綜合設計性工程訓練課程考核方式的改革和探索

司農　張印春　賈克斌　施遠征

摘要：本文以北京市精品課程“電子工程設計”課程為例，簡述了綜合設計性工程訓練課程考核目前所存在的一系列問題，并針對這些問題，提出了有效的改革辦法。通過對實踐課程考核方式探索提升課程的實際教學效果。

關鍵詞：工程訓練；課程設計；考核辦法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）17-0138-02

隨著中國經濟的高速發展，我國已成為僅次于美國的全球第二大經濟體。在經濟全球一體化的大背景下，我國不僅面臨著自然資源的逐漸匱乏，更面臨著工程設計人才的嚴重短缺。而綜合設計性工程訓練課程的教學目的更偏重于培養學生的工程實踐能力、動手能力和創新能力。因此，這類課程就成為高等院校實踐課程體系中的重要一環。而在學生參與工程訓練課程的過程中，恰當的課程考核方式可以激發學生參與課程的積極性、督促學生按時按要求完成課程進度，提升課程的實際教學效果。

一、“電子工程設計”課程概況

北京工業大學“電子工程設計”課程2009年被評為北京市精品課程。該課程以完整的閉環溫度采集和控制系統為核心，通過180學時、6學分、2個學期的工程訓練教學過程，為電子類專業學生開展工程實踐教育。課程結合了模擬電子技術、數字電子技術、電子測量、微機原理、單片機、信號處理、通信工程、高級語言程序設計等多門課程的知識。電子信息工程（實驗班）、通信工程、自動化、電子科學與技術專業的學生在第5、6兩個學期連續參加該工程訓練課程。為了遵循由淺入深、循序漸進的教學規律，該課程按模塊分為1、2、3三個階段，分別對應為設計基礎、系統搭建和高級功能三個層次。三個階段被劃分為相對獨立的子課程，三門子課程的學生成績獨立并分別設置為1.5學分、2.5學分和2學分。

二、原有考核方式存在的問題

“電子工程設計”課程自2000年開始正式運行以來一直沿用著“設計作品”+“設計報告”+“答辯”的考核方式。其中，設計作品是指學生在該課程中完成的硬件電路和軟件程序設計成果。“設計報告”是指學生撰寫的完整的設計書。“答辯”是為個別作品特別突出的小組設置的，單獨給全體老師和學生陳述設計過程并接受提問的環節。而隨著近年學生學習特點的變化，原來設計的考核方法中存在的一些問題也逐漸顯現。

1.按組進行成績評定，影響學習積極性。“電子工程設計”課程采取二人一組的組織形式，二人共做一件作品，共寫一份報告，因此除答辯考核之外，無法對二人學習成績作出客觀的差別評價，因此同組二人通常成績相同。設置為二人一組的初衷是考慮到設計題目的難度與工作量較大，單人操作難以完成。另外，二人配合也是為了培養學生團隊合作能力，更好地完成設計作品。然而，近幾年，在課程開展的過程中發現這種按組評定成績的做法無法體現工作中貢獻量的差異，嚴重影響到工作多、貢獻大的學生的學習積極性。

2.考核項目與教學內容匹配度低，缺乏對學習的導向作用。原有考核方式重成果、輕過程，不能完全覆蓋全部的教學要求。一方面，由于考核硬件條件的限制，諸如儀器操作方法、硬件操作步驟、原理分析能力等很多內容無法進行一一考核，甚至電路測試和故障診斷等核心教學內容也不在考核范圍之內；另一方面，由于學生二人小組中的分工不同，每個成員做好自己的工作，不需要具備完成整個項目所需的其他知識、方法和技能，就可以圓滿地完成整個設計任務。這些問題的存在，使得學生學習一些有難度的關鍵知識點的時候，缺乏應有的動力。而教師也無法通過現有考核方式驗證所有的教學環節，優化教學過程。

3.缺少獨創性鑒別手段、成果抄襲的現象嚴重降低教學成效。“電子工程設計”將第1、2階段主要定位于“教設計”、“練實現”，給學生講解如何進行項目的頂層設計和底層設計，這兩個階段重點鍛煉學生電路與系統的調試能力和故障診斷能力。目前，第1階段的考核包括印刷電路板EDA設計繪圖作業、電路模塊設計作品、設計報告三部分，各分值分別占總分的30%、30%、40%。第2階段的考核項目，包括硬件和軟件設計、設計報告部分，各分值分別占總分的60%、30%，另有10%是答辯考核，但由于近些年能夠完成全部設計任務，符合這個參與答辯環節條件的學生越來越少，答辯考核已經名存實亡，而這10%的分數基本轉變為任課教師根據課堂表現的主觀印象分。第3階段的情況與第2階段的情況類似。

