实验课网络化评分体系改革的研究与探索

王海青 钱玲 谷亚林

摘要：实验教学对培养学生的实践动手能力起着重要作用，以信号分析与处理课群实验课为例，研究实验网络化评分体系的改革，通过建立科学的信号分析与处理课群的实验评分体系，采取多种不同的实验考核方式相结合，建立多样化、综合化的实践教学体系，以增强学生对实验的重视，提高学生的实践动手能力。

关键词：信号处理课群实验课;网络化;考评体系

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）38-0276-03

一、绪论

信号分析与处理课群包含有：“信号与系统”、“数字信号处理”、“DSP应用技术”课程，是电子信息类专业的核心课程，在教学环节上相互之间起着承上启下的作用。其中“信号与系统”、“数字信号处理”两门课程是电子信息类专业的基础课，其实验教学显得尤为重要;“DSP应用技术”课程要求学生掌握DSP芯片的工作原理以及培养学生具备DSP芯片应用开发的能力，该课程实践性非常强，课程配套实验对学生的实践动手能力提高显著。考核方式是课程教育及教学效果评价的重要环节，理论课程的考核方式经过多年的实践与改革[1-3]，已趋于完善，而对实验考核的教学改革少有研究，因此需要探索更科学的考核方法，以改变目前实验教学过程中重过程轻考核的普遍现象。另外，在当今信息时代，计算机技术与网络技术越来越广地应用于各个领域，将计算机与网络技术应用于现代高等教育中[4-7]，是现代高等教育发展的需要。本文通过对实验网络化评分体系的研究，采取多种不同考核方式相结合的实验教学和评分机制，建立具有多样化、综合化，分层次、重创新的实践教学体系，实现实践操作与理论基础的相辅相成。该体系以建立科学的信号处理课群的实验评分体系为目标，不仅可以增强学生对实验的重视，而且能够提高学生的实践动手能力和解决复杂工程问题的能力。

二、传统实验教学中存在的问题

我校“信号与系统”、“数字信号处理”实验课程各设有8学时，其内容为对理论的验证，旨在让学生通过实验对基本概念、基础理论、基本分析方法和算法有更深入的理解。“DSP应用技术”实验课程则有16个学时，在以TMS320F2812为核心的教学实验平台下的仿真，通过CCS软件开发环境下进行的较为复杂的设计性实验，培养学生解决复杂工程问题的能力。目前信号处理课群的配套实验存在以下几个主要问题：

1.实验过程难以考核。信号分析与处理的实验主要在实验室完成，在实验过程中，由于学生人数较多，老师不仅要进行教学，还需要指导，不能兼顾所有的学生。如“周期信号的频谱测试”这一实验过程中，第一次接触信号发生器和选频电平表的同学，对仪器的操作不能得心应手，常出现不能输出相应的参数波形情况，老师在指导过程中不能够对每一个学生的操作细节和实验结果仔细观察并做出客观、准确的评价。大部分信号分析与处理实验，都是根据每组最后完成的数据进行评判，这种实验模式不仅不利于发现优秀的学生，也难以在实验过程中杜绝学生互相间的实验数据抄袭现象。

2.实验考核比重低。实验教学的目的，是培养学生的动手能力、科研能力，以更好地满足社会对电子专业人才的需求。而传统的教学模式，以课堂教学为主，实验教学为辅，实验在课程考核中所占比重很低。并由于信号处理课群中的理论环节难度较大，涉及的数学较多，知识点繁杂，因此，学生主要精力放在理论学习中，把大量的时间花在数学问题的演算上，对于实验课程的预习、实验后的分析所花时间甚少，总体对实验教学重视程度不够。

三、网络化考评体系改革的思路

根据以上分析，实验教学中对学生的实验过程考核不够具体化，学生的实验成绩差距不大。为了解决这一矛盾，可通过对信号分析与处理课群实验课所在实验室进行网络化监控管理，对信号分析与处理实验课进行网络化监控管理。具体到在信号处理实验室每台计算机安装摄像头，实现实验课程的监控考评，其次选择合适的实验网络化管理软件，从而完成信号处理课群实验考核的网络化体系改革。实验课利用监控和网络化资源，记录下每一组学生实验的全程操作情况及实验数据产生过程，在实验课后由实验老师仔细观察，考查每组学生独立完成实验项目的情况，再根据具体项目的评分标准进行成绩评定。不仅做到实验评分有据可依，而且也杜绝了个别同学实验过程中浑水摸鱼、互相抄袭现象。实验室网络化管理体系示意图如图1所示。

该管理体系的实现综合了先进的网络技术，是传统实验考核的延伸，有着科学、及时、准确、公平等优点。而监控考评系统的实现，需要选择合适的实验网络化管理软件，我们这里利用现有的网络管理系统——“Timber-Exam”，该系统在我校《信号与系统》上机标准化试题考核教改的建设已完成。该网络系统在我校信号分析与处理实验室已调试成功，后期只需要具体到在实验室每台计算机安装摄像头，完成联机，即可实现实验课程的视频监控管理。通过实验课程的网络化监控的建设，可以实现对学生的实验操作进行客观的评价与打分。改变了以往只注重学生的实验结果不注重实验过程的状况，通过对实验操作的重视加强了学生的实际动手能力和团队合作精神的培养。

四、实践探索

在信号分析与处理课群实验教学过程中，我们从电子信息类的教学任务着手，以培养出既具有坚实的专业理論基础，又具有良好的工程实践能力的综合性电子人才为目的，以实验考核体系、实验教学方法为改革思路，采取了以下几个方面的措施。

