基于产学合作的水电类专业CDIO实践教学评价量规设计

丁光彬 张红光

摘要：本文在对水电类专业CDIO综合实践教学设计和实施进行初步探索的基础上，进一步对综合实践教学评价量规制定进行研究，通过评价量规体系中对学生评估的每一步结果，来指导和改进教与学的各个环节，使学生和教师在进入环节教学前明确学习目标，评价后又能直接找到学习过程中的差距。

关键词：CDIO；实践教学；评价量规

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）09-0040-03

一、引言

水电类专业涉及多个相关学科，具有专业性、行业性强、工程结构和设备体积巨大的特点，在四年的本科教育阶段，在学校很难让学生亲历CDIO实践项目从构思、设计、实施到运作的全过程。CDIO工程教育模式是以培养个人能力、创新能力、学科知识、系统调控能力和协同工作能力为主要目标，以基于项目学习的理念和科学的课程内容设置作为能力培养的载体，通过经历从项目构想、设计、建造到运作的全过程，让学生获得必要的技能，提高能力。经过科学论证，对水电类专业而言，我们认为无论是从学习内容上，还是学生的知识、能力培养以及学生团队合作意识培养上，水利工程模型项目试验教学都是实现CDIO项目实践教学的理想方式。

CDIO工程教育模式是以强调学生学习的综合评价为基础的。CDIO学习评价的核心是学习，即在相互合作、协作和支持的文化氛围里，根据学生学习的综合评价结果来诊断和提升学习效果[1]，学习评估有两个目的：一是考核学生学习，二是诊断和促进学习。以学习为中心的评估必须与学习效果相结合，评估注重收集学生在个人能力、学科知识、系统调控能力和协同工作能力等方面的证据。这些证据包括：学习日志和案卷、表现评分、笔试和口试及其他自我测评方法，而收集的内容又包括学生互评意见、工业专家的意见及教师的意见等。笔者在参考文献[2]中介绍了学生学习的模糊层次分析评价方法（以教学团队实施水利工程模型试验项目为例），并详细阐述了计算过程。但事实上，学习评价方法和结果并不是真正的核心内容，而是对学习过程制定评价量规。

二、综合实践教学设计和实施

在调整课程设置的基础上，把以前的课程实习、认识实习和生产实习进行合并，重点对实践教学环节进行整合，在基于课程群的二级项目支撑下，分内容、分阶段、分年级反复强化逐步综合地实施CDIO一级项目——水利工程模型试验的项目。

一级项目：通过向企业调研，制定以学习专业知识与培养能力为目的的基本架构。第1年～第4年每年都有一个具体的研究和设计项目，学生分成团队（5～6个人一组），每个团队有一个项目，包括设计、建造和运行全过程，培养设计、创新、协调、沟通和领导能力，使学生能把知识有机的联系起来，学会应用知识，以探究方式获取知识，整个过程体现CDIO。一级项目按学年又细分如下。

一年级项目作为引导性课程的一部分，项目可包括高中或大学一年级所学的基础知识，原型要简单，所需材料和设备尽量少，引入一些基本概念和方法让学生体验建造和运行的过程，在沟通和团队协作能力训练方面进行实践。如本专业一年级项目可指导学生建造一个河道模型。

二年级项目为整合不同学科课程中学到的知识。可以是两个成对的工程课程，实现多学科设计；也可以一门学科课程与一门侧重于工程课程配对。学生根据工程需要去设计和实现目标原型，加强对任务的实际认识程度，也可以是一年级项目的拓展，培养学生的沟通能力，学生仍以小组形式开展工作，要向全班同学口头介绍自己项目，并通过书面报告论述他们的进展和思路。如可在一年级建造的河道模型基础上进行河道模型物理实验以及一些与本专业有关的结构构件设计。

三年级项目是综合应用本专业知识，进行更为复杂的实际任务，要明确考虑在多个目标里进行权衡比较，采取更加符合实际情况的策略。如在二年级项目基础上，在该河道上设计一个水利枢纽，包括规划设计、坝体设计和电站设计等。

四年级项目是一个跨专业的综合项目，由所需的不同工科专业学生组成，进一步完善和发展沟通能力和项目管理能力，组织好项目管理、持续文本报告和决策等，合理处理利益冲突和不同观点或方法给团队带来的活力。如在三年级项目基础上，可进行项目经济评价和施工组织设计，最后进行毕业实习和设计。

