基于工程認(rèn)證理念的機(jī)電傳動(dòng)與控制技術(shù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

李曉丹 王曉磊 黃海龍 趙英 李煜

【摘要】以專業(yè)工程認(rèn)證為契機(jī)，對(duì)機(jī)電傳動(dòng)與控制技術(shù)課程進(jìn)行教學(xué)改革。文中介紹了基于專業(yè)認(rèn)證理念的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)模式改革和考核成績(jī)及評(píng)價(jià)方式等方面的教學(xué)改革研究與實(shí)踐，構(gòu)建了以目標(biāo)導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、線上線下混合式教學(xué)模式。實(shí)踐證明：通過本次教學(xué)改革，提高了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，提升了學(xué)生成績(jī)及格率及目標(biāo)達(dá)成度，增強(qiáng)了學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)電控制技術(shù)解決問題的能力，通過持續(xù)改進(jìn)，使教與學(xué)的目標(biāo)更加明確。

【關(guān)鍵詞】課程教學(xué)改革? 工程教育認(rèn)證? 目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)? 課程目標(biāo)

【Abstract】Taking professional engineering certification as an opportunity， the teaching reform of electromechanical transmission and control technology is carried out. Based on the concept of professional certification， the teaching reform research and practice such as teaching objectives， teaching mode reform， assessment and evaluation methods are introduced， a goal？鄄oriented， task？鄄driven， online and offline mixed teaching mode are constructed. Practice has proved that： through the teaching reform， the students？蒺 initiative to learn and the students？蒺 grades pass rate and target achievement degree are improved， students？蒺 comprehensive use ability of mechanical and electrical control technology to solve problems is enhanced. Through continuous improvement， the teaching and learning goals is more clear.

【Keywords】Curriculum teaching reform; Engineering Education Certification; Evaluation of goal achievement; Course objectives

【基金項(xiàng)目】2016年遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革項(xiàng)目：機(jī)電工程專業(yè)應(yīng)用型人才轉(zhuǎn)型模式研究與實(shí)踐，項(xiàng)目編號(hào)：20160295;遼寧工業(yè)大學(xué)2020年教學(xué)改革項(xiàng)目：《機(jī)電傳動(dòng)與控制》課程混合式教學(xué)資源建設(shè)與實(shí)踐，項(xiàng)目編號(hào)：202002。

【中圖分類號(hào)】TH164 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2022）07-0187-03

一、引言

工程教育專業(yè)認(rèn)證作為一種先進(jìn)的國(guó)際教育理念，對(duì)我國(guó)工程教育改革和專業(yè)建設(shè)內(nèi)涵發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1-2]，已被越來越多的高校認(rèn)可并通過認(rèn)證。工程教育認(rèn)證要求根據(jù)企業(yè)、社會(huì)需求確定培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求進(jìn)行合理的課程體系設(shè)置，確定具體的課程和教學(xué)大綱，并在相關(guān)的課程和教學(xué)環(huán)節(jié)中考核評(píng)價(jià)，判斷是否達(dá)到本門課程要求的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求[3]。因此，課程是專業(yè)工程認(rèn)證最基本的單元，只有所有課程支撐的畢業(yè)要求都達(dá)到預(yù)定目標(biāo)值，學(xué)生畢業(yè)時(shí)才符合工程教育認(rèn)證要求[4]。

機(jī)電傳動(dòng)與控制技術(shù)課程是我校機(jī)械類的一門重要專業(yè)主干課程，是智能制造和智能設(shè)備所必備的知識(shí)。該課程實(shí)踐性強(qiáng)，涉及面廣，學(xué)習(xí)難度較大，再加上本輪教學(xué)計(jì)劃修訂，學(xué)分和學(xué)時(shí)均減少，學(xué)生弄懂學(xué)會(huì)就更加困難了。而且在前期的教學(xué)中，大多數(shù)教師仍以教師教為中心，偏于理論教學(xué)，課程考核以試卷測(cè)試為主，學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)的積極性，解決實(shí)際問題的能力較弱。本輪教學(xué)計(jì)劃修訂完全按照工程認(rèn)證方式進(jìn)行調(diào)整，本課程正好以此為契機(jī)，按照專業(yè)工程教育認(rèn)證要求確定課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、考核方式及達(dá)成度評(píng)價(jià)方法，實(shí)施教學(xué)和考核方面的改革，并持續(xù)改進(jìn)，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升。

二、課程教學(xué)改革的思路

為提高學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)電傳動(dòng)與控制技術(shù)課程的自主性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、工程實(shí)踐能力和解決復(fù)雜問題的能力，從課程目標(biāo)的制定、教學(xué)模式改革、課程考核與目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)等三個(gè)方面進(jìn)行改革。

