農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程教學(xué)與考試改革方法探索

劉世豪+張燕+王濤+郭志忠

[摘 ? ?要] ? ?為了提高農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程的教學(xué)效果，對(duì)該類(lèi)課程的教學(xué)過(guò)程和考試內(nèi)容進(jìn)行了改革嘗試。結(jié)合當(dāng)前農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程學(xué)時(shí)少的特點(diǎn)，擬定了相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和方法，并據(jù)此設(shè)置了課程的考試內(nèi)容。針對(duì)農(nóng)機(jī)專業(yè)學(xué)生2013年“自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)”課程考試的成績(jī)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，根據(jù)該課程考試成績(jī)分析的結(jié)果，提出了改進(jìn)教學(xué)方法的有效措施，對(duì)農(nóng)機(jī)專業(yè)其他機(jī)電類(lèi)課程的改革也有一定的借鑒作用。

[關(guān)鍵詞] ? ?教學(xué)效果;考試成績(jī);教學(xué)改革;專業(yè)課程

[中圖分類(lèi)號(hào)] ? ? G642 ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ? ?A ? ? ? ?[文章編號(hào)] ? ?1005-4634（2014）06-0068-03

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化與自動(dòng)化的迅速發(fā)展，為了提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，不少農(nóng)業(yè)類(lèi)高等院校的農(nóng)機(jī)本科專業(yè)均設(shè)有機(jī)電類(lèi)課程。由于農(nóng)業(yè)機(jī)械工程學(xué)科專業(yè)的整體教學(xué)學(xué)時(shí)的壓縮，農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程的教學(xué)任務(wù)和內(nèi)容都發(fā)生不同程度的改變，一些課程從必修課被改成選修課，而且學(xué)時(shí)也相應(yīng)減少。但每學(xué)年選這類(lèi)課的學(xué)生人數(shù)依然較多，教學(xué)任務(wù)較重，在此背景下，為提高課堂效果，農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程的教學(xué)內(nèi)容和方法改革是十分必要的[1]。

在農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程教學(xué)與考試的改革過(guò)程中，怎樣鑒定教學(xué)內(nèi)容完整與否、教學(xué)手段適當(dāng)與否、教學(xué)預(yù)期效果能否實(shí)現(xiàn)等核心問(wèn)題都需要得到解決。課程教學(xué)是一個(gè)教師與學(xué)生通過(guò)課堂雙向交流的動(dòng)態(tài)過(guò)程，往往受各種主觀或客觀因素的影響，因而教學(xué)效果是否理想，很難進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，通常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)判，導(dǎo)致難以準(zhǔn)確地從評(píng)判結(jié)果中找到需要改進(jìn)的各教學(xué)環(huán)節(jié)。為了解決以上問(wèn)題，海南大學(xué)農(nóng)機(jī)專業(yè)一直嘗試在機(jī)電類(lèi)課程方面進(jìn)行積極的教學(xué)與考試改革，根據(jù)學(xué)校新公布的教學(xué)大綱，重新規(guī)劃了機(jī)電類(lèi)課程的教學(xué)任務(wù)和內(nèi)容，對(duì)課程考試模式進(jìn)行了積極有效的改進(jìn)，并對(duì)學(xué)生的考試成績(jī)進(jìn)行全面的分析，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程中所存在的各種問(wèn)題，為農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程教學(xué)內(nèi)容和方法的改進(jìn)提供有益的指導(dǎo)。

1 ? ? 農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程教學(xué)過(guò)程改革

農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程是運(yùn)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)綜合了農(nóng)業(yè)機(jī)械工程和電氣工程等學(xué)科專業(yè)知識(shí)，其特點(diǎn)如下。

1）從教學(xué)內(nèi)容看：農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程是農(nóng)業(yè)機(jī)械系統(tǒng)知識(shí)和控制系統(tǒng)知識(shí)的綜合與深化。

2）從課程體系看：學(xué)習(xí)農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程需要預(yù)先掌握機(jī)械制圖、工程力學(xué)、機(jī)械原理、自動(dòng)控制原理、電工學(xué)、農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)等相關(guān)課程。

3）從學(xué)生認(rèn)知角度看：是對(duì)已掌握專業(yè)課內(nèi)容的復(fù)習(xí)，在融會(huì)貫通后加以應(yīng)用。

農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)的課程決定了在教學(xué)過(guò)程中需要注重知識(shí)的理論性、應(yīng)用性和復(fù)合性。理論性是指該類(lèi)課程與農(nóng)業(yè)機(jī)械工程專業(yè)一系列課程是的理論基礎(chǔ)緊密結(jié)合;應(yīng)用性是指該類(lèi)課程內(nèi)容來(lái)源于實(shí)際的農(nóng)業(yè)機(jī)械工程，并可用于實(shí)際農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì);復(fù)合性是指該類(lèi)課程內(nèi)容涉及到農(nóng)業(yè)機(jī)械工程和電氣工程等領(lǐng)域許多相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容。因此，本課程能培養(yǎng)學(xué)生具備整體的觀念、提高學(xué)生農(nóng)業(yè)機(jī)械系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的水平。

