目前，普通高等學(xué)校本科工程教育專業(yè)認(rèn)證正在全面開(kāi)展。2016年6月2日，在吉隆坡召開(kāi)的國(guó)際工程聯(lián)盟大會(huì)上，中國(guó)成為國(guó)際本科工程學(xué)位互認(rèn)協(xié)議《華盛頓協(xié)議》的正式會(huì)員，標(biāo)志著中國(guó)的工程教育認(rèn)證實(shí)現(xiàn)了工程教育國(guó)際互認(rèn)和工程師資格國(guó)際互認(rèn)。工程認(rèn)證的根本是對(duì)相關(guān)專業(yè)工程教育培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的達(dá)成度進(jìn)行評(píng)估，而課程教學(xué)達(dá)成則是培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成的基礎(chǔ)。

科學(xué)地分析課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度是判斷達(dá)到工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)與否的重要依據(jù)，不僅是對(duì)上一階段教學(xué)與學(xué)習(xí)的總結(jié)與反思，更是對(duì)下一階段教學(xué)與學(xué)習(xí)的改進(jìn)與規(guī)劃。教師通過(guò)對(duì)上一教學(xué)年度課程教學(xué)達(dá)成度的分析持續(xù)改進(jìn)后續(xù)教學(xué)，而學(xué)生在知曉自己課程目標(biāo)達(dá)成度的學(xué)習(xí)過(guò)程中，一方面可以在后續(xù)課程中重視相關(guān)能力的培養(yǎng)，另一方面可以利用課余時(shí)間對(duì)已學(xué)知識(shí)的不足進(jìn)行彌補(bǔ)，真正做到查漏補(bǔ)缺，及時(shí)矯正。

“自動(dòng)控制原理”課程是蘭州理工大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課程，重點(diǎn)支撐了專業(yè)人才培養(yǎng)方案12條畢業(yè)要求33個(gè)二級(jí)指標(biāo)分點(diǎn)中的3條畢業(yè)要求5個(gè)二級(jí)指標(biāo)點(diǎn)，承載著對(duì)學(xué)生解決復(fù)雜控制工程問(wèn)題所需的工程知識(shí)、問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)解決方案等方面的知識(shí)體系和能力培養(yǎng)，在自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。

因此，本文以蘭州理工大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)“自動(dòng)控制原理”課程目標(biāo)完成情況為例，利用統(tǒng)計(jì)分析方法探究該課程達(dá)成度的影響因素及理論教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)，力爭(zhēng)在“學(xué)生學(xué)”與“教師教”兩方面共同持續(xù)改進(jìn)，不斷提高學(xué)習(xí)效果，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，為工程教育認(rèn)證背景下自動(dòng)化專業(yè)大類課程順利達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)提供一定的參考。

1 確立課程教學(xué)目標(biāo)

“自動(dòng)控制原理”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)依據(jù)“機(jī)理-建模-分析-綜合-創(chuàng)新”循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)原則，及時(shí)更新課程教學(xué)目標(biāo)和重組教學(xué)內(nèi)容，與二級(jí)指標(biāo)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)確立課程教學(xué)目標(biāo)。

課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1，可以看出，相比于傳統(tǒng)的知識(shí)型教學(xué)目標(biāo)，新的課程教學(xué)目標(biāo)將原來(lái)籠統(tǒng)模糊的知識(shí)型目標(biāo)提升為具體準(zhǔn)確的能力型目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)從知識(shí)傳授到能力培養(yǎng)和素質(zhì)固化的轉(zhuǎn)變，不僅強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握與理解，更為重要的是強(qiáng)化應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)新等能力的培養(yǎng)。這為課程教學(xué)過(guò)程與改革和達(dá)成度評(píng)價(jià)指明了方向，也為學(xué)生確立了明確的能力目標(biāo)。

表1 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)

