劉天舒,房建東,張曉東,王莉莉
(1.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080;2.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)電力學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080)
教學(xué)效果比較與分析是確定教學(xué)目標(biāo)完成度的重要依據(jù)[1],“教學(xué)效果”表示一切與學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)的教學(xué)目標(biāo)完成度情況,針對實驗課程的教學(xué)效果依據(jù)實驗答辯、實驗報告、實驗仿真等指標(biāo)進(jìn)行體現(xiàn),教學(xué)效果分析既需要實時掌握本課程近幾年成績分布以及課程目標(biāo)完成度情況,又需要依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,總結(jié)授課效果及時進(jìn)行評價與比較。課程考核目標(biāo)建設(shè)是教學(xué)效果評價與分析的第一步[2]。
課程考核目標(biāo)主要依據(jù)學(xué)習(xí)者是否具有專業(yè)基本知識,以及學(xué)習(xí)資源是否充足,再結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行建設(shè),通過課程考核目標(biāo)的建設(shè)可以為下一步教學(xué)環(huán)節(jié)提供理論支撐和考核依據(jù),有利于教師基于考核數(shù)據(jù)進(jìn)行教學(xué)效果評價與分析。
傳統(tǒng)實驗教學(xué)中學(xué)生主要依據(jù)課本理論知識進(jìn)行選題,選題范圍受限,應(yīng)用不廣泛,缺乏實用性?!皯?yīng)用電子技術(shù)”創(chuàng)新實驗是以培養(yǎng)學(xué)生建模、研究、使用現(xiàn)代工具和提高創(chuàng)新意識的能力為目標(biāo)的一門課程。提倡學(xué)生根據(jù)應(yīng)用需求,結(jié)合理論知識進(jìn)行自主選題,從而開拓學(xué)生思維,真正做到理論結(jié)合實際需求進(jìn)行實驗。其中理論專業(yè)知識是這門課程必備的先決條件,所以課堂的專業(yè)知識教學(xué)是前提。為提高每位學(xué)生的課堂積極性,課程目標(biāo)為讓學(xué)生自己在課前主動學(xué)習(xí)專業(yè)知識,并通過答辯環(huán)節(jié)來檢測學(xué)生對專業(yè)知識掌握程度,能夠有效督促學(xué)生自主學(xué)習(xí),實現(xiàn)對理論知識更好的掌握。
在教學(xué)過程中,為培養(yǎng)學(xué)生的建模思維能力,讓學(xué)生通過閱讀文獻(xiàn)并結(jié)合實際來提出解決實際問題的方案。進(jìn)行仿真實測教學(xué),目的是使學(xué)生掌握一些基本的仿真平臺、實測工具及嵌入系統(tǒng)的應(yīng)用;通過整理實驗現(xiàn)象、分析實驗數(shù)據(jù)、繪制真值表、編制設(shè)計說明書及設(shè)計仿真實驗報告等環(huán)節(jié),可以培養(yǎng)學(xué)生交流借鑒、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、客觀評價和不斷優(yōu)化的能力,上述培養(yǎng)目標(biāo)的建設(shè)打破了傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式,傳統(tǒng)的實驗教學(xué)以課堂教學(xué)為主,教師單方面對學(xué)生進(jìn)行授課,缺乏對學(xué)生的動態(tài)認(rèn)知和及時定位管理。
創(chuàng)新實驗是以解決傳統(tǒng)實驗教學(xué)中重理論輕實踐的缺點為出發(fā)點的一門課程。根據(jù)教學(xué)出發(fā)點,本次教學(xué)分階段設(shè)置了4 個課程目標(biāo),每個階段循序漸進(jìn),內(nèi)容設(shè)置貫穿重難點培養(yǎng)目標(biāo)[3],每個目標(biāo)又設(shè)置了多個環(huán)節(jié),環(huán)節(jié)之間緊緊相扣,井然有序,本次課程考核目標(biāo)建設(shè)如表1 所示。
當(dāng)前,線上線下混合模式的教學(xué)代替了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)[4],本課程采取線上線下雙渠道形式進(jìn)行考核,該課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺界面如圖1 所示,學(xué)生依據(jù)各個目標(biāo)要求進(jìn)行實驗設(shè)計。學(xué)生線上提交實驗設(shè)計書及實驗設(shè)計記錄同時申請答辯,授課教師依據(jù)申請組別安排線下答辯,以4 次答辯、仿真和報告作為考核數(shù)據(jù)來考察學(xué)生各個目標(biāo)完成度。
