浅析电学专业基础课程成绩相关性的论文
大学是以培养创新型人才为目标，帮助学生掌握专业知识和专业技能为目的的重要学习阶段。学生的课程成绩是衡量学生的学习效果和教师的教学质量的标准。而学生课程成绩间的相关性，影响课程成绩的诸多因素一直是教师和教学管理部门关注的重点。课程之间的准确的相关性分析至关重要，方便教学管理部门制定教学计划，将课程设置完善和合理化; 满足教师授课前的知识准备和知识体系的架构;为学生提供课程学习的高效性和完整性。
培养大学生的专业知识技能，必须要求大学的课程设置合理化，其中包括: 合理的课程结构和课程内容。合理的课程结构需要考虑开设课程的是否合理、课程开设的先后顺序是否准确，只有各课程之间衔接有序，才能完成学生通过对课程的学习获取专业应该具备的知识和能力。本论文主要针对模拟电子技术课程与电学专业基础课的相关性分析，给出其课程开设的先后顺序。
刘红梅等通过对本校计算机专业本科生期末考试成绩进行相关性分析，认为学习者当前所掌握的知识和认知结构对新知识的获得有很大的影响; 佟磊等对大学本科生的基础课和专业课进行了相关性分析研究，找出基础课中相对重要的课程因素; 黄华等对林学专业学生的进校成绩与在校成绩进行相关性分析，优化林学专业课程体系，促进教学改革。对课程成绩相关性分析多数集中在公共课、专业基础课与专业课之间的研究，并没有具体到一门课程的相关性分析。
“模拟电子技术”是面向电学专业二年级本科生开设的一门重要的专业基础课程，是理论性和实践性很强的课程。本门课程要求学生掌握电子电路的基本概念和基本电路的分析方法，可以实现对电路进行定性分析和定量的计算，综合培养学生分析问题和解决问题的能力，而本门课程知识点分散，能将本门课程和电学专业的基础课程分析出清晰的脉络，方便坚持“以学生为主体”的教学中推行启发式教学模式，引导学生自主学习，培养其主动发现问题，并解决
本文从学生三个学期课程成绩之间进行相关性分析，探讨模拟电子技术课程与公共必修课和专业基础课之间的相关程度，选取学生的课程成绩进行多重线性回归分析，对本门课程的成绩进行预测建模，找出影响学生成绩的相关性因素，为学生提供学习本门课程的合理化方案，进一步完善本专业课程体系，根据公共基础课、专业基础课之间的相关性影响，优化整体课程体系，提高教师的教学质量。
一、数据分析
抽取本校信息与电气工程学院农业电气化专业13 级、三个学期的课程成绩作为分析对象，前两个学期开设课程是公共必修课和公共选修课为主，第三学期开设专业基础课，而模拟电子技术课程在第四个学期开设，因此分析前期公共课和专业基础课与本门课程的相关性至关重要，数字电子技术课程对模拟电子技术课程影响显著。应用SPSS 统计分析软件对相关专业三个学期、21 门课程为样本，样本容量为n = 29，进行单因素方差分析，结合专业知识和统计学知识预筛选七个因素与模拟电子技术课程的学习有关，其F 值和P 值如表1 所示，如P 值< 0. 05，说明变量对模拟电子技术课程有显著性影响，高等数学、线性代数是工科公共必修课程。而电路理论是电学专业的专业基础必修课，虽然单因素分析中的P 值> 0. 05，根据专业知识也作为影响因素考虑在内。这七个因素( 包括性别、高等数学、复变函数、概率论、线性代数、电路理论和数字电子技术)
对模拟电子技术课程成绩具有显著性影响，上述课程也是平时教学过程中学生比较难以掌握的，其课程的理论性比较强，知识相对抽象，因此学生掌握就比较困难，如果能将模拟电子技术课程与电学的专业课程相关性具体分析，对学生有计划性的完成课程的学习有现实的指导意义。