2 課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)方法

為使學(xué)生重視每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，全面掌握課程知識(shí)，具備對(duì)復(fù)雜控制工程問(wèn)題建模、表述、分析與設(shè)計(jì)的初步能力，保證課程教學(xué)效果與達(dá)成，“自動(dòng)控制原理”課程成績(jī)采用綜合考核方式。課程總評(píng)成績(jī)=期末考試成績(jī)（65%）+平時(shí)成績(jī)（15%）+模擬實(shí)驗(yàn)（10%）+仿真實(shí)驗(yàn)（10%）。

依據(jù)上述課程總評(píng)成績(jī)計(jì)算方法，最終得到課程目標(biāo)達(dá)成度。

式（1）~（4）

近年來(lái)，為確保課程目標(biāo)的有效達(dá)成，綜合考慮課程內(nèi)容多、理論性強(qiáng)、工程特點(diǎn)突出等因素，結(jié)合本校學(xué)生生源基礎(chǔ)較為薄弱的特點(diǎn)，借助現(xiàn)代信息手段，合理設(shè)置本課程教學(xué)活動(dòng)，包括理論教學(xué)（線下授課46學(xué)時(shí)+線上自主學(xué)習(xí)20學(xué)時(shí)，對(duì)線上自主學(xué)習(xí)還匹配了等學(xué)時(shí)的問(wèn)題解答和難題解析）、模擬實(shí)驗(yàn)（8學(xué)時(shí)）、仿真實(shí)驗(yàn)（6學(xué)時(shí)）和課后作業(yè)四個(gè)環(huán)節(jié)，并將課程目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)能力的培養(yǎng)分解到具體教學(xué)環(huán)節(jié)中。

表2為課程目標(biāo)達(dá)成度計(jì)算結(jié)果，給出了4個(gè)成績(jī)考核分項(xiàng)與5個(gè)課程目標(biāo)的具體對(duì)應(yīng)關(guān)系。

表2 2021年課程目標(biāo)達(dá)成度計(jì)算結(jié)果

3 課程目標(biāo)達(dá)成度統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)方法，對(duì)上述有效成績(jī)采用各課程目標(biāo)得分求和平均、各單項(xiàng)總成績(jī)按比例分配的方法，形成課程目標(biāo)達(dá)成度，圖1給出了2020秋和2021秋兩個(gè)教學(xué)年度、同一教師、不同班級(jí)（2020自動(dòng)化2班65人，2021自動(dòng)化1班69人）的達(dá)成度柱狀圖。

基于認(rèn)證的底線思維和核心理念，引入期望達(dá)成度為0.6，從圖1可以看出，各個(gè)課程目標(biāo)均有效達(dá)成，課程整體達(dá)成度2021秋略低于2020秋，而2021秋課程目標(biāo)2、3整體達(dá)成度與2020秋相同，課程目標(biāo)1、4整體達(dá)成度略低于2020秋，課程目標(biāo)5的整體達(dá)成度略高于2020秋。

圖1

在以往的教學(xué)過(guò)程中，任課教師利用達(dá)成度柱狀圖只能從表面上分析學(xué)生對(duì)于各個(gè)課程目標(biāo)的平均達(dá)成情況，而不能從更深層次分析每個(gè)學(xué)生的情況，亦不能對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)提供具有針對(duì)性且有意義的反饋性評(píng)價(jià)，幫助學(xué)生查漏補(bǔ)缺，形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)模式。

2020秋課程組開(kāi)始對(duì)學(xué)生個(gè)體課程目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行評(píng)價(jià)，并將學(xué)生個(gè)體達(dá)成度評(píng)價(jià)結(jié)果反饋至學(xué)生本人，以期為學(xué)生個(gè)體自身能力目標(biāo)的持續(xù)改進(jìn)提供更有針對(duì)性的指導(dǎo)，使“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的工程教育理念，通過(guò)課程更進(jìn)一步落到實(shí)處。2020秋課程目標(biāo)學(xué)生個(gè)體達(dá)成度評(píng)價(jià)結(jié)果抽樣見(jiàn)表3。

