OBE理念下土力學(xué)實(shí)驗課程的過程化考核實(shí)踐

劉小亮 岳虎 張士林

[摘 要]在工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和成果導(dǎo)向教育理念（OBE理念）的框架下，課題組以土力學(xué)實(shí)驗課程為例，把專業(yè)知識、儀器操作、數(shù)據(jù)處理，以及職業(yè)素養(yǎng)納入過程化考核內(nèi)容，使學(xué)生加深和鞏固了土力學(xué)理論知識和實(shí)驗操作技能，另外引入了實(shí)驗權(quán)重系數(shù)Kn值，使得教學(xué)質(zhì)量考核更加科學(xué)合理，更有效地培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。

[關(guān)鍵詞]OBE;土力學(xué)實(shí)驗;過程化考核;工程教育認(rèn)證

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）10-0093-04

隨著2016年6月中國加入《華盛頓協(xié)議》，我國的工程教育質(zhì)量和水準(zhǔn)得到了國際工程教育認(rèn)證領(lǐng)域的認(rèn)可，可以說是中國工程教育通往國際工程界的重要標(biāo)志和歷史節(jié)點(diǎn)。六盤水師范學(xué)院土木工程專業(yè)也因勢利導(dǎo)，在依托當(dāng)?shù)孛禾抗I(yè)、建筑工業(yè)等行業(yè)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，探究本校土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案新模式，在國家工程教育認(rèn)證背景下重組了課程體系內(nèi)容，完善了土木工程人才培養(yǎng)方案，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)合適的土木工程技術(shù)人才奠定基礎(chǔ)[1]。工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念是以學(xué)生為中心，以輸出成果為導(dǎo)向，建立持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，即OBE教育理念，見圖1。

土力學(xué)實(shí)驗是土木工程專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。因其是土力學(xué)理論課程后續(xù)的實(shí)驗教學(xué)部分，所以在實(shí)驗課堂上對土力學(xué)理論知識掌握程度的要求就很高[2]。在現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展的形勢下，土力學(xué)實(shí)驗教學(xué)不僅僅局限于對已有理論知識的驗證，如土的密度、含水率測定等，更進(jìn)一步的要求是要跟當(dāng)?shù)毓こ探ㄔO(shè)發(fā)展相同步，要讓學(xué)生把理論知識和實(shí)驗操作相結(jié)合，解決現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中遇到的各類綜合性難題[3]，比如在紅黏土廣泛出露的當(dāng)?shù)剡M(jìn)行工程建設(shè)時，需要考慮紅黏土的膨脹性問題，也要考慮貴州地區(qū)因多雨造成的土壤的飽和性問題等。這些問題都需要學(xué)生用創(chuàng)造性實(shí)驗來解決。所以，對原有的實(shí)驗教學(xué)體系進(jìn)行改革，發(fā)掘新的實(shí)驗教學(xué)模式，對于學(xué)生掌握土力學(xué)實(shí)驗的專業(yè)理論和實(shí)操技術(shù)都有很大的幫助。于是，實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容以及實(shí)驗教學(xué)中考慮的評價標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)成為當(dāng)下各類高校實(shí)驗教學(xué)改革中熱門的研究方向。

一、土力學(xué)實(shí)驗教學(xué)現(xiàn)狀分析

地處祖國西南地區(qū)的貴州省六盤水師范學(xué)院從2009年升為本科院校以來，一直在積極執(zhí)行與實(shí)施國家各類教育政策與方針，于2015年被列為貴州省向應(yīng)用型轉(zhuǎn)型發(fā)展試點(diǎn)院校，2017年加入全國應(yīng)用技術(shù)大學(xué)（學(xué)院）聯(lián)盟。學(xué)校的土木工程專業(yè)起步較晚，但恰逢國家正在進(jìn)行的工程教育專業(yè)認(rèn)證的絕好時機(jī)。為提高辦學(xué)水平和質(zhì)量，更好地服務(wù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展，土木工程系在人才培養(yǎng)模式探究、課程體系改革等方面，均以當(dāng)前工程教育專業(yè)認(rèn)證框架內(nèi)的培養(yǎng)要求為導(dǎo)向，并結(jié)合自身作為西部地方高校發(fā)展動力欠缺的劣勢因素，綜合制訂土木工程人才培養(yǎng)方案，改良土木工程課程體系架構(gòu)，真正做到以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成為導(dǎo)向，并且建立了良好的持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。

