基于目標(biāo)達(dá)成度的電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量分析

仇志堅(jiān) 代穎 王爽

摘 ?要 針對(duì)電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)課程內(nèi)容特點(diǎn)和教學(xué)實(shí)際，通過分析課程達(dá)成目標(biāo)及其對(duì)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的貢獻(xiàn)，構(gòu)建以目標(biāo)達(dá)成度為基本評(píng)價(jià)指標(biāo)的課程質(zhì)量評(píng)估方法，并應(yīng)用于實(shí)際課程教學(xué)過程分析，以更清晰地了解學(xué)生知識(shí)和能力的達(dá)成程度。結(jié)果表明，該方法可為提高教學(xué)水平和教育質(zhì)量提供一條有效評(píng)價(jià)途徑。

關(guān)鍵詞 工程教育;電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè);電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ);教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度;教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號(hào)：G642.3 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）14-0055-03

Abstract In view of the content characteristics and teaching practicefor Foundation of Electrical Machinery and Drive course， the goal?achieved by the course and its contribution to the training goal of this?major are analyzed， and the evaluation index of curriculum quality evaluation method ?is constructed based on an objective attainment degree， so as to better understand the students knowledge and ability?attainment. The results show that this method provides an effective way to improve the teaching level and quality of education.

key words engineering education; electrical engineering and auto-mation; foundation of electrical machinery and drive; teaching objec-tive achievement degree; teaching quality

1 引言

2015年，中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)發(fā)布《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》，次年在吉隆坡舉行的國(guó)際工程聯(lián)盟年度會(huì)議上，我國(guó)正式成為《華盛頓協(xié)議》成員，之后需按該協(xié)議規(guī)定的工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相關(guān)課程教育進(jìn)行認(rèn)證。國(guó)際工程教育認(rèn)證強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，以持續(xù)改進(jìn)為保障，參加認(rèn)證的專業(yè)必須在明確的畢業(yè)要求下安排課程教學(xué)，并具備針對(duì)畢業(yè)要求達(dá)成情況的合理有效的評(píng)價(jià)體系。顯然，課程體系中每一門專業(yè)課程與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系及權(quán)重的確定是實(shí)現(xiàn)定量評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)[1]。

電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)課程是支撐自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)要求的重要課程之一，涉及機(jī)械、電磁以及控制等多個(gè)學(xué)科，是一門集理論性與工程實(shí)踐性于一體的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。課程內(nèi)容中包括多種基礎(chǔ)概念和復(fù)雜公式、圖表，對(duì)教師的教學(xué)能力和學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力要求都較高。

為定量評(píng)價(jià)該課程的教學(xué)效果，本文針對(duì)筆者承擔(dān)的2018—2019學(xué)年秋季學(xué)期電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的“電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)A（2）”課程，首先依據(jù)畢業(yè)要求對(duì)課程教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行梳理，拆解成符合畢業(yè)要求的具體指標(biāo)點(diǎn);其次在課程教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)分配、教學(xué)方式和考查方式上將課程對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系進(jìn)一步優(yōu)化;最后以所設(shè)置的課程目標(biāo)達(dá)成度標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，對(duì)課程的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，期望進(jìn)一步完善本專業(yè)課程目標(biāo)達(dá)成度的評(píng)價(jià)體系建設(shè)，促進(jìn)課程教學(xué)質(zhì)量水平的提高。

2 課程教學(xué)目標(biāo)及其支撐關(guān)系

“電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)A（2）”課程為解決自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的復(fù)雜工程問題提供交流電機(jī)與電力拖動(dòng)的基本原理和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，其教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生熟悉、掌握和運(yùn)用交流電機(jī)和電力拖動(dòng)的基本原理，為在自動(dòng)化、電氣工程領(lǐng)域的研究與生產(chǎn)開發(fā)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)[2]。

教學(xué)內(nèi)容主要有四章，涵蓋了交流電機(jī)電樞繞組、電樞繞組的電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)的原理與分析方法，異步電機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理，異步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系、機(jī)械特性及異步電機(jī)參數(shù)的測(cè)定方法，異步電機(jī)多種啟動(dòng)、制動(dòng)方法和各種四象限運(yùn)行狀態(tài)，異步電機(jī)降壓調(diào)速、串電阻調(diào)速等各種調(diào)速方法。本課程的課程教學(xué)目標(biāo)如下。