由于目前農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電的技術(shù)基礎(chǔ)課和其它專業(yè)課的學(xué)時(shí)均有不同程度減少，需要結(jié)合這一實(shí)際以及學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況來(lái)制定教學(xué)目標(biāo)。因此，通過(guò)學(xué)校農(nóng)業(yè)機(jī)械工程學(xué)科的各位專業(yè)教師充分討論，認(rèn)為機(jī)電類(lèi)課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生具備如下幾方面的能力：（1）掌握現(xiàn)代農(nóng)機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力，能夠?qū)?shí)際的農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行理論分析，并建立相應(yīng)的力學(xué)數(shù)學(xué)模型;（2）掌握解決農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，能夠運(yùn)用農(nóng)業(yè)機(jī)械工程學(xué)科知識(shí)分析和設(shè)計(jì)典型農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)裝置;（3）掌握農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)的自動(dòng)控制方法及方法在各種工況下進(jìn)行應(yīng)用的技術(shù)流程和實(shí)現(xiàn)途徑。

為了達(dá)到所制定的教學(xué)目標(biāo)，有必要對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考試模式和成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)等進(jìn)行整體規(guī)劃和系統(tǒng)分析，全面掌握教學(xué)過(guò)程中師生交流互動(dòng)情況，特別是學(xué)生是否學(xué)有所獲。

完整的教學(xué)內(nèi)容是完成教學(xué)目標(biāo)、豐富學(xué)生知識(shí)的重要保障，由于課時(shí)壓縮，如果減少課程的教學(xué)內(nèi)容，則會(huì)導(dǎo)致學(xué)生不能獲得全面的知識(shí)，難以解決復(fù)雜的工程實(shí)際問(wèn)題。為解決以上問(wèn)題，對(duì)農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃，將重要的基本概念、基本原理和方法作為教學(xué)重點(diǎn)，并對(duì)這些教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)整合形成主要的教學(xué)內(nèi)容。在課堂教學(xué)過(guò)程中，重點(diǎn)講解典型的、基礎(chǔ)性和實(shí)用性較強(qiáng)的知識(shí)。農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容包含以下幾個(gè)方面：（1）機(jī)械結(jié)構(gòu)：主要包括農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)特性以及工作原理;（2）系統(tǒng)建模：主要包括農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)的一體化建模方法;（3）控制對(duì)象：主要包括農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu);（4）評(píng)判指標(biāo)：主要包括農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)工作的力學(xué)性能指標(biāo);（5）分析設(shè)計(jì)：主要包括典型農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)的多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析方法。

農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程教學(xué)內(nèi)容是以農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性為切入點(diǎn)，以工作原理、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為重點(diǎn)，以農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)綜合分析為手段，以機(jī)電一體化設(shè)計(jì)方法為特色，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)綜合性能的優(yōu)化。

教學(xué)方法是保證課堂教學(xué)順利進(jìn)行的重要手段，直接關(guān)系到能否將必修的知識(shí)有效傳授給學(xué)生。為提高農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程的教學(xué)效果，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和多年經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)并實(shí)踐了如下幾條教學(xué)方法：（1）實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)踐;（2）積極引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)和復(fù)習(xí);（3）部分章節(jié)采用討論式教學(xué);（4）讓成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生進(jìn)行課堂講解;（5）針對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)，采取啟發(fā)式教學(xué)逐步加以解決。

2 ? ? 農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程考試內(nèi)容改革

考試是檢驗(yàn)教學(xué)效果和提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的有效途徑，還可根據(jù)考試結(jié)果分析出教學(xué)過(guò)程中的問(wèn)題，從而改進(jìn)師生之間的互動(dòng)交流[2]。在考試實(shí)施過(guò)程中，試題是決定考試結(jié)果的重要環(huán)節(jié)。在制定農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程試題的過(guò)程中，注重考查學(xué)生對(duì)基本概念、基本理論和方法的理解，以及運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，盡量讓課程考試能完整反映教學(xué)內(nèi)容和方法的改革效果，并且使考試結(jié)果能夠?yàn)榻虒W(xué)過(guò)程的改善提供更有效的反饋。另外，由于農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程的教學(xué)效果受其他先修課程知識(shí)掌握情況的影響較大，命題時(shí)需要適當(dāng)涉及一些先修課程的基礎(chǔ)知識(shí)。