表3

觀察2020秋課程目標(biāo)學(xué)生個(gè)體達(dá)成度評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，學(xué)生個(gè)體課程目標(biāo)的總體達(dá)成，即課程總評(píng)成績(jī)/100，并不等價(jià)于各項(xiàng)課程目標(biāo)的達(dá)成，尤其是成績(jī)分布介于60～80分之間的學(xué)生，各課程目標(biāo)的達(dá)成評(píng)價(jià)存在較大差異。

因此，以往僅反饋給學(xué)生的課程總評(píng)成績(jī)，很難為學(xué)生持續(xù)改進(jìn)提供具有針對(duì)性的指導(dǎo)。學(xué)生個(gè)體課程目標(biāo)達(dá)成反饋，則更清晰地呈現(xiàn)了學(xué)生每一課程目標(biāo)的達(dá)成情況，能為學(xué)生提供針對(duì)性更強(qiáng)的反饋指導(dǎo)，有望使學(xué)生自身能力的持續(xù)改進(jìn)更有效。

依據(jù)學(xué)生個(gè)體達(dá)成度，得到圖2所示課程目標(biāo)學(xué)生個(gè)體達(dá)成度散點(diǎn)圖，教師根據(jù)此圖，一方面可以更加明晰各課程目標(biāo)的達(dá)成結(jié)論，另一方面還可以進(jìn)一步體現(xiàn)出相關(guān)教學(xué)內(nèi)容與環(huán)節(jié)的薄弱所在，為課程教學(xué)持續(xù)改進(jìn)指明方向。

圖2

從圖2可以看出，2021秋有3位同學(xué)的各個(gè)課程目標(biāo)達(dá)成度均為0，意味著這3位同學(xué)沒(méi)有參加學(xué)習(xí)過(guò)程。這也是導(dǎo)致2021秋課程整體達(dá)成度降低的直接原因之一。若不考慮這3位同學(xué)的影響，在兩個(gè)教學(xué)班人數(shù)基本持平的情況下，可以更深層次地分析對(duì)比課程目標(biāo)達(dá)成度情況：

• 圖2（a）顯示2021秋另有4位同學(xué)課程目標(biāo)1未到期望最低值，達(dá)成度居于0.6～0.7之間的學(xué)生比2020秋多，因此致使2021秋課程目標(biāo)1達(dá)成度低于2020秋；
• 圖2（b）顯示2020秋課程目標(biāo)2達(dá)成度較分散，2021秋相對(duì)較集中，盡管兩個(gè)教學(xué)年度該課程目標(biāo)平均達(dá)成度相同，但是從學(xué)生個(gè)體達(dá)成度分布來(lái)看，2021是有所提高的；
• 圖2（c）顯示課程目標(biāo)3兩年的學(xué)生個(gè)體達(dá)成度分布大致相同；
• 圖2（d）顯示課程目標(biāo)4在兩個(gè)教學(xué)年度未達(dá)成的學(xué)生數(shù)相同，但2021秋學(xué)生個(gè)體達(dá)成度位于0.6～0.8之間的人數(shù)要多于2020秋，致使2021秋課程目標(biāo)4平均達(dá)成度降低；
• 圖2（e）顯示2020秋和2021秋兩個(gè)教學(xué)年度課程目標(biāo)5未達(dá)成學(xué)生最多，且2020秋學(xué)生此課程目標(biāo)的達(dá)成具有明顯的兩級(jí)分化現(xiàn)象，盡管2021秋此課程目標(biāo)平均達(dá)成度有所提高，但從圖中可以看出有一半以上學(xué)生此課程目標(biāo)達(dá)成度處于0.5～0.6之間，即此課程教學(xué)目標(biāo)未達(dá)成，這也是后續(xù)教學(xué)中需要持續(xù)關(guān)注、不斷改進(jìn)的重點(diǎn)方向；
• 圖2（f）顯示2021秋課程整體未達(dá)成學(xué)生人數(shù)少于2020秋，證明課程通過(guò)率有所提高，但大部分學(xué)生的課程整體達(dá)成度居于0.6～0.8之間，這也是課程平均達(dá)成度降低的重要原因。

