基于工作過程系統(tǒng)化的“電機(jī)學(xué)”教學(xué)探究

曹亞卿，金小香，歷馨，程晶，攝小雪

（東南大學(xué)成賢學(xué)院電氣工程系，江蘇南京，210088）

0 引言

被譽(yù)為電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)“四大天王”之首的“電機(jī)學(xué)”，掛科率一直居高不下，學(xué)生對(duì)該課程的掌握程度影響后續(xù)學(xué)習(xí)，而傳統(tǒng)“一考定終身”的考核方式，使得部分學(xué)生不重視日常學(xué)習(xí)，只把精力放在最后的復(fù)習(xí)上，學(xué)習(xí)效果可見一斑。

而教學(xué)考核應(yīng)該以教學(xué)目標(biāo)為依據(jù)，通過一定的標(biāo)準(zhǔn)和手段，對(duì)教學(xué)活動(dòng)及其結(jié)果進(jìn)行判斷，具備導(dǎo)向與激勵(lì)功能、鑒定與選拔功能、診斷與改進(jìn)功能、反饋與調(diào)節(jié)功能、管理與教育功能等。對(duì)于高校的教學(xué)工作，考核成績(jī)是最顯而易見的教學(xué)成果，它不僅是對(duì)學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)的評(píng)價(jià)，同時(shí)也是對(duì)教師教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)，同時(shí)也是對(duì)一門課程的評(píng)價(jià)[1]。

因此，高校需要?jiǎng)?chuàng)建一種新的考核方式，提高全過程中學(xué)生的積極性和參與性，切實(shí)保障學(xué)習(xí)效果。

1 傳統(tǒng)“電機(jī)學(xué)”課程考核方法及存在問題

該課程是多數(shù)電氣專業(yè)本科階段的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，從純理論課程向?qū)嶋H工程應(yīng)用過渡，學(xué)習(xí)方法、思維方式都需要轉(zhuǎn)變，而學(xué)生經(jīng)過長(zhǎng)期基礎(chǔ)理論課程的學(xué)習(xí)，固有思維定式一時(shí)難以改變。本科階段的電機(jī)學(xué)主要根據(jù)“大學(xué)物理”、“電路原理”及“高等數(shù)學(xué)”相關(guān)知識(shí)，分析電機(jī)運(yùn)行中的電磁物理過程和現(xiàn)象等，相關(guān)的數(shù)學(xué)計(jì)算相對(duì)要求不高，是為后續(xù)“電力系統(tǒng)分析”、“繼電保護(hù)”、“電力工程”、“發(fā)電廠電氣”等課程的復(fù)雜計(jì)算打基礎(chǔ)[2]。

1.1 日常教學(xué)無法在考核成績(jī)中良好的呈現(xiàn)

傳統(tǒng)的考核方式中,平時(shí)成績(jī)所占比例極低，只能簡(jiǎn)單考核出勤情況，無法反應(yīng)整個(gè)學(xué)習(xí)階段最重要部分的狀況。部分學(xué)生不重視日常學(xué)習(xí)，上課思想不集中，課后作業(yè)抄襲，只把精力放在最后的復(fù)習(xí)上，有些也能夠取得合格成績(jī)，但明顯成績(jī)較低，對(duì)于課程的理論體系并沒有掌握。少部分同學(xué)直接成績(jī)不合格，影響后續(xù)學(xué)習(xí)，甚至是正常升級(jí)和畢業(yè)。

1.2 考核的覆蓋面不足

期末試卷由于考試時(shí)長(zhǎng)所限，一般來說，無法完全覆蓋所有教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，做了一定的取舍和相應(yīng)刪減；并且為了照顧大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，總體難度不高，不能鑒別出真正的好學(xué)生。

1.3 課程難度高，存在片面追求及格率的現(xiàn)象

歷年來，“電機(jī)學(xué)”不及格率居高不下，偶爾存在刻意拉高平時(shí)分的現(xiàn)象，以獲得合格的總評(píng)成績(jī)，部分同學(xué)成績(jī)單上的成績(jī)并非其真實(shí)水平的體現(xiàn)。

以上這些問題，從某種方面體現(xiàn)了考核的導(dǎo)向作用——期末成績(jī)的高比例，部分學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)僅僅是期末大考，完全無視平時(shí)的學(xué)習(xí)積累，學(xué)習(xí)目的僅僅是考試，而不是學(xué)習(xí)本身；也會(huì)使得教師的教學(xué)工作被逼轉(zhuǎn)為應(yīng)試，而忽視了對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)；同時(shí)過分拔高了考核所具備的導(dǎo)向功能，其他功能基本缺失。

