“自动控制原理”课程过程性评价改革

肖理庆，储昭霞

（1.淮南师范学院 机械与电气工程学院，安徽 淮南 232038；2.淮南师范学院 发展规划处，安徽 淮南 232038）

强化过程性评价是新时代学生学习成效评价改革的重要内容，是《深化新时代教育评价改革总体方案》的主要原则之一。 焦健等针对传统课程评价方式的不足，提出大学物理课程过程性评价的实施方案，可较为客观地评价学生的学习过程、学习结果和综合能力［1］；王召等以凯里学院生物科学专业为例，对过程性评价如何融入普通动物学实验教学进行了探索，旨在有效地激发学生学习的积极性和主动性［2］；郭彩霞等总结在线学习过程性评价的设计策略及个性化学习指导的实施方法，使评价具备诊断、导向、激励、指导功能［3］；白杰等为了提高学生对药理实验课的兴趣，实施了雨课堂+过程性评价，提升了实验教学效果［4］。

本团队充分利用授课教师自主研发的“自动控制原理”期末考试软件、“自动控制原理”课程学习小组成员智能分配软件、“自动控制原理”辅导答疑软件等各种辅助教学软件以及MOOC 平台， 考核与课程目标对应的各项教学活动并实时反馈，有效提高了“自动控制原理”课程过程性考核的科学性、专业性和客观性。

一、课程目标与成绩考核

本团队根据“自动控制原理”课程与电气工程及其自动化专业毕业要求指标点的关系，设置“自动控制原理”课程目标［5-9］：

专业知识目标：了解控制理论发展史、理解控制理论专业术语及概念、掌握系统数学模型建立方法、掌握系统性能分析方法与改善途径；专业技能目标：分析并解决实际控制系统问题；专业素质目标：培养大国工匠精神。

根据“自动控制原理”的课程目标，“自动控制原理”课程组科学、合理地设置“自动控制原理”课程平时成绩的考核项及其所占比重，如图1 所示。

由图1 可知，与通常的课程平时成绩考核项相比，为了细化学生学习过程考核，提高学生学习的挑战度和“自动控制原理”课程过程性考核的科学性、专业性和客观性，基于授课教师自主研发的上述各种辅助教学软件，“自动控制原理”课程平时成绩的考核项增加了占20%的专题测验成绩、占20%的闯关游戏软件成绩、占20%的期末考试软件成绩以及占10%的课外拓展成绩， 同时删除了平时考勤成绩。

图1 课程平时成绩的考核项及其所占比重

此外，为了有效提高学生的学习积极性，实现学生的全面发展和专业课程的系统化学习，以及提高学生在课程评价过程中的主动参与度，授课教师设置了“自动控制原理”课程平时成绩的加分项，其中加分项的最高分值为10 分且保证学生 “自动控制原理”课程平时成绩总分不超过100 分。

二、具体考核措施

在“自动控制原理”课程具体考核措施中，本团队充分利用了MOOC 平台和授课教师自主研发的上述各种辅助教学软件的优点：自动批阅并反馈测验结果、无授课教师直接参与的一对一辅导（采取“语音+图片”形式）、游戏化学习与差异性评价、以考促学和以考促教，这样不仅实现了对“自动控制原理”课程各项教学活动的考核，提高了学生学习的挑战度和课程过程性考核的科学性、专业性和客观性，而且更重要的是，所采取的考核措施解决了目前常规教学评价中普遍存在的教学反馈实时性差、 持续改进效果与差异性评价结果不理想等问题。

此外，根据软件自动反馈的测验结果，授课教师可对学生普遍存在的共性问题进行统一辅导并更新课程模型；对使用“自动控制原理”辅导答疑软件辅导后仍存在疑惑的学生，可进行针对性、一对一辅导。 考虑部分学生的个人愿望与需求（自我挑战、考研等），授课教师在更新学生模型时可实现私人订制。 通过上述措施，不仅可使授课教师将更多的精力投入课程辅助教学软件的研发与功能完善中，而且“自动控制原理”课程模型与学生模型的更新有利于帮助授课教师选择更合理、有效的教学方法，调整课程各知识点学时的分配，为学习过程中的资料推送、专题测验等提供依据，实现学生的个性化学习，可进一步提高“自动控制原理”课程的教学质量，以期实现“以评促教”的目标。

