朱云國 劉增良 宋洪儒 陸 媛

銅陵學院電氣工程學院 安徽銅陵 244000

電路課程的非標準答案考試初探

朱云國 劉增良 宋洪儒 陸 媛

銅陵學院電氣工程學院 安徽銅陵 244000

針對應(yīng)用型本科培養(yǎng)復(fù)合型人才的定位，介紹了在電路課程考試改革中實施非標準答案考試的探索和實踐。充分利用MATLAB仿真平臺結(jié)合電路的理論知識，拓寬了電路的分析方法和手段。實施考核模式改革表明，避免了標準答案考試的不足，激發(fā)了學生對電路設(shè)計的興趣、提高了學生的自學和創(chuàng)新能力、達到了促進學風建設(shè)的效果。

電路；非標準答案；考試改革；MATLAB仿真

電路課程是工科自動化專業(yè)的一門必修課程[1-3]，是將學生引領(lǐng)到自動化專業(yè)的基礎(chǔ)課程。其概念、理論和方法是構(gòu)建學生科學素養(yǎng)的重要組成部分，是電類理論研究者和工程技術(shù)人員所必備的。偉大的科學家愛因斯坦說過：“知識是有限的，而想象力概括著世界上一切，是知識進步的源泉?！睘榱烁纳苽鹘y(tǒng)的標準答案考試的不足，培養(yǎng)學生的想象力和創(chuàng)新精神[4]，我院對電路課程采用非標準答案考試嘗試。

1 電路標準答案考核方式和存在的問題

我校電路課程的期末考試方式是在幾位上電路課的教師中推選2位教師命題，分別是A卷和B卷，再由學院隨機抽其中一份作為期末考試題，另一份作為下學期補考試題。考試卷命題的教師根據(jù)教學大綱中的重點，進行命題，并給出每一題的標準答案和評分標準。學生考試完后，幾位教師再對照標準答案進行流水作業(yè)，批改試卷，給出學生電路課程的期末考試成績。電路課程的標準答案考試存在的問題主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1.1 學生綜合分析能力得不到體現(xiàn)

電路標準答案考試主要考察客觀題，命題的教師為了考查某個知識點和便于標準答案的編寫和方便對學生得分的進行判定，總是指明使用某方法(如節(jié)點電壓法、回路電流法等)解題。而對于電路題目來說，使用什么方法解題首先是一個綜合分析再進行選擇的過程，在這個過程中體現(xiàn)了學生具體問題具體分析的能力，學生在選擇特定方法的時間里思維要做出權(quán)衡和取舍，選出他認為最好的方法解題，這要對他理解的所有的電路解題方法做一次篩選，才能挑選出合理的解題方法。傳統(tǒng)的考試不能培養(yǎng)學生的綜合分析能力。

1.2 學生的實踐能力得不到考核

標準答案考試適合考查客觀題，考查公式的記憶和數(shù)字的計算，而實踐能力的考核要求考查學生的動手能力，選擇和使用電子設(shè)備和儀器，在期末考試中把實驗儀器和設(shè)備放到考場不現(xiàn)實，這使得在電路期末考試中難以反映學生自己動手實際操作的能力。

1.3 學生的電路設(shè)計能力得不到驗證

標準答案考試不能在考場讓學生用元器件實現(xiàn)他自己設(shè)計的電路，更不能讓學生焊接電路板驗證設(shè)計的電路，所以對學生的電路設(shè)計能力也沒有好的辦法考查。

1.4 學生借助EDA軟件輔助分析的能力得不到反映

傳統(tǒng)的電路課程大都采用黑板板書和多媒體相結(jié)合的教學方法，學生對電路中的電壓和電流等變量的變化和電路在激勵作用下產(chǎn)生的響應(yīng)也不能直觀地觀察，知識點難以理解透徹。標準答案中采用手工做題，也沒有辦法畫出電路響應(yīng)的瞬時變化情況。學生操作計算機和利用計算機編程能力也沒法在標準答案考試中反映出來。

