基于工程认证理念的机电传动与控制技术课程教学改革与实践

李晓丹 王晓磊 黄海龙 赵英 李煜

【摘要】以专业工程认证为契机，对机电传动与控制技术课程进行教学改革。文中介绍了基于专业认证理念的教学目标、教学模式改革和考核成绩及评价方式等方面的教学改革研究与实践，构建了以目标导向、任务驱动、线上线下混合式教学模式。实践证明：通过本次教学改革，提高了学生主动学习的积极性，提升了学生成绩及格率及目标达成度，增强了学生综合运用机电控制技术解决问题的能力，通过持续改进，使教与学的目标更加明确。

【关键词】课程教学改革  工程教育认证  目标达成度评价  课程目标

【Abstract】Taking professional engineering certification as an opportunity， the teaching reform of electromechanical transmission and control technology is carried out. Based on the concept of professional certification， the teaching reform research and practice such as teaching objectives， teaching mode reform， assessment and evaluation methods are introduced， a goal？鄄oriented， task？鄄driven， online and offline mixed teaching mode are constructed. Practice has proved that： through the teaching reform， the students？蒺 initiative to learn and the students？蒺 grades pass rate and target achievement degree are improved， students？蒺 comprehensive use ability of mechanical and electrical control technology to solve problems is enhanced. Through continuous improvement， the teaching and learning goals is more clear.

【Keywords】Curriculum teaching reform; Engineering Education Certification; Evaluation of goal achievement; Course objectives

【基金项目】2016年辽宁省普通高等教育本科教学改革项目：机电工程专业应用型人才转型模式研究与实践，项目编号：20160295;辽宁工业大学2020年教学改革项目：《机电传动与控制》课程混合式教学资源建设与实践，项目编号：202002。

【中图分类号】TH164   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2022）07-0187-03

一、引言

工程教育专业认证作为一种先进的国际教育理念，对我国工程教育改革和专业建设内涵发展具有重要的现实意义[1-2]，已被越来越多的高校认可并通过认证。工程教育认证要求根据企业、社会需求确定培养目标和毕业要求，根据培养目标和毕业要求进行合理的课程体系设置，确定具体的课程和教学大纲，并在相关的课程和教学环节中考核评价，判断是否达到本门课程要求的培养目标和毕业要求[3]。因此，课程是专业工程认证最基本的单元，只有所有课程支撑的毕业要求都达到预定目标值，学生毕业时才符合工程教育认证要求[4]。

机电传动与控制技术课程是我校机械类的一门重要专业主干课程，是智能制造和智能设备所必备的知识。该课程实践性强，涉及面广，学习难度较大，再加上本轮教学计划修订，学分和学时均减少，学生弄懂学会就更加困难了。而且在前期的教学中，大多数教师仍以教师教为中心，偏于理论教学，课程考核以试卷测试为主，学生缺乏自主学习的积极性，解决实际问题的能力较弱。本轮教学计划修订完全按照工程认证方式进行调整，本课程正好以此为契机，按照专业工程教育认证要求确定课程目标、教学内容、考核方式及达成度评价方法，实施教学和考核方面的改革，并持续改进，促进教学质量的提升。

二、课程教学改革的思路

为提高学生学习机电传动与控制技术课程的自主性，培养学生自主学习能力、工程实践能力和解决复杂问题的能力，从课程目标的制定、教学模式改革、课程考核与目标达成度评价等三个方面进行改革。

1.课程目标的确定

专业负责人根据多方面调研确定本课程的毕业要求指标点，课程团队结合课程具体内容和毕业要求指标点确定课程目标，然后编制教学课程大纲，确保课程目标与各章节内容相对应，体现教学内容、教学环节、教学手段与课程目标之间的支撑关系。

依据机电传动与控制技术课程的特点以及前期的调研，依据工程教育认证通用标准及使用指南，确定毕业设计要求指标点与4个教学目标相对应，具体对应关系如表1所示。

2.教学模式改革

在传统的教学模式基础上教学团队已进行了一定的教学改革，但与工程认证标准的要求还有一定的差距。为了使教学模式更好地符合“以学生为中心、成果导向和持续改进”的工程教育理念，采用现代信息技术与教育教学深度融合的方式，依托MOOC网络资源平台实施线上线下混合式教学模式改革，考核评价点严格围绕课程目标进行，使其更加符合毕业要求指标点。

团队教师根据教学大綱所要求的知识点，在辽宁工业大学MOOC平台建立了线上教学资源，包括教学课件PPT、试题库、课堂测验和章节测验等资源。上课前将本次课的任务点发送到学生的学习通上，学生利用课下业余时间完成老师下达的任务点，同时系统会自动记录学生的学习情况并给出成绩。为督促学生学习，提高学生自学的积极性，在正式上课前，让学生在规定的时间内完成预习内容的测试，检验学生线上自主学习效果。线下教学以课堂及学生为主，采用引导式、讨论式的教学方法讲解知识点的重点及难点问题，通过案例、项目式、任务驱动式教学方式引导学生完成重点、难点知识的综合应用，来提高学生综合运用知识能力和工程实践能力。案例教学主要以现代智能制造方面设备及生产线中的一部分为对象，引导学生分析控制系统组成及硬件、软件实现方式等。项目式、任务驱动式教学由授课老师对本教学班的学生进行分组，能力弱的和能力强的要搭配，然后教师布置设计任务，组长进行分工，学生利用业余时间来完成设计任务，最终采用汇报的方式完成项目设计。在项目实施过程中，以学生为主体，教师辅助的方式进行，解答学生在项目实施过程中的疑问及项目方案的合理性，有效地提高了学生学习的积极性和主动性。

