基于土木工程專業認證的課程考核模式改革探索

侯秀慧 張凱 黃河

［摘 要］ 工程教育認證要求接受認證專業采用面向產出的教學評價方式。面向產出的課程目標達成情況評價的實質是“評學”，即評價課程目標的達成情況，而課程目標達成評價又是畢業要求達成評價的重要依據。從土木工程專業培養領軍型人才的目標出發，結合土木工程專業認證，以“結構力學”課程為例，進行課程考核模式改革，從傳統考試評價向綜合素質評價轉變，實現多經緯度能力的有效培養，從而為新工科背景下土木工程專業人才培養提供新思路。

［關鍵詞］ 專業認證；結構力學；課程目標；直接評價；間接評價

［基金項目］ 2023年度西北工業大學教育教學改革研究項目“面向大類培養、基于多學科交叉融合的結構力學一流課程建設的研究與實踐”（2023JGY15）；2023年度西北工業大學高水平示范課程項目“固體力學貫通課——‘結構力學”

［作者簡介］ 侯秀慧（1983—），女，山東德州人，工學博士，西北工業大學力學與土木建筑學院副教授，主要從事輕質結構吸能減振動力學行為分析研究；張凱（1983—），男，河南新鄉人，工學博士，西北工業大學力學與土木建筑學院教授，主要從事結構動力學與工程結構抗震性能研究；黃河（1988—），男，浙江杭州人，工學博士，西北工業大學力學與土木建筑學院副教授，主要從事可展開結構動力學研究。

［中圖分類號］ G423.04［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2024）06-0013-04 ［收稿日期］ 2023-04-17

根據我國工程教育改革發展需要，以及國際工程教育發展變化趨勢，2016年6月，我國正式加入國際上最具影響力的工程教育學位互認協議之一《華盛頓協議》［1］，以不斷完善工程教育認證體系，更好地保障我國工程教育人才培養質量，提高工程教育對產業發展的適應性，為國家經濟社會發展和工業現代化建設做出更大貢獻。

西北工業大學土木工程專業融合學校“三航”特色，以培養具有家國情懷與高尚品格、廣博學識與創新精神、軍民兩用基礎設施建設領域的領軍人才為目標。作為學校第一批參與工程教育專業認證建設的本科專業，土木工程擬以專業認證為契機，引導建立面向產出的課程質量評價機制，為申請國家專業認證奠定較好的前期基礎。課程考核評價是教學過程中的重要環節，是檢驗教學目標和教學質量、教學成果的主要手段，在整個教學過程中起到導向、檢驗、診斷、反饋、激勵等多種作用［2］。本文結合學校開展土木工程專業認證過程中的課程目標達成度評價工作，以“結構力學”課程為例，總結課程考核評價過程及方法，分析評價結果，提出改革方案，同時闡述革新后的評價方式對課程建設的作用以及已經取得的顯著成效，為促進“結構力學”一流本科課程建設提供參考。

一、課程目標與畢業要求指標點的對應

自從我國加入《華盛頓協議》以來，全國各個高校依托工程教育專業認證，進行了一系列課程改革。顧春麗［3］根據專業認證的評審標準，對“混凝土結構設計原理”的課程目標達成情況進行了分析，提出了優化課程設計的方案。李想等［4］結合土木工程專業認證，對“橋涵水文”課程的課程設置、教學環節以及考核方式等三方面的改革進行了具體闡述與論證。結構力學是研究結構的合理形式以及結構在受力狀態下內力、變形、動力反應和穩定性等方面的規律性學科。作為土木工程專業的核心專業基礎課程，在基礎理論課到專業課的整個知識體系中起到重要的紐帶和橋梁作用，對學生分析問題能力培養、價值觀塑造、工程素質教育、科學思維鍛煉等至關重要。因此，為符合工程教育認證的標準，西北工業大學土木工程專業結構力學教學團隊首先進行了“結構力學”課程教學大綱的修訂，細化了課程教學目標，厘清了不同教學內容與課程目標的對應關系，依據關聯度的高低，形成課程目標與畢業要求指標的關聯矩陣。其中課程目標一：了解結構的基本概念，熟悉各類結構的幾何組成規律、連接方式以及受力性能，培養結果分析和模型抽象能力。對應畢業要求指標點1.3，即能夠將土木工程專業知識和數學模型方法用于推演和分析專業工程問題。課程目標二：基于“理論力學”和“材料力學”等課程的基礎知識，進一步掌握各類靜定的平面桿系結構的受力分析方法、位移計算方法，培養結構識別以及數值計算的能力。課程目標三：在靜定結構受力分析的基礎上，能夠掌握各類超靜定結構的受力分析方法和實用計算方法，能夠求解各類超靜定結構的內力分布，具有一定的結構受力變形特征分析和判斷能力。對應畢業要求指標點2.1，即能夠利用數學、自然科學、工程基礎的基本原理對土木工程問題關鍵環節進行識別和判斷。課程目標四：掌握各類結構在非荷載因素作用下的受力特點和內力分布規律，熟悉面向不同土木工程結構的受力規律和結構設計思路，具有一定的歸納總結和邏輯思維能力。對應畢業要求指標點2.2，即能夠利用土木工程領域基本原理及專業知識正確表述復雜工程問題。

