工程教育認證背景下“熱工基礎與流體力學”課程達成度評價體系構建

摘要：工程教育認證是國際上廣泛認可的工程教育質量保障制度，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。本文以南京林業大學機械設計制造及其自動化專業工程教育認證為基礎，闡述了“熱工基礎與流體力學”課程的課程目標以及與畢業要求指標點的支撐對應關系，構建了該課程的達成度評價體系，同時以2021—2022學年2019級機械設計制造及其自動化專業為例，對“熱工基礎與流體力學”課程達成度結果進行了分析，在此基礎上提出教學方法持續改進、理論實際相聯系以及評價體系持續完善等方面的建議和對策。

關鍵詞：熱工基礎與流體力學；工程教育認證；達成度；評價體系；持續改進

工程教育專業認證是高等教育的重要組成部分，是貫徹“立德樹人”教育方針的重要舉措，對于我國高校教學改革和人才培養質量的提升起到了關鍵作用。其目的是構建我國自己的工程教育質量監控體系，進一步提升工程教育質量，進而與工程師制度相銜接、促進工程教育與企業界的聯系，加強工程教育人才培養對產業發展的適應性，最終促進中國工程教育的國際互認，提升國際競爭力［1］。

熱工基礎與流體力學是現代工程技術人才必備的技術基礎知識，理論與實踐緊密結合，南京林業大學是以林科為特色的大學，在工程教育認證的背景下，林業院校如何構建好“熱工基礎與流體力學”類課程的評價體系十分關鍵［2］。因此，結合認證要求，本文對南京林業大學“熱工基礎與流體力學”課程的達成度評價體系進行分析、設計以及執行，以期為更好地培養相關機械類人才奠定基礎。

1課程教學現狀

“熱工基礎與流體力學”是南京林業大學機械類專業的一門重要專業基礎課，對新形勢下林科院校人才培養起著重要作用。課程通過對工程熱力學、流體力學和傳熱學三部分內容的講授和學習，培養學生在流體運動規律及能量守恒與轉換規律方面掌握必要的基本知識，獲得傳熱的基本知識及傳熱計算的初步能力，為進一步學習后續專業課及畢業后從事專業工作打下必要基礎［3］。在傳統的人才培養體系及工科為主的高等院校中，三部分是單獨開課，合計在180學時左右。而針對非能源類專業為特色的林業院校來講，這三部分合為一門，內容上只需涵蓋三門課程重要內容，可以直接串聯三部分，但課程教學內容需精簡，將總教學課時控制在48學時［4］。在工程教育認證的背景下，如何在有限的學時內讓學生能掌握并運用知識提出了更高要求，有效濃縮課堂內容、設計教學方法，以達到充分調動學生的積極性與主動性，同時以工程教育認證為契機，構建并持續完善達成度評價體系，是持續促進和提升工程教育質量的重要環節。

2課程教學目標

課程目標是指導整個課程的核心準則，制定教學目標同時要明確課程與畢業要求間的對應關系，基于此本課程設置了4個課程教學目標。

課程目標1：掌握工質的熱力學性質、熱力學第一定律、第二定律、熱功轉換規律和理想氣體的熱力學過程，能將所學基礎理論應用于能量轉換問題中，提高工程中的熱機轉換效率。

課程目標2：掌握流體的基本物理特性、熟悉流體靜力學、動力學的基本理論、分析與建模方法，能夠將流體力學的相關理論應用于流體傳動、控制等相關工程問題的分析與設計。

課程目標3：通過對熱量傳遞的三種基本方式、導熱基本理論、對流換熱基本規律、黑體輻射基本定律等內容的學習，使學生具備對工程中的傳熱學問題進行分析和總結的能力。

課程目標4：能夠對流體力學與熱工基礎的實驗結果進行分析和解釋，通過實驗數據綜合分析工程中的現象及問題，并得到合理有效的結論。

其中目標1、2、3支撐專業畢業要求指標點“掌握解決機械工程問題所需的工程基礎知識，具備應用基本理論分析工程問題的能力”，課程目標4支撐畢業要求指標點“能夠對實驗結果進行分析和解釋，通過信息綜合解決復雜工程問題，并得到合理有效的結論”。