3.课程考核与目标达成度评价

课程达成度评价是毕业要求达成度评价的支撑数据，其基础数据来源于课程考核。这就要求任课教师在课程结束后完成课程目标达成度评价，以便发现不足，持续改进[5]。同时也要求课程考核各环节、考核内容均要与本门课程的教学目标相对应，计算出教师任课班级的每位学生的课程目标达成度。

为全面考核学生能力，本门课程采用多元考核模式，主要由平时成绩（30%）、实际操作测试（20%）、期末试卷成绩（50%）3部分组成。其中平时成绩由线上课堂测验、章节测验组成。此部分由课题组教师集体命题，组成题库，传至MOOC平台。为避免学生互答及抄袭现象，采用MOOC平台自带的随机组题功能，确保各学生之间试题不尽相同。实际操作测试由3次测验组成，需要完成硬件连接，程序的规划、编制、调试，现象演示和报告撰写四步。为考核学生的实践及动手能力，教师事先编制好题库，由学生随机抽题，确保每个学生抽到的试题都不一样，限定学生在60分钟之内完成。学生根据试题要求，独立自主完成硬件电路规划，自己寻找所需元件，自己连线、规划软件编程并进行调试。调试成功后由老师检查结果并给出评价，最后学生撰写实验报告。通过这种手段可以提高学生的实践动手能力、编程能力和报告撰写能力。期末试卷以大题、主观试题为主，以培养目标为依据，集中锻炼学生的思维能力。经过课题组研讨，最终确定课程目标达成度评价及计算方法，如表2所示。

按表2的方式分别计算出每个课程目标每个学生的达成度值，针对每个学生每个目标值进行有针对性的分析，提出整改方案和措施。并将以上评价数据和分析结果作为调整教学内容和教学大纲的依据，不断完善课程目标，持续改进，提高人才培养质量，满足工程认证标准要求。

三、课程教学改革效果

经过3轮的教学改革实践，教学效果明显提高。由于课程组建立了线上教学资源，倒逼学生自主学习线上资源，并采用线上测验的方式，提高了学生课前预习的积极性;线下课堂教师授课以学生为中心，有的放矢，提高授课效率和听课效果，弥补学时不足带来的影响;增加实践性考核环節，学生解决实际问题能力、实操能力得到明显提升，在学科竞赛、创新竞赛及毕业设计中的机电控制运用能力得到增强。以机械类大学生设计创新竞赛为例，改革前，运用机电控制技术参赛只有3～4件作品，改革后几乎每件参赛作品都采用了机电控制技术实现作品功能，获奖等级及数量得到明显提升。再以机制专业毕业设计（论文）为例，改革前毕业设计选题多为工艺类题目，涉及机电控制技术的应用的题目只有5%左右，改革后毕业设计选题涉及机电控制技术的应用的课题增加到50%左右，机电融合方面的课题质量得到明显提升;学生的及格率从80%提高到85%，目标达成度从0.65提升至0.75。

四、结论

依据专业工程教育认证标准相关要求，以机械专业重要抓专业基础课“机电传动与控制技术”课程为例，完成了课程目标的确定、教学模式改革与考核成绩及目标达成度评价等方面的教学模式改革探索与实践。通过教学改革实践证明，学生参与各种学科竞赛、创新竞赛的机电产品逐渐增多，获奖数量明显增多，获奖等级明显提高，涉及机电控制技术类的毕业设计（论文）课题比例不断增大，学生的自主学习能力、课程达成度与毕业要求的达成度和学生的及格率明显提高，解决实际问题、解决复杂问题的能力得到增强，改革效果较好。

参考文献：

[1]张中伟，吴立辉，朱登洁，等.工程教育专业认证背景下的《机械制造技术基础》课程教学改革与实践[J].教育现代化，2019，6（24）：68-71.

[2]徐三魁，王良，邹文俊，等.工程教育专业认证背景下专业课程考核方式的改革与实践[J].河南工业大学学报（社会科学版），2018，14（5）：103-107.

[3]李志义，王泽武.成果导向的课程教学设计[J].高教发展与评估，2021，37（3）：91-98+113.

[4]蒋宗礼.工程教育认证引导高校工程教育改革之路[J].工业和信息化教育，2014（1）：5-9，16.

[5]张甲，王振龙.机械制造及其自动化专业建设的探索与实践——基于工程教育认证“持续改进”理念[J].高教学刊，2020（10）：68-72.

作者简介：

李晓丹（1982年-），女，天津人，汉族，硕士，副教授，硕士研究生导师，研究方向为自动化控制。