課程目標(biāo)1：能夠查閱資料，了解交流電機(jī)與拖動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)向。

課程目標(biāo)2：能夠掌握交流電機(jī)電樞繞組結(jié)構(gòu)、電樞繞組的電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)的原理與分析方法。

課程目標(biāo)3：能夠掌握異步電機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握異步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系、機(jī)械特性及異步電機(jī)參數(shù)的測(cè)定方法。

課程目標(biāo)4：能夠掌握異步電機(jī)啟動(dòng)、制動(dòng)方法和各種四象限運(yùn)行狀態(tài)并運(yùn)用于分析。

課程目標(biāo)5：能夠掌握異步電機(jī)降壓調(diào)速、串電阻調(diào)速等調(diào)速方法并運(yùn)用于分析。

本課程支撐的畢業(yè)要求如表1所示。

在課程教學(xué)環(huán)節(jié)，根據(jù)學(xué)生畢業(yè)后所需掌握的知識(shí)和能力要求，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣點(diǎn)和畢業(yè)工作的實(shí)際，合理分配不同課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)的學(xué)時(shí)。如壓縮了異步電機(jī)啟動(dòng)和調(diào)速的相關(guān)內(nèi)容，增加了文獻(xiàn)查閱變頻空調(diào)、電動(dòng)自行車內(nèi)常用電機(jī)類型與原理的內(nèi)容。

在教學(xué)方式上，結(jié)合翻轉(zhuǎn)式課堂教學(xué)方法和傳統(tǒng)課堂講授（視頻、動(dòng)畫、實(shí)物模型等）的優(yōu)點(diǎn)，配合超星學(xué)習(xí)通APP軟件提出挑戰(zhàn)性問題，逐步引導(dǎo)學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)思考。

在考查方式上，采用隨堂測(cè)驗(yàn)和課后作業(yè)檢查學(xué)生對(duì)當(dāng)堂課程知識(shí)點(diǎn)的掌握情況;通過課程項(xiàng)目考查學(xué)生文獻(xiàn)檢索、資料查詢及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取交流電機(jī)領(lǐng)域信息的能力，以及使用現(xiàn)代化工程軟件MATLAB計(jì)算異步電機(jī)各種機(jī)械特性的能力;通過計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)和電機(jī)實(shí)物實(shí)驗(yàn)考查學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問題的能力;通過期末考試綜合評(píng)定學(xué)生對(duì)所有課程目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。

3 課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)

課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度是指教師根據(jù)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考查方式進(jìn)行設(shè)計(jì)后，在教學(xué)實(shí)施中所能達(dá)到的教學(xué)課程設(shè)計(jì)目標(biāo)的程度[3-4]。教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度這一教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，既可以反映不同學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度和能力培養(yǎng)的差異，也有助教師了解教學(xué)實(shí)踐進(jìn)展，改進(jìn)課程教學(xué)。

本課程的教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)方法設(shè)置如表2所示。其中，不同的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及考核方式支撐不同的課程目標(biāo)指標(biāo)點(diǎn)，分別統(tǒng)計(jì)出課程目標(biāo)的達(dá)成度數(shù)值，然后根據(jù)課程目標(biāo)所占權(quán)重再進(jìn)行最終的綜合評(píng)價(jià)（本課程預(yù)設(shè)的總體課程教學(xué)目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)為0.7）。

4 課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度統(tǒng)計(jì)與分析

在課程目標(biāo)達(dá)成度的分析過程中，針對(duì)作業(yè)、課程項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)報(bào)告分別制定相對(duì)應(yīng)的評(píng)分細(xì)則，章節(jié)測(cè)驗(yàn)和期末考試的評(píng)價(jià)則根據(jù)實(shí)際成績(jī)。章節(jié)測(cè)驗(yàn)和期末考試出題均依據(jù)相應(yīng)的課程目標(biāo)指標(biāo)點(diǎn)，在計(jì)算達(dá)成度時(shí)不能重復(fù)。