3課程教學內容、方法與考核

為達成以上課程目標，課堂授課主要采用多媒體教學和現場板書相結合的方式，講課貫徹“少而精”的原則，采用啟發式教學，激發學生興趣，培養學生思考問題、分析問題和解決問題的能力。通過課前復習和課后作業的方式，加深和鞏固學生對熱工流體知識的掌握。針對課外作業，根據學生所做的作業質量情況，安排習題課進行討論、講解，提高學生溝通和交流能力。充分利用網絡交流實時性強的優點，開展網上答疑和輔導，提高學生運用所學知識能力，并能用于解決機械工程領域復雜工程問題的能力。實驗部分通過向學生介紹實驗的原理、示范設備操作方法等現場教學，充分開展教學互動，引導獨立實施實驗方案，有效地獲取數據，并能對數據進行恰當的處理和分析，以獲得有效結論。

課程考核主要包括期末考試、平時作業以及實驗三個部分，課程總評成績=線下期末考試70%+作業20%+實驗10%，期末考試目標1考核分值分別占比24%、40%和36%。

4目標達成度評價

4.1基于成績評價的課程目標達成度評價結果

為檢驗南京林業大學“熱工基礎與流體力學”課程認證建設的有效性，以2019級機械設計制造及其自動化專業的課程成績為例進行達成度分析，課程從考核成績和問卷調查兩個方面來對課程目標的達成度情況進行評價。對于考核成績評價，按表1所給的課程考核綜合計分表來分別計算4個課程目標的達成度。對于參與調研的121位修課學生發放問卷（收回109份）調研，對課程的4個課程目標進行達成情況評價，成績評價見表1、問卷調查見表2。

4.2課程達成度總體情況

2019級“熱工基礎與流體力學”課程包括成績與問卷評價的目標達成情況如下圖所示。

依據此結果分析本課程學生對于課程目標1和2達成的預期略高于實際的成績。對比近兩年“熱工基礎與流體力學”課程目標達成情況發現，教師在采取系列措施后成績評價達成度相比于2018級學生有了提升。

4.3課程目標達成度評價分析

目標1：學生作業平均達成度為0.907，期末考試平均達成度為0.729。個體達成度中61位（50.4%）學生達成度高于0.8，說明半數學生較好地掌握了熱力學內容，能夠綜合利用專業知識理論分析工程熱力學的相關復雜工程問題。對于問卷調查，課程目標1“基本達成”以上占比100%，“達成”以上占比91.74%，問卷調查達成度評價值高于成績評價，本屆學生課程目標1的達成度提高0.108。綜合分析該部分內容課堂教學、作業及期末考試配合較合理，相應的達成度達到目標。簡答題2扣分較多，分析為基本概念不清；計算題1扣分較多，分析為部分同學缺少代入過程、單位沒寫等扣分較多，導致分數比心理預期低。

目標2：作業和期末考試平均達成度分別為0.844與0.714，通過學生個體達成度對比發現，44位（36.4%）學生達成度超過0.8，部分學生較好地掌握了流體力學的教學內容。問卷調查中，課程目標2“基本達成”以上占比100%，“達成”以上占比90.83%。相較2018級、2019級學生課程目標2達成度提高了0.09。目標2部分內容難度大，達成度較其他課程目標略低，考試中選擇題6、問答題5和計算題2扣分較多。分析為流體力學公式多容易混淆，個別同學只注重推導結果不重視推導過程，死背公式沒理解，解題注意事項記不全等原因。

