基于目标达成度的电机与拖动基础课程教学质量分析

    仇志坚 代颖 王爽

    

    

    

    摘 ?要 针对电机与拖动基础课程内容特点和教学实际，通过分析课程达成目标及其对本专业培养目标的贡献，构建以目标达成度为基本评价指标的课程质量评估方法，并应用于实际课程教学过程分析，以更清晰地了解学生知识和能力的达成程度。结果表明，该方法可为提高教学水平和教育质量提供一条有效评价途径。

    关键词 工程教育;电气工程及其自动化专业;电机与拖动基础;教学目标达成度;教学质量

    中图分类号：G642.3 ? ?文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）14-0055-03

    Abstract In view of the content characteristics and teaching practicefor Foundation of Electrical Machinery and Drive course， the goal?achieved by the course and its contribution to the training goal of this?major are analyzed， and the evaluation index of curriculum quality evaluation method ?is constructed based on an objective attainment degree， so as to better understand the students knowledge and ability?attainment. The results show that this method provides an effective way to improve the teaching level and quality of education.

    key words engineering education; electrical engineering and auto-mation; foundation of electrical machinery and drive; teaching objec-tive achievement degree; teaching quality

    1 引言

    2015年，中国工程教育专业认证协会发布《工程教育认证标准》，次年在吉隆坡举行的国际工程联盟年度会议上，我国正式成为《华盛顿协议》成员，之后需按该协议规定的工程教育专业认证标准对相关课程教育进行认证。国际工程教育认证强调以学生为中心，以成果为导向，以持续改进为保障，参加认证的专业必须在明确的毕業要求下安排课程教学，并具备针对毕业要求达成情况的合理有效的评价体系。显然，课程体系中每一门专业课程与毕业要求的对应关系及权重的确定是实现定量评价的基础[1]。

    电机与拖动基础课程是支撑自动化、电气工程及其自动化专业毕业要求的重要课程之一，涉及机械、电磁以及控制等多个学科，是一门集理论性与工程实践性于一体的专业技术基础课。课程内容中包括多种基础概念和复杂公式、图表，对教师的教学能力和学生的主动学习能力要求都较高。

    为定量评价该课程的教学效果，本文针对笔者承担的2018—2019学年秋季学期电气工程及其自动化专业的“电机与拖动基础A（2）”课程，首先依据毕业要求对课程教学目标进行梳理，拆解成符合毕业要求的具体指标点;其次在课程教学环节的学时分配、教学方式和考查方式上将课程对毕业要求的支撑关系进一步优化;最后以所设置的课程目标达成度标准为依据，对课程的教学质量进行定量评价，期望进一步完善本专业课程目标达成度的评价体系建设，促进课程教学质量水平的提高。

    2 课程教学目标及其支撑关系

    “电机与拖动基础A（2）”课程为解决自动化、电气工程及其自动化专业的复杂工程问题提供交流电机与电力拖动的基本原理和专业基础知识，其教学目标是使学生熟悉、掌握和运用交流电机和电力拖动的基本原理，为在自动化、电气工程领域的研究与生产开发打下扎实的基础[2]。

    教学内容主要有四章，涵盖了交流电机电枢绕组、电枢绕组的电动势和磁动势的原理与分析方法，异步电机结构和工作原理，异步电机运行时的电磁关系、机械特性及异步电机参数的测定方法，异步电机多种启动、制动方法和各种四象限运行状态，异步电机降压调速、串电阻调速等各种调速方法。本课程的课程教学目标如下。

    课程目标1：能够查阅资料，了解交流电机与拖动领域的发展动向。

    课程目标2：能够掌握交流电机电枢绕组结构、电枢绕组的电动势和磁动势的原理与分析方法。

    课程目标3：能够掌握异步电机结构和工作原理，掌握异步电机运行时的电磁关系、机械特性及异步电机参数的测定方法。

    课程目标4：能够掌握异步电机启动、制动方法和各种四象限运行状态并运用于分析。

    课程目标5：能够掌握异步电机降压调速、串电阻调速等调速方法并运用于分析。

    本课程支撑的毕业要求如表1所示。

    在课程教学环节，根据学生毕业后所需掌握的知识和能力要求，结合学生学习的兴趣点和毕业工作的实际，合理分配不同课程目标对应的学时。如压缩了异步电机启动和调速的相关内容，增加了文献查阅变频空调、电动自行车内常用电机类型与原理的内容。

    在教学方式上，结合翻转式课堂教学方法和传统课堂讲授（视频、动画、实物模型等）的优点，配合超星学习通APP软件提出挑战性问题，逐步引导学生由被动学习转为主动思考。

    在考查方式上，采用随堂测验和课后作业检查学生对当堂课程知识点的掌握情况;通过课程项目考查学生文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取交流电机领域信息的能力，以及使用现代化工程软件MATLAB计算异步电机各种机械特性的能力;通过计算机仿真实验和电机实物实验考查学生分析和解决实际工程问题的能力;通过期末考试综合评定学生对所有课程目标知识点的掌握程度。

