基于能力培養的本科實踐教學評價模型與應用

吳嬌蓉+林子旸+惠英

摘要：“卓越工程師”培養計劃強調實踐教學培養，工程教育專業認證倡導人才培養模式以產出為導向。本文依托同濟大學2012級交通工程專業本科生實踐教學效果的調查數據，同時考慮了學校的培養期望和學生的實際培養能力自評結果，建立實踐教學活動的效果評價模型，對實踐教學活動的能力培養達成進行了量化分析，能夠對學校實踐教學活動培養的有效性進行評價，并對實踐教學活動的活動內容、實踐教學能力培養重要度提出明確調整方向和建議。

關鍵詞：能力培養；本科；實踐教學；評價模型與應用

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）07-0045-05

一、背景

“卓越工程師”培養計劃強調實踐教學培養，針對實踐教學提出了一系列要求，包括求學生到企業學習的時間、面向工程實踐完成本科畢業設計或研究生學位論文[1]等等。旨在通過學生實踐教學促進理論和實際相結合，實踐教學環節已成為培養卓越工程師人才的重要組成部分。實踐教學活動一般包括三部分[2]：基礎實踐，主要包括：（1）通識教育課程實驗、課外實踐、職業拓展等；（2）專業實踐，主要包括綜合型實驗、研究性實驗、設計性實驗、課程設計等；（3）企業實踐，主要包括認知實習、生產實習、企業實踐、畢業實習等。本文將教學活動歸納為五類，分別為：專業實習、企業實習、課程設計、畢業設計。由于實踐教學包括的教學活動類型多樣，各項實踐教學活動分別側重于培養學生不同方面的能力，但是對不同實踐教學活動效果的評估往往采用定性分析方式[3]，如陶永健等[4]通過企業調查獲得企業對人才培養的要求和實際情況，對院校實踐教學情況進行了分析，但定性分析方法很難說明差異性，且主觀性較強；劉國繁等[5]采用畢業生課程成績、大學生創新競賽成績和畢業后業績三方面來提高評價的客觀性。總體而言，對各項實踐教學活動能力培養差異的定量分析較少。

而工程教育專業認證倡導的人才培養模式以產出為導向，需要各高校舉證已開展的本科實踐教學能夠支持相關能力培養要求，顯然以往主觀性和定性評價方法對于工程教育專業認證關注的達成度評價支撐不足。因此，對不同實踐教學活動的效果評價是否能夠建立定量評價方法和相關標準？評價的結果如何使用以便發現目前實踐教學存在的問題，進行持續改進，均成為值得研究的問題。

本文依托學生自評和本科實踐教學活動效果的調查數據，建立實踐教學活動評價模型，并以同濟大學2012級交通工程專業本科生的實踐教學活動為對象，進行能力培養效果的綜合評價，結合定量評價結果，梳理實踐教學需要關注的問題和持續改進的方向與具體建議。

二、實踐教學效果評價模型

（一）評價模型構建

本科生的實踐能力培養需要關注學校與學生互動，以增強培養效果[6]。因此，在構建評價模型時，綜合考慮校方與學生的評價，將教學活動效果用學生不同能力提升打分表示。即首先由學校對各個教學活動期望培養的能力進行重要度分析，然后劃分權重，再由學生進行自身能力提升情況自評打分，最后綜合得到教學活動效果評價指標。模型表達如下：

綜合得分=∑能力項得分×對應的整體權重

式中：

綜合得分：對某項教學活動的綜合評價指標，分數越高，說明該教學活動越有效；能力項得分：某一能力項提升情況的平均得分，由學生自評得到；整體權重：某一能力項在對應教學活動中所占的權重。

（二）實踐教學對應的能力培養項選擇

李卓寶等[7]認為高校需要培養人才唯物辯證的科學思維方法，同時要培養科學思維能力和創造能力。王孫禺等[8]將學生能力分為內部適應性和外部適應性兩部分進行數據分析評價。在內部適應性中，包括了知識掌握情況、創新能力、學位論文質量評價；而在外部適應性中，包括合作精神、組織協調能力、事業心、責任感等方面的評價。本團隊對交通工程師職業發展能力研究認為[9]，在本科的卓越工程師培養時，需要培養的能力主要有以下幾類：基本職業道德素質、基本工程知識能力、分析問題解決問題能力、創新意識和開發設計能力、學習能力、管理與溝通合作能力、國際交流合作能力、危機處理能力等。

基于以上研究，結合中國工程教育專業認證會頒布的工程教育認證標準中畢業要求能力分項，將本科實踐教學培養的學生能力分為八項：工程知識運用能力、實驗設計能力、設計開發能力、工具使用能力、人文素養能力、團隊協作能力、問題分析能力、終身學習能力八項。

