顧及學分制的測繪工程專業畢業要求達成度評價方法

劉志平，陳國良，郭廣禮，張書畢，高井祥

(中國礦業大學環境與測繪學院，江蘇 徐州 221116)

0 引 言

《華盛頓協議》是工程教育本科專業認證的國際互認協議，1989年由美國、英國、加拿大、愛爾蘭、澳大利亞、新西蘭的工程專業團體發起成立，旨在通過工程教育本科專業認證為工程教育質量與工程師資格國際互認奠定基礎[1-4]。自2005年以來，我國開始構建工程教育專業認證體系。2013年6月19日，中國成為《華盛頓協議》的第21個預備成員，表明我國工程教育專業認證體系初步具備了與國際認證的“實質等效”性。2016年6月2日，中國成為該協議第18個正式成員，標志著我國工程教育質量得到國際認可。專業認證以產出導向教育為核心理念，在培養目標、課程體系、畢業要求、持續改進等7個方面有明確的要求與標準[5-6]。其中，畢業要求作為培養目標達成的重要證據支持，其達成度評價是衡量“產出”的重要手段，也是促進教學活動持續改進、課程體系優化、師資隊伍建設的有效辦法[7-10]。對此，中國工程教育專業認證協會還專門制定了畢業要求達成度評價指導手冊，推薦了課程考核成績分析法、評分表分析法和問卷調查法[5-6]。

文獻分析發現，測繪工程、機械工程、安全工程、采礦工程等專業[11-17]采用的畢業要求達成度計算方法主要為成績分析法。然而，該方法在支撐課程設置與權重、指標點分解與權重確定等方面存在主觀隨意或缺乏參照問題，以致畢業要求達成度評價成為高校專業認證的一個薄弱環節、甚至影響我國工程教育專業認證的質量和進程[3-4,18]。本質上看，現有畢業要求達成度評價存在不合理、數據可解釋性差的根本原因，在于沒有建立指標點分解原則以及權重的數據參考和真實意義。考慮到學分制是我國高等教育普遍實行的、以學分衡量學生學習質量的一種教學管理制度，而且學分與教學時數(有效學習時間)之間規定了嚴格的數據換算關系[19]。由此推斷，如果課程、指標點權重采用課程學分表示，則上述問題有望得到實質性解決。鑒此，結合我校測繪工程專業教育認證工作(于2013年、2019年分別通過第1、2次認證)，圍繞畢業要求與課程體系、培養目標關系的學分分布定量描述，提出了顧及課程體系學分分布重構與控制的畢業要求達成度計算方法，供有關高校專業參考。

1 畢業要求與課程體系、培養目標的關系

工程教育專業認證通用標準對畢業要求相適應的數學與自然科學類、工程基礎類和專業基礎類等類別的課程學分比例有明確的要求，如表1所示。

由表1可知，我校2012版測繪工程專業最低要求為186總學分，其中156必修總學分(52門)，其他學分可選通識性、專業選修課等合計38學分。課程學分的分布滿足通用標準對課程體系的要求。

表1 本專業各類支撐課程比例

為了構建課程體系對畢業要求的支撐關系，結合我校本科教育發展目標及測繪工程專業培養目標，基于通識基礎、學科基礎、專業主干、通識實踐和專業實踐五大課程模塊，根據課程類別與性質、課程目標與內容確定各必修課程對畢業要求的支撐關系，如表2所示。該表采用的學分分布重構與控制準則為：① 采用基本支撐學分描述單門必修課程對單個畢業要求指標點的支撐權重(簡稱課程權重)，由該課程學分與支撐次數之商計算；② 采用復合支撐學分描述多門必修課程對畢業要求指標點的支撐權重(簡稱指標點權重)，由相同指標點的基本支撐學分之和計算；③ 同一必修課程對某項畢業要求的合計支撐次數受其課程學分數、畢業要求等影響，一般不超過其指標點分解數(表4)，或者滿足基本支撐學分約為1學分且不少于0.5學分(課堂教學8學時或實驗教學16學時)；④ 全部畢業要求的基本支撐學分之和，恒等于全部必修課程總學分(本專業156學分)。