土力學(xué)實(shí)驗作為土木工程專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，設(shè)置2學(xué)分，32學(xué)時，以實(shí)踐環(huán)節(jié)為主。根據(jù)課程的性質(zhì)、任務(wù)、要求及學(xué)習(xí)的對象，將課程內(nèi)容分兩個層次：基礎(chǔ)實(shí)驗和綜合設(shè)計性實(shí)驗。本課程在教學(xué)內(nèi)容方面著重基本知識、基本理論、基本方法的培養(yǎng)，在實(shí)驗環(huán)節(jié)上能驗證課堂理論，并使學(xué)生提高實(shí)驗技能。目前六盤水師范學(xué)院土木工程專業(yè)在土力學(xué)實(shí)驗教學(xué)中主要表現(xiàn)為以下幾個方面。

（一）教學(xué)模式簡單，無法提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在以往傳統(tǒng)的實(shí)驗教學(xué)環(huán)節(jié)中，土力學(xué)試驗大多以驗證性實(shí)驗為主，老師用一臺儀器給學(xué)生演示，學(xué)生在下面觀摩并做筆記，實(shí)驗結(jié)果也固定單一，缺乏創(chuàng)新性，總體上學(xué)生學(xué)習(xí)知識表現(xiàn)為被動接受。這樣，會導(dǎo)致一些學(xué)習(xí)不好的學(xué)生出現(xiàn)厭學(xué)現(xiàn)象。

（二）教學(xué)內(nèi)容陳舊，缺乏創(chuàng)新

由于學(xué)時限制，為了鞏固土力學(xué)基礎(chǔ)理論，目前開設(shè)的實(shí)驗項目僅僅包含一些常規(guī)的驗證性實(shí)驗，如土的密度含水率實(shí)驗、土的液塑限實(shí)驗、土的抗剪強(qiáng)度和壓縮實(shí)驗，等等[4]。有時在做實(shí)驗時常把需要加載的時間人為縮短，或在課堂上給學(xué)生演示實(shí)驗過程中的幾個片段而已，沒有全面讓學(xué)生參與實(shí)驗的標(biāo)準(zhǔn)過程。另外，由于學(xué)生人數(shù)較多，實(shí)驗儀器不足，使得學(xué)生實(shí)際操作的機(jī)會大為減少。

（三）實(shí)驗考核模式單一

傳統(tǒng)的考核模式是學(xué)生在每一項實(shí)驗結(jié)束后提交實(shí)驗報告，教師根據(jù)實(shí)驗報告給出每一項實(shí)驗的總成績。這樣的缺點(diǎn)是不能避免學(xué)生之間的互相抄襲，另外也不能知曉學(xué)生到底有沒有掌握實(shí)驗的操作過程。這種傳統(tǒng)的實(shí)驗教學(xué)考核模式不利于培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新的科學(xué)精神，更不利于培養(yǎng)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下合格的土木工程技術(shù)人才。

二、土力學(xué)實(shí)驗教學(xué)中的過程化考核方法

過程化考核是指在整個土力學(xué)實(shí)驗教學(xué)時間內(nèi)對每一位學(xué)生從課程開始到課程終了進(jìn)行各方面的考核，包括對學(xué)習(xí)態(tài)度、每項實(shí)驗中專業(yè)知識的掌握程度及儀器操作、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理等各個過程中的表現(xiàn)做出細(xì)化打分[3]。這種過程化考核貫穿于實(shí)驗全過程，包括課下的實(shí)驗報告編寫，它更能綜合科學(xué)地反映學(xué)生對這門課的掌握和運(yùn)用程度。

