工程教育认证背景下“热工基础与流体力学”课程达成度评价体系构建

摘要：工程教育认证是国际上广泛认可的工程教育质量保障制度，是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。本文以南京林业大学机械设计制造及其自动化专业工程教育认证为基础，阐述了“热工基础与流体力学”课程的课程目标以及与毕业要求指标点的支撑对应关系，构建了该课程的达成度评价体系，同时以2021—2022学年2019级机械设计制造及其自动化专业为例，对“热工基础与流体力学”课程达成度结果进行了分析，在此基础上提出教学方法持续改进、理论实际相联系以及评价体系持续完善等方面的建议和对策。

关键词：热工基础与流体力学；工程教育认证；达成度；评价体系；持续改进

工程教育专业认证是高等教育的重要组成部分，是贯彻“立德树人”教育方针的重要举措，对于我国高校教学改革和人才培养质量的提升起到了关键作用。其目的是构建我国自己的工程教育质量监控体系，进一步提升工程教育质量，进而与工程师制度相衔接、促进工程教育与企业界的联系，加强工程教育人才培养对产业发展的适应性，最终促进中国工程教育的国际互认，提升国际竞争力［1］。

热工基础与流体力学是现代工程技术人才必备的技术基础知识，理论与实践紧密结合，南京林业大学是以林科为特色的大学，在工程教育认证的背景下，林业院校如何构建好“热工基础与流体力学”类课程的评价体系十分关键［2］。因此，结合认证要求，本文对南京林业大学“热工基础与流体力学”课程的达成度评价体系进行分析、设计以及执行，以期为更好地培养相关机械类人才奠定基础。

1课程教学现状

“热工基础与流体力学”是南京林业大学机械类专业的一门重要专业基础课，对新形势下林科院校人才培养起着重要作用。课程通过对工程热力学、流体力学和传热学三部分内容的讲授和学习，培养学生在流体运动规律及能量守恒与转换规律方面掌握必要的基本知识，获得传热的基本知识及传热计算的初步能力，为进一步学习后续专业课及毕业后从事专业工作打下必要基础［3］。在传统的人才培养体系及工科为主的高等院校中，三部分是单独开课，合计在180学时左右。而针对非能源类专业为特色的林业院校来讲，这三部分合为一门，内容上只需涵盖三门课程重要内容，可以直接串联三部分，但课程教学内容需精简，将总教学课时控制在48学时［4］。在工程教育认证的背景下，如何在有限的学时内让学生能掌握并运用知识提出了更高要求，有效浓缩课堂内容、设计教学方法，以达到充分调动学生的积极性与主动性，同时以工程教育认证为契机，构建并持续完善达成度评价体系，是持续促进和提升工程教育质量的重要环节。

2课程教学目标

课程目标是指导整个课程的核心准则，制定教学目标同时要明确课程与毕业要求间的对应关系，基于此本课程设置了4个课程教学目标。

课程目标1：掌握工质的热力学性质、热力学第一定律、第二定律、热功转换规律和理想气体的热力学过程，能将所学基础理论应用于能量转换问题中，提高工程中的热机转换效率。

课程目标2：掌握流体的基本物理特性、熟悉流体静力学、动力学的基本理论、分析与建模方法，能够将流体力学的相关理论应用于流体传动、控制等相关工程问题的分析与设计。

课程目标3：通过对热量传递的三种基本方式、导热基本理论、对流换热基本规律、黑体辐射基本定律等内容的学习，使学生具备对工程中的传热学问题进行分析和总结的能力。

课程目标4：能够对流体力学与热工基础的实验结果进行分析和解释，通过实验数据综合分析工程中的现象及问题，并得到合理有效的结论。

其中目标1、2、3支撑专业毕业要求指标点“掌握解决机械工程问题所需的工程基础知识，具备应用基本理论分析工程问题的能力”，课程目标4支撑毕业要求指标点“能够对实验结果进行分析和解释，通过信息综合解决复杂工程问题，并得到合理有效的结论”。

3课程教学内容、方法与考核

为达成以上课程目标，课堂授课主要采用多媒体教学和现场板书相结合的方式，讲课贯彻“少而精”的原则，采用启发式教学，激发学生兴趣，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。通过课前复习和课后作业的方式，加深和巩固学生对热工流体知识的掌握。针对课外作业，根据学生所做的作业质量情况，安排习题课进行讨论、讲解，提高学生沟通和交流能力。充分利用网络交流实时性强的优点，开展网上答疑和辅导，提高学生运用所学知识能力，并能用于解决机械工程领域复杂工程问题的能力。实验部分通过向学生介绍实验的原理、示范设备操作方法等现场教学，充分开展教学互动，引导独立实施实验方案，有效地获取数据，并能对数据进行恰当的处理和分析，以获得有效结论。

课程考核主要包括期末考试、平时作业以及实验三个部分，课程总评成绩=线下期末考试70%+作业20%+实验10%，期末考试目标1考核分值分别占比24%、40%和36%。

4目标达成度评价

4.1基于成绩评价的课程目标达成度评价结果

为检验南京林业大学“热工基础与流体力学”课程认证建设的有效性，以2019级机械设计制造及其自动化专业的课程成绩为例进行达成度分析，课程从考核成绩和问卷调查两个方面来对课程目标的达成度情况进行评价。对于考核成绩评价，按表1所给的课程考核综合计分表来分别计算4个课程目标的达成度。对于参与调研的121位修课学生发放问卷（收回109份）调研，对课程的4个课程目标进行达成情况评价，成绩评价见表1、问卷调查见表2。

