陳中顯,平燕娜

(黃淮學(xué)院 智能制造學(xué)院,河南 駐馬店 463000)

0 引言

2020年初暴發(fā)的新冠肺炎疫情,不僅改變了國民的生活和生產(chǎn)方式,也改變了高等學(xué)校的課程教學(xué)模式和課程考核模式[1]。疫情期間,不僅是對社會制度和經(jīng)濟(jì)發(fā)展策略的考驗(yàn),更是對國民適齡人群教育模式的考驗(yàn),尤其是中小學(xué)和高等學(xué)歷教育。就像習(xí)近平總書記于2020年4月在浙江考察時候提到的:“危和機(jī)總是同生并存的,克服了危即是機(jī)。”[2]

基于上述習(xí)總書記的辯證唯物主義思想,并在《中華人民共和國教育法》[3]、河南省《關(guān)于深化科技體制改革推進(jìn)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展若干實(shí)施意見》[4]、黃淮作者們學(xué)院教學(xué)督導(dǎo)條例的基礎(chǔ)上,本文根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),大膽地改革了自動化專業(yè)的課程教學(xué)模式和課程考核模式。課程教學(xué)模式的改革,使得任課教師花費(fèi)了大量的時間用于備課,但有利于學(xué)生們的課堂學(xué)習(xí);課程考核模式的改革,使得大部分學(xué)生們無法順利地從傳統(tǒng)課程考核模式中迅速走出來,導(dǎo)致課程考核的結(jié)果不甚美好。

本文以自動化專業(yè)的“電機(jī)與拖動”“微機(jī)原理與應(yīng)用”和“邏輯控制進(jìn)階”等3門專業(yè)課程為例,進(jìn)行課程教學(xué)模式和課程考核模式的教學(xué)研究。首先,本文描述了上述專業(yè)課程的教學(xué)模式和考核改革模式;其次,在課程教學(xué)結(jié)束之后,進(jìn)行課程考核的實(shí)施,并分析課程考核的結(jié)果數(shù)據(jù);最后,基于數(shù)據(jù)分析和對比,總結(jié)出疫情期間自動化專業(yè)課程考核改革的難點(diǎn),并提出了解決方案。

1 課程教學(xué)和課程考核的新模式

本文示例的3門專業(yè)課程,在整個自動化專業(yè)的專業(yè)課教學(xué)過程中,具有一定的代表性。首先,“電機(jī)與拖動”課程屬于考試課,其先導(dǎo)課程是“電路原理”“大學(xué)物理”“高等數(shù)學(xué)”和“電子技術(shù)”等課程,其后續(xù)課程則是自動化專業(yè)的專業(yè)課“運(yùn)動控制理論”“過程控制理論”等課程,從而使“電機(jī)與拖動”課程在自動化專業(yè)所有課程中起到承上啟下的作用;其次,“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程也是考試課,其主要闡述了以控制器為核心的指令系統(tǒng)、中斷技術(shù)、信號輸入/輸出接口技術(shù),以及相關(guān)的芯片應(yīng)用、數(shù)據(jù)存儲和芯片應(yīng)用技術(shù),該課程是自動化專業(yè)人員實(shí)現(xiàn)自動控制技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐的軟硬件結(jié)合基礎(chǔ),也是后續(xù)課程“單片機(jī)控制原理及應(yīng)用”課程的先導(dǎo)課程,從而體現(xiàn)了自動化專業(yè)這一名詞之中“自動”的深刻內(nèi)涵;最后,本文的第三門示例課程“邏輯控制進(jìn)階”屬于考查課,是建立在自動化專業(yè)課程的另外一個課程(PLC技術(shù)相關(guān)課程)方向上的,屬于自動化專業(yè)強(qiáng)電控制和應(yīng)用的技術(shù)方向(相對于單片機(jī)控制方向而言)。

1.1 課程教學(xué)模式

上述3門示例課程的教學(xué)方式,均根據(jù)教學(xué)環(huán)境的硬件和軟件條件、任課教師的知識結(jié)構(gòu)、學(xué)生的學(xué)緣基礎(chǔ)、所屬學(xué)校倡導(dǎo)的應(yīng)用技術(shù)型辦學(xué)方向制定,具體如下所述。

