伴随着经济全球化和21世纪对工程技术人才知识体系与能力的要求,工程教育专业认证(评估)(program/professional accreditation or assessment)已越来越受到世界众多国家的认可。中国土木工程专业评估始于20世纪90年代中期,是国内工程学士学位专业中,按照与国际通行的专门职业性专业认证接轨的制度进行认证的首例^[1],由此积累了丰富的专业认证(评估)工作经验。2016年6月,中国成为《华盛顿协议》(Washington Accord)^[2]第18个正式成员,标志着中国工程教育专业认证工作进入一个新的发展阶段。基于《华盛顿协议》,中国工程教育专业认证协会和住建部高等教育土木工程专业评估委员会先后出台了工程教育专业认证的通用标准和土木工程专业认证的补充标准及其他认证文件,颁布了中国土木工程专业认证的指导文件,建立了相关标准^[3-5]。土木工程专业认证既是中国高等工程教育走向世界的要求,也是高校土木工程专业发展的内在需求,对提高土木工程专业人才的培养质量具有重要的意义。

要满足土木工程专业认证标准,必须坚持学生中心(student centeredness, SC)、成果导向(outcome based education, OBE)和持续改进(continuous quality improvement, CQI)这3个核心理念^[6],从培养目标、毕业要求及其指标点的划分、课程考核方式、课程目标及毕业要求指标点的达成度评价等多方面进行全方位的改革。

从符合土木工程专业认证的角度出发,一些研究者在培养目标、毕业要求和课程体系设置^[7-13],以及课程大纲修订^[14-15]和达成度评价^[10-13]等方面进行了分析和探索。从已有研究成果看,基于OBE理念,从培养方案、课程教学大纲的连续设计流程出发,系统地设计并评价课程目标的教学改革研究方面还不够深入,尚缺乏通用的达成度评价公式和方法。对此,笔者以浙江科技学院土木工程专业的专业基础必修课——基础工程为例,重点介绍按照专业认证标准要求而发生显著变化的修订内容,探讨如何基于专业认证标准进行相关的课程大纲修订,提出适用于考虑多种考核方式的通用课程目标达成度评价公式,并举例说明课程目标和毕业要求指标点达成度的评价方法。

要符合土木工程专业认证相关标准,需要对传统的培养方案做出较大的修订。由于教学大纲基于培养方案,本文先讨论按照专业认证标准对培养方案所做的主要修订工作。浙江科技学院土木工程专业目前有2个版本的培养方案在执行,即2013修订版培养方案和2017版培养方案。该专业2013～2016级执行的是2013修订版培养方案,2017级执行的是2017版培养方案。依据本专业培养方案中的培养目标、地方经济社会发展的需求、中国工程教育认证标准的相关要求,基于OBE的理念,并参考美国土木工程师学会(American Society of Civil Engineers, ASCE)21世纪知识体系^[16],提出了本专业的12条毕业要求。每条毕业要求细分为2～4个指标点,由相关的课程和教学活动予以支撑,这些课程对指标点达成度的贡献分别赋以不同的权重,也即其相应的达成目标值W_m(m对应于第m个毕业要求指标点),以计算毕业要求达成度。基础工程课程对应第1、4两个毕业要求,相应的毕业要求指标点及课程权重(达成目标值)如表1所示。

表1 基础工程课程对应的毕业要求指标点及达成目标值
Table 1 Indicators of graduation requirements and attainment target values of Foundation Engineering

土木工程专业认证标准强调以学生为中心,需要按照《华盛顿协议》和其他相关的认证标准明确学生在知识、能力和素养方面的毕业要求。基础工程课程的能力要求是:通过该课程的学习,使学生掌握常见地基基础的设计原理和计算方法,包括地基基础设计原则、浅基础、连续基础、桩基础等方面的内容,具备进行地基基础设计、分析、方案比选及评价等方面的能力。该课程对应的毕业要求指标点、课程目标及能力要求如表2所示。

表2 基础工程毕业要求指标点与课程目标的对应关系
Table 2 Corresponding relationship between indicators of graduation requirements and course objectives of Foundation Engineering

参照文献[17]毕业要求指标点达成度的计算思路,课程目标达成度评价值

A_ci=(∑^k_j=1(p_jA_ij)/(n_j))/(∑^k_j=1(p_jM_ij)/(n_j)×E_i)。(1)

式(1)中:A_ci为第i个课程目标的达成度评价值; k为与课程目标有关的考核方式种类数; p_j为第j种考核方式在总评成绩中的占比; A_ij为第j种考核方式支持第i个课程目标的学生平均得分值; n_j为第j种考核方式的累计评价次数; M_ij为第j种考核方式支持第i个课程目标的累计设定分数值; E_i为第i个课程目标达成度评价值的期望值。

