賈民平　胡建中　彭英

摘要：人才培養(yǎng)往往存在注重教師“教”而忽視學生“學”的成效，對學生能力評價手段單一，綜合檢查手段不足等問題。本文通過期中、期末考試及多次測驗、課程項目設計等，構成“多回路”閉環(huán)控制系統(tǒng)，變終結性評價為進程式評價，利于學生能力達成，保障人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關鍵詞：OBE；進程式；監(jiān)控

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）30-0141-03

面向成效的教育模式（Outcomes-based Education，縮寫為OBE）最早出現(xiàn)于美國和澳大利亞的基礎教育改革[1]。美國學者斯派帝撰寫的《基于產(chǎn)出的教育模式：爭議與答案》一書中對此模式進行了深入研究。該書把OBE定義為“清晰地聚焦和組織教育系統(tǒng)，使之圍繞確保學生在未來生活中獲得實質(zhì)性成功的經(jīng)驗”。西澳大利亞教育部門把OBE定義為：“基于實現(xiàn)學生特定學習產(chǎn)出的教育過程。教育結構和課程被視為手段而非目的。如果它們無法為培養(yǎng)學生特定能力做出貢獻，它們就要被重建。學生產(chǎn)出驅動教育系統(tǒng)運行?！盵2]工程教育專業(yè)認證是目前工科人才培養(yǎng)的一個重要導向，其面向成效的教育取向、以學生為中心的教育理念和持續(xù)改進的質(zhì)量文化引領當前工程教育改革[3-6]。對于一門課程來說，落實面向成效教學模式的最基本也是最核心的是以學生為中心，教學內(nèi)容根據(jù)學生的期望而設計，對學生學習過程采用進程式評估方式，保證學生能力的達成。當前，大多數(shù)課程采用的以教師為中心的教學方式，且大多采用僅有期末考試的考核模式，造成教師在教學過程中難以掌握學生的學習狀況，學生也難以清楚自己的學習成效，致使學習不深入、知識掌握欠扎實、成績難以真實反映學生的學習情況。因此，深入研究面向成效的教學模式，以進程式評估方式促進課程教學改革是有重要意義的。

一、構建測控課程體系，建設優(yōu)質(zhì)課程資源

現(xiàn)代機械設備已不是一個單純的機械產(chǎn)品，而是由機電液一體化的集成產(chǎn)品，測試和控制技術的發(fā)展對機械制造模式產(chǎn)生了深刻的影響，同時，現(xiàn)代機械制造模式也對測試和控制技術提出了更高的要求。測試和控制是密不可分的，在基礎理論部分，共同涉及物理系統(tǒng)建模、時頻域分析等，在實現(xiàn)階段又是相互牽制，測試是控制的必要環(huán)節(jié)，而控制中的穩(wěn)定性等概念又指導測試。以往把課程分割開來講授，多有重復，學生學習不連貫。通過多年實踐整合，依托20多年的教學積累，緊扣機械工程對學生知識、能力需求的變化，課程組不斷調(diào)整機械工程測試與控制技術知識傳授體系，優(yōu)化課程教學內(nèi)容結構，構筑了全新的“機械工程測試與控制技術”課程新體系，提出了“測控系統(tǒng)基本理論+數(shù)學描述+性能分析+系統(tǒng)設計”多層次、系統(tǒng)化的課程體系。明確與“控制工程”課程的關系、內(nèi)容相互銜接等，出版了講義《機械工程測試與控制技術》。關于《機械工程測試與控制技術》的“測試技術”部分，近10多年參與建設了國家級實驗教學示范中心“東南大學機電綜合工程訓練中心”，主編了《測試技術》（高等教育出版社出版）一書，并入選國家“十五”、“十一五”和“十二五”規(guī)劃教材；針對本課程教學內(nèi)容難以理解、電信號難以想象、密切聯(lián)系實際等特點，課程組與東北大學聯(lián)合承擔并完成了教育部新世紀網(wǎng)絡課程“機械工程測試技術”的建設，完成“機械工程測試與控制技術”網(wǎng)絡課程的建設，為學生提供了多方位、立體化學習資源，并于2006年獲批國家精品課程“機械工程測試與控制技術”。