“自动控制原理” 课程课后作业成绩主要包括占50%的MOOC 平台线上学习成绩和占50%的授课教师自主研发的、 可有效消除作业抄袭现象的“自动控制原理”智慧测验软件成绩［10］，其中MOOC平台线上学习成绩根据 “自动控制原理”MOOC 视频的完成情况（20%权重）等进行考核，如表1 所示。“自动控制原理”MOOC 视频弘扬社会主义核心价值观，在遵循“内容全面、重点突出”原则的基础上，由授课教师策划和设计，并由专业公司团队拍摄和后期制作完成， 每个MOOC 视频的时长约10分钟，包含“自动控制原理”课程完整的教学内容。为便于学生观看MOOC 视频， 本团队制作了二维码，学生扫码即可观看相应的MOOC 视频。

表1 某学生MOOC 平台线上学习成绩

此外，以“两性一度”的要求为基准，线上作业与线上考试的题目为考核控制理论专业术语及概念的选择题；“自动控制原理”智慧测验软件的题目以考核控制系统数学模型建立方法、控制系统性能分析方法以及改善途径的计算题、画图题等主观题为主，以选择题为辅。 主观题中试题及其各参数均随机变化，消除了“机械刷题”现象，积极响应了《深化新时代教育评价改革总体方案》。

“自动控制原理” 课程理论课课堂表现成绩主要根据基于“自动控制原理”智慧测验软件随堂开展的专题测验成绩与学生对不同深度层次思考题的回答情况进行考核。此外，课前预习时，授课教师要求学生观看“自动控制原理”智慧教学软件中学生版课程课件，并要求学生将软件自动提供的反馈信息发送至授课教师。授课教师根据反馈信息进行学情分析，不仅可以及时调整课程的教学重点与难点，而且在考核学生的课堂表现成绩时，可以充分考虑学生的课前预习情况，对基础较差的少数学生进行差异性评价，不仅使基础较差的少数学生能够“看到”自己的进步，而且可以使学生明确授课教师也“看到”了他们的进步，从而可以有效激发学生的学习后劲；根据关于使用现代工具的毕业要求，“自动控制原理”课程实验课课堂表现成绩主要根据学生编写MATLAB 程序的准确性、 运行效率以及熟练程度等进行考核。为保证“自动控制原理”课程实验课课堂表现成绩考核的顺利完成，每组的实验学生总数不超过20 人， 综合性与设计性实验项目可分组考核，并在考核过程中充分利用授课教师自主研发的“自动控制原理”实验考核软件。

为避免学生在“自动控制原理”课程的学习过程中出现“猴子掰玉米”现象，授课教师鼓励学生不仅要掌握利用现在所学的“新方法”解决“新问题”，而且要掌握利用过去所学的“旧方法”解决“新问题”。 与此同时， 授课教师不定期开展随机专题测验，实现对学生的合理“增负”，如图2 所示，随机专题测验的时间、内容以及密码均由授课教师通过网络教学平台进行公告。 所谓的“随机”是指“自动控制原理”课程的测验时间、测验内容以及对应的测验密码均随机，授课教师通过计算其平均分完成对“自动控制原理”课程专题测验成绩的考核。

图2 不定期开展“自动控制原理”随机专题测验的课程公告

“自动控制原理” 智慧测验软件会自动批阅并反馈专题测验的出错信息，从而在时间资源有限的情况下实现为每一位学生提供及时、准确、有效的测验反馈信息。根据智慧测验软件所反馈的出错信息，利用授课教师自主研发的“自动控制原理”辅导答疑软件［11］，学生可以进行针对性学习。 在完成查漏补缺后， 学生可向授课教师提出重新测验的申请。 在整理完学生提出的重新测验申请信息后，授课教师采取测验时间以及对应测验密码均随机的方式，完成提出申请学生的重新测验并更新对应的考核成绩。

在学生利用授课教师自主研发的“自动控制原理”智慧测验软件和“自动控制原理”辅导答疑软件反复进行不同专题重新测验过程中，不仅可使学生深切体会“自动控制原理”课程中“反馈”这一专业术语，而且有利于授课教师完成“自动控制原理”课程与电气工程及其自动化专业毕业要求指标点的关系中关于终身学习的毕业要求。

目前关于学生反馈的研究表明，语音反馈相比文字反馈更能增强学生的身份认同感和学习感，可为学生提供更多的细节和深度［12］。而授课教师自主研发的“自动控制原理”辅导答疑软件采取了不同授课教师“语音+图片”的形式，学生在辅导答疑时可以选择自己喜欢的授课教师及其辅导答疑方式，在时间资源有限的情况下，“自动控制原理”辅导答疑软件可为每一位学生提供及时、有的放矢的辅导答疑。