如果第j种考核方式的成绩已经考虑了在总评成绩中的占比按比例进行了设定,则p_j为1.0。如某一考核方式在总评成绩中占比为0.2,当其成绩总分以20分计时,那么式(1)中对应的p_j为1.0。课程目标达成度的期望值E_i与课程目标、各环节考核的综合难易程度有关,E_i取值为0.80～1.00。课程目标的达成标准是:当期望值E_i设置为0.80～1.00之间某一数值时,课程目标的达成度评价值A_ci大于或等于期望值E_i且A_ci≤1.00。对于团队合作、沟通、工程职业道德等非技术性指标对应的课程目标,可采用文献[17]中推荐的评分表分析法进行评价。

基础工程课程为考试课,总评采用百分制。考核成绩由平时成绩、期末考试成绩组合而成。各部分所占比例为:平时成绩占50%,其中出勤占5%,2次作业占20%,2次平时测验占25%,作业和平时测验成绩每次均采用百分制; 期末考试成绩占50%,采用百分制。

若平时作业次数为n₁,平时测验次数为n₂,期末考试次数为n₃(n₃=1)。在总评成绩中,平时作业占比p₁=0.2,平时测验占比p₂=0.25,期末考试占比p₃=0.5。对于某一课程目标,对应的平时作业累计设定分数值M_i1,学生平时作业累计平均得分值为A_i1; 对应的平时测验累计设定分数值M_i2,学生平时测验累计平均得分值为A_i2; 对应的期末考试累计设定分数值M_i3,学生期末考试累计平均得分值为A_i3。根据式(1),基础工程各课程目标达成度评价方式如表3所示。

表3 基础工程课程目标达成度评价方式
Table 3 The evaluation method of course objectives of Foundation Engineering

以某班基础工程课程考核情况为例,2次作业、2次测验、1次期末考试对应于各课程目标的分数如表4～6所示。

表4 2次平时作业对应于各课程目标的分数数据
Table 4 Score data in two assignments corresponding to course objectives

表5 2次平时测验对应于各课程目标的分数数据
Table 5 Score data in two regular tests corresponding to course objectives

表6 1次期末考试对应于各课程目标的分数数据
Table 6 Score data in the final exam corresponding

to course objectives

根据该课程在土木工程专业整个课程体系中的重要性,并综合各环节考核的难易程度,确定课程目标达成度评价值的期望值为:E₁=0.80,E₂=0.85。

基于上述分数统计数据及表3的课程目标达成度考核方式,利用excel电子表格软件计算该班级基础工程各课程目标的达成度评价值,结果如表7所示。

表7 基础工程课程目标达成度算例结果
Table 7 Attainment level results of course objectives of Foundation Engineering

由表7可知,各课程目标达成度评价值均大于相应的期望值,即上述班级基础工程各课程目标均已达成。

某课程对应的毕业要求指标点达成度评价值

A_{i m}=W_m×(A_cmin)_m。(2)

式(2)中:A_{i m}为某课程对应的第m个毕业要求指标点的达成度评价值;(A_{c min})_m为第m个毕业要求指标点对应各课程目标达成度的最小值。

根据基础工程课程毕业要求指标点与课程目标的对应关系(表2),以及该课程对毕业要求指标点的课程权重或达成目标值(表1),由式(2)可得上述班级对2个毕业要求指标点的达成度评价值,如表8所示。

表8 基础工程对毕业要求指标点的达成度评价值
Table 8 Attainment level values of indicators of graduation requirements contributed by Foundation Engineering course

本文以土木工程专业基础工程课程为例,探讨了如何基于专业认证标准进行相关的课程大纲修订,并举例说明了课程目标和毕业要求指标点达成度的评价方法。主要研究结果与结论如下:

1)基于专业认证要求,提出了课程目标达成度和毕业要求指标点达成度评价的通用计算公式;

2)以某班基础工程课程考核情况为例,计算和分析了课程目标达成度和毕业要求指标点达成度评价值,通过计算发现该班基础工程对应的4个课程目标均已达成;

3)将基础工程课程对应的毕业要求指标点达成度计算结果(表8)与各指标点下所有对应课程的结果进行叠加,则可得出整条毕业要求指标点的达成度评价值,以用于毕业要求达成度的评价。

本文的研究结果可为工程教育专业认证相关大纲的修订及相应的课程目标和毕业要求指标点达成度的计算提供参考。