農機專業機電類課程教學與考試改革方法探索

劉世豪+張燕+王濤+郭志忠

[摘 ? ?要] ? ?為了提高農機專業機電類課程的教學效果，對該類課程的教學過程和考試內容進行了改革嘗試。結合當前農機專業機電類課程學時少的特點，擬定了相應的教學內容和方法，并據此設置了課程的考試內容。針對農機專業學生2013年“自動化機械設計”課程考試的成績進行了系統分析，根據該課程考試成績分析的結果，提出了改進教學方法的有效措施，對農機專業其他機電類課程的改革也有一定的借鑒作用。

[關鍵詞] ? ?教學效果;考試成績;教學改革;專業課程

[中圖分類號] ? ? G642 ? ? ? ?[文獻標志碼] ? ?A ? ? ? ?[文章編號] ? ?1005-4634（2014）06-0068-03

隨著我國農業機械化與自動化的迅速發展，為了提高學生的就業競爭力，不少農業類高等院校的農機本科專業均設有機電類課程。由于農業機械工程學科專業的整體教學學時的壓縮，農機專業機電類課程的教學任務和內容都發生不同程度的改變，一些課程從必修課被改成選修課，而且學時也相應減少。但每學年選這類課的學生人數依然較多，教學任務較重，在此背景下，為提高課堂效果，農機專業機電類課程的教學內容和方法改革是十分必要的[1]。

在農機專業機電類課程教學與考試的改革過程中，怎樣鑒定教學內容完整與否、教學手段適當與否、教學預期效果能否實現等核心問題都需要得到解決。課程教學是一個教師與學生通過課堂雙向交流的動態過程，往往受各種主觀或客觀因素的影響，因而教學效果是否理想，很難進行準確的判斷，通常是根據經驗進行評判，導致難以準確地從評判結果中找到需要改進的各教學環節。為了解決以上問題，海南大學農機專業一直嘗試在機電類課程方面進行積極的教學與考試改革，根據學校新公布的教學大綱，重新規劃了機電類課程的教學任務和內容，對課程考試模式進行了積極有效的改進，并對學生的考試成績進行全面的分析，進而發現教學過程中所存在的各種問題，為農機專業機電類課程教學內容和方法的改進提供有益的指導。

1 ? ? 農機專業機電類課程教學過程改革

農機專業機電類課程是運用系統的觀點綜合了農業機械工程和電氣工程等學科專業知識，其特點如下。

1）從教學內容看：農機專業機電類課程是農業機械系統知識和控制系統知識的綜合與深化。

2）從課程體系看：學習農機專業機電類課程需要預先掌握機械制圖、工程力學、機械原理、自動控制原理、電工學、農業機械學、機械設計等相關課程。

3）從學生認知角度看：是對已掌握專業課內容的復習，在融會貫通后加以應用。

農機專業機電類的課程決定了在教學過程中需要注重知識的理論性、應用性和復合性。理論性是指該類課程與農業機械工程專業一系列課程是的理論基礎緊密結合;應用性是指該類課程內容來源于實際的農業機械工程，并可用于實際農業機械的設計;復合性是指該類課程內容涉及到農業機械工程和電氣工程等領域許多相關課程的教學內容。因此，本課程能培養學生具備整體的觀念、提高學生農業機械系統優化設計的水平。

由于目前農機專業機電的技術基礎課和其它專業課的學時均有不同程度減少，需要結合這一實際以及學生的學習狀況來制定教學目標。因此，通過學校農業機械工程學科的各位專業教師充分討論，認為機電類課程的教學目標是使學生具備如下幾方面的能力：（1）掌握現代農機系統的設計能力，能夠對實際的農機機電系統進行理論分析，并建立相應的力學數學模型;（2）掌握解決農機機電系統主要設計問題的能力，能夠運用農業機械工程學科知識分析和設計典型農機機電系統裝置;（3）掌握農機機電系統的自動控制方法及方法在各種工況下進行應用的技術流程和實現途徑。

