梁妙元等

針對(duì)本科編程類課程綜合性、系統(tǒng)性較強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)連貫的特點(diǎn)，采用項(xiàng)目研究式教學(xué)法，并開展多因子加權(quán)考核法的研究，從理論考試、實(shí)驗(yàn)考核、課堂表現(xiàn)和加分項(xiàng)進(jìn)行考核，并細(xì)化考核細(xì)則，以實(shí)現(xiàn)全方位、多角度、全過程的考核學(xué)員的學(xué)習(xí)狀況。最后在“EDA技術(shù)與PLD設(shè)計(jì)”課程中進(jìn)行應(yīng)用，取得了較好的效果。

多因子加權(quán)考核教學(xué)改革本科教學(xué)一、概論

傳統(tǒng)的考核方式一般采用理論考試考核學(xué)員對(duì)課程知識(shí)的掌握程度，存在“一考定終身”的弊端。后來提出的考試成績(jī)與平時(shí)成績(jī)相結(jié)合的方式，對(duì)上述弊端有所改進(jìn)，但平時(shí)成績(jī)的比重占的太少，且沒有合適的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，往往以教員的主觀臆斷來決定學(xué)員的平時(shí)成績(jī)。多因子加權(quán)考核法是指采用多種評(píng)價(jià)手段，全方位、多角度對(duì)學(xué)員的成績(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)，如結(jié)合過程性評(píng)價(jià)、小論文、理論考試、項(xiàng)目完成度、課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、課后作業(yè)等。本論文主要針對(duì)本科編程類課程的特點(diǎn)，開展多因子加權(quán)考核法考核標(biāo)準(zhǔn)的研究。

二、本科編程類課程特點(diǎn)分析

本科編程類課程一般具有較強(qiáng)的綜合性和系統(tǒng)性，知識(shí)點(diǎn)往往是連貫的，傳統(tǒng)的按章節(jié)組織教學(xué)內(nèi)容、逐章節(jié)授課，往往會(huì)導(dǎo)致知識(shí)點(diǎn)分割，如“EDA技術(shù)與PLD設(shè)計(jì)”“單片機(jī)原理”課程，一個(gè)基本的程序涉及多個(gè)章節(jié)的內(nèi)容，若采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，學(xué)生往往是每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都掌握了，但綜合起來就不會(huì)應(yīng)用。其次，傳統(tǒng)的教學(xué)方法一般只講對(duì)的、忽視錯(cuò)的，通常的教材都教授對(duì)的知識(shí)，按照書本的要求逐步實(shí)現(xiàn)，肯定能完成課本上的示范實(shí)驗(yàn)，但開展綜合性實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的問題，可由于課堂上沒有教授過類似問題的解決方法，學(xué)生就會(huì)手足無措，不知道從何下手。因此，有必要研究合適的教學(xué)方法，以體現(xiàn)“在教師的指導(dǎo)下，以學(xué)習(xí)為中心、以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，使學(xué)生的學(xué)習(xí)從被動(dòng)式學(xué)習(xí)向主動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，教學(xué)目標(biāo)從“知識(shí)為本”向“能力為本”轉(zhuǎn)變，授課方式從傳統(tǒng)的填鴨式“知識(shí)傳授”向教授“知識(shí)獲取”能力轉(zhuǎn)變，教師承擔(dān)的角色從教學(xué)的“主演者”向激發(fā)學(xué)生探索創(chuàng)新的“引導(dǎo)者”轉(zhuǎn)變，以提高授課質(zhì)量。同時(shí)，需要研究相對(duì)應(yīng)的考核方式，實(shí)現(xiàn)全方位、多角度、全過程的考核學(xué)員的學(xué)習(xí)狀況。

三、具體實(shí)現(xiàn)

在本科編程類課程中采用多因子加權(quán)考核法，主要包括理論考試、實(shí)驗(yàn)考核、課堂表現(xiàn)和加分項(xiàng)，其中理論考試占40%、實(shí)驗(yàn)考核占50%，課堂表現(xiàn)占10%。實(shí)驗(yàn)考核主要包括平常實(shí)驗(yàn)（50%）、綜合大實(shí)驗(yàn)（50%）。課堂表現(xiàn)主要包括課堂參與度（50%）、回答問題的準(zhǔn)確性（30%）、課堂紀(jì)律（20%）等。加分項(xiàng)在最后的總成績(jī)中體現(xiàn)，最高不超過100分。

1.理論考試

理論考試采用試卷筆試進(jìn)行，要求學(xué)員在120分鐘內(nèi)完成答卷。最后的理論考試主要綜合考核學(xué)員對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。