我國2017版《工程教育認證標準》對畢業生要求提出12條標準，其中有8條標準提及“復雜工程問題”。要解決復雜工程問題，不僅要強化結構力學基本概念的綜合應用和概念設計的理念，還要適應隨著計算機科學的發展而形成的與之適應的結構分析理論與方法。因此，結構力學教學團隊在課程目標設置上，注重“結果分析”“模型抽象”“數值計算”“分析判斷”“歸納總結”及“邏輯思維”等能力的培養，使學生在學習后能夠利用結構力學的基本原理以及專業知識正確分析復雜工程問題。

二、課程目標達成度評價方法及分析

工程教育認證要求專業必須建立并實施面向產出的內部評價機制，其核心是基于學生學習產出的課程質量評價機制。課程質量直接關系學校人才培養的質量，課程目標達成情況評價是教學過程質量監控的核心內容。根據常規做法，本專業將0.7設定為教學目標達成標準值。評價值大于0.7，認定該課程教學目標“達成”；評價值小于0.7，認定該課程教學目標“未達成”。

本文以2019年到2021年連續兩周期的“結構力學”課程考核結果為依據，對“結構力學”課程考核評價機制進行分析，并在2022年的課程教學中進行了相應考核模式的改革實踐。表1中列出了2019—2021連續兩個周期的課程目標直接評價達成情況，其中依據學生每道題的得分，求出對應課程目標的平均得分情況，進而獲得相應課程目標考核直接評價達成度。

由表1可知，課程目標二兩年達成情況最好（均為0.80），說明學生已經熟練掌握各類平面桿系靜定結構的受力分析方法、位移計算方法。但2019—2020秋的課程目標三達成度不高，說明學生對于各類超靜定結構的受力分析方法和實用計算方法的掌握程度還稍顯欠缺。在后續教學過程中，通過優化該部分教學內容以及學時分配，在2020—2021秋的課程考核中，課程目標三的達成度達到0.70，即認定該課程教學目標已達成。

由表1亦可知，整體課程目標達成度參差不齊，差別較大（最高0.93，最低0.68）。這可能歸因于單一的課程考核模式。試卷考試作為一種量化學生專業知識掌握程度的有效方式，被廣泛采用，但其也因考核模式單一被解讀為“應試教育”的唯一考核標準。隨著新工科教育的提出，迫切需要在課程教學上進行改革與完善，這就決定了“結構力學”課程教學需要以力學基本概念及其科學運用為主線，以客觀世界的認知規律為出發點，以工程實踐為背景，以素質和能力的提高為根本目標，不斷改進教學方法，改革評價機制，以實現學生的知識傳授與能力提高并重。因此，為更準確量化課程目標達成情況，同時也為適應工程教育專業認證的要求，結構力學教學團隊通過構建多元評價體系，加大學生素質和能力培養力度，為培養適應新工科的人才做出貢獻。

三、基于工程教育專業認證的課程考核模式改革

為符合工程教育認證的標準，結構力學教學團隊建立了“面向產出的課程目標達成情況評價機制”，對以往僅注重課程考試的考核方式進行改革，增加學生自評環節，形成“平時作業評分標準”“課堂互動評分標準”“課程考試評分標準”以及“課程目標自評問卷”等方式。本文以2021—2022春季學期“結構力學”課程為例，通過多元評價指標構建符合工程教育專業認證的課程考核模式，全方位、多角度檢驗課程目標達成情況。

改革后的課程目標主觀評價達成情況，將平時的課堂互動以及作業完成情況以0.3的比例加入考核環節，將期末考試環節比例壓縮為0.7。最后得到課程目標考核評價達成情況分別為：0.79，0.76，0.73，0.75。這種考核方式的改革，強化了課程學習的過程性，督促學生注重平時學習知識的積累，避免了“臨考突擊”的不良學風，對于學生良好學習習慣的養成具有重要意義。同時，通過對比可知，通過改革主觀評價考核方式，四個課程目標達成度區別較小，表明學生對各部分知識的掌握更加全面，促進學生對課堂知識的理解與應用。