由表2可知，必修課程1對畢業要求1、2、4分別支撐2次、1次和2次，合計支撐5次。該課程10.5學分，則基本支撐學分為10.5/5學分。其次，畢業要求4的各課程支撐學分之和為(10.5/5) × 2 + (2.5/3) × 1 + (3/3) × 1 + …=15.8學分，占全部必修課程學分的比例為10.1%。再次，結合通用標準可知，技術類畢業要求1～5的學分分布占比為58.0%，非技術類畢業要求7～12的學分分布占比為42.0%。目前，通用標準對畢業要求學分分布并沒有規定。不過，根據表1要求的工程及專業相關30%、工程實踐與畢業設計20%(兩項小計50%)，數學與自然科學15%、人文社會科學15%(兩項小計30%)，則可大致推測出技術類、非技術類的學分分布分別為50%×186/156=59.6%、30%×186/156=35.8%(其中186為總學分，換算為必修總學分156)。同時，顧及表1認證要求合計80%(20%的調節范圍，建議技術類、非技術類的學分分布占比分別為50%、30%，合計80%。表2自評合格。

表2 本專業畢業要求與必修課程的支撐關系

依據中國礦業大學本科教育發展目標，按社會責任和角色定位、學科和專業基礎知識、專業技能和素養、職業綜合能力和職業發展能力確立了我校測繪工程專業培養目標。由此，為建立12項畢業要求對上述5個培養目標要點的支撐關系，根據每項畢業要求支撐的目標要點數不超過2個(分配值取0.5、1)，確定畢業要求對培養目標的分配矩陣(表3)。如畢業要求1支持目標要點2的分配值為0.5、支持目標要點3的分配值為0.5，小計為1。與此同時，與表2學分分布同理確定目標要點的學分分布，如表3目標要點1的學分為9.8學分×1.0+8.9學分×1.0+7.8學分×1.0=26.5學分，其學分分布為17.0%。目前，通用標準對培養目標要點的學分分布也沒有規定。顧及表1認證要求合計80%(20%的調節范圍)，建議表3各培養目標要點認證要求為15%。表3自評合格。

表3 本專業畢業要求支撐培養目標的分配矩陣

綜上，培養目標是構建專業知識結構形成課程體系和開展教學活動基本依據，畢業要求是學生完成學業時應該取得的學習成果，課程體系是實現培養目標、支撐畢業要求的載體，三者之間存在“培養目標-畢業要求-課程體系”內在邏輯。而且，通過表2和表3的課程體系學分分布重構與控制，有效地實現了對畢業要求與課程體系、培養目標的內在邏輯關系的量化描述。首先，在理清畢業要求與培養目標、課程體系的關系基礎上，針對指標點分解須直觀反映該專業畢業生的能力特征，明確了畢業要求指標點分解的系統性、導向性、衡量性三原則，通過課程體系學分分布重構與控制有效聚焦了想做什么、該做什么和能做什么。其次，根據專業認證標準，畢業要求達成度評價完整工作包括：畢業要求確定及指標點分解、教學支撐環節設置及教學活動實施、評價方案及評估數據收集、評價結果分析及持續改進等。因此，本專業構建由需求決定培養目標、、畢業要求、課程體系的“產出導向”畢業要求達成度評價體系，如圖1所示。由該圖可知，由內外部發展需求、校內外專家師生、行業企業專家多方參與制定培養目標(5要點)，進而制定畢業要求(12項38指標點)，并確定支撐課程(52門)；通過課程體系學分分布合理重構、修訂和持續改進，不斷調整畢業要求與支撐課程內容之間的對應關系，以充分支撐培養目標。最后，顧及學科專業特色和社會需求等實際情況，結合校內外多方在監督和評價過程中發現的問題，不斷修訂、完善本專業的畢業要求。