(1)“電機(jī)與拖動”:依托學(xué)校提供的泛雅課堂平臺和釘釘平臺,開展線上/線下混合式教學(xué);以家用和兒童玩具用的常見電機(jī)為案例分析,進(jìn)行互動討論為主、講授為輔的課堂教學(xué)活動;開展線上作業(yè)提交和階段模擬考核;開展智慧課堂教學(xué);開展與本課程相關(guān)的課外活動(含學(xué)科競賽等)?？傊?要充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和空間性,做到教師少講精講、學(xué)生多思考多動手練習(xí)。

(2)“微機(jī)原理與接口技術(shù)”:課程以“精講課內(nèi),拓展課外,少講多練”為教學(xué)改革理念,結(jié)合實(shí)際精選教學(xué)內(nèi)容,在理論教學(xué)中結(jié)合DOSBox、EMU8086、Proteus等軟件仿真,增加教學(xué)的直觀性。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和設(shè)計(jì)為主,并配以一定的實(shí)踐項(xiàng)目,加深學(xué)生對理論內(nèi)容的掌握,增強(qiáng)學(xué)生的動手能力和培養(yǎng)學(xué)生勤于思考的習(xí)慣。

(3)“邏輯控制進(jìn)階”:該課程是在“PLC技術(shù)及應(yīng)用”課程基礎(chǔ)上,開設(shè)的進(jìn)階課程;該課程全部在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境下完成教學(xué)工作,沒有純粹的理論課堂教學(xué),譬如,針對該課程的變頻器教學(xué)內(nèi)容,任課教師只給學(xué)生們提供了變頻器的說明書、安全注意事項(xiàng)和簡要講解(不超過10 min),要求學(xué)生們完成基于變頻器的交流電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、階段調(diào)速、手動啟動和PLC控制啟動等(電機(jī)、PLC部分的知識,學(xué)生們已掌握);針對本課程的PLC順序控制部分,任課教師則把該教學(xué)內(nèi)容貫穿到學(xué)校新購置的6臺半實(shí)物電梯仿真系統(tǒng)學(xué)習(xí)之中;該課程的教學(xué)模式,更加給予了學(xué)生一些自我思考和發(fā)揮的空間,但也給學(xué)生學(xué)習(xí)過程的目標(biāo)性(具體學(xué)習(xí)內(nèi)容)和進(jìn)階性(完成復(fù)雜的PLC程序控制)帶來諸多難題。

1.2 課程考核模式

任課教師基于對本專業(yè)的了解和學(xué)生未來就業(yè)考慮,改變了以往傳統(tǒng)的課程考核模式。上述3門專業(yè)課程的考核模式如下所述。

(1)針對“電機(jī)與拖動”課程,期末考核主要由線下卷面考試、線上作業(yè)完成質(zhì)量、線上階段性考試完成質(zhì)量、線上關(guān)于課程討論的參與度等內(nèi)容組成;特別地,與舊的線下卷面考試相比,“電機(jī)與拖動”課程的卷面沒有選擇題、填空題和判斷題,這是本課程考核的重要新模式之一。

(2)針對“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程,主要考核學(xué)生對硬件接口電路的設(shè)計(jì)能力和編寫匯編語言控制微型計(jì)算機(jī)外設(shè)的能力。課程考核包括平時考核(考勤、課堂表現(xiàn)、課堂測試與課后作業(yè))、實(shí)驗(yàn)考核和結(jié)課考核。課程總成績由平時成績(20%)、實(shí)驗(yàn)成績(20%)和結(jié)課考試成績(60%)3部分組成。

