基于工程教育认证的土力学课程目标达成度计算与评价

聂如松　阮波

［摘 要］课程目标达成度是工程教育认证的评价基础，其评价结果不仅能反馈教学，还对后续教学的改进具有指导作用。因此，研究如何计算和评价课程目标达成度至关重要。土力学课程作为中南大学土木工程专业的专业基础课。基于工程教育认证理念，文章阐述了课程目标、毕业要求及课程目标与毕业要求指标点的支撑关系，并采用Excel软件制作了课程目标达成度电子表格。文章以土木工程专业2019级两个班的学生成绩为例，结合计算结果和个体达成度的散点图和柱状图，对课程目标达成度进行深入分析。实践证明，只需输入学生的过程成绩和期末考试成绩，该电子表格便能自动计算出课程目标达成度，并生成直观的学生个体达成度图表。这种方法简便易行，有效减少了人为错误，可为类似课程目标达成度的评价提供借鉴。

［关键词］工程教育认证；目标达成度；土力学；课程目标；持续改进

［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2024）02-0061-05

工程教育认证倡导“学生中心、成果导向、持续改进”三大基本理念，简称OBE（Outcome?Based Education）[1]。2016年，中国成为《华盛顿协议》成员，标志着中国高校的工程教育与国际接轨。土木工程作为工程应用型专业，引入工程教育认证有助于保证高校相关专业的教育质量，培养适应时代需求的土木工程人才。截至2022年底，全国已有321所普通高等学校通过了工程教育认证[2]。国内众多高校按照工程教育认证的核心理念对土力学课程进行了改革与实践[3-6]。桂马遥等人探讨了土力学实验教学新方法[7]，刘小亮等人则研究了土力学实验课程的过程化考核方式[8]。刘钰等人按照工程教育认证的要求，对土力学实验的教学内容、教学模式及考核标准进行了改革，并对课程达成度计算进行了研究[9-12]。课程目标达成度作为工程教育认证的重要指标，涉及大量学生成绩数据，传统的人工计算方式易出错且效率低下。此外，每年还需填写课程考试内容和考试方式合理性审核原始记录表及课程目标达成度评价审核表。本文基于OBE理念，确定土力学课程支撑毕业要求指标点的课程目标，并建立课程目标相对应的考核内容及考核方式。利用Excel电子表格，根据过程成绩和期末考试成绩自动计算课程目标达成度，并自动更新原始记录表和审核表，实现达成度评价工作的智能化，极大地减轻了教师的工作负担。

一、土力学课程目标及对应的毕业要求

（一）課程目标

编写土力学教学大纲时，应明确课程目标，并确定课程目标与毕业要求指标点之间的支撑关系[13-14]。中南大学土木工程学院开设的土力学课程作为土木工程专业的专业基础课，其具体的课程目标如下：

目标1：掌握土的基本物理力学性质、（土）岩工程分类，能够根据物理力学指标对土的工程性质进行定性评价，掌握饱和土的有效应力原理、土的渗透固结理论、土的抗剪强度理论及土压力理论，具备土力学基础知识和理论知识。

目标2：能够熟练进行渗流、地基中应力、地基沉降、土的抗剪强度、地基承载力、土压力及土坡稳定性等方面的计算与分析。

目标3：能够熟练、安全地按实验方案操作，正确采集、分析、处理实验数据并绘制图表，熟练计算土的物理力学指标，综合分析和解释实验结果，进行土的工程分类和物理状态判定，对土的压缩性进行分类，分析土的抗剪强度指标影响因素。

（二）教学内容

中南大学开设的土力学课程共 48学时，3学分。其中，理论课占40学时，实验课占8学时。实验课为黏性土物理力学性质综合实验，共分为四次实验，前三次为实操实验，最后一次为演示实验。详细的学时分配及其对应的课程目标如表1所示。

（三）课程目标与毕业要求指标点的支撑关系

土力学课程通常支撑工程知识、问题分析及研究这三个毕业要求[3，5-6]。同时，在这三个毕业要求的基础上，增加了个人和团队毕业要求[9]。土力学课程目标与毕业要求及其二级指标点紧密关联，具体支撑了三个毕业要求指标点[15]。土力学课程目标与毕业要求的支撑关系如表2所示。

