面向工程認證要求的機械電氣控制及自動化課程評價與持續改進研究

汪靜姝，馮明馳，馬婧華

（1.重慶理工大學，重慶 400054；2.重慶郵電大學，重慶 400065）

一、背景

工程教育專業認證是教育部大力推進的我國教育改革的趨勢，可以有效提高工程教育質量，滿足社會對工程人才的相關需求[1]。持續改進貫穿工程教育專業認證的全過程，是工程教育專業認證的三大核心理念之一，也是提高工程教育人才培養質量的重要保障[2-3]。工程教育專業認證中的持續改進沒有固定的辦法，學校要針對各個專業的不同特點設計不同的持續改進方法[4-5]。為了滿足工程教育專業認證的工作要求、不斷提升機械類專業學生解決復雜工程問題的能力、培養具有一定創新精神和可持續發展理念的高素質應用型人才、提高機械類專業畢業生的就業競爭力，本文據此對機械類專業中的機械電氣控制及自動化課程的評價和持續改進方法進行了深入的研究與探索。

二、明確課程教學目標和教學大綱

學校要根據工程認證要求，以內部和外部需求為導向，明確課程的教學目標定位，如圖1所示。內部需求取決于教育規律、學校人才培養目標、專業定位以及教師和學生的主觀愿望和個體需要。外部需求取決于行業發展和社會需要。本研究采用調研和座談的方式廣泛征求學校行政主管部門、機械電氣控制相關企事業單位、學院管理者、校友、教師和學生等利益相關方的意見和建議，再結合工程教育專業認證的標準制訂機械電氣控制及自動化課程的教學培養目標。目前，機械電氣控制及自動化課程的教學培養目標如表1所示。

圖1 課程培養目標和教學大綱的制訂

表1 機械電氣控制及自動化課程的教學培養目標

學校要根據課程教學目標制訂有針對性的課程教學大綱。目前，很多課程的教學大綱表述為對知識點的了解、理解和掌握三個層次，主要還停留在知道、領會等低階層次。學生對知識的應用情況也并不樂觀，遠沒有達到分析、綜合、評價等高階層次。因此，學校要根據確定的課程教學培養目標，明確課程教學大綱中每一項教學內容應達到的認知層次以及對學生學習成果的貢獻，然后再明確所采用的教學方法，即教學內容如何有效地對學生的學習成果作出貢獻，從而更好地完成教學大綱的設計。

三、課程學習效果評價方法

學習效果是工程認證的重要評價指標之一。課程的學習效果評價是對學生的綜合能力進行評定。學習效果評價在反映課程教學效果的同時，也能滿足工程認證對人才能力的考核。當前課程評價改革方向的側重點是從結果性評價向過程性評價轉變。工程教育專業認證明確的“十二條通用畢業能力要求”包括工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理和終身學習。面向工程教育專業認證的學習效果評價也是以教學能力的培養為導向的。

原有的部分評價方式主要是將過程性考核和期末考試按照一定的比例計算學生的綜合成績，與課程目標的達成沒有關聯。經過改進后，原有綜合成績評價的方式仍然保留，但設置了課程目標達成評價。課程目標達成評價能根據各考核環節所占的比重，并結合學生在各考核環節對應課程目標的得分值對每個學生的課程目標達成情況進行評價。與此同時，課程目標達成評價還能通過散點圖分析學生在達成各課程目標中的差異情況。

機械電氣控制及自動化課程主要培養工程認證規定能力中的工程知識、問題分析、設計/開發解決方案以及使用現代工具四種能力。機械電氣控制及自動化課程采用課程考試、三個項目大作業和課堂平日成績三種方法對學生的學習效果進行評價。課程教學能力目標及學習效果評價方法如表2所示。

表2 課程教學能力目標及學習效果評價方法

三個項目大作業都是針對不同學習階段知識的一個綜合性應用，要求學生分小組完成，以提高學生應用相關知識的能力。目前，采用的三個項目大作業分別為“對照XX型機床的控制系統，完成相應低壓元器件的選型”“設計XX型搖臂鉆床完整的接觸器——繼電器控制系統”和“設計XX型搖臂鉆床完整的PLC控制系統”。項目大作業能公平、公正地評價學生對當前階段所學知識的掌握程度和綜合應用水平。

四、課程教學持續改進

學校要根據課程目標對課程教學和考核評價方式進行持續改進。學校要針對分析結果對課程教學大綱進行調整，并針對教學目標的能力培養優化教學內容，提高教學活動的規范性和有效性。

2017級某班的機械電氣控制及自動化課程的教學目標達成情況如圖2所示。對比該班級所有學生的教學目標達成情況可知：整體教學目標的平均達成情況比較均衡。其中，教學目標4的達成情況良好，說明大部分學生在復雜工程問題的解決過程中能運用現代信息工具進行電氣元件的資料查詢和篩選應用。教學目標1、2、3的達成度略低，說明部分同學掌握的基礎知識較為欠缺，對多種控制方案的把握以及在滿足特定指標的硬件系統和軟件系統設計方面的能力還比較欠缺。

圖2 某班所有學生的課程教學目標達成情況

學校要針對學生存在的問題提出相應的改進措施。教師在課下要加強與學生的溝通交流，從工程實踐的角度讓學生加深對課程學習內容的理解，提高學生的學習興趣。與此同時，在課堂教學中，教師要注重結合工程實際或相關科研項目案例，使學生對零碎的設計知識形成系統性的認識。教師可以在課程教學中嵌入電氣控制的經典案例和教師的科研項目，根據控制對象的設計要求分析其控制功能實現的可能性。教師要明確設計中的關鍵問題，提出可能的設計方案并進一步從功能、可靠性、成本、環境等方面進行對比選擇，提高學生的工程應用能力。

從局部來看，該班第2號、26號、30號學生的課程教學目標達成情況非常不理想，主要是因為這幾位學生課堂聽課不專心，作業也沒有按時提交，學生對基礎知識的掌握不牢固。針對這幾位學生，教師指定了同班學習成績優良的同學進行指導幫扶，同時也請同寢室的學生對其進行幫助及學習監督，以實現針對性幫扶。

五、結束語

本文以工程認證要求為導向，明確了機械電氣控制及自動化課程的教學目標和教學大綱，并在此基礎上研究了課程學習效果的評價方法。由評價結果可知，機械電氣控制及自動化課程還需從整體和局部兩個方面對課程教學進行持續改進的研究。專業認證要求的持續改進任重而道遠，還需大家共同努力！