向定汉 陈国华

摘 要 工程认证是全球通行的教学质量保障制度，提高教学质量是当前高等教育的迫切使命。课程质量评价是教学质量监控的核心环节。本研究，从明确“面向产出”课程任务、建立“面向产出”的评价标准、设计“面向产出”的教学内容以及选择合适定性或定量评价方法等4个方面介绍“金属材料及热处理”课程，如何培养学生能力，又是如何考核与评价学生能力。实现与国际接轨，为高校建立“面向产出”的内部质量保障体系提供了借鉴。

关键词 工程教育认证 内部质量保障体系 面向产出 课程质量评价

中图分类号：G424                                 文献标识码：A  DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2020.12.058

Abstract Engineering certification is a universal teaching quality assurance system， and improving teaching quality is the urgent mission of higher education. Curriculum quality evaluation is the core link of teaching quality monitoring. In this study， we introduce the course of "metal materials and heat treatment" from the following four aspects： defining the task of the "output oriented" course， establishing the "output-oriented" evaluation standard， designing the "output-oriented" teaching content， and selecting the appropriate qualitative or quantitative evaluation methods. It provides a reference for colleges and universities to establish "output oriented" internal quality assurance system.

Keywords engineering education certification; internal quality assurance system; output oriented; curriculum quality evaluation

截止2019年底，我国有241所高校的1353个专业通过了工程教育认证，分布在机械、化工与制药等21个工科专业类。[1]通过国际工程教育认证，标志着这些专业的教学质量实现了国际实质等效。喧嚣的背后有质量（实质等效）的隐忧，2019年4月2日，中国计算机学会（CCF）在官网发布公告称，不再承担工程教育认证工作。CCF解释退出的原因是难以协调质量与数量之间的矛盾。[2]

以课程为中心的传统工程教育，围绕着课程内容培养学生基础理论和实践能力。未来工程教育需要革新传统课堂，回应新的科技革命和产业革命。[3]实践证明：没有标准就没有质量，管理监控是质量的保证。[4]建立工程教育的质量标准，必须满足当今社会发展对人才的需要，即掌握知识，能够应用知识的人（技能）。因此，工程教育认证以培养学生的能力（技能）为标准，突出以学生为中心的理念，强调学生学习的主动性与学习的效果。中国工程教育认证标准（2018版）

毕业要求12条全部以能力为考核标准。困难在于能力如何教？如何考核？如何评价呢？众所周知，能力很难用数字量化，但是可以评价、可以衡量的。因此，课程质量评价是教学质量监控的核心环节，也是毕业要求达成的依据。本项研究，以“金属材料及热处理”课程为例，探索学生能力如何培养、如何考核以及如何评价。

1 明确“面向产出”的课程任务

本校材料科学与工程专业按照工程教育认证标准（2018版），依据明确、公开、可衡量的要求，将12条毕业要求分解为36个指标点。专业要求本课程承担的毕业要求的3个指标点如下：

指标点1.2：能针对材料工程问题建立数学或力学模型并求解。

指标点4.2：能够根据复杂工程问题相关的材料特征，选择研究路线，设计实验方案。

指标点7.2：能够站在环境保护和可持续发展的角度思考材料工程实践的可持续性，评价材料制品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患。

2 建立“面向产出”的课程评价标准

2.1 指标点1.2的评价标准

在传统教学模式中，教学主要是知识传输，学习则是记忆知识，学习效果评价主要是通过考试检查学生记忆的完整性和准确性。[5]国际工程教育则强调以学生为中心的理念，重点评价学生学习效果，即能力的增量。

根据指标点1.2的涵义，能针对材料工程问题建立数学或力学模型并求解。由于期末考试为120分钟，数学建模难以在规定的时间内完成，因此对学生建模能力不可能通过考试来评价。合理的做法是布置一个材料工程问题，让学生课外建模解决，提交研究报告。建模解決工程问题能力，可通过定性评价。评价标准如表1所示。

2.2 指标点4.2的评价标准

根据指标点4.2的涵义，能够根据复杂工程问题相关的材料特征，选择研究路线，设计实验方案。这项指标点涉及的解决复杂工程问题能力、综合实验技能可通过定性评价，有关工程设计的期末考试，则可通过定量评价，评价标准如表2所示。

2.3 指标点7.2的评价标准

根据指标点7.2的涵义，能够站在环境保护和可持续发展的角度思考材料工程实践的可持续性，评价材料制品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患（表3）。

本指标点对环境与可持续发展的理念掌握情况，可通过研讨课与学生提交的环境与可持续发展研究报告，可定性评价，而能否活学活用，则可通过期末考试定量评价。评价标准如表3所示。

3 “面向产出”课程目标的设计及实现

3.1 设计课程目标

本课程依据专业指定的4个指标点，设计4条课程目标如下：

课程目标1，能针对一个金属材料的工程问题，建立数学或力学模型，比较模型的计算结果与工程实际的误差（支撑指标点1.2）。

课程目标2，能针对一个金属材料及热处理的复杂工程问题，制定一个的实验研究方案，并利用金属材料及热处理的理论知识分析后进行实验验证（支撑指标点4.2）。

课程目标3，能够站在环境保护和可持续发展的角度思考金属材料及热处理相关工程实践的可持续性，评价热处理工艺可能对人类和环境造成的损害和隐患（支撑指标点7.2）。

3.2 课程目标的实现

3.2.1 课程目标1的实现

第四章铁基合金，第二节结构钢部分，讲授普通碳碳素结构钢Q235与Q345以及合金结构钢Q420与Q460等。引入金属材料数学模型与力学模型的求解，实现课程目标1。

