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基于“一人一题”的《计算方法》课程改革实践研究

杨瑞梁
  
科学与学术文集
2022年31期
天津工业大学

摘要:以机械工程专业必修课《计算方法》为例,探讨了课后作业“一人一题”的课程改革实践情况。把学生的班级和学号作为已知参数融入到题目当中,以达到“一人一题”的设计目的。结果证明在培养学生巩固所学知识的同时,有效避免了学生的抄袭现象。

关键词:一人一题   计算方法   机械工程

1.引言

目前我国已进入高等教育普及化阶段,高等教育毛入学率已超50%。本来应该是天之骄子的大学生,部分学生并不能端正学习态度。吕海江等人[1]的调查指出: 对同学间相互抄袭课后作业,表示可以理解的学生,竟然占到了调查学生总数的86.0%。尽管这仅是对浙江1000名大学生问卷调查得出的结论,但已可以管中窥豹,看出目前部分大学生的学习态度并不端正,课后作业抄袭比较普遍,且同学对抄袭现象比较漠视,甚至表示可以理解。

工科类院校具有大量的数学类、物理类、化学类的专业,部分基础课程比较枯燥。为保证课程的教学效果,一般会布置课后作业。为提高教学效果,避免课后作业的抄袭现象,很有必要采取更有效的措施,其中课后作业“一人一题”就是一个很好的改进措施。熊瑞生[2]设计了“一人一题”单元测试等,取得了良好效果,在培养学生解决实际问题的同时,有效避免了考试作弊现象。吕海江等人[1]在多方努力下,建立自主创新一人一题制度,有效避免了学生的抄袭现象。

下面以机械工程专业的必修课“计算方法”课程为例,来探讨课后作业“一人一题”的课程改革实践情况。

2.“一人一题”课后作业简介

《计算方法》是工程教育认证要求、机械工程专业必须开设的一门专业基础课。该门课程是数学和机械相结合的一门课程。主要讲机械工程领域常用的数值计算方法、有限方法入门基础、杆梁有限元等内容。该门课程是24学时,其中理论讲授16学时,上机操作8学时。

课后作业共布置三次,分别为数值计算方法、杆单元、梁单元。在布置数值计算方法的课后作业时,为达到设计一人一题的目的,作者把班级号、学号作为系数到线性方程组的系数矩阵中,每一个学生的线性方程组均不一样,这样就达到了“一人一题”的设计目的。布置杆单元和梁单元的课后作业时,把学生的班级号、学号分别作为单元的已知参数,变化题目的已知条件从而达到一人一题的目的。

教师事先已经编好计算机程序,计算出每一个学生的最终求解结果。批改作业时,把学生按班级学号排好顺序,对照批改学生的作业。如果学生求解结果与计算机给出的标准答案不一致,则进一步判断是学生计算错了,还是学生抄袭别人的作业?如果是抄袭别的同学的作业,则根据题目的已知条件,看他是抄袭哪位同学的作业?

3.“一人一题”实施情况

作者针对19级机械工程专业8个班的学生进行了“一人一题”的课后作业改革实践。现对实施情况叙述如下。8个班学生共190人,三次作业在教师的反复督促之下尚有2人、15人、18人没有交作业,分别占比1%、7.9%和9.5%。在交的三次作业中,分别有5人、10人、12人抄袭或试图抄袭,分别占比2.6%、5.3%和6.3%。抄袭或试图抄袭的证据是:篡改教师给的已知条件,或者篡改部分已知条件。通过篡改的已知条件,可以追踪到被抄袭的同学。经教师核对,被抄袭同学的作业质量都较好。这说明部分同学的抄袭就是源于不自信和懒惰,潜意识就想抄袭身边认真学习的同学。

已交的三次作业中,答案完全正确的同学分别有65份、44份和6份,占比分别为34.2%、23.2%和3.2%。这表明仍然仅有少数同学能够潜下心来认真做作业。由于最大限度地避免了抄作业现象,这些学生肯定也认真听课、努力做作业了。三次作业题的难题是:第一次作业难度较低,第二次作业难度较高,第三次的作业难度最高。据认真做作业的同学反馈说:第二次作业学生普遍用时4小时以上,而第三次作业学生用时在8小时以上。作业时间过长,会导致学生在求解过程中出现急躁情绪。

已交的三次作业中,除去抄袭或试图抄袭的,答案有错误的分别有118份、121份和154份,占比分别为62.1%、63.7%和81.1%。错误的主要原因是:计算过程不规范、计算步骤不完善、计算中间错误或计算结果不完善。教师打分以鼓励为主,除去抄袭或试图抄袭的,三次给分的中位数分别为95分、85分和90分,均值±方差分别为94.7±5.2分、84.9±4.1分和88.3±2.8分。

4. “一人一题”实施效果分析

针对“一人一题”的实施效果,基于平时与学生的交流,对学生进行了线上问卷调查。有效回收152份。其中对“一人一题”表示“满意”和“比较满意”的学生为85份和44份,占比分别为55.9%和28.9%。这表明“一人一题”基本得到同学的认可。认为三次作业比较难的同学分别为0份、120份和152份,占比分别为0%,78.9%和100%。这表明第一次作业过于简单,第二次作业较难,而第三次作业太难了。“第一次作业所用时间<1小时”、“第二次作业所用时间<4小时”、“第三次作业所用时间<8小时”分别为144人、12人和20人,占比为94.7%、7.9%和13.2%。这表明第二次作业和第三次作业所用时间明显偏多、难度偏大。

“一人一题”实施后,作业抄袭现象大幅度减少(每次抄袭人数均低于总数7%),且抄袭可以追溯到被抄袭者。与此相对应的,本门课程4次上机实验报告,没有实施“一人一题”,结果交上来的上机实验报告抄袭现象严重,平均每个班的实验报告只有3-4个版本,也就是一个班级20多人涉嫌抄袭,但无法追踪到哪一同学的实验报告是原创。当然这与上机题目相同有很大关系,并意味着每个班都有20多人是抄袭的,但肯定有很多学生是浑水摸鱼、大肆抄袭的。

5.结束语

针对《计算方法》实施的“一人一题”教学改革表明:如果采用“一人一题”,抄袭人数会幅度下降;如果采用相同的题目,无法追溯到抄袭者和被抄袭者,抄袭现象会大幅度上升。

参考文献:

[1]吕海江,计 东. “一人一题”作业方式初探. 黄山学院学报.2011,13(5):115-118.

[2] 熊瑞生. 基于“一人一题”理念的钢结构课程教学的改革与实践. 宜春学院学报.2021,43(3):117-121.

支持项目:“纺织之光”中国纺织工业联合会高等教育教学改革研究项目(项目编号:704)

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