工程教育認(rèn)證視角下“發(fā)動(dòng)機(jī)原理”課程考核評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

周龍 陳國(guó)強(qiáng) 陳水生

河南理工大學(xué) 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 河南省焦作市 454000

1 引言

工程教育專業(yè)認(rèn)證是指由專業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)針對(duì)高等教育機(jī)構(gòu)開設(shè)工程類專業(yè)教育的課程體系設(shè)置、師資隊(duì)伍配備、辦學(xué)條件配置等影響學(xué)生畢業(yè)能力以及專業(yè)持續(xù)改進(jìn)機(jī)制的建立等方面實(shí)施的專門性認(rèn)證，旨在保證專業(yè)教育質(zhì)量和專業(yè)教育活力，是目前國(guó)際通行的最認(rèn)可的工程教育質(zhì)量保障制度。

國(guó)內(nèi)工程教育專業(yè)認(rèn)證所遵守的《華盛頓協(xié)議》是目前國(guó)際上最具權(quán)威性和影響力的本科學(xué)位互認(rèn)協(xié)議之一。工程教育專業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)三個(gè)基本理念：以學(xué)生為本，面向全體學(xué)生；以學(xué)生為中心，以學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向；合格評(píng)價(jià)與質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)。根據(jù)《華盛頓協(xié)議》的相關(guān)規(guī)定，通過工程教育認(rèn)證專業(yè)所培養(yǎng)的畢業(yè)生將享有工程認(rèn)證成員國(guó)畢業(yè)生同等的待遇。

發(fā)動(dòng)機(jī)原理是車輛工程專業(yè)的必修課程之一，重點(diǎn)講述四沖程內(nèi)燃機(jī)的熱力循環(huán)、換氣過程、燃料與燃燒、混合氣的形成及燃燒過程、污染物的生成與控制以及性能評(píng)價(jià)等，如何運(yùn)用工程教育專業(yè)認(rèn)證理念和相關(guān)基礎(chǔ)理論來管理、控制和評(píng)價(jià)該課程的目標(biāo)達(dá)成度情況，就顯得尤為重要。本文從發(fā)動(dòng)機(jī)原理的課程目標(biāo)與畢業(yè)要求出發(fā)，在分析該課程考核評(píng)價(jià)體系所存在問題的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的新考核評(píng)價(jià)體系，并通過教學(xué)實(shí)踐驗(yàn)證了新考核評(píng)價(jià)體系的可行性。

2 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求

河南理工大學(xué)車輛工程專業(yè)于2019 年提出工程教育專業(yè)認(rèn)證申請(qǐng)，經(jīng)過自評(píng)、網(wǎng)評(píng)和專家進(jìn)?？疾榈拳h(huán)節(jié)，最終于2021年6 月教育部正式下文通過工程教育專業(yè)認(rèn)證，有效期為2021 年1 月到2026 年12月。在工程教育專業(yè)認(rèn)證以學(xué)生為本、以學(xué)生為中心和持續(xù)改進(jìn)理念的指引下，車輛工程專業(yè)全體教師對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程的課程目標(biāo)和脈絡(luò)體系進(jìn)行了全面深入的梳理，構(gòu)建了各項(xiàng)指標(biāo)點(diǎn)的實(shí)施細(xì)則。所制定的指標(biāo)點(diǎn)包括工程知識(shí)、工程與社會(huì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展三個(gè)方面。

根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證需要和車輛工程專業(yè)畢業(yè)要求，發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程組將該課程的課程目標(biāo)設(shè)置為：

課程目標(biāo)1：掌握內(nèi)燃機(jī)循環(huán)及性能評(píng)價(jià)指標(biāo)的表示及評(píng)價(jià)方法，并能深刻理解四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程中的工作原理及影響因素，為車輛的設(shè)計(jì)、制造和控制等提供依據(jù)。

課程目標(biāo)2：掌握發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放物的產(chǎn)生機(jī)理，熟悉發(fā)動(dòng)機(jī)的排放控制技術(shù)，了解美國(guó)、歐洲和中國(guó)汽車尾氣排放控制法規(guī)的發(fā)展趨勢(shì)。

課程目標(biāo)3：掌握或熟知內(nèi)燃機(jī)的燃燒方式、混合氣的形成、燃燒過程和影響因素，結(jié)合環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的方針、政策、法律法規(guī)和社會(huì)需求，了解內(nèi)燃機(jī)燃燒方式的發(fā)展趨勢(shì)，深刻理解內(nèi)燃機(jī)有害排放物的產(chǎn)生機(jī)理及其控制技術(shù)。

工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)車輛工程專業(yè)本科生的畢業(yè)要求可通過上述三項(xiàng)課程目標(biāo)獲得有效支撐，如表1 所示。由表1 中課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可進(jìn)一步明確課程任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)，為課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)考核體系的制定奠定了基礎(chǔ)。