為了達到所制定的教學目標，有必要對教學內容、教學方法、考試模式和成績評價等進行整體規劃和系統分析，全面掌握教學過程中師生交流互動情況，特別是學生是否學有所獲。

完整的教學內容是完成教學目標、豐富學生知識的重要保障，由于課時壓縮，如果減少課程的教學內容，則會導致學生不能獲得全面的知識，難以解決復雜的工程實際問題。為解決以上問題，對農機專業機電類課程的教學內容進行系統規劃，將重要的基本概念、基本原理和方法作為教學重點，并對這些教學重點進行系統整合形成主要的教學內容。在課堂教學過程中，重點講解典型的、基礎性和實用性較強的知識。農機專業機電類課程的重點教學內容包含以下幾個方面：（1）機械結構：主要包括農機機電系統的運動學、動力學特性以及工作原理;（2）系統建模：主要包括農機機電系統的一體化建模方法;（3）控制對象：主要包括農機機電系統的動力系統、執行機構;（4）評判指標：主要包括農機機電系統工作的力學性能指標;（5）分析設計：主要包括典型農機機電系統的多學科優化設計與分析方法。

農機專業機電類課程教學內容是以農機機電系統的動態特性為切入點，以工作原理、控制系統結構為重點，以農機機電系統綜合分析為手段，以機電一體化設計方法為特色，實現農機機電系統綜合性能的優化。

教學方法是保證課堂教學順利進行的重要手段，直接關系到能否將必修的知識有效傳授給學生。為提高農機專業機電類課程的教學效果，結合專業特點和多年經驗，總結并實踐了如下幾條教學方法：（1）實驗與工程實踐;（2）積極引導學生自學和復習;（3）部分章節采用討論式教學;（4）讓成績優秀的學生進行課堂講解;（5）針對重點和難點，采取啟發式教學逐步加以解決。

2 ? ? 農機專業機電類課程考試內容改革

考試是檢驗教學效果和提高學生學習積極性的有效途徑，還可根據考試結果分析出教學過程中的問題，從而改進師生之間的互動交流[2]。在考試實施過程中，試題是決定考試結果的重要環節。在制定農機專業機電類課程試題的過程中，注重考查學生對基本概念、基本理論和方法的理解，以及運用基礎知識解決工程實際問題的能力，盡量讓課程考試能完整反映教學內容和方法的改革效果，并且使考試結果能夠為教學過程的改善提供更有效的反饋。另外，由于農機專業機電類課程的教學效果受其他先修課程知識掌握情況的影響較大，命題時需要適當涉及一些先修課程的基礎知識。

農機專業機電類課程考試主要考查學生兩方面的知識和能力：（1）基礎知識考查：基本概念、基本原理的掌握情況、課程知識系統的掌握情況;（2）實踐能力考查：利用基礎知識分析和設計農機機電系統的能力。

在教學過程中需要使學生具備以上兩方面的知識和能力，而學生是否掌握這些知識和能力則需要通過考試來檢驗[3]，學生能否利用基礎知識解決農機設計問題則是教學目標是否完成的有效手段[4]，教學過程中，基本原理是通過學生所熟知的機械設計問題引出的，這些教學方法能否促使學生掌握基礎知識和提高實踐能力，則需要對學生的考試結果進行全面分析。

從2010學年開始至今，對農機專業機電類課程考試方式進行了改革，題型分為填空題、問答題、計算題、分析題，這四種類型題考核目的如下：（1）填空題主要考查學生對這類課程基礎知識的掌握情況。農機專業的先修課程如機械制圖、工程力學、機械原理、自動控制原理、電工學、農業機械學、機械設計等課程的基礎知識也被廣泛運用于機電類課程，通過對填空題的考試結果進行分析，可以了解學生的學習基礎、先修課程對這類課程的影響。填空題分值占卷面總分的25%～30%;（2）問答題主要考查學生對農機機電系統設計原理和方法的掌握情況及其對原理和方法的理解能力，問答題分值占卷面總分的20%～30%;（3）計算題主要考查學生對基本概念和理論方法的應用水平，計算題由2道小計算組成，計算題分值占卷面總分的20%～30%;（4）分析題主要考查學生運用基礎知識分析和解決農機機電系統設計問題的實踐能力，分析題也由3道左右小題組成，這些小題的編排順序具有很強的邏輯性和層次性，能啟發學生正確解題，歷年的實踐經驗表明，這種考查方式能夠很好地檢驗教學效果和學生學習情況，分析題分值占卷面總分的25%～30%。

從2010年開始，每年在第一次堂課就向學生講解課程的教學大綱，讓學生全面了解課程各章的教學任務和內容、應掌握的重點和難點。在教學過程中及時了解學生學習情況，有助于把握教學進度、合理安排教學內容，還根據教學大綱來擬定考試內容，通過分析考試結果來全面了解教學過程中存在的問題，并采取有針對性的措施予以改進和完善，形成教學與考試的良好雙向互動（見圖1）。

