基于工程教育專業認證的土木工程人才培養質量動態監控與評估

謝良甫 秦擁軍 王建虎

《華盛頓協議》于1989年由美國、英國、加拿大、愛爾蘭、澳大利亞、新西蘭6 個國家的民間工程專業團體發起和簽署。2016年6月2日，我國成為《華盛頓協議》 第18 個正式成員。國內院校要抓住第三次產業革命的大好時機，真正使自己的工科教育達到“雙一流”水平，必然要與國際接軌，參照《華盛頓協議》規定的各項工程教育專業認證標準進行專業建設和教學工作。通過認證的院校，其工程教育認證的結果將得到協議其他成員認可；通過認證專業的畢業生在相關國家申請工程師執業資格時，將享有與本國畢業生同等待遇。

工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保障制度，也是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎。工程教育專業認證的核心就是要確認工科專業畢業生達到行業認可的既定質量標準要求，是一種以培養目標和畢業出口要求為導向的合格性評價。

國際工程教育認證的三大核心理念為“學生中心、產出導向、持續改進”[1]，其中“持續改進”強調專業必須建立有效的質量監控和持續改進機制，能持續跟蹤改進質量并用于推動專業人才培養質量保障和不斷提升[2]。工程教育認證的重要特點就是要求專業建立持續改進的質量文化，認證標準同樣貫穿了質量持續改進的基本理念。工程教育認證標準要求專業必須有明確可行的改進機制和措施，能持續跟蹤改進質量并收集信息用于下一步改進，形成“評估—改進—再評估”的閉環管理，從而不斷提高教育質量，形成動態良性循環。

2018年，新疆大學土木工程專業通過住房和城鄉建設部高等教育土木工程專業評估委員會評估，成為新疆維吾爾自治區第一個通過國際工程教育認證的工科專業。新疆大學土木工程專業正式被納入我國工程教育專業認證體系及《華盛頓協議》名單，有助于土木工程專業技術人員跨境流動和執業，支撐“一帶一路”倡議的實施。

雖然新疆大學土木工程專業已經順利通過了國際工程教育專業認證，但是建立合理有效的人才培養質量動態監控評價體系，確保一線教學時刻按照工程教育專業認證理念執行，做到持續改進，確保順利通過下一階段驗收是新疆大學土木工程專業建設的重點工作之一。因此，依托工程教育專業認證建立土木工程專業人才培養質量動態監控與評估體系，既能促進工程教育專業認證理念進一步融入土木工程專業一線教學過程，督促教師時刻以工程教育專業認證理念為核心開展教學，又為新疆大學土木工程專業建設提供了持續改進的方向，同時提高了人才培養質量以及土木工程專業行業認可度，也為新疆大學以及自治區其他工科專業人才培養提供指導與幫助。

一、工程教育認證監控與評估的現狀

通過專業認證只是開始，關鍵是后續的持續改進。因此認證專業要加大質量監控力度，形成“評估—改進—再評估”系統。持續改進培養目標使其符合內外要求，持續改進畢業要求使其符合培養目標，持續改進教學活動使其符合畢業要求[3]。

目前我國在工程教育認證監控與評估方面主要有以下幾種方法：第一，通過課程目標提出持續改進措施；第二，由專家系統分析畢業要求達成度低的原因，通過規則推理得到需要改進的課程；第三，用工程教育的成果導向教育（OBE）思想和理念分析現有的課程教學與工程教育認證要求的差距并提出改進措施；第四，依據課堂和課后練習，及時了解學生對階段性教學目標的達成情況，并結合本校教學督導隨堂聽課反饋的意見，及時發現教學環節中存在的問題并提出改進措施。

根據國際工程教育專業認證要求，目前新疆大學土木工程專業各門課程目標達成度分析已持續開展兩年，積累了大量零散的基礎數據。但由于缺乏對數據及時有效的整理分析，無法動態監控新疆大學土木工程專業人才培養質量，若等到最后一學年才進行人才培養質量評估，必定導致改進措施嚴重滯后，并且針對高年級學生存在的問題而提出的改進措施不一定適用于低年級。

因此，依托工程教育專業認證，建立一套科學合理的人才培養質量動態監控與評估系統，并對新疆大學土木工程專業自大一開始實施。根據學生學習情況持續提出改進措施，指引一線教師將工程教育專業認證理念融入教學環節，以提高土木工程專業學生畢業指標點達成度，進而提升人才培養質量。

二、人才培養動態監控與評估的可行性

新疆大學土木工程專業在2018年順利通過工程教育認證。在認證準備階段，新疆大學土木工程專業嚴格圍繞工程教育認證重新制定培養方案和教學大綱，積極營造領導率先垂范、專業教師和學生全員覆蓋、全體參與的氛圍。目前土木工程專業大部分師生對工程認證核心理念有了清晰的認識。近三年來，土木工程專業班級相關任課教師均按照工程教育認證理念進行專業教學，所有教學資料均按照工程教育認證要求進行，每門課程均有課程目標達成度計算數據。近兩屆畢業生均按照工程教育認證要求定期進行用人單位問卷調查，積累了大量基礎數據。在此基礎上通過理論計算分析，構建專業培養動態監控與評估系統具有可行性。

