李偉　張穎　許強(qiáng)

摘要：綜合性實(shí)驗(yàn)對(duì)于提高學(xué)生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神具有極其重要的作用，為了科學(xué)評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)課程綜合性實(shí)驗(yàn)效果，文章基于問卷調(diào)查法，闡述如何設(shè)計(jì)情況調(diào)查表，如何采用多種評(píng)價(jià)方法對(duì)學(xué)生反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和展示，如何驗(yàn)證綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的有效性。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真；綜合性實(shí)驗(yàn)；問卷調(diào)查法；效果評(píng)價(jià)

1.背景

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)中的一些理論和公式建立在實(shí)驗(yàn)、觀察、推理和假設(shè)的基礎(chǔ)上，其正確性須由實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)課程的重要組成部分，研究如何通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)仿真技術(shù)的應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生用理論來解釋、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，又以實(shí)驗(yàn)結(jié)果來證明理論，互相印證，達(dá)到鞏固理論知識(shí)，學(xué)會(huì)使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，掌握實(shí)驗(yàn)測試技能的目的。

綜合性實(shí)驗(yàn)作為課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神具有重要作用。通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可初步掌握仿真工程軟件，應(yīng)用仿真技術(shù)知識(shí)解釋、分析仿真實(shí)驗(yàn)中所發(fā)生的系統(tǒng)參數(shù)和仿真效果規(guī)律，提高通過計(jì)算機(jī)仿真分析問題、解決問題的綜合性應(yīng)用工程能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和從事實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。

2.計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)綜合性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵與評(píng)價(jià)機(jī)制設(shè)計(jì)

2.1綜合性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵要素

根據(jù)教育部《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》（教高[2005]01號(hào)）文件精神，為了加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，加快實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革，各實(shí)驗(yàn)室需要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的更新，減少驗(yàn)證性和演示性實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)是指實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及本課程或相關(guān)課程綜合知識(shí)的實(shí)驗(yàn)，是在學(xué)生通過一個(gè)階段的學(xué)習(xí)后，在具有一定的基本知識(shí)和基本技能的基礎(chǔ)上，運(yùn)用一門課程或多門課程的知識(shí)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合型實(shí)驗(yàn)。

針對(duì)電子專業(yè)新教學(xué)大綱修訂和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要，根據(jù)系統(tǒng)仿真基本方法，我們?cè)O(shè)計(jì)了面向工程實(shí)踐的實(shí)際電子控制系統(tǒng)指標(biāo)和要求，要求學(xué)生采用計(jì)算機(jī)仿真的基本方法和工程性仿真軟件，分析仿真實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性能及設(shè)計(jì)。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)綜合性實(shí)驗(yàn)應(yīng)包括以下要素。

（1）綜合性實(shí)驗(yàn)需要面向?qū)I(yè)背景，內(nèi)容應(yīng)貫穿一門或多門課程的知識(shí)點(diǎn)，且各知識(shí)點(diǎn)應(yīng)有必然聯(lián)系；

（2）綜合性實(shí)驗(yàn)須由多項(xiàng)仿真過程任務(wù)組成，需要一定的任務(wù)實(shí)施程序；

（3）綜合性實(shí)驗(yàn)最終易于形成某種結(jié)論、方案或物化結(jié)果，以提高學(xué)生的工程實(shí)踐仿真能力。

基于上述要素設(shè)計(jì)完成的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)綜合性實(shí)驗(yàn)，突出了電子信息類專業(yè)特色和知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；整合了學(xué)科中計(jì)算機(jī)仿真的工作原理及使用方法、仿真工程軟件應(yīng)用、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理等核心知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生通過分析完整的典型電子電路系統(tǒng)的仿真性能設(shè)計(jì)過程，有效提高仿真實(shí)踐能力。

2.2綜合性實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)調(diào)查表設(shè)計(jì)

為了準(zhǔn)確掌握學(xué)生對(duì)綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的認(rèn)知情況，針對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的“結(jié)合學(xué)生所在專業(yè)的知識(shí)背景”“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有機(jī)整合學(xué)生的理論課程內(nèi)容”和“鍛煉培養(yǎng)提高學(xué)生的實(shí)際仿真技能”等3方面的綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵要素要求，我們采用問卷調(diào)查法，設(shè)計(jì)了《計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容建設(shè)調(diào)整情況調(diào)查表》，通過向授課學(xué)生發(fā)出該調(diào)查表，收集學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)綜合性實(shí)驗(yàn)的意見和建議，完成綜合性實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)的調(diào)查表如圖1所示。

該調(diào)查表共有10個(gè)必答單選題和1個(gè)選答論述題組成，題目分為以下5類。

（1）題目2-4針對(duì)綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是否結(jié)合學(xué)生所在專業(yè)知識(shí)背景。

（2）題目5和題目8針對(duì)綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是否有機(jī)整合學(xué)生的理論課程內(nèi)容。

（3）題目6-7針對(duì)綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是否鍛煉培養(yǎng)提高學(xué)生的實(shí)際仿真技能。

（4）題目1、9-10分別調(diào)查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)情況總體滿意度、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)安排合適度和實(shí)驗(yàn)考核形式接受度等。

（5）選答論述題“其他（主要包括學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中的收獲、心得體會(huì)以及意見與建議等）”主要用于學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)課程的綜合認(rèn)知情況的進(jìn)一步展示。

調(diào)查表全面反映了綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)開設(shè)過程中需要滿足的各項(xiàng)要求，注重體現(xiàn)專業(yè)性、綜合性、實(shí)踐性等3方面的特點(diǎn)。