農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程考試主要考查學(xué)生兩方面的知識(shí)和能力：（1）基礎(chǔ)知識(shí)考查：基本概念、基本原理的掌握情況、課程知識(shí)系統(tǒng)的掌握情況;（2）實(shí)踐能力考查：利用基礎(chǔ)知識(shí)分析和設(shè)計(jì)農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)的能力。

在教學(xué)過(guò)程中需要使學(xué)生具備以上兩方面的知識(shí)和能力，而學(xué)生是否掌握這些知識(shí)和能力則需要通過(guò)考試來(lái)檢驗(yàn)[3]，學(xué)生能否利用基礎(chǔ)知識(shí)解決農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)問(wèn)題則是教學(xué)目標(biāo)是否完成的有效手段[4]，教學(xué)過(guò)程中，基本原理是通過(guò)學(xué)生所熟知的機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題引出的，這些教學(xué)方法能否促使學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)和提高實(shí)踐能力，則需要對(duì)學(xué)生的考試結(jié)果進(jìn)行全面分析。

從2010學(xué)年開(kāi)始至今，對(duì)農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程考試方式進(jìn)行了改革，題型分為填空題、問(wèn)答題、計(jì)算題、分析題，這四種類(lèi)型題考核目的如下：（1）填空題主要考查學(xué)生對(duì)這類(lèi)課程基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況。農(nóng)機(jī)專業(yè)的先修課程如機(jī)械制圖、工程力學(xué)、機(jī)械原理、自動(dòng)控制原理、電工學(xué)、農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程的基礎(chǔ)知識(shí)也被廣泛運(yùn)用于機(jī)電類(lèi)課程，通過(guò)對(duì)填空題的考試結(jié)果進(jìn)行分析，可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、先修課程對(duì)這類(lèi)課程的影響。填空題分值占卷面總分的25%～30%;（2）問(wèn)答題主要考查學(xué)生對(duì)農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和方法的掌握情況及其對(duì)原理和方法的理解能力，問(wèn)答題分值占卷面總分的20%～30%;（3）計(jì)算題主要考查學(xué)生對(duì)基本概念和理論方法的應(yīng)用水平，計(jì)算題由2道小計(jì)算組成，計(jì)算題分值占卷面總分的20%～30%;（4）分析題主要考查學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)分析和解決農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題的實(shí)踐能力，分析題也由3道左右小題組成，這些小題的編排順序具有很強(qiáng)的邏輯性和層次性，能啟發(fā)學(xué)生正確解題，歷年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，這種考查方式能夠很好地檢驗(yàn)教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)情況，分析題分值占卷面總分的25%～30%。

從2010年開(kāi)始，每年在第一次堂課就向?qū)W生講解課程的教學(xué)大綱，讓學(xué)生全面了解課程各章的教學(xué)任務(wù)和內(nèi)容、應(yīng)掌握的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，有助于把握教學(xué)進(jìn)度、合理安排教學(xué)內(nèi)容，還根據(jù)教學(xué)大綱來(lái)擬定考試內(nèi)容，通過(guò)分析考試結(jié)果來(lái)全面了解教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，并采取有針對(duì)性的措施予以改進(jìn)和完善，形成教學(xué)與考試的良好雙向互動(dòng)（見(jiàn)圖1）。

3 ? ?基于考試案例的教改方法研究

為了檢驗(yàn)農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程教學(xué)與考試改革措施的可行性，以學(xué)校農(nóng)業(yè)機(jī)械化及電氣化專業(yè)開(kāi)設(shè)的“自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)”課程為案例進(jìn)行研究，該課程目前為專業(yè)選修課，學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)。本文通過(guò)對(duì)2013學(xué)年的“自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)”課程考試成績(jī)進(jìn)行總體分析，并對(duì)該學(xué)年考試的各部分得分情況進(jìn)行全面對(duì)比和分析，探索影響考試成績(jī)的教學(xué)因素，對(duì)課程的教學(xué)效果進(jìn)行全面和客觀的評(píng)價(jià)，從而得到有針對(duì)性的教學(xué)改進(jìn)方法。

3.1 ? ?課程考試結(jié)果的總體分析

2013學(xué)年“自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)”課程理論部分考試的卷面組成特點(diǎn)如表1所示，參加考試78人的平均分71.23，平均分以下的學(xué)生占總?cè)藬?shù)的48.72%，如表2所示。該學(xué)年的“自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)”考試結(jié)果基本反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，各段分?jǐn)?shù)的人數(shù)組成合理，證明此次考試卷面的考題設(shè)置是科學(xué)的。但是從整體成績(jī)來(lái)看，平均分不是很高，說(shuō)明教學(xué)內(nèi)容講解不夠細(xì)致或者是部分教學(xué)目標(biāo)超過(guò)學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況。另一方面，從考試分?jǐn)?shù)段構(gòu)成來(lái)看，低分段（75分以下）學(xué)生所占的比例相對(duì)比較大（約為59%），因此，應(yīng)該對(duì)低分段成績(jī)進(jìn)行深入分析，從而找出有效的教改措施。