二级项目：是基于课程群的支撑，每个课程群都有一个项目，设计、制造、运行、检测，这些项目相当于综合性的课程设计，把相关联的课程知识有机的结合起来，使学生认识到有机和关联的知识群而不是孤立的知识点，课程群的建设与实践结合起来，避免重复内容。水利水电工程专业一体化课程计划中明确了不同阶段的二级项目，包括河道模型物理实验、结构构件设计、规划设计、水工建筑物设计、电站设计、水利工程施工、水工经济评价和创新设计等。

三级项目：每门教学科目中的知识点的选择，多方联合设计教学大纲与课程计划、建设课程，在核心课程内根据需要而设，加强课程知识的理解，加强能力的培养，三级项目无需专门列出，可含在各课程大纲中。

三、综合实践教学评价量规制定

（一）学习评价的原则

学习评价量规的作用是告诉学生和教师“什么是本教学环节高质量的教和学”，使学生和教师在进入环节教学前明确学习目标，评价后又能直接找到学习过程中的差距。

制定合理的评价量规对不同的教学环节显得十分的重要。首先，教学评价的设计要以教学目标为依据，通过教学评价来回答，学生在知识、技能、创新能力、逻辑思维能力、表达能力及团队协作能力等方面是否达到了如教学目标所期待的变化。其次，既要评价学习的结果，也要评价学习的过程，面向学习过程的评价、强调形成性评价，对学生在学习过程中的参与程度、态度、任务完成情况以及学习过程中所形成的成果等进行评估。再次，在设计学习评价时，要对教学活动做全方位、多角度的评价，为此，学习评价应该具有动态化、多样化的特点，实现评价过程动态化和评价的主体、对象、内容、方式和标准的多元化。更重要的是，在设计学习评价时，应把评价和指导结合起来，要对评价结果进行认真分析，确认产生的原因，从不同角度探讨因果关系，以帮助被评价者明确今后的努力方向，使用评估结果去改进教与学的方法是学习评估的最重要的目的。

（二）学习评价的内容确定

如何给出一个既有参考建议又相对客观公正的评估结果，成为对一个实践教学环节评价的重要课题。课题组以CDIO教育模式的学习评估思想为基础，结合我国现有的评价方式，提出了对CDIO工程教育模式下实践教学环节进行学习评估的方法——模糊层次综合评价法。

不同的评价指标体系针对不同的教学环节，本文选择CDIO工程教育基于综合项目、较具代表性的实施产学合作的实践环节作为实例进行对学生的学习评估。

本项目评价设立三个一级评价指标：“项目成果”、“答辩”及“设计过程和团队协作能力”。“设计成果”既体现学生设计水平，又体现了设计工作量及所涉猎的知识面；“答辩”环节从深层次考核学生学习效果及真实性，同时还是促进学生交流展示能力的手段；“设计过程和团队协作能力”重点考核学习过程细节的执行情况及相互学习、协作学习的能力。

各因素向量权重的建立是模糊层次综合分析法中最主要的工作之一。为此，课题组收集了部分学生、企业工程师和所有参与课程设计指导的校内教师的意见，将意见汇总后交由学院专家组来最后确定。一级评价指标的权向量A=[0.4，0.3，0.3]。

根据CDIO工程教育模式的要求，学生学习评估分为四个阶段：学习效果规范化、教学方法与评估和学习效果的结合、收集学生学习证据方式的多样化和利用评估改进教与学。采用模糊层次综合分析法对学生进行学习评估时，必须充分考虑这四个阶段的要求。

（三）项目成果的评价

“项目成果”设立五个二级指标，u1评价集合={u11成果计算推理，u12论文撰写，u13设计图纸质量，u14资源查找及信息组织，u15计算机及信息技术应用}，相应的权重向量为A1=[a11，a12，a13，a14，a15]=[0.23，0.20，0.15，0.25，0.17]；关于“设计成果”二级指标的设立及其权重的分配在课题专家组有过长时间的讨论，最终大家达成一致意见：在当今这个信息传播快速的时代，在本科教育阶段应尽快培养学生收集资料、提取信息的能力；“成果推理计算”、“论文撰写”也是本科教育阶段必须掌握的基本能力；而“图纸绘制和计算机应用能力”则只是作为大学生应掌握的技能。