3.綜合性實(shí)驗(yàn)效果調(diào)查數(shù)據(jù)與效果評(píng)價(jià)分析

3.1調(diào)查數(shù)據(jù)匯總

我們對(duì)2010級(jí)電子1-3班同學(xué)發(fā)放調(diào)查表86份，收回有效問卷48份。對(duì)反饋內(nèi)容進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，學(xué)生選項(xiàng)調(diào)查數(shù)據(jù)見表1。

3.2實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的“專業(yè)性”程度

對(duì)于實(shí)驗(yàn)的“專業(yè)性”程度，在被調(diào)查并反饋個(gè)人認(rèn)知情況結(jié)果的48名學(xué)生中，體現(xiàn)為“較好及以上”水平的數(shù)據(jù)如圖2所示。

從圖2可得出87%的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求的整體安排合理性（題目3）為很好或較好；73%的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3項(xiàng)中至少有1項(xiàng)最適合本專業(yè)的知識(shí)運(yùn)用（題目4），其中17%的學(xué)生認(rèn)為所有內(nèi)容都符合；71%的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容同所學(xué)專業(yè)背景整體結(jié)合（題目2）很好或較好。

因而，綜合性實(shí)驗(yàn)在提升實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“專業(yè)性”方面達(dá)到了預(yù)期目的，但還有上升空間。我們后期應(yīng)深入對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，細(xì)分專業(yè)應(yīng)用方向，進(jìn)一步提升“結(jié)合學(xué)生的所在專業(yè)知識(shí)背景”的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“專業(yè)性”程度。

3.3提升實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的“綜合性”程度

對(duì)于實(shí)驗(yàn)的“綜合性”程度，認(rèn)為“較好及以上”水平的數(shù)據(jù)如圖3所示。

從圖3可得出，81%的同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)間的綜合運(yùn)用程度達(dá)到很好或較好（題目5），有63%的同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)知識(shí)儲(chǔ)備的要求很高或較高（題目8）。endprint

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容綜合了電子專業(yè)的模擬電子知識(shí)、電路系統(tǒng)仿真、計(jì)算機(jī)仿真、Matlab軟件等多方面的專業(yè)知識(shí)，基本滿足電子專業(yè)學(xué)生的專業(yè)綜合知識(shí)培養(yǎng)需求和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置要求。63%的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)對(duì)知識(shí)儲(chǔ)備要求很高或較高，這說明目前很多學(xué)生不太適應(yīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求中的“知識(shí)綜合”，因此我們還需要對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步細(xì)分專業(yè)應(yīng)用方向，在“綜合性”和學(xué)生綜合知識(shí)基礎(chǔ)“現(xiàn)實(shí)性”中進(jìn)行平衡，以期進(jìn)一步提升“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有機(jī)整合學(xué)生的理論課程內(nèi)容”的“綜合性”程度。

3.4提升實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的“實(shí)踐性”程度

對(duì)于實(shí)驗(yàn)的“實(shí)踐性”程度，學(xué)生認(rèn)為“較好及以上”水平的數(shù)據(jù)如圖4所示。

從圖4可得出，81%的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容能很好或較好地培養(yǎng)系統(tǒng)仿真的綜合運(yùn)用能力（題目6），77%的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容能很好或較好地培養(yǎng)仿真實(shí)踐技能（題目7）。

因而，綜合性實(shí)驗(yàn)在提升實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“實(shí)踐性”程度達(dá)到了預(yù)期目的。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容突出了電子信息類學(xué)生的專業(yè)背景和知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代仿真軟件技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐分析的方法，能較好地解決實(shí)際工程系統(tǒng)的仿真應(yīng)用時(shí)效性，基本滿足電子專業(yè)學(xué)生的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)踐性工程需求和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置要求。針對(duì)仍有19%和23%的學(xué)生對(duì)綜合性實(shí)驗(yàn)對(duì)“能力”和“技能”的培養(yǎng)效果不太滿意，我們后期應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行深入優(yōu)化，突出對(duì)仿真模型建立分析辦法、計(jì)算機(jī)仿真編程方法的實(shí)踐，進(jìn)一步提升“鍛煉培養(yǎng)提高學(xué)生的實(shí)際仿真技能”的“實(shí)踐性”程度。

3.5實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“常規(guī)性”內(nèi)容反饋

對(duì)于實(shí)驗(yàn)的“常規(guī)性”，學(xué)生反饋數(shù)據(jù)如圖5所示。

從圖5可得出，對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容及要求的設(shè)計(jì)（題目1）、學(xué)時(shí)安排（題目9）、考核形式（題目10）等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目常規(guī)性設(shè)置內(nèi)容，學(xué)生大都較為滿意。特別需要指出的是，87%的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的考核形式不適宜采用“考試”的形式，其中，47%的學(xué)生認(rèn)可“報(bào)告”形式，40%的學(xué)生認(rèn)可“討論”形式。從中可以看出，大部分學(xué)生都希望通過自己、同學(xué)間、師生問的自由探索、討論分析，掌握相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能，所以，實(shí)驗(yàn)的過程遠(yuǎn)比實(shí)驗(yàn)的結(jié)果重要。我們需要在以后的綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有意識(shí)地強(qiáng)化學(xué)生在綜合性實(shí)驗(yàn)過程中分析問題、解決問題、闡述實(shí)驗(yàn)過程的技能和能力。

4.結(jié)語

針對(duì)電子專業(yè)新教學(xué)大綱修訂和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)課程教學(xué)需要，筆者調(diào)整優(yōu)化了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求，為有效評(píng)估教學(xué)效果，我們對(duì)一屆學(xué)生的實(shí)踐效果進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查結(jié)果較好地驗(yàn)證了綜合性實(shí)驗(yàn)的有效性，并對(duì)于進(jìn)一步提升計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容提供重要參考。endprint