二、以OBE為導向，加強課程內(nèi)涵建設

針對講授的“機械工程測試與控制技術II”這門32學時的課程，綜合考慮課程已有基礎、實施條件及項目實施時間等，著重進行課程的進程式評估方面的改革。近幾年主要工作如下：

1.建設國家級精品資源共享課。“機械工程測試與控制技術”在2006年獲批為國家精品課程后，于2013年被列為國家級精品資源共享課建設項目，通過進一步改進授課錄像質(zhì)量，補充課程案例、增設項目設計等基于OBE理念的內(nèi)容，于2016年獲批為國家級精品資源共享課稱號。

2.出版十二五規(guī)劃教材《測試技術》。在該書的修訂過程中，為了體現(xiàn)OBE理念，在國內(nèi)首創(chuàng)增加了課程項目設計內(nèi)容，期望學生通過3個逐成遞進的項目設計培養(yǎng)學生的自學能力、實驗動手能力、分析問題與解決問題能力，以及寫作能力。同時，在國內(nèi)首創(chuàng)給出了實驗指導原則，明確了本課程實驗的最基本要求。給出了4個基本實驗要求：（1）傳感器特性實驗；（2）測試儀器動態(tài)特性測定實驗；（3）動態(tài)信號檢測及其分析實驗；（4）應變、應力的測量。由于實驗和實驗設備密切相關，各學校的實驗設備不盡相同，為保證課程的教學效果給出了本課程的指導性實驗建議。各學?？梢愿鶕?jù)情況增加實驗項目和實驗內(nèi)容，以進一步拓寬學生的知識面、增強學生的動手能力和分析解決問題的能力。該書于2016年8月由高等教育出版社正式出版，為國家級“十二五”規(guī)劃教材。

3.基于OBE的課程建設。（1）進一步明確本課程的培養(yǎng)目標及與專業(yè)培養(yǎng)能力的關系；本課程主要講解機械工程動態(tài)測試中常用的傳感器、信號調(diào)理電路及記錄儀器的工作原理，測量裝置基本特性的評價方法，測試信號的分析與處理，以及常見物理量的測量方法等。根據(jù)科學技術的發(fā)展以及對工程教育理念的深入了解，進一步明確課程目標與專業(yè)培養(yǎng)學生能力的關系，明確課程的定位，便于更好落實與實施。該課程大綱被學校作為模板在2015級培養(yǎng)計劃中推廣。（2）通過專題研討、項目設計等形式，實現(xiàn)課程教學中理論與實踐的結合、課內(nèi)與課外的結合。提升了學生對本課程的學習興趣，同時增強了學生的動手能力。（3）改進課程考核方式，探索少學時（32學時）課程的多方位、多模式考核方法，使老師和學生能夠根據(jù)進程了解學生學習情況，實現(xiàn)進程式評估。創(chuàng)建了課程“多回路”閉環(huán)監(jiān)控體系，強化多種形式的階段性評價，及時掌握“教”與“學”信息，改進教學提高課程教學目標達成度（圖2）。具體如下：（1）改一卷定終身式考核模式，增加期中考試（課外學時）及隨堂測驗。（2）增加研討型、案例型學時比例。（3）增加探究性學習環(huán)節(jié)（課外學時），在現(xiàn)有項目設計基礎上，改進并增設多個項目設計，根據(jù)授課進程不同階段進行不同的項目設計，增加相關知識點的學習與掌握。（4）增加學生論文寫作環(huán)節(jié)，根據(jù)項目設計內(nèi)容的實施情況要求學生根據(jù)科研論文要求撰寫論文，鍛煉學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題以及分析總結能力。

