馮武衛(wèi)　李林　楊淑潔　張文英　葉繼英

［摘 要］機(jī)電傳動(dòng)與控制課程是工科類專業(yè)的核心課程，隨著教育部工程教育專業(yè)認(rèn)證工作的推進(jìn)，如何實(shí)現(xiàn)課程向產(chǎn)出導(dǎo)向性教學(xué)轉(zhuǎn)變已成為高校課程改革的研究重點(diǎn)。課題組以工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，深入分析和討論教學(xué)大綱、課程目標(biāo)、達(dá)成度及評(píng)價(jià)方法等，結(jié)合實(shí)際情況展示課程改革的成效。課題組總結(jié)了課程改革的規(guī)律和方法，為工科類高校其他相關(guān)課程的改革提供借鑒。

［關(guān)鍵詞］工程教育專業(yè)認(rèn)證；產(chǎn)出導(dǎo)向性；課程改革

［中圖分類號(hào)］G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A ［文章編號(hào)］2095-3437（2024）04-0041-04

通過工程教育專業(yè)認(rèn)證的工科專業(yè)，其畢業(yè)生可以獲得《華盛頓協(xié)議》成員的認(rèn)可[1]。截至2021年底，全國(guó)共有288所高等學(xué)校的1977個(gè)專業(yè)通過了工程教育專業(yè)認(rèn)證，涉及24個(gè)工科專業(yè)類[2]。

機(jī)電傳動(dòng)與控制是機(jī)械類專業(yè)的重點(diǎn)課程[3]。浙江海洋大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱我校）的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)自2016年起便開始了工程教育專業(yè)認(rèn)證的試點(diǎn)工作。其中，機(jī)電傳動(dòng)與控制課程作為首批試點(diǎn)改革課程，要求課程改革明確支撐專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)。經(jīng)過多年的改革試點(diǎn)，該課程已逐步達(dá)到了認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的要求。

就工科高校本科課程而言，課程改革經(jīng)歷了從授課方法（翻轉(zhuǎn)課堂）、授課手段（結(jié)合線上工具進(jìn)行教學(xué)）轉(zhuǎn)變?yōu)榛诠こ探逃龑I(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)出導(dǎo)向性教學(xué)，強(qiáng)調(diào)“以學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”三大理念[4]。近年來，一線教師圍繞工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)授課方法、授課手段進(jìn)行了研究與改進(jìn)，這對(duì)提高高校教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量起到了積極作用[5-12]。

一、課程改革思路

（一）課程教學(xué)現(xiàn)狀

機(jī)電傳動(dòng)與控制課程作為浙江省高等學(xué)校一流本科建設(shè)課程和浙江省課程思政示范課程，在結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證理念進(jìn)行改革的過程中，仍存在以下不足之處。

1.教學(xué)內(nèi)容缺乏實(shí)際教學(xué)案例

機(jī)電傳動(dòng)與控制課程屬于交叉學(xué)科課程，要求學(xué)生具備機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓與氣壓控制、電工電子、控制工程等多領(lǐng)域的知識(shí)基礎(chǔ)。當(dāng)前使用的教材主要以機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)為核心內(nèi)容，并輔以電機(jī)調(diào)速控制、PLC控制等相關(guān)知識(shí)。由于教學(xué)內(nèi)容繁雜、實(shí)際應(yīng)用案例較少，學(xué)生在完成課程學(xué)習(xí)后仍感到困惑，無(wú)法獨(dú)立完成一套完整的控制系統(tǒng)方案。因此，課題組在教學(xué)過程中應(yīng)增加教學(xué)或科研案例，可以以課題的形式布置給學(xué)生，要求他們獨(dú)立完成某個(gè)控制系統(tǒng)的案例設(shè)計(jì)。這樣不僅能提高學(xué)生的實(shí)踐能力，還能有效培養(yǎng)他們解決復(fù)雜工程問題的能力。

