基于工程認證標準要求的課程權重系數(shù)計算方法分析

楊晚生 劉琳 高云飛 王璋元 顏彪 王曉霞 鄭瑞蕓

摘要：建筑環(huán)境與能源應用工程是以培養(yǎng)學生能夠從事工業(yè)與民用建筑環(huán)境控制和能源供應為主的工程應用性專業(yè)，根據工程認證標準要求，建環(huán)專業(yè)的畢業(yè)要求控制指標點各因素應根據培養(yǎng)目標和課程體系進行權重系數(shù)計算。目前，由于工程認證在我國開展時間不長，專業(yè)教師還缺少對相關權重系數(shù)計算方法的認識、理解和掌握。這不利于教學開展，也不符合工程認證條件下專業(yè)的發(fā)展要求。在工程認證標準基礎上，對建環(huán)專業(yè)的畢業(yè)要求指標點與支撐課程之間的關系進行了分析，利用層次分析法通過構建指標點和支撐課程的層次結構模型，建立其判斷矩陣，并對各指標點因素的權重系數(shù)進行了計算分析，獲得了畢業(yè)要求不同指標點的權重系數(shù)，并對其計算結果進行了分析討論;同時，將層次分析法與學分法得到的權重系數(shù)進行了比較分析，指出了每種計算方法存在的優(yōu)缺點，以期對建環(huán)專業(yè)的工程認證起到促進作用。

關鍵詞：畢業(yè)要求;指標點;課程;權重

中圖分類號：G642.0;TU-4?? 文獻標志碼：A?? 文章編號：1005-2909（2021）01-0161-06

一、 研究背景及意義

工程認證既是工程教育水平評估的基本手段，也是工程師資格國際互認的重要基礎。從2005年起，我國逐步在工程專業(yè)開展認證工作[1-2]，經過近十余年的發(fā)展，已經在31個工科專業(yè)類的18個專業(yè)開展了認證。

我國建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)（以下簡稱“建環(huán)專業(yè)”）是2012年本科專業(yè)目錄調整時，在原建筑環(huán)境與設備工程、建筑節(jié)能技術與工程、建筑設施智能技術的基礎上調整而形成的新型工程類本科專業(yè)。從2020年起建環(huán)專業(yè)將從專業(yè)評估正式轉入工程認證[3-4]，工程認證是今后專業(yè)發(fā)展的主要方向。

二、工程認證標準對建環(huán)專業(yè)課程體系的設置要求

根據工程認證標準，建環(huán)專業(yè)主要開設數(shù)學與自然科學類、工程基礎類、專業(yè)類以及人文社會科學類等四大類課程，具體課程根據學校自身定位、培養(yǎng)目標和辦學特色自主設置。課程體系的設置應做相應的調整，尤其是在學分分布上進行優(yōu)化，以滿足工程認證的要求?；诠こ陶J證標準的建環(huán)專業(yè)課程體系設置要求如圖1。

三、工程認證背景下建環(huán)專業(yè)的培養(yǎng)要求

（一）工程實踐能力

工程實踐能力的培養(yǎng)是工程認證的重要考察內容。學生參加工程實踐以及畢業(yè)設計（論文）的學分至少應占總學分的20%。工程實踐環(huán)節(jié)包括課程實驗、實習、課程設計、畢業(yè)設計（論文）及其他實踐環(huán)節(jié)等。

（二）工程思維

在中國工程教育認證土木類專業(yè)的補充標準中，提出了使學生掌握我國勘察設計注冊工程師（注冊公用設備工程師等專業(yè)）、注冊建造師等執(zhí)業(yè)資格相關的法律法規(guī)、職業(yè)道德、崗位職責等方面的要求[5]。注冊工程師制度是執(zhí)業(yè)資格制度的一種，是國家對關系國計民生的重要工程技術類工作實行準入控制的表現(xiàn)。工程師思維主要體現(xiàn)在責任意識和解決實際問題的能力兩個方面。

（三）國際競爭力

工程認證的目的之一是為了促使高校能培養(yǎng)出面向全球且具有國際競爭力的工程類畢業(yè)生。中國加入《華盛頓協(xié)議》意味著我國工程教育畢業(yè)生獲得了跨境申請職業(yè)資格的“通行證”，但機會越大就意味著挑戰(zhàn)越大，面對來自世界各國高校畢業(yè)生的競爭，在課程體系設置時我們要注重開闊學生的國際化視野，提高學生的國際競爭力。

