面向新工科的電路基礎(chǔ)課程教學(xué)綜合評價研究

郭四海　鄧堅　虞莉娟

摘 要 新工科的建設(shè)與發(fā)展內(nèi)容之一就是需要對課程教學(xué)評價進行改革。本文以電路基礎(chǔ)課程為例構(gòu)建面向教學(xué)全過程的整體動態(tài)發(fā)展性評估方法?；陔娐坊A(chǔ)課程各部分銜接性和時序性強的特點，首先建立面向新工科的電路基礎(chǔ)課程的綜合評估指標體系，然后有效集成課前、課中、課后各類教學(xué)活動實現(xiàn)多維、動態(tài)、全面、智能的教學(xué)綜合評價，從而對學(xué)生的能力全面發(fā)展有較確切的定量分析和判斷，探索出提高新工科時代的教學(xué)質(zhì)量的新途徑。

關(guān)鍵詞 新工科 電路基礎(chǔ)課程 綜合評估

中圖分類號：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2020.02.056

Research on the Comprehensive Evaluation of the Teaching

of Basic Circuit Course for New Engineering

GUO Sihai， DENG Jian， YU Lijuan

（School of Automation， Wuhan University of Technology， Wuhan， Hubei 430070）

Abstract One of the contents of the construction and development of new engineering subjects is the need to reform the course teaching evaluation. This article uses the circuit basic course as an example to construct an overall dynamic development evaluation method for the entire teaching process. Based on the characteristics of strong connection and timing of each part of the circuit basic course， firstly establish a comprehensive evaluation index system of the circuit basic course for new engineering， and then effectively integrate various teaching activities before， during and after class to achieve multi-dimensional， dynamic， comprehensive and intelligent comprehensive evaluation of teaching， so as to have a more accurate quantitative analysis and judgment on the comprehensive development of students' ability， and explore new ways to improve the teaching quality of the new engineering era.

Keywords new engineering; Basic Circuit Course; comprehensive evaluation

0 引言

在國家推動創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略需求的背景下，需要大量具有工程實踐能和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才，因此我國工程教育改革方向重新定位為“新工科”。如何培養(yǎng)具備交叉復(fù)合能力和跨界整合能力的新型工程技術(shù)人才是新工科時代的難題。

在新工科的電子信息類專業(yè)體系中，“電路基礎(chǔ)”屬于理論和實踐性較強的電學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課，也是電氣電子信息類專業(yè)大學(xué)教育階段必修課程中較基礎(chǔ)、涵蓋面最廣的一門課程。電路基礎(chǔ)課程既具有理論性邏輯推理強的特點，又具有工程實踐應(yīng)用密切相關(guān)的特點，因此作為連接高等數(shù)學(xué)等基本理科課程和工科多專業(yè)課程的橋梁，電路基礎(chǔ)課程的重要性不言而喻。因此電路基礎(chǔ)課程作為培養(yǎng)新工科要求的多樣化創(chuàng)新型人才的基礎(chǔ)課程非常合適。

面對我校目前電路基礎(chǔ)課程評價存在不夠系統(tǒng)科學(xué)、實際操作性不強、定性多于定量、靜態(tài)評價為主等問題，本文提出了一套面向教學(xué)全過程的整體動態(tài)發(fā)展性評估模型與實施方法。

1 課程教學(xué)綜合評估問題分析

“電路原理”基礎(chǔ)課程是自動化、電氣工程、智能控制與信息科學(xué)等電學(xué)大類專業(yè)中最重要且具有較強實踐性的專業(yè)基礎(chǔ)先導(dǎo)課程。該課程重點介紹電路的基本元器件、基本概念、基本分析方法、基本分析定理、交直流電路分析策略及基于高等數(shù)學(xué)知識的電路分析，課程所涉及到的基本概念、分析方法和解決復(fù)雜問題的策略可以擴展到其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中。

由于傳統(tǒng)電路基礎(chǔ)課程教學(xué)方法和評價方法存在諸多的局限性，例如目前課程教學(xué)評價體系更多是大一統(tǒng)的體系，沒有充分考慮不同專業(yè)和課程的特點;建立的教學(xué)評價模型定性分析較多，定量分析不足;考核評價方式屬靜態(tài)單一考核。上述問題的存在使得傳統(tǒng)電路基礎(chǔ)課程的考核評估方式已經(jīng)不適應(yīng)新工科時代高等教育的發(fā)展要求，因此基于工程管理中的績效評價分析方法提出一種面向教學(xué)全過程的整體動態(tài)發(fā)展性評估新方法。

