基于OBE理念的課程教學(xué)分析評(píng)價(jià)與改進(jìn)策略

黃和祥，侯作富，夏成宇，彭玲玲

(長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北 荊州 434022)

OBE(Outcomes-Based Education)成果導(dǎo)向教育，作為工程教育專業(yè)認(rèn)證的評(píng)價(jià)體系之一，得到了越來(lái)越多高校的認(rèn)可并付諸實(shí)踐，成果導(dǎo)向教育評(píng)價(jià)有三個(gè)方面的核心內(nèi)容，即有明確的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)并得到同行業(yè)的認(rèn)可，有該專業(yè)核心課程的教學(xué)環(huán)節(jié)支撐并進(jìn)行相應(yīng)的分析與評(píng)價(jià)，有系統(tǒng)科學(xué)的考核制度并及時(shí)反饋和持續(xù)改進(jìn)。

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證，課程目標(biāo)達(dá)成度分析與評(píng)價(jià)即為：課程負(fù)責(zé)人及其教學(xué)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)一定的評(píng)估手段和方法，評(píng)估該課程的課程目標(biāo)達(dá)成度情況，即積累數(shù)據(jù)，包括平時(shí)考勤、平時(shí)作業(yè)、小測(cè)驗(yàn)及期末考試等，通過(guò)對(duì)所有評(píng)估數(shù)據(jù)的分析、比較，綜合得到該課程的各個(gè)課程目標(biāo)達(dá)成度情況，以上即為對(duì)該課程各個(gè)課程目標(biāo)達(dá)成度的分析。之后會(huì)根據(jù)該課程各個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成度情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，其目的在于根據(jù)分析結(jié)果檢驗(yàn)該課程的教學(xué)情況，了解學(xué)生對(duì)該課程各部分內(nèi)容及各教學(xué)環(huán)節(jié)的掌握情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，為進(jìn)一步優(yōu)化和精細(xì)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過(guò)程提供大數(shù)據(jù)支持。

以長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)2017級(jí)學(xué)生對(duì)工程力學(xué)課程的學(xué)習(xí)為例，工程力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在課程負(fù)責(zé)人的帶領(lǐng)下，從學(xué)生平時(shí)作業(yè)、小測(cè)驗(yàn)以及期末考試等每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)認(rèn)真記載原始數(shù)據(jù)，再根據(jù)工程力學(xué)教學(xué)大綱的要求，對(duì)各環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容與過(guò)程進(jìn)行權(quán)重分配，最后對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行制表與分析，即對(duì)工程力學(xué)課程各個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成度分析，在此基礎(chǔ)上結(jié)合工程力學(xué)本身的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程及教學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行達(dá)成度評(píng)價(jià)，為進(jìn)一步優(yōu)化與精細(xì)化教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過(guò)程提供大數(shù)據(jù)保障。

1 OBE評(píng)價(jià)構(gòu)架下工程力學(xué)課程目標(biāo)的設(shè)定

工程力學(xué)課程目標(biāo)是指學(xué)生學(xué)習(xí)了工程力學(xué)之后所要達(dá)到的預(yù)期結(jié)果，而工程力學(xué)課程目標(biāo)必須與工程教育專業(yè)認(rèn)證所要求的學(xué)生畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)形成對(duì)應(yīng)關(guān)系。

1.1 工程力學(xué)課程目標(biāo)的設(shè)定

根據(jù)機(jī)械類工程力學(xué)的教學(xué)大綱，結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，工程力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多次討論，最后設(shè)定了工程力學(xué)課程的三個(gè)課程目標(biāo)。課程目標(biāo)1：概念及抽象能力，掌握力、剛體、約束、運(yùn)動(dòng)、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、應(yīng)力狀態(tài)、強(qiáng)度理論、組合變形等力學(xué)基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)；能夠由具體問(wèn)題抽象建立相應(yīng)的靜力學(xué)模型與材料力學(xué)計(jì)算模型。課程目標(biāo)2：基本外力計(jì)算及安全計(jì)算能力，能較熟練地計(jì)算出結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)的約束力，能較熟練和較靈活地運(yùn)用材料力學(xué)方法完成以桿件為主的結(jié)構(gòu)安全性校核、截面設(shè)計(jì)及安全許可載荷確定等工程設(shè)計(jì)計(jì)算任務(wù)，解決各類工程結(jié)構(gòu)與設(shè)備中材料、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全問(wèn)題。課程目標(biāo)3：綜合分析及計(jì)算能力，能夠?qū)δＰ偷牧W(xué)特性進(jìn)行快速定性分析，如靜定性判斷、補(bǔ)充方程選取、對(duì)稱性分析等；能夠應(yīng)用力學(xué)原理定量求解給定動(dòng)、靜力學(xué)問(wèn)題中的載荷或運(yùn)動(dòng)參數(shù)；通過(guò)對(duì)工程問(wèn)題的力學(xué)建模、力學(xué)計(jì)算，從強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等多角度對(duì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，并考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化及環(huán)境的影響。