但是，從以上考核項目構成分析可以看到，這些項目都無法保證學生的獨創，無法反映學生是否真實獨立完成，只能通過教師隨堂觀察各組表現來側面判斷。部分學生通過簡單拷貝往屆學生的設計圖和報告就能輕松獲得30分，再請其他同學幫忙調通電路，然后拷貝和運行別人的程序幾乎就能完成全部設計要求，再獲得50分。而保證各實踐環節獨立完成不能僅僅依靠學生各自的學習態度和個人的道德修養。如果這一問題不解決，就不能做到公平客觀評價，不但不能發揮該課程最大的培養作用，不能完成教學目標，也會造成教學資源的嚴重浪費。

三、考核方式的改革和探索

為了解決上述問題，通過仔細分析問題的成因，試圖找出有針對性的解決對策。根據“電子工程設計”課程自身的特點以及短期內可以具備的軟硬件條件，借鑒其他同類課程的考核方式和方法，對考核方式、考核內容進行了如下的改革。

1.調整設計報告在考核項目中所占分值比例。設置設計報告的考核內容的目的是使學生將設計內容和設計過程進行梳理和總結。通過設計報告反映學生的設計思想、方案內容、電路原理的分析與計算、問題分析與解決的經驗。電子工程設計第1階段的電路設計內容主要包括功能相對獨立、設計實現相對簡單的獨立模塊電路設計，撰寫設計報告的必要性不大。因此，在第1階段的考核中取消設計報告的環節。第2階段的教學內容主要涉及電路系統軟硬件的設計與實現，但由于在教學過程中教師向學生提供了大量的設計參考資料，教學側重于設計方案的實現。因此，適當降低設計報告的分值，同時簡化了設計報告的要求。第3階段則提供十幾個設計題目，由學生自己安排工作進度、自己查找資料、獨立完成設計方案，教師只提供資料來源，對學生的設計和實現過程進行必要的引導、監督，教學偏重于獨立完成某個自選設計題目的研發能力訓練。由于項目題目自選結果相對分散，使得項目成果的獨創性便于鑒別。因此，將電子工程設計第3階段的報告分值占總分的比例仍保持為30%，同時教師需要加大設計報告撰寫的指導力度。endprint

2.增加筆試環節。在電子工程設計的三個階段中，第1階段包含的內容是最為廣泛的。為了使考核內容能夠全面涵蓋第1階段的教學內容，借鑒其他實踐環節考核的方式，利用取消設計報告考核環節后留出的40分的分值缺口，增加筆試環節。第1階段的筆試題目中包括元器件常識、印刷電路板EDA軟件操作、系統整體方案設計、電路模塊的調試等內容。這些內容在改革前的考核項目中均無法體現。只能通過繪圖作業、電路模塊的硬件實現電路間接判斷學生是否掌握了這些知識或方法。但由于原有的缺陷，所有學生是否都獨立完成了這些考核項目，是否同組二人都掌握了這些知識與方法均無法判別。而改革后的筆試環節，不僅豐富了考核內容，還要求學生必須掌握所講授的知識和方法，而且可以對每一名學生的掌握情況加以檢驗，從而對教學效果做出真實、客觀的評價，也可以在一定程度上避免同組二人獲得相同成績。

3.在第2階段中增加實操考核環節。電子工程設計第2階段的教學側重點是系統實現過程中的電路調試與故障診斷訓練，原有的考核方式無法體現這方面訓練的成果。為了解決這個問題，在第2階段的考核中增加了實操考核環節，主要考核學生對電路測試方法的掌握情況以及對電路故障的診斷、分析和排除能力。原有的考核方式下，學生在調試電路時可以找別的同學代勞或遇到困難時請別的學生幫助解決，軟件程序也可通過拷貝的方式獲得。而增加的實操考核要求學生必須掌握電路測試與故障診斷的基本方法和儀器設備、開發裝置的使用方法才能獲得滿意的分數。為此，我們設計了專門的實操考核硬件裝置。該硬件裝置允許通過教師設置，自動使電路出現各種故障。學生在參加單人實操考核過程中，需要使用儀表，對故障點進行排查，再經過對原理的分析、結合對故障原因的判斷，通過焊接修改電路的連接、更換元器件、改變程序的流程等操作才能使電路恢復原有功能。同組的每名學生都需要對系統中大多數電路的原理了如指掌。實操考核除了具有豐富的考核內容、明確學習導向、提高考核的客觀與公平性的特點之外，更重要的是不同于筆試偏重于知識的理論考核，它更偏重于解決實際問題的真實能力的實踐考核。

綜合設計性工程訓練課程的考核一直是實踐環節教學中既重要又艱巨的任務。“電子工程設計”課程改革后的考核形式不僅彌補了之前考核形式中出現的各種不足，更可以使工程設計課程發揮更大的作用。盡管課程改革的效果需要通過今后多年的教學實踐進一步驗證，但通過第一輪筆試卷面的測試結果，已經印證學生掌握知識的程度比改革前有明顯的長進。實踐考核形式的改革最終目的是促進實踐教學成效的進一步落實，增加對學生專業培養目標達成度。

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