目標3：作業與期末考試平均達成度為0.918和0.857，個體達成度中有102位（84.3%）的學生達成度超過0.8，說明大部分學生掌握了傳熱學教學內容。問卷調查中課程目標3的“基本達成”以上占比100%，“達成”以上占比89.91%，達成度值略高于考試。相較2018級，課程目標3達成度提高了0.112，學生對課堂上講授的內容例子能夠消化，課后作業能很好完成，反映在考試中該部分內容掌握較好。試卷中簡答題5，計算題4扣分較多，分析為部分學生未將知識內化，表述達不到關鍵點，計算題細節不規范而失分。

目標4：通過實驗考核學生課程目標4的達成情況，平均達成度為0.842。個體達成度中103位（94.5%）的學生達成度超過0.8，說明絕大部分學生較好地掌握了實驗相關內容。對于問卷調查，課程目標4的“基本達成”以上占比99.1%，該部分內容學生對流體力學與傳熱的實驗結果進行分析和解釋、借助實驗數據綜合分析工程中的現象得到合理結論的能力較2018級有所提升。

4.4采取的措施與持續改進

教師在本學年課上充分剖析經典公式的來龍去脈，增加課堂提問與課堂討論，提升課堂的趣味性和活躍程度，及時掌握學生對知識點的掌握情況。針對以往失分較多的計算題，在講解例題時反復強調解題關鍵點，批改作業時仔細批示出問題所在。在教學方法上，增加課堂討論和練習時間，讓學生能真正內化課堂知識，并能用自己的語言表達出來，教師設計一些簡單靈活的表達類題目供學生練習，培養表達復雜工程問題的能力，課后結合針對性的線上線下輔導。實驗中強調了學生動手能力考核，引導學生將理論和現象結合起來，思考表象下的科學原理。基于以上采取的措施，2019級4個課程目標達成度較2018級均有明顯提升。

下一學年需持續加強和鞏固學生對熱力學知識的掌握，提高學生重視程度和課堂參與度，增進對基礎知識的理解，注重知識細節。流體力學部分達成度在所有達成度里面最低，可在教學中將課程非重點內容簡化，留出時間對重點內容進行深度解析。繼續加深和鞏固學生對知識的掌握，對學生課堂上有疑惑的知識點及時解答。將生活中有關傳熱學通俗易懂的應用實例與課程內容相結合，增加課堂趣味性和實用性，激發學生的學習興趣，講解例題和批改作業時強調答題規范。實驗部分繼續注重學生動手能力培養，鍛煉學生實踐能力，引導學生將理論知識和實踐現象結合起來，激發學生的動手興趣。

結語

根據國家工程教育認證標準，將機械設計制造及其自動化專業培養目標與“熱工基礎與流體力學”課程目標相結合，開展課程建設探索與研究。通過對南京林業大學2019級機械設計制造及其自動化專業的2021—2022學年“熱工基礎與流體力學”課程目標達成度評價案例進行分析，證明課程建設有助于培養學生創新思維并提升課程教學質量，后續針對課程建設中存在的不足提出下一學年完善和深化課程建設的途徑和思路，為培養該領域更多的創新人才而持續改進。

參考文獻：

［1］李培根.工程教育的“存在”之道［J］.高等工程教育研究，2019（04）：14+72.

［2］楊風波，陳青，茹煜，等.淺談農林類高校“熱工基礎及流體力學”課程教學構建——以機械設計制造及其自動化專業為例［J］.科技風，2022（14）：1618.

［3］張濤.非熱動專業熱工基礎課程教學改革初探［J］.教育教學論壇，2018（23）：114115.

［4］茹煜，危衛華，周宏平，等.校企協同培養工程類研究生的探索——以南京林業大學機械工程專業為例［J］.中國林業教育，2021（03）：5860.

基金：2022年江蘇省產教融合型品牌專業建設點“機械設計制造及其自動化”

作者簡介：姜洪喆（1989—），男，漢族，吉林白山人，博士，副教授，從事農林產品品質安全無損檢測研究。