圖1 本專業畢業要求達成度評價體系

2 畢業要求達成度的學分制分析方法

2.1 畢業要求指標點/課程權重

認證通用標準的12項畢業要求分為5條技術類畢業要求和7條非技術類畢業要求。具體地，本專業將各技術類畢業要求分為4～5個指標點，各非技術類畢業要求分為2～3個指標點，最終確定的畢業要求指標點分解情況如表4所示。其中，5條技術類小計21個指標點，7條非技術類小計17個指標點，共計38個指標點。由表4可知，本專業必修課程156個學分、必修課程52門和38個指標點，可知每門必修課程的平均約3學分(156學分/52門)、每個指標點復合支撐學分平均約4個學分(156學分/38個指標點)。因此，基于第2節基本支撐學分約為1學分，建議每門課程合計支撐次數約為3次、每個指標點約為4門課程，結合課程體系學分分布重構準則構建畢業要求的指標點分解與支撐課程的關系。

表4 本專業畢業要求指標點分解

表5列出了畢業要求1的指標點分解與支撐課程的相關情況。由表5可知，畢業要求1分解為4個指標點，指標點1.1～1.4分別由4門、4門、5門、5門課程支撐。指標點1.1由課程1～4支撐，其中課程1學分數為10.5，合計支撐次數為5，則對單個指標點的基本支撐學分為2.1學分。顯見，該基本支撐學分2.1表達了課程1支撐指標點1.1的課程權重。進一步地，將相同指標點的多門課程的基本支撐學分之和，稱為復合支撐學分，則指標點1.1下4門支撐課程的復合支撐學分為5.6。同理，該復合支撐學分5.6表達了指標點1.1支撐畢業要求的指標點權重。

表5 本專業畢業要求1的指標點/課程權重情況

眾所周知，學分數是客觀可衡量的，且與學時數存在確定的數值關系，因此表5基于學分數所給出的課程權重、指標點權重確定方法具有諸多優點。

(1)建立了課程權重、指標點權重與課程學分的聯系，后續評價結果可直接作為畢業要求指標點分解、課程體系設置或優化等的依據。

(2)采用基本支撐學分確定課程權重，使相同課程對不同指標點的課程權重統一(如課程1在指標點1.1和1.4均為2.1學分)；采用復合支撐學分確定指標點權重，不同指標點的權重分布直觀地反映了學科特點和專業特色，避免了權重人為賦值的主觀性。

(3)課程權重為必修課程學分數與合計支撐次數之商，表明可通過調整合計支撐次數優化必修課程對畢業要求的支撐作用，進而實現課程權重和指標點權重的改進。

(4)指標點權重為各基本支撐學分之和(復合支撐學分)，故指標點權重分布可以直觀表示畢業要求指標點分解之后的學分分布重構情況，反過來則可指導指標點分解。

利用本節思路確定的本專業指標點權重分布如圖2所示，5個技術類畢業要求的學分數單項明顯高于非專業類的7個非技術類畢業要求。其次，5個技術類畢業要求的學分數在15～20之間，7個非技術畢業要求的學分數約為10左右。再次，各個畢業要求的分指標點數不一樣，但學分分布基本均勻。最后，該圖完全符合表5對課程體系、表2對畢業要求、表3對培養目標的學分分布的認證要求。因此，通過權重確定到學分分布重構的轉化，可以有效地提高課程和指標點權重確定的可解釋性、反映學科和專業特色，并指導畢業要求達成度評價過程。

圖2 本專業畢業要求指標點權重分布

2.2 教學目標/指標點達成度計算

在教學大綱或教學質量標準中，明確課程的教學目標及其所支撐的畢業要求指標點，依此對教學目標和指標點進行達成度計算。為了問題敘述方便，假定課程編號為m，取值范圍1～M；指標點編號為i，取值范圍為1～I；教學目標編號為j，取值范圍1～J；考核成績項目編號為n，取值范圍為1～N。鑒此，顧及課程考核成績可能包含多個考核項目，比如考試、實驗、考勤等，表6設計了課程考核成績與教學目標、指標點分配矩陣模板。