2.實(shí)踐教學(xué)效果有待提高

在新工科建設(shè)的要求下，工科類專業(yè)普遍認(rèn)同提高課程實(shí)踐學(xué)習(xí)比例的重要性。然而，傳統(tǒng)教學(xué)往往通過幾個(gè)典型的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)案例來實(shí)施，如三相異步電動(dòng)機(jī)控制、PLC控制等，學(xué)生只需按照實(shí)驗(yàn)要求準(zhǔn)確接線并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，不利于培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)解決問題的能力。

3.學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式不完善

當(dāng)前的學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式主要包括期末考試（70%）、作業(yè)（20%）及平時(shí)成績(jī)（10%）。這種評(píng)價(jià)方式缺乏對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的有效管理，導(dǎo)致部分學(xué)生僅在期末考試階段進(jìn)行突擊學(xué)習(xí)，以應(yīng)付評(píng)價(jià)結(jié)果，難以真實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。因此，設(shè)計(jì)更加合理的學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式成為本課程改革的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

（二）課程改革思路

為了滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的要求，課題組對(duì)教學(xué)大綱、教學(xué)方法以及學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式進(jìn)行了系統(tǒng)的改革。

1.修訂教學(xué)大綱

明確課程教學(xué)目標(biāo)，并提出實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的手段以及對(duì)應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)目標(biāo)必須能夠支撐專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)必須有合理的評(píng)價(jià)方式。

2.改進(jìn)教學(xué)方法及學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式

提高實(shí)踐教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、綜合設(shè)計(jì)案例和開放性實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)的比重。同時(shí)，在評(píng)價(jià)方式方面，降低期末考試的比重，提高過程性評(píng)價(jià)和形成性評(píng)價(jià)的比重。

二、課程教學(xué)改革實(shí)施方案

為了實(shí)現(xiàn)與認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)接，課題組對(duì)教學(xué)大綱進(jìn)行了系統(tǒng)的修訂，重點(diǎn)針對(duì)課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式等方面進(jìn)行了全面調(diào)整。

（一）課程目標(biāo)

課程目標(biāo)1：掌握電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中各類低壓電器、基本控制電路模塊的基本原理，了解直流電機(jī)、交流電機(jī)、各類控制電機(jī)調(diào)速與控制的基本原理。此外，強(qiáng)化學(xué)生科技強(qiáng)國(guó)、自強(qiáng)不息的民族精神。

課程目標(biāo)2：通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解機(jī)電控制系統(tǒng)的組成與運(yùn)作，強(qiáng)化控制單元的應(yīng)用設(shè)計(jì)，能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電氣控制電路圖。在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，要求學(xué)生獨(dú)立思考、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)，以培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神。

課程目標(biāo)3：了解機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)的前沿和發(fā)展趨勢(shì)，并具備分析機(jī)電控制系統(tǒng)的能力。同時(shí)，強(qiáng)化學(xué)生勤于鉆研、勇于探索的創(chuàng)新精神。

（二）教學(xué)內(nèi)容及方法的改進(jìn)

教學(xué)內(nèi)容及方法的改進(jìn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

教學(xué)內(nèi)容：綜合現(xiàn)有教材的相關(guān)內(nèi)容，并在教學(xué)環(huán)節(jié)中增加約10個(gè)工程案例，如分揀系統(tǒng)、圖像識(shí)別及機(jī)械臂自動(dòng)抓取系統(tǒng)等。此外，提供一些開放性題目供學(xué)生選做，以提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。

教學(xué)方法：采用線上線下相結(jié)合的教學(xué)方式。線上資源主要展示基本的知識(shí)點(diǎn)，包括動(dòng)畫、視頻、案例資源、實(shí)驗(yàn)資源等。其中線上教學(xué)效果評(píng)價(jià)占比不低于平時(shí)成績(jī)的50%。

（三）考核方式的改進(jìn)