2 工作過程系統(tǒng)化考核方式具體內(nèi)容

目前“電機(jī)學(xué)”4學(xué)分，56學(xué)時(shí)理論課，8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課，為過程化考核提供了充足的時(shí)間。課程中包含的8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)，為內(nèi)容豐富的高危實(shí)驗(yàn)，從預(yù)習(xí)到操作和數(shù)據(jù)處理需要大量課后時(shí)間，能夠很好的反映學(xué)生在課下的學(xué)習(xí)態(tài)度，滿足過程化考核的初衷。同時(shí)在考核導(dǎo)向功能的基礎(chǔ)上，充分調(diào)動(dòng)其具備的激勵(lì)功能、診斷改進(jìn)功能、反饋調(diào)節(jié)功能、管理教育功能等。

2.1 樹立過程化考核的思想

過程化考核改革的基本指導(dǎo)思想是加強(qiáng)對(duì)學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過程的掌控，考核貫穿在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，使學(xué)生能夠明確每個(gè)階段性的學(xué)習(xí)目標(biāo)，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，全面客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)與學(xué)習(xí)效果，提高課程教學(xué)水平和應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量[3]。

“電機(jī)學(xué)”的理論課時(shí)中主要包括了緒論、變壓器篇、交流電機(jī)統(tǒng)一理論篇、異步電機(jī)篇和同步電機(jī)基本原理，前后理論環(huán)環(huán)相扣，并且難度不斷加大[4]。過程化考核，明確了每個(gè)階段的學(xué)習(xí)任務(wù)，通過階段性的小測(cè)驗(yàn)做到回顧總結(jié)，在后續(xù)的學(xué)習(xí)中及時(shí)調(diào)整或者延續(xù)。同時(shí)，提高了課后作業(yè)在總評(píng)成績(jī)中的比例，使成績(jī)有據(jù)可依，更加體現(xiàn)公平公正性。小測(cè)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)部分比例較高，期末卷面成績(jī)占比50%，可以實(shí)現(xiàn)有力的區(qū)分。

以過程化的考核方案為導(dǎo)向，學(xué)生更加明確每個(gè)階段的任務(wù)，同時(shí)各個(gè)部分分?jǐn)?shù)比例明確，激勵(lì)了學(xué)生認(rèn)真對(duì)待每一步。同時(shí)在成績(jī)不斷累積的過程中，教師也能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)問題，不斷調(diào)整教學(xué)方法，促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)[4]。

2.2 “電機(jī)學(xué)”過程化考核改革具體實(shí)施方案

考慮到課程的特點(diǎn)，典型的專業(yè)基礎(chǔ)理論課程，理論體系繁雜，考核方案必須兼具可操作性，不能過分復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用中具體考核方案如表1。

表1 過程化考核方案

期末考試仍然是檢驗(yàn)教育教學(xué)的重要手段，50分為最低要求，這點(diǎn)不可突破；出勤5分，對(duì)極個(gè)別同學(xué)缺勤和遲到現(xiàn)象給與震懾；作業(yè)10分，記錄多次作業(yè)成績(jī)；按照章節(jié)，安排三次小測(cè)驗(yàn)，卷面百分制，折算為15分；實(shí)驗(yàn)的整個(gè)環(huán)節(jié)，預(yù)習(xí)操作和數(shù)據(jù)處理均記錄成績(jī)，四個(gè)實(shí)驗(yàn)各占5分，共20分。總評(píng)合計(jì)100分。

3 具體實(shí)施過程及效果分析

授課前向?qū)W生公布過程化考核方案，并且詳細(xì)解釋各個(gè)部分的具體實(shí)施細(xì)節(jié)。整個(gè)學(xué)期，沒有出現(xiàn)任何無故缺勤，遲到現(xiàn)象也僅有兩三人次，絕大部分同學(xué)考勤為滿分；并且學(xué)生上課認(rèn)真聽講，課間積極提問，課后也有不少同學(xué)通過QQ及時(shí)解決課堂疑難點(diǎn)，學(xué)習(xí)效率有明顯提高。

本學(xué)期課后作業(yè)提交及時(shí)，無缺交現(xiàn)象。但是作業(yè)難度較大，一般需要教師在課堂較為詳細(xì)的分析之后再留給學(xué)生完成，但仍有個(gè)別題目學(xué)生完成度較差，收上來檢查后返回再次講解后，二次提交，最終選擇四次作業(yè)為成績(jī)依據(jù)。