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

根據(jù)工程力學(xué)的課程目標(biāo)以及工程教育專業(yè)認(rèn)證的學(xué)生畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)討論，確定了它們之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如表1所示。

表1 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系表Tab.1 Corresponding relationship between course targets and graduation requirement index points

2 工程力學(xué)三個(gè)課程目標(biāo)在期末考試成績(jī)與平時(shí)成績(jī)中的權(quán)重分配

2.1 工程力學(xué)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)要求、教學(xué)方式和學(xué)時(shí)分配

根據(jù)工程力學(xué)教學(xué)大綱，對(duì)工程力學(xué)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配及所對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)進(jìn)行了多次討論，其結(jié)果如下：工程力學(xué)教材1～9章為靜力學(xué)基本概念與約束力計(jì)算(受力分析、平面力系、空間力系)、材料力學(xué)基本概念及桿件的基本變形(軸向拉伸與壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲)、強(qiáng)度與剛度的相關(guān)計(jì)算(強(qiáng)度與剛度的校核、截面尺寸的確定、許可載荷的計(jì)算等)，共需54學(xué)時(shí)，對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)為課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2；第10章為應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論，需8學(xué)時(shí)，對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)為課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2和課程目標(biāo)3；第11章為組合變形，需6學(xué)時(shí)，對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)為課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)3；第12章為壓桿穩(wěn)定，需6學(xué)時(shí)，對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)為課程目標(biāo)3；第13章為動(dòng)載荷與交變應(yīng)力，需4學(xué)時(shí)，對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)為課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2和課程目標(biāo)3；附錄1為截面的幾何性質(zhì)，需2學(xué)時(shí)，對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)為課程目標(biāo)1。工程力學(xué)包含了靜力學(xué)和材料力學(xué)兩部分，共80學(xué)時(shí)。

2.2 工程力學(xué)三個(gè)課程目標(biāo)在期末考試成績(jī)與平時(shí)成績(jī)中的權(quán)重分配

根據(jù)工程力學(xué)各章節(jié)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)，將期末考試的不同題目對(duì)應(yīng)各自的課程目標(biāo)，同時(shí)將平時(shí)作業(yè)及小測(cè)驗(yàn)與課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)起來(lái)，然后依據(jù)工程力學(xué)教學(xué)大綱統(tǒng)籌分配各部分所占權(quán)重，工程力學(xué)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多次討論，得到如下權(quán)重分配：目標(biāo)1期末試題權(quán)重0.3，包括題一10分、題二15分、題三15分及作業(yè)一、作業(yè)二；目標(biāo)2期末試題權(quán)重0.3，包括題四15分、題五15分及作業(yè)3；目標(biāo)3期末試題權(quán)重0.4，包括題六15分、題七15分及作業(yè)4，平時(shí)成績(jī)權(quán)重0.25×0.2。

為了更直觀地反映學(xué)生工程力學(xué)達(dá)成度完成情況，對(duì)上述數(shù)字進(jìn)行計(jì)算，得到學(xué)生工程力學(xué)課程目標(biāo)達(dá)成度占比，如圖1所示。

圖1 學(xué)生工程力學(xué)課程目標(biāo)達(dá)成度占比圖Fig.1 Proportion of target attainment degrees of engineering mechanics courses

圖1比較清楚地反映了各個(gè)達(dá)成度(五個(gè)等級(jí))每個(gè)課程目標(biāo)的學(xué)生占比情況，能夠有效了解學(xué)生對(duì)工程力學(xué)各個(gè)部分的掌握程度，為優(yōu)化和精細(xì)化教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容提供了大數(shù)據(jù)依據(jù)。