3.2 ? ? 基礎(chǔ)知識(shí)部分的考試成績(jī)分析

基本知識(shí)的考查內(nèi)容主要分布在填空題、問(wèn)答題，在考試分析中僅分析2013年填空題的成績(jī)。填空題考查的內(nèi)容是這類(lèi)課程和先修課程最重要的基礎(chǔ)知識(shí)，這些是需要學(xué)生熟練掌握的，然而此次考試結(jié)果分析表明，填空題、問(wèn)答題的平均分僅占其整體分值的73%，這表明當(dāng)前學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況并未達(dá)到教學(xué)預(yù)期的目標(biāo)，預(yù)期填空題、問(wèn)答題的平均分占其整體分值的80%。

3.3 ? ? 綜合應(yīng)用能力的考試成績(jī)分析

綜合應(yīng)用能力的考查內(nèi)容主要分布在計(jì)算題和分析題，本文主要研究2013學(xué)年該課程考試的分析題和計(jì)算題成績(jī)。

計(jì)算題和分析題的內(nèi)容是本課程主要的知識(shí)運(yùn)用部分，主要考查學(xué)生分析和解決農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題的綜合水平。然而此次考試結(jié)果分析表明，計(jì)算題和分析題的平均分占整體分值的69%，學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力略高于教學(xué)預(yù)期目標(biāo)（預(yù)期平均分僅占其整體分值的65%）。

3.4 ? ?教學(xué)改進(jìn)方法探討

根據(jù)以上成績(jī)分析，提出如下教學(xué)改進(jìn)方法。

1）低于平均分的學(xué)生占所有參加考試學(xué)生的比例接近50%，這說(shuō)明該課程的教學(xué)內(nèi)容和方法需要進(jìn)一步完善。由于該課程還受先修課程的影響，為了全面提高教學(xué)質(zhì)量，需要對(duì)各門(mén)課程的內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化配置，協(xié)同努力推進(jìn)。

2）基礎(chǔ)知識(shí)部分平均分占其整體分值的73%，這個(gè)結(jié)果表明，學(xué)生對(duì)該課程基礎(chǔ)知識(shí)掌握的不是非常扎實(shí)，這一點(diǎn)嚴(yán)重影響該課程內(nèi)容的理解和掌握，因此，在今后的教學(xué)中，基本知識(shí)點(diǎn)和基本原理需要重點(diǎn)講解，努力使基礎(chǔ)部分的平均分占其整體分值的80%以上。

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3）綜合應(yīng)用部分的平均分約占其整體分值的69%，這個(gè)結(jié)果表明，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)該課程后所掌握的農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)分析方法高于預(yù)期，這表明多數(shù)學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可以掌握農(nóng)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)分析方法，能運(yùn)用分析方法解決一些實(shí)際問(wèn)題。然而，由于學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握并不是很扎實(shí)，還不能將實(shí)際問(wèn)題完全解決，所以在講授知識(shí)運(yùn)用時(shí)，應(yīng)注重通過(guò)案例教學(xué)使學(xué)生對(duì)基本原理和方法能融會(huì)貫通。

4）75分以下的學(xué)生在整個(gè)試卷所得分?jǐn)?shù)中低于平均分，約占59%，為全面提高學(xué)生成績(jī)，需要制定適合學(xué)生水平的教學(xué)內(nèi)容及相應(yīng)的教學(xué)方法，從基礎(chǔ)和運(yùn)用兩方面同步著手提高教學(xué)效果。

4 ? ?結(jié)束語(yǔ)

為了提高農(nóng)機(jī)專業(yè)機(jī)電類(lèi)課程的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，進(jìn)行了教學(xué)和考試的改革嘗試，發(fā)現(xiàn)了教學(xué)過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，進(jìn)而促進(jìn)了教學(xué)內(nèi)容和方法的有效改進(jìn)。通過(guò)對(duì)海南大學(xué)2013學(xué)年“自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)”課程考試基礎(chǔ)部分和運(yùn)用部分的成績(jī)進(jìn)行分析，得到了一些改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和方法的措施，對(duì)該課程教學(xué)工作能夠起到一定的指導(dǎo)作用。今后，還可以繼續(xù)深入展開(kāi)考試成績(jī)聚類(lèi)分析、相關(guān)因素分析等更具有指導(dǎo)意義的理論分析，為不斷提高學(xué)生成績(jī)提供更有價(jià)值的信息。

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