1.5 學生的創(chuàng)新能力得不到發(fā)展[5]

一些教師沒有很好地鉆研教學改革，上課用呆板的“填鴨式”教學方式教學，考試采用標準答案考試方式，學生就背背公式，對問題只知其然不知其所以然，束縛了學生的創(chuàng)新思維，創(chuàng)新能力更沒有在標準答案考試中體現(xiàn)。

2 教師從供給側(cè)改革

2.1 上課內(nèi)容進一步優(yōu)化

從教材出發(fā)，我院教師與清華大學出版社合作參與編寫了一本適應(yīng)我校應(yīng)用型發(fā)展規(guī)劃的《電路》教材。教材內(nèi)容由淺入深，闡述了電路理論的基本概念、規(guī)律和方法。保證了基礎(chǔ)，兼顧了深度。注意了內(nèi)容的聯(lián)系和融會貫通，訓(xùn)練了學生的發(fā)散思維能力。

2.2 仿真軟件的介入

MATLAB是歐美國家工科學生必學的軟件，引入仿真軟件MATLAB的學習能提高教師上課的教學質(zhì)量，加深學生對電路課程內(nèi)容的認識和理解。仿真軟件能方便畫電路圖、快捷地修改元器件的參數(shù)，結(jié)果能直觀顯現(xiàn)，更能培養(yǎng)學生嚴謹?shù)木幊趟季S和發(fā)揮學生的想象力，能對設(shè)計思想上的火花進行及時的驗證。

2.3 理論緊密聯(lián)系實踐

在開設(shè)電路理論課的同時開設(shè)電路實驗課，通過實驗?zāi)苁箤W生增強識別電子器件和實驗設(shè)備的能力，初步掌握電路板的焊接技術(shù)，傳統(tǒng)的實驗箱拔插實驗大多是課本定理的驗證實驗，在此基礎(chǔ)上增加了MATLAB仿真實驗和設(shè)計實驗。

3 改革的具體措施和方法

具體的非標準答案考試改革采用無紙化考試，在計算機房進行計算機上機考試，增加考試新題型。期末試卷增加了“實踐題”和“設(shè)計題”兩類新題型。通過加大主觀性考試題的比重，以強調(diào)電路考試的導(dǎo)向功能，使得試題內(nèi)容考查的知識點不再禁錮在書本上，是源于書本且于書本。出題有意識地向?qū)嶒灧治鰞A斜，這種試題的實踐性更強，它能引導(dǎo)學生綜合所學的電路知識解決實際中遇到的電路問題，從而提高學生的思維能力及其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

3.1 搭建仿真電路圖 驗證和應(yīng)用電路定理

利用MATLAB仿真能提高電路理論的學習，電路課程中大量的電路定理，動態(tài)運行情況也能直觀地在軟件中反映 ，這對電路定理的驗證和應(yīng)用有很大的幫助。在非標準答案考試中可以在計算機上編程真實再現(xiàn)，學生可以通過自己選擇合適的電路定理解決實際問題，這有利于考查學生的綜合分析能力和培養(yǎng)決策思維。

圖1 電容充放電過程仿真圖

圖2 電感電流的頻率特性仿真

3.2 考查實驗和電路設(shè)計能力

傳統(tǒng)的在實驗室做實驗，課后寫實驗報告的模式，因為學生可以抄襲和問人，也可以人為地修改實驗數(shù)據(jù)，所以不能真實的評價學生的操作能力和實踐能力。利用MATLAB仿真能在考試現(xiàn)場做仿真實驗，就地考查學生的動手能力，有充分的依據(jù)判別學生的實驗成績，避免評判學生實踐能力的片面性和表面性。

對于電路的設(shè)計，在仿真電路中利用MATLAB改變電路的結(jié)構(gòu)和電路中原件的參數(shù)，滿足學生設(shè)計的要求，同時回避了不合理設(shè)計帶來的人身和設(shè)備的傷害，節(jié)約了硬件投資，也避免了電路設(shè)計與電路考試不能在時間和空間相結(jié)合的缺點。仿真電路參數(shù)的設(shè)計訓(xùn)練了學生的工程意識，也能激發(fā)學有余力的學生的工程創(chuàng)造能力。

