基于工作過程系統化的“電機學”教學探究

曹亞卿，金小香，歷馨，程晶，攝小雪

（東南大學成賢學院電氣工程系，江蘇南京，210088）

0 引言

被譽為電氣工程及其自動化專業“四大天王”之首的“電機學”，掛科率一直居高不下，學生對該課程的掌握程度影響后續學習，而傳統“一考定終身”的考核方式，使得部分學生不重視日常學習，只把精力放在最后的復習上，學習效果可見一斑。

而教學考核應該以教學目標為依據，通過一定的標準和手段，對教學活動及其結果進行判斷，具備導向與激勵功能、鑒定與選拔功能、診斷與改進功能、反饋與調節功能、管理與教育功能等。對于高校的教學工作，考核成績是最顯而易見的教學成果，它不僅是對學生學業成績的評價，同時也是對教師教學質量的評價，同時也是對一門課程的評價[1]。

因此，高校需要創建一種新的考核方式，提高全過程中學生的積極性和參與性，切實保障學習效果。

1 傳統“電機學”課程考核方法及存在問題

該課程是多數電氣專業本科階段的第一門專業基礎課，從純理論課程向實際工程應用過渡，學習方法、思維方式都需要轉變，而學生經過長期基礎理論課程的學習，固有思維定式一時難以改變。本科階段的電機學主要根據“大學物理”、“電路原理”及“高等數學”相關知識，分析電機運行中的電磁物理過程和現象等，相關的數學計算相對要求不高，是為后續“電力系統分析”、“繼電保護”、“電力工程”、“發電廠電氣”等課程的復雜計算打基礎[2]。

1.1 日常教學無法在考核成績中良好的呈現

傳統的考核方式中,平時成績所占比例極低，只能簡單考核出勤情況，無法反應整個學習階段最重要部分的狀況。部分學生不重視日常學習，上課思想不集中，課后作業抄襲，只把精力放在最后的復習上，有些也能夠取得合格成績，但明顯成績較低，對于課程的理論體系并沒有掌握。少部分同學直接成績不合格，影響后續學習，甚至是正常升級和畢業。

1.2 考核的覆蓋面不足

期末試卷由于考試時長所限，一般來說，無法完全覆蓋所有教學知識點，做了一定的取舍和相應刪減；并且為了照顧大多數學生的學習水平，總體難度不高，不能鑒別出真正的好學生。

1.3 課程難度高，存在片面追求及格率的現象

歷年來，“電機學”不及格率居高不下，偶爾存在刻意拉高平時分的現象，以獲得合格的總評成績，部分同學成績單上的成績并非其真實水平的體現。

以上這些問題，從某種方面體現了考核的導向作用——期末成績的高比例，部分學生的學習目標僅僅是期末大考，完全無視平時的學習積累，學習目的僅僅是考試，而不是學習本身；也會使得教師的教學工作被逼轉為應試，而忽視了對學生能力的培養；同時過分拔高了考核所具備的導向功能，其他功能基本缺失。

2 工作過程系統化考核方式具體內容

目前“電機學”4學分，56學時理論課，8學時實驗課，為過程化考核提供了充足的時間。課程中包含的8學時實驗，為內容豐富的高危實驗，從預習到操作和數據處理需要大量課后時間，能夠很好的反映學生在課下的學習態度，滿足過程化考核的初衷。同時在考核導向功能的基礎上，充分調動其具備的激勵功能、診斷改進功能、反饋調節功能、管理教育功能等。

2.1 樹立過程化考核的思想

過程化考核改革的基本指導思想是加強對學生整個學習過程的掌控，考核貫穿在整個學習過程中，使學生能夠明確每個階段性的學習目標，調動學習的積極性和創造性，全面客觀地評價學生的學習活動與學習效果，提高課程教學水平和應用型人才培養質量[3]。

