基于工程教育專業(yè)認證的水力學課程目標達成度分析

李 雪，劉羽婷，齊化龍，柏 青，戚文云，林茂森

（沈陽工學院 能源與水利學院，113122，遼寧撫順）

在工程教育專業(yè)認證體系下，教學活動的開展要以學生為中心、以成果導向，為了豐富教學手段與精細化教學內容，提高教學質量，沈陽工學院對水利水電工程專業(yè)開展課程達成度分析[1]。水力學課程是沈陽工學院水利水電工程專業(yè)本科生教學培養(yǎng)計劃中的專業(yè)基礎課程，本文采用工程教育認證的基本指標——課程目標達成度，對2019—2020 學年第1 學期水利水電工程專業(yè)的水力學課程的教學質量進行了評價[2]，通過對學生的課程考試、測試、實驗、項目匯報、作業(yè)等進行考核，評價課程目標的達成情況[3]。具體情況如下。

1 課程基本信息

水力學課程的基本信息見下：

課程名稱：水力學；

所在學院：能源與水利學院；

課程學時：56；

課程學分：3.5 學分；

評價方法（考核依據(jù)）：平時成績、期末成績、實驗成績；

授課班級：19 級水利水電工程專業(yè)1-3 班；

學生人數(shù)：101 人；

成績構成：平時成績20%+期末成績50%+實驗成績30%。

2 課程目標

2.1 課程擬定達到的特定教學目標

教學目標1：了解靜水壓強的基本概念；描述液體運動的兩種基本方法；液流運動三大方程的推導方法；掌握水頭損失的基本概念；管流的基本概念；堰頂溢流和閘孔出流的分類；建立水力學的概念，了解其在工程上的應用。

教學目標2：熟悉流體的連續(xù)介質假設及其基本性質；水頭損失的分類；明槽恒定均勻流、非均勻流的基本概念及其常見水流現(xiàn)象；堰頂溢流和閘孔出流的基本計算公式；水躍共軛水深的水力計算的基本方法，計算水躍的能量損失和水躍躍長；堰頂溢流和閘孔出流的基本計算方法；掌握簡單管道自由出流與淹沒出流基本公式；能夠區(qū)別兩種出流流量系數(shù)的不同點。

教學目標3：掌握各種情況下靜水總壓力的計算、壓強分布圖和壓力體的繪制；掌握液流運動三大方程；水頭損失的計算方法；定性繪制水頭線；明槽恒定均勻流、非均勻流水力計算的基本方法，定性分析和繪制明槽水面曲線；能夠正確繪制總水頭線與測壓管水頭線。

教學目標4：培養(yǎng)學生正確的世界觀、人生觀和價值觀，使學生在掌握專業(yè)知識的同時思想道德修養(yǎng)得到全面提高。

2.2 課程的價值目標與思政育人目標

水力學課程全面貫徹黨的教育方針，將立德樹人的思政教育融入教學過程，結合課程內容，以新時代水利精神為主線，培養(yǎng)學生作為新一代水利人“忠誠、干凈、擔當”的可貴品質，為學生樹立“科學、求實、創(chuàng)新”的價值觀，增強學生作為水利人的社會責任感，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新設計能力，引領學生成為對國家、社會有用的新一代有志青年[4]。具體的價值目標如下：

（1）培養(yǎng)學生自學能力，能夠自主檢索所需信息，思考并解決實際水利工程問題；

（2）培養(yǎng)學生民族自豪感，學習水利人艱苦奮斗、吃苦耐勞的精神；

（3）培養(yǎng)學生誠信、敬業(yè)、科學、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和良好的職業(yè)道德素質；

（4）培養(yǎng)學生遇事不驚、做事從容、敢于挑戰(zhàn)和突破自我，使學生在掌握專業(yè)知識的同時思想道德修養(yǎng)得到全面提高；

（5）培養(yǎng)學生正確的世界觀、人生觀和價值觀，崇高的理想和愛國主義精神，倡導青年一代要展現(xiàn)出努力拼搏、銳意進取的新時代精神。

3 課程教學目標考核評價方案及依據(jù)