四、工程認證的畢業(yè)設計達成度要求

（一）達成度要求

畢業(yè)要求達成度評價是進行工程教育專業(yè)認證的核心要求，是衡量高校人才培養(yǎng)質量的重要手段，對專業(yè)教學活動的持續(xù)改進起指導作用[4]。畢業(yè)要求達成度應結合工程教育認證標準要求，以“PDCA”循環(huán)理論為指導，詳細分析本科生畢業(yè)要求達成度的要求及分解指標，明確各門課程對其指標點的支撐要求，才能持續(xù)跟蹤，實現(xiàn)對畢業(yè)要求達成度進行評價改進的目標。因此，畢業(yè)設計達成度的評價與專業(yè)課程體系的構建、各課程指標點及其對達成度的權重系數(shù)有著密切的聯(lián)系。制定合理的畢業(yè)要求達成度指標體系是構建合理的專業(yè)課程體系的目標和出發(fā)點，也是構建專業(yè)特色課程體系、培養(yǎng)學生實踐能力、訓練學生工程思維、強化學生國際競爭力的重要目標和基礎。

（二）達成度目標與課程體系的關系

從上述工程認證的標準對專業(yè)培養(yǎng)的要求可以看出，專業(yè)課程體系設置和畢業(yè)要求達成度的構建必須滿足以下幾個目標：（1）在工程認證標準要求下如何形成自己的專業(yè)特色是工程認證所強調和突出的內容;（2）加強學生工程實踐能力的培養(yǎng)是工程認證背景下專業(yè)發(fā)展的重要方向之一[6];（3）訓練學生的工程思維是工程認證的重要目標之一;（4）強化學生的國際競爭力是專業(yè)工程認證的主要目標之一[7-8]。要實現(xiàn)上述專業(yè)工程認證目標，需要在專業(yè)培養(yǎng)和教學目標設定上形成以下共識：（1）要有與工程認證標準要求相匹配的課程體系，

要形成自己的專業(yè)特色;（2）要有合理科學的專業(yè)畢業(yè)要求達成度指標和評價方法，以滿足工程認證的要求和專業(yè)發(fā)展的需要。

因此，構建科學合理的專業(yè)課程體系、建立合理的畢業(yè)要求達成度指標及評價方法是進行專業(yè)工程認證的基本需求和主要內容。

五、課程權重系數(shù)的計算方法

（一）學分法

對應畢業(yè)要求各指標點中二級指標點的支撐課程的權重系數(shù)，通常需要綜合考慮理論課程、實驗實訓、畢業(yè)設計對各項畢業(yè)要求及其指標點達成的關聯(lián)度，將每項畢業(yè)要求（或指標點）歸一化。課程類型系數(shù)設定規(guī)則：

（1）理論課程的課程權重系數(shù)：學分數(shù)*1.0;

（2）實驗課程的課程權重系數(shù)：學分數(shù)*1.5;

（3）課程設計及實訓課的課程權重系數(shù)：學分*1.5;采用PBL模式的權重系數(shù)：學分*2.0;

（4）畢業(yè)設計的課程權重系數(shù)：學分*2.0。

選擇合適的課程權重系數(shù)計算方法對正確獲得課程權重系數(shù)具有重要意義。學分法權重系數(shù)的計算方法以課程類型、性質和課程學分數(shù)為基本依據。該計算規(guī)則具有計算方法簡單、容易獲得、不需要對課程內容進行分析等優(yōu)點，但存在同類和同一學分的課程權重系數(shù)相同等問題，不能有效區(qū)別其課程內容對畢業(yè)要求達成度的需求，因此在某種程度上該方法只是一種粗淺的計算方法。

（二）層次分析法

層次分析法是一種基于定量和定性分析相結合的決策方法。通過分析復雜問題所包含的因素及其相互關系，將問題分為不同的要素，并將這些要素歸并為不同的層次，通過構建層次結構模型，利用Satty確定的9級比例標尺[9]（如表3），將兩個因素的重要性進行比較并賦值，形成判斷矩陣，并通過歸一化處理獲得權重系數(shù)。

六、課程權重系數(shù)計算比較

（一）支撐課程的確定

根據工程認證標準，建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)畢業(yè)要求指標點1為工程知識，具體涵義為能夠將數(shù)學、自然科學、工程基礎和專業(yè)知識用于解決建筑環(huán)境與能源應用等領域的復雜工程問題。指標點1包含1.1～1.5五個二級指標點，二級指標點1.1的含義為掌握必要的從事建筑環(huán)境與能源應用工作所需的高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等數(shù)學、大學物理、普通化學等自然科學基本知識，并能用于工程建模、計算和分析。對應上述二級指標點1.1的含義，該二級指標點1.1選取高等數(shù)學、大學物理、線性代數(shù)、概率論和數(shù)理統(tǒng)計和普通化學作為指標點的支撐課程，這一選擇與專業(yè)目前的教學實際情況相符合。

