“發(fā)酵工程”課程設(shè)計(jì)成績評定及主成分分析法的應(yīng)用

仝倩倩

（淮南師范學(xué)院，安徽 淮南 232038）

“發(fā)酵工程”是一門專業(yè)核心課程，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性[1]?！鞍l(fā)酵工程”課程設(shè)計(jì)是該課程專業(yè)性實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在整個(gè)課程教學(xué)中處于特殊的地位，不僅可使學(xué)生進(jìn)一步理解、鞏固并能綜合應(yīng)用“發(fā)酵工程”相關(guān)課程的理論知識，還能培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力，以及分析問題、解決問題能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。

課程設(shè)計(jì)考核的目的是通過建立的考核評價(jià)體系，檢驗(yàn)學(xué)生課程設(shè)計(jì)完成度，是教師對學(xué)生的專業(yè)知識和實(shí)踐能力掌握程度的評價(jià)[2]，以此引導(dǎo)學(xué)生自我驅(qū)動、提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。因此，建立行之有效的課程考核評估體系是任課教師應(yīng)該認(rèn)真思考、研究和探索的問題。

1 當(dāng)前“發(fā)酵工程”課程設(shè)計(jì)考核現(xiàn)狀

1.1 抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重

學(xué)生與教師交流及反饋很少，一般都是教師將事先擬好的課程設(shè)計(jì)題目分配到每組，然后學(xué)生分組進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后提交設(shè)計(jì)終稿。在設(shè)計(jì)過程中，由于現(xiàn)在計(jì)算機(jī)復(fù)制粘貼功能的強(qiáng)大，導(dǎo)致很多學(xué)生簡單從網(wǎng)上下載設(shè)計(jì)，直接修改格式后提交至指導(dǎo)教師。

1.2 缺少科學(xué)的評價(jià)考核體系

目前，按照“發(fā)酵工程”課程設(shè)計(jì)的教學(xué)大綱中總評成績的評定方法，總成績=課程設(shè)計(jì)成果×100%，平時(shí)成績并未算在其中，而該課程設(shè)計(jì)是以小組形式進(jìn)行的，可能存在渾水摸魚的組員。對于那些平時(shí)認(rèn)真計(jì)算、翻閱資料或有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的學(xué)生來說，無法體現(xiàn)公平公正。

2 “發(fā)酵工程”課程設(shè)計(jì)考核評價(jià)

“發(fā)酵工程”課程設(shè)計(jì)考核評價(jià)系統(tǒng)設(shè)立3 個(gè)環(huán)節(jié)。

“發(fā)酵工程”課程設(shè)計(jì)考核評價(jià)系統(tǒng)見圖1。

圖1 “發(fā)酵工程”課程設(shè)計(jì)考核評價(jià)系統(tǒng)

2.1 建立“3F”課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練體系

為保證每組學(xué)生的課程設(shè)計(jì)質(zhì)量，避免這種嚴(yán)重的抄襲現(xiàn)象的發(fā)生，建立“3F”課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練體系，“3F”分別是集中（Focus）、反饋（Feedback）及糾正（Fix it）。集中（Focus）：對于教師而言，指導(dǎo)教師要集中授課，向?qū)W生介紹設(shè)計(jì)題目的特點(diǎn)，介紹設(shè)計(jì)思路及設(shè)計(jì)過程中可能遇到的主要困難等。對于學(xué)生而已，要集中精力，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成基本的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算。反饋（Feedback）：一方面，指導(dǎo)教師集中學(xué)生，對設(shè)計(jì)中的一些問題及學(xué)習(xí)中容易犯的錯(cuò)誤進(jìn)行集中反饋；另一方面，指導(dǎo)教師也可提供其他多種形式的答疑方法，如手機(jī)、微信、QQ、學(xué)習(xí)通等。糾正（Fix it）：學(xué)生在答疑后，將錯(cuò)誤地設(shè)計(jì)進(jìn)行糾正，力圖達(dá)到設(shè)計(jì)要求。因此，設(shè)計(jì)了一系列討論課（見表1）。整個(gè)訓(xùn)練過程，充分以學(xué)生為中心和主體，從學(xué)生的想法入手，真正發(fā)揮學(xué)生和教師的作用，促成良性互動。

