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控制工程目标达成度的教学质量评价论文
摘要：课程目标是教学的出发点，达成度评价是衡量教学目标完成的标准。以控制工程基础课程为例，根据教学目标对课程进行了达成度分析和计算，并进一步尝试将达成度评价方法用于定量的教学质量评价，找出教学中的不足，以便有效提高课程教学质量，进行课程持续改进。
关键词：工程认证；达成度；计算；质量评价
工程教育认证是工程教育与工程师资格水平的国际化认可，也是一种工程教育质量保证体系，其在认证标准中对培养目标、毕业要求、课程体系、持续改进都提出了明确的要求[1]。其中，持续改进是以达成度评价为基础实现的。达成度评价是一套评价目标完成程度方法，通过达成度评价使得学校能够及时掌握毕业要求的达成情况，并根据评价过程数据和评价结果及时调整课程设置和教学计划安排，为持续改进各项工作提供依据[2-3]。达成度评价主要分为毕业要求达成度评价和课程达成度评价两种，其中毕业要求达成度评价是围绕工程教育专业认证“以学生为中心、基于成果导向、持续改进”的理念，对学生达到毕业要求、达成人才培养目标的程度开展评价，而课程达成度评价是毕业要求达成度评价的基础，其主要围绕支撑毕业要求的各项课程指标点，采用合理的考核形式如考试、报告、设计、作业等和合理的计算方法形成评价，为毕业达成度评价提供基础数据。2017年该校机械制造及自动化专业进行了工程教育专业认证工作，下面就以笔者熟悉的《控制工程基础》为例[4]，浅谈一下课程目标的评价与达成情况，并进一步尝试将课程达成评价应用于课程教学质量评价，期望能够改进教学效果。
1《控制工程基础》教学目标及支撑关系
控制工程基础课程是机械类专业应用型本科学生的一门的专业基础课，是支撑机械制造及自动化专业毕业要求的基础课程之一。课程以自动控制系统为研究对象，以系统分析方法为重点，以经典控制理论为主线，结合机电控制系统的实际，阐述了控制系统的基本理论、分析和设计方法。主要任务是通过课程教学培养学生控制系统的基本理论、性能分析及控制系统设计和综合应用能力。工程教育课程设置的流程一般为：根据培养目标和毕业要求，在行业专家参与下确定课程支撑毕业要求指标点的强度，以此为基础制定相关课程的大纲，设置课程的教学环节和考核方法。基于上述流程，最终确定《控制工程基础》的课程目标及对毕业要求的贡献如表1所示，具体的要求如下所述。
（1）了解控制系统的发展背景及现状，熟悉控制系统的工作原理及组成，掌握控制系统的基本要求。掌握控制系统数学建模的基本方法，学会建立机电系统的微分方程。能正确运用Laplace变换，对微分方程进行求解，推导传递函数。能通过方框图化简及梅逊公式求取系统传递函数。（课程目标1）
（2）正确理解时域分析法的基本原理，熟悉时域的各项性能指标。正确理解频域分析法的基本原理，熟悉频域的各项性能指标，能够熟练绘制典型环节及系统频率特性图。掌握系统稳定性判别的依据，能够熟练应用劳斯判据、奈氏图和波德图判定系统稳定性，掌握稳定裕量概念及计算。能够熟练计算系统误差，分析误差影响因素。（课程目标2）
（3）正确理解系统设计与校正的基本原理，掌握PID控制规律及实现方式，掌握系统校正的基本方法，能够熟练利用波德图对系统性能进行设计与校正。
2课程目标达成度计算与分析
《控制工程基础》课程设置了多种考核方式以考察其支撑的指标点是否达成。考核的方式主要有期末考试、作业、考勤、讨论和上课问答等。对不同的考核方式，计算达成度的方法也不同，其中期末考试采用成绩分析法进行评价，在期末考试的命题中，根据教学目标和大纲的规定，期末考试每一道题分别对应于不同的指标点，试卷的知识点与大纲规定的知识点相一致，并占相应的分值。而作业和上课问答和讨论等主观性较强的考核则采用了评分表分析法分别制定相对应的评分细则进行评价。根据达成度=相关内容学生平均分/相关内容总分的计算方法，统计计算的结果如表2所示。
《控制工程基础》目标达成度的计算依据大纲规定的比重分别进行计算并汇总得到。其中期末考试占80%，其他考核包括作业、出勤、上课回答问题及讨论都划归到平时考核中占20%。支撑课程目标1的考核为期末考试37分(满分100)和平时成绩30分(满分100)，该指标点的达成度为0.82；支撑课程目标2的内容包括期末考试52分和平时成绩50分，达成度为0.74；支撑课程目标3的主要是期末考试11分，平时成绩20分，达成度为0.74。由于机械制造及自动化专业的课程教学预设目标为0.7，所以毕业要求的达成度评价以达成度评价值大于0.7为达成，由表3计算的达成度结果可见，《控制工程基础》课程教学总体上达到了教学目标。具体到每个课程目标，目标1的达成度最高，课程目标2和课程目标3要低一些，说明从总体上课程目标1完成的质量和学生掌握的程度较好。