課程教學目標考核評價統(tǒng)計見表1。

表1 課程教學目標考核評價統(tǒng)計表

4 評價數(shù)據(jù)合理性分析

（1）期末考試。試卷命題嚴格依據(jù)課程目標設置考題，題型包括填空題、選擇題、判斷題、作圖題、計算題。試題分值在各個章節(jié)的分布情況見表2。

表2 試題分值各章節(jié)分布情況

期末考試采取閉卷形式進行考試，以提高學生的重視程度。試卷中增加與實際工程相關的計算題、綜合題等主觀題的比重，重點考核學生對水力學基本概念的理解和實際工程應用能力，同時培養(yǎng)學生應用理論知識解決實際工程問題的能力[5]。試題設置能夠作為考查學生對課程目標1、2、3 達成情況的直接支撐。

（2）作業(yè)。按本課程學時要求，進行6 次作業(yè)考核，加深學生對重要知識點的掌握。

①第一次作業(yè)內容是第二章靜水壓強計算課后習題，明確支撐課程目標1；

②第三、四次作業(yè)主要涉及第四章液流流態(tài)及水頭損失和第五章有壓管流內容，明確支撐課程目標2；

③第二次作業(yè)，第五、六次作業(yè)內容分別涉及第二章靜水壓力及第七章明渠流動內容，明確支撐課程目標3。

（3）測試。設置了期中測試，其成績作為平時考核的評判依據(jù)，主要針對前半部分重點內容和對后續(xù)學習緊密結合的知識點進行考核，加深學生對知識點的掌握，督促學生自主學習。對應支撐課程目標1、課程目標2。

（4）項目考核。主要通過設置水庫管道引水工程、虹吸管工程、水塔輸水工程等項目案例形式，對學生進行分組，采取小組分工合作完成計算、CAD 制圖，并通過PPT匯報答辯方式進行考核，主要考查學生在任務完成過程中的計算、軟件操作、團隊協(xié)作、表達等能力，并給予成績評定，考核做到理論聯(lián)系實際，考查學生完成實際生產(chǎn)項目的能力，增強學生的團隊協(xié)作能力。這些措施保證了項目考核對課程目標1、2、3 達成情況的考查，并且保證了以項目考核成績評價課程目標達成情況的合理性[6]。

（5）實驗。在實驗考核過程中，主要針對實驗報告、實驗操作、實驗答辯三項，依據(jù)學生對實驗原理的理解程度、實驗操作的規(guī)范性和熟練程度、實驗結果的準確性，給予成績評定[7-8]。這些措施保證了通過實驗對課程目標1、2、3 達成情況的考查。

5 課程目標達成情況

課程目標達成情況如表3 所示。

表3 課程目標達成統(tǒng)計表

6 課程目標達成情況分析

本課程授課對象為水利水電工程專業(yè)1901、1902、1903 三個自然班，共101 人，課程質量評價對象為101人。學生成績平均分為73.92 分，最高分92 分，最低分55分。其中90 分以上4 人，80～89 分19 人，70～79 分45 人，60～69 分31 人，60 分以下2 人，分布如圖1 所示，學生整體成績基本呈現(xiàn)正態(tài)分布，說明試題難度適中。

圖1 學生總評成績分布

課程目標1 的各考核點總分值25 分，學生平均實際得分19.71，目標期望值25 分，平均達成度為0.78，達成度中等，其中85 名同學達成度大于0.7，50 名同學課程目標1 達成度在0.7～0.8，最大達成度為0.93（得分23.7 分），最低達成度為0.55（得分13.7）。課程目標1 關注的是學生對水力學概念的理解，包括質量力的分類、水頭損失的基本概念、管流的基本概念、明渠均勻流的分類及判別方法、堰頂溢流和閘孔出流的分類等，并了解其在工程上的應用，這些內容相對較簡單，因此學生整體掌握情況較好。此外，通過采用多種考核方式考核學生對基本概念的掌握情況，加深學生對基礎知識點的理解，以便在后續(xù)學習較難知識點時能調動學生的學習興趣，因此目標達成度相對較高[9]，詳細的學生個體對課程目標1 達成度情況如圖2 所示。