（二）學分法計算分析

根據學分法計算規(guī)則，以二級指標點1.1為例，制定了指標點1.1各支撐課程權重系數(shù)表，具體結果如表4。

（四）層次分析法計算分析

根據工程認證標準的要求，指標點1.1各支撐課程層次結構模型如圖2所示。

根據上述層次結構模型構建的各支撐課程的判斷矩陣及權重系數(shù)計算結果如表5所示。

（四）結果比較分析

采用學分法和層次分析法獲得指標點1.1各支撐課程的權重系數(shù)，對這兩種方法所得到的權重系數(shù)進行分析比較，如表6。

（1）學分法和層次分析法所得到的各支撐課程的權重系數(shù)總的趨勢基本一致，即權重系數(shù)由高到低的順序均為：高等數(shù)學>大學物理>線性代數(shù)>概率論與數(shù)理統(tǒng)計>普通化學，二者總體排序規(guī)律一致，反映出層次分析法具有其合理性。

（2）采用層次分析法所得到的線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計和普通化學課程的權重系數(shù)與采用學分法所得到的上述各課程的權重系數(shù)存在區(qū)別，從客觀規(guī)律出發(fā)，每門課程的學分數(shù)和課程類型相同，但由于課程內容在專業(yè)畢業(yè)要求的體現(xiàn)不同，因此具有不同的權重系數(shù)是符合客觀事實的，反映出層次分析法與學分法相比得到的權重系數(shù)更為合理。

（3）層次分析法得到的線性代數(shù)課程的權重系數(shù)較學分法高，這主要是由于其課程內容和畢業(yè)要求較高所致，建環(huán)專業(yè)的課程體系中線性代數(shù)比概率論與數(shù)理統(tǒng)計在專業(yè)基礎及專業(yè)課程的學習過程中所發(fā)揮的作用更大，這符合專業(yè)培養(yǎng)的實際要求。

（4）在課程判斷矩陣構建過程中

，需要由專業(yè)教師和專業(yè)技術人員對課程進行對比、分析、判斷、量化，這一過程存在一定的主觀性，因此會在一定程度上影響權重系數(shù)的計算。參考文獻：

[1]荀勇. 地方應用型土木工程本科專業(yè)評估與認證[J].武漢理工大學學報，2016，29（10）：38-41，51.

[2]姚韜，王紅，余元冠.我國高等工程教育專業(yè)認證問題的探究：基于《華盛頓協(xié)議》的視角[J].大學教育科學，2014（4）：28-32.

[3]何若全，邱洪興.土木工程專業(yè)評估與專業(yè)教育的持續(xù)發(fā)展[J].中國建設教育，2013（1）：15-17.

[4]華爾天，計偉榮，吳向明.中國加入《華盛頓協(xié)議》背景下工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的探索與實踐[J].中國高教研究，2017 （1） ：82-85.

[5]陳曉，李小華，張國強，等.注冊工程師制度和建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)教學改革[J].高等建筑教育，2013，22（6）：26-28.

[6]錢付平，陳光，黃志甲. 建環(huán)專業(yè)教育評估與實踐教學環(huán)節(jié)的改革創(chuàng)新[J].高等建筑教育，2009，18 （5） ：122-125.

[7]谷音， 羅素蓉， 張挺. 從德國高等教育看工程認證下的土木工程專業(yè)培養(yǎng)方式及評價體系[J].高等建筑教育，2020，29（2）：89-94.

[8]劉少東，鄭鑫，張兆強.土木工程專業(yè)校企聯(lián)合人才培養(yǎng)機制探索與實踐[J].高等建筑教育， 2016，25（2）：32-35.

[9]張炳江.層次分析法及其應用案例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.

Analysis on calculation methods of curriculum weight coefficient

based on engineering certification standard

YANG Wansheng， LIU Lin， GAO Yunfei， WANG Zhangyuan， YAN Biao， WANG Xiaoxia， ZHENG Ruiyun

（School of Civil and Transport Engineering， Guangdong University of Technology， Guangzhou 510006， P. R. China）

Abstract：

Construction environment and energy application engineering is a major with strong engineering applicability which mainly trains students to be able to engage in industrial and civil construction environment control and energy supply. According to the requirements of engineering certification， each factor of the graduation requirements control index points of construction environment should be calculated according to the training objectives and curriculum system by weight coefficient. At present， due to the short time of engineering certification in China， professional teachers still lack the knowledge， understanding and grasp of the calculation method of relevant weight coefficient， which is not conducive to the teaching under the goal of professional engineering certification and does not meet the professional development requirements of engineering certification. On the basis of engineering certification standard， this paper analyzes the relationship between graduation requirement index points and supporting courses of construction environment. By using AHP， the judgment matrix of index points and supporting courses is established and the weight coefficients of each index point factor are calculated and analyzed， and the weight coefficients of different index points of graduation requirement are obtained. At the same time， the weight coefficient obtained by AHP is compared with that obtained by credit method， and the advantages and disadvantages of each calculation method are pointed out， in order to promote the engineering certification of construction environment specialty.

Key words：

graduation requirements; index points; curriculum; weight factor

（責任編輯 梁遠華）