闯关游戏软件成绩主要利用授课教师自主研发的“自动控制原理”闯关游戏软件进行考核，其考核成绩取决于成功闯关数、闯关用时以及成功闯关时所用次数等［13］。在考核学生闯关游戏软件成绩的过程中，授课教师结合自主研发的“自动控制原理”辅导答疑软件， 不仅可实现持续改进与差异性评价，使学生（特别是基础较差的少数学生）能给你“看到”自己的不断进步，同时有利于学生形成自主学习的意识和竞争意识。

期末考试软件成绩主要利用授课教师自主研发的“自动控制原理”期末考试软件进行考核。在期中或者期末，授课教师利用“自动控制原理”期末考试软件开展模拟考试， 帮助学生进一步查漏补缺，进而实现“以考促学”和“以评促学”，也为今后代替纸质考试、实行“一人一卷”和教考分离奠定基础，如图 3 所示［14］。

图3 学生“自动控制原理”期末考试软件成绩

此外，“自动控制原理”期末考试软件包含了授课教师在人脸识别、智能算法等方面的最新研究成果，不仅真正实现了“科研反哺教学”，而且能够使学生在使用“自动控制原理”期末考试软件的过程中开阔视野，提高其参与授课教师科研项目和申请各级大学生创新创业训练计划项目的积极性。

课外拓展成绩主要根据学生小组“自动控制原理”课外拓展题目的完成情况进行考核。 在确定学生小组的成员时，授课教师利用自主研发的“动控制原理”课程学习小组成员智能分配软件，根据学生的“自动控制原理”先修课程成绩实现小组成员的智能分配［11］。

合作完成课外拓展题目有利于培养和增强学生分工合作的团队意识，进而有利于完成“自动控制原理”课程与电气工程及其自动化专业毕业要求指标点的关系中关于个人和团队的毕业要求，同时可提高各小组组长的领导能力。 此外，在评定课外拓展成绩时，所采取的答辩可为学生今后的专业课程设计与毕业设计奠定基础，明确对其规范性和学术性的具体要求。

平时成绩的加分项主要通过基于MOOC 平台的师生互动与生生互动的情况、翻转课堂中主讲学生的表现情况、系统化学习情况以及课程教材与参考书籍的纠错情况等进行考核。

其中， 授课教师基于MOOC 平台开展师生互动与生生互动（如图4 所示），首先由授课教师发布不同层次的思考题或者由学生发布自己在“自动控制原理”随机专题测验中的错误之处，然后由学生在规定时间内回帖，最后由授课教师根据统计所得的学生正确回帖个数，结合难易程度进行加分。

图4 授课教师基于MOOC 平台开展师生互动与生生互动

授课教师利用自主研发的智慧教学软件、 智慧测验软件，有利于开展“自动控制原理”翻转课堂［15-16］。首先由学生任意选取“自动控制原理”课程的某个知识点， 完成对应PPT 课件的制作 （要求文字精炼、图文并茂）。 在此基础上，学生录制自己一节课的授课视频并与“自动控制原理”课程主讲学生申请书、PPT 课件一起发送至授课教师。 授课教师根据课程的实际教学进度与学生的授课视频、PPT 课件等资料确定翻转课堂主讲学生名单并提出修改意见。 最后，授课教师根据学生在授课时的表现进行加分（如图5 所示）。

图5 开展“自动控制原理”翻转课堂

“自动控制原理” 翻转课堂的开展不仅能够加深主讲学生对教学内容的理解，而且可以提高主讲学生的学术表达能力、汇报演讲能力等，以实现专业素养的提升及其全面发展。

为使学生实现专业课程的系统化学习，授课教师鼓励学生将课程所学知识应用于解决电气工程及其自动化专业的其他专业课程问题，包括先修课程与后续课程，并根据学生所提交的相关材料进行加分。

如图6 所示，在“电路分析”课程中，给定电压源uS(t)=4sin(2t)，在计算电感电压的稳态值uL(t)时，学生既可以采用“电路分析”课程中所学的相量法与回路电流法进行求解，也可以采用“自动控制原理”课程中所学的时域分析法或者频率特性的物理意义进行求解。 授课教师通过这种 “一题多解”和“小题大做”， 帮助学生实现专业课程的系统化学习。