表1 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

3 課程考核方式存在的問題

在傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)踐中，發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程的考核成績(jī)由占總評(píng)成績(jī)30% 的平時(shí)考核成績(jī)和占總評(píng)成績(jī)70% 的期末考試成績(jī)組成。不可否認(rèn)，這種簡(jiǎn)單易行的考核方式在一定程度上能反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，但長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐表明這種考核方式存在如下問題：

平時(shí)考核一般由占平時(shí)考核成績(jī)30%、50%和20%的考勤、作業(yè)和課堂表現(xiàn)組成?？记谥饕ㄟ^點(diǎn)名和簽到等形式檢查學(xué)生的到課率，不能有效培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問題的能力。作業(yè)著重考查學(xué)生對(duì)具體知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握情況，但因存在作業(yè)抄襲問題而導(dǎo)致該考查功能基本失效。抽查覆蓋面和授課時(shí)間限制使得課堂表現(xiàn)也僅能在一定程度上反映個(gè)別學(xué)生的聽課和回答問題狀況，不能從整體上反映學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問題的能力。

期末考試一般為閉卷考試，常見題型包括填空題、單項(xiàng)選擇題、判斷題、名詞解釋題和簡(jiǎn)答題，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的記憶和理解情況，很難將分析和解決復(fù)雜工程問題的能力體現(xiàn)在具體的試卷中。

4 改革措施

在工程教育專業(yè)認(rèn)證視角下，為更加全面地考查學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問題的能力，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程考核方式存在的上述問題，在課程考核中采取了如下措施。

4.1 強(qiáng)化平時(shí)考核

在日常教學(xué)中，通過“藍(lán)墨云”、“雨課堂”等平臺(tái)來兼顧“課前-課上-課后”環(huán)節(jié)，在時(shí)間和空間兩個(gè)維度上拓展教學(xué)空間。課前兩天通過相關(guān)平臺(tái)推送預(yù)習(xí)資料，督促和檢查學(xué)生的任務(wù)完成情況；在課中，一改“說教”、“填鴨”和“沉悶”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，講授中隨機(jī)通過“藍(lán)墨云”和“雨課堂”發(fā)布隨堂測(cè)試題，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況；在課后，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布課后習(xí)題，及時(shí)批改作業(yè)并記錄成績(jī)。這樣，一堂課的平時(shí)考核成績(jī)就由占平時(shí)成績(jī)30% 的課前預(yù)習(xí)、40% 的課中測(cè)試和30%的課后作業(yè)三個(gè)成績(jī)構(gòu)成。整個(gè)課程的平時(shí)成績(jī)由各堂課的成績(jī)累加而成，所占比重為整個(gè)課程成績(jī)的15%。

4.2 加入課程實(shí)驗(yàn)

在過程考核體系中，增加占整個(gè)課程比重為5% 的實(shí)驗(yàn)考核環(huán)節(jié)。對(duì)標(biāo)工程教育專業(yè)認(rèn)證編寫的發(fā)動(dòng)機(jī)原理教學(xué)大綱中包含兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：汽油機(jī)有效功率的測(cè)量和柴油機(jī)有害排放物測(cè)試。實(shí)驗(yàn)主要考查學(xué)生在實(shí)驗(yàn)期間的考勤、實(shí)驗(yàn)完成度、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)論以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫情況等內(nèi)容。

4.3 增加課程大論文

在過程考核體系中增加占整個(gè)課程比重為10% 的課程大論文環(huán)節(jié)。學(xué)生可根據(jù)課程所學(xué)的發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程、熱力循環(huán)、燃燒和排放等方面的內(nèi)容，自行以一種發(fā)動(dòng)機(jī)前沿技術(shù)為主題，通過搜索和查閱資料，完成一篇有關(guān)該技術(shù)發(fā)展歷史、基礎(chǔ)理論、實(shí)施方式、應(yīng)用成果及發(fā)展趨勢(shì)的大論文。教師從大論文的內(nèi)容選取、材料實(shí)證性及邏輯性、排版格式三個(gè)方面對(duì)該項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行考核，三個(gè)方面所占比例分別為30%、50% 和20%。

在自行完成大論文的過程中，學(xué)生不但能完成三個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成度，對(duì)相應(yīng)的畢業(yè)要求形成強(qiáng)有力的支撐，而且能提升對(duì)復(fù)雜工程問題的認(rèn)識(shí)水平和解決能力，從而提升分析和解決實(shí)際問題的能力。

4.4 引入課程設(shè)計(jì)

