 结语

“应用电子技术”创新实验选修课从解决电子技术课程知行合一问题的角度出发，设置教学实践内容，依据考核数据对学生进行评估。通过此次考核数据的评价比较，更清晰地解了学生的实验动手能力、创新实践能力、交流合作能力。以4 个课程考核目标为标准，通过4 次答辩、提交的实物和设计说明书等指标进行数据考核评价，以不同级学生的考核数据进行评价分析，及时掌握学生在不同教学环节的进步和不足之处，从而有助于教师不断对课程设置进行完善，有助于提高学生参与实践环节的积极性且提高对课程设置的适应性，基于数据的“应用电子技术”创新实验教学效果评价与比较是开展课程考核体系的建设思路，以学生能力培养为本位的评价比较体系，能够带动教学全过程跟踪与探索，实现良好的教学效果。

图6 总评成绩百分比分布图

图7 总评成绩对比图