三、人才培養質量動態監控與評估方案

（一）改革內容

1.建立人才培養質量動態監控與評估體系

及時收集土木工程專業各年級課程目標達成度基礎數據，并根據工程教育專業認證要求編制課程目標及畢業指標基礎數據自動錄入、整理和分析程序。該程序能直觀反映各級學生各門課達成度的具體情況，了解學生的薄弱環節，不僅讓任課教師清楚上階段學生培養成效，亦能讓學院了解各年級學生畢業指標點動態達成情況。

2.優化系統評價參數

完善現有畢業指標點達成度計算系統，收集計算已畢業學生畢業指標達成度，同時統計已畢業學生所在的用人單位評價達成度數據，分析二者差異及差異產生的原因，并從用人單位的角度，采用反分析計算出各門課程與畢業指標點的權重矩陣，結合用人單位真實反饋建議與信息，及時在系統中優化課程權重矩陣，不斷縮小畢業指標點達成度與用人單位評價結果的差異，使計算系統更加真實可靠[4]。

3.形成“評估—改進—再評估”評估體系的閉環

根據上述系統評估結果，動態監控各年級當前畢業指標達成度，找出急需加強的畢業指標點，并根據課程權重矩陣顯示出權重系數大的課程與實踐環節，提前讓任課教師了解情況，并做出教學改進。系統會每學期根據學生當前學習情況，重新評估學生培養質量，并動態更新數據與改進措施，對教師提出教學改進要求，使各年級學生在畢業前不斷提高畢業指標點達成度，進而提高土木工程專業人才培養質量。

通過建立土木工程專業人才培養質量動態監控與評估系統，動態指引土木工程專業教師按工程教育專業認證理念開展教學，為新疆大學土木工程專業教學和建設提出及時、合理、持續性的改進措施，提升土木工程專業人才培養質量。動態監控與評估系統實施方案技術路線圖，如圖1所示。

圖1 動態監控與評估系統實施方案技術路線圖

通過用人單位的評價結果，可以反分析計算出課程與畢業指標點權重矩陣。同時可通過當前學生畢業指標達成度情況，得出有效的教學改進方向與建議。

（二）實施方案

一是對土木工程專業班級（土木2016、2017、2018、2019級）前期課程目標達成度數據進行收集整理，參考工程教育專業認證標準要求，通過python 編制課程目標達成度及畢業指標點自動分析計算程序，建立土木工程專業四個年級工程教育專業認證動態數據庫。

二是選取近兩屆畢業班級（土木2013、2014 級）在校畢業指標達成度及用人單位評價結果，對差異較大的指標，可通過采用神經網絡優化計算程序中該指標各門相關課程的權重系數，縮小畢業指標達成度及用人單位評價結果差異，并將2015 級學生數據用于程序結果的驗證與進一步完善。

三是通過畢業指標計算程序，實現學生培養質量的動態監控與評估，并根據評估結果中學生的薄弱畢業指標點，反計算出下學期權重系數大的關鍵課程與實踐環節，列出所有課程與實踐環節各畢業指標點期望值，并將結果反饋給任課教師。每學期再重新評估一次，做到“評估—改進—再評估”的閉環，確保學生畢業指標達成度不斷提高，進而不斷提升人才培養質量。

（三）實施方法

1.基礎數據收集整理

對檔案室內存放的土木工程專業各年級歷年課程目標及畢業指標達成度數據進行收集，對在校生按年級、專業方向分別建立動態數據庫，讓教師能及時查閱各班級畢業指標點達成度情況。

2.用人單位問卷調查與實地調研

根據土木工程專業最近兩屆畢業生就業分布特征，通過網絡或電話對用人單位進行畢業生培養質量問卷調查，并對新疆地區大型國企設計院、施工單位進行實地調研，獲取生產單位對新疆大學土木工程專業最近兩屆學生培養質量反饋結果。

3.神經網絡學習

根據最近三屆畢業生畢業指標達成度及用人單位評價結果，利用偽隨機數生成課程權重矩陣樣本，通過神經網絡進行機器學習，獲取課程與畢業指標點權重矩陣，并結合專業教師、企業專家意見進行優化調整。

綜上所述，本文闡述了基于工程教育專業認證進行土木工程教學改革的必要性及存在的問題。以新疆大學土木工程專業為例，在工程教育專業認證的背景下，根據教學情況、畢業學生畢業指標達成度、用人單位評價等條件，建立一套科學合理的符合新疆大學教學情況的人才培養質量動態監控和評價系統，形成“評估—改進—再評估”的閉環管理，為土木工程專業教學和人才培養提供動態數據反饋，促進教學和人才培養質量的持續改進，同時，對其他專業建設和人才培養具有參考意義。