摘要：機(jī)械工程控制基礎(chǔ)是本校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)必修專業(yè)基礎(chǔ)課之一，也是本專業(yè)核心課程。由于本課程具有概念抽象、理論性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣等特點(diǎn)，以課程目標(biāo)為產(chǎn)出導(dǎo)向，探索教學(xué)模式和評(píng)價(jià)體系改革，從以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變，從以課堂教學(xué)為主向課內(nèi)外結(jié)合轉(zhuǎn)變，從以終結(jié)性評(píng)價(jià)為主向形成性評(píng)價(jià)為主轉(zhuǎn)變。提升學(xué)生課內(nèi)外自主學(xué)習(xí)參與度，鍛煉學(xué)生解決實(shí)際工程問題的獨(dú)立思考能力。
關(guān)鍵詞：機(jī)械工程控制基礎(chǔ);產(chǎn)出導(dǎo)向;課程體系;課程評(píng)價(jià)
機(jī)械工程控制基礎(chǔ)作為眾多高校機(jī)械類專業(yè)的核心課程之一，是一門以自動(dòng)控制原理為基礎(chǔ)研究機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為問題的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是本校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)必修主干課之一[1]。但由于本課程涉及到機(jī)械類專業(yè)多數(shù)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)，又用到所接觸過的有關(guān)動(dòng)力學(xué)知識(shí)，以及用到機(jī)電系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)，多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時(shí)會(huì)感到困難，造成學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)，應(yīng)試思想較重，課上聽不懂且課下作業(yè)質(zhì)量不高，缺乏解決實(shí)際工程問題的獨(dú)立思考能力[2]。在本科教育工作審核評(píng)估及專業(yè)認(rèn)證理念的指導(dǎo)之下，探索以產(chǎn)出為導(dǎo)向的課程體系和過程評(píng)價(jià)方法顯得尤為重要[3]。從以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變，從以課堂教學(xué)為主向課內(nèi)外結(jié)合轉(zhuǎn)變，從以終結(jié)性評(píng)價(jià)為主向形成性評(píng)價(jià)為主轉(zhuǎn)變。提升學(xué)生課內(nèi)外自主學(xué)習(xí)參與度，鍛煉學(xué)生解決實(shí)際工程問題的獨(dú)立思考能力。
一產(chǎn)出導(dǎo)向課程體系建設(shè)
目前機(jī)械工程控制基礎(chǔ)主流教材包含緒論、系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)、系統(tǒng)頻率特性、系統(tǒng)穩(wěn)定性、系統(tǒng)性能矯正六大部分，少數(shù)學(xué)校還包含非線性系統(tǒng)及離散控制等少量?jī)?nèi)容[4]。根據(jù)本專業(yè)人才培養(yǎng)方案要求，課程將實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：1、掌握控制理論的思維方法和基本概念，能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)與機(jī)械工程實(shí)際問題相聯(lián)系；2、具備理解和運(yùn)用機(jī)械工程控制理論知識(shí)的能力，能夠以控制論的觀點(diǎn)和思維方法對(duì)機(jī)電系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行科學(xué)分析，以找出問題的本質(zhì)和解決途徑。本課程以大一開設(shè)的復(fù)變函數(shù)課程為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，基礎(chǔ)理論性較強(qiáng)且知識(shí)點(diǎn)環(huán)環(huán)相扣，如何在有限的40學(xué)時(shí)內(nèi)完成教學(xué)目標(biāo)是其中的難點(diǎn)。在本科教育工作審核評(píng)估及專業(yè)認(rèn)證理念的指導(dǎo)之下，采用32學(xué)時(shí)理論+8學(xué)時(shí)仿真分析的學(xué)時(shí)安排，基于產(chǎn)出導(dǎo)向的案例教學(xué)模式是完成本課程教學(xué)目標(biāo)的有效途徑。課內(nèi)以實(shí)例為主線貫穿知識(shí)點(diǎn)，課外采用線上案例資源庫(kù)、典型習(xí)題庫(kù)、教學(xué)重點(diǎn)知識(shí)預(yù)習(xí)和回顧、師生留言互動(dòng)等方式開展教學(xué)工作。以產(chǎn)出為導(dǎo)向，通過合理的考核與訓(xùn)練方式保證課程目標(biāo)的順利達(dá)成，如圖1所示。
二產(chǎn)出導(dǎo)向?qū)嵤┓桨副ＷC措施
