《控制工程基礎(chǔ)》目標(biāo)達(dá)成度分析與教學(xué)質(zhì)量評價嘗試

高海濤 韓亞麗 歐益寶 熊建橋

摘 要：課程目標(biāo)是教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，達(dá)成度評價是衡量教學(xué)目標(biāo)完成的標(biāo)準(zhǔn)。以控制工程基礎(chǔ)課程為例，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)對課程進(jìn)行了達(dá)成度分析和計算，并進(jìn)一步嘗試將達(dá)成度評價方法用于定量的教學(xué)質(zhì)量評價，找出教學(xué)中的不足，以便有效提高課程教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)行課程持續(xù)改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：工程認(rèn)證 達(dá)成度 計算 質(zhì)量評價

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（c）-0234-03

工程教育認(rèn)證是工程教育與工程師資格水平的國際化認(rèn)可，也是一種工程教育質(zhì)量保證體系，其在認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中對培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系、持續(xù)改進(jìn)都提出了明確的要求[1]。其中，持續(xù)改進(jìn)是以達(dá)成度評價為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的。

達(dá)成度評價是一套評價目標(biāo)完成程度方法，通過達(dá)成度評價使得學(xué)校能夠及時掌握畢業(yè)要求的達(dá)成情況，并根據(jù)評價過程數(shù)據(jù)和評價結(jié)果及時調(diào)整課程設(shè)置和教學(xué)計劃安排，為持續(xù)改進(jìn)各項(xiàng)工作提供依據(jù)[2-3]。達(dá)成度評價主要分為畢業(yè)要求達(dá)成度評價和課程達(dá)成度評價兩種，其中畢業(yè)要求達(dá)成度評價是圍繞工程教育專業(yè)認(rèn)證“以學(xué)生為中心、基于成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的理念，對學(xué)生達(dá)到畢業(yè)要求、達(dá)成人才培養(yǎng)目標(biāo)的程度開展評價，而課程達(dá)成度評價是畢業(yè)要求達(dá)成度評價的基礎(chǔ)，其主要圍繞支撐畢業(yè)要求的各項(xiàng)課程指標(biāo)點(diǎn)，采用合理的考核形式如考試、報告、設(shè)計、作業(yè)等和合理的計算方法形成評價，為畢業(yè)達(dá)成度評價提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2017年該校機(jī)械制造及自動化專業(yè)進(jìn)行了工程教育專業(yè)認(rèn)證工作，下面就以筆者熟悉的《控制工程基礎(chǔ)》為例[4]，淺談一下課程目標(biāo)的評價與達(dá)成情況，并進(jìn)一步嘗試將課程達(dá)成評價應(yīng)用于課程教學(xué)質(zhì)量評價，期望能夠改進(jìn)教學(xué)效果。

1 《控制工程基礎(chǔ)》教學(xué)目標(biāo)及支撐關(guān)系

控制工程基礎(chǔ)課程是機(jī)械類專業(yè)應(yīng)用型本科學(xué)生的一門的專業(yè)基礎(chǔ)課，是支撐機(jī)械制造及自動化專業(yè)畢業(yè)要求的基礎(chǔ)課程之一。課程以自動控制系統(tǒng)為研究對象，以系統(tǒng)分析方法為重點(diǎn)，以經(jīng)典控制理論為主線，結(jié)合機(jī)電控制系統(tǒng)的實(shí)際，闡述了控制系統(tǒng)的基本理論、分析和設(shè)計方法。主要任務(wù)是通過課程教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生控制系統(tǒng)的基本理論、性能分析及控制系統(tǒng)設(shè)計和綜合應(yīng)用能力。

工程教育課程設(shè)置的流程一般為：根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，在行業(yè)專家參與下確定課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的強(qiáng)度，以此為基礎(chǔ)制定相關(guān)課程的大綱，設(shè)置課程的教學(xué)環(huán)節(jié)和考核方法。基于上述流程，最終確定《控制工程基礎(chǔ)》的課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求的貢獻(xiàn)如表1所示，具體的要求如下所述。

（1）了解控制系統(tǒng)的發(fā)展背景及現(xiàn)狀，熟悉控制系統(tǒng)的工作原理及組成，掌握控制系統(tǒng)的基本要求。掌握控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模的基本方法，學(xué)會建立機(jī)電系統(tǒng)的微分方程。能正確運(yùn)用Laplace變換，對微分方程進(jìn)行求解，推導(dǎo)傳遞函數(shù)。能通過方框圖化簡及梅遜公式求取系統(tǒng)傳遞函數(shù)。（課程目標(biāo)1）

