程鴻,李民權,鮑文霞,王貴竹,章權兵,沈川
(安徽大學 電子信息工程學院,安徽合肥 230601)
2016 年6 月2 日,我國正式被國際工程聯盟大會批準為“華盛頓協議”第18 個成員國,這標志著我國向工程教育國際化邁出重要步伐[1-2]。高等學校工程類專業的認證工作也正式開展[3]。OBE 理念也稱為成果導向教育理念,它倡導以學習成果為導向,以學生為主體和中心,采用反向設計的方式進行課程體系的建設[4-5]。全國各高校都在積極探索工程實踐型人才培養模式,優化教學方法和考核方式,以提高學生的綜合能力。其中,課程考核是改進課程教學、評價課程教學效果的重要依據[6-8]。但是,“注重課本記憶,缺乏創新理解;注重知識學習,淡化能力培養;注重理論培養,缺乏動手實踐”是傳統課程考核方式普遍存在的問題[9]。學生無法全面系統地掌握且運用課程知識。2017 年1 月,國務院印發《國家教育事業發展“十三五”規劃》,強調“防止單純以分數評價學生”,應當“充分發揮教育評價對科學育人的導向作用,把促進人的全面發展、適應經濟社會發展作為評價教育質量的根本標準”,建立科學的考評體系。2020 年10 月,國務院印發《深化新時代教育評價改革總體方案》,明確要求完善過程性考核與結果性考核有機結合的學業考評制度,加強課堂參與和課堂紀律考查[10]。2021 年9 月,安徽大學教務處發布《關于進一步規范本科課程學習過程性考核工作的通知》,指出課程過程性考核應體現以學生為中心,體現考核多元化原則,將過程考核貫穿到教學全過程。注重過程考核的最終目的是為了與OBE 理念驅動型教育模式相吻合,以“尊重、激勵、寬容”為出發點,引導學生從以知識學習為主向知識、能力、素質“三位一體”的方向轉變,增強學生自主學習、分析及解決問題、溝通及獲取信息和批判性思維等能力。但是,由于過程性考核是一項系統工程,在具體實施過程中,應當以學生綜合能力培養為目標[11],圍繞促進學生成長和發展進行考核。設計合理的過程考核形式,保證課程考核的合理性、考核結果的可計算性,以及依據課程考核結果進行有效幫扶是當前課程改革的重要內容。
電路是安徽大學電子信息類專業一門重要的專業基礎課。該課程是學生開展課外科技創新活動的必備知識,是解決工程實際問題的重要理論和方法。安徽大學電子信息工程學院自20 世紀70年代末開設了電路分析基礎(后改名為“電路”)課程,一直作為后續專業課的先修課程。目前,該課程已經成為安徽大學電子信息工程學院電子信息工程、通信工程兩個國家一流專業,電子科學與技術省級一流專業的重要專業課程。課程在大學一年級下學期開設,設置為54+8 學時(54 為授課學時,8 為輔導學時)。以電子信息工程學院來看,每年授課對象500 余人。通過課程的理論教學,使學生掌握電路的基本理論、時域分析方法和相量分析法、集總參數電路中電壓和電流的約束關系、典型分析方法、分解方法、動態電路的響應、變壓器電路的分析方法等[12];能根據需要搭建一般難度的電路,正確分析及求解電路,診斷與排除簡單的電路故障。教學團隊多年來一直潛心研究教學方法,堅持立德樹人,“以學生為中心”,采用理論與實踐相結合、教師講授與學生討論相結合、課堂教學與課外自主學習相結合、創新活動與科學研究相結合的“四結合”課程教學方式(見圖1)。