2021秋，受新冠疫情的困擾，課程后半程的講授均采用騰訊會(huì)議進(jìn)行直播授課。為確保教學(xué)質(zhì)量，授課教師根據(jù)往屆學(xué)生課程目標(biāo)達(dá)成度分析經(jīng)驗(yàn)，不斷改進(jìn)課前課后教學(xué)。課前：為每一授課單元均準(zhǔn)備了學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)提示，并于授課前一天下發(fā)給學(xué)生。課后：為每一授課單元制作了授課核心內(nèi)容總結(jié)、難點(diǎn)釋義、應(yīng)用案例等，并于授課結(jié)束時(shí)下發(fā)給學(xué)生。最終統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，這一改進(jìn)對(duì)于提高學(xué)生個(gè)體目標(biāo)達(dá)成度是行之有效的。

在今后的課程教學(xué)中，好的做法需繼續(xù)保持，如進(jìn)一步通過(guò)增加線上學(xué)習(xí)的學(xué)時(shí)數(shù)、強(qiáng)化對(duì)自主學(xué)習(xí)內(nèi)容的考核與線下強(qiáng)化學(xué)習(xí)、豐富網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源、提高線上自主學(xué)習(xí)的實(shí)效性等，深入開(kāi)展混合教學(xué)。

當(dāng)然，在取得成績(jī)的同時(shí)，也應(yīng)看到存在的問(wèn)題。在5個(gè)課程目標(biāo)的橫向?qū)Ρ戎?，課程目標(biāo)2、4和5達(dá)成情況較低，尤其是課程目標(biāo)5。針對(duì)課程目標(biāo)5——控制器設(shè)計(jì)與優(yōu)化，需改善教學(xué)方法、通過(guò)課程思政的引入等加強(qiáng)內(nèi)容講解的深入淺出、強(qiáng)化模擬實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)此內(nèi)容的驗(yàn)證、進(jìn)一步加強(qiáng)平時(shí)的訓(xùn)練等，關(guān)注教學(xué)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)課程目標(biāo)的支撐及應(yīng)獲得能力的達(dá)成，切實(shí)提高學(xué)生對(duì)實(shí)際復(fù)雜工程系統(tǒng)建模、分析與綜合等方面的能力。

4 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)2020秋和2021秋兩個(gè)教學(xué)年度同一教師不同班級(jí)學(xué)生“自動(dòng)控制原理”課程達(dá)成度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，表明深層次分析學(xué)生個(gè)體達(dá)成度，對(duì)于提高教師教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)能力均有更具針對(duì)性的指導(dǎo)意義。

同時(shí)，也指出了后續(xù)教學(xué)改進(jìn)的方向，如進(jìn)一步優(yōu)化、切實(shí)開(kāi)展好線上線下混合教學(xué)，更多關(guān)注多個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)相應(yīng)課程教學(xué)目標(biāo)的支撐，加強(qiáng)學(xué)生作業(yè)、仿真內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)與科學(xué)考評(píng)等。這對(duì)于應(yīng)用型本科高校實(shí)踐教學(xué)的改革和創(chuàng)新、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，具有一定參考價(jià)值。

本文編自2023年第1期《電氣技術(shù)》，論文標(biāo)題為“‘自動(dòng)控制原理’課程目標(biāo)達(dá)成度統(tǒng)計(jì)分析與持續(xù)改進(jìn)”，作者為申富媛、李煒 等。本工作得到蘭州理工大學(xué)高等教育研究立項(xiàng)課題的支持。