淺析電學專業基礎課程成績相關性的論文

大學是以培養創新型人才為目標，幫助學生掌握專業知識和專業技能為目的的重要學習階段。學生的課程成績是衡量學生的學習效果和教師的教學質量的標準。而學生課程成績間的相關性，影響課程成績的諸多因素一直是教師和教學管理部門關注的重點。課程之間的準確的相關性分析至關重要，方便教學管理部門制定教學計劃，將課程設置完善和合理化; 滿足教師授課前的知識準備和知識體系的架構;為學生提供課程學習的高效性和完整性。

培養大學生的專業知識技能，必須要求大學的課程設置合理化，其中包括: 合理的課程結構和課程內容。合理的課程結構需要考慮開設課程的是否合理、課程開設的先後順序是否準確，只有各課程之間銜接有序，才能完成學生通過對課程的學習獲取專業應該具備的知識和能力。本論文主要針對模擬電子技術課程與電學專業基礎課的相關性分析，給出其課程開設的先後順序。

劉紅梅等通過對本校計算機專業本科生期末考試成績進行相關性分析，認為學習者當前所掌握的知識和認知結構對新知識的獲得有很大的影響; 佟磊等對大學本科生的基礎課和專業課進行了相關性分析研究，找出基礎課中相對重要的課程因素; 黃華等對林學專業學生的進校成績與在校成績進行相關性分析，優化林學專業課程體系，促進教學改革。對課程成績相關性分析多數集中在公共課、專業基礎課與專業課之間的研究，並沒有具體到一門課程的相關性分析。

“模擬電子技術”是面向電學專業二年級本科生開設的一門重要的專業基礎課程，是理論性和實踐性很強的課程。本門課程要求學生掌握電子電路的基本概念和基本電路的分析方法，可以實現對電路進行定性分析和定量的計算，綜合培養學生分析問題和解決問題的能力，而本門課程知識點分散，能將本門課程和電學專業的基礎課程分析出清晰的脈絡，方便堅持“以學生為主體”的教學中推行啟發式教學模式，引導學生自主學習，培養其主動發現問題，並解決

本文從學生三個學期課程成績之間進行相關性分析，探討模擬電子技術課程與公共必修課和專業基礎課之間的相關程度，選取學生的課程成績進行多重線性迴歸分析，對本門課程的成績進行預測建模，找出影響學生成績的相關性因素，為學生提供學習本門課程的合理化方案，進一步完善本專業課程體系，根據公共基礎課、專業基礎課之間的相關性影響，優化整體課程體系，提高教師的教學質量。

一、數據分析

抽取本校信息與電氣工程學院農業電氣化專業13 級、三個學期的課程成績作為分析對象，前兩個學期開設課程是公共必修課和公共選修課為主，第三學期開設專業基礎課，而模擬電子技術課程在第四個學期開設，因此分析前期公共課和專業基礎課與本門課程的相關性至關重要，數字電子技術課程對模擬電子技術課程影響顯著。應用SPSS 統計分析軟件對相關專業三個學期、21 門課程為樣本，樣本容量為n = 29，進行單因素方差分析，結合專業知識和統計學知識預篩選七個因素與模擬電子技術課程的學習有關，其F 值和P 值如表1 所示，如P 值< 0. 05，説明變量對模擬電子技術課程有顯著性影響，高等數學、線性代數是工科公共必修課程。而電路理論是電學專業的專業基礎必修課，雖然單因素分析中的P 值> 0. 05，根據專業知識也作為影響因素考慮在內。這七個因素( 包括性別、高等數學、複變函數、概率論、線性代數、電路理論和數字電子技術)

對模擬電子技術課程成績具有顯著性影響，上述課程也是平時教學過程中學生比較難以掌握的，其課程的理論性比較強，知識相對抽象，因此學生掌握就比較困難，如果能將模擬電子技術課程與電學的專業課程相關性具體分析，對學生有計劃性的完成課程的學習有現實的指導意義。