（2）正確理解時域分析法的基本原理，熟悉時域的各項(xiàng)性能指標(biāo)。正確理解頻域分析法的基本原理，熟悉頻域的各項(xiàng)性能指標(biāo)，能夠熟練繪制典型環(huán)節(jié)及系統(tǒng)頻率特性圖。掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性判別的依據(jù)，能夠熟練應(yīng)用勞斯判據(jù)、奈氏圖和波德圖判定系統(tǒng)穩(wěn)定性，掌握穩(wěn)定裕量概念及計算。能夠熟練計算系統(tǒng)誤差，分析誤差影響因素。（課程目標(biāo)2）

（3）正確理解系統(tǒng)設(shè)計與校正的基本原理，掌握PID控制規(guī)律及實(shí)現(xiàn)方式，掌握系統(tǒng)校正的基本方法，能夠熟練利用波德圖對系統(tǒng)性能進(jìn)行設(shè)計與校正。（課程目標(biāo)3）

2 課程目標(biāo)達(dá)成度計算與分析

《控制工程基礎(chǔ)》課程設(shè)置了多種考核方式以考察其支撐的指標(biāo)點(diǎn)是否達(dá)成。考核的方式主要有期末考試、作業(yè)、考勤、討論和上課問答等。對不同的考核方式，計算達(dá)成度的方法也不同，其中期末考試采用成績分析法進(jìn)行評價，在期末考試的命題中，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和大綱的規(guī)定，期末考試每一道題分別對應(yīng)于不同的指標(biāo)點(diǎn)，試卷的知識點(diǎn)與大綱規(guī)定的知識點(diǎn)相一致，并占相應(yīng)的分值。而作業(yè)和上課問答和討論等主觀性較強(qiáng)的考核則采用了評分表分析法分別制定相對應(yīng)的評分細(xì)則進(jìn)行評價。根據(jù)達(dá)成度=相關(guān)內(nèi)容學(xué)生平均分/相關(guān)內(nèi)容總分的計算方法，統(tǒng)計計算的結(jié)果如表2所示。

《控制工程基礎(chǔ)》目標(biāo)達(dá)成度的計算依據(jù)大綱規(guī)定的比重分別進(jìn)行計算并匯總得到。其中期末考試占80%，其他考核包括作業(yè)、出勤、上課回答問題及討論都劃歸到平時考核中占20%。支撐課程目標(biāo)1的考核為期末考試37分（滿分100）和平時成績30分（滿分100），該指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成度為0.82；支撐課程目標(biāo)2的內(nèi)容包括期末考試52分和平時成績50分，達(dá)成度為0.74；支撐課程目標(biāo)3的主要是期末考試11分，平時成績20分，達(dá)成度為0.74。由于機(jī)械制造及自動化專業(yè)的課程教學(xué)預(yù)設(shè)目標(biāo)為0.7，所以畢業(yè)要求的達(dá)成度評價以達(dá)成度評價值大于0.7為達(dá)成，由表3計算的達(dá)成度結(jié)果可見，《控制工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)總體上達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)。具體到每個課程目標(biāo)，目標(biāo)1的達(dá)成度最高，課程目標(biāo)2和課程目標(biāo)3要低一些，說明從總體上課程目標(biāo)1完成的質(zhì)量和學(xué)生掌握的程度較好。

3 按課程關(guān)鍵知識點(diǎn)的達(dá)成度計算與分析

實(shí)際上，每一個課程目標(biāo)點(diǎn)是由多個課程知識點(diǎn)支撐。而以上課程達(dá)成度計算僅從總體上反映了課程目標(biāo)的完成程度，其還無法反映出支撐每個目標(biāo)點(diǎn)的知識點(diǎn)達(dá)成情況，這對于畢業(yè)目標(biāo)達(dá)成計算沒有影響，但對于如何有針對性地提高教學(xué)質(zhì)量無法提供參考[5]。為此，本文嘗試將目標(biāo)達(dá)成度計算方法進(jìn)一步細(xì)化，用來評價學(xué)生對每個知識點(diǎn)的掌握程度，期望通過評價學(xué)生對每個知識點(diǎn)的掌握程度，來考察教學(xué)效果，為有針對性地提高教學(xué)質(zhì)量提供參考。

經(jīng)所帶該課程的所有老師討論和梳理該課程的知識點(diǎn)及目標(biāo)點(diǎn)支撐關(guān)系，完成知識點(diǎn)與課程目標(biāo)的支撐關(guān)系如表3所示。將《控制工程基礎(chǔ)》大綱規(guī)定的三個目標(biāo)點(diǎn)下的課程內(nèi)容分成了11個關(guān)鍵知識點(diǎn)，其中每個知識點(diǎn)的分值由該知識點(diǎn)的期末考試所占實(shí)際分值統(tǒng)計得到，占目標(biāo)值的80%，同一課程目標(biāo)下的各知識點(diǎn)相加總和等于該課程目標(biāo)總的分值。知識點(diǎn)所對應(yīng)的平時考核比重包括作業(yè)、出勤、上課問答和討論等根據(jù)平時作業(yè)題量和知識點(diǎn)所占課時數(shù)及提問內(nèi)容相關(guān)度來劃分，占目標(biāo)值的20%。依據(jù)達(dá)成度計算方法，計算統(tǒng)計的結(jié)果如表3所示。

