基于系统评价理论的数控加工实训教学效果评价表的设计与应用

王晓明

（滁州职业技术学院机电工程系 安徽 滁州 239000）

数控加工实训课的教学目的主要是为了提高学生的实践操作能力，学生通过该课程的学习形成独立操作数控机床的能力，如编程、加工零部件等。 课程的学习效果检验主要以技能操作水平为主。 本文将评价表这种评价方式引入到高职机电一体化专业的实际教学中，解决数控加工实训课的学生学习效果评价难的问题。既可以提高学生的自觉学习能力达到自控的效果，又可以让老师及时有效的了解学生的学习状况。

美国俄亥俄州立大学教授海蒂·古德瑞齐指出，"评价表是评价作品从优到劣的一个工具”[1]。 美国杜肯大学教育学院助理教授苏珊·布克哈特将其定义为“由教师或其他评价者设计制定的叙述性的评分方案，用来评价学生的学习成果和学习过程”[2]。 因此采用评价表全面系统地综合测评学生的水平和能力，而不应仅从某一方面考评学生的综合素质，是十分有必要的。

1.设计方法

1.1 系统评价理论基础

教学评价是以目标为主要价值判断的评价体系，在获得足够资料的基础上做出相关的价值评判标准并对学生各方面的发展做出一系列的考察。 教学评价需要按照相关的标准针对课堂教学效果、学生实操能力等多方面展开系统且充分的调查， 进而获得充足的信息后，对教学的价值做出定性和定量的分析与判断。 由此可见，教学评价这种价值判断方式最关键点是紧紧围绕目标展开。 如果教学评价过程中，理论依据、评价方法等都不相同，那么得出的结果也会存在差异，甚至与预期完全相反。 在过去，教师通常利用考试测验、作业练习、课堂提问等途径评价教学，所评价的结果对于学校教育的整体效果评价具有一定作用，但该法自身就有诸多问题，其评价方案以考试分数和主观印象评价为主显得极不科学。

互相促进协调发展并为了共同的目标而发展的体系组成了系统[3]。评价对象在系统评价理论里面作为一个单独的系统而存在，其运作程序以最优方法为原则。对系统进行评价时要遵循整体性的原则同时兼顾各个要素部分从而达到整体大于部分的理想效果”[4]。

1.2 设计思路及设计要求

实施教学评价应遵循如下基本步骤：教师充分明确教学目标，设计科学有效的评价工具，并根据需要进行修改；修改完毕后教师及时向学生展现评价工具，待学生完成了学习任务教师可选择两种方式对学生作业进行评价，即让学生进行自评或者老师对其进行评价；最后教师对评价结果进行统计，并提供学习反馈。 如图1 所示。

图1 教学评价的流程图

本文研究思路是：首先要明确数控加工实训课的评价目的和评价目标， 然后按照评价的主要目的与主要目标进行评价指标的确定，从而将一、二级评价指标筛选顺利筛选出来，再在此基础上将每个指标的权重和相应的水平等级进行确定， 接着详细准确地描述评价标准，最后将评价表在小范围内试用，检验表的应用效度。

2.评价表的编制

2.1 指标体系的确定

现代教育评价理论是数控加工实训课评价体系的理论指导，把机电一体化的教学要求与学生的实操水平有机联结，从而对学生的学习效果评价行为目标进行确定， 然后选择能体现行为目标本质的指标，并筛选出这一指标下的一、二、三下级目标，评价标准是描述性语言，也就是每个下级指标的定性评价[5]。

2.1.1 一级指标的确定

实训课的主要目的是对学生实践操作能力进行培养，并且培养与发展学生的创新意识、创新精神和创新能力。所以，学生数控机床实操水平成为了评价学习效果的重要因素。 但是，考虑到实训过程中安全问题不容忽视，特别是学生将来真正走上工作岗位以后安全问题更是最基本的保障，所以教师必须在实训课中重点强调。当然，学习结果和安全固然重要，但学生的兴趣和态度也非常重要，在实训课中是否得到了有效培养，也是教学评价中非常重要的指标。因此，一级指标就包含三个方面，即操作过程、安全意识与学习态度。

2.1.2 二、三级指标的收集

内涵分析法从事物的本质特征为主要出发点把事物本质属性的浅层表现定为选取指标的依据，本论文中二、三级指标的研究采用的是内涵分析法”[6]。 从数控机床实操研究角度出发，分析课堂教学几大要素间的逻辑性之后， 把教学传递分成以下五个工作步骤，首先是程序编程，然后是输入程序并空运行，再后来是对刀，最后才是正式加工。 这五步是基础环节，数控机床上的每个零件加工都离不开这五步。

“程序编程”是首要环节，直接决定了零件的质量。 为了让零件加工更高效、成本更低，编程方法和加工工艺往往需加以斟酌。 所以，该环节包含四个三级指标，它们分别是“刀具半径补正”、“编程”、“工艺合理性”与“形状补正”。

“程序输入”发生在程序编程好以后，将编程好的程序输入到数控机床中。 通常这一环节有较严格的要求，例如程序每行最后必须要用一个分号、每个数字的后面必须加上小数点隔开等。所以，学生在学习过程中一定要熟练掌握这些要求。所以，该环节只有一个三级指标，即“输入正确性”。

