“發酵工程”課程設計成績評定及主成分分析法的應用

仝倩倩

（淮南師范學院，安徽 淮南 232038）

“發酵工程”是一門專業核心課程，具有很強的理論性和實踐性[1]。“發酵工程”課程設計是該課程專業性實踐教學的一個重要環節，在整個課程教學中處于特殊的地位，不僅可使學生進一步理解、鞏固并能綜合應用“發酵工程”相關課程的理論知識，還能培養學生工程設計能力，以及分析問題、解決問題能力的重要教學環節。

課程設計考核的目的是通過建立的考核評價體系，檢驗學生課程設計完成度，是教師對學生的專業知識和實踐能力掌握程度的評價[2]，以此引導學生自我驅動、提高學生的創新能力和綜合素質。因此，建立行之有效的課程考核評估體系是任課教師應該認真思考、研究和探索的問題。

1 當前“發酵工程”課程設計考核現狀

1.1 抄襲現象嚴重

學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計題目分配到每組，然后學生分組進行設計，最后提交設計終稿。在設計過程中，由于現在計算機復制粘貼功能的強大，導致很多學生簡單從網上下載設計，直接修改格式后提交至指導教師。

1.2 缺少科學的評價考核體系

目前，按照“發酵工程”課程設計的教學大綱中總評成績的評定方法，總成績=課程設計成果×100%，平時成績并未算在其中，而該課程設計是以小組形式進行的，可能存在渾水摸魚的組員。對于那些平時認真計算、翻閱資料或有創新設計的學生來說，無法體現公平公正。

2 “發酵工程”課程設計考核評價

“發酵工程”課程設計考核評價系統設立3 個環節。

“發酵工程”課程設計考核評價系統見圖1。

圖1 “發酵工程”課程設計考核評價系統

2.1 建立“3F”課程設計訓練體系

為保證每組學生的課程設計質量，避免這種嚴重的抄襲現象的發生，建立“3F”課程設計訓練體系，“3F”分別是集中（Focus）、反饋（Feedback）及糾正（Fix it）。集中（Focus）：對于教師而言，指導教師要集中授課，向學生介紹設計題目的特點，介紹設計思路及設計過程中可能遇到的主要困難等。對于學生而已，要集中精力，在規定時間內完成基本的工藝設計計算。反饋（Feedback）：一方面，指導教師集中學生，對設計中的一些問題及學習中容易犯的錯誤進行集中反饋；另一方面，指導教師也可提供其他多種形式的答疑方法，如手機、微信、QQ、學習通等。糾正（Fix it）：學生在答疑后，將錯誤地設計進行糾正，力圖達到設計要求。因此，設計了一系列討論課（見表1）。整個訓練過程，充分以學生為中心和主體，從學生的想法入手，真正發揮學生和教師的作用，促成良性互動。

表1 課程設計討論項目設置

課程設計討論項目設置見表1。

2.2 建立“3S”考核評估體系

傳統的課程設計的總成績以課程設計成果為輸出對象。單靠這種單一的考核制度對學生無法做到真正的公平公正。設計“3S”的課程設計考核評估指標體系，“S”為“加強”英文“strengthen”的大寫首字母，“3S”分別代表“加強過程考核”“加強階段性檢查”“加強答辯”。

第一，加強過程考核。學習態度能明顯反映一個人的學習狀況[3]。對于積極提問的、主動學習的，在設計過程中體現出解決問題的創造性、主動性的，都明確表示可以加分。

3）信息系統成果：建立省級地理國情信息管理系統，對地理國情普查初期成果的深度開發運用，并結合現有的一些平臺，進一步完善我省的地理國情監測和地理國情信息的發布與服務。

第二，加強階段性檢查。在整體課程設計過程中，要進行期中檢查，或不定期抽查。只要在抽查過程中，設計做得好的，按照設計進度進行設計的，都要加分；只要沒有按正常進度要求進行的，或設計無法達到期中檢查要求的，都要減分。根據這個方法，可以有效督促學生及時認真的進行課程設計。