“電機學”的理論課時中主要包括了緒論、變壓器篇、交流電機統一理論篇、異步電機篇和同步電機基本原理，前后理論環環相扣，并且難度不斷加大[4]。過程化考核，明確了每個階段的學習任務，通過階段性的小測驗做到回顧總結，在后續的學習中及時調整或者延續。同時，提高了課后作業在總評成績中的比例，使成績有據可依，更加體現公平公正性。小測驗和實驗部分比例較高，期末卷面成績占比50%，可以實現有力的區分。

以過程化的考核方案為導向，學生更加明確每個階段的任務，同時各個部分分數比例明確，激勵了學生認真對待每一步。同時在成績不斷累積的過程中，教師也能夠及時發現學生的學習問題，不斷調整教學方法，促進教學相長[4]。

2.2 “電機學”過程化考核改革具體實施方案

考慮到課程的特點，典型的專業基礎理論課程，理論體系繁雜，考核方案必須兼具可操作性，不能過分復雜，實際應用中具體考核方案如表1。

表1 過程化考核方案

期末考試仍然是檢驗教育教學的重要手段，50分為最低要求，這點不可突破；出勤5分，對極個別同學缺勤和遲到現象給與震懾；作業10分，記錄多次作業成績；按照章節，安排三次小測驗，卷面百分制，折算為15分；實驗的整個環節，預習操作和數據處理均記錄成績，四個實驗各占5分，共20分。總評合計100分。

3 具體實施過程及效果分析

授課前向學生公布過程化考核方案，并且詳細解釋各個部分的具體實施細節。整個學期，沒有出現任何無故缺勤，遲到現象也僅有兩三人次，絕大部分同學考勤為滿分；并且學生上課認真聽講，課間積極提問，課后也有不少同學通過QQ及時解決課堂疑難點，學習效率有明顯提高。

本學期課后作業提交及時，無缺交現象。但是作業難度較大，一般需要教師在課堂較為詳細的分析之后再留給學生完成，但仍有個別題目學生完成度較差，收上來檢查后返回再次講解后，二次提交，最終選擇四次作業為成績依據。

本學期根據教學計劃共安排了三次小測驗，每次均為45分鐘，百分制，閉卷。

第一次為變壓器章節測驗，試卷中安排了五道選擇題，共50分，這五道題是全卷難度最大的部分，需要對變壓器的運行原理由較深入的理解，并且進行一定的分析推理，造成失分率較高，可見學生對于知識的掌握還比較表面和膚淺，缺乏深層次思考；一道畫圖題20分和計算題50分，都是課本中最典型的例題，這方面學生掌握的較好，得分率較高；本次測驗平均分為63分，合格率約為70%，從一個側面反應測驗難度較大，學生對于傳統的計算題掌握較好，而理論分析還缺乏思路和見解；仍有約5%的同學獲得滿分，說明學生中不乏善于思考的同學，并且與平時表現相輔相成。

第二次為交流電機統一理論章節測驗，這一篇內容是全書理論最復雜，最難理解的部分，其中需要應用傅里葉級數分解的相關內容，而這個部分是“信號與線性系統”課程的內容，這門課程一般安排在大學三年級，也就是“電機學”之后，因此對于該章節降低學習要求，以掌握結論和基本運算為主，不做分析解釋要求，測驗中三道大題，分別是畫三相電機繞組接線圖、默寫重要結論和基本計算。本次測驗學生掌握的較好，卷面均分達到92分，但仍有4%的同學不合格，這部分相對后進的同學，多門功課學習有一定的困難。

第三次為異步電機章節測驗，從內容上來說這是前兩個篇章的延續，在充分掌握了變壓器原理和交流電機共性的基礎上，加深難度，從靜止的電機過渡到旋轉的電機。同學們經過前兩篇章的學習，逐漸掌握了“電機學”的學習規律，重點應該放在理論分析而非計算，并且經過兩次測驗之后，也摸到了一定出題規律。本次測驗的難點仍然是選擇題，用于區別出優秀的學生，得分率低。一道電機特性曲線的畫圖題，該題是分析電機運行特點的重要依據，課上和作業都多次強調，得分率非常高。而該測驗中的計算題，來源了書中典型例題 ，但是刻意將已知量和未知量調換，令人欣慰的是大部分同學學會了分析原理，得出了正確答案，少部分同學生搬硬套。本次測驗均分73，合格率為90%，滿分同學仍然占5%，該成績很好的反應了學生的總體水平。