二、土力学目标达成度计算及评价方法

（一）达成度计算的数据来源

课程目标达成度是学生在整个学习过程中的表现和学习效果的体现，能够反映对学生相关能力的培养成效，其评价数据主要来源于学生的过程成绩和期末考试成绩[16]。过程考核是对学生在学习过程中的即时、动态评估，旨在提供及时的教与学反馈，以便及时调整教学策略，确保教与学的有效性[17]。

增加过程考核成绩的比重可以有效防止学生“临时抱佛脚”的现象。同时，采用多样化的考核方式有助于激发学生的学习动力和求知欲[18]。

（二）目标达成度计算方法

中南大学目前实施的课程考核制度以“目标达成度”为指标[6]，旨在评估学生对课程培养目标的达成情况，并重点考查学生对各知识点的掌握程度和应用能力。土力学课程目标达成度评价包括课程分目标达成度（Ri）和课程总目标达成度（R总），具体的计算公式如下：

[Ri=α1β1A+α2β2B+α3β3C+α4β4D100×（α1β1+α2β2+α3β3+α4β4）]

[R总=（β1A+β2B+β3C+β4D）/100]

其中，A、B、C、D分别代表平时表现及作业成绩的平均值、课堂及课后测试成绩的平均值、实验成绩的平均值、期末考试成绩的平均值，均以百分制计算；[α1、α2、α3、α4]分别代表A、B、C、D项的权重；[β1、β2、β3、β4]分别代表A、B、C、D项在对应目标1、目标2和目标3的权重。

学生成绩评定由过程成绩和期末考试成绩组成，采用百分制计算，其中期末考试成绩占60%，过程成绩占40%。过程成绩由平时成绩、实验成绩和测试成绩三部分组成，同样采用百分制计算，各自占比为37.5%、25%、37.5%。平时成绩根据课堂表现、课堂讨论、自主学习（如MOOC、码课）以及平时作业等方面进行综合评价；测试成绩取自中南大学可视化教学平台的测试成绩平均值。在权重分配上平时成绩和测试成绩对目标1及目标2的权重分别为0.6和0.4，对目标3的权重为0；实验成绩对目标3的权重为1，对其余目标的权重为0。计算的权重[αi]、[βi]具体数值如表3所示。

（三）目标达成度分析

1.目标达成度整体分析

本文选取了2022—2023年第一学期土木1909、1910班共计44名学生的土力学成绩数据，其目标达成度为0.7。本文利用Excel电子表格，根据目标达成度的计算方法进行了相关计算，并将达成度计算结果整理如表4所示。

从表4可以看出，目标1、目标2和目标3的课程目标达成度平均值分别为0.789、0.769和0.944，均超过设定的0.7标准，达到毕业要求的指标点。同时，各课程目标达成度的标准差分别为0.108、0.161、0.028、0.096，表明学生成绩分布相对集中，离散程度较小。值得注意的是，目标3的达成度平均值高于目标1、目标2的平均值，这主要归功于二维码技术在土力学实验教学中的应用。二维码技术符合大学生的学习习惯，便于他们随时随地预习，促进师生间的互动交流，培养学生对土力学实验的兴趣。然而，目标1和目标2达成度最小值分别为0.584和0.302，表明仍有部分学生未能达到课程目标。因此，在今后的教学中，教师应着重加强对学生工程知识和问题分析能力的培养。

2.学生个体课程目标达成散点图情况分析

为考查学生的课程目标达成情况，本文对44名学生的达成度及学习情况进行了深入分析，其课程目标达成度散点图如图1所示。从图1可以看出，目标3的达成度散点均位于基准线以上，达到了要求。在基准线以下的学生中，目标1有11人未达标，目标2有15人未达标，总目标有6人未达标。对于达成度未达到要求的学生，通过成绩明细分析发现主要是期末考试成绩偏低，学生在土的地基沉降计算、抗剪强度理论及其应用的计算方面较为薄弱。考试难度以及教学手段对学生课程目标达成度具有显著影响。