表1 課程設(shè)計(jì)討論項(xiàng)目設(shè)置

課程設(shè)計(jì)討論項(xiàng)目設(shè)置見表1。

2.2 建立“3S”考核評估體系

傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)的總成績以課程設(shè)計(jì)成果為輸出對象。單靠這種單一的考核制度對學(xué)生無法做到真正的公平公正。設(shè)計(jì)“3S”的課程設(shè)計(jì)考核評估指標(biāo)體系，“S”為“加強(qiáng)”英文“strengthen”的大寫首字母，“3S”分別代表“加強(qiáng)過程考核”“加強(qiáng)階段性檢查”“加強(qiáng)答辯”。

第一，加強(qiáng)過程考核。學(xué)習(xí)態(tài)度能明顯反映一個(gè)人的學(xué)習(xí)狀況[3]。對于積極提問的、主動學(xué)習(xí)的，在設(shè)計(jì)過程中體現(xiàn)出解決問題的創(chuàng)造性、主動性的，都明確表示可以加分。

3）信息系統(tǒng)成果：建立省級地理國情信息管理系統(tǒng)，對地理國情普查初期成果的深度開發(fā)運(yùn)用，并結(jié)合現(xiàn)有的一些平臺，進(jìn)一步完善我省的地理國情監(jiān)測和地理國情信息的發(fā)布與服務(wù)。

第二，加強(qiáng)階段性檢查。在整體課程設(shè)計(jì)過程中，要進(jìn)行期中檢查，或不定期抽查。只要在抽查過程中，設(shè)計(jì)做得好的，按照設(shè)計(jì)進(jìn)度進(jìn)行設(shè)計(jì)的，都要加分；只要沒有按正常進(jìn)度要求進(jìn)行的，或設(shè)計(jì)無法達(dá)到期中檢查要求的，都要減分。根據(jù)這個(gè)方法，可以有效督促學(xué)生及時(shí)認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。

第三，加強(qiáng)答辯?？己俗罱K可以借鑒畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 答辯方法進(jìn)行答辯[4]。學(xué)生可以通過個(gè)人答辯、小組答辯或集體答辯相結(jié)合的方式，對自己設(shè)計(jì)的內(nèi)容以PPT 或其他形式展現(xiàn)出來，鼓勵(lì)組內(nèi)毛遂自薦答辯的學(xué)生。這種考核方式學(xué)生認(rèn)為是比較公平、公正、合理的，接受度很高。

2.3 考核評估環(huán)節(jié)設(shè)立

考核環(huán)節(jié)及指標(biāo)見表2。

表2 考核環(huán)節(jié)及指標(biāo)

由表2 可知，“發(fā)酵工程”課程設(shè)計(jì)成績由6 個(gè)部分組成，分別為過程考核、技術(shù)考核、論文考核、設(shè)計(jì)方案考核、學(xué)生個(gè)人考核及答辯考核。其中，為了公平公正地評價(jià)每個(gè)學(xué)生，實(shí)行“組內(nèi)成員互評”制度來評定每位組員的成績，各組員根據(jù)實(shí)際情況，對組內(nèi)其他人進(jìn)行打分并取平均值，由表2 的第5 項(xiàng)決定。課程設(shè)計(jì)總成績?yōu)? 項(xiàng)考核分?jǐn)?shù)之和。

課程設(shè)計(jì)總成績按百分制計(jì)量，最終換算成五分制，總評成績≥90 分，為優(yōu)秀；80 分≤總評成績＜90 分，為良好；70 分≤總評成績＜80 分，為中等；60 分≤總評成績＜70 分，為及格；總評成績≤60 分，為不及格。

3 基于主成分分析法的成績評定

主成分分析法主要通過降維思維，考查多個(gè)變量之間相關(guān)性的一種多元統(tǒng)計(jì)方法，把多個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為幾個(gè)綜合指標(biāo)以達(dá)到精簡的目的[5]。為了更好地評價(jià)上述建立的課程設(shè)計(jì)考核系統(tǒng)，借助SPSS 23.0軟件，采用主成分分析法深刻剖析考核評價(jià)的6 個(gè)指標(biāo)對總成績的影響，以期找到影響總成績的主要因素，從而幫助教師更好地輔導(dǎo)，提高教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