為了更準(zhǔn)確地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，課題組改進(jìn)了課程考核方式，將期末考試成績(jī)占總成績(jī)的70%減少至40%，同時(shí)增加了過程性考核要求。詳細(xì)的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)及達(dá)成方式如表1所示，考核方式及成績(jī)占比如表2所示。

綜上所述，考核環(huán)節(jié)的改革重點(diǎn)體現(xiàn)在過程性成績(jī)的提高（從現(xiàn)有的10%提高到40%），充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，確保他們將學(xué)習(xí)功夫用在學(xué)習(xí)過程中。

三、課程達(dá)成度評(píng)價(jià)方法及效果

（一）達(dá)成度評(píng)價(jià)方法

課程達(dá)成度評(píng)價(jià)包括課程分目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)和總目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)兩個(gè)方面。

1.課程分目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)

課程分目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)是指各教學(xué)環(huán)節(jié)所對(duì)應(yīng)的某一畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)達(dá)成度。其計(jì)算公式為：

[Di=][各教學(xué)環(huán)節(jié)支撐同一畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的平均值之和支撐同一畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)分之和]

2.課程總目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)

課程總目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)是指基于分目標(biāo)達(dá)成度的加權(quán)平均值。其計(jì)算公式為：

[D總=i=1nDi×ηi課程總成績(jī)（100分）]

其中，[ηi] 為[Di]所占課程總成績(jī)的比例。

（二）達(dá)成度計(jì)算結(jié)果分析

1.課程目標(biāo)達(dá)成度計(jì)算

根據(jù)考核方式及達(dá)成度計(jì)算公式，課題組以2019級(jí)機(jī)械班的成績(jī)?yōu)闃颖具M(jìn)行了達(dá)成度計(jì)算分析。各畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成情況如表3所示。

2.課程目標(biāo)達(dá)成度分析

根據(jù)表3中各項(xiàng)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)達(dá)成度情況，得到如圖1所示的課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)柱狀圖。

課程目標(biāo)1：通過課堂講授、平時(shí)作業(yè)和課堂討論等教學(xué)環(huán)節(jié)，課程目標(biāo)1的達(dá)成度為0.75。然而，在作業(yè)和考試中，學(xué)生普遍存在電氣開關(guān)符號(hào)使用不規(guī)范、電路圖繪制不完整等錯(cuò)誤。

課程目標(biāo)2：通過實(shí)驗(yàn)實(shí)踐等教學(xué)環(huán)節(jié)，課程目標(biāo)2的達(dá)成度為0.785。然而，在實(shí)驗(yàn)過程中，存在一些諸如學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作不認(rèn)真、未能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫不規(guī)范等問題。

課程目標(biāo)3：通過大作業(yè)等教學(xué)環(huán)節(jié)，課程目標(biāo)3的達(dá)成度為0.84。然而，在教學(xué)過程中，大作業(yè)主要存在一些問題，如部分學(xué)生的電路圖雖然完整，但控制過程的說明不夠詳細(xì)。

四、結(jié)語(yǔ)

本文以工程教育專業(yè)認(rèn)證理念為指導(dǎo)，對(duì)機(jī)電傳動(dòng)與控制課程教學(xué)方法進(jìn)行了改革。首先，課題組總結(jié)歸納了機(jī)電傳動(dòng)與控制課程授課過程中存在的主要問題。其次，參照工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)教學(xué)大綱進(jìn)行了系統(tǒng)的修訂，提高了過程性評(píng)價(jià)的比重，降低了期末考試占總成績(jī)的比重。最后，通過對(duì)我校2019級(jí)機(jī)械班學(xué)生成績(jī)的達(dá)成度進(jìn)行計(jì)算和分析，提出了有針對(duì)性的改進(jìn)措施，為工科類專業(yè)課程的教學(xué)改革提供參考。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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［責(zé)任編輯：梁金鳳］