基于MISO模型的“自動控制原理”課程質量評價

楊 欣， 李 斌， 徐盛友， 蘇玉剛， 孫 躍

(重慶大學 1. 自動化學院，2. 電氣工程學院， 重慶 400044)

0 引言

“自動控制原理”課程是一門面向研究型大學自動化相關專業(yè)的核心支撐課程，以傳授自動控制基礎理論知識和控制系統(tǒng)設計基本方法、培養(yǎng)學生理論素質和解決實際工程問題的能力為主[1]。它是后續(xù)的控制類課程(如“現(xiàn)代控制理論”、“運動控制基礎”、“過程控制系統(tǒng)”、“智能控制理論基礎”、“先進控制理論”、“最優(yōu)控制”、“自適應控制”、“機器人控制技術基礎”等)學習的基礎。所以“自動控制原理”課程的教學效果優(yōu)劣直接影響著自動化專業(yè)人才培養(yǎng)的效果。如何科學、有效地對“自動控制原理”課程教學效果進行評價，成為影響自動化專業(yè)人才培養(yǎng)、“自動控制原理”課程改革的重要因素[2]。

1 多輸入單輸出(MISO)教學評價體系

1.1 MISO教學質量評價模型結構

以往對“自動控制原理”課程教學效果的評價比較單一、片面，往往只是用考試成績來評價這門課程的教學效果，并且不能對教學效果的改進提出有效的指導。為了能夠更好地促進教學質量提高，科學地評價教學質量，就需要盡可能多地把影響教學質量的各個環(huán)節(jié)考慮進來，構建一個科學、全面、有效的評價體系，從而對教學質量進行監(jiān)督和控制。

目前較流行的評價模型有AHP(Analytical Hierarchy Proces)法和DEA(Data Envelopment Analysis)法。

AHP法采用層次分析法進行分析評價，往往涉及的層次非常多，包含的數(shù)據(jù)很繁雜，并且各層計算方法也不盡一致，所以AHP法的規(guī)則復雜，計算量大[3]。

DEA法采用數(shù)據(jù)包絡分析法進行分析評價，在評價指標體系中，各輸入和輸出之間往往不是獨立的，而是互相影響的，就使得分析決策需要大量的數(shù)據(jù)支持，所以DEA法數(shù)據(jù)收集工作量大，且處理復雜度高[4]。

考慮到“自動控制原理”課程是一門應用廣泛，理論性很強的技術基礎課，對其教學質量的評價需要從多方面進行。根據(jù) “雙一流”研究型大學對工科學生的培養(yǎng)要求、我校專家組與課程組教師依據(jù)多年的人才培養(yǎng)工作實踐經(jīng)驗，對“自動控制原理”課程提出了如圖1所示的多輸入單輸出MISO(Multi Input Single Output )教學質量評價模型[5]。

圖1 多輸入單輸出教學質量評價模型

圖1所示的MISO評價模型涉及層數(shù)少，且各計算量之間獨立性強，具有模型簡單、數(shù)據(jù)收集工作量小、計算量小的特點。

1.2 MISO教學質量評價函數(shù)

(1)

為了使結果能夠更好的體現(xiàn)各指標的影響，最終的總體質量評價指標采用重心法，則有：

(2)

2 課程教學質量評價指標

工科型“雙一流”研究型大學是要培養(yǎng)面向工業(yè)界、面向世界、面向未來的優(yōu)秀創(chuàng)新實踐人才，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高水平工程應用型人才，針對這個目標，按照控制技術傳播特性和人才培養(yǎng)規(guī)律，將“自動控制原理”課程的各級評價指標細化為4個一級指標(A1-A4)以及相關的若干二級指標[7]。

2.1 理論知識掌握A1

2.2 工程實踐能力A2

2.3 硬件建設A3

2.4 教師隊伍建設A4

3 MISO質量評價體系實例研究

根據(jù)“自動控制原理”課程教學質量評價模型(MISO)，依據(jù)專家討論、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等形式，形成表1和表2所示各級評價指標間的相關程度值。

結合我校自動化專業(yè)2014級“自動控制原理”課程試卷分析結果、學生基礎實驗情況分析結果、學生綜合實驗設計結果、學生課程設計情況結果、實驗室2016年設備評估結果和2016年“自動控制原理”課程組教師隊伍評估結果，可以得到各二級指標的實際評價值如表3所示。

表1 一級指標和二級指標間的相關程度值

表2 一級指標和評價值E間的相關程度值

表3 二級指標的實際評價值

通過式(1)和式(2)的計算，通過一級指標和二級指標的評價值，可以得到我校2014級“自動控制原理”課程教學質量評價結果是E=0.958412。質量評價最大值E=1，可見，2014級“自動控制原理”課程的教學質量優(yōu)秀，但是仍然有改進的空間，在工程實踐環(huán)節(jié)、實驗室建設和教師培訓方面需要加強，以達到進一步提高“自動控制原理”課程教學質量的目的。

4 結語

本文討論了通過多輸入單輸出(MISO)模型對我校2014級“自動控制原理”課程教學效果進行了有效評價，并依據(jù)評價結果提出相應的改革措施。在本文討論的評價方法中，可以根據(jù)課程具體教學情況，靈活地增減評價指標，此方法也可推廣到其他相似課程的質量評價中。(楊 欣等文)

[1] Yang Xin, Sun Yue, Li Nan, Su Yuan, Ye Zhaohong. The Exploration and Research of Automation Educational System For Innovation Application Talents[J], Washington, DC:Advances in Education Research, 2012(12):157-160.

[2] Yang Xin, Xu Shengyou, Su Yugang, Li Nan. The Research and Construction of Automation Control Theory Course System for Excellent Engineers[J]. Washington, DC:Advances in Education Research, 2014(15): 457-460.

[3] 劉東，李晨洋， 劉嫄春. 基于AHP的建筑材料精品資源共享課程教學改革模式探討[J]．重慶:高等建筑教育，2014(6):19-21．

[4] 季侃，金俠鸞. 本科課程中研究方法的教學探析--以DEA方法與財務管理教學為例[J]． 南京:亞太教育，2015(8):32-36．

[5] 姜慶玲．高大數(shù)據(jù)時代下高職院校E-learning課程質量評價體系的構建與應用[J]．成都:遼寧師專學報，2016(1):21-2．

[6] 閆清景．美國職業(yè)技術教育課程質量評價量規(guī)[J]．天津:職業(yè)教育研究，2013(8):175-177．

[7] 李國勇，謝克明，杜永貴等．自動控制理論課程的教學改革研究[J]．太原:太原理工大學學報( 社會科學版) ，2009，27( 2):78-81．