(3)針對“邏輯控制進(jìn)階”課程,由于該課程屬于考查課性質(zhì)的選修課,其期末課程考核則以開卷為主;任課教師允許學(xué)生在120 min的開卷考試期間內(nèi),攜帶任何書籍、電腦等資料設(shè)備進(jìn)行卷面答題;允許學(xué)生單獨(dú)到隔壁的實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行半實(shí)物電梯仿真系統(tǒng)、變頻器的設(shè)備查看、軟件程序調(diào)試或翻閱;雖然給予了學(xué)生充足的答題空間和自由度,但120 min的時間限制,也給學(xué)生的答題質(zhì)量帶來不小的影響。

2 課程考核及其結(jié)果數(shù)據(jù)分析

2.1 課程考核內(nèi)容和過程

上述自動化專業(yè)的3門課程考核過程,即卷面題型和分值比例、平時成績構(gòu)成、平時成績占比、閉卷/開卷考試過程描述等如表1所述。

表1 課程考核內(nèi)容和過程

綜合分析表1,并與疫情暴發(fā)之前的課程考核方式(即改革之前的課程考核方式)相比,可知改革之后的課程考核特點(diǎn)如下。

(1)“電機(jī)與拖動”課程的卷面考核內(nèi)容,刪去了選擇題、填空題和判斷題等客觀題,增加了理論分析、推導(dǎo)、總結(jié)等考核內(nèi)容,這樣就增加了學(xué)生在卷面答題時的難度,也必將降低卷面分值(因選擇題、填空題和判斷題更易得分);“電機(jī)與拖動”課程的平時成績,增加了線上考核的內(nèi)容(線上作業(yè)和線上階段性考試)。

(2)“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程注重培養(yǎng)學(xué)生的微機(jī)系統(tǒng)軟硬件開發(fā)的初步能力,卷面考核重點(diǎn)考查學(xué)生匯編語言編程能力、硬件接口電路設(shè)計(jì)能力和編寫匯編語言控制微型計(jì)算機(jī)硬件的能力,要求學(xué)生能夠舉一反三、融會貫通,增加了答題的難度。

(3)“邏輯控制進(jìn)階”課程的考核方式將是開卷,但這絲毫未降低考核難度,因?yàn)樵?20 min內(nèi),學(xué)生既翻書籍又查閱網(wǎng)絡(luò)資料,這樣會導(dǎo)致時間效率降低,同時也容易降低學(xué)生的答題準(zhǔn)確性,導(dǎo)致很多答題內(nèi)容依賴互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識,卻偏離了以課程學(xué)習(xí)內(nèi)容為本的考核目標(biāo)。

2.2 課程考核結(jié)果的數(shù)據(jù)分析

以“電機(jī)與拖動”課程為例,其平時成績中的線上作業(yè)和線上階段性考試完成度如表2所示(使用的線上平臺是泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺)。表2中的數(shù)據(jù)看似較好地反映了學(xué)生們的參與度,實(shí)質(zhì)則是任課教師反復(fù)提醒學(xué)生們完成線上作業(yè)、階段性考試和討論任務(wù),甚至以平時成績是否及格決定其期末卷面考試的參考資格,并一再修改(延長)線上作業(yè)和階段性考試的截止時間,學(xué)生們才勉強(qiáng)完成了線上討論、線上階段性考試的任務(wù),最終導(dǎo)致線上總成績的分布概況是:80～100分的22人,60～79分的47人,60分以下的0人。特別地,在任課教師反復(fù)強(qiáng)調(diào)必須完成線上作業(yè)、線上階段性考試和線上討論的任務(wù)之后(總成績達(dá)到60分),部分學(xué)生就按照60分的目標(biāo)行動,這反映了學(xué)生們不熱衷于課程知識的鞏固和練習(xí)工作。

