基于問卷調查法的計算機仿真技術課程綜合性實驗效果分析評價

李偉　張穎　許強

摘要：綜合性實驗對于提高學生綜合素質，培養(yǎng)學生實踐能力與創(chuàng)新精神具有極其重要的作用，為了科學評價計算機仿真技術課程綜合性實驗效果，文章基于問卷調查法，闡述如何設計情況調查表，如何采用多種評價方法對學生反饋數(shù)據(jù)進行分析和展示，如何驗證綜合性實驗設計的有效性。

關鍵詞：計算機仿真；綜合性實驗；問卷調查法；效果評價

1.背景

計算機仿真技術中的一些理論和公式建立在實驗、觀察、推理和假設的基礎上，其正確性須由實驗來驗證。計算機仿真技術實驗是計算機仿真技術課程的重要組成部分，研究如何通過計算機進行系統(tǒng)仿真技術的應用性實驗。在實驗過程中，學生用理論來解釋、分析實驗結果，又以實驗結果來證明理論，互相印證，達到鞏固理論知識，學會使用實驗設備，掌握實驗測試技能的目的。

綜合性實驗作為課程實驗教學中的一個重要環(huán)節(jié)，對提高學生的綜合素質，培養(yǎng)學生的實踐能力與創(chuàng)新精神具有重要作用。通過計算機仿真技術綜合性實驗，學生可初步掌握仿真工程軟件，應用仿真技術知識解釋、分析仿真實驗中所發(fā)生的系統(tǒng)參數(shù)和仿真效果規(guī)律，提高通過計算機仿真分析問題、解決問題的綜合性應用工程能力，為后續(xù)課程的學習和從事實際工作打下良好的基礎。

2.計算機仿真技術綜合性實驗的內涵與評價機制設計

2.1綜合性實驗的內涵要素

根據(jù)教育部《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》（教高[2005]01號）文件精神，為了加強學生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和綜合素質的培養(yǎng)，充分調動學生學習的主動性和創(chuàng)造性，加快實驗教學體系的改革，各實驗室需要加強對實驗教學內容的更新，減少驗證性和演示性實驗，增加設計性和綜合性實驗。綜合性實驗是指實驗內容涉及本課程或相關課程綜合知識的實驗，是在學生通過一個階段的學習后，在具有一定的基本知識和基本技能的基礎上，運用一門課程或多門課程的知識對學生實驗技能和方法進行綜合訓練的一種復合型實驗。

針對電子專業(yè)新教學大綱修訂和計算機仿真技術課程實驗教學需要，根據(jù)系統(tǒng)仿真基本方法，我們設計了面向工程實踐的實際電子控制系統(tǒng)指標和要求，要求學生采用計算機仿真的基本方法和工程性仿真軟件，分析仿真實驗的系統(tǒng)性能及設計。為實現(xiàn)上述目標，計算機仿真技術綜合性實驗應包括以下要素。

（1）綜合性實驗需要面向專業(yè)背景，內容應貫穿一門或多門課程的知識點，且各知識點應有必然聯(lián)系；

（2）綜合性實驗須由多項仿真過程任務組成，需要一定的任務實施程序；

（3）綜合性實驗最終易于形成某種結論、方案或物化結果，以提高學生的工程實踐仿真能力。

基于上述要素設計完成的計算機仿真技術綜合性實驗，突出了電子信息類專業(yè)特色和知識結構特點；整合了學科中計算機仿真的工作原理及使用方法、仿真工程軟件應用、系統(tǒng)設計、實驗數(shù)據(jù)分析處理等核心知識點。學生通過分析完整的典型電子電路系統(tǒng)的仿真性能設計過程，有效提高仿真實踐能力。

2.2綜合性實驗效果評價調查表設計

為了準確掌握學生對綜合性實驗內容的認知情況，針對計算機仿真技術綜合性實驗項目的“結合學生所在專業(yè)的知識背景”“實驗內容有機整合學生的理論課程內容”和“鍛煉培養(yǎng)提高學生的實際仿真技能”等3方面的綜合性實驗內涵要素要求，我們采用問卷調查法，設計了《計算機仿真技術綜合性實驗項目內容建設調整情況調查表》，通過向授課學生發(fā)出該調查表，收集學生對計算機仿真技術綜合性實驗的意見和建議，完成綜合性實驗效果評價。設計的調查表如圖1所示。

該調查表共有10個必答單選題和1個選答論述題組成，題目分為以下5類。

（1）題目2-4針對綜合性實驗內容是否結合學生所在專業(yè)知識背景。

（2）題目5和題目8針對綜合性實驗內容是否有機整合學生的理論課程內容。

（3）題目6-7針對綜合性實驗內容是否鍛煉培養(yǎng)提高學生的實際仿真技能。

（4）題目1、9-10分別調查學生對實驗情況總體滿意度、實驗學時安排合適度和實驗考核形式接受度等。

（5）選答論述題“其他（主要包括學生在實驗課程中的收獲、心得體會以及意見與建議等）”主要用于學生對該實驗課程的綜合認知情況的進一步展示。

調查表全面反映了綜合性實驗項目設計開設過程中需要滿足的各項要求，注重體現(xiàn)專業(yè)性、綜合性、實踐性等3方面的特點。

3.綜合性實驗效果調查數(shù)據(jù)與效果評價分析

3.1調查數(shù)據(jù)匯總

我們對2010級電子1-3班同學發(fā)放調查表86份，收回有效問卷48份。對反饋內容進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，學生選項調查數(shù)據(jù)見表1。