程序输入完成之后就开始“空运行”，主要检验程序是否正确。 如果忽略这一步， 那么加工过程中极易因程序出现错误而浪费材料，甚至对机床或刀具产生损伤。需注意的是，空运行前一定要先锁住机床，防止机床直接加工，从而让刀头出现损坏。因此，该环节包含两个三级指标，它们分别是“锁机床”、“空运行是否正确”。

"对刀”在操作过程中扮演着重要角色，用对刀测量"刀补值”即参考点与实际加工刀具的差值从而实现刀尖与参与点重合。在"刀长”内可找到输入这一项， 为了实现零加工需将参考点和刀尖保持高度契合，并准确创建编程坐标系。对刀在数控机床操作中非常重要，故而该环节的三级指标共有三个，它们分别是“对刀过程”、“回参考点”和“对刀精确度”。

“加工”这个环节考查的是学生加工的零件是否符合图纸要求。所以，该环节的三级指标就有“加工质量”、“粗加工后测量”和“加工出错”三个。

再者，数控机床专业人才的培养是面向整个企业或工厂，所以要求学生在学习和实训过程中，一定要有安全意识，教师有必要在实训课中安排一节安全教育课。 这样一来，学生不仅会对自身的安全更关注，对机床运行的安全也非常重视。 导向性的评价在此时就起到了作用，并且借助这一评价让学生强化了安全意识，从而防止了安全事故发生。

最后，教学其实是一种师生交流的过程，且交流过程中的信息具有多向性和主动性。 特别是素质教育理念的提出，对师生之间的互动和交流更重视。 不仅要求教师先激发学生的兴趣和学习动机，而且要在合作的基础上进行讨论和交流， 从而让学生的学习水平得到提高，让学生的学习成果不断积累，这样更有利于学生后期不断提升。所以，学习效果的评价应该包括两个方面的因素，一个是学习意识，另一个是团队合作。

由此得到了一级指标是操作过程、安全意识、学习态度三个，二级指标是编程、输入、空运行、对刀、加工、人身、机床、学习意识、团队合作九个，三级指标共有二十一项，随机排列如下：人际交往、学习兴趣、合作意识、学习主动性、编程、形状补正、粗加工后测量、刀具补正、工艺合理性、加工质量、输入正确性、加工出错、锁机床、劳保防护、空运行是否正确、零件夹固、回参考点、工量具摆放、对刀过程、安全门关闭、对刀精确度。

具体评价指标结构体系如表1 所示。

表1 评价指标体系

加工粗加工后测量加工质量加工出错人身 劳保防护安全意识机床零件夹固工量具摆放安全门关闭学习意识学习主动性学习兴趣学习态度团队合作人际交往合作意识

2.2 指标权重系数的确定

指标权重的意思是某一指标在全体评价体系中具有重要的地位，所占比例较大。 权重系数表示重要性的数据或数值，可称之为权重或权数[7]。 每个评价指标的权重，在评价表中具有非常重要的地位，也是构建评价表过程中不可忽视的一部分。笔者将从公式和经验法两个方面对评价指标的权重进行确定。

首先，借助公式将两个相邻指标权值关系进行确定。

其次，利用经验法来咨询经验丰富的实训指导教师确定各项指标的权值。 此评价表具有较强的实用特点，是根据学生的学习现状专门为机电一体化学生量身定制的。 （本文不讨论权重系数的分配）。

3.应用结果分析

本文设计的“教学效果评价表”实验用于滁州职业技术学院17 级机电班 63 名在校学生，并且在评价学生的学习效果时，采用的是学生自评这种方式。 为此，针对这次评价一共发放了63 份评价样本，并共计58 人参与最终统计。 即有效样本概率即为92%。

图2 全班学生教学效果评价条形图

将学生的每个评价项目的分数统计后，采用了图2 与图3 进行反映。图2 反映了学生实操数控机床时每个步骤的熟悉程度，且“编程”、“刀具补正”、“形状补正”、“工艺和理性”、“粗加工后测量”这五个评价项目有十名以上的学生只有一般水平，说明教师日后要将这五个方面作为授课重点，让学生的思路更清晰、要领掌握更牢固。 除此之外，其余评价项目学生都达到了较好水平，充分说明教学目的已达到。同时，图中反应出少部分学生学习态度问题很严重，缺少学习意识，缺乏团队合作。 雷达图3 可以反映出单个学生教学效果。 各项指标成绩连线形状如果越近似于圆形，并且圆形的面积越大，那么就说明学生的学习效果越理想。 每个学生可以从下图清楚了解自身优势与不足，并且做出更公正与客观的评价。 教师则通过下图可以看出学生的强弱之处，例如，在“锁机床”这个评价项目上，学生1 表现优秀，学生2 表现较差。 教师可以针对学生2 强化辅导。

图3 单个学生教学效果评价雷达图

4.总结

本文围绕实训课教程为主体并对教学效果进行了讨论研究。 了解机电一体化专业的特点及其对评价表的设计要求；对评价量表的编制进行研究并确定评价指标体系与评价标准，对相关数据进行统计分析最后对数据进行检验。 设计时做到了以操作过程学习评价为主，以安全意识、学习态度这两个方面的评价为辅，将提高学生综合实践与应用能力作为此次评价的主要指标，从各个方面对学生的学习效果进行了全方位、综合性的评价。 这样的教学评价，不仅会对学生的学习非常有利，不断促进学生学习效果的稳步提升，而且能促进教师教学方法和思路的创新，从而培养出综合实践与应用能力更强的数控人才。