（四）答辩环节的评价

u2答辩（口试）子集={u21清晰表达主题，u22图标和演示，u23回答问题准确简洁，u24举止和职业形态}，相应的权重向量A2=[a21，a22，a23，a24]=[0.30，0.20，0.28，0.22]；设置答辩环节的目的有两个：一是进一步考核学生参与课题学习的深入程度和真实性，二是考核和锻炼学生的语言、逻辑表达能力；故而，专家组给予“清晰表达主题”、“回答问题准确简洁”这两个二级评价指标更高的权重。

（五）过程评价

过程评价虽然在一级评价指标中的权重只占30%，但其评价过程却是三个一级指标中最为复杂、烦琐的。u3“过程及团队协作能力”子集={u31学习日志和案卷，u32问题研讨表现，u33书面交流，u34电子及多媒体交流，u35口头及人际交流}，相应的权重向量为A3=[a31，a32，a33，a34，a35]=[0.25，0.15，0.20，0.15，0.25]。评价人员包括参与课程设计指导的校内教师、企业工程师和部分学生意见（学生相互评价），过程评价中“学习日志和案卷”评价指标相对客观和直观，能反映学生学习全过程及学习态度，故而分配0.25的权重；考虑学生学习过程中参与问题研讨和电子交流的对象只是部分教师或小组成员，因此“问题研讨表现”和“电子及多媒体交流”两个二级指标只分配0.15的权重；“口头及人际交流”评价指标涉及项目组全体成员，并且是团队协作能力的直接体现，故而分配0.25的权重。

（六）评价反馈及修订

以上对学生的多角度评价，除最终形成对学生学习结果的考核外，还要达到另外一个目的，就是要对整个教与学的过程进行反思和调整。“预期教学效果（目标）”、“教与学过程设计”和“学生学习评价”三者是要相互印证的。如果不同的评价人员根据评价表中的评价准则评估学生，其结果不会令人满意，那就应努力使学生改进不足的方面。如果某项评价指标大多数学生均不能有理想的结果，那我们就应反思“教与学的过程”是否合适，甚至要反思教学评价的准则、量规设计。

四、结语

根据CDIO工程教育模式的要求，学生学习效果的评估分为四个阶段：学习效果规范化、教学方法与评估和学习效果的结合、收集学生学习证据方式的多样化和利用评估改进教与学。在对学生进行学习评估时，要针对不同的教学环节建立不同的评价量规体系，评价量规体系要以学习效果的预期掌握程度要求一致，并同时考虑教学方法，确定收集学生的学习证据方式。对学生的评价得分并不是最终目的，只是对学生综合评价的一个简易记录。学习评估的最终目的是根据评估结果来改进教与学的方法，所以，采用模糊层次综合分析法对学生进行评估的每一步计算结果都是十分重要的。

参考文献：

[1]EdwardF.Crawley，等.重新认识工程教育——国际CDIO培养模式与方法[M].顾佩华，等，译.北京：高等教育出版社，2009.

[2]丁光彬，张红光，等.CDIO工程教育模式下学生学习评估方法探索[J].中国电力教育，2010，（32）：52-53.

[3]清华大学水利系.水工模型试验及量测技术[M].北京：中国工业出版社，1961.

[4]叶伟巍，孔寒冰.基于CDIO理念的产学合作工程教育案例研究[J].高等工程教育研究，2008，（S2）.

[5]庄哲民，沈民奋.基于CDIO理念的1级项目设计与实践[J].高等工程教育研究，2008，（6）.

[6]马文英.水工建筑物[M].郑州：黄河水利出版社，2003.

[7]唐有文.模糊层次分析法[J].青海师范大学学报（自然科学版），2002，（3）：19-23.

[8]Johan Bankel，Karl-Fredrik Berggren，etc.The CDIO Syllabus A Comparative Study of Expected Student Proficiency[J].This paper was published in the European Journal of Engineering Education，and is made available on the CDIO Initiative.Web site by permission，and is made available on the CDIO Initiative TM Web site by permission. 2003 European Journal of Engineering Education.2003，28（3）.

基金项目：本文系河北省教育科学研究规划课题（JYGH2011037）

作者简介：丁光彬（1964-），天津人，河北工程大学水电学院副院长，教授，主要研究方向：智能技术在水电系统中的应用；张红光（1969-），河北邯郸人，河北工程大学水电学院水利工程系副主任，副教授，主要研究方向：水工结构工程。