1.課程目標(biāo)的確定

專業(yè)負(fù)責(zé)人根據(jù)多方面調(diào)研確定本課程的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，課程團(tuán)隊(duì)結(jié)合課程具體內(nèi)容和畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)確定課程目標(biāo)，然后編制教學(xué)課程大綱，確保課程目標(biāo)與各章節(jié)內(nèi)容相對(duì)應(yīng)，體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)手段與課程目標(biāo)之間的支撐關(guān)系。

依據(jù)機(jī)電傳動(dòng)與控制技術(shù)課程的特點(diǎn)以及前期的調(diào)研，依據(jù)工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)及使用指南，確定畢業(yè)設(shè)計(jì)要求指標(biāo)點(diǎn)與4個(gè)教學(xué)目標(biāo)相對(duì)應(yīng)，具體對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。

2.教學(xué)模式改革

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式基礎(chǔ)上教學(xué)團(tuán)隊(duì)已進(jìn)行了一定的教學(xué)改革，但與工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的要求還有一定的差距。為了使教學(xué)模式更好地符合“以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)”的工程教育理念，采用現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的方式，依托MOOC網(wǎng)絡(luò)資源平臺(tái)實(shí)施線上線下混合式教學(xué)模式改革，考核評(píng)價(jià)點(diǎn)嚴(yán)格圍繞課程目標(biāo)進(jìn)行，使其更加符合畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)。

團(tuán)隊(duì)教師根據(jù)教學(xué)大綱所要求的知識(shí)點(diǎn)，在遼寧工業(yè)大學(xué)MOOC平臺(tái)建立了線上教學(xué)資源，包括教學(xué)課件PPT、試題庫、課堂測(cè)驗(yàn)和章節(jié)測(cè)驗(yàn)等資源。上課前將本次課的任務(wù)點(diǎn)發(fā)送到學(xué)生的學(xué)習(xí)通上，學(xué)生利用課下業(yè)余時(shí)間完成老師下達(dá)的任務(wù)點(diǎn)，同時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況并給出成績(jī)。為督促學(xué)生學(xué)習(xí)，提高學(xué)生自學(xué)的積極性，在正式上課前，讓學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成預(yù)習(xí)內(nèi)容的測(cè)試，檢驗(yàn)學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)效果。線下教學(xué)以課堂及學(xué)生為主，采用引導(dǎo)式、討論式的教學(xué)方法講解知識(shí)點(diǎn)的重點(diǎn)及難點(diǎn)問題，通過案例、項(xiàng)目式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方式引導(dǎo)學(xué)生完成重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)的綜合應(yīng)用，來提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)能力和工程實(shí)踐能力。案例教學(xué)主要以現(xiàn)代智能制造方面設(shè)備及生產(chǎn)線中的一部分為對(duì)象，引導(dǎo)學(xué)生分析控制系統(tǒng)組成及硬件、軟件實(shí)現(xiàn)方式等。項(xiàng)目式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)由授課老師對(duì)本教學(xué)班的學(xué)生進(jìn)行分組，能力弱的和能力強(qiáng)的要搭配，然后教師布置設(shè)計(jì)任務(wù)，組長(zhǎng)進(jìn)行分工，學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間來完成設(shè)計(jì)任務(wù)，最終采用匯報(bào)的方式完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，以學(xué)生為主體，教師輔助的方式進(jìn)行，解答學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中的疑問及項(xiàng)目方案的合理性，有效地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

3.課程考核與目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)

課程達(dá)成度評(píng)價(jià)是畢業(yè)要求達(dá)成度評(píng)價(jià)的支撐數(shù)據(jù)，其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于課程考核。這就要求任課教師在課程結(jié)束后完成課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)，以便發(fā)現(xiàn)不足，持續(xù)改進(jìn)[5]。同時(shí)也要求課程考核各環(huán)節(jié)、考核內(nèi)容均要與本門課程的教學(xué)目標(biāo)相對(duì)應(yīng)，計(jì)算出教師任課班級(jí)的每位學(xué)生的課程目標(biāo)達(dá)成度。