基于績效評價有很多種方式，例如因素分析式、內(nèi)涵解析式、模糊考評式、聚類分析式、物元分析式、綜合指數(shù)式、主成分分析式、因子分析式、集對分析式、層級分析式、結(jié)合分析式、標桿測定式等?？紤]到績效評價方式的繁雜性和電路基礎(chǔ)課程內(nèi)容特點，所建立的綜合評估方法應(yīng)能和學(xué)生的學(xué)習(xí)過程相互融合，貫穿課前、課中、課后教學(xué)全過程，因此選擇合適的教學(xué)過程評估策略和方法是本次教學(xué)改革探索的重點與難點。

2 教學(xué)全過程整體動態(tài)發(fā)展性評估方法

面向新工科的電路課程教學(xué)綜合評估的核心在于建立面向新工科的電學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程的綜合評估指標體系，在此基礎(chǔ)上，有效集成課前、課中、課后各類教學(xué)活動實現(xiàn)多維、動態(tài)、全面、發(fā)展、智能的教學(xué)評價，激發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識和內(nèi)在的學(xué)習(xí)潛能，實現(xiàn)對學(xué)生的素質(zhì)發(fā)展的全面了解。從而對學(xué)生的能力全面發(fā)展有較確切的定量描述，并可針對其存在的問題及時制定相應(yīng)的對策。

建立面向新工科的電學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程的綜合評估指標體系過程中，首先將課程內(nèi)容按照基礎(chǔ)理論知識模塊和工程實踐模塊進行劃分。電路基礎(chǔ)課程的模塊化方法不是簡單的教材內(nèi)容的章節(jié)化，應(yīng)該遵從新工科的教育理念，按照系統(tǒng)工程的組織方式進行。將基礎(chǔ)知識認知與工程實踐應(yīng)用相結(jié)合，形成電路基本元件特性、電路基本知識、電路分析方法、電路基礎(chǔ)定理、實際典型電路分析及自主功能電路設(shè)計為主線的模塊化設(shè)計實現(xiàn)，從而實現(xiàn)培養(yǎng)基礎(chǔ)知識扎實、知識面寬、工程實踐能力強、綜合素質(zhì)高的多樣化創(chuàng)新型人才的目標。在課程模塊化劃分的基礎(chǔ)上建立合理的綜合評估指標體系。

通過建立的評價指標體系，對學(xué)生進行“課前”、“課中”與“課后”的狀況進行綜合動態(tài)性發(fā)展評價，從而一定程度上克服靜態(tài)評價中容易忽視學(xué)生全面動態(tài)發(fā)展狀況的缺陷。為加強對學(xué)生精細化管理跟蹤，有必要對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進行連續(xù)的量化管理，從而把握其發(fā)展態(tài)勢，實現(xiàn)綜合評價問題動態(tài)化。具體評價步驟如下：

（1）建立評價指標體系。

根據(jù)被評價學(xué)生的實際情況及評價目的，選取項評價指標分別記為，根據(jù)評價指標的作用大小，賦予一個相應(yīng)的基礎(chǔ)分。假設(shè)已取得評價指標的原始數(shù)據(jù);，作為以下討論的基礎(chǔ)。

為對進行“課前”、“課中”與“課后”三個不同時段的綜合評價，應(yīng)建立相對應(yīng)的評價指標體系。設(shè)在每一時段上采用同樣的評價指標，即根據(jù)被評價學(xué)生實際情況及評價目的，每個不同時段都選取相同的項評價指標分別記為，并相應(yīng)的各時段的評價指標的原始數(shù)據(jù);。

（2）評價指標的測評值。

由于對各指標進行權(quán)系數(shù)計算時，量綱、數(shù)值范圍不同，不能直接進行比較，因此必須對測量值進行標準化處理。通常采用Z-Score方法對指標數(shù)據(jù)進行標準化處理，計算過程如下：