（三）能力項權重確定方法

由于在實踐教學活動評價模型中，一般能力項劃分和學生樣本數量并不會很大，且本文建立的模型教學活動重要度較為確定，因此考慮用層次分析法計算分層權重。

層次分析法有三個步驟：確定評價體系、構造判斷矩陣、求解判斷矩陣并檢驗，以下分別進行具體敘述。

1.確定評價體系。層次分析法一般分為三至四層，最上層為目標層，中間層是準則層或指標層，最下層為方案層。根據對實踐教學數據的研究和分析，將最上層定義為基于某教學活動評價的目標層，將中間的指標層對應實踐教學活動培養能力分類：專業型能力、綜合型能力。最下層的八個具體能力項對應關系為：專業型能力由工程知識運用、實驗設計、設計開發、工具使用四項對應，綜合型能力由人文素養、團隊協作、問題分析、終身學習四項能力對應，見圖1。

2.構建判斷矩陣。采用T.L.Saaty教授定義的重要度1—9標度，比較對象間的重要程度，為各個對象賦值如表1。得到所有對象兩兩之間的重要度后，可以獲得重要度矩陣[10]。

劉長鑫[11]通過網絡問卷獲取的重要度指標占比構造判斷矩陣；鄧紅霞等[12]通過專家評定重要度構造判斷矩陣。本文以同濟大學交通運輸工程學院的實踐教學采集到的學生能力培養數據為例，按照學院給出的實踐教學活動和能力對應表以及重要度等級劃分，根據重要度標度的計算方法，重新計算不同能力項之間的判斷矩陣。

3.檢驗矩陣合理性。計算同一層級因素對最高層的相對重要度，需要進行一致性檢驗。二階級以下的判斷矩陣本身就具有一致性。對于二階以上的判斷矩陣采用對比一致性指標CR進行一致性判斷。

各指標層的判定中，如果CR≤0.1，則認為判斷矩陣具有較好的一致性，說明判斷矩陣的構建是可用的。

三、實踐教學效果評價

為了驗證上述實踐教學效果評價模型的有效性，筆者所在的教學研究團隊對同濟大學交通運輸工程學院2016屆交通工程專業學生的實踐教學活動效果首先進行了問卷調查，排除漏填、填錯等情況，獲得113份有效問卷。采用調查數據和上述實踐教學效果評價模型，對不同實踐教學活動進行能力培養效果評價指標計算和深入分析。

（一）調查情況概述

同濟大學交通運輸工程學院交通工程專業在本科階段共有5類實踐教學活動，分別為專業實習（包括測量實習和企業認知實習）、系列創新活動、課程設計、企業實習、畢業設計，采用學生自評的形式。每位學生為自己在某項教學活動中獲得的某項能力提升情況進行評分，在問卷中，每一項能力的滿分10分，最低為0分。

通過統計可以得到學生自評的各教學活動影響能力平均得分情況[13]，如表3。

（二）各能力權重的確定方法

判斷矩陣構建依據同濟大學交通運輸工程學院各項教學活動在能力培養中的重要度分級表3.4[13]，由表中數據可見重要度在0—0.5之間波動。根據9標度重要度劃分方法，從整體層面將期望值分為9個等級，從而得到能力項之間的相對重要度。然后計算各層級的權重，進行檢驗后發現，均能通過一致性檢驗，見表4—表7。

（三）評價分析

參考學生自評成績分布，結合常用的成績分級方法，將教學評價綜合得分分為效果極佳、效果較好、效果合格和沒有效果4個等級，大于8.5分為效果極佳，7—8.5分效果較好，6.0—7.0分為效果合格，小于6.0分為效果較差。因此，當綜合得分高于6.0時，說明該項教學活動培養效果基本達到學校的期望，基本完成了學校的培養目標。

1.專業實習。

專業實習活動得分偏低，僅得到了5.893分。在整體權重中最大的工程知識運用能力和實驗設計能力均只得到了6.0分，而占權重較小的問題分析能力和人文素養能力反而得到了相對較高的7.6和7.8分。

可以看出，在專業實習中，學生的完成情況與學院預期的相差較大，可能需要在教學活動培養方面進行一定的調整。

2.創新活動。

創新活動綜合得分達到了7.229，大于7.0，說明整體培養效果較好。

創新活動的培養目標較為均衡，每一項能力的整體權重都相差不大。除了設計開發能力以外，整體權重較大的能力項得分均超過了8.0分，而其余權重較小的能力項得分均較低。橫向對比后，建議關注設計開發能力培養方面。

