基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的《粉體工程》課程質(zhì)量評價(jià)探析

摘 要：為滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證課程建設(shè)需要，修訂了《粉體工程》課程教學(xué)大綱，建立了《粉體工程》課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系，評價(jià)了《粉體工程》課程對畢業(yè)要求的達(dá)成度，文章對基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的《粉體工程》課程質(zhì)量評價(jià)作了分析研究，并提出了持續(xù)改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：工程教育 粉體工程課程 質(zhì)量評價(jià)

中圖分類號：F061.3；G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-4914（2024）03-204-03

一、引言

近年來，我國各高校爭先開展“工程教育專業(yè)認(rèn)證”[1]，工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念是“以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”[2]，需要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，評價(jià)學(xué)生獲取知識和能力的達(dá)成情況。這對于工科專業(yè)課程建設(shè)提出了新要求。

《粉體工程》課程是教育部規(guī)定的我國無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)必修課，是一門研究粉體的性質(zhì)、加工、制備及應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)，在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中的地位越來越重要[3][4]。

通過近幾年的課程建設(shè)與教學(xué)實(shí)踐，能夠完成培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的工程應(yīng)用型人才的任務(wù)[5]。但現(xiàn)有的培養(yǎng)質(zhì)量的評價(jià)方法已經(jīng)不能適應(yīng)我國工科專業(yè)工程教育專業(yè)認(rèn)證需要和專業(yè)課程思政教學(xué)需要。把以學(xué)生為中心和持續(xù)改進(jìn)等理念引入到《粉體工程》課程的教學(xué)中，需要對培養(yǎng)質(zhì)量的分析與評價(jià)進(jìn)行研究，從而能夠達(dá)到工程教育專業(yè)認(rèn)證要求的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求[6]。本文基于工程教育專業(yè)認(rèn)證，對《粉體工程》課程質(zhì)量評價(jià)作了分析探討，同時(shí)傳播相關(guān)科學(xué)知識。

二、修訂《粉體工程》課程教學(xué)大綱

教學(xué)大綱是一門課程的教學(xué)指導(dǎo)文件。依據(jù)教育部專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求、結(jié)合佳木斯大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院實(shí)際，圍繞無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標(biāo)修訂《粉體工程》課程教學(xué)大綱。教學(xué)大綱包括：課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系、課程基本描述、知識點(diǎn)與學(xué)時(shí)分配、考核與成績記載等內(nèi)容。

（一）《粉體工程》課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系的建立

按照教學(xué)成果導(dǎo)向的原則制定《粉體工程》課程教學(xué)目標(biāo)與基本要求，保證畢業(yè)要求的達(dá)成度。按照《粉體工程》課程所支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，制定包含思政教育元素的《粉體工程》課程目標(biāo)，確定學(xué)生學(xué)習(xí)完《粉體工程》課程應(yīng)該達(dá)到的能力要求，按照專業(yè)畢業(yè)要求，建立《粉體工程》課程目標(biāo)和畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系?？己酥笜?biāo)分別為課堂評價(jià)、記分作業(yè)、階段性測試、課程論文和期末考試成績。

根據(jù)《粉體工程》課程的學(xué)時(shí)數(shù)和學(xué)分?jǐn)?shù)分別為所支撐的指標(biāo)點(diǎn)賦值權(quán)重。

課程權(quán)重計(jì)算關(guān)系式為：課程權(quán)重=課程權(quán)重目標(biāo)值×樣本課程學(xué)分/樣本課程總學(xué)分。

畢業(yè)要求與指標(biāo)點(diǎn)、《粉體工程》課程目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系如下：

一是工程知識。無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)畢業(yè)要求為：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、材料工程基礎(chǔ)和本專業(yè)知識用于解決復(fù)雜的無機(jī)非金屬材料工程問題。

對應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)1為：掌握無機(jī)非金屬材料組成、結(jié)構(gòu)、性能及表征方法的基本原理，用于解決無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)復(fù)雜工程問題。

對應(yīng)《粉體工程》課程目標(biāo)1為：掌握粉體的基本形態(tài)、表征與測量、流變學(xué)等基本理論，合理應(yīng)用無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)知識解決粉體工程實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀和方法論。（權(quán)重值：0.3）

二是問題分析。無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)畢業(yè)要求為：能夠應(yīng)用自然科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜無機(jī)非金屬材料工程問題，獲得有效結(jié)論[7][8]。

對應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)2為：運(yùn)用無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)工程科學(xué)的基本原理，對復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析，并獲得有效結(jié)論。（權(quán)重值：0.25）

對應(yīng)《粉體工程》課程目標(biāo)2為：掌握粉體技術(shù)的基本理論與相關(guān)設(shè)備的基本理論，用于解決復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生工匠精神。