3 ? ?基于考試案例的教改方法研究

為了檢驗農機專業機電類課程教學與考試改革措施的可行性，以學校農業機械化及電氣化專業開設的“自動化機械設計”課程為案例進行研究，該課程目前為專業選修課，學時為32學時。本文通過對2013學年的“自動化機械設計”課程考試成績進行總體分析，并對該學年考試的各部分得分情況進行全面對比和分析，探索影響考試成績的教學因素，對課程的教學效果進行全面和客觀的評價，從而得到有針對性的教學改進方法。

3.1 ? ?課程考試結果的總體分析

2013學年“自動化機械設計”課程理論部分考試的卷面組成特點如表1所示，參加考試78人的平均分71.23，平均分以下的學生占總人數的48.72%，如表2所示。該學年的“自動化機械設計”考試結果基本反映了學生的學習狀況，各段分數的人數組成合理，證明此次考試卷面的考題設置是科學的。但是從整體成績來看，平均分不是很高，說明教學內容講解不夠細致或者是部分教學目標超過學生的學習掌握情況。另一方面，從考試分數段構成來看，低分段（75分以下）學生所占的比例相對比較大（約為59%），因此，應該對低分段成績進行深入分析，從而找出有效的教改措施。

3.2 ? ? 基礎知識部分的考試成績分析

基本知識的考查內容主要分布在填空題、問答題，在考試分析中僅分析2013年填空題的成績。填空題考查的內容是這類課程和先修課程最重要的基礎知識，這些是需要學生熟練掌握的，然而此次考試結果分析表明，填空題、問答題的平均分僅占其整體分值的73%，這表明當前學生的基礎知識掌握情況并未達到教學預期的目標，預期填空題、問答題的平均分占其整體分值的80%。

3.3 ? ? 綜合應用能力的考試成績分析

綜合應用能力的考查內容主要分布在計算題和分析題，本文主要研究2013學年該課程考試的分析題和計算題成績。

計算題和分析題的內容是本課程主要的知識運用部分，主要考查學生分析和解決農機機電系統設計問題的綜合水平。然而此次考試結果分析表明，計算題和分析題的平均分占整體分值的69%，學生對專業知識的綜合應用能力略高于教學預期目標（預期平均分僅占其整體分值的65%）。

3.4 ? ?教學改進方法探討

根據以上成績分析，提出如下教學改進方法。

1）低于平均分的學生占所有參加考試學生的比例接近50%，這說明該課程的教學內容和方法需要進一步完善。由于該課程還受先修課程的影響，為了全面提高教學質量，需要對各門課程的內容進行優化配置，協同努力推進。

2）基礎知識部分平均分占其整體分值的73%，這個結果表明，學生對該課程基礎知識掌握的不是非常扎實，這一點嚴重影響該課程內容的理解和掌握，因此，在今后的教學中，基本知識點和基本原理需要重點講解，努力使基礎部分的平均分占其整體分值的80%以上。

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3）綜合應用部分的平均分約占其整體分值的69%，這個結果表明，學生通過學習該課程后所掌握的農機機電系統分析方法高于預期，這表明多數學生通過本課程的學習，可以掌握農機機電系統分析方法，能運用分析方法解決一些實際問題。然而，由于學生對基礎知識的掌握并不是很扎實，還不能將實際問題完全解決，所以在講授知識運用時，應注重通過案例教學使學生對基本原理和方法能融會貫通。

4）75分以下的學生在整個試卷所得分數中低于平均分，約占59%，為全面提高學生成績，需要制定適合學生水平的教學內容及相應的教學方法，從基礎和運用兩方面同步著手提高教學效果。

4 ? ?結束語

為了提高農機專業機電類課程的教學效果和學生的學習成績，進行了教學和考試的改革嘗試，發現了教學過程中存在的一些問題，進而促進了教學內容和方法的有效改進。通過對海南大學2013學年“自動化機械設計”課程考試基礎部分和運用部分的成績進行分析，得到了一些改進教學內容和方法的措施，對該課程教學工作能夠起到一定的指導作用。今后，還可以繼續深入展開考試成績聚類分析、相關因素分析等更具有指導意義的理論分析，為不斷提高學生成績提供更有價值的信息。

參考文獻

[1]尚久浩.自動機械設計[M].北京：中國輕工業出版社，2013：12-15.

[2]應敏.多元統計分析在考試成績分析中的應用[J].中國科技信息，2006，（4）：38-39.

[3]王燕.課程考試成績分析系統設計與應用的研究[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學，2011：43-46.

[4]霍紅. 基于Excel2003/XP環境下考試成績分析模型的建立[J]. 教育與管理，2007，（30）：45-47.