表1 課程考核目標(biāo)建設(shè)
圖1 實驗課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺界面
“應(yīng)用電子技術(shù)”創(chuàng)新實驗評價體系堅持以“倡導(dǎo)主動實驗,培養(yǎng)創(chuàng)新思維,結(jié)果過程并重”的原則,鼓勵學(xué)生依據(jù)需求定位結(jié)合創(chuàng)新思維使用現(xiàn)代工程工具設(shè)計開發(fā)系統(tǒng)。
“應(yīng)用電子技術(shù)”創(chuàng)新實驗評價體系側(cè)重于設(shè)計/開發(fā)解決方案的合理性和創(chuàng)新性2 方面,指標(biāo)點對應(yīng)權(quán)重為0.5,內(nèi)容為通過問題描述(邏輯抽象)、建模(狀態(tài)圖、真值表、函數(shù)式等)、驗?zāi)#ǚ抡鎸嶒灒┑拳h(huán)節(jié),判斷學(xué)生解決綜合問題的能力,目的是使學(xué)生通過理論結(jié)合實際應(yīng)用場景,分析判斷位置空間,從而明確研究對象,運用創(chuàng)新思維設(shè)計可行方案,以此有效鞏固理論知識,同時提高學(xué)生創(chuàng)新思維,避免了傳統(tǒng)評價體系中對評價結(jié)果的重視高于評價過程問題,對于“應(yīng)用電子技術(shù)”創(chuàng)新實驗教學(xué)的特點來說,實驗過程反映了本科生的動手能力,應(yīng)更為重視。
現(xiàn)代工程工具使用可行性指標(biāo)點對應(yīng)權(quán)重為0.21,該項指標(biāo)側(cè)重于對學(xué)生實驗結(jié)果的評估,主要通過系統(tǒng)設(shè)計、仿真分析、功能測試、性能比對、方案優(yōu)化等環(huán)節(jié),判斷學(xué)生對實驗的完成度,以及理論知識運用是否合理,通過答辯環(huán)節(jié)的師生交流使學(xué)生從實驗結(jié)果中反思實驗過程中存在的問題,不斷改進(jìn),培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力。
實驗分析可靠性主要體現(xiàn)在判斷學(xué)生對實驗結(jié)果的分析和匯總能力,通過答辯、設(shè)計說明書和撰寫仿真實驗報告等形式進(jìn)行評價,以0.14 權(quán)重對該項指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)評估,目的是使學(xué)生在撰寫文檔時養(yǎng)成嚴(yán)格遵守其規(guī)范性和完整性要求的習(xí)慣。
本次教學(xué)效果分析對象為內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院通信工程專業(yè)2016 級72 人、2017 級72 人和2018 級78 人,參選總?cè)藬?shù)為222 人。
依據(jù)課程目標(biāo)一考核內(nèi)容對各級學(xué)生目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行統(tǒng)計,如圖2 所示,可以看出,學(xué)生在對需求分析、應(yīng)用定位知識的相關(guān)答辯中雖然呈現(xiàn)上升趨勢,但增幅不明顯,只增長了0.02%,表明學(xué)生在選題應(yīng)用定位方面創(chuàng)新性不足,難以滿足現(xiàn)階段廣泛的應(yīng)用需求。但是在對課題的邏輯抽象設(shè)計仿真環(huán)節(jié)有著明顯提高,表明本次目標(biāo)設(shè)置要求學(xué)生進(jìn)行課程理論專業(yè)知識預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)有所成效,學(xué)生能夠?qū)ζ溥x題進(jìn)行完善的理論技術(shù)分析,實驗報告完整度和可行性方面有所進(jìn)步。
圖2 課程目標(biāo)一達(dá)成度統(tǒng)計圖
依據(jù)課程目標(biāo)二考核內(nèi)容對各級學(xué)生目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行統(tǒng)計,如圖3 所示,可以看出,學(xué)生在研究選配資源方面具備了通過閱讀文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)問題的能力,但是在后續(xù)研究系統(tǒng)開發(fā)工具的仿真實驗比對中,對于一些仿真方案論證的能力仍然不足,統(tǒng)計圖表明在該方面存在下降趨勢,故學(xué)生需要在比對分析仿真方案方面進(jìn)行提升。