（一）過程化考核實(shí)施方案

六盤水師范學(xué)院土木工程專業(yè)現(xiàn)有學(xué)生200余人，其中以男生占大多數(shù)。在確定培養(yǎng)目標(biāo)的過程中，要緊緊把握西部地區(qū)生源質(zhì)量不高，學(xué)生文化成績普遍偏低的特點(diǎn)，重點(diǎn)加強(qiáng)學(xué)生在學(xué)習(xí)土木工程專業(yè)知識過程中對實(shí)際上手操作能力的培養(yǎng)。土力學(xué)實(shí)驗課程總計2學(xué)分，32學(xué)時，從中選出具有代表性的實(shí)驗項目6項，具體為土的密度實(shí)驗、土的含水率實(shí)驗、土的界限含水率實(shí)驗、土的直接剪切實(shí)驗、土的固結(jié)實(shí)驗以及土的三軸實(shí)驗。在實(shí)驗教學(xué)考核中納入專業(yè)知識、儀器操作、數(shù)據(jù)處理以及職業(yè)素養(yǎng)等模塊。

由于每一項實(shí)驗的難易點(diǎn)和重要程度各不相同，因此引入實(shí)驗項目分值的權(quán)重系數(shù)Kn（n=1-6），其中實(shí)驗項目一土的密度實(shí)驗的權(quán)重系數(shù)K1=0.8，依此類推，K2=0.8;K3=1.0;K4=1.0;K5=1.2;K6=1.2。采用百分制，每項實(shí)驗分值滿分均是Sn=100，因此整個土力學(xué)實(shí)驗總成績S=∑（Sn×Kn）/n。比如學(xué)生甲在整個6個實(shí)驗項目中各分實(shí)驗的成績?yōu)?0、85、75、70、65、60分，運(yùn)用以上公式，那么該學(xué)生的總成績即是71.2分。當(dāng)然每一項實(shí)驗的權(quán)重系數(shù)可以根據(jù)所選實(shí)驗的重要程度和難易性選取。

在過程化考核評價方法中，對某一實(shí)驗項目的成績評判方式是否科學(xué)合理是該方法是否適用的關(guān)鍵。結(jié)合各方面因素考慮，在100分滿分中，課堂隨機(jī)提問專業(yè)理論知識分值為10分，儀器操作分值為30分，實(shí)驗報告分值為40分，職業(yè)素養(yǎng)分值為10分，考勤分值為10分。需要注意的是，在儀器操作模塊的30分中，主要考查學(xué)生在自主實(shí)驗過程中儀器使用是否得當(dāng)合理，從實(shí)驗開始到實(shí)驗結(jié)束是否按《土工實(shí)驗標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行，在實(shí)驗數(shù)據(jù)原始記錄上是否實(shí)事求是、準(zhǔn)確客觀等。

（二）過程化考核的教學(xué)實(shí)踐

以六盤水師范學(xué)院2016級土木工程專業(yè)土力學(xué)實(shí)驗教學(xué)為例，分析過程化考核在實(shí)驗教學(xué)過程中實(shí)施的詳細(xì)步驟。2016級土木工程學(xué)生64人，考慮到實(shí)驗設(shè)備緊缺、實(shí)驗教室場地不大的條件，將該班級學(xué)生分為13組，每組5人操作一臺儀器。按照土力學(xué)實(shí)驗教學(xué)大綱，整個實(shí)驗課程教學(xué)有6個實(shí)驗，本文以實(shí)驗四土的固結(jié)實(shí)驗為例，來詳細(xì)介紹過程化考核在土力學(xué)實(shí)驗教學(xué)中的實(shí)施步驟。

實(shí)驗四土的固結(jié)實(shí)驗，本項實(shí)驗滿分100分，包括了課堂隨機(jī)提問專業(yè)理論知識分值10分，儀器操作分值30分，實(shí)驗報告40分，職業(yè)素養(yǎng)分值10分，考勤10分。本實(shí)驗的目的是測定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的壓縮變形△h和荷載P的關(guān)系，以便計算土的單位沉降量S、壓縮系數(shù)α和壓縮模量Es等。