第三，加強答辯。考核最終可以借鑒畢業設計（論文） 答辯方法進行答辯[4]。學生可以通過個人答辯、小組答辯或集體答辯相結合的方式，對自己設計的內容以PPT 或其他形式展現出來，鼓勵組內毛遂自薦答辯的學生。這種考核方式學生認為是比較公平、公正、合理的，接受度很高。

2.3 考核評估環節設立

考核環節及指標見表2。

表2 考核環節及指標

由表2 可知，“發酵工程”課程設計成績由6 個部分組成，分別為過程考核、技術考核、論文考核、設計方案考核、學生個人考核及答辯考核。其中，為了公平公正地評價每個學生，實行“組內成員互評”制度來評定每位組員的成績，各組員根據實際情況，對組內其他人進行打分并取平均值，由表2 的第5 項決定。課程設計總成績為6 項考核分數之和。

課程設計總成績按百分制計量，最終換算成五分制，總評成績≥90 分，為優秀；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，考查多個變量之間相關性的一種多元統計方法，把多個指標轉化為幾個綜合指標以達到精簡的目的[5]。為了更好地評價上述建立的課程設計考核系統，借助SPSS 23.0軟件，采用主成分分析法深刻剖析考核評價的6 個指標對總成績的影響，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，提高教學質量，提升學生的綜合素質。

3.1 成績樣本的選取

以學校2019 級生物制藥專業學生的“發酵工程”課程設計成績為例，運用主成分分析法對50 位學生的考試情況進行評價。

生物制藥專業“發酵工程”課程設計成績構成見表3。

表3 生物制藥專業“發酵工程”課程設計成績構成

3.2 各部分考核指標相關性分析

6 個考核指標的相關性通過相關系數體現，借助SPSS 23.0 軟件對表3 數據進行Pearson 相關性分析。

各考核指標成績的線性相關系數矩陣見表4。

表4 各考核指標成績的線性相關系數矩陣

結果表明，各考核指標之間相關性不同，既有正相關也存有負相關；絕大部分指標相關性顯著（p＜0.05），說明各考核指標間相關性較強。X2（技術考核指標） 與X1（過程考核指標） 存在顯著的相關性，且為負相關，但與其余4 項均沒有相關性；而X3（論文考核指標） 與X1（過程考核指標） 沒有相關性，但與X2（技術考核指標） 及X4（方案考核指標） 成極顯著相關性，與X5（學生個人考核指標） 及X6（答辯考核指標） 呈極顯著相關性；X4（方案考核指標） 與X5（學生個人考核指標） 及X6（答辯考核指標） 呈極顯著相關性，X5（學生個人考核指標） 及X6（答辯考核指標） 呈極顯著相關性。這與實際情況相符。

3.3 主成分分析結果

總方差解釋見表5。

表5 總方差解釋

主成分分析結果顯示，前2 個主成分對應特征值均大于1，累計貢獻率為61.6%，說明前2 個主成分綜合了6 種考核指標的大部分信息，故可選取前2個主成分作為綜合性變量，對總成績進行全面分析。

考核指標主成分分析2D 圖見圖2。

圖2 考核指標主成分分析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 個考核指標與PC1 高度正相關；在PC2 方向X1 和X2 載荷較高，說明過程考核和技術考核與總成績密切相關，在教學中應予以重視。

4 結語

對淮南師范學院“發酵工程”課程設計考核方式進行了深入的分析和研究，通過“3F”課程訓練體系的建立，充分以學生為主體，從學生的想法入手，真正發揮學生和教師的作用，促成良性互動；根據設計的具體考核評估環節及成績評定方式，建立了“3S”課程設計考核評估指標，并利用主成分分析法對學生“發酵工程”課程設計成績進行分析及處理，真正實現學生自主學習，保證課程設計的公平及公正，為教學研究和綜合量化管理提供科學的依據[6]。該考核評價體系在學校2019 級生物制藥專業實施，得到師生們一致認可，該系統能夠充分調動學生積極性，提升了學生的綜合素質，教學效果良好。