图6 电路系统

为鼓励学生敢于质疑“权威”，授课教师根据学生所提交的关于“自动控制原理”课程教材与参考书籍的纠错情况进行加分，并要求学生必须同时提供理论推导与MATLAB 编程两种证明其错误的方法。

在上述课程平时成绩加分项的考核中，学生的主动参与度较高， 其中基于MOOC 平台的师生互动与生生互动的主动参与度不低于90%、 申请翻转课堂主讲学生的主动参与度不低于80%、 课程系统化学习的主动参与度不低于95%、 课程教材与参考书籍纠错的主动参与度不低于85%。

三、教学实践结果

在课程教学过程中，未加强学生学习过程考核班级的课程期末考试成绩优秀学生数占5.26%、良好学生数占9.21%、中等学生数占19.74%、及格学生数占22.37%、不及格学生数占43.42%；加强学生学习过程考核班级的课程期末考试成绩优秀学生数占20.00%、良好学生数占29.09%、中等学生数占29.09%、及格学生数占10.91%、不及格学生数占10.91%。 未加强学生学习过程考核班级的课程期末考试成绩与平时成绩分差0～5 分的学生数占 10.52%、6～10 分的学生数占 9.21%、11～20 分的学生数占22.37%、21～30 分的学生数占28.95%、超过30 分的学生数占28.95%；加强学生学习过程考核班级的课程期末考试成绩与平时成绩分差0～5分的学生数占 36.36%、6 ～10 分的学生数占32.73%、11～20 分的学生数占 18.18%、21～30 分的学生数占7.27%、超过30 分的学生数占5.46%。

从上述数据可知，加强学生学习过程考核不仅有效提高了学生“自动控制原理”课程期末考试成绩，而且提高了“自动控制原理”课程期末考试成绩与平时成绩的吻合度，特别是将“自动控制原理”课程期末考试成绩与平时成绩分差超过30 分的学生数占比由28.95%减少至5.46%， 这验证了上述基于现代信息技术的“自动控制原理”课程过程性评价措施的科学性、专业性和客观性，积极响应了《深化新时代教育评价改革总体方案》。

上述关于加强学生学习过程考核的措施可推广至其他课程，以“现代控制理论”为例：未加强学生学习过程考核班级的课程期末考试成绩优秀学生数占2.57%、良好学生数占16.67%、中等学生数占21.79%、及格学生数占20.51%、不及格学生数占38.46%； 加强学生学习过程考核班级的课程期末考试成绩优秀学生数占18.87%、 良好学生数占35.85%、 中等学生数占28.30%、 及格学生数占13.21%、不及格学生数占3.77%；未加强学生学习过程考核班级的课程期末考试成绩与平时成绩分差 0～5 分的学生数占 10.26%、6～10 分的学生数占14.10%、11～20 分的学生数占 19.23%、21～30 分的学生数占23.08%、超过30 分的学生数占33.33%；加强学生学习过程考核班级的课程期末考试成绩与平时成绩分差0～5 分的学生数占45.28%、6～10分的学生数占 28.30%、11 ～20 分的学生数占20.76%、21～30 分的学生数占 3.77%、超过 30 分的学生数占1.89%。

加强学生学习过程的考核不仅可以有效提高学生“现代控制理论”课程期末考试成绩，而且能够加强“现代控制理论”课程期末考试成绩与平时成绩的吻合度，与上述所得结论一致，同时也表明：上述基于现代信息技术的课程过程性评价措施具有可推广性。

除此之外，在加强对学习过程的考核后，学生在专业课学习、专业课程设计与毕业设计质量以及考研录取率等方面均取得不同程度的提高。

四、结 语

为使对学生学习过程的考核更加细化、持续改进更加精确，以“自动控制原理”课程为例，本团队基于现代信息技术对地方应用型本科高校学生学习过程考核进行了探索与实践。 首先，本团队依据“自动控制原理”的课程目标，科学、合理地设置了成绩的考核项及其所占比重，在此基础上，充分利用了授课教师自主研发的“自动控制原理”期末考试软件、课程学习小组成员智能分配软件、辅导答疑软件等各种软件以及MOOC 平台， 开展并考核了各项教学活动，使现代信息技术与“自动控制原理”课程教学深度融合，充分发挥了现代信息技术在加强学生学习过程的监控与考核力度、对学生合理“增负”以及实现学生的个性化学习等方面的作用，有效提高了课程期末考试成绩及其与平时成绩的吻合度，并在学生专业课学习、专业课程设计与毕业设计质量以及考研录取率等方面均取得不同程度的提高，可推广至其他课程。