农机专业机电类课程教学与考试改革方法探索

刘世豪+张燕+王涛+郭志忠

[摘    要]    为了提高农机专业机电类课程的教学效果，对该类课程的教学过程和考试内容进行了改革尝试。结合当前农机专业机电类课程学时少的特点，拟定了相应的教学内容和方法，并据此设置了课程的考试内容。针对农机专业学生2013年“自动化机械设计”课程考试的成绩进行了系统分析，根据该课程考试成绩分析的结果，提出了改进教学方法的有效措施，对农机专业其他机电类课程的改革也有一定的借鉴作用。

[关键词]    教学效果;考试成绩;教学改革;专业课程

[中图分类号]     G642        [文献标志码]    A        [文章编号]    1005-4634（2014）06-0068-03

随着我国农业机械化与自动化的迅速发展，为了提高学生的就业竞争力，不少农业类高等院校的农机本科专业均设有机电类课程。由于农业机械工程学科专业的整体教学学时的压缩，农机专业机电类课程的教学任务和内容都发生不同程度的改变，一些课程从必修课被改成选修课，而且学时也相应减少。但每学年选这类课的学生人数依然较多，教学任务较重，在此背景下，为提高课堂效果，农机专业机电类课程的教学内容和方法改革是十分必要的[1]。

在农机专业机电类课程教学与考试的改革过程中，怎样鉴定教学内容完整与否、教学手段适当与否、教学预期效果能否实现等核心问题都需要得到解决。课程教学是一个教师与学生通过课堂双向交流的动态过程，往往受各种主观或客观因素的影响，因而教学效果是否理想，很难进行准确的判断，通常是根据经验进行评判，导致难以准确地从评判结果中找到需要改进的各教学环节。为了解决以上问题，海南大学农机专业一直尝试在机电类课程方面进行积极的教学与考试改革，根据学校新公布的教学大纲，重新规划了机电类课程的教学任务和内容，对课程考试模式进行了积极有效的改进，并对学生的考试成绩进行全面的分析，进而发现教学过程中所存在的各种问题，为农机专业机电类课程教学内容和方法的改进提供有益的指导。

1     农机专业机电类课程教学过程改革

农机专业机电类课程是运用系统的观点综合了农业机械工程和电气工程等学科专业知识，其特点如下。

1）从教学内容看：农机专业机电类课程是农业机械系统知识和控制系统知识的综合与深化。

2）从课程体系看：学习农机专业机电类课程需要预先掌握机械制图、工程力学、机械原理、自动控制原理、电工学、农业机械学、机械设计等相关课程。

3）从学生认知角度看：是对已掌握专业课内容的复习，在融会贯通后加以应用。

农机专业机电类的课程决定了在教学过程中需要注重知识的理论性、应用性和复合性。理论性是指该类课程与农业机械工程专业一系列课程是的理论基础紧密结合;应用性是指该类课程内容来源于实际的农业机械工程，并可用于实际农业机械的设计;复合性是指该类课程内容涉及到农业机械工程和电气工程等领域许多相关课程的教学内容。因此，本课程能培养学生具备整体的观念、提高学生农业机械系统优化设计的水平。

由于目前农机专业机电的技术基础课和其它专业课的学时均有不同程度减少，需要结合这一实际以及学生的学习状况来制定教学目标。因此，通过学校农业机械工程学科的各位专业教师充分讨论，认为机电类课程的教学目标是使学生具备如下几方面的能力：（1）掌握现代农机系统的设计能力，能够对实际的农机机电系统进行理论分析，并建立相应的力学数学模型;（2）掌握解决农机机电系统主要设计问题的能力，能够运用农业机械工程学科知识分析和设计典型农机机电系统装置;（3）掌握农机机电系统的自动控制方法及方法在各种工况下进行应用的技术流程和实现途径。

为了达到所制定的教学目标，有必要对教学内容、教学方法、考试模式和成绩评价等进行整体规划和系统分析，全面掌握教学过程中师生交流互动情况，特别是学生是否学有所获。

完整的教学内容是完成教学目标、丰富学生知识的重要保障，由于课时压缩，如果减少课程的教学内容，则会导致学生不能获得全面的知识，难以解决复杂的工程实际问题。为解决以上问题，对农机专业机电类课程的教学内容进行系统规划，将重要的基本概念、基本原理和方法作为教学重点，并对这些教学重点进行系统整合形成主要的教学内容。在课堂教学过程中，重点讲解典型的、基础性和实用性较强的知识。农机专业机电类课程的重点教学内容包含以下几个方面：（1）机械结构：主要包括农机机电系统的运动学、动力学特性以及工作原理;（2）系统建模：主要包括农机机电系统的一体化建模方法;（3）控制对象：主要包括农机机电系统的动力系统、执行机构;（4）评判指标：主要包括农机机电系统工作的力学性能指标;（5）分析设计：主要包括典型农机机电系统的多学科优化设计与分析方法。