示例1：武汉长江大桥的钢结构用A3钢（Q235）制造，最大跨度128米，南京长江大桥用16Mn（Q345），利用学过的工程知识建一个模型，计算南京长江大桥最大跨度？并分析其的合理性。

（1）工程问题分析与建模：从武汉长江大桥可以看出，桥梁的主体结构由钢结构支承的，其钢结构选用A3钢（Q235），任意两个桥墩之间承受的载荷是均匀，可取两个桥墩，假设两个桥墩之间的距离为l （m），均布载荷为q （kN/m），建立数学力学模型如图1。

（2）求最大弯曲正应力：

（3）求南京长江大桥最大跨度：

3.2.2课程目标2的实现

本课程通过3个途径培养学生分析与解决复杂工程问题的能力，实现目标2。

第一，本课程设计了“45钢热处理工艺、组织与性能综合实验”（4学时），训练学生实验技能，如何表征、分析实验结果的能力。

第二，本课程设计了多个与教学内容相关复杂工程问题，如“航空母舰甲板选材料”“歼20航空发动机的叶片”“盾构机的刀具”等等，撰写研究报告，要求学生选择一个复杂工程问题，通过查询文献，制定多个实验研究方案，通过分析选择一个合理的解决方案，来训练学生解决复杂工程问题的能力。

第三，期末考试题检查学生对实验结果的分析能力，期末考试题：40CrMn钢820 ℃淬火645 ℃回火后随炉冷却，冲击韧性值为90 kJ/m2，而820 ℃淬火645 ℃回火后水冷，冲击韧性值则为720 kJ/m2。分析随炉冷却冲击韧性值低的原因。期末考试题，设计汽轮机叶片，要求：为其选材，说明其热处理工艺，以及室温下组织。检查解决课程内容相关工程问题的能力。

3.2.3课程目标3的实现

传统热处理过程不可避免产生废渣、废水、废气（三废）污染环境，还是有名的电老虎。本课程在热处理教学内容中，安排了2学时以“热处理新技术与环境”为主题的研讨课，要求学生3个1组，制作PPT，课内展示研讨。研讨课结束后，每个同学要提交“XXXX热处理新技术对环境与可持续发展的影响”研究报告。期末考试，设计了“桂林福达集团有限公司连续热处理生产线，采用甲醇燃料加热，而不用电能。分析原因”，检查学生对环境与可持续发展的理解程度。

4 选择合适的定性或定量评价方法

4.1 課程目标的评价方法

本课程目标的定性或定量评价方法如表4所示。

4.2 本课程目标的评价结果

依据表4课程评价方式与评价标准，2018-2019学年度第 二 学期本课程达成情况计算如表5所示。

课程目标2达成情况计算：

从表5可以看出，课程目标1达成情况是0.682，课程目标3达成情况是0.761。本专业课程达成情况合格标准为0.65。由此可见，很好地完成本课程目标，有效地支撑了专业交给了本课程的毕业要求指标点1.2、指标点4.2以及指标点7.2。

5 结论

持续改进的质量文化理念，主要针对高校课程体系设置及教学质量，要求建立完善的质量评价标准和质量监控体系。[6]

课程评价的结果可知，目标3的达成情况是0.761最高，说明通过本课程目标3的学习，学生环境与可持续发展的理念理解最好，能够活学活用;而课程目标1的达成情况是0.682最低，说明学生利用数学或力学建模解决工程问题的能力有待提高，在下年度的教学中，要加强对学生通过建模解决工程问题能力的培养。尽管课程目标2达成情况为0.731，（下转第132页）（上接第129页）但是有关“工程设计”的期末考试平均成绩仅68.5，下年度要加强“基于原理通过分析解决问题”能力的培养。

基金项目：2019 年度广西高等教育本科教学改革工程项目“工程认证引领材料科学与工程专业从“形似”到“神似”的探索与实践”（ 编号：2019JGA170）;2018 年度广西高等教育本科教学改革工程项目“基于工程认证和OBE理念材料大类人才培养模式的研究与实践”（ 编号：2018JGA159）

参考文献

[1] 教育部高等教育教学评估中心，中国工程教育专业认证协会，关于发布已通过工程教育认证专业名单的通告，2020.7.15.

[2] 中国计算机学会. 关于中国计算机学会不再承担工程教育认证工作的公告.https：//www.ccf.org.cn/c/2019-04-03/661339.shtml

[3] 丁若曦，乔伟峰.探路未来国际工程教育：对接全球发展，革新传统课堂[J].高等工程教育研究，2017（6）：116-119.

[4] 朱建芳.“以学生为中心”的高校内部教学质量保障体系研究与实践[J].黑龙江高教研究，2019（5）：138-142.

[5] 赵炬明，高筱卉.关注学习效果：建设全校统一的教学质量保障体系——美国“以学生为中心”的本科教学改革研究之五[J].高等工程教育研究，2019（3）：5-20.

[6] 李伟，缪培仁，胡燕，王恬.基于专业认证思维的农业院校专业建设研究与实践[J].中国大学教学，2018（6）：53-58.