    3 课程教学目标达成度评价方法及标准

    课程教学目标达成度是指教师根据毕业要求指标点，对教学内容、教学方式、考查方式进行设计后，在教学实施中所能达到的教学课程设计目标的程度[3-4]。教学目标达成度这一教学质量评价标准，既可以反映不同学生对知识点的掌握程度和能力培养的差异，也有助教师了解教学实践进展，改进课程教学。

    本课程的教学目标达成度评价方法设置如表2所示。其中，不同的教学内容、教学方式及考核方式支撑不同的课程目标指标点，分别统计出课程目标的达成度数值，然后根据课程目标所占权重再进行最终的综合评价（本课程预设的总体课程教学目标综合评价指标为0.7）。

    4 课程教学目标达成度统计与分析

    在课程目标达成度的分析过程中，针对作业、课程项目和实验报告分别制定相对应的评分细则，章节测验和期末考试的评价则根据实际成绩。章节测验和期末考试出题均依据相应的课程目标指标点，在计算达成度时不能重复。

    期末考试成绩占总成绩的60%，能够较为准确、直接地反映教学目标的达成度。因此，本文首先以2018—2019学年秋季学期“电机与拖动基础A（2）”课程授课班级期末考试的51份试卷为例，对各章节以及各关键知识点对应题目的学生得分与目标分值（见表2）比值情况进行统计分析，具体结果如图1、图2所示。

    从图1中可以看出，第六章章节知识点的得分率在36.7%～100%，第七章章节知识点的得分率在40.54%～100%，第八章章节知识点的得分率在37.93%～100%，第十章章节知识点的得分率在25%～100%。各章节成绩总体分布比较均匀，平均得分率均在70%以上，反映出学生对每章节的知识点掌握程度较好。其中第六章和第八章超出平均得分率的人数比例较低，而第十章较高，且拿到满分的学生占比也是最高。下面对各个章节的关键知识点进行梳理，以确定其原因。

    梳理后的第六章关键知识点为“电枢绕组”“磁通势”与“电动势”，第七章关键知识点为“功率转矩”“电磁关系”与“机械特性”，第八章关键知识点为“启动”和“制动”，第十章关键知识点为“调速”。通过对各关键知识点统计数据进行分析，可以得到图2所示结果。

    从图2中可以看出，第六章“电枢绕组”和“电动势”知识点的平均得分率较高，且“电动势”知识点超出平均得分率和满分人数占比均较高，而“磁通势”“电磁关系”和“制动”知識点的平均得分率较低。原因是第六章“电枢绕组”教学时通过电机绕组实物和动画展示，引起学生兴趣和直观感受;“磁通势”以及“电磁关系”涉及较多交流电机基本概念，特别是磁通势较为抽象，学生前期课程较少接触，而“电动势”知识点有前期“电路”等专业课为基础，学生较容易接受和理解。

    第八章“制动”知识点针对交流电机四种制动运行方式需要利用较多公式进行大量计算，学生掌握得不太好，有待于进一步提高。

    通过上述期末考试成绩的统计分析，再结合平时作业、课堂测验、实验报告以及课程项目成绩，经加权计算出五个课程目标达成度后的本课程教学目标总达成度，如表3所示。从表3中可知，本课程教学目标总达成度为0.780 8，已达到并超过本课程预设的教学目标综合评价指标（0.7）。

    5 结语

    采用目标达成度作为任课教师课程质量自我评价的指标，其评价效果能较好地直观反映出课堂教学、实验教学、课程项目、学生自主学习状况等方面的基本情况和不足，从而帮助教师分析教学过程中存在的问题并加以改进。本文采用的基于目标达成度分析的课程教学质量评价方法也可以类似推广到电气工程类其他专业课程上去，从而完善电气工程类专业课程的课堂教学质量分析体系，在此基础上进一步获得专业学科评估系统。

    参考文献

    [1]杨泽慧，丛杨，周国权.卓越工程师课程教学的“四化”考核评价体系[J].高等工程教育研究，2015（2）：182-186.

    [2]徐兴元，梁云朋.“电机与拖动”课程教学模式的改革与实践[J].中国电力教育，2014（36）：95-96.

    [3]王红军，彭宝营，刘忠和.以成果为导向的机械设计制造及其自动化专业毕业要求达成解析[J].中国教育技术装备，2018（4）：76-79.

    [4]陈敏，董晓华，刘冀，等.基于工程教育认证标准的培养目标达成度评价方法研究与实践[J].教育教学论坛，2017（50）：109-110.