圖3 學生在實驗室做實驗

3.3 要求學生參加中級電工證的考核

中級電工證是自動化及電氣類專業(yè)職業(yè)資格證書，是從事自動化職業(yè)所必須掌握的知識和技能的證明；電工證對電類企業(yè)的多數(shù)職位，是必備的職業(yè)要求，被眾多的企業(yè)作為招聘的硬性標準；是學生未來就業(yè)求職的敲門磚、是職位晉升和工資晉升的助推器。 中級電工證的考核使學生學到更多的專業(yè)知識和培養(yǎng)更高的動手能力，符合教學改革的目的，必將成為教學改革的著力點。

3.4 借助非標準答案考試訓(xùn)練學生獨立思維和創(chuàng)新精神

非標準答案考試中有主觀題，使學生不能完全借鑒別人已有的結(jié)論，倒逼學生的獨立思維能力，同時學生能從實際問題出發(fā)，激發(fā)其創(chuàng)造性，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

4 結(jié)束語

在電路課程中實施非標準答案考試改革，借助MATLAB仿真明顯提高了學生的學習電路的興趣，使學生的分析能力、實踐能力以及設(shè)計能力和歸納能力都得到了提高，同時學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力也得到了強化；學生學習的主動性增強，為其自學創(chuàng)造了條件；使電路教育在更高的平臺上實施，學生參加自動化類的競賽積極性有很大的提高，將大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新的理念真正地落實。總之，這次電路非標準答案考試改革的效果良好，措施得力，學生的歸納能力和創(chuàng)新精神有明顯的提高，在學院結(jié)合教研室的共同探討和完善下建議在某些自動化專業(yè)同類課程(如電機拖動、電力電子技術(shù)、自控原理等)中嘗試，也期待在更多兄弟院校推廣。當然非標準答案考試本身還需要不斷創(chuàng)新和改進，只有不斷地探索，才能逐步提高教學質(zhì)量和培養(yǎng)高質(zhì)量的工程人才。

[1] 李淑琴,張玉奇,胡彬彬.電路認知實驗教學改革與創(chuàng)新精神培養(yǎng)[J].遼寧大學學報,2016(2):89-92.

[2] 劉芬,李雅靜.“電路分析基礎(chǔ)”課程考核方式的改革與實踐[J].教育教學論壇,2016(2):129-130.

[3] 史云玲,彭秀艷,劉蘭波.地方應(yīng)用技術(shù)型本科院?！半娐吩怼闭n程教學改革的探索與研究雞西大學學報,2016(3):19-21.

[4] 袁靜.應(yīng)用技術(shù)型院校“電路原理”課程教學改革的探究[J].中國電力教育:專業(yè)課程建設(shè),2014(29):39-40.

[5] 韋冬余,趙璇.“標準答案”審思[J].教育科學論壇,2011(10):21-23.

A preliminary Study on the Non-standard Answer Examination of Electric Circuit Course

Zhu Yunguo, Liu Zengliang, Song Hongru, Lu Yuan

Electrical Engineering, Tongling University, Tongling, 244000, China

Aiming at cultivating inter-disciplinary talents in application-oriented regular university, introduces the exploration and practice in the non-standard answer examination of circuit examination reform. Fully using the Matlab simulation platform and the circuit theory knowledge, the circuit analysis method and means is broadened. The reform shows that the deficiency of the standard answer is avoided, the students' interests in circuit design is reinforced, students’ ability in self-study and innovative thinking are cultivated and the construction of the studying style is promoted.

circuit; the non-standard answer; examination reform; MATLAB simulation

朱云國，博士，副教授。

省級質(zhì)量工程項目“自動化專業(yè)教學團隊”(編號：2015jxtd038)；銅陵學院重點教研項目(編號：2016jy075)。