1.实验网络化管理及客观评价体系的研究。实现实验课程的监控考评，需要选择合适的实验网络化管理软件，从而完成信号分析与处理课群实验考核的网络化体系改革。配合我校目前“信号与系统”正在进行的上机标准化试题考核的教改课题，利用现有的网络管理系统，对信号分析与处理实验课也进行网络化监控管理。该系统已经安装在电子信息与光电技术学院的实验中心实验室，网络系统调试成功。后期只需要具体到在信号处理实验室每台计算机加装摄像器材，即可实现实验课程的视频监控考评，从而完成信号处理课群实验考核的网络化体系改革。

信號分析与处理课群实验以网络化监控为依托，实验老师以组为单位，考查每组学生独立完成实验项目的情况，再根据具体项目的评分标准进行成绩评定。对实验操作过程的考核主要包括：操作是否规范、能否正确使用实验仪器、实验结果是否合理与科学、对实验结果的记录是否做到实事求是、能否遵守实验室条例、能否顺利完成实验等内容。如：“信号与系统”及“数字信号处理”硬件实验，侧重点在：实验数据的记录、筛选，对实验现象的观察、记录;“DSP应用技术”课程的设计性实验，则需考核学生掌握课程知识、运用课程知识解决工程问题及综合运用理论的能力。根据实验的一些关键性步骤制订具体的考核依据，做到评分体系的客观、公平。

2.构建课群不同实验平台的考评体系。以网络实验教学体系为改革思路，进行验证性、设计性、综合研究性实验的多层面结合，实现单门课程实验、课程群系统综合设计、课外参与科研课题的阶梯式推进，建立包括基础平台实验、课程群系统综合实验和创新研究型实验等方面的实践教学体系，如图2所示。针对不同平台，设立不同实验考核方式，从而建立具有多样化、综合化，分层次、重创新的实践教学体系，以增强学生对实验的重视，提高学生的解决复杂工程问题能力为最终目标。

经过初期建设，“信号与系统”课程实验在原有硬件实验基础上增加学生自主选题的信号处理设计性实验，而“数字信号处理”课程则增加一项复杂系统设计的实验考试;“DSP应用技术”由基于定点DSP芯片的设计实验，拓展到定点和浮点都要学习，实验室也从TI公司生产的定点芯片TMS320F2812为核心的实验箱，拓展到浮点DSP芯片TMS320C28335的嵌入式DSP控制模板SEED-DEC28335实验箱，增加A/D数据采集、串口数据传输等实验，扩充了综合实验项目。综合性实践教学平台为不同水平的学生提供了多种培养方案，将学生个性化发展和实践教学有机结合。从课程实验、课程群系统综合设计、科研训练和课外参与电子设计竞赛的阶梯式推进，强化课程实践训练和能力培养。

3.依托课程改革，继续实验改革。目前，我校信号分析与处理课群中“信号与系统”课程已经通过课程考核方式的改革，取得初步的成绩，学生反映良好。为了使学生注重实验教学，提高学习质量，培养学生的综合运用知识的能力，我们依托信号分析与处理课群的考核方式改革，进一步对实验考核进行改革，逐步提升实验成绩在总成绩中的比例，强化过程性的考核，淡化期末考试。注重平时实践教学的考核，提高学生的实践动手能力，通过加大实验成绩的比例，调动学生自主学习的积极性，有利于提高学生的实践操作能力和系统创新能力，提高教学效果。另外，为了增强学生的初步系统设计能力，采用多种实验考核方式相结合，如基础性实验、验证性实验、综合设计实验、上机考核等，几种方式从不同侧面促进实践教学，从不同层次上加速学生知识能力的转化。本课群中结合实验的课程考核示意图见图3所示。

这样多种实践考核相结合的应用，不仅有利于提高学生对实验操作的重视，更是提升了学生的实践能力与创新能力。多种实验考核方式并用互补，从不同侧面检验、评价、促进教学，从不同层次上加速学生知识能力的转化。每一种考核结构在考核成绩中只占一定比例，有利于提高学生的实践能力与创新能力，使其结合起来更为客观公正。

五、结语

实验教学与考核是学习过程中的重要环节，是实现理论学习的“知”与实践操作的“行”达成合一的双翼，是理工科教学研究与探索的方向之一。本文对采用多种实验考核方式、建设实验成绩的客观评价体系和实验过程的网络化管理等教学改革的探索研究，既能满足现阶段对实验教学的要求，顺应教学规律，促进实验教学的发展，又能激发学生的学习动力，提高动手能力、科研能力，加强了学生团队合作精神的培养。因此实验网络化评分体系是电子化教学不可缺少的一个重要环节，是现代科学技术所带来的教育思想、教学方法的重要变革。

参考文献：

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Research and Exploration on the Reform of Networked Scoring Systems in Experimental Courses

—For the Courses of Signal Processing

WANG Hai-qing，QIAN Ling，GU Ya-lin

（School of Electronic and Optical Engineering，Nanjing University of Science & Technology，Nanjing，Jiangsu 210094，China）

Abstract：Experimental teaching plays an important role in cultivating students' practical ability.In this paper，taking experimental course group of signal processing as an example，the reform of experiment scoring system based on network has been investigated.By developing a scientific experiment scoring system and a variety of experimental assessment methods，a diversified and comprehensive practical teaching system will be established which will be benefit for drawing students' attention to experiments and improving students' practical ability.

Key words：experimental course group of signal processing;networking;evaluation system