3.課程設計。

創新活動綜合得分達到了7.138，大于7.0，說明整體培養效果較好。

在課程設計中，培養目的明確，工具使用能力的整體權重達到了0.4675。但除了工程知識運用能力，各項能力的得分較為均衡，在對學生的深入調查中發現，課程設計這一教學活動對工程知識運用方面的能力提升十分明顯，可以說課程設計鞏固了工程知識的掌握。

4.企業實習。

企業實習的綜合得分未7.007，剛剛超過7分，雖達到較好水平，但得分較低。

由評分表可以看出，企業實習的培養效果針對性并不好，權重較大的問題分析、人文素養、終身學習三個能力項得分均未超過7.5分。而權重較小的工程知識運用、工具使用、團隊協作能力項得分均超過了8分。

從學生得分可以看出，企業實習對專業型能力的培養效果更好，可以調整企業實習的培養方向來達到更好的培養效果。

5.畢業設計。

畢業設計綜合得分達到了8.712分，超過了8.5分，可以說培養效果極佳。

在畢業設計中，各項能力得分均超過8分，畢業設計的教學過程需要學生綜合理解并應用大學四年的知識，因此能夠較好地提升學生的整體水平。

（四）持續改進建議

將五項實踐教學活動培養效果匯總形成表13。可見，畢業設計/論文得分超過8.5分，效果很好；創新活動、課程設計、企業實習三項活動分值在7—8分，培養效果較好；專業實習的培養期望與實際效果有一定差距，各能力項整體得分都偏低，且權重最高的能力項得分僅在6分，實習綜合得分低于6分，實踐教學活動培養效果較差。因此，專業實習的教學活動內容設計需要進行調整。

由上節各項實踐教學活動培養能力分項分析可知，交通運輸工程學院各項教學活動在能力培養中的重要度分級表4結構基本合理，除企業實習以外的大部分實踐教學活動側重于專業型能力，需要微調的部分見表14各單元格括號中箭頭顯示，↑表示重要度上調，↓表示重要度下調。

重要度分級微調單元格理由梳理如下：

1.在畢業設計活動和創新項目活動中，學院重要度分布與學生自評情況契合度較高，保持關注，重要度分級不建議調整。

2.在課程設計活動中，工程知識運用能力學生自評得分達到了8.6，說明在實際培養中，課程設計活動能較好地增強學生的工程知識運用能力。但在評價指標計算后整體權重僅占0.0808，建議上調課程設計活動中工程知識運用的比重。

3.專業實習活動對能力項培養的針對性較弱，培養期望完成情況差，首先需要進行教學活動內容調整和改進。其次，通過得分與權重對應關系可知，應上調問題分析能力的重要度；下調工程知識運用、實驗設計兩項能力的重要度。

4.企業實習對工程知識運用、工具使用兩項能力項的提升得分最高，但整體權重僅分別為0.0136和0.0467，因此對該兩項能力的重要度進行上調。

四、結論與展望

本文提出的本科實踐教學活動評價模型同時考慮了學校的培養期望和學生的實際培養能力自評結果，對實踐教學活動的能力培養達成進行了量化分析，能夠對學校實踐教學活動培養的有效性進行評價，并對實踐教學活動的活動內容提出調整方向。

本文分析所依托的數據在采集周期和樣本方面仍需要進一步改進。本文采用的數據來自于應屆畢業生，對一屆的學生四年進行一次性調查，若出現調查偏差難以進行修正，會對分析結果造成影響。可以縮短調查周期，即在本科四年歇息過程中增加一次調查或者在每項實踐教學活動后及時進行活動效果調查，再與畢業時的調查進行互相修正，一方面提高模型準確性，一方面提高數據評價的針對性。

本文獲取的數據樣本均來自同濟大學交通運輸工程學院，可以通過擴大調查范圍，增加調查樣本數量提升模型的評價質量。同時，在調查問卷中，可以增加學生對教學活動安排重要度和合理度的評價，以便輔助判斷學生對實踐教學活動的態度和感受，提高評價的準確性。

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Abstract：The Plan for Educating and Training Outstanding Engineers（PETOE） emphasizes on practical teaching. Accredited engineering programms advocates that corresponding training mode should be leaded by outcome. Based on the survey data for the practical training on traffic engineering undergraduates of grade 2012，this paper takes both training expectation from school and self-assessment of actual training effect from students into account，thus to build an evaluation model for practical teaching activities. The model can evaluate the effectiveness of training in practical teaching activities. Moreover，it comes up with explicit adjustment direction and suggestion for ability training objective as well as content of practical activity.

Key words：ability training；undergraduate；practical teaching；evaluation model and application