MATLAB仿真課程考核方式的教學(xué)改革思考

楊海勇

摘要：合理有效的課程考核方式能在教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生起到明顯的指引作用，值得我們探索和實(shí)踐。本文介紹《MATLAB及系統(tǒng)仿真》課程在課程考核和學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式方面的改革方案和相關(guān)思考。以平時(shí)的實(shí)驗(yàn)考核和期末的上機(jī)操作考核相結(jié)合的考核方式，能促進(jìn)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)，更符合軟件類課程的教學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)律，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；考核方式；學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)；MATLAB仿真

《MATLAB及系統(tǒng)仿真》作為自動(dòng)化專業(yè)的一門重要專業(yè)課，在以前的考核過程中，多采用常規(guī)的試卷形式，將仿真方面的應(yīng)用編成試題，在考卷上解答，題型也沒有完全和自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)接軌。這種純理論課程的考核方式對(duì)于實(shí)踐性強(qiáng)的軟件類課程來(lái)說(shuō)，并不完全合適，也不利于專業(yè)化應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

對(duì)于上述這些亟待解決的問題，需要我們從考核形式、評(píng)價(jià)方式、教學(xué)內(nèi)容等各方面做必要的改革，提高教學(xué)效果。

經(jīng)過兩個(gè)學(xué)期的任課實(shí)踐和探索，對(duì)這門課程考核和學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式進(jìn)行了相應(yīng)的改革，本文做為相應(yīng)的總結(jié)和思考。主要改革方向是期末筆試考核改為上機(jī)操作考核，平時(shí)成績(jī)根據(jù)平時(shí)多次實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)決定，兩者各占總成績(jī)50%的權(quán)重。還應(yīng)該注意的是，在每學(xué)期初上課時(shí)，需要對(duì)學(xué)生廣泛宣傳，使學(xué)生熟悉考核改革方案，從平時(shí)日常學(xué)習(xí)開始努力準(zhǔn)備，以考核促進(jìn)平時(shí)的課程學(xué)習(xí)。

一、教學(xué)改革指導(dǎo)思想

為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，應(yīng)重視理論與實(shí)踐相結(jié)合、MATLAB仿真與自動(dòng)化專業(yè)課程相結(jié)合，著重培養(yǎng)學(xué)生分析、解決專業(yè)實(shí)際問題的能力。具體應(yīng)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)，幫助學(xué)生掌握實(shí)際應(yīng)用技能，培養(yǎng)具有一定創(chuàng)新思維的工程技術(shù)人員。

二、考核方式的改革目標(biāo)

本課程屬于軟件類課程，實(shí)踐性應(yīng)用性很強(qiáng)，上機(jī)考核促使形成一套高效的實(shí)踐教學(xué)模式，促進(jìn)MATLAB仿真的教學(xué)內(nèi)容與自動(dòng)化專業(yè)課程的知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合，并且以平時(shí)的實(shí)驗(yàn)考核給學(xué)生適度的壓力，使學(xué)生真正學(xué)會(huì)利用 MATLAB仿真解決自動(dòng)控制類專業(yè)問題。

這樣從考核形式、考核內(nèi)容、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式三方面促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，能顯著提高理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，并最終形成一套高效率的學(xué)業(yè)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方法。

三、考核方式的改革思路

課程考核形式，應(yīng)該遵循上述思想和原則，將同一學(xué)期的專業(yè)課內(nèi)容作為仿真考核的內(nèi)容，以上機(jī)運(yùn)行、實(shí)際操作的形式，考核學(xué)生應(yīng)用MATLAB仿真解決專業(yè)課中一些具體問題的能力。更重要的是，以考核促進(jìn)平時(shí)的理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以考核促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，使學(xué)生真正掌握好MATLAB仿真這個(gè)重要的工具軟件。

平時(shí)的教學(xué)期間，學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)的改革應(yīng)該更突出實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果和作用。 每一次的上機(jī)實(shí)驗(yàn)課，都應(yīng)作為一次綜合訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按照模塊化、項(xiàng)目式的方式選取，密切聯(lián)系相關(guān)專業(yè)課程，其訓(xùn)練效果作為學(xué)生的一次平時(shí)成績(jī)，而一學(xué)期多次平時(shí)成績(jī)的平均數(shù)就作為平時(shí)上機(jī)實(shí)驗(yàn)成績(jī)，占期末總評(píng)成績(jī)的50%。

考慮實(shí)際課程安排，以《自動(dòng)控制原理》和《過程控制工程》這兩門自動(dòng)化專業(yè)課為聯(lián)系課程，選取課程中的重點(diǎn)內(nèi)容，將MATLAB仿真直接應(yīng)用于自動(dòng)化專業(yè)課中的知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生感受到借助MATLAB仿真，能高效完成很多繁瑣的繪圖和計(jì)算工作，從而對(duì)MATLAB仿真產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。