課堂隨機(jī)提問專業(yè)理論知識分值10分。上課開始先以自由搶答或隨機(jī)提問的方式，考查學(xué)生對于土的固結(jié)問題的有關(guān)基礎(chǔ)專業(yè)知識是否掌握。可以設(shè)置3～5條專業(yè)知識問答題，如解釋土的壓縮系數(shù)、壓縮模量、土的先期固結(jié)壓力，以及什么是超固結(jié)土或欠固結(jié)土的問題。也可考查學(xué)生在上本次實(shí)驗課前對該實(shí)驗的預(yù)習(xí)情況，如問本次實(shí)驗的目的是什么，實(shí)驗中需要用到哪些儀器設(shè)備，以及百分表怎樣讀數(shù)等。

儀器操作分值30分。土的固結(jié)實(shí)驗需要用到的儀器有固結(jié)儀、量表、刮土刀、電子天平、秒表等。教師先向?qū)W生講解實(shí)驗的具體操作過程與注意事項，演示性地實(shí)際操作一遍實(shí)驗全過程，然后開始由學(xué)生自行做實(shí)驗。在此項考核中，教師需要巡視指導(dǎo)每一組學(xué)生的操作情況，主要考查學(xué)生的整個實(shí)驗操作過程，如切取試樣、測定試樣密度、安裝試樣、檢查儀器設(shè)備、安裝百分表、施加預(yù)壓、加壓觀測、表格記錄等。所有操作均需按照最新土工試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行操作，如發(fā)現(xiàn)某組學(xué)生在某項操作中出現(xiàn)錯誤，可根據(jù)犯錯誤的嚴(yán)重程度，在總體分值30分的基礎(chǔ)上扣除1～3分，最后試驗結(jié)束的剩余分值即是此項目的得分。

職業(yè)素養(yǎng)分值10分、考勤10分。職業(yè)素養(yǎng)是學(xué)生在畢業(yè)后從事土木工程行業(yè)工作中所需要遵守的行為規(guī)范，其中包括了職業(yè)道德、職業(yè)思想意識、職業(yè)行為習(xí)慣和職業(yè)技能等。本項目主要在實(shí)驗教學(xué)場所進(jìn)行，考核學(xué)生的職業(yè)思想意識和職業(yè)行為習(xí)慣。這兩者包含了學(xué)生對此項目實(shí)驗的重視程度，有無在實(shí)驗中出現(xiàn)消極怠慢心理;實(shí)驗操作過程中有無出現(xiàn)玩手機(jī)或干別的與實(shí)驗無關(guān)的事;實(shí)驗結(jié)束后整理清潔實(shí)驗儀器時的表現(xiàn)情況;對實(shí)驗儀器的愛惜表現(xiàn)程度等?？记?0分可按遲到扣除1分，曠課扣除3分的標(biāo)準(zhǔn)來考量。

實(shí)驗報告40分。為了防止學(xué)生在編寫實(shí)驗報告時出現(xiàn)互相抄襲的現(xiàn)象，實(shí)驗報告編寫部分內(nèi)容可于實(shí)驗結(jié)束后直接在課堂進(jìn)行，納入課堂教學(xué)過程化考核。實(shí)驗報告包含了實(shí)驗?zāi)康?、?shí)驗原理、實(shí)驗儀器認(rèn)知、實(shí)驗操作過程、實(shí)驗現(xiàn)場記錄表格填寫、實(shí)驗注意事項認(rèn)知、實(shí)驗數(shù)據(jù)處理及繪圖、實(shí)驗心得等共8項內(nèi)容。對于實(shí)驗數(shù)據(jù)處理及繪圖的核心內(nèi)容，可在實(shí)驗課剩余時間安排在課內(nèi)進(jìn)行。它的優(yōu)點(diǎn)是教師可及時指導(dǎo)學(xué)生遇到的問題，結(jié)合實(shí)驗現(xiàn)場解釋，清晰直觀，學(xué)生理解程度較高，并且可以防止學(xué)生互相抄襲;它的缺點(diǎn)是可能剩余的時間不夠充分。