3.学生个体课程目标达成柱状图情况分析

学生个体课程目标达成度的不同区段分布柱状图如图2所示。目标1和总目标达成度呈现出近似正态分布的特征。具体来说，目标1达成度小于0.65、在0.65～0.7之间、大于0.7的占比分别为11.4%、13.6%、75.0%；目标2达成度小于在0.65、0.65～0.7之间、大于0.7的占比分别为22.7%、11.4%、65.9%；目标3所有学生的目标达成度均超过0.7；总目标达成度小于0.65、在0.65～0.7之间、大于0.7的占比分别为4.5%、9.1%、86.4%。

三、结语

土力学课程教学应倡导“学生中心、成果导向、持续改进”三大基本理念，深化教学内容与方法的改革，着重提升学生的综合分析问题能力和科研创新能力。此外，还需进一步优化课程目标达成度的电子表格，以便将其更广泛地应用于达成度计算与分析评价中。

［ 参 考 文 献 ］

[1］ 刘小勇，李荣丽，杨慧香，等.新工科背景下基于OBE理念的机械原理改革研究[J].机械设计， 2020， 37（S2）： 23-26.

[2］ 周红坊，朱正伟，李茂国. 工程教育认证的发展与创新及其对我国工程教育的启示：2016年工程教育认证国际研讨会综述[J].中国大学教学，2017（1）：88-95.

[3］ 谢良甫，秦拥军，王建虎，等.专业认证背景下土力学课程改革探索：以新疆大学土木工程为例[J].当代教育实践与教学研究，2020（2）：191-192.

[4］ 汪玉容，周建英，鲁旭荣.基于OBE理念的“土力学”课程教学改革实践[J].科教导刊，2023（7）：124-126.

[5］ 刘小军，胡建林.基于工程教育認证的土力学课程混合式教学模式探讨[J].大学，2021（3）：45-46.

[6］ 钱建固， 彭慧敏. 基于工程教育认证的《土力学》课程教学实践[J].水利与建筑工程学报， 2021， 19（6）： 193-197.

[7］ 程马遥，饶德军，曾卫.基于IEET工程教育认证背景下的土力学实验教学方法探索[J].教育教学论坛， 2019（24）：275-276.

[8］ 刘小亮，岳虎，张士林.OBE理念下土力学实验课程的过程化考核实践[J].大学教育，2020（10）：93-95.

[9］ 刘钰，黄正均，张磊，等.面向工程教育认证的土力学实验教学[J].中国冶金教育，2018（5）：80-82.

[10］ 方宏伟.基于ANP的工程教育认证“土力学”课程达成度计算[J].通化师范学院学报，2021，42（12）：28-35.

[11］ 王瑶，王错，杨振朝， 等. 基于工程教育认证的学生能力达成度评价系统开发研究[J]. 中国教育信息化，2022，28（12）：99-105.

[12］ LI H， SHI X H. Calculating and evaluating of the achievements of pharmaceutical separation engineering course for pharmaceutical engineering major based on engineering education certification[J]. Indian joural of pharmaceutical education and research，2019，54（1）：17-21.

[13］ 王永泉.工程教育专业认证“底线”问题的解析与释疑：从课程目标达成评价谈起[J].高等工程教育研究，2022（5）：50-56.

[14］ 刘醒省. 工程教育专业认证背景下毕业要求达成度评价研究：以E高校为例[D].上海：华东师范大学，2022.

[15］ 张晓淑. 工程教育认证毕业要求达成度研究：以东南大学为例[D].南京：东南大学，2020.

[16］ 杨勇，江京亮，孙瑞.面向工程教育专业认证的课程目标达成评价机制与方法[J].中国冶金教育， 2021（6）： 12-17.

[17］ 余磊，梁永林，田永衍，等.中医基础理论课程过程性考核与成绩的相关性分析[J].中医教育， 2018， 37（4）： 47-49.

[18］ 严利东.与线上线下混合式课程相适应的成绩评价方式探索及实践：以省级一流课程合同法为例[J].高教学刊，2022，8（30）：29-33.

［责任编辑：梁金凤］