三是工程與社會。無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)畢業(yè)要求為：能夠基于相關(guān)工程背景知識進(jìn)行合理分析，評價(jià)無機(jī)非金屬材料工程實(shí)踐和復(fù)雜問題解決方案對社會、安全、健康、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)該承擔(dān)的責(zé)任[9]。

對應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)3為：能客觀評價(jià)無機(jī)非金屬材料生產(chǎn)過程對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)該承擔(dān)的責(zé)任[10]。（權(quán)重值：0.15）

對應(yīng)《粉體工程》課程目標(biāo)3為：了解粉體工程的應(yīng)用與粉體行業(yè)的發(fā)展趨勢，理解粉體工程發(fā)展與相關(guān)行業(yè)需求的關(guān)系，分析和評價(jià)粉體工程實(shí)踐對社會、安全、健康、法律以及文化的影響，培養(yǎng)學(xué)生家國情懷[2]。

（二）課程基本描述

《粉體工程》課程是無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的必修課，總學(xué)時(shí)為56學(xué)時(shí)，學(xué)分為3.5，第4學(xué)期開課，使用教材為陶珍東主編的《粉體工程與設(shè)備》，是一門研究粉體的性質(zhì)、加工、制備及應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)。通過本門課程的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生掌握粉體工程的基本理論和技術(shù)，了解粉體材料的應(yīng)用領(lǐng)域及其重要性，使學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的要求。

（三）知識點(diǎn)與學(xué)時(shí)分配

課程內(nèi)容主要包括：概論（2學(xué)時(shí)）、粉體粒度的分析及測量（4學(xué)時(shí)）、粉體填充與堆積特性（4學(xué)時(shí)）、粉體的濕潤（4學(xué)時(shí)）、粉體的流變學(xué)（10學(xué)時(shí)）、粉碎過程及設(shè)備（14學(xué)時(shí)）、粉碎機(jī)械力化學(xué)（8學(xué)時(shí)）、顆粒流體力學(xué)分級及設(shè)備（6學(xué)時(shí)）[5]。每一章標(biāo)注“教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)、教學(xué)方法和手段、教學(xué)內(nèi)容和復(fù)習(xí)思考題”。在教學(xué)內(nèi)容上標(biāo)注“理解”“熟悉”或“掌握”，每一節(jié)上標(biāo)注思政融入點(diǎn)和思政元素，例如：

第五章 粉體的流變學(xué)

教學(xué)目標(biāo)：掌握莫爾圓的用法，掌握內(nèi)摩擦角的確定方法，掌握其他摩擦角的意義，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決工程問題的能力和具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ趟仞B(yǎng)。

教學(xué)重點(diǎn)：粉體的摩擦角、顆粒流動(dòng)分析、整體流料倉的設(shè)計(jì)

教學(xué)難點(diǎn)：粉體壓力計(jì)算、顆粒流動(dòng)分析

教學(xué)方法與手段：講授法、討論法

教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié) 粉體的摩擦角

一、莫爾圓[3]

二、內(nèi)摩擦角的確定[3]

三、安息角[2]

四、滑動(dòng)摩擦角[1]

[1]表示“了解”；[2]表示“理解”或“熟悉”；[3]表示“掌握”；

思政融入點(diǎn)與元素：通過“粉體層的破壞”的學(xué)習(xí)，理解“重視內(nèi)部因素對事物變化發(fā)展的作用，同時(shí)不能忽視外部因素對事物發(fā)展的影響”，培養(yǎng)學(xué)生刻苦專研精神。

第二節(jié) 附著力

分子間的作用力[2]；顆粒間的靜電作用力[2]；顆粒間毛細(xì)管引力[2]；

第三節(jié) 粉體壓力計(jì)算

Janssen公式[2]；料斗的壓力分布[2]；

第四節(jié) 粉體的重力流動(dòng)

粉體從孔口中流出[2]；粉體在料倉中的流動(dòng)模式[2]

第五節(jié) 顆粒流動(dòng)分析

流動(dòng)分析中使用的特性[3]；流動(dòng)與不流動(dòng)的判據(jù)[3]

第六節(jié) 整體流料倉的設(shè)計(jì)

整體流料倉的設(shè)計(jì)原則[3]

第七節(jié) 顆粒貯存和流動(dòng)時(shí)的偏析

粉體偏析的機(jī)理[2]；防止偏析的方法[3]

（四）考核與成績記載

考核成績的構(gòu)成：平時(shí)成績30%+期末成績70%。

期末成績以閉卷考試（卷面總分100分）成績進(jìn)行折算。

平時(shí)成績的構(gòu)成：課堂評價(jià)5%、記分作業(yè)5%、期中考試（卷面總分100分）10%、課程論文10%。

一是課堂評價(jià)。根據(jù)學(xué)生出勤情況、課堂提問的參與情況綜合給分。

二是記分作業(yè)。根據(jù)學(xué)生作業(yè)完成質(zhì)量、數(shù)量給分。

三是期中考試。對重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行1次期中考試，根據(jù)學(xué)生答題情況給分。