過程化考核中分階段小測驗所帶來的的激勵作用非常明顯，同時分階段的診斷功能，也促進了學生對自身學習過程的反思和學習方法的改進。

“電機學”實驗在總評中占20%，并且由于實驗中使用強電，屬于高危實驗，因此對于預習和操作有較高要求。預習部分，需學生根據原理設計儀表接線，這部分是“電路原理”課程的相關應用，課本及實驗指導書都刻意隱去了接線部分，前兩份實驗報告交上了接線圖錯誤率極高，并且部分同學不重視，直接不畫接線圖，教師直接給了低分，后面三份預習報告一改前期作風，絕大部分同學都正確的給出了原理接線圖。實驗操作是另一個重要部分，前兩次實驗學生最終接線錯誤率低，但只是機械接線，甚至無視原理順序，對于整個實驗原理沒有理解和掌握。采用了過程化考核后，實驗教師直接給實驗操作部分打了較低分數。后兩次實驗過程中，明顯能夠看出學生對于整個實驗有了更深入的認識，不僅整個操作過程流暢快速，而且教師對實驗原理和測量要求的提問都能對答如流，可見在課前做了大量工作。最后一步，依據實驗指導書的明確要求，進行實驗數據處理，很多同學保持了一貫認真態度，使用電腦作圖，采用了曲線擬合的方法，得到了更為精準的結論，這個過程給部分同學充分發揮的空間，得到了意想不到的結果。

期末考試仍然是考核的重點，經過前期過程化考核的實施，加強了學生對知識的掌握和積累，學生實現了自我教育和管理考試卷面成績明顯提高。同時，期末試卷可以將小測驗中沒有包含的知識點囊括其中，減少了計算題的題量和難度，增加了理論分析和實驗數據處理的分值。期末試卷中安排了16分的實驗題，包括原理和操作流程復述，以及復雜數據處理，一方面考察實驗掌握情況，一方面也是對理論知識的綜合應用。不是第一次考“電機學”，學生對于題型有了比較全面的了解，卷面成績比往年有明顯提高，卷面均分達到68分，90分以上約占8%。

經過各項成績的綜合，該次過程化考核，三次小測驗均分為76.2分，四個實驗均分85.3，四次作業均分77.9分，考勤滿分，再加上末考均分68，總均分約為75分，最高分91分，不及格率低于10%，與往年相比，成績提高非常明顯。

4 存在的問題

過程化考核將評價體系貫穿于整個學習進程中，強化學生作為學習的主體作用，同時明確教師作為學習過程引導著地位，變被動學習為主動學習。然而受到課程本身難度、學生知識背景，以及教學資源等的限制，“電機學”整個考核過程中仍然存在一定的問題，值得探討和改善：

（1）學生人數較多，上課過程中很難對每個學生的表現進行評價，今后可以借助一定的在線平臺收集實時聽課反饋。例如建立學科相關微信公眾號，設置提前預習作業，課堂可以實時布置選擇題，作為平時成績重要依據，減少教師評分的盲目性。

（2）由于課后作業題量和難度較大，可能存在抄襲現象，很難判斷，需要制定個性化作業。例如，微信公眾號中建立題庫，個性化定制一定的作業，在無法做到每個人個性化作業的情況下，也可以實現分組作業，根據不同作業類型采用同質化分組或者異質化分組，提高作業質量，切實反應學生學習狀態和掌握程度。

（3）電機實驗平臺數目有限，學生的操作時間受到一定限制，并且每個實驗以組為單位，每組人數過多，很難對每個同學的操作部分進行分別評分。目前實驗室在逐年增加電機實驗平臺數目，經過幾年發展，將能實現兩人一組，基本可以滿足對各人操作評分的要求。