3.1 成績樣本的選取

以學(xué)校2019 級生物制藥專業(yè)學(xué)生的“發(fā)酵工程”課程設(shè)計(jì)成績?yōu)槔\(yùn)用主成分分析法對50 位學(xué)生的考試情況進(jìn)行評價(jià)。

生物制藥專業(yè)“發(fā)酵工程”課程設(shè)計(jì)成績構(gòu)成見表3。

表3 生物制藥專業(yè)“發(fā)酵工程”課程設(shè)計(jì)成績構(gòu)成

3.2 各部分考核指標(biāo)相關(guān)性分析

6 個(gè)考核指標(biāo)的相關(guān)性通過相關(guān)系數(shù)體現(xiàn)，借助SPSS 23.0 軟件對表3 數(shù)據(jù)進(jìn)行Pearson 相關(guān)性分析。

各考核指標(biāo)成績的線性相關(guān)系數(shù)矩陣見表4。

表4 各考核指標(biāo)成績的線性相關(guān)系數(shù)矩陣

結(jié)果表明，各考核指標(biāo)之間相關(guān)性不同，既有正相關(guān)也存有負(fù)相關(guān)；絕大部分指標(biāo)相關(guān)性顯著（p＜0.05），說明各考核指標(biāo)間相關(guān)性較強(qiáng)。X2（技術(shù)考核指標(biāo)） 與X1（過程考核指標(biāo)） 存在顯著的相關(guān)性，且為負(fù)相關(guān)，但與其余4 項(xiàng)均沒有相關(guān)性；而X3（論文考核指標(biāo)） 與X1（過程考核指標(biāo)） 沒有相關(guān)性，但與X2（技術(shù)考核指標(biāo)） 及X4（方案考核指標(biāo)） 成極顯著相關(guān)性，與X5（學(xué)生個(gè)人考核指標(biāo)） 及X6（答辯考核指標(biāo)） 呈極顯著相關(guān)性；X4（方案考核指標(biāo)） 與X5（學(xué)生個(gè)人考核指標(biāo)） 及X6（答辯考核指標(biāo)） 呈極顯著相關(guān)性，X5（學(xué)生個(gè)人考核指標(biāo)） 及X6（答辯考核指標(biāo)） 呈極顯著相關(guān)性。這與實(shí)際情況相符。

3.3 主成分分析結(jié)果

總方差解釋見表5。

表5 總方差解釋

主成分分析結(jié)果顯示，前2 個(gè)主成分對應(yīng)特征值均大于1，累計(jì)貢獻(xiàn)率為61.6%，說明前2 個(gè)主成分綜合了6 種考核指標(biāo)的大部分信息，故可選取前2個(gè)主成分作為綜合性變量，對總成績進(jìn)行全面分析。

考核指標(biāo)主成分分析2D 圖見圖2。

圖2 考核指標(biāo)主成分分析2D 圖

由圖2 可知，X3～X6 在PC1 方向較為集中且大于0.7，說明這4 個(gè)考核指標(biāo)與PC1 高度正相關(guān)；在PC2 方向X1 和X2 載荷較高，說明過程考核和技術(shù)考核與總成績密切相關(guān)，在教學(xué)中應(yīng)予以重視。

4 結(jié)語

對淮南師范學(xué)院“發(fā)酵工程”課程設(shè)計(jì)考核方式進(jìn)行了深入的分析和研究，通過“3F”課程訓(xùn)練體系的建立，充分以學(xué)生為主體，從學(xué)生的想法入手，真正發(fā)揮學(xué)生和教師的作用，促成良性互動；根據(jù)設(shè)計(jì)的具體考核評估環(huán)節(jié)及成績評定方式，建立了“3S”課程設(shè)計(jì)考核評估指標(biāo)，并利用主成分分析法對學(xué)生“發(fā)酵工程”課程設(shè)計(jì)成績進(jìn)行分析及處理，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，保證課程設(shè)計(jì)的公平及公正，為教學(xué)研究和綜合量化管理提供科學(xué)的依據(jù)[6]。該考核評價(jià)體系在學(xué)校2019 級生物制藥專業(yè)實(shí)施，得到師生們一致認(rèn)可，該系統(tǒng)能夠充分調(diào)動學(xué)生積極性，提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)，教學(xué)效果良好。