合理的考核與訓(xùn)練方式保證課程目標(biāo)的順利達(dá)成的重要舉措。在本科教育工作審核評(píng)估及專業(yè)認(rèn)證理念的指導(dǎo)之下，豐富的過程評(píng)價(jià)體系是課程體系順利執(zhí)行的質(zhì)量保證和持續(xù)改進(jìn)動(dòng)力。本課程學(xué)生合班上課人數(shù)較多情況下，圍繞知識(shí)和能力訓(xùn)練兩個(gè)課程目標(biāo)，通過平時(shí)成績(jī)作業(yè)部分、平時(shí)成績(jī)實(shí)驗(yàn)部分和期末考試對(duì)學(xué)生課程目標(biāo)達(dá)成情況進(jìn)行考核。具體采取以下措施：（1）在基本保障方面：通過考勤減分，保證學(xué)生課堂跟進(jìn)情況；通過平時(shí)互動(dòng)問答表現(xiàn)加分，考查學(xué)生知識(shí)掌握情況。（2）在平時(shí)成績(jī)方面（40%）：A1，通過“雨課堂”等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工具，完成線上限時(shí)測(cè)驗(yàn)形式的平時(shí)作業(yè)，進(jìn)而鞏固并考察基礎(chǔ)知識(shí)掌握程度；A2，通過習(xí)題冊(cè)方式布置綜合作業(yè)題，按照作答及時(shí)性、準(zhǔn)確性及錯(cuò)題的改正情況考查學(xué)生運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決問題的能力；A3，通過完成必做基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，訓(xùn)練并考查學(xué)生時(shí)域、頻域、穩(wěn)定性分析等工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的掌握情況；A4，通過完成基于復(fù)雜機(jī)械工程問題相關(guān)開放實(shí)驗(yàn)，考查學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)建模、仿真、分析等理解和運(yùn)用知識(shí)的能力。（3）在期末成績(jī)方面（60%）：B1，通過選擇、判斷、填空等客觀題考查學(xué)生掌握控制理論的思維方法、數(shù)學(xué)模型、時(shí)域、頻域、穩(wěn)定性及矯正特性的基本知識(shí)和概念；B2，通過簡(jiǎn)答、計(jì)算、綜合等主觀題考查學(xué)生理解和運(yùn)用機(jī)械工程控制理論知識(shí)，對(duì)復(fù)雜機(jī)械工程問題預(yù)測(cè)與分析，并能夠適當(dāng)理解系統(tǒng)特性的能力。基于產(chǎn)出導(dǎo)向的機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程評(píng)價(jià)體系的建設(shè)，能夠有效保證學(xué)生學(xué)習(xí)過程中目標(biāo)明確。其中，作業(yè)、實(shí)驗(yàn)作為平時(shí)成績(jī)中重要組成部分，不僅是考查學(xué)生課程目標(biāo)的達(dá)成情況的有效手段，更是保證教學(xué)過程合理有效的關(guān)鍵措施。鑒于師生比問題，多數(shù)高校課程作業(yè)和實(shí)驗(yàn)普遍采用回收后直接評(píng)分的方式完成，很少關(guān)心學(xué)生是否進(jìn)一步學(xué)習(xí)與更正，而以產(chǎn)出為導(dǎo)向教學(xué)模式更關(guān)心學(xué)生是否有效達(dá)成課程目標(biāo)，因此，本課程組針對(duì)理論和邏輯性較強(qiáng)的機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程修正了作業(yè)與實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)體系。針對(duì)平時(shí)作業(yè)習(xí)題冊(cè)，本課程組設(shè)置作業(yè)進(jìn)度與章節(jié)授課相同步，按照作答及時(shí)性、準(zhǔn)確性及錯(cuò)題的改正情況考查學(xué)生運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決問題的能力。制定“準(zhǔn)確分”和“加減分”構(gòu)成平時(shí)作業(yè)成績(jī)的規(guī)則：首先，按照題目初次作答是否完全正確給定“準(zhǔn)確分”，不僅能夠鼓勵(lì)學(xué)生從一次性完成中獲得成就感，也節(jié)約了教師批改作業(yè)時(shí)間；其次，新章節(jié)開課前要求同學(xué)按時(shí)完成前序章節(jié)作業(yè)內(nèi)容，以保證學(xué)習(xí)狀態(tài)能夠與授課進(jìn)度同步，通過“加減分”督促學(xué)生及時(shí)作答，每次延期完成按題目20%減分，超前完成不論對(duì)錯(cuò)更正后即可得滿分；再次，通過“加減分”鼓勵(lì)學(xué)生作業(yè)及時(shí)更正，錯(cuò)題更正酌情按相關(guān)題目90%-100%加分，補(bǔ)漏按相關(guān)題目90%加分，來保證學(xué)生最終能夠達(dá)成相關(guān)課程目標(biāo)；最后，針對(duì)大學(xué)生普遍存在的抄襲問題，通過現(xiàn)場(chǎng)單獨(dú)詢問方式，根據(jù)學(xué)生對(duì)考查內(nèi)容是否真正掌握鑒別其是否存在抄襲問題，若發(fā)現(xiàn)抄襲按相關(guān)題目80%減分。