目前，針對少數在校大學生存在學習熱情不高的情況就有了合理化的解釋，因為隨着學期課程的增加，前期課程學習的不連續，或者學習的效果不理想，就為後期課程的學習增加了難度。針對本班成績分析發現，模擬電子技術課程成績女學生的成績要優於男學生，本門課程成績低的學生，上述六門課程均有不同程度的掛科和成績過低的情況出現。因此單因素方差分析的結果驗證這七個因素對模擬電子技術課程成績具有顯著性影響，其課程設置為電學專業必修課是合理有效的。如果想了解具體哪些因素對本門課程學習影響的顯著性更強，需要進一步對其進行相關性分析，各門課程成績之間的相關係數，表格中給出課程成績的Pearson 相關係數。對七門課程進行相關性分析，P 值均為0. 000， P < 0. 05，各門功課都具有顯著的相關性，模擬電子技術與數字電子技術、電路理論、高等數學和複變函數具有強相關性，與概率論和線性代數具有中等相關性。而電路理論與高等數學之間相關係數值為1. 000，具有強相關性。從相關係數看，模擬電子技術課程成績與專業基礎課( 數字電子技術和電路理論)之間的關聯性最大，與公共課成績的關聯性次之，因此公共課和專業基礎課的開設是學習本門課程的基礎，驗證教學計劃中，將模擬電子技術安排在大二的下學期開設的合理性。

二、預測建模

將模擬電子課程成績作為因變量，其它七門課程作為自變量，採用逐步法，將單因素分析有意義的7個變量進行多重線性迴歸分析。共有1 個因素進入迴歸方程( F = 88. 038，P = 0. 000) 。即數字電子技術課程成績影響模擬電子技術課程成績。由上述分析結果，得到模擬電子課程成績為因變量，數字電子課程成績為自變量的一元線性迴歸方程，P 值0. 000 < 0. 05，該模型可以接受。即y =0. 591x + 33. 002。根據該預測模型，我們可以通過數字電子技術的課程成績準確預測模擬電子技術的課程成績。方便任課教師更有效的教學計劃的制定; 為學生自主學習過程提供明確的導向作用。該線性迴歸直線的擬合度好，其R 方值為0. 765，説明模擬電子技術課程成績的變異有76. 5%是由數字電子技術課程成績引起。Durbin-Watson 檢驗值為2. 567，説明迴歸模型中的誤差項具有獨立性，該回歸模型的估計和假設結論是可靠的。為了檢驗預測模型的擬合度，進一步作殘差分析，迴歸標準化殘差值的直方圖，樣本觀察值接近正態分佈，沒有出現極端值。標準化殘差的正態概率分佈圖，殘差沿中軸線分佈，檢驗樣本基本符合正態分佈的標準，標準化殘差值和標準化預測值交叉分佈圖，檢驗樣本均圍繞0 軸線分佈，上下限均不超過3。説明檢驗樣本符合正態分佈的同時方差也是齊性的，獨立性假設成立。驗證模擬電子技術課程成績的預測模型合理。同理，以模擬電子技術課程成績作因變量，電路理論課程成績為自變量的一元線性迴歸方程: y =0. 472x + 45. 321。該線性迴歸直線的擬合度好，其R方值為0. 586，説明模擬電子技術課程成績的變異有58. 6%是由數字電子技術課程成績引起。Durbin-Watson 檢驗值為2. 555，説明迴歸模型中的誤差項具有獨立性，該回歸模型的估計和假設結論是可靠的。因此，數字電子技術和電路理論課程的學習，應該在模擬電子技術課程開設之前完成。目前，有些高校工科課程計劃設置中，有將電路理論和模擬電子技術同學期開設的情況，學生反映學習的效果不理想，兩門課程相關性太強，授課過程中知識點理解困難，造成學習的主觀能動性不強。如果將本文中的相關性分析應用在教學計劃的.制定中，有效的指導學生進行課程的提早預習，合理規劃，學生的學習效果一定會有顯著的提升。數字電子技術和模擬電子技術兩門課程同時開設的情況居多，兩者的相互間的影響顯著性強，模擬電子技術課程注重電子電路內部分析，偏重抽象性和理論性。而數字電子技術課程側重電子電路的運行結果，直接明瞭。兩者相輔相成，相得益彰。