由表3關(guān)鍵知識點(diǎn)達(dá)成度計算結(jié)果可以看出，學(xué)生對各知識點(diǎn)的達(dá)成情況存在差異，反映出學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度有差別，其中達(dá)成度最高為控制工程基本概念中的定義、原理、結(jié)構(gòu)，其次是控制系統(tǒng)的要求，說明學(xué)生對這些知識點(diǎn)的掌握比較扎實(shí)，這些知識點(diǎn)為基礎(chǔ)概念和基礎(chǔ)知識，內(nèi)容相對簡單和明確，學(xué)生易于掌握。達(dá)成度較低有控制系統(tǒng)的時域分析為0.6，傳遞函數(shù)求解0.66及控制系統(tǒng)校正設(shè)計0.67，按達(dá)成度評價值大于0.7為達(dá)成的話，學(xué)生對該知識點(diǎn)的掌握還沒有達(dá)到要求，造成這種現(xiàn)象的原因?yàn)樗婕暗年P(guān)鍵知識點(diǎn)多為對課程知識的掌握和運(yùn)用，屬于較高層次的教學(xué)要求，目前學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況和知識運(yùn)用距離這類目標(biāo)的達(dá)成存在一定的差距。

4 提高達(dá)成度的改進(jìn)措施

綜合比較《控制工程基礎(chǔ)》所涉及的全部關(guān)鍵知識點(diǎn)的目標(biāo)達(dá)成度情況，可以看出該課程存在基礎(chǔ)知識和基本概念達(dá)成度高和對課程知識綜合運(yùn)用達(dá)成度低的特點(diǎn)，這從一定程度上反映出了在教學(xué)過程中的不足，還需要進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方法提高教學(xué)質(zhì)量。有針對性的措施主要有如下幾個方面。

（1）合理分配課時。在課時量有限的前提條件下，通過合理分配課時突出教學(xué)重點(diǎn)，提高教學(xué)質(zhì)量，考慮對于學(xué)生易于掌握的關(guān)鍵知識點(diǎn)，采取學(xué)生自學(xué)或者學(xué)生講授的方式處理，而對目標(biāo)達(dá)成度低，學(xué)生掌握困難的知識點(diǎn)，多分配課時重點(diǎn)講授并結(jié)合習(xí)題課進(jìn)行知識運(yùn)用方面的練習(xí)。

（2）案例講解，提高應(yīng)用能力。針對控制系統(tǒng)分析以抽象數(shù)學(xué)模型為主，較為枯燥的特點(diǎn)，在上課時，以工程實(shí)例為對象，按照實(shí)際應(yīng)用步驟進(jìn)行控制系統(tǒng)講解，采用設(shè)問方式，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)際工程問題，提高應(yīng)用能力。

（3）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。控制基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)中包含了大量公式、計算等，容易讓學(xué)生失去興趣。在今后的課堂中可以通過增加設(shè)問的方式激發(fā)學(xué)生的好奇心、通過實(shí)例和動畫PPT提高趣味性，通過明確本課程的重要性和意義提高學(xué)習(xí)動力，以及及時更新上課內(nèi)容等方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

5 結(jié)語

本文以《控制工程基礎(chǔ)》為例，詳細(xì)計算和分析了課程目標(biāo)達(dá)成度，并進(jìn)一步通過課程目標(biāo)達(dá)成度定量地了解控制工程基礎(chǔ)教學(xué)過程中學(xué)生對一些關(guān)鍵知識點(diǎn)的掌握程度，從而為突出教學(xué)重點(diǎn)，改進(jìn)教學(xué)方法提供依據(jù)。目前采用課程目標(biāo)達(dá)成度展開高等學(xué)校課程教學(xué)質(zhì)量評價還屬于新生事物，與目前大多數(shù)高校通行的教學(xué)評價方式相比，其在針對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行定量化評價方面具有優(yōu)勢。但同時需要注意的是，課程目標(biāo)達(dá)成度評價方式并不能完全替代傳統(tǒng)教學(xué)評價方式，并且仍有諸多方面如試卷與大綱知識點(diǎn)相一致，如何區(qū)別不同題型間的評價差異及通用性等方面還需要進(jìn)一步改進(jìn)。

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