2.實(shí)驗(yàn)考核

實(shí)驗(yàn)考核主要采用分階段逐項(xiàng)考核法，全程跟蹤學(xué)員對(duì)知識(shí)的掌握程度。本課程有10學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課，包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（80%）和擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)（20%），與理論課時(shí)交叉安排，數(shù)次理論課后就安排一次實(shí)驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)分階段考核?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要在實(shí)驗(yàn)箱上驗(yàn)證理論課所講解的項(xiàng)目，考核學(xué)員對(duì)當(dāng)前階段所有項(xiàng)目中所包含的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)是教員布置的擴(kuò)展性內(nèi)容，需要學(xué)員自主完成，以考核對(duì)知識(shí)點(diǎn)的靈活應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)評(píng)分時(shí)兼顧實(shí)驗(yàn)完成度、耗費(fèi)時(shí)間和學(xué)員的機(jī)務(wù)作風(fēng)。

在第五次課時(shí)向?qū)W員公布綜合大實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并充分開放實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)員可利用課余時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室完成綜合大實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，最后，在課程結(jié)束時(shí)驗(yàn)收綜合大實(shí)驗(yàn)的完成情況，依據(jù)綜合大實(shí)驗(yàn)的完成度打分，若在綜合大實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上自主設(shè)置并完成附加功能的，可得到5分附加分。

3.課堂表現(xiàn)

課堂表現(xiàn)主要包括課堂紀(jì)律、課堂參與度和回答問題的準(zhǔn)確性。課堂紀(jì)律主要指學(xué)員有無打瞌睡、說話、隨意走動(dòng)等，為基本分，從全程授課來看，學(xué)員的課堂紀(jì)律都很好。課堂參與度主要指學(xué)員與教員的互動(dòng)程度，課堂紀(jì)律很好，但課堂參與度不一定高，比如大家都坐得很好，不講話，看似認(rèn)真聽講，但可能神游物外。因此，每堂課授課時(shí)先指出本次課所要講述的重難點(diǎn)和所涉及的知識(shí)點(diǎn)，并采用搭積木式授課法，先由教員講授基本項(xiàng)目的完成思路，講授時(shí)可設(shè)置一些常見的VHDL編程錯(cuò)誤，作為問題拋出，再逐漸增加功能，引導(dǎo)學(xué)員思考完成。

4.總分計(jì)算

每項(xiàng)都按100分計(jì)算，計(jì)算公式如下：

S=0.5×SL+0.1×SK+0.5×（0.5×SZ+0.5×1N∑Ni=1SPi）+SJ

其中SL為理論成績(jī)，SK為課堂表現(xiàn)，SZ為綜合大實(shí)驗(yàn)成績(jī)，SPi為平常實(shí)驗(yàn)成績(jī)，SJ為實(shí)驗(yàn)加分。I范圍為1～N。S最大不得超過100。

四、應(yīng)用示例

1.課程概況

“EDA技術(shù)與PLD設(shè)計(jì)”課程是為雷達(dá)工程（電子方向）本科專業(yè)和測(cè)控技術(shù)與儀器本科專業(yè)開設(shè)的一門選修課程，其先修課程為“數(shù)字設(shè)計(jì)”。授課學(xué)時(shí)為30學(xué)時(shí)，其中理論20學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí)。本課程主要教授VHDL語言，實(shí)踐性很強(qiáng)，需要在不斷的實(shí)驗(yàn)操作中深入理解理論知識(shí)并能靈活應(yīng)用。通過課程的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作，以加深學(xué)員對(duì)“數(shù)字設(shè)計(jì)”理論知識(shí)的理解，使學(xué)員掌握VHDL語言并養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣、建立整系統(tǒng)概念，提高學(xué)員的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用能力、協(xié)作能力、分析問題能力、解決問題能力、實(shí)驗(yàn)操作能力，并培養(yǎng)良好的機(jī)務(wù)作風(fēng)。