表6 課程考核成績與教學目標/指標點的分配矩陣模板

(1)

因此，根據第m門課程各項成績占比r(m,n)，可得綜合N項考核成績的第j個教學目標的總評成績理論值(目標總評理論值)；根據第m門課程各項成績占比r(m,n)，可得綜合N項考核成績的第i個指標點的總評成績理論值(指標點總評理論值)，公式分別如下

(2)

(3)

綜上，可得第m門課程的教學目標j和指標點i的達成度計算公式

(4)

(5)

為說明課程m的第j個教學目標和第i個指標點的達成度計算方法，表7列出了某課程考核成績與教學目標/指標點的分配矩陣，表8列出了某位同學教學目標/指標點達成度。其包括3個計算步驟，步驟一：樣本的確定。第m門課程教學目標和指標點達成度計算，可采用某位同學、某班級或某專業同學等抽樣平均考核成績。為避免因缺考等影響，建議不考慮此類同學成績。步驟二：指標點理論值或實際值計算。基于表7數據利用式(1)可計算考試成績的指標點1理論值Ⅰ=35分、指標點2理論值Ⅱ=35分、指標點3理論值Ⅲ=30分，平時成績的指標點目標理論值的計算同理。此外，將目標理論值替換為實際值，則可計算指標點實際值。步驟三：教學目標或指標點達成度計算。基于表8某位同學考試成績、平時成績的各教學目標實際值，利用式(4)計算目標1～4的教學目標達成度分別為93.0%、73.5%、70.7%、83.8%，利用式(5)計算指標點1～3的達成度分別為91.0%、71.0%、77.3%。

表7 某課程考核成績與教學目標/指標點的分配矩陣

表8 某同學課程教學目標/指標點達成度計算結果

2.3 畢業要求達成度計算

本文2.1節通過基本支撐學分、復合支撐學分建立了畢業要求與課程學分的直接聯系，2.2節通過分配矩陣給出了教學目標、指標點達成度計算方法，本節將在上述兩節基礎上給出綜合課程學分和考核成績的畢業要求達成度評價方法和詳細步驟。

(1)課程權重pm的確定。如表5所示，第m門課程的權重為基本支撐學分，即該課程學分數與合計支撐次數之商，故其計算公式pm定義如下

(6)

式中，cm表示第m門課程的學分數，Km表示第m門課程的合計支撐次數。

(2)指標點權重wi的確定。如表5所示，第i個指標點的權重為復合支撐學分，即該指標點的所有基本支撐學分之和，故其計算公式wi定義如下

(7)

式中，qim為第m門課程對第i個指標點的支撐屬性值。支撐取qim=1；不支撐取qim=0。

(3)指標點達成度的確定。基于課程m對第i個指標點的達成度計算式(5)，結合課程權重、指標點權重確定最終的畢業要求指標點達成度

(8)

圖3 畢業要求指標點達成度雷達圖

由圖3可看出，指標點達成度數值均為標準化的0～1之間，避免了指標點權重目標值人為設定導致的標準不同問題[6]，便于不同指標點之間的達成度比較和結果理解。其次，圖3(a)整體上處于0.8～0.85之間，圖3(b)整體上處于0.75～0.8之間，即技術類略高于非技術類指標點達成度。再次，技術類指標點2、9、10、12、13、20達成度較高，其中過半數體現了專業特色，表明指標點分解和課程學分重構合理。最后，技術類指標點3、4、6、16相對較弱，非技術類指標點5、14相對較弱，需要結合學分分布情況深入分析原因以持續改進。因此，與現有的成績分析法相比，基于學分制的達成度評價方法在評價結果理解、結果分析、持續改進等方面具有顯著優勢。

3 結 語

圍繞工程教育認證中的畢業要求與課程體系、培養目標的關系以及畢業要求達成度評價基于畢業要求指標點分解的系統性