基于專業認證的結構力學課程評價體系構建★

趙延林 張春玉 李長鳳

(黑龍江科技大學建筑工程學院，黑龍江 哈爾濱 150022)

0 引言

近年來，在工程教育專業認證的帶動下，國內高校在土木工程專業力學類課程建設方面取得了一些建設成果，有效推進了我國土木工程專業認證的步伐。如文獻[1][2]研究了翻轉課堂教學方法在結構力學課堂教學中的應用，文獻[3]～[5]研究了工程教育專業認證背景下結構力學課程線上、線下混合式教學模式。但從目前的建設水平來看，仍然存在著一些不足之處，主要表現為：1)教學內容與行業發展存在一定的脫節現象；2)課程考核方法不能很好地體現“專業水平、專業能力、社會能力”的綜合培養要求；3)目標達成度缺乏對學生綜合應用能力的考核；4)質量保障體系多為校內單循環機制。

針對以上問題，本文以結構力學課程為例，依據土木工程專業的畢業要求，細化了與工程教育專業認證標準相適應的結構力學課程的教學目標，優化了教學內容，改進了課程考核辦法，構建了科學的課程目標達成度評價方法與持續性改進的質量保障機制。

1 課程教學目標與教學內容

1.1 課程教學目標

根據課程的總體教學目標，結合各知識模塊的邏輯關系，將結構力學課程的教學目標細化為以下6個具體的教學目標。

目標1：掌握結構計算簡圖的簡化方法；掌握平面幾何不變體系的基本組成規則，并能熟練應用其對桿件體系進行幾何構造分析；掌握平面桿件體系計算自由度的計算方法；了解桿件結構體系的分類與特點。

目標2：掌握靜定結構內力計算方法，并能熟練繪制結構的內力圖；掌握結構位移計算的一般方法，并能熟練應用其計算靜定結構的位移；掌握靜定結構的一般性質；了解各類靜定結構的力學特性與線彈性體系互等定理。

目標3：掌握力法與位移法的基本原理，并能熟練應用其計算超靜定結構的內力；掌握利用結構的對稱性簡化結構受力分析的方法；了解超靜定結構的一般性質。

目標4：掌握漸近計算法與近似計算法的基本原理，并能熟練應用其計算連續梁與多層多跨剛架在各種荷載作用下的內力。

目標5：掌握影響線的基本概念及其做法，并能熟練應用其求移動荷載作用下結構的最大內力，確定連續梁的活荷載最不利分布；掌握結構動力分析的一般方法，并能應用其分析單自由度體系與兩個自由度體系的自由振動與強迫振動的振動特性。

目標6：能夠應用力學求解器、PKPM等有限元軟件對各類靜定結構與超靜定結構的內力與變形進行電算分析。

1.2 課程教學內容

依據課程各知識模塊之間的邏輯關系，確定課程各細化教學目標所包含的具體教學內容，進而確定了結構力學課程教學內容知識模塊與細化教學目標之間的支撐關系，如表1所示。

表1 課程知識模塊與教學目標之間的支撐關系 學時

教學內容主要包括課堂教學(第一課堂)與素質教育活動(第二課堂)。在課堂教學中，主要完成基本力學原理、計算方法與案例分析等教學內容；素質教育主要包括結構內力圖大賽、模型大賽、設計性大作業及電算分析等內容。

2 課程教學目標與畢業要求的支撐關系

2.1 課程支撐的畢業要求指標點

依據結構力學課程的總體教學目標與土木工程專業畢業要求二級指標點，經課程組教師的多輪次研討分析，確定了課程教學所支撐的土木工程專業畢業要求二級指標點。具體包括：

畢業要求1.4：掌握解決土木工程領域復雜工程問題所必備的專業知識。

畢業要求2.1：能夠運用所學的基本專業知識對土木工程領域的復雜工程問題進行判斷與識別，并用專業語言描述出該復雜工程問題所涉及的本專業的科學問題與關鍵技術。

畢業要求3.1：能夠應用所學的土木工程專業知識，對能夠滿足實際工程所需要的特定結構工程體系、結構構件及節點進行合理的方案設計。

畢業要求4.3：能夠應用所學的土木工程專業知識對實(試)驗數據進行合理的分析與解釋，通過信息綜合得到合理有效的結論，并應用于工程實踐。

畢業要求5.3：能夠利用適宜的有限元程序或軟件，對土木工程領域復雜問題的解決方案進行分析預測，并能理解其局限性。

2.2 課程教學目標與畢業要求指標點的關系

深度剖析和解讀課程所支撐的土木工程專業畢業要求二級指標點，并將其與課程各細化教學目標進行詳細的對照分析，進而確定了結構力學課程各細化教學目標與土木工程專業畢業要求二級指標點之間的支撐關系，如表2所示。

表2 課程細化教學目標與畢業要求二級指標點的支撐關系

3 課程達成度評價方法

3.1 教學目標達成度評價

突出學生力學應用能力的培養，課程采用“期末考試70%+過程考核30%”的考核方式。其中，期末考試采用“基本理論40%+工程應用60%”的考核方式；過程考核主要依據各細化教學目標所包含的教學內容模塊的特點，采用“日常作業+電算作業+設計性大作業+素質教育”的綜合考核方式。各細化教學目標的達成度按式(1)計算，其中各教學目標達成度所包含的考評項及其權重見表3。

達成度權重 (1)

3.2 畢業要求達成度評價

根據各細化教學目標的達成度指標數據，按式(2)計算課程所支撐的畢業要求二級指標點達成度，其中各教學目標達成度在畢業要求達成度計算中的權重見表4。

達成度=∑各教學目標達成度×權重

(2)

依據達成度評價結果，對課程教學進行綜合分析，找出存在的問題，提出課程的整改措施，從而對課程教學進行持續改進。

表4 畢業要求達成度評價方法

4 課程持續改進機制

基于OBE教學理念，構建“評價—反饋—改進”閉合式、校內外雙循環的持續性改進的課程質量保障機制，以確保課程的教學模式逐年持續改進，從而提高專業人才的培養質量。

校內評價周期為一年，主要依據各教學目標與畢業要求達成度指標完成情況，并結合校內同行專家評價及學生評價等內容數據，對課程各教學環節進行綜合分析，提出整改意見，在下一輪教學中進行持續改進。

校外評價周期為兩年，主要依據畢業生的跟蹤調查數據，并結合校外同行專家及相關行業的反饋意見，獲取整個專業建設的整改建議，然后經過綜合分析，進而總結出與本課程相關的建設性意見，經課程組集體討論后，給出具體的課程整改措施，并在下一輪教學中進行持續改進。

5 結語

基于OBE理念的課程各細化教學目標與畢業要求達成度評價方法，可以實現對學生“專業水平、專業能力、社會能力”達成情況的綜合分析，避免了傳統考核方式中僅以總成績評價學生學習效果的弊端。

“評價—反饋—改進”閉合式、校內外雙循環的持續性改進的課程質量保障機制，既實現了學生評課、同行專家評課，又實現了工程技術人員評課、行業專家評課，真正達到專業培養服務于行業的目的。