三、課程內容舉例

例1: 電路，其輸入電壓uI1和uI2的波形，二極管導通電壓uD = 0. 7V。試畫出輸出電壓u0的波形，並標出幅值。圖4 例題圖分析過程: ①uI1 = uI2 = 0. 3V，D1、D2均導通，u0= 1V; ②uI2 = 3V，D1優先導通，D2截止，u0 = 1V; ③uI1 = 3，uI2 = 0. 3V，D2優先導通，D1截止，u0 = 1V; ④UI2 = 3V，D1、D2均導通，u0 = 3. 7V以uI1和uI2為輸入變量，u0為輸出變量，低於1V及以下為低電平0，高於1V 的為高電平1，如表4 所示為數字電子技術課程的真值表。其S 表示“與”邏輯關係，電路的功能顯示為數字電子技術電路基本“與”門電路，表明內部電路由模擬電子技術基本二極管電路構成，外部電路表徵顯示為數字電子技術的重要結論，因此在講授該部分內容的時候，以數字電子技術為基礎，將數字電子和模擬電子知識點的有機結合授課，增加了授課課程的連續性，也增加了課程學習的趣味性。因此在模擬電子技術課程的電路參變量求解過程中，必然會用到電路的基本解題方法，如直流電路中的基爾霍夫電流和電壓定律，迴路電流法、節點電壓法和戴維南定理等。如果在求解參變量uCEQ時，應兩種方法在授課過程，採用引導式教學，這樣就由基本理論的講解逐漸過渡至知識點的交叉運用，學生會發現將電路中的解題方法在模擬電子技術課程中靈活運用，在電學課程學習中自然遊刃有餘，既增強了對電路理論課程學習重要性的認識，也提高了學生在後續課程中自主學習的自信心。目前，電學專業基礎課程的本科教學過程中，模擬電子技術課程授課過程中的課程交叉也是知識傳授過程中的難點問題，如果前期課程基礎較差，會增加本門課程學習的難度，將多門學科的知識點能交叉的整合對課程的學習具有現實的指導意義，大學校園不乏“學霸”級人物，其應該對本專業多學科間的交叉內容整理完成的較為理想。測建模，就能成功的將電學專業的學生高效的引導至電學領域，如果將電學專業的課程比作神經元細胞，每門課程的相關性就像神經纖維，而單門課程的預測建模就好比神經元細胞的突起，不斷的延伸，也就會不斷的產生出新興課程，將整個電學專業架構清晰化，具有良好的伸展性。多門課程知識點的融合好似神經元細胞突起的延展，能幫助學生更好的將專業知識找尋相關性，為後續課程的學習打下良好的基礎。

四、結論

模擬電子技術課程作為一門專業基礎課程，很好的將電學專業基礎課和後續的專業課程完成無縫鏈接，公共基礎課與本門課程的相關性分析，具體到哪門課程的影響顯著，給出學生對本專業基礎課學習的指導，通過對本專業前期課程的瞭解，更好的為自己後續專業的學習制定計劃，同時，其他專業的其他課程完全可以效仿，這樣為教學部門更好的制定教學計劃提供理論支撐，亦更能適應當今的自主創新型人才培養計劃。對模擬電子技術課程成績的預測模型建立，驗證了數字電子技術和電路理論是本門課程學習的基礎課程，按照學習的思維引導，應該將兩門課程的開設於模擬電子技術課程學習之前，同時兩門課程學習成績的優劣直接影響模擬電子技術課程的學習，具有重要的導向作用，提醒學生加強對相關課程的重視。工科本科教學過程中，模擬電子技術和數字電子技術可以合併設置為電子技術課程，電路理論和電子課程又可以合併設置為電工學課程，因此數字電子技術、電路理論與模擬電子技術課程是緊密相關的。論文中提出的相關性係數為教學部門完成課程的整理，實現學生實踐能力的培養提供重要的理論依據。當今教學體系中，學生是教學過程中的主體，教師轉變為引導教學，通過課程間的相關性分析理論激發學生對電子電路的學習熱情與興趣，合理發揮學生的主觀能動性; 同時優化課程體系，可以有效提高教學質量。