依據(jù)課程目標(biāo)三考核內(nèi)容對各級學(xué)生目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行統(tǒng)計,如圖4 所示,可以看出,通過仿真實驗培養(yǎng)了學(xué)生借助計算機軟件分析平臺等現(xiàn)代工程工具進(jìn)行電子系統(tǒng)開發(fā)的能力。學(xué)生已經(jīng)學(xué)會使用一些現(xiàn)代的工程工具解決實際任務(wù),并在該方面呈上升趨勢,這表明教師在培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)開發(fā)能力有著顯著成效,更加符合“應(yīng)用電子創(chuàng)新實驗”課程要求,但是在仿真實測、理論結(jié)合實際方面的能力還有欠缺,報告的撰寫未達(dá)到其規(guī)范性要求,有待提高。
圖3 課程目標(biāo)二達(dá)成度統(tǒng)計圖
圖4 課程目標(biāo)三達(dá)成度統(tǒng)計圖
依據(jù)課程目標(biāo)四考核內(nèi)容對各級學(xué)生目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行統(tǒng)計,如圖5 所示,可以看出,學(xué)生在設(shè)計方案優(yōu)化方面的創(chuàng)新能力不斷提高,體現(xiàn)了教師更注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和客觀評價能力,但是在完成任務(wù)的仿真和實測方面,對仿真平臺的使用和動手實踐能力同樣需要進(jìn)一步的提高,而且在答辯考核中也能反映出學(xué)生在交流借鑒、分析問題的邏輯能力仍有很大的上升空間。
圖5 課程目標(biāo)四達(dá)成度統(tǒng)計圖
總評成績依據(jù)自評成績和4 個教學(xué)目標(biāo)難易程度所占權(quán)重進(jìn)行分值分配,分值分配如表2 所示。
表2 總評成績分值分配表
2016 級、2017 級、2018 級總成績百分比分布圖如圖6 所示,可以看出,成績分布圖中優(yōu)秀等級占比在逐級增加,由2016 級的13%增加到2018 級的26%,同時成績分布在60~69區(qū)間及格等級的學(xué)生由之前的5%下降到1%,其中總評成績主要分布在80~89 良好等級,總評成績呈正態(tài)分布趨勢,符合教學(xué)成績分布規(guī)律,體現(xiàn)現(xiàn)階段課程設(shè)置的改進(jìn)有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,表明學(xué)生對“應(yīng)用電子技術(shù)”創(chuàng)新實驗課程設(shè)置的適應(yīng)度在不斷提高,符合該課程教學(xué)目標(biāo),教學(xué)效果明顯提高。
因各級學(xué)生人數(shù)相差較小,可使用折線圖來進(jìn)行直觀對比分析,如圖7 所示,2016 級成績兩級分化現(xiàn)象嚴(yán)重;2017 級成績分布在60 分左右學(xué)生較多,但90~100 分明顯偏少,成績分布不均勻;2018 級學(xué)生成績相對穩(wěn)定。從圖7 中可以看出2018 級學(xué)生在本實驗課程存在一定的退選率,體現(xiàn)了該課程學(xué)習(xí)的自愿性和靈活性。以上數(shù)據(jù)體現(xiàn)了此次課程考核難度適宜,學(xué)生對此次實驗課程積極性較高,分階段分目標(biāo)依據(jù)數(shù)據(jù)考核也更有利于教師因材施教,能夠及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實驗課程學(xué)習(xí)中的不足之處和課程設(shè)置中需要改進(jìn)的地方。
“應(yīng)用電子技術(shù)”創(chuàng)新實驗選修課從解決電子技術(shù)課程知行合一問題的角度出發(fā),設(shè)置教學(xué)實踐內(nèi)容,依據(jù)考核數(shù)據(jù)對學(xué)生進(jìn)行評估。通過此次考核數(shù)據(jù)的評價比較,更清晰地解了學(xué)生的實驗動手能力、創(chuàng)新實踐能力、交流合作能力。以4 個課程考核目標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn),通過4 次答辯、提交的實物和設(shè)計說明書等指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)考核評價,以不同級學(xué)生的考核數(shù)據(jù)進(jìn)行評價分析,及時掌握學(xué)生在不同教學(xué)環(huán)節(jié)的進(jìn)步和不足之處,從而有助于教師不斷對課程設(shè)置進(jìn)行完善,有助于提高學(xué)生參與實踐環(huán)節(jié)的積極性且提高對課程設(shè)置的適應(yīng)性,基于數(shù)據(jù)的“應(yīng)用電子技術(shù)”創(chuàng)新實驗教學(xué)效果評價與比較是開展課程考核體系的建設(shè)思路,以學(xué)生能力培養(yǎng)為本位的評價比較體系,能夠帶動教學(xué)全過程跟蹤與探索,實現(xiàn)良好的教學(xué)效果。
圖6 總評成績百分比分布圖
圖7 總評成績對比圖