3.2實驗項目的“專業(yè)性”程度

對于實驗的“專業(yè)性”程度，在被調查并反饋個人認知情況結果的48名學生中，體現(xiàn)為“較好及以上”水平的數(shù)據(jù)如圖2所示。

從圖2可得出87%的學生認為實驗內容及要求的整體安排合理性（題目3）為很好或較好；73%的學生認為實驗內容3項中至少有1項最適合本專業(yè)的知識運用（題目4），其中17%的學生認為所有內容都符合；71%的學生認為實驗內容同所學專業(yè)背景整體結合（題目2）很好或較好。

因而，綜合性實驗在提升實驗項目“專業(yè)性”方面達到了預期目的，但還有上升空間。我們后期應深入對實驗內容進行優(yōu)化，細分專業(yè)應用方向，進一步提升“結合學生的所在專業(yè)知識背景”的實驗項目“專業(yè)性”程度。

3.3提升實驗項目的“綜合性”程度

對于實驗的“綜合性”程度，認為“較好及以上”水平的數(shù)據(jù)如圖3所示。

從圖3可得出，81%的同學認為實驗內容對所學知識點間的綜合運用程度達到很好或較好（題目5），有63%的同學認為實驗內容對知識儲備的要求很高或較高（題目8）。endprint

實驗項目內容綜合了電子專業(yè)的模擬電子知識、電路系統(tǒng)仿真、計算機仿真、Matlab軟件等多方面的專業(yè)知識，基本滿足電子專業(yè)學生的專業(yè)綜合知識培養(yǎng)需求和綜合性實驗項目設置要求。63%的學生認為實驗對知識儲備要求很高或較高，這說明目前很多學生不太適應實驗項目要求中的“知識綜合”，因此我們還需要對實驗內容進行優(yōu)化，進一步細分專業(yè)應用方向，在“綜合性”和學生綜合知識基礎“現(xiàn)實性”中進行平衡，以期進一步提升“實驗內容有機整合學生的理論課程內容”的“綜合性”程度。

3.4提升實驗項目的“實踐性”程度

對于實驗的“實踐性”程度，學生認為“較好及以上”水平的數(shù)據(jù)如圖4所示。

從圖4可得出，81%的學生認為實驗內容能很好或較好地培養(yǎng)系統(tǒng)仿真的綜合運用能力（題目6），77%的學生認為實驗內容能很好或較好地培養(yǎng)仿真實踐技能（題目7）。

因而，綜合性實驗在提升實驗項目“實踐性”程度達到了預期目的。實驗項目內容突出了電子信息類學生的專業(yè)背景和知識結構特點，培養(yǎng)學生運用現(xiàn)代仿真軟件技術進行實踐分析的方法，能較好地解決實際工程系統(tǒng)的仿真應用時效性，基本滿足電子專業(yè)學生的計算機仿真實踐性工程需求和綜合性實驗項目設置要求。針對仍有19%和23%的學生對綜合性實驗對“能力”和“技能”的培養(yǎng)效果不太滿意，我們后期應對實驗內容進行深入優(yōu)化，突出對仿真模型建立分析辦法、計算機仿真編程方法的實踐，進一步提升“鍛煉培養(yǎng)提高學生的實際仿真技能”的“實踐性”程度。

3.5實驗項目“常規(guī)性”內容反饋

對于實驗的“常規(guī)性”，學生反饋數(shù)據(jù)如圖5所示。

從圖5可得出，對于綜合性實驗項目的內容及要求的設計（題目1）、學時安排（題目9）、考核形式（題目10）等實驗項目常規(guī)性設置內容，學生大都較為滿意。特別需要指出的是，87%的學生認為實驗內容的考核形式不適宜采用“考試”的形式，其中，47%的學生認可“報告”形式，40%的學生認可“討論”形式。從中可以看出，大部分學生都希望通過自己、同學間、師生問的自由探索、討論分析，掌握相關實驗技能，所以，實驗的過程遠比實驗的結果重要。我們需要在以后的綜合性實驗教學中，有意識地強化學生在綜合性實驗過程中分析問題、解決問題、闡述實驗過程的技能和能力。

4.結語

針對電子專業(yè)新教學大綱修訂和計算機仿真技術課程教學需要，筆者調整優(yōu)化了計算機仿真技術綜合性實驗內容和要求，為有效評估教學效果，我們對一屆學生的實踐效果進行調查。調查結果較好地驗證了綜合性實驗的有效性，并對于進一步提升計算機仿真技術課程實驗教學內容提供重要參考。endprint