將組成發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和起動(dòng)系統(tǒng)拆分為不同的專題，每個(gè)專題分發(fā)給由3-5 名學(xué)生組成的小組進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，限定上交材料的要求和格式，再輔以答辯的形式進(jìn)行考核。上交材料的內(nèi)容、格式和答辯三個(gè)方面分別占此項(xiàng)成績(jī)比重的50%、20% 和30%，而課程設(shè)計(jì)占發(fā)動(dòng)機(jī)課程總評(píng)成績(jī)的10%。

4.5 完善期末考試

在期末考試的題型上，分別減少單項(xiàng)選擇題、判斷題、名詞解釋題和簡(jiǎn)答題到卷面分值的40%，剩下的60% 為論述題和計(jì)算題，以著重考察學(xué)生應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)理論及其他相關(guān)專業(yè)知識(shí)解決復(fù)雜工程問題的能力。當(dāng)然，期末考試成績(jī)占總評(píng)成績(jī)的比重也由以前的70% 降低到60%，以便強(qiáng)化平時(shí)和過程考核環(huán)節(jié)。

4.6 考核的持續(xù)改進(jìn)

在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，根據(jù)已經(jīng)制定的有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程的持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)該課程考核方式的持續(xù)改進(jìn)。通過畢業(yè)生回訪、用人單位走訪、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)與專家座談等形式，獲取有關(guān)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)方面的改進(jìn)意見；根據(jù)教學(xué)中學(xué)生和督導(dǎo)的信息反饋，進(jìn)一步改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核形式；結(jié)合兄弟院校課程交流和集體備課等方式，查找不足，完善考核方式。

5 考核方式的驗(yàn)證

為驗(yàn)證所構(gòu)建的發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程考核評(píng)價(jià)體系的可行性，以河南理工大學(xué)車輛工程2019 級(jí)1-2 班為樣本進(jìn)行了課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)，分別如圖1 和圖2 所示。

圖1 車輛19-1 班“發(fā)動(dòng)機(jī)原理”課程目標(biāo)達(dá)成度

圖2 車輛19-2 班“發(fā)動(dòng)機(jī)原理”課程目標(biāo)達(dá)成度

從圖1 可以看出，課程目標(biāo)達(dá)成度期望值為0.65。車輛19-1 班學(xué)生課程目標(biāo)1、2、3 的達(dá)成度分別為0.753、0.792 和0.795，課程目標(biāo)1、2、3 的達(dá)成度均達(dá)到期望值。從整體成績(jī)來看，雖然3 個(gè)課程目標(biāo)均達(dá)到期望值，但課程目標(biāo)1 的達(dá)成度相對(duì)較低。結(jié)合平時(shí)表現(xiàn)來看，該班學(xué)生學(xué)習(xí)較認(rèn)真，基本按時(shí)完成作業(yè)，但運(yùn)用課程知識(shí)的熟練程度不夠，應(yīng)該進(jìn)一步提高對(duì)該門課程知識(shí)的理解和掌握。

由圖2 可知，車輛19-2 班學(xué)生課程目標(biāo)1、2、3 的達(dá)成度分別為0.699、0.768和0.746，課程目標(biāo)1、2、3 的達(dá)成度均超過期望值0.65。結(jié)合平時(shí)表現(xiàn)來看，該班學(xué)生學(xué)習(xí)還算認(rèn)真，大部分能按時(shí)完成作業(yè)，基本能夠運(yùn)用課程知識(shí)，若要保證學(xué)生能夠更好地解決實(shí)際問題，還須進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)該門課程的理解和掌握，從而為學(xué)生的后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等奠定基礎(chǔ)。

6 結(jié)論

本文基于工程教育專業(yè)認(rèn)證條件，在分析發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程現(xiàn)有考核體系問題的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了該課程的考核評(píng)價(jià)體系。新的評(píng)價(jià)體系采用“五位一體”的課程考核模式，即通過“藍(lán)墨云”、“雨課堂”等平臺(tái)完善平時(shí)考核評(píng)價(jià)；增加實(shí)驗(yàn)考核、課程大作業(yè)和課程設(shè)計(jì)模塊，強(qiáng)化過程考核在該課程考核中的評(píng)價(jià)比重；優(yōu)化期末考試，以著重考查學(xué)生分析和解決復(fù)雜工程問題的能力。新的考核模式實(shí)現(xiàn)了考核方式的多樣化，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)課程目標(biāo)達(dá)成度的評(píng)價(jià)。

河南理工大學(xué)車輛工程19 級(jí)2 個(gè)班的教學(xué)實(shí)踐表明，本文所構(gòu)建的發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程的考核評(píng)價(jià)體系可行性良好，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和推廣應(yīng)用價(jià)值。發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程組未來還將通過各種途徑，持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化考核評(píng)價(jià)體系，提高該課程的目標(biāo)達(dá)成度，提升學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問題的能力。