4.2课程达成度总体情况

2019级“热工基础与流体力学”课程包括成绩与问卷评价的目标达成情况如下图所示。

依据此结果分析本课程学生对于课程目标1和2达成的预期略高于实际的成绩。对比近两年“热工基础与流体力学”课程目标达成情况发现，教师在采取系列措施后成绩评价达成度相比于2018级学生有了提升。

4.3课程目标达成度评价分析

目标1：学生作业平均达成度为0.907，期末考试平均达成度为0.729。个体达成度中61位（50.4%）学生达成度高于0.8，说明半数学生较好地掌握了热力学内容，能够综合利用专业知识理论分析工程热力学的相关复杂工程问题。对于问卷调查，课程目标1“基本达成”以上占比100%，“达成”以上占比91.74%，问卷调查达成度评价值高于成绩评价，本届学生课程目标1的达成度提高0.108。综合分析该部分内容课堂教学、作业及期末考试配合较合理，相应的达成度达到目标。简答题2扣分较多，分析为基本概念不清；计算题1扣分较多，分析为部分同学缺少代入过程、单位没写等扣分较多，导致分数比心理预期低。

目标2：作业和期末考试平均达成度分别为0.844与0.714，通过学生个体达成度对比发现，44位（36.4%）学生达成度超过0.8，部分学生较好地掌握了流体力学的教学内容。问卷调查中，课程目标2“基本达成”以上占比100%，“达成”以上占比90.83%。相较2018级、2019级学生课程目标2达成度提高了0.09。目标2部分内容难度大，达成度较其他课程目标略低，考试中选择题6、问答题5和计算题2扣分较多。分析为流体力学公式多容易混淆，个别同学只注重推导结果不重视推导过程，死背公式没理解，解题注意事项记不全等原因。

目标3：作业与期末考试平均达成度为0.918和0.857，个体达成度中有102位（84.3%）的学生达成度超过0.8，说明大部分学生掌握了传热学教学内容。问卷调查中课程目标3的“基本达成”以上占比100%，“达成”以上占比89.91%，达成度值略高于考试。相较2018级，课程目标3达成度提高了0.112，学生对课堂上讲授的内容例子能够消化，课后作业能很好完成，反映在考试中该部分内容掌握较好。试卷中简答题5，计算题4扣分较多，分析为部分学生未将知识内化，表述达不到关键点，计算题细节不规范而失分。

目标4：通过实验考核学生课程目标4的达成情况，平均达成度为0.842。个体达成度中103位（94.5%）的学生达成度超过0.8，说明绝大部分学生较好地掌握了实验相关内容。对于问卷调查，课程目标4的“基本达成”以上占比99.1%，该部分内容学生对流体力学与传热的实验结果进行分析和解释、借助实验数据综合分析工程中的现象得到合理结论的能力较2018级有所提升。

4.4采取的措施与持续改进

教师在本学年课上充分剖析经典公式的来龙去脉，增加课堂提问与课堂讨论，提升课堂的趣味性和活跃程度，及时掌握学生对知识点的掌握情况。针对以往失分较多的计算题，在讲解例题时反复强调解题关键点，批改作业时仔细批示出问题所在。在教学方法上，增加课堂讨论和练习时间，让学生能真正内化课堂知识，并能用自己的语言表达出来，教师设计一些简单灵活的表达类题目供学生练习，培养表达复杂工程问题的能力，课后结合针对性的线上线下辅导。实验中强调了学生动手能力考核，引导学生将理论和现象结合起来，思考表象下的科学原理。基于以上采取的措施，2019级4个课程目标达成度较2018级均有明显提升。

下一学年需持续加强和巩固学生对热力学知识的掌握，提高学生重视程度和课堂参与度，增进对基础知识的理解，注重知识细节。流体力学部分达成度在所有达成度里面最低，可在教学中将课程非重点内容简化，留出时间对重点内容进行深度解析。继续加深和巩固学生对知识的掌握，对学生课堂上有疑惑的知识点及时解答。将生活中有关传热学通俗易懂的应用实例与课程内容相结合，增加课堂趣味性和实用性，激发学生的学习兴趣，讲解例题和批改作业时强调答题规范。实验部分继续注重学生动手能力培养，锻炼学生实践能力，引导学生将理论知识和实践现象结合起来，激发学生的动手兴趣。

结语

根据国家工程教育认证标准，将机械设计制造及其自动化专业培养目标与“热工基础与流体力学”课程目标相结合，开展课程建设探索与研究。通过对南京林业大学2019级机械设计制造及其自动化专业的2021—2022学年“热工基础与流体力学”课程目标达成度评价案例进行分析，证明课程建设有助于培养学生创新思维并提升课程教学质量，后续针对课程建设中存在的不足提出下一学年完善和深化课程建设的途径和思路，为培养该领域更多的创新人才而持续改进。

参考文献：

［1］李培根.工程教育的“存在”之道［J］.高等工程教育研究，2019（04）：14+72.

［2］杨风波，陈青，茹煜，等.浅谈农林类高校“热工基础及流体力学”课程教学构建——以机械设计制造及其自动化专业为例［J］.科技风，2022（14）：1618.

［3］张涛.非热动专业热工基础课程教学改革初探［J］.教育教学论坛，2018（23）：114115.

［4］茹煜，危卫华，周宏平，等.校企协同培养工程类研究生的探索——以南京林业大学机械工程专业为例［J］.中国林业教育，2021（03）：5860.

基金：2022年江苏省产教融合型品牌专业建设点“机械设计制造及其自动化”

作者简介：姜洪喆（1989—），男，汉族，吉林白山人，博士，副教授，从事农林产品品质安全无损检测研究。