針對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，一方面，要求同學(xué)完成必做基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，按是否現(xiàn)場(chǎng)完成給定分?jǐn)?shù)，以保證學(xué)生均能夠掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)知識(shí)；另一方面，要求同學(xué)探索開放性實(shí)驗(yàn)的設(shè)定內(nèi)容或自由探索機(jī)械工程控制實(shí)例，完成相關(guān)分析，并穿插于8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)輔導(dǎo)，按照學(xué)生探索結(jié)論豐富和準(zhǔn)確程度給定分?jǐn)?shù)，鼓勵(lì)同學(xué)將課程知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)踐，并不斷建設(shè)機(jī)械工程控制案例庫(kù)，促進(jìn)教學(xué)持續(xù)改進(jìn)。
三教學(xué)實(shí)踐與反思
基于產(chǎn)出導(dǎo)向的機(jī)械工程控制基礎(chǔ)教學(xué)模式以15機(jī)制五個(gè)班級(jí)為載體，在實(shí)施過程中不斷總結(jié)與修正。實(shí)施過程中的課前充分準(zhǔn)備、課上案例引導(dǎo)、課后持續(xù)改進(jìn)是課程目標(biāo)達(dá)成的保障，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)如下：（1）課前充分準(zhǔn)備。學(xué)期授課前通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建立線上案例資源庫(kù)、典型習(xí)題庫(kù)、教學(xué)重點(diǎn)知識(shí)視頻、師生留言互動(dòng)板塊等課程資源與平臺(tái)；通過課前提問環(huán)節(jié)，幫助同學(xué)回顧前序知識(shí)點(diǎn)，并掌握學(xué)生整體學(xué)習(xí)進(jìn)度；課前規(guī)劃好課程分目標(biāo)，并不斷以學(xué)生整體對(duì)分目標(biāo)達(dá)成情況及時(shí)微調(diào)授課過程。（2）課堂案例引導(dǎo)。以減震系統(tǒng)、倒立擺、電機(jī)位移控制等實(shí)例進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)分解和串聯(lián)，將運(yùn)動(dòng)中的的汽車變成課本上學(xué)生熟悉的質(zhì)量、阻尼、彈簧系統(tǒng)，講解同時(shí)將各部分理論知識(shí)與實(shí)際問題聯(lián)系起來，用案例進(jìn)行引導(dǎo)，有利于學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)深入理解和掌握；在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，保證實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容完整情況下，鼓勵(lì)優(yōu)秀學(xué)生提出并開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，自由探索機(jī)械工程控制實(shí)例，并在課堂上加強(qiáng)案例引導(dǎo)。（3）課后持續(xù)改進(jìn)。通過習(xí)題冊(cè)與實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系的建設(shè)，鼓勵(lì)并督促學(xué)生對(duì)問題與難點(diǎn)及時(shí)查漏補(bǔ)缺，保證學(xué)生個(gè)體與整體學(xué)習(xí)進(jìn)度同步，加強(qiáng)線上線下課后交流與溝通，為學(xué)生提供持續(xù)改進(jìn)動(dòng)力；通過課后學(xué)習(xí)進(jìn)度，以產(chǎn)出為導(dǎo)向不斷調(diào)整教學(xué)策略；學(xué)期結(jié)束總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合目標(biāo)達(dá)成度，分析教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)和不足之處，在后續(xù)授課中持續(xù)改進(jìn)。
四結(jié)束語(yǔ)
在本科教育工作審核評(píng)估及專業(yè)認(rèn)證理念的指導(dǎo)之下，本課程組針對(duì)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程構(gòu)建了產(chǎn)出導(dǎo)向的課程體系，豐富了過程評(píng)價(jià)方式，加強(qiáng)過程管理。制定“準(zhǔn)確分”和“加減分”構(gòu)成平時(shí)作業(yè)成績(jī)的規(guī)則，構(gòu)建基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與開放性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)體系，以產(chǎn)出為導(dǎo)向關(guān)注學(xué)生課程目標(biāo)是否有效達(dá)成，提升學(xué)生課內(nèi)外自主學(xué)習(xí)參與度，鍛煉學(xué)生解決實(shí)際工程問題的獨(dú)立思考能力。
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