表2 “電機(jī)與拖動”課程的平時成績概況

以“電機(jī)與拖動”課程、“微機(jī)原理與接口技術(shù)”和“邏輯控制進(jìn)階”課程為例,其卷面成績分布分別如表3、表4和表5所示。其中,表3所示的“電機(jī)與拖動”課程卷面沒選擇題、填空題和判斷題等客觀題,全部是考查學(xué)生思考能力、分析能力和計(jì)算能力的主觀題,并強(qiáng)調(diào)了實(shí)踐實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的進(jìn)一步考查(在平時實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上),這也與黃淮學(xué)院倡導(dǎo)的應(yīng)用型技術(shù)大學(xué)理念相一致。缺少了主觀題的“電機(jī)與拖動”課程卷面,相應(yīng)增加思考、分析和計(jì)算的分值,這無形中增加了學(xué)生的答題難度,同時也是卷面總成績得分率較低的主要原因(卷面成績不及格率約64%)。從表3中也能分析得出:學(xué)生關(guān)于“電機(jī)與拖動”課程的簡答能力(簡述和總結(jié))、分析能力和實(shí)踐實(shí)驗(yàn)總結(jié)能力有待提高和強(qiáng)化,這也是任課教師在今后教學(xué)工作中需要完善的方面。

表3 “電機(jī)與拖動”課程的卷面成績概況

表4 “微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程的卷面成績概況

表5 “邏輯控制進(jìn)階”課程的卷面成績概況

雖然“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程卷面題型保留了選擇題和判斷題,但是各類題型的答題效果均不理想。單選題和判斷題等客觀題重點(diǎn)考核學(xué)生對課程基礎(chǔ)知識點(diǎn)的掌握情況,從答題情況看,學(xué)生復(fù)習(xí)得不夠全面,對知識點(diǎn)的理解不夠透徹;閱讀程序題、存儲器設(shè)計(jì)題、接口設(shè)計(jì)題等主觀題重點(diǎn)考核編寫匯編語言控制微型計(jì)算機(jī)硬件的能力,從答題情況看,學(xué)生的計(jì)算思維能力和靈活運(yùn)用能力有待提升。

另外,作為上述示例課程中唯一的考查課“邏輯控制進(jìn)階”(開卷考試),由表5可以很直接地反映學(xué)生在半實(shí)物電梯仿真系統(tǒng)學(xué)習(xí)和總結(jié)方面的欠缺度。盡管在開卷考試過程中,任課教師允許學(xué)生攜帶書籍、電腦和手機(jī)等資料搜索工具,但大部分學(xué)生沒有想到去打開半實(shí)物電梯仿真系統(tǒng),查閱程序和硬件設(shè)備等信息,而是通過電腦或手機(jī)網(wǎng)絡(luò)搜索相關(guān)信息后完成答題,這樣就大幅度降低了課程試卷考查內(nèi)容與課程教學(xué)內(nèi)容的銜接度,從而導(dǎo)致半實(shí)物電梯仿真(30分卷面成績)答題部分得分率極低,進(jìn)而導(dǎo)致整體卷面不及格率達(dá)到59%。

表6是上述3門課程卷面總成績分段情況。假如增加了選擇題、填空題和判斷題等客觀題型,則“電機(jī)與拖動”課程的卷面不及格率將會降到30%左右(預(yù)計(jì)59～50分值區(qū)間將會提升到60分以上)。“微機(jī)原理與接口技術(shù)”卷面成績失分率較高的是程序設(shè)計(jì)、存儲器設(shè)計(jì)和接口設(shè)計(jì)這3個方面,若是進(jìn)一步提高學(xué)生的思考分析能力、計(jì)算機(jī)思維能力和軟硬件設(shè)計(jì)能力,則可以提高卷面的及格率。此外,“邏輯控制進(jìn)階”這門考查課的卷面失分率完全集中在半實(shí)物電梯仿真系統(tǒng)的考查方面,這也是值得任課教師和相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備建設(shè)相關(guān)老師思考的地方,因?yàn)?9人使用6臺半實(shí)物電梯仿真系統(tǒng),這是難以均衡學(xué)生學(xué)習(xí)時間和效率的。

表6 “電機(jī)與拖動”等3門課程的卷面成績概況

3 課程考核改革的難點(diǎn)及其解決方案

通過上述課程考核的數(shù)據(jù)分析,可以得出自動化專業(yè)課程考核改革過程中涉及的難點(diǎn)。

(1)動手能力強(qiáng)并不能代表思考問題和解決問題的能力強(qiáng):學(xué)生是非常樂于動手實(shí)踐的,這也與學(xué)校的應(yīng)用型技術(shù)大學(xué)辦學(xué)宗旨保持高度一致,但動手實(shí)踐過程中,缺乏思考問題的主動性或懶于思考,必將導(dǎo)致動手實(shí)踐的效率和質(zhì)量大打折扣。