期末考試成績(jī)占總成績(jī)的60%，能夠較為準(zhǔn)確、直接地反映教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度。因此，本文首先以2018—2019學(xué)年秋季學(xué)期“電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)A（2）”課程授課班級(jí)期末考試的51份試卷為例，對(duì)各章節(jié)以及各關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)題目的學(xué)生得分與目標(biāo)分值（見表2）比值情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，具體結(jié)果如圖1、圖2所示。

從圖1中可以看出，第六章章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的得分率在36.7%～100%，第七章章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的得分率在40.54%～100%，第八章章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的得分率在37.93%～100%，第十章章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的得分率在25%～100%。各章節(jié)成績(jī)總體分布比較均勻，平均得分率均在70%以上，反映出學(xué)生對(duì)每章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)掌握程度較好。其中第六章和第八章超出平均得分率的人數(shù)比例較低，而第十章較高，且拿到滿分的學(xué)生占比也是最高。下面對(duì)各個(gè)章節(jié)的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，以確定其原因。

梳理后的第六章關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)為“電樞繞組”“磁通勢(shì)”與“電動(dòng)勢(shì)”，第七章關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)為“功率轉(zhuǎn)矩”“電磁關(guān)系”與“機(jī)械特性”，第八章關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)為“啟動(dòng)”和“制動(dòng)”，第十章關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)為“調(diào)速”。通過對(duì)各關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以得到圖2所示結(jié)果。

從圖2中可以看出，第六章“電樞繞組”和“電動(dòng)勢(shì)”知識(shí)點(diǎn)的平均得分率較高，且“電動(dòng)勢(shì)”知識(shí)點(diǎn)超出平均得分率和滿分人數(shù)占比均較高，而“磁通勢(shì)”“電磁關(guān)系”和“制動(dòng)”知識(shí)點(diǎn)的平均得分率較低。原因是第六章“電樞繞組”教學(xué)時(shí)通過電機(jī)繞組實(shí)物和動(dòng)畫展示，引起學(xué)生興趣和直觀感受;“磁通勢(shì)”以及“電磁關(guān)系”涉及較多交流電機(jī)基本概念，特別是磁通勢(shì)較為抽象，學(xué)生前期課程較少接觸，而“電動(dòng)勢(shì)”知識(shí)點(diǎn)有前期“電路”等專業(yè)課為基礎(chǔ)，學(xué)生較容易接受和理解。

第八章“制動(dòng)”知識(shí)點(diǎn)針對(duì)交流電機(jī)四種制動(dòng)運(yùn)行方式需要利用較多公式進(jìn)行大量計(jì)算，學(xué)生掌握得不太好，有待于進(jìn)一步提高。

通過上述期末考試成績(jī)的統(tǒng)計(jì)分析，再結(jié)合平時(shí)作業(yè)、課堂測(cè)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及課程項(xiàng)目成績(jī)，經(jīng)加權(quán)計(jì)算出五個(gè)課程目標(biāo)達(dá)成度后的本課程教學(xué)目標(biāo)總達(dá)成度，如表3所示。從表3中可知，本課程教學(xué)目標(biāo)總達(dá)成度為0.780 8，已達(dá)到并超過本課程預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)（0.7）。

5 結(jié)語

采用目標(biāo)達(dá)成度作為任課教師課程質(zhì)量自我評(píng)價(jià)的指標(biāo)，其評(píng)價(jià)效果能較好地直觀反映出課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程項(xiàng)目、學(xué)生自主學(xué)習(xí)狀況等方面的基本情況和不足，從而幫助教師分析教學(xué)過程中存在的問題并加以改進(jìn)。本文采用的基于目標(biāo)達(dá)成度分析的課程教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法也可以類似推廣到電氣工程類其他專業(yè)課程上去，從而完善電氣工程類專業(yè)課程的課堂教學(xué)質(zhì)量分析體系，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步獲得專業(yè)學(xué)科評(píng)估系統(tǒng)。

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