圖2 學生個體的課程目標1 達成度分布圖

課程目標2 的各考核點總分值為37 分，學生平均得分26.71，期望得分37 分，平均達成度為0.72，達成情況中等，最大達成度為0.89（得分32.8 分），最低達成度為0.45（得分16.54），其中75 名學生課程目標2的達成度在0.6～0.8，如圖3 所示。課程目標2 關注的是在熟悉明渠恒定均勻流、非均勻流的基本概念及其常見水流現(xiàn)象的基礎上，掌握堰頂溢流和閘孔出流的基本計算公式、水躍共軛水深的水力計算的基本方法、簡單管道自由出流與淹沒出流基本公式等。這部分內容相對較難，也可以看出學生達成情況跨度較大，這種情況一方面是由于學生計算能力差異較大，另一方面說明達成度較低的學生沒有認真完成課后作業(yè)、測試、項目考核、實驗等內容，導致期末考試考得也不理想，因為課程目標2 對應的期末考試試題只是在平時習題基礎上適當增加了難度。未來授課過程中，在相應章節(jié)增加多次測試，摸清學情，對計算基礎和能力較差的同學給予特殊幫扶，通過課上鼓勵和課下布置額外作業(yè)，幫助基礎較差的學生提高課程目標達成度。

圖3 學生個體課程目標2 達成度分布圖

課程目標3 考核滿分分值38，學生平均得分27.78，期望得分38，課程目標平均達成度為0.73，最大達成度為0.95（得分35.96 分），最低達成度為0.48（得分18.13）。課程目標3 關注學生掌握各種情況下靜水總壓力的計算，壓強分布圖和壓力體的繪制；掌握液流運動三大方程；水頭損失的計算方法；定性繪制水頭線；明渠恒定均勻流、非均勻流水力計算的基本方法，定性分析和繪制明槽水面曲線；能夠正確繪制總水頭線與測壓管水頭線等等，能依據(jù)所學理論知識，解決具體問題。從評價結果看，學生個體差異極大，兩極分化極其嚴重，如圖4 所示，學生課程目標3 的達成度較分散。這部分內容難度較大，需要學生具備綜合解決問題的能力，計算題較多。針對這種情況，在未來教學過程中應增加綜合案例題的大作業(yè)，令作業(yè)難度高于考試試題難度，以此提高課程目標2、3 的達成度。

圖4 學生個體課程目標3 達成情況

課程目標1～3 總體達成情況如圖5 所示，其中目標1、2、3 平均達成度均在0.7 以上，課程目標1 的達成度最高，目標2、目標3 的達成度相對較低。

圖5 課程目標1～3 總體達成情況

7 課程價值目標與思政育人目標達成評價

該項目標采用問卷調查形式進行考量。課程思政目標的主要觀測點是堅持立德樹人，體現(xiàn)以學生發(fā)展為中心，致力于激發(fā)學生內在潛力和學習動力，注重學生德智體美勞全面發(fā)展，為學生構建正確的世界觀、人生觀、價值觀，培養(yǎng)學生們堅忍不拔、從容不迫和熱愛祖國的奮斗精神和家國情懷[10-11]。2019 級學生課程價值目標與思政育人目標問卷調查結果如圖6 所示，從學生的反饋情況來看，其中對課程思政、教書育人的滿意度高達97.62%，說明課程的思政育人目標達成度較高。

圖6 課程價值目標與思政育人目標問卷調查結果

8 改進措施

從目前對水力學課程的分析可以得出：由于課程學時縮短、期末考試集中等，今后教學應從以下兩方面繼續(xù)改進，以逐步提高教學質量。

（1）繼續(xù)精簡理論性教學內容。日后在教學過程中可以多帶學生參加課程相關的技能大賽，鍛煉學生的實踐應用能力和創(chuàng)新能力，通過競賽可以使學生在提高實踐技能的同時，加深對理論知識點的理解和記憶，提高課程目標2 的達成度。

（2）注重實踐性教學改革探索，為學生創(chuàng)造更多的工程現(xiàn)場氛圍?？蓭ьI學生參觀實際的各種水工建筑物，如水閘、消力池、堰、渠道，增強感性認識，變抽象為實際，讓學生在做課題時覺得是在解決工程實際問題，這樣教師在授課過程中，可大大激發(fā)學生的熱情和創(chuàng)造性，在加深學生對基礎理論理解的同時，加強理論聯(lián)系實際，提高其解決實際問題的能力，從而提高課程目標3 的達成度。