3按课程关键知识点的达成度计算与分析
实际上，每一个课程目标点是由多个课程知识点支撑。而以上课程达成度计算仅从总体上反映了课程目标的完成程度，其还无法反映出支撑每个目标点的知识点达成情况，这对于毕业目标达成计算没有影响，但对于如何有针对性地提高教学质量无法提供参考[5]。为此，本文尝试将目标达成度计算方法进一步细化，用来评价学生对每个知识点的掌握程度，期望通过评价学生对每个知识点的掌握程度，来考察教学效果，为有针对性地提高教学质量提供参考。
经所带该课程的所有老师讨论和梳理该课程的知识点及目标点支撑关系，完成知识点与课程目标的支撑关系如表3所示。将《控制工程基础》大纲规定的三个目标点下的课程内容分成了11个关键知识点，其中每个知识点的分值由该知识点的期末考试所占实际分值统计得到，占目标值的80%，同一课程目标下的各知识点相加总和等于该课程目标总的分值。知识点所对应的平时考核比重包括作业、出勤、上课问答和讨论等根据平时作业题量和知识点所占课时数及提问内容相关度来划分，占目标值的20%。依据达成度计算方法，计算统计的结果如表3所示。由表3关键知识点达成度计算结果可以看出，学生对各知识点的达成情况存在差异，反映出学生对知识点的掌握程度有差别，其中达成度最高为控制工程基本概念中的定义、原理、结构，其次是控制系统的要求，说明学生对这些知识点的掌握比较扎实，这些知识点为基础概念和基础知识，内容相对简单和明确，学生易于掌握。达成度较低有控制系统的时域分析为0.6，传递函数求解0.66及控制系统校正设计0.67，按达成度评价值大于0.7为达成的话，学生对该知识点的掌握还没有达到要求，造成这种现象的原因为所涉及的关键知识点多为对课程知识的掌握和运用，属于较高层次的教学要求，目前学生的学习状况和知识运用距离这类目标的达成存在一定的差距。
4提高达成度的改进措施
综合比较《控制工程基础》所涉及的全部关键知识点的目标达成度情况，可以看出该课程存在基础知识和基本概念达成度高和对课程知识综合运用达成度低的特点，这从一定程度上反映出了在教学过程中的不足，还需要进一步改进教学方法提高教学质量。有针对性的措施主要有如下几个方面。
（1）合理分配课时。在课时量有限的前提条件下，通过合理分配课时突出教学重点，提高教学质量，考虑对于学生易于掌握的关键知识点，采取学生自学或者学生讲授的方式处理，而对目标达成度低，学生掌握困难的知识点，多分配课时重点讲授并结合习题课进行知识运用方面的练习。
（2）案例讲解，提高应用能力。针对控制系统分析以抽象数学模型为主，较为枯燥的特点，在上课时，以工程实例为对象，按照实际应用步骤进行控制系统讲解，采用设问方式，引导学生分析实际工程问题，提高应用能力。
（3）激发学生学习兴趣。控制基础的学习中包含了大量公式、计算等，容易让学生失去兴趣。在今后的课堂中可以通过增加设问的方式激发学生的好奇心、通过实例和动画PPT提高趣味性，通过明确本课程的重要性和意义提高学习动力，以及及时更新上课内容等方式激发学生的学习兴趣。
5结语
本文以《控制工程基础》为例，详细计算和分析了课程目标达成度，并进一步通过课程目标达成度定量地了解控制工程基础教学过程中学生对一些关键知识点的掌握程度，从而为突出教学重点，改进教学方法提供依据。目前采用课程目标达成度展开高等学校课程教学质量评价还属于新生事物，与目前大多数高校通行的教学评价方式相比，其在针对教学内容进行定量化评价方面具有优势。但同时需要注意的是，课程目标达成度评价方式并不能完全替代传统教学评价方式，并且仍有诸多方面如试卷与大纲知识点相一致，如何区别不同题型间的评价差异及通用性等方面还需要进一步改进。
参考文献
[1]李志义.解析工程教育专业认证的持续改进理念[J].中国高等教育，2015(Z3)：33-35.
[2]于建香，戴玉华，陈飞.《高分子化学》目标达成度分析[J].化工时刊，2016，30(12)：38-40.
[3]穆浩志，薛立军，徐艳，等.基于工程教育专业认证的《工程制图》课程达成度评价研究与实践[J].模具工业,2017,43(5)：71-77.
[4]左健民，盛英.机电控制工程基础[M].北京：机械工业出版社.
[5]张建树，郭瑞丽.工程教育认证背景下课程达成度的评价改革[J].高教论坛,2016(6)：72-73.
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