3 工程力學(xué)課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)

從長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械類專業(yè)2017級(jí)學(xué)生工程力學(xué)課程目標(biāo)達(dá)成度占比圖來(lái)看，課程目標(biāo)1和課程目標(biāo)2完成情況較好，達(dá)成度大于0.7的學(xué)生占比超過(guò)60%，目標(biāo)3完成情況不太理想，呈中間小兩頭大的杠鈴型。從與工程力學(xué)課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容來(lái)看，學(xué)生對(duì)工程力學(xué)基本概念及其相關(guān)計(jì)算掌握得較好，對(duì)靜力學(xué)約束力的計(jì)算、強(qiáng)度與剛度的校核、截面尺寸的確定以及許可載荷的計(jì)算等有比較清晰的思路，而對(duì)于應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論，包括廣義虎克定律這部分內(nèi)容掌握得不夠好，對(duì)于組合變形以及壓桿穩(wěn)定等需要綜合分析與計(jì)算的部分掌握得較為薄弱。

4 工程力學(xué)課程教學(xué)持續(xù)改進(jìn)

從工程力學(xué)三個(gè)課程目標(biāo)分布情況來(lái)看，學(xué)生在科學(xué)分析邏輯思維、力學(xué)問(wèn)題建模、較復(fù)雜問(wèn)題的解決等方面還有所欠缺，需要在今后的課堂講授和平時(shí)作業(yè)環(huán)節(jié)中加強(qiáng)練習(xí)。特別是學(xué)生對(duì)于力學(xué)問(wèn)題的綜合分析與判斷能力要在日常教學(xué)中得到鍛煉與加強(qiáng)。因此，教師在應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論、組合變形、壓桿穩(wěn)定等章節(jié)的講解中要著重培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，并在講授過(guò)程中特別講解一些綜合類的典型例題，如彎曲超靜定、彎曲強(qiáng)度(正應(yīng)力)及壓桿穩(wěn)定等相關(guān)內(nèi)容，可以有意識(shí)地鍛煉并培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析與計(jì)算能力。

從工程力學(xué)各個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成度來(lái)看，2017級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不夠理想，說(shuō)明教師在工程力學(xué)的教學(xué)中仍存在一定的不足，在今后的課程教學(xué)中還需進(jìn)一步加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、力學(xué)問(wèn)題建模能力、力學(xué)計(jì)算能力、工程實(shí)際中的應(yīng)用能力，為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)。

5 小結(jié)與思考

課程達(dá)成度評(píng)價(jià)是畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度評(píng)價(jià)的支撐，也是OBE理念下課程教學(xué)評(píng)價(jià)與改進(jìn)的重要依據(jù)，工程力學(xué)課程的三個(gè)課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)于學(xué)生的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)。工程力學(xué)課程每個(gè)課程目標(biāo)都包含3個(gè)考核環(huán)節(jié)，即平時(shí)作業(yè)、小測(cè)驗(yàn)及期末考試，這樣課程評(píng)價(jià)結(jié)果不僅能夠準(zhǔn)確反映學(xué)生對(duì)工程力學(xué)各個(gè)部分的掌握情況，也能較好地反映整個(gè)教學(xué)過(guò)程與細(xì)節(jié)的執(zhí)行情況。

工程力學(xué)達(dá)成度分析與評(píng)價(jià)針對(duì)的是整個(gè)2017級(jí)學(xué)生，這樣2017級(jí)學(xué)生所學(xué)的每一門課程的達(dá)成度分析與評(píng)價(jià)就構(gòu)成了2017級(jí)學(xué)生畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度分析與評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上就能完成整個(gè)2017級(jí)學(xué)生工程教育專業(yè)認(rèn)證所要求的達(dá)成度分析與評(píng)價(jià)。

工程教育專業(yè)認(rèn)證要求課程評(píng)價(jià)是達(dá)成度評(píng)價(jià)，而不是比較性評(píng)價(jià)，采用課程目標(biāo)達(dá)成度來(lái)評(píng)價(jià)課程的教學(xué)質(zhì)量，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生綜合分析能力的鍛煉與培養(yǎng)，注重教學(xué)過(guò)程管理與實(shí)施，針對(duì)課程目標(biāo)，優(yōu)化與精細(xì)化教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程和教學(xué)手段，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及工程能力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。