(2)理論知識是學(xué)生的薄弱學(xué)習(xí)環(huán)節(jié):例如,“電機(jī)與拖動”課程的教學(xué)過程中,任課教師多次聽到學(xué)生們反映數(shù)學(xué)公式難以學(xué)習(xí),這體現(xiàn)了部分學(xué)生對于理論知識,尤其是數(shù)學(xué)方面理論知識的排斥性。為此,任課教師不僅加強(qiáng)了“電機(jī)與拖動”理論知識的教學(xué),而且把理論知識的考查體現(xiàn)到智慧課堂和卷面上,但從數(shù)據(jù)的角度看收效略微。理論知識學(xué)習(xí)薄弱,這也是導(dǎo)致卷面成績較低的原因之一。

(3)學(xué)生還不適應(yīng)當(dāng)前的課程考核改革:例如,“電機(jī)與拖動”課程的閉卷期末考試結(jié)束之后,考生很納悶為何沒有選擇題、填空題和判斷題,盡管任課教師在考前復(fù)習(xí)中已經(jīng)提到?jīng)]有這3種題型了;“邏輯控制進(jìn)階”課程的開卷期末考試過程中,針對半實(shí)物電梯仿真系統(tǒng)的考核部分,學(xué)生想到的答題措施不是翻閱半實(shí)物電梯仿真系統(tǒng)的軟件程序和硬件組成,而是通過手機(jī)或電腦查閱互聯(lián)網(wǎng)上的資料信息,這必然導(dǎo)致答題內(nèi)容與課程教學(xué)內(nèi)容的脫鉤,進(jìn)而降低答題得分。

(4)缺乏專業(yè)知識精研的動力:例如,“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程囊括了軟件部分和硬件部分,被業(yè)內(nèi)人士稱為自動化專業(yè)的“四大天書”之一,假如缺乏理論學(xué)習(xí)動力和實(shí)踐實(shí)驗(yàn)興趣,將無法掌握這門課程的精髓,進(jìn)而無法順利地通過課程考核。

(5)課程實(shí)驗(yàn)設(shè)備生均臺數(shù)有待完善:針對“邏輯控制進(jìn)階”課程,學(xué)生為59人,但其用到的半實(shí)物電梯仿真系統(tǒng)是6臺,在這種沒有達(dá)到生均設(shè)備臺數(shù)的情況下,有可能因此降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和質(zhì)量;并且課程實(shí)驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行是否穩(wěn)定,將會直接決定課程教學(xué)的效率和用電安全性。

由上述課程考核的數(shù)據(jù)結(jié)果分析和課程考核改革的難點(diǎn)總結(jié),本文提出若干解決方案。

(1)把理論知識的講解貫穿到實(shí)踐實(shí)驗(yàn)之中:例如,為了詮釋“電機(jī)與拖動”課程中關(guān)于直流電機(jī)的數(shù)學(xué)理論公式,任課教師可以開展現(xiàn)場教學(xué),也就是通過拆解直流電機(jī)結(jié)構(gòu)、直流電機(jī)零部件介紹、現(xiàn)場組裝直流電機(jī)零部件,并結(jié)合工程電磁場的經(jīng)典定則(左手定則和右手定則),進(jìn)行直流電機(jī)數(shù)學(xué)理論公式的推導(dǎo)和講解;另外,把直流電機(jī)或交流電機(jī)應(yīng)用到學(xué)生的學(xué)科競賽之中,以競賽提高專業(yè)知識的掌握,也不失為一種較好的課程教學(xué)方法。