四是課程論文。根據(jù)課程涉及知識內(nèi)容，進(jìn)行文獻(xiàn)查閱，并撰寫課程論文，依據(jù)論文結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)程度進(jìn)行給分。

三、改革教學(xué)方法

將“以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向”的工程教育專業(yè)認(rèn)證理念融入《粉體工程》課程教學(xué)中。明確理解教學(xué)大綱中課程目標(biāo)與要求，依據(jù)課程目標(biāo)，嚴(yán)格按照大綱要求組織教學(xué)活動(dòng)，綜合使用教學(xué)式、研討式、案例式、自學(xué)式的教學(xué)方法，以促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施和教學(xué)效果的達(dá)成，提高學(xué)生綜合分析問題并得到有效結(jié)論的能力。

四、《粉體工程》課程培養(yǎng)質(zhì)量分析

考核完成后，針對試卷難度、成績分布等情況進(jìn)行分析。通過分析發(fā)現(xiàn)學(xué)生理解、掌握程度和存在問題并提出改進(jìn)措施。

（一）分析《粉體工程》課程目標(biāo)達(dá)成情況

根據(jù)課程總評成績分布，計(jì)算《粉體工程》課程期末成績有效值、平時(shí)成績有效值以及課程有效值，分析課程達(dá)成情況。以2020級無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)2個(gè)班級62人為評價(jià)對象，根據(jù)學(xué)生的期末考試成績及平時(shí)成績，對《粉體工程》課程目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行評價(jià)和分析，結(jié)果如表1所示。無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)2020級《粉體工程》課程目標(biāo)1、2、3達(dá)成情況課程有效值分別為0.848、0.818、0.824，均在0.8以上。3個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成情況都非常好，說明學(xué)生掌握了粉體科學(xué)、粉體技術(shù)及相關(guān)設(shè)備的基本理論與發(fā)展趨勢，能夠合理應(yīng)用專業(yè)知識解決《粉體工程》實(shí)際問題。

（二）評價(jià)《粉體工程》課程對畢業(yè)要求的達(dá)成度

在《粉體工程》課程目標(biāo)達(dá)成情況分析基礎(chǔ)上，完成《粉體工程》課程對畢業(yè)要求達(dá)成度評價(jià)，根據(jù)《粉體工程》課程支撐畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)和權(quán)重，計(jì)算出畢業(yè)要求達(dá)成度的評價(jià)值，評價(jià)結(jié)果如表2所示?？梢娬n程目標(biāo)2的達(dá)成度和評價(jià)值相對偏低，說明學(xué)生運(yùn)用粉體技術(shù)的基本理論解決復(fù)雜工程問題的能力相對較弱。

（三）《粉體工程》課程持續(xù)改進(jìn)

根據(jù)《粉體工程》課程目標(biāo)達(dá)成情況的評價(jià)結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)《粉體工程》課程教學(xué)過程中存在的一些問題。特別是針對《粉體工程》課程目標(biāo)2的達(dá)成度偏低問題，進(jìn)行教學(xué)方法和考核方式等方面的持續(xù)改進(jìn)。

一是教學(xué)方法上，增加粉體工程案例分析方面的資料推送，加強(qiáng)探究式、研討式教學(xué)方式，拓展學(xué)生工程視野。

二是教學(xué)內(nèi)容上，增加創(chuàng)新性、自主性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生自主解決復(fù)雜問題的能力。

三是考核內(nèi)容方面，增加工程案例設(shè)計(jì)方面的考核內(nèi)容。提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性；及時(shí)將評價(jià)結(jié)果反饋給學(xué)生。

四是深入挖掘《粉體工程》課程中蘊(yùn)含的思政元素，將黨的二十大精神融入課程教學(xué)過程。

五、結(jié)束語

按照工程教育專業(yè)認(rèn)證要求，修訂了《粉體工程》課程教學(xué)大綱，分析了《粉體工程》課程目標(biāo)達(dá)成情況和課程對畢業(yè)要求達(dá)成情況，開展了基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的《粉體工程》課程質(zhì)量評價(jià)研究，并根據(jù)評價(jià)結(jié)果提出了教學(xué)中增加粉體工程案例等持續(xù)改進(jìn)措施，提高了《粉體工程》課程教學(xué)質(zhì)量。

[基金項(xiàng)目：佳木斯大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號2021JY1-01）。]

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（作者單位：佳木斯大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 黑龍江佳木斯 154007）

[第一作者簡介：王濤（1971—），男，漢族，黑龍江省樺南縣人，教授，博士，研究方向：石墨尾礦。]

（責(zé)編：建峰）