目前，针对少数在校大学生存在学习热情不高的情况就有了合理化的解释，因为随着学期课程的增加，前期课程学习的不连续，或者学习的效果不理想，就为后期课程的学习增加了难度。针对本班成绩分析发现，模拟电子技术课程成绩女学生的成绩要优于男学生，本门课程成绩低的学生，上述六门课程均有不同程度的挂科和成绩过低的情况出现。因此单因素方差分析的结果验证这七个因素对模拟电子技术课程成绩具有显著性影响，其课程设置为电学专业必修课是合理有效的。如果想了解具体哪些因素对本门课程学习影响的显著性更强，需要进一步对其进行相关性分析，各门课程成绩之间的相关系数，表格中给出课程成绩的Pearson 相关系数。对七门课程进行相关性分析，P 值均为0. 000， P < 0. 05，各门功课都具有显著的相关性，模拟电子技术与数字电子技术、电路理论、高等数学和复变函数具有强相关性，与概率论和线性代数具有中等相关性。而电路理论与高等数学之间相关系数值为1. 000，具有强相关性。从相关系数看，模拟电子技术课程成绩与专业基础课( 数字电子技术和电路理论)之间的关联性最大，与公共课成绩的关联性次之，因此公共课和专业基础课的开设是学习本门课程的基础，验证教学计划中，将模拟电子技术安排在大二的下学期开设的合理性。
二、预测建模
将模拟电子课程成绩作为因变量，其它七门课程作为自变量，采用逐步法，将单因素分析有意义的7个变量进行多重线性回归分析。共有1 个因素进入回归方程( F = 88. 038，P = 0. 000) 。即数字电子技术课程成绩影响模拟电子技术课程成绩。由上述分析结果，得到模拟电子课程成绩为因变量，数字电子课程成绩为自变量的一元线性回归方程，P 值0. 000 < 0. 05，该模型可以接受。即y =0. 591x + 33. 002。根据该预测模型，我们可以通过数字电子技术的课程成绩准确预测模拟电子技术的课程成绩。方便任课教师更有效的教学计划的制定; 为学生自主学习过程提供明确的导向作用。该线性回归直线的拟合度好，其R 方值为0. 765，说明模拟电子技术课程成绩的变异有76. 5%是由数字电子技术课程成绩引起。Durbin-Watson 检验值为2. 567，说明回归模型中的误差项具有独立性，该回归模型的估计和假设结论是可靠的。为了检验预测模型的拟合度，进一步作残差分析，回归标准化残差值的直方图，样本观察值接近正态分布，没有出现极端值。标准化残差的正态概率分布图，残差沿中轴线分布，检验样本基本符合正态分布的标准，标准化残差值和标准化预测值交叉分布图，检验样本均围绕0 轴线分布，上下限均不超过3。说明检验样本符合正态分布的同时方差也是齐性的，独立性假设成立。验证模拟电子技术课程成绩的预测模型合理。同理，以模拟电子技术课程成绩作因变量，电路理论课程成绩为自变量的一元线性回归方程: y =0. 472x + 45. 321。该线性回归直线的拟合度好，其R方值为0. 586，说明模拟电子技术课程成绩的变异有58. 6%是由数字电子技术课程成绩引起。Durbin-Watson 检验值为2. 555，说明回归模型中的误差项具有独立性，该回归模型的估计和假设结论是可靠的。因此，数字电子技术和电路理论课程的学习，应该在模拟电子技术课程开设之前完成。目前，有些高校工科课程计划设置中，有将电路理论和模拟电子技术同学期开设的情况，学生反映学习的效果不理想，两门课程相关性太强，授课过程中知识点理解困难，造成学习的主观能动性不强。如果将本文中的相关性分析应用在教学计划的制定中，有效的指导学生进行课程的提早预习，合理规划，学生的学习效果一定会有显著的提升。数字电子技术和模拟电子技术两门课程同时开设的情况居多，两者的相互间的影响显著性强，模拟电子技术课程注重电子电路内部分析，偏重抽象性和理论性。而数字电子技术课程侧重电子电路的运行结果，直接明了。两者相辅相成，相得益彰。
三、课程内容举例