2.教學(xué)實(shí)施

傳統(tǒng)教學(xué)方式主要基于QuartusII軟件授課，講述VHDL硬件描述語言的使用，通常采用先課堂講授，再布置課后實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練方式進(jìn)行。課堂講授一般按章節(jié)講解知識(shí)點(diǎn)，而一個(gè)簡(jiǎn)單的VHDL程序通常包含多個(gè)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，通過學(xué)習(xí)，學(xué)員基本能掌握課程各章節(jié)的內(nèi)容，但利用課程所學(xué)解決實(shí)際問題的能力沒有得到顯著提高，往往存在對(duì)一個(gè)問題感覺無法下手，即沒有建立整系統(tǒng)概念，沒有站在總體的高度去思考問題。針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的缺點(diǎn)，采用了項(xiàng)目研究式教學(xué)法，即根據(jù)課程內(nèi)容凝練了選擇器、譯碼器、計(jì)數(shù)器、全加器、掃描顯示電路、數(shù)控分頻器、移位寄存器、頻率計(jì)、電機(jī)控制、樂曲演奏電路、多波形函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、A/D采樣控制電路、PS2協(xié)議編程、VGA彩條信號(hào)顯示編程等14個(gè)項(xiàng)目，課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的所有知識(shí)點(diǎn)都包括在項(xiàng)目之中，每次課程講授1～2個(gè)項(xiàng)目。授課時(shí)故意設(shè)置一些常見的VHDL編程錯(cuò)誤，引導(dǎo)學(xué)員去排除，以加深學(xué)員對(duì)基本知識(shí)的理解。同時(shí)，我們將14個(gè)項(xiàng)目劃分為3個(gè)授課階段，具體如下：

第一階段講解選擇器、譯碼器、計(jì)數(shù)器、全加器等4個(gè)項(xiàng)目，通過學(xué)習(xí)，使學(xué)員掌握課程基本知識(shí)，初步會(huì)用VHDL語言編程，會(huì)用Quartus軟件調(diào)試、仿真程序，并安排一次實(shí)驗(yàn)考核，完成上述4個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，以檢驗(yàn)學(xué)員對(duì)基本知識(shí)的掌握程度。

第二階段講解掃描顯示電路、數(shù)控分頻器、移位寄存器、電機(jī)控制等4個(gè)項(xiàng)目，通過學(xué)習(xí)，以提高學(xué)員對(duì)VHDL語言的靈活應(yīng)用能力，并能排除Quartus軟件編程、調(diào)試、仿真中遇到的常見問題，并安排一次實(shí)驗(yàn)考核，完成上述4個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，以檢驗(yàn)學(xué)員對(duì)知識(shí)的靈活應(yīng)用能力。

第三階段講解頻率計(jì)、樂曲演奏電路、多波形函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、A/D采樣控制電路、PS2協(xié)議編程、VGA彩條信號(hào)顯示編程等6個(gè)項(xiàng)目，其中每2個(gè)項(xiàng)目安排1次實(shí)驗(yàn)，此階段屬于提高拓展階段，通過本階段的學(xué)習(xí)，學(xué)員的整系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、自頂向下分析能力和自底向上實(shí)現(xiàn)能力得到提高。

3.考核

為檢驗(yàn)教學(xué)效果，我們制訂了相適應(yīng)的多因子加權(quán)考核方式，擬采用理論考試、實(shí)驗(yàn)考核、課堂表現(xiàn)和加分項(xiàng)相結(jié)合的考核方式，全程考核學(xué)員對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。

理論考試采用試卷筆試進(jìn)行，以考核學(xué)員對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。

實(shí)驗(yàn)考核采用分階段逐項(xiàng)考核法，根據(jù)三個(gè)授課階段實(shí)施，全程跟蹤學(xué)員對(duì)知識(shí)的掌握程度，并根據(jù)考核結(jié)果總結(jié)、分析、講評(píng)，以考促學(xué)，鞏固學(xué)員的知識(shí)掌握能力，提高學(xué)員的知識(shí)應(yīng)用能力?？己藭r(shí)分基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)評(píng)分時(shí)兼顧實(shí)驗(yàn)完成度、耗費(fèi)時(shí)間和學(xué)員的機(jī)務(wù)作風(fēng)，并根據(jù)綜合大實(shí)驗(yàn)的完成情況計(jì)算附加分。

課堂表現(xiàn)則根據(jù)課堂紀(jì)律、課堂參與度和回答問題的準(zhǔn)確性進(jìn)行打分。

最后，依據(jù)公式統(tǒng)計(jì)單個(gè)學(xué)員成績(jī)，作為課程成績(jī)。

五、成效

通過授課方式改革和考核方式的改革，學(xué)員對(duì)“EDA技術(shù)與PLD設(shè)計(jì)”課程的學(xué)習(xí)熱情更加高漲，尤其是通過考核結(jié)果可以看出，學(xué)員已掌握課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的內(nèi)容，初步能用VHDL語言編程，優(yōu)秀的學(xué)員能用課程知識(shí)解決生活中的一些問題。在最后的綜合大實(shí)驗(yàn)中，有1名學(xué)員得到附加分。

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