為全面考核學(xué)生能力，本門課程采用多元考核模式，主要由平時(shí)成績(jī)（30%）、實(shí)際操作測(cè)試（20%）、期末試卷成績(jī)（50%）3部分組成。其中平時(shí)成績(jī)由線上課堂測(cè)驗(yàn)、章節(jié)測(cè)驗(yàn)組成。此部分由課題組教師集體命題，組成題庫，傳至MOOC平臺(tái)。為避免學(xué)生互答及抄襲現(xiàn)象，采用MOOC平臺(tái)自帶的隨機(jī)組題功能，確保各學(xué)生之間試題不盡相同。實(shí)際操作測(cè)試由3次測(cè)驗(yàn)組成，需要完成硬件連接，程序的規(guī)劃、編制、調(diào)試，現(xiàn)象演示和報(bào)告撰寫四步。為考核學(xué)生的實(shí)踐及動(dòng)手能力，教師事先編制好題庫，由學(xué)生隨機(jī)抽題，確保每個(gè)學(xué)生抽到的試題都不一樣，限定學(xué)生在60分鐘之內(nèi)完成。學(xué)生根據(jù)試題要求，獨(dú)立自主完成硬件電路規(guī)劃，自己尋找所需元件，自己連線、規(guī)劃軟件編程并進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試成功后由老師檢查結(jié)果并給出評(píng)價(jià)，最后學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過這種手段可以提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、編程能力和報(bào)告撰寫能力。期末試卷以大題、主觀試題為主，以培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，集中鍛煉學(xué)生的思維能力。經(jīng)過課題組研討，最終確定課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)及計(jì)算方法，如表2所示。

按表2的方式分別計(jì)算出每個(gè)課程目標(biāo)每個(gè)學(xué)生的達(dá)成度值，針對(duì)每個(gè)學(xué)生每個(gè)目標(biāo)值進(jìn)行有針對(duì)性的分析，提出整改方案和措施。并將以上評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果作為調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)大綱的依據(jù)，不斷完善課程目標(biāo)，持續(xù)改進(jìn)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，滿足工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求。

三、課程教學(xué)改革效果

經(jīng)過3輪的教學(xué)改革實(shí)踐，教學(xué)效果明顯提高。由于課程組建立了線上教學(xué)資源，倒逼學(xué)生自主學(xué)習(xí)線上資源，并采用線上測(cè)驗(yàn)的方式，提高了學(xué)生課前預(yù)習(xí)的積極性;線下課堂教師授課以學(xué)生為中心，有的放矢，提高授課效率和聽課效果，彌補(bǔ)學(xué)時(shí)不足帶來的影響;增加實(shí)踐性考核環(huán)節(jié)，學(xué)生解決實(shí)際問題能力、實(shí)操能力得到明顯提升，在學(xué)科競(jìng)賽、創(chuàng)新競(jìng)賽及畢業(yè)設(shè)計(jì)中的機(jī)電控制運(yùn)用能力得到增強(qiáng)。以機(jī)械類大學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新競(jìng)賽為例，改革前，運(yùn)用機(jī)電控制技術(shù)參賽只有3～4件作品，改革后幾乎每件參賽作品都采用了機(jī)電控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)作品功能，獲獎(jiǎng)等級(jí)及數(shù)量得到明顯提升。再以機(jī)制專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）為例，改革前畢業(yè)設(shè)計(jì)選題多為工藝類題目，涉及機(jī)電控制技術(shù)的應(yīng)用的題目只有5%左右，改革后畢業(yè)設(shè)計(jì)選題涉及機(jī)電控制技術(shù)的應(yīng)用的課題增加到50%左右，機(jī)電融合方面的課題質(zhì)量得到明顯提升;學(xué)生的及格率從80%提高到85%，目標(biāo)達(dá)成度從0.65提升至0.75。

四、結(jié)論

依據(jù)專業(yè)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求，以機(jī)械專業(yè)重要抓專業(yè)基礎(chǔ)課“機(jī)電傳動(dòng)與控制技術(shù)”課程為例，完成了課程目標(biāo)的確定、教學(xué)模式改革與考核成績(jī)及目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)等方面的教學(xué)模式改革探索與實(shí)踐。通過教學(xué)改革實(shí)踐證明，學(xué)生參與各種學(xué)科競(jìng)賽、創(chuàng)新競(jìng)賽的機(jī)電產(chǎn)品逐漸增多，獲獎(jiǎng)數(shù)量明顯增多，獲獎(jiǎng)等級(jí)明顯提高，涉及機(jī)電控制技術(shù)類的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題比例不斷增大，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、課程達(dá)成度與畢業(yè)要求的達(dá)成度和學(xué)生的及格率明顯提高，解決實(shí)際問題、解決復(fù)雜問題的能力得到增強(qiáng)，改革效果較好。

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作者簡(jiǎn)介：

李曉丹（1982年-），女，天津人，漢族，碩士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樽詣?dòng)化控制。