圖1 “四結合”的課程教學方法
課程組加強對教學方法的研究與討論,系統開展講課、說課、評課等教學研究活動,不定時召開教研討論會議,每次設定一個主題展開討論,為本課題組的教師提供學習交流的機會;建立了層次化、模塊化的教學體系,對電路系列課程體系進行整合,將最新的知識與技術納入教學內容中,精心規劃授課方案,認真組織課堂教學。同時,授課團隊緊密聯系科學研究活動,積極探索“智慧課堂”等多樣化教學方法,本著新工科“以學生為中心”的原則,采用引導式自主學習模式,積極開展教研活動。
電子信息類專業的畢業要求包括12 條,38 個觀測點。其中,電路課程支撐2 個觀測點。圍繞畢業要求,設定了4 個課程目標,每個課程目標包含了對學生知識和能力的要求。
(1)課程目標1:深入理解集總假設的含義,掌握電阻電路的分析、理想元件、電路模型的概念并運用于電路計算中;掌握網孔分析法、節點分析法、疊加方法和等效思想;針對具體對象建立數學、電路等模型并求解;通過查閱專業書籍、期刊、學習網站等渠道進一步深入學習電路,了解電路技術發展現狀和動態等,養成自主學習的能力。
(2)課程目標2:掌握動態元件電容電感的連續性質、記憶性質及其主要作用;掌握一階電路、二階電路的分析方法;討論一階電路能量轉換的物理過程,理解電路電壓、電流的變化規律。
(3)課程目標3:掌握相量模型的等效概念、有效值、有效值相量及相量圖法;掌握三相對稱電路的分析;比較時域法與相量法的聯系及區別,深入了解相量法求解正弦穩態電路的優勢;領會變換的概念在電路分析中的重要作用,拓展思維,提高創新能力。
(4)課程目標4:掌握空心變壓器電路的分析、理想變壓器的實現、鐵芯變壓器的模型;理解理想變壓器的實現技術,由量變到質變的辯證關系;分組討論耦合、互感、變壓器變電壓、變電流、變阻抗的性能;能基于相關科學原理和數學模型方法正確表達電子信息領域復雜工程問題。表1 給出了課程目標對畢業要求觀測點的支撐關系。

表1 課程目標對畢業要求觀測點的支撐關系
根據課程內容和特點設計多樣化過程性考核內容和考核形式,明確考核方式的評分依據,確保考核結果的定量化,保證教學目標的有效達成。電路課程設計了三大考核環節——平時、期中和期末。其中,平時考核包括了課后作業、課外討論和隨堂測試,如表2 所示,課程作業、隨堂測試環節依托學校智慧教學平臺進行。例如,第1 章和第2 章知識點測試分別考查了集總概念(1)、關聯參考方向(2)、功率的計算(3)、基爾霍夫電流定律(4)和基爾霍夫電壓定律(5)、網孔分析法(6)和節點分析法(7)7 個題目的掌握情況。通過圖2 所示的平臺數據分析可以直觀看出得分率最低的是第7 題節點分析法,通過對學生的調查,發現主要反饋是對知識點掌握不牢固。教師可在輔導課上給予有針對性的指導,帶領學生重新復習節點分析法的解題步驟,及時發現問題、解決問題。

表2 課程考核評價環節及權重

圖2 測試分析
課程討論環節引導學生對課程所涉及的思政元素[13]進行思考。例如,在學完第4 章最大功率傳遞定理以后,教師發布了討論題,引導學生思考該定理在工程上應用的意義。學生能從這個例子感受到電路知識與生產生活實踐的密切聯系。
基于過程性考核相關反饋數據,教師可及時了解學生的學習狀況。對于共性問題,教師通過引入仿真軟件的教學方式,讓學生加深對知識點的理解;對于個性問題,通過一對一指導的方式,對學習中遇到困難的學生進行有效幫助。最終,構建相應學期的課程形成性評價。本學期采取了多樣化的考核評價機制,本班60 位學生全部拿到了課程學分。依托課程考核數據,通過課程組自行編寫的課程目標達成度計算軟件進行課程目標分析(如圖3 所示),可以發現所有課程目標均達成,并且遠超過學院設定的閾值0.6。但是,除了課程目標1 以外,其他課程目標均有學生未達到要求,特別是課程目標4 涉及的關于耦合電感與理想變壓器的知識點有9 位學生未達到要求。分析原因,本學期期中考試以后,教師只安排了一次測試,未涉及該部分知識點,對學生督促不夠,使部分學生有所懈怠。在今后的教學中,教師需要對考核方式中的隨堂測試覆蓋面進行持續改進。

圖3 課程目標達成情況圖
針對高校課程考核存在考核難以全面評價課程教學目標達成度、考核方式單一等問題,結合電路課程教學,探討基于OBE 理念的課程過程性考核方法。首先,設定能夠支撐畢業要求觀測點的課程目標。其次,圍繞課程目標進行教學,并且設定了符合課程特色的多樣化考核方式,借助學習通教學平臺進行平時作業和測試考核;教師通過直觀數據及時發現問題,給予共性和個性輔導。再次,利用雨課堂、QQ 群等,實現教學過程中的師生、生生互動以及多樣化反饋[14]。最后,依托達成度軟件分析學生學習情況,分析本學期教學存在的問題,提出了有效的改進措施,形式閉環形成性評價反饋機制。