李偉　張穎　許強

摘要：綜合性實驗對于提高學(xué)生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新精神具有極其重要的作用，為了科學(xué)評價計算機仿真技術(shù)課程綜合性實驗效果，文章基于問卷調(diào)查法，闡述如何設(shè)計情況調(diào)查表，如何采用多種評價方法對學(xué)生反饋數(shù)據(jù)進行分析和展示，如何驗證綜合性實驗設(shè)計的有效性。

關(guān)鍵詞：計算機仿真；綜合性實驗；問卷調(diào)查法；效果評價

1.背景

計算機仿真技術(shù)中的一些理論和公式建立在實驗、觀察、推理和假設(shè)的基礎(chǔ)上，其正確性須由實驗來驗證。計算機仿真技術(shù)實驗是計算機仿真技術(shù)課程的重要組成部分，研究如何通過計算機進行系統(tǒng)仿真技術(shù)的應(yīng)用性實驗。在實驗過程中，學(xué)生用理論來解釋、分析實驗結(jié)果，又以實驗結(jié)果來證明理論，互相印證，達到鞏固理論知識，學(xué)會使用實驗設(shè)備，掌握實驗測試技能的目的。

綜合性實驗作為課程實驗教學(xué)中的一個重要環(huán)節(jié)，對提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新精神具有重要作用。通過計算機仿真技術(shù)綜合性實驗，學(xué)生可初步掌握仿真工程軟件，應(yīng)用仿真技術(shù)知識解釋、分析仿真實驗中所發(fā)生的系統(tǒng)參數(shù)和仿真效果規(guī)律，提高通過計算機仿真分析問題、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)和從事實際工作打下良好的基礎(chǔ)。

2.計算機仿真技術(shù)綜合性實驗的內(nèi)涵與評價機制設(shè)計

2.1綜合性實驗的內(nèi)涵要素

根據(jù)教育部《關(guān)于進一步加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》（教高[2005]01號）文件精神，為了加強學(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)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性，加快實驗教學(xué)體系的改革，各實驗室需要加強對實驗教學(xué)內(nèi)容的更新，減少驗證性和演示性實驗，增加設(shè)計性和綜合性實驗。綜合性實驗是指實驗內(nèi)容涉及本課程或相關(guān)課程綜合知識的實驗，是在學(xué)生通過一個階段的學(xué)習(xí)后，在具有一定的基本知識和基本技能的基礎(chǔ)上，運用一門課程或多門課程的知識對學(xué)生實驗技能和方法進行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合型實驗。

針對電子專業(yè)新教學(xué)大綱修訂和計算機仿真技術(shù)課程實驗教學(xué)需要，根據(jù)系統(tǒng)仿真基本方法，我們設(shè)計了面向工程實踐的實際電子控制系統(tǒng)指標和要求，要求學(xué)生采用計算機仿真的基本方法和工程性仿真軟件，分析仿真實驗的系統(tǒng)性能及設(shè)計。為實現(xiàn)上述目標，計算機仿真技術(shù)綜合性實驗應(yīng)包括以下要素。

（1）綜合性實驗需要面向?qū)I(yè)背景，內(nèi)容應(yīng)貫穿一門或多門課程的知識點，且各知識點應(yīng)有必然聯(lián)系；

（2）綜合性實驗須由多項仿真過程任務(wù)組成，需要一定的任務(wù)實施程序；

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

基于上述要素設(shè)計完成的計算機仿真技術(shù)綜合性實驗，突出了電子信息類專業(yè)特色和知識結(jié)構(gòu)特點；整合了學(xué)科中計算機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、實驗數(shù)據(jù)分析處理等核心知識點。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)計過程，有效提高仿真實踐能力。

2.2綜合性實驗效果評價調(diào)查表設(shè)計

為了準確掌握學(xué)生對綜合性實驗內(nèi)容的認知情況，針對計算機仿真技術(shù)綜合性實驗項目的“結(jié)合學(xué)生所在專業(yè)的知識背景”“實驗內(nèi)容有機整合學(xué)生的理論課程內(nèi)容”和“鍛煉培養(yǎng)提高學(xué)生的實際仿真技能”等3方面的綜合性實驗內(nèi)涵要素要求，我們采用問卷調(diào)查法，設(shè)計了《計算機仿真技術(shù)綜合性實驗項目內(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)生對計算機仿真技術(shù)綜合性實驗的意見和建議，完成綜合性實驗效果評價。設(shè)計的調(diào)查表如圖1所示。

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

（1）題目2-4針對綜合性實驗內(nèi)容是否結(jié)合學(xué)生所在專業(yè)知識背景。

（2）題目5和題目8針對綜合性實驗內(nèi)容是否有機整合學(xué)生的理論課程內(nèi)容。

（3）題目6-7針對綜合性實驗內(nèi)容是否鍛煉培養(yǎng)提高學(xué)生的實際仿真技能。

（4）題目1、9-10分別調(diào)查學(xué)生對實驗情況總體滿意度、實驗學(xué)時安排合適度和實驗考核形式接受度等。

（5）選答論述題“其他（主要包括學(xué)生在實驗課程中的收獲、心得體會以及意見與建議等）”主要用于學(xué)生對該實驗課程的綜合認知情況的進一步展示。

調(diào)查表全面反映了綜合性實驗項目設(shè)計開設(shè)過程中需要滿足的各項要求，注重體現(xiàn)專業(yè)性、綜合性、實踐性等3方面的特點。