本學(xué)期根據(jù)教學(xué)計(jì)劃共安排了三次小測(cè)驗(yàn)，每次均為45分鐘，百分制，閉卷。

第一次為變壓器章節(jié)測(cè)驗(yàn)，試卷中安排了五道選擇題，共50分，這五道題是全卷難度最大的部分，需要對(duì)變壓器的運(yùn)行原理由較深入的理解，并且進(jìn)行一定的分析推理，造成失分率較高，可見學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握還比較表面和膚淺，缺乏深層次思考；一道畫圖題20分和計(jì)算題50分，都是課本中最典型的例題，這方面學(xué)生掌握的較好，得分率較高；本次測(cè)驗(yàn)平均分為63分，合格率約為70%，從一個(gè)側(cè)面反應(yīng)測(cè)驗(yàn)難度較大，學(xué)生對(duì)于傳統(tǒng)的計(jì)算題掌握較好，而理論分析還缺乏思路和見解；仍有約5%的同學(xué)獲得滿分，說明學(xué)生中不乏善于思考的同學(xué)，并且與平時(shí)表現(xiàn)相輔相成。

第二次為交流電機(jī)統(tǒng)一理論章節(jié)測(cè)驗(yàn)，這一篇內(nèi)容是全書理論最復(fù)雜，最難理解的部分，其中需要應(yīng)用傅里葉級(jí)數(shù)分解的相關(guān)內(nèi)容，而這個(gè)部分是“信號(hào)與線性系統(tǒng)”課程的內(nèi)容，這門課程一般安排在大學(xué)三年級(jí)，也就是“電機(jī)學(xué)”之后，因此對(duì)于該章節(jié)降低學(xué)習(xí)要求，以掌握結(jié)論和基本運(yùn)算為主，不做分析解釋要求，測(cè)驗(yàn)中三道大題，分別是畫三相電機(jī)繞組接線圖、默寫重要結(jié)論和基本計(jì)算。本次測(cè)驗(yàn)學(xué)生掌握的較好，卷面均分達(dá)到92分，但仍有4%的同學(xué)不合格，這部分相對(duì)后進(jìn)的同學(xué)，多門功課學(xué)習(xí)有一定的困難。

第三次為異步電機(jī)章節(jié)測(cè)驗(yàn)，從內(nèi)容上來說這是前兩個(gè)篇章的延續(xù)，在充分掌握了變壓器原理和交流電機(jī)共性的基礎(chǔ)上，加深難度，從靜止的電機(jī)過渡到旋轉(zhuǎn)的電機(jī)。同學(xué)們經(jīng)過前兩篇章的學(xué)習(xí)，逐漸掌握了“電機(jī)學(xué)”的學(xué)習(xí)規(guī)律，重點(diǎn)應(yīng)該放在理論分析而非計(jì)算，并且經(jīng)過兩次測(cè)驗(yàn)之后，也摸到了一定出題規(guī)律。本次測(cè)驗(yàn)的難點(diǎn)仍然是選擇題，用于區(qū)別出優(yōu)秀的學(xué)生，得分率低。一道電機(jī)特性曲線的畫圖題，該題是分析電機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)的重要依據(jù)，課上和作業(yè)都多次強(qiáng)調(diào)，得分率非常高。而該測(cè)驗(yàn)中的計(jì)算題，來源了書中典型例題 ，但是刻意將已知量和未知量調(diào)換，令人欣慰的是大部分同學(xué)學(xué)會(huì)了分析原理，得出了正確答案，少部分同學(xué)生搬硬套。本次測(cè)驗(yàn)均分73，合格率為90%，滿分同學(xué)仍然占5%，該成績(jī)很好的反應(yīng)了學(xué)生的總體水平。

過程化考核中分階段小測(cè)驗(yàn)所帶來的的激勵(lì)作用非常明顯，同時(shí)分階段的診斷功能，也促進(jìn)了學(xué)生對(duì)自身學(xué)習(xí)過程的反思和學(xué)習(xí)方法的改進(jìn)。