其中

，為標準化處理值。

（3）權(quán)重系數(shù)確定。

通常確定的方法有三大類：一類是主觀賦權(quán)法，即完全基于主觀信息確定的方法;一類是客觀賦權(quán)法，即完全基于客觀信息確定的方法;一類是主客觀結(jié)合賦權(quán)法，即體現(xiàn)主客觀信息綜合集成的確定的方法。根據(jù)電路基礎(chǔ)課程歷史經(jīng)驗，確定采用信息熵方法確定各項指標權(quán)重，計算公式為：

（4）對關(guān)于“課前”綜合評價。

在課前的時間區(qū)間上，采用動態(tài)綜合評價獲得學(xué)生在不同時間點的評分值為：

被評價學(xué)生在課前的時間區(qū)間上的整體計算公式為：

（5）對關(guān)于“課中”的評價。

在課中的時間區(qū)間上，計算公式與上述類似，但是對應(yīng)的指標體系有所區(qū)別。

（6）對關(guān)于“課后”的評價。

在課中的時間區(qū)間上，計算公式與上述類似，但是對應(yīng)的指標體系有所區(qū)別。

（7） 發(fā)展動態(tài)綜合評價。

每個評價學(xué)生集“課前”、“課中”與“課后”于一體的動態(tài)綜合平均值可由下列公式得出：，其中為的理想值（即最大值），為事先給定的關(guān)于“課前”、“課中”和課后”的權(quán)重，并且需滿足

（8） 綜合排序。

最后，依據(jù)的值由小到大進行排序或分類，從而實現(xiàn)對個評價學(xué)生進行動態(tài)的綜合評價排序。該方法的好處在于可以通過設(shè)定不同的數(shù)值得到不同階段的單獨評價結(jié)果或動態(tài)變化結(jié)果，例如當取，即側(cè)重進行運行現(xiàn)狀的評價;當取，即側(cè)重進行歷史狀況的評價;當取，則側(cè)重對課后發(fā)展的評價。電路基礎(chǔ)課程教學(xué)全過程動態(tài)發(fā)展評估模型用于評價學(xué)生的時候，體現(xiàn)的是學(xué)生的綜合成績，將各個教學(xué)班級的所有學(xué)生的綜合成績數(shù)據(jù)進行處理后，就可以獲得該課程的總體評價結(jié)果。

通過建立綜合課前、課中、課后的整體課程教學(xué)的考核評價模型，相對于以一次考試成績?yōu)闇实膫鹘y(tǒng)教學(xué)單一考核方式而言，考核方式更加靈活柔性，更加注重學(xué)生的全面發(fā)展，激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和參加課程全過程活動的熱情，不僅需要學(xué)生掌握本課程的理論基礎(chǔ)知識，而且需要學(xué)生具有靈活運用所學(xué)的知識解決實際問題的能力，從而為培養(yǎng)新工科時代多樣化創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)。

3結(jié)論

在新工科時代發(fā)展的背景下，通過對電路基礎(chǔ)課程教學(xué)評價方法改進的嘗試，在實際教學(xué)中取得了較好的效果。按照基礎(chǔ)理論知識模塊和工程實踐模塊劃分的基礎(chǔ)上建立合理的綜合評估指標體系在后續(xù)的課程教學(xué)過程中，要結(jié)合新工科的內(nèi)涵不斷調(diào)整，創(chuàng)建更加靈活柔性、公平合理的考核評價體系。除此之外，在電路基礎(chǔ)課程的教學(xué)實踐中，要將遇到的各類問題不斷融合入綜合發(fā)展評價模型中，對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進行連續(xù)的量化管理，從而把握其發(fā)展態(tài)勢，實現(xiàn)綜合評價問題動態(tài)化，最終目的是培養(yǎng)新工科要求的多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才。

基金項目：湖北省教學(xué)改革研究項目（2017135）

參考文獻

[1] 吳愛華，侯永峰等.加快發(fā)展和建設(shè)新工科主動適應(yīng)和引領(lǐng)新經(jīng)濟[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.

[2] 李正良，廖瑞金等.“新工科”專業(yè)建設(shè)：內(nèi)涵、路徑與培養(yǎng)模式[J].高等工程教育研究，2018（2）：20-25.

[3] 李馨.翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)質(zhì)量評價體系研究[J].電化教育研究，2015（3）：96-100.

[4] 胡熙茜，侯世英等. “新工科”背景下電工學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計與改革[J].工業(yè)和信息化教育，2019（8）：13-16.