3.綜合性實驗效果調(diào)查數(shù)據(jù)與效果評價分析

3.1調(diào)查數(shù)據(jù)匯總

我們對2010級電子1-3班同學(xué)發(fā)放調(diào)查表86份，收回有效問卷48份。對反饋內(nèi)容進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，學(xué)生選項調(diào)查數(shù)據(jù)見表1。

3.2實驗項目的“專業(yè)性”程度

對于實驗的“專業(yè)性”程度，在被調(diào)查并反饋個人認知情況結(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)生認為實驗內(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)生認為實驗內(nèi)容3項中至少有1項最適合本專業(yè)的知識運用（題目4），其中17%的學(xué)生認為所有內(nèi)容都符合；71%的學(xué)生認為實驗內(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，綜合性實驗在提升實驗項目“專業(yè)性”方面達到了預(yù)期目的，但還有上升空間。我們后期應(yīng)深入對實驗內(nèi)容進行優(yōu)化，細分專業(yè)應(yīng)用方向，進一步提升“結(jié)合學(xué)生的所在專業(yè)知識背景”的實驗項目“專業(yè)性”程度。

3.3提升實驗項目的“綜合性”程度

對于實驗的“綜合性”程度，認為“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)認為實驗內(nèi)容對所學(xué)知識點間的綜合運用程度達到很好或較好（題目5），有63%的同學(xué)認為實驗內(nèi)容對知識儲備的要求很高或較高（題目8）。endprint

實驗項目內(nèi)容綜合了電子專業(yè)的模擬電子知識、電路系統(tǒng)仿真、計算機仿真、Matlab軟件等多方面的專業(yè)知識，基本滿足電子專業(yè)學(xué)生的專業(yè)綜合知識培養(yǎng)需求和綜合性實驗項目設(shè)置要求。63%的學(xué)生認為實驗對知識儲備要求很高或較高，這說明目前很多學(xué)生不太適應(yīng)實驗項目要求中的“知識綜合”，因此我們還需要對實驗內(nèi)容進行優(yōu)化，進一步細分專業(yè)應(yīng)用方向，在“綜合性”和學(xué)生綜合知識基礎(chǔ)“現(xiàn)實性”中進行平衡，以期進一步提升“實驗內(nèi)容有機整合學(xué)生的理論課程內(nèi)容”的“綜合性”程度。

3.4提升實驗項目的“實踐性”程度

對于實驗的“實踐性”程度，學(xué)生認為“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)生認為實驗內(nèi)容能很好或較好地培養(yǎng)系統(tǒng)仿真的綜合運用能力（題目6），77%的學(xué)生認為實驗內(nèi)容能很好或較好地培養(yǎng)仿真實踐技能（題目7）。

因而，綜合性實驗在提升實驗項目“實踐性”程度達到了預(yù)期目的。實驗項目內(nèi)容突出了電子信息類學(xué)生的專業(yè)背景和知識結(jié)構(gòu)特點，培養(yǎng)學(xué)生運用現(xiàn)代仿真軟件技術(shù)進行實踐分析的方法，能較好地解決實際工程系統(tǒng)的仿真應(yīng)用時效性，基本滿足電子專業(yè)學(xué)生的計算機仿真實踐性工程需求和綜合性實驗項目設(shè)置要求。針對仍有19%和23%的學(xué)生對綜合性實驗對“能力”和“技能”的培養(yǎng)效果不太滿意，我們后期應(yīng)對實驗內(nèi)容進行深入優(yōu)化，突出對仿真模型建立分析辦法、計算機仿真編程方法的實踐，進一步提升“鍛煉培養(yǎng)提高學(xué)生的實際仿真技能”的“實踐性”程度。

3.5實驗項目“常規(guī)性”內(nèi)容反饋

對于實驗的“常規(guī)性”，學(xué)生反饋數(shù)據(jù)如圖5所示。

從圖5可得出，對于綜合性實驗項目的內(nèi)容及要求的設(shè)計（題目1）、學(xué)時安排（題目9）、考核形式（題目10）等實驗項目常規(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)生認為實驗內(nèi)容的考核形式不適宜采用“考試”的形式，其中，47%的學(xué)生認可“報告”形式，40%的學(xué)生認可“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)實驗技能，所以，實驗的過程遠比實驗的結(jié)果重要。我們需要在以后的綜合性實驗教學(xué)中，有意識地強化學(xué)生在綜合性實驗過程中分析問題、解決問題、闡述實驗過程的技能和能力。

4.結(jié)語

針對電子專業(yè)新教學(xué)大綱修訂和計算機仿真技術(shù)課程教學(xué)需要，筆者調(diào)整優(yōu)化了計算機仿真技術(shù)綜合性實驗內(nèi)容和要求，為有效評估教學(xué)效果，我們對一屆學(xué)生的實踐效果進行調(diào)查。調(diào)查結(jié)果較好地驗證了綜合性實驗的有效性，并對于進一步提升計算機仿真技術(shù)課程實驗教學(xué)內(nèi)容提供重要參考。endprint