同時，制定了項目設計的成績評定標準，規(guī)范化成績評定。表1為項目設計評分標準。

項目設計案例：在機械測試與控制技術II中，增加探究性學習環(huán)節(jié)（課外學時），增設多個項目設計，圍繞課程講授的動態(tài)信號采集、分析與處理的基本原理與方法進行，通過信號仿真、聲或振動信號的采集與深入分析，使得學生加深對本課程的理解與掌握。具體包括以下三個部分內(nèi)容：

1.信號仿真、采集與分析處理，熟悉信號的采樣及分析過程。要求學生分析討論：（1）設置不同的采樣頻率，畫出時域波形和傅里葉變換后的幅頻譜圖，并驗證采樣定理；（2）分析采樣頻率、采樣長度（采樣點數(shù)）與頻率分辨率的關系；（3）不同幅值的噪聲（即不同信噪比）對信號時域分析和頻域分析的影響；（4）信號加不同窗函數(shù)對頻譜泄漏的影響；（5）整周期采樣對頻譜分析的影響。

2.語音信號采集、分析，通過實際采集信號對本課程有更好的直觀感覺和理解，并學習語音辨別方法。要求學生用計算機采集語音信號，并討論：（1）了解APE、MP3、WMA等音頻格式文件的采樣頻率及其對音質(zhì)的影響；（2）對于人的講話聲音采樣頻率至少為多少？（3）不同人講話聲音的時域、頻域分別有什么特點？根據(jù)你的分析，對聲音信號通過怎樣的分析可以用來識別某個人？（4）要使他人不易識別你的講話聲音，該怎么處理？

3.實際機器振動、噪聲信號的分析及故障診斷，所學知識直接應用在工業(yè)現(xiàn)場。要求學生分析討論：（1）如何設定采樣頻率和采樣點數(shù)，給出頻譜分辨率；（2）進一步掌握整周期采樣的機理及其實現(xiàn)方法；（3）了解旋轉機械常見故障及其診斷方法；（4）拓展信號分析處理方法，如：頻譜細化、希爾伯特包絡譜分析、經(jīng)驗模式分解、小波變換等。

這種“理論加仿真—實采語音分析—工業(yè)現(xiàn)場應用”模式有效增加了學生的學習興趣，提高了學習效率和學習成效。并且，增加學生論文寫作環(huán)節(jié)，根據(jù)項目設計內(nèi)容的實施情況要求學生根據(jù)科研論文要求撰寫論文，鍛煉學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題以及分析總結能力。

在基于OBE理念下課程進程式考核逐步推廣實施，取得一定成效。近2年課程的成績分布見如下表2。

由上表課件，課程的成績分布較為合理，較好地實現(xiàn)了進程式考核目標。

學生反饋：“02011414鎖*：本次項目設計以本學期的測試技術課程為背景，針對信號的采集、分析與處理進行實驗。首先進行動態(tài)信號仿真、采集與分析處理，其次是基于計算機的聲音信號的采集與分析，最后是機械運行數(shù)據(jù)分析與處理。本次項目設計立足于課本，旨在解決一些生產(chǎn)實踐中的問題。這三個項目設計步步深入，越來越接近于生產(chǎn)實踐。在實驗中運用了測試技術課程的相關知識，借助優(yōu)秀的數(shù)值計算軟件Matlab，基于傅里葉變換對采集信號進行處理分析。通過本次實踐應當了解不同類型聲音信號的時域、頻域特征及初步辨識方法，分析轉子實驗臺運行數(shù)據(jù)，給出檢修意見?！?/p>

三、結論

基于以成果為導向OBE建設了課程，經(jīng)過2年多的實踐，本項目取得如下經(jīng)驗：

1.通過實施基于OBE理念的進程式考核模式，探索了少課時課程（32學時）實施多種方式、多方位考核學生能力的方式方法，實現(xiàn)進程式評估。

2.通過增設課程項目設計環(huán)節(jié)，提高學生綜合運用所學知識進行設計、測控、分析、總結等的能力，學會分析問題、解決問題。

參考文獻：

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