（三）過程化考核實(shí)踐結(jié)果對比分析

常規(guī)化考核是以實(shí)驗報告分?jǐn)?shù)占70%，以考勤和平時表現(xiàn)占30%為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的實(shí)驗教學(xué)考核。本研究以2016級土木工程學(xué)生的土力學(xué)實(shí)驗教學(xué)為例，在期末分別按過程化考核和常規(guī)化考核進(jìn)行了總成績計算，繪制出了兩種不同考核標(biāo)準(zhǔn)下的學(xué)生成績直方圖和成績正態(tài)分布曲線圖，見圖3。

對比兩種正態(tài)分布曲線圖可見，常規(guī)化考核正態(tài)分布曲線峰值偏高，且較過程化考核出現(xiàn)了右偏。這種差別的解釋是：常規(guī)化考核考查內(nèi)容單一，僅僅是根據(jù)實(shí)驗報告的優(yōu)劣進(jìn)行評判，學(xué)生編寫實(shí)驗報告大多是課余時間，由于沒有監(jiān)管，會出現(xiàn)大量雷同現(xiàn)象，使得部分學(xué)習(xí)差生的實(shí)驗報告質(zhì)量變好，這樣就出現(xiàn)了成績樣品均值偏大，正態(tài)分布曲線右偏，過量的抄襲現(xiàn)象會導(dǎo)致實(shí)驗報告成績均一化較高，成績普遍集中在68～78分之間，沒有真實(shí)反映學(xué)生對實(shí)驗理論和操作的全面掌握程度，即沒有拉開學(xué)生之間的成績差異。

在進(jìn)行過程化考核之后，學(xué)生成績總體正態(tài)分布曲線趨于平緩，峰值低，而且大于90分的優(yōu)秀學(xué)生也能從中脫穎而出，小于60分的不合格成績也較之增多。可見這種過程化考核方式能全面考查學(xué)生的綜合能力，拉開學(xué)生之間的成績差異，這也能真實(shí)反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，保障了學(xué)生成績的公平性。另外，通過此次實(shí)驗教學(xué)的過程化考核，學(xué)生普遍對土力學(xué)實(shí)驗增加了興趣，表現(xiàn)為每到下一次實(shí)驗，部分學(xué)生總能提前到實(shí)驗室準(zhǔn)備儀器，自主進(jìn)行預(yù)習(xí)，過程化考核對于土力學(xué)實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量的提升是不言而喻的。

三、結(jié)論

通過對中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會頒布的《工程教育認(rèn)證工作指南》內(nèi)容進(jìn)行分析，并結(jié)合貴州六盤水當(dāng)?shù)貙?jīng)濟(jì)發(fā)展特有的訴求，本文在工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和成果導(dǎo)向教育理念的框架下，以土力學(xué)實(shí)驗這一門獨(dú)立實(shí)驗課程為例，把專業(yè)知識、儀器操作、數(shù)據(jù)處理，以及職業(yè)素養(yǎng)納入過程化考核內(nèi)容，并且引入了實(shí)驗項目權(quán)重系數(shù)Kn值，使得考核更加科學(xué)合理。對2016級土木工程學(xué)生在實(shí)驗教學(xué)中采用常規(guī)化考核和過程化考核，并對兩種不同的考核方式進(jìn)行了教學(xué)質(zhì)量比對，根據(jù)最終期末學(xué)生成績的正態(tài)分布圖發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗教學(xué)中采用過程化考核，不僅能全面反映學(xué)生對知識的掌握程度，更加科學(xué)合理公平地給予學(xué)生綜合成績，而且還能激發(fā)學(xué)生對于實(shí)驗課的學(xué)習(xí)興趣，有效培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。在土力學(xué)實(shí)驗課程中采用過程化考核方式，使得學(xué)生加深和鞏固了土力學(xué)理論知識與實(shí)驗操作技能，提高了教學(xué)質(zhì)量，更能為在實(shí)驗課程教學(xué)中如何踐行以學(xué)生為中心的OBE理念提供了新思路。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]