(2)分析和總結(jié)當(dāng)前課程考核改革的問題:譬如,分析線上作業(yè)和線上階段性考試的優(yōu)缺點(diǎn),總結(jié)出少部分學(xué)生為什么不能夠按時完成線上任務(wù);只有找出問題的癥結(jié)所在,才能為進(jìn)一步的課程考核改革質(zhì)量提高提供解決方法。

(3)嚴(yán)肅教風(fēng)和學(xué)風(fēng):任課教師要以身作則,在整個課程的教學(xué)過程中,做到言行如一,不降低課程內(nèi)容的教學(xué)難度和深度;學(xué)生要按時完成課程學(xué)習(xí)任務(wù),通過各種方法調(diào)動課程學(xué)習(xí)的積極性。

(4)把課程教學(xué)和學(xué)生學(xué)科競賽進(jìn)一步緊密結(jié)合起來:例如,為了加強(qiáng)學(xué)生對于“電機(jī)與拖動”課程的知識掌握程度,任課教師帶領(lǐng)3位同學(xué)制作了一套基于直流電機(jī)的便攜式智能呼吸機(jī)裝置,并在省部級學(xué)科競賽中獲得了最高獎,相信這3位同學(xué)不僅掌握了直流電機(jī)的理論知識和應(yīng)用,也掌握了與“微機(jī)原理與接口技術(shù)”的相關(guān)軟件編程和控制器應(yīng)用知識;顯然,進(jìn)一步提高基于課程知識參與學(xué)科競賽的學(xué)生數(shù)量,可以有效提高學(xué)生對于課程知識的掌握度。

(5)循序漸進(jìn)地推進(jìn)課程考核改革:課程考核改革不是一個學(xué)年或兩個學(xué)年能夠完成的,也不是通過加強(qiáng)考核難度實(shí)現(xiàn)的,而是任課教師與學(xué)生積極溝通交流,通過教學(xué)過程慢慢地使學(xué)生融入課程教學(xué)和考核的改革過程之中,例如任課教師在平時階段性考試過程中,可以不撰寫選擇題、填空題和判斷題,在這種情況下,學(xué)生也就不會為課程期末考核卷面缺少選擇題、填空題和判斷題而感到詫異了。

(6)進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會正確的答題策略:任課教師經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生在答題過程中不注重答題策略,即使答出了正確的結(jié)果,但也因答題步驟失去約30%～50%的分?jǐn)?shù),這是十分可惜的;因此,任課教師需要進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會正確的答題策略。

(7)適當(dāng)?shù)匕颜n程思政的理念貫穿到課程教學(xué)過程之中;例如,在“電機(jī)與拖動”課程中,可以結(jié)合當(dāng)前抗擊肺炎疫情的社會現(xiàn)象,講解電機(jī)在肺炎呼吸機(jī)中的作用和工作原理,從而增強(qiáng)學(xué)生對于本專業(yè)的使命感;以及講解電磁彈射直線電機(jī)在我國海軍國防中的重大發(fā)展和貢獻(xiàn),從而增強(qiáng)學(xué)生對于我國國防軍工技術(shù)等方面的自豪感。

4 結(jié)語

本文基于自動化專業(yè)的3門專業(yè)基礎(chǔ)課,分別從考試和考查的角度,闡述了課程考核改革的過程,分析了課程考核改革的結(jié)果數(shù)據(jù),并在此基礎(chǔ)上提出若干解決方案,以便進(jìn)一步完善今后的課程考核改革。本文的兩位作者(也是任課教師),有最近3年或2年連續(xù)獲得校級教學(xué)考評優(yōu)秀的(主要源于課程學(xué)習(xí)的學(xué)生打分獲得),有獲得省教育廳線上優(yōu)秀課程一等獎的(最高獎),也有獲得省教育廳教學(xué)技能比賽二等獎的,以及獲得與授課相關(guān)的若干校級榮譽(yù)的,所以完全有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。通過對教學(xué)過程的諸多細(xì)節(jié)進(jìn)行反思,必將使課程考核改革質(zhì)量由目前的量變達(dá)到質(zhì)變,最終實(shí)現(xiàn)課程考核改革的發(fā)展和進(jìn)步。