农机专业机电类课程教学内容是以农机机电系统的动态特性为切入点，以工作原理、控制系统结构为重点，以农机机电系统综合分析为手段，以机电一体化设计方法为特色，实现农机机电系统综合性能的优化。

教学方法是保证课堂教学顺利进行的重要手段，直接关系到能否将必修的知识有效传授给学生。为提高农机专业机电类课程的教学效果，结合专业特点和多年经验，总结并实践了如下几条教学方法：（1）实验与工程实践;（2）积极引导学生自学和复习;（3）部分章节采用讨论式教学;（4）让成绩优秀的学生进行课堂讲解;（5）针对重点和难点，采取启发式教学逐步加以解决。

2     农机专业机电类课程考试内容改革

考试是检验教学效果和提高学生学习积极性的有效途径，还可根据考试结果分析出教学过程中的问题，从而改进师生之间的互动交流[2]。在考试实施过程中，试题是决定考试结果的重要环节。在制定农机专业机电类课程试题的过程中，注重考查学生对基本概念、基本理论和方法的理解，以及运用基础知识解决工程实际问题的能力，尽量让课程考试能完整反映教学内容和方法的改革效果，并且使考试结果能够为教学过程的改善提供更有效的反馈。另外，由于农机专业机电类课程的教学效果受其他先修课程知识掌握情况的影响较大，命题时需要适当涉及一些先修课程的基础知识。

农机专业机电类课程考试主要考查学生两方面的知识和能力：（1）基础知识考查：基本概念、基本原理的掌握情况、课程知识系统的掌握情况;（2）实践能力考查：利用基础知识分析和设计农机机电系统的能力。

在教学过程中需要使学生具备以上两方面的知识和能力，而学生是否掌握这些知识和能力则需要通过考试来检验[3]，学生能否利用基础知识解决农机设计问题则是教学目标是否完成的有效手段[4]，教学过程中，基本原理是通过学生所熟知的机械设计问题引出的，这些教学方法能否促使学生掌握基础知识和提高实践能力，则需要对学生的考试结果进行全面分析。

从2010学年开始至今，对农机专业机电类课程考试方式进行了改革，题型分为填空题、问答题、计算题、分析题，这四种类型题考核目的如下：（1）填空题主要考查学生对这类课程基础知识的掌握情况。农机专业的先修课程如机械制图、工程力学、机械原理、自动控制原理、电工学、农业机械学、机械设计等课程的基础知识也被广泛运用于机电类课程，通过对填空题的考试结果进行分析，可以了解学生的学习基础、先修课程对这类课程的影响。填空题分值占卷面总分的25%～30%;（2）问答题主要考查学生对农机机电系统设计原理和方法的掌握情况及其对原理和方法的理解能力，问答题分值占卷面总分的20%～30%;（3）计算题主要考查学生对基本概念和理论方法的应用水平，计算题由2道小计算组成，计算题分值占卷面总分的20%～30%;（4）分析题主要考查学生运用基础知识分析和解决农机机电系统设计问题的实践能力，分析题也由3道左右小题组成，这些小题的编排顺序具有很强的逻辑性和层次性，能启发学生正确解题，历年的实践经验表明，这种考查方式能够很好地检验教学效果和学生学习情况，分析题分值占卷面总分的25%～30%。

从2010年开始，每年在第一次堂课就向学生讲解课程的教学大纲，让学生全面了解课程各章的教学任务和内容、应掌握的重点和难点。在教学过程中及时了解学生学习情况，有助于把握教学进度、合理安排教学内容，还根据教学大纲来拟定考试内容，通过分析考试结果来全面了解教学过程中存在的问题，并采取有针对性的措施予以改进和完善，形成教学与考试的良好双向互动（见图1）。