例1: 电路，其输入电压uI1和uI2的波形，二极管导通电压uD = 0. 7V。试画出输出电压u0的波形，并标出幅值。图4 例题图分析过程: ①uI1 = uI2 = 0. 3V，D1、D2均导通，u0= 1V; ②uI2 = 3V，D1优先导通，D2截止，u0 = 1V; ③uI1 = 3，uI2 = 0. 3V，D2优先导通，D1截止，u0 = 1V; ④UI2 = 3V，D1、D2均导通，u0 = 3. 7V以uI1和uI2为输入变量，u0为输出变量，低于1V及以下为低电平0，高于1V 的为高电平1，如表4 所示为数字电子技术课程的真值表。其S 表示“与”逻辑关系，电路的功能显示为数字电子技术电路基本“与”门电路，表明内部电路由模拟电子技术基本二极管电路构成，外部电路表征显示为数字电子技术的重要结论，因此在讲授该部分内容的时候，以数字电子技术为基础，将数字电子和模拟电子知识点的有机结合授课，增加了授课课程的连续性，也增加了课程学习的趣味性。因此在模拟电子技术课程的电路参变量求解过程中，必然会用到电路的基本解题方法，如直流电路中的基尔霍夫电流和电压定律，回路电流法、节点电压法和戴维南定理等。如果在求解参变量uCEQ时，应两种方法在授课过程，采用引导式教学，这样就由基本理论的讲解逐渐过渡至知识点的交叉运用，学生会发现将电路中的解题方法在模拟电子技术课程中灵活运用，在电学课程学习中自然游刃有余，既增强了对电路理论课程学习重要性的认识，也提高了学生在后续课程中自主学习的自信心。目前，电学专业基础课程的本科教学过程中，模拟电子技术课程授课过程中的课程交叉也是知识传授过程中的难点问题，如果前期课程基础较差，会增加本门课程学习的难度，将多门学科的知识点能交叉的'整合对课程的学习具有现实的指导意义，大学校园不乏“学霸”级人物，其应该对本专业多学科间的交叉内容整理完成的较为理想。测建模，就能成功的将电学专业的学生高效的引导至电学领域，如果将电学专业的课程比作神经元细胞，每门课程的相关性就像神经纤维，而单门课程的预测建模就好比神经元细胞的突起，不断的延伸，也就会不断的产生出新兴课程，将整个电学专业架构清晰化，具有良好的伸展性。多门课程知识点的融合好似神经元细胞突起的延展，能帮助学生更好的将专业知识找寻相关性，为后续课程的学习打下良好的基础。
四、结论
模拟电子技术课程作为一门专业基础课程，很好的将电学专业基础课和后续的专业课程完成无缝链接，公共基础课与本门课程的相关性分析，具体到哪门课程的影响显著，给出学生对本专业基础课学习的指导，通过对本专业前期课程的了解，更好的为自己后续专业的学习制定计划，同时，其他专业的其他课程完全可以效仿，这样为教学部门更好的制定教学计划提供理论支撑，亦更能适应当今的自主创新型人才培养计划。对模拟电子技术课程成绩的预测模型建立，验证了数字电子技术和电路理论是本门课程学习的基础课程，按照学习的思维引导，应该将两门课程的开设于模拟电子技术课程学习之前，同时两门课程学习成绩的优劣直接影响模拟电子技术课程的学习，具有重要的导向作用，提醒学生加强对相关课程的重视。工科本科教学过程中，模拟电子技术和数字电子技术可以合并设置为电子技术课程，电路理论和电子课程又可以合并设置为电工学课程，因此数字电子技术、电路理论与模拟电子技术课程是紧密相关的。论文中提出的相关性系数为教学部门完成课程的整理，实现学生实践能力的培养提供重要的理论依据。当今教学体系中，学生是教学过程中的主体，教师转变为引导教学，通过课程间的相关性分析理论激发学生对电子电路的学习热情与兴趣，合理发挥学生的主观能动性; 同时优化课程体系，可以有效提高教学质量。
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