上述增加平時作業以及課堂互動的考核方式，可以量化學生對課堂講授知識的掌握情況，但這種主觀評價方式存在片面性。因此，為了構建更加合理的評價方式，我們設計了課程目標學生自評問卷，根據問卷調查結果，獲得課程目標間接或客觀評價達成情況表，其中課程目標一至四的客觀評價達成情況分別為0.86、0.82、0.87、0.86。學生自評課程目標達成度均在0.8以上，滿足課程目標的基本要求。表明學生在自我認知上，已經熟練掌握了四個課程目標所要求的知識點，具備對應畢業要求指標點所要求的能力。

在完成對課程目標達成情況的直接評價以及間接評價之后，也完成了對課程目標達成情況的定量與定性評價，需要對課程目標達成情況進行綜合評價分析，即將直接評價與間接評價按0.7∶0.3的權重進行比例分配，最后獲得課程目標的綜合評價達成度。具體情況如下。

課程目標一：該課程目標綜合評價達成度為0.81，說明學生熟練掌握了各類結構的幾何組成規律和連接方式，具有一定的結果分析和模型抽象能力。

課程目標二：該課程目標綜合評價達成度為0.78，說明學生基本具備了各類靜定的平面桿系結構的受力分析方法、位移計算方法，具備一定的結構識別以及數值計算能力。

課程目標三：該課程目標綜合評價達成度為0.77，說明學生基本掌握了各類超靜定結構的受力分析方法和實用計算方法，能夠求解各類超靜定結構的內力分布，具備一定的結構受力變形特征分析和判斷能力。

課程目標四：該課程目標綜合評價達成度為0.78，說明通過考核模式改革，更確切地反映了學生對這部分知識的理解情況，表明學生在熟練掌握課程目標一至目標三所要求的知識內容的前提下，具備一定的歸納總結和邏輯思維能力。

傳統的評價方式很大程度上受課程考試的難易程度的影響，而在加入學生自評、課堂互動等考核環節之后，可有效降低客觀因素的影響，能更加準確地量化課程目標的達成情況。由此可見，通過建立“面向產出的課程目標達成情況評價機制”，保證了在教學過程中能及時發現和解決學生的問題。這種采用多種形式考核的方式，增加了教學過程的監督和激勵作用［5］，保障了教學質量。

結語

本文針對“結構力學”課程考核模式單一的現象，以土木工程專業認證為契機，對“結構力學”課程考核模式進行改革，在原有課程期末考試考核基礎之上，以課程目標達成度為指標，形成學生自評環節、課堂互動環節以及課后作業完成環節的數字化考核標準，構建了由直接評價到間接評價、由定量化評價到定性評價、由主觀評價到客觀評價的全方位評價體系。從最近教學周期的教學改革實踐情況來看，這種評價方式能夠深入了解學生對“結構力學”課程的掌握情況，從而更全面地揭示課程教學中存在的問題，使授課教師在后續的教學工作中可以“有的放矢”。這種改革后的教學評價方式，更加注重學習過程考查和能力評價，滿足對學生能力和素質的全面培養的要求。

參考文獻

［1］張麗芳，程曄.土木工程專業認證中畢業要求達成度評價的實踐與思考［J］.高等建筑教育，2019，28（5）：61-66.

［2］李亮，呂娜，曹正罡.“結構力學”課程累加式考核模式探討［J］.教育教學論壇，2020（44）：17-19.

［3］顧春麗.基于土木工程專業認證對“混凝土結構設計原理”的教學分析與思考［J］.科教文匯，2020（495）：67-68.

［4］李想，王振，高凌霞，等.基于土木工程專業認證的《橋涵水文》課程教學改革研究［J］.高教學刊，2019（14）：141-143.

［5］趙德鈞.大學課程考試與成績評定若干問題的思考［J］.教育教學論壇，2016（47）：230-231.

Reform of Course Assessment Mode Based on Civil Engineering Professional Accreditation： A Case Study of Structural Mechanics

HOU Xiu-hui， ZHANG Kai， HUANG He

（School of Mechanics， Civil Engineering and Architecture， Northwestern Polytechnical University， Xian， Shaanxi 710072， China）

Abstract： Engineering education certification requires certified majors to adopt an output-oriented teaching evaluation method. The essence of output-oriented course objective achievement evaluation is “assessment of learning”， which evaluates the achievement of course objective， and at the same time， it is also an important basis for graduation requirement achievement evaluation. Aiming at the objective of cultivating leading talents in civil engineering major， this paper， taking Structural Mechanics as an example， carries out the reform of course assessment mode by changing from traditional examination evaluation to comprehensive quality evaluation， which realizes the effective cultivation of talents in all aspects， thus providing new references for the cultivation of civil engineering talents under the background of new engineering.

Key words： professional accreditation; Structural Mechanics; course objectives; direct assessment; indirect assessment