3    基于考试案例的教改方法研究

为了检验农机专业机电类课程教学与考试改革措施的可行性，以学校农业机械化及电气化专业开设的“自动化机械设计”课程为案例进行研究，该课程目前为专业选修课，学时为32学时。本文通过对2013学年的“自动化机械设计”课程考试成绩进行总体分析，并对该学年考试的各部分得分情况进行全面对比和分析，探索影响考试成绩的教学因素，对课程的教学效果进行全面和客观的评价，从而得到有针对性的教学改进方法。

3.1    课程考试结果的总体分析

2013学年“自动化机械设计”课程理论部分考试的卷面组成特点如表1所示，参加考试78人的平均分71.23，平均分以下的学生占总人数的48.72%，如表2所示。该学年的“自动化机械设计”考试结果基本反映了学生的学习状况，各段分数的人数组成合理，证明此次考试卷面的考题设置是科学的。但是从整体成绩来看，平均分不是很高，说明教学内容讲解不够细致或者是部分教学目标超过学生的学习掌握情况。另一方面，从考试分数段构成来看，低分段（75分以下）学生所占的比例相对比较大（约为59%），因此，应该对低分段成绩进行深入分析，从而找出有效的教改措施。

3.2     基础知识部分的考试成绩分析

基本知识的考查内容主要分布在填空题、问答题，在考试分析中仅分析2013年填空题的成绩。填空题考查的内容是这类课程和先修课程最重要的基础知识，这些是需要学生熟练掌握的，然而此次考试结果分析表明，填空题、问答题的平均分仅占其整体分值的73%，这表明当前学生的基础知识掌握情况并未达到教学预期的目标，预期填空题、问答题的平均分占其整体分值的80%。

3.3     综合应用能力的考试成绩分析

综合应用能力的考查内容主要分布在计算题和分析题，本文主要研究2013学年该课程考试的分析题和计算题成绩。

计算题和分析题的内容是本课程主要的知识运用部分，主要考查学生分析和解决农机机电系统设计问题的综合水平。然而此次考试结果分析表明，计算题和分析题的平均分占整体分值的69%，学生对专业知识的综合应用能力略高于教学预期目标（预期平均分仅占其整体分值的65%）。

3.4    教学改进方法探讨

根据以上成绩分析，提出如下教学改进方法。

1）低于平均分的学生占所有参加考试学生的比例接近50%，这说明该课程的教学内容和方法需要进一步完善。由于该课程还受先修课程的影响，为了全面提高教学质量，需要对各门课程的内容进行优化配置，协同努力推进。

2）基础知识部分平均分占其整体分值的73%，这个结果表明，学生对该课程基础知识掌握的不是非常扎实，这一点严重影响该课程内容的理解和掌握，因此，在今后的教学中，基本知识点和基本原理需要重点讲解，努力使基础部分的平均分占其整体分值的80%以上。

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3）综合应用部分的平均分约占其整体分值的69%，这个结果表明，学生通过学习该课程后所掌握的农机机电系统分析方法高于预期，这表明多数学生通过本课程的学习，可以掌握农机机电系统分析方法，能运用分析方法解决一些实际问题。然而，由于学生对基础知识的掌握并不是很扎实，还不能将实际问题完全解决，所以在讲授知识运用时，应注重通过案例教学使学生对基本原理和方法能融会贯通。

4）75分以下的学生在整个试卷所得分数中低于平均分，约占59%，为全面提高学生成绩，需要制定适合学生水平的教学内容及相应的教学方法，从基础和运用两方面同步着手提高教学效果。

4    结束语

为了提高农机专业机电类课程的教学效果和学生的学习成绩，进行了教学和考试的改革尝试，发现了教学过程中存在的一些问题，进而促进了教学内容和方法的有效改进。通过对海南大学2013学年“自动化机械设计”课程考试基础部分和运用部分的成绩进行分析，得到了一些改进教学内容和方法的措施，对该课程教学工作能够起到一定的指导作用。今后，还可以继续深入展开考试成绩聚类分析、相关因素分析等更具有指导意义的理论分析，为不断提高学生成绩提供更有价值的信息。

参考文献

[1]尚久浩.自动机械设计[M].北京：中国轻工业出版社，2013：12-15.

[2]应敏.多元统计分析在考试成绩分析中的应用[J].中国科技信息，2006，（4）：38-39.

[3]王燕.课程考试成绩分析系统设计与应用的研究[D].哈尔滨：哈尔滨师范大学，2011：43-46.

[4]霍红. 基于Excel2003/XP环境下考试成绩分析模型的建立[J]. 教育与管理，2007，（30）：45-47.