合理有效的課程考核和學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式能起到鮮明的指引作用，使學(xué)生明確其學(xué)習(xí)目的，促使其靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際專業(yè)問題，從而培養(yǎng)應(yīng)用型復(fù)合型人才。

四、評(píng)價(jià)方式和改革方案

《MATLAB及系統(tǒng)仿真》的課程考核包括平時(shí)上機(jī)實(shí)驗(yàn)成績(jī)和期末上機(jī)考核成績(jī)兩部分，各占總評(píng)成績(jī)的50%。

一個(gè)學(xué)期共6次上機(jī)實(shí)驗(yàn)課，針對(duì)每一次的實(shí)驗(yàn)，仿真模型（或程序）設(shè)計(jì)方法合理，能熟練地獨(dú)立調(diào)試運(yùn)行出正確結(jié)果，計(jì)為90分；若能用兩種以上方案正確實(shí)現(xiàn)，視情況計(jì)為95分或100分；若需要多次修改，查找教學(xué)資料后能運(yùn)行出正確結(jié)果，計(jì)為80分；需要在老師的幫助下查找錯(cuò)誤，才能運(yùn)行出正確結(jié)果，計(jì)為70分；仿真模型（或程序）設(shè)計(jì)方法不夠合理，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)有一定困難的，計(jì)為60分；不參加實(shí)驗(yàn)者，計(jì)為0分。這樣，每次的實(shí)驗(yàn)成績(jī)作為一次平時(shí)成績(jī)，取6次的平均數(shù)作為平時(shí)上機(jī)實(shí)驗(yàn)成績(jī)。

期末上機(jī)考核以上機(jī)運(yùn)行、實(shí)際操作的形式，主要考核學(xué)生應(yīng)用MATLAB軟件繪圖、計(jì)算、對(duì)控制系統(tǒng)分析和仿真的能力。具體考核內(nèi)容選取同一學(xué)期開設(shè)的專業(yè)課《自動(dòng)控制原理》中的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)，例如系統(tǒng)穩(wěn)定性的判定、伯德圖的繪制、零極點(diǎn)圖的繪制等具體問題，引導(dǎo)促進(jìn)學(xué)生善于利用MATLAB軟件，助力自動(dòng)化專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。

期末上機(jī)考核的評(píng)分機(jī)制如下：60分鐘的上機(jī)操作時(shí)間，學(xué)生應(yīng)獨(dú)立完成5道題，每題20分，總分100分。解答題目的答案（如設(shè)計(jì)仿真模型或程序）可以復(fù)制并粘貼到word文檔，調(diào)試運(yùn)行的結(jié)果（或圖形）也要復(fù)制并粘貼到word文檔，考核結(jié)束時(shí)提交這份word文檔，以方便任課教師評(píng)定上機(jī)考核成績(jī)。

針對(duì)每道題，方案設(shè)計(jì)合理，能調(diào)試運(yùn)行出正確結(jié)果的，得20分；方案設(shè)計(jì)可行，但沒有得出正確結(jié)果的，得10分；方案設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，也無(wú)正確結(jié)果的，得0分。5道題的總共實(shí)際得分就是學(xué)生的上機(jī)考核成績(jī)。

五、改革成效分析

本課程屬于軟件類課程，實(shí)踐性應(yīng)用性很強(qiáng)，平時(shí)的實(shí)驗(yàn)考核使學(xué)生在每一次的實(shí)驗(yàn)時(shí)都有考核的壓力，這個(gè)壓力可以轉(zhuǎn)化成學(xué)習(xí)的動(dòng)力，因此能大幅提高實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，要做好實(shí)驗(yàn)，順利完成每一次的考核，在理論課中也需要認(rèn)真學(xué)習(xí)，盡量隨堂理解課程內(nèi)容，這樣也能提高理論課的課堂教學(xué)效果。

從公布考核改革方案后，到每一次的實(shí)驗(yàn)考核記錄，學(xué)生對(duì)課程越來(lái)越重視，理論課的課間課后，總有一些學(xué)生探索問題，和老師一起討論，這是一個(gè)明顯的進(jìn)步。在實(shí)驗(yàn)課中，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度也很認(rèn)真，能按照實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目積極操作，獨(dú)立調(diào)試運(yùn)行程序，直到得出正確的仿真結(jié)果。

總的來(lái)說(shuō)，大多數(shù)學(xué)生都能順利完成每次實(shí)驗(yàn)，并且實(shí)驗(yàn)效果良好，期末的上機(jī)考核基本都能利用MATLAB仿真解決自動(dòng)控制原理課程中的實(shí)際問題，有效促進(jìn)了專業(yè)課的學(xué)習(xí)，這種考核方式的改革取得了明顯的成效。

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