“電機(jī)學(xué)”實(shí)驗(yàn)在總評(píng)中占20%，并且由于實(shí)驗(yàn)中使用強(qiáng)電，屬于高危實(shí)驗(yàn)，因此對(duì)于預(yù)習(xí)和操作有較高要求。預(yù)習(xí)部分，需學(xué)生根據(jù)原理設(shè)計(jì)儀表接線，這部分是“電路原理”課程的相關(guān)應(yīng)用，課本及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書都刻意隱去了接線部分，前兩份實(shí)驗(yàn)報(bào)告交上了接線圖錯(cuò)誤率極高，并且部分同學(xué)不重視，直接不畫接線圖，教師直接給了低分，后面三份預(yù)習(xí)報(bào)告一改前期作風(fēng)，絕大部分同學(xué)都正確的給出了原理接線圖。實(shí)驗(yàn)操作是另一個(gè)重要部分，前兩次實(shí)驗(yàn)學(xué)生最終接線錯(cuò)誤率低，但只是機(jī)械接線，甚至無視原理順序，對(duì)于整個(gè)實(shí)驗(yàn)原理沒有理解和掌握。采用了過程化考核后，實(shí)驗(yàn)教師直接給實(shí)驗(yàn)操作部分打了較低分?jǐn)?shù)。后兩次實(shí)驗(yàn)過程中，明顯能夠看出學(xué)生對(duì)于整個(gè)實(shí)驗(yàn)有了更深入的認(rèn)識(shí)，不僅整個(gè)操作過程流暢快速，而且教師對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和測(cè)量要求的提問都能對(duì)答如流，可見在課前做了大量工作。最后一步，依據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的明確要求，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，很多同學(xué)保持了一貫認(rèn)真態(tài)度，使用電腦作圖，采用了曲線擬合的方法，得到了更為精準(zhǔn)的結(jié)論，這個(gè)過程給部分同學(xué)充分發(fā)揮的空間，得到了意想不到的結(jié)果。

期末考試仍然是考核的重點(diǎn)，經(jīng)過前期過程化考核的實(shí)施，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和積累，學(xué)生實(shí)現(xiàn)了自我教育和管理考試卷面成績(jī)明顯提高。同時(shí)，期末試卷可以將小測(cè)驗(yàn)中沒有包含的知識(shí)點(diǎn)囊括其中，減少了計(jì)算題的題量和難度，增加了理論分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的分值。期末試卷中安排了16分的實(shí)驗(yàn)題，包括原理和操作流程復(fù)述，以及復(fù)雜數(shù)據(jù)處理，一方面考察實(shí)驗(yàn)掌握情況，一方面也是對(duì)理論知識(shí)的綜合應(yīng)用。不是第一次考“電機(jī)學(xué)”，學(xué)生對(duì)于題型有了比較全面的了解，卷面成績(jī)比往年有明顯提高，卷面均分達(dá)到68分，90分以上約占8%。

經(jīng)過各項(xiàng)成績(jī)的綜合，該次過程化考核，三次小測(cè)驗(yàn)均分為76.2分，四個(gè)實(shí)驗(yàn)均分85.3，四次作業(yè)均分77.9分，考勤滿分，再加上末考均分68，總均分約為75分，最高分91分，不及格率低于10%，與往年相比，成績(jī)提高非常明顯。

4 存在的問題

過程化考核將評(píng)價(jià)體系貫穿于整個(gè)學(xué)習(xí)進(jìn)程中，強(qiáng)化學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體作用，同時(shí)明確教師作為學(xué)習(xí)過程引導(dǎo)著地位，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。然而受到課程本身難度、學(xué)生知識(shí)背景，以及教學(xué)資源等的限制，“電機(jī)學(xué)”整個(gè)考核過程中仍然存在一定的問題，值得探討和改善：

（1）學(xué)生人數(shù)較多，上課過程中很難對(duì)每個(gè)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，今后可以借助一定的在線平臺(tái)收集實(shí)時(shí)聽課反饋。例如建立學(xué)科相關(guān)微信公眾號(hào)，設(shè)置提前預(yù)習(xí)作業(yè)，課堂可以實(shí)時(shí)布置選擇題，作為平時(shí)成績(jī)重要依據(jù)，減少教師評(píng)分的盲目性。

（2）由于課后作業(yè)題量和難度較大，可能存在抄襲現(xiàn)象，很難判斷，需要制定個(gè)性化作業(yè)。例如，微信公眾號(hào)中建立題庫，個(gè)性化定制一定的作業(yè)，在無法做到每個(gè)人個(gè)性化作業(yè)的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)分組作業(yè)，根據(jù)不同作業(yè)類型采用同質(zhì)化分組或者異質(zhì)化分組，提高作業(yè)質(zhì)量，切實(shí)反應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)和掌握程度。

（3）電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)數(shù)目有限，學(xué)生的操作時(shí)間受到一定限制，并且每個(gè)實(shí)驗(yàn)以組為單位，每組人數(shù)過多，很難對(duì)每個(gè)同學(xué)的操作部分進(jìn)行分別評(píng)分。目前實(shí)驗(yàn)室在逐年增加電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)數(shù)目，經(jīng)過幾年發(fā)展，將能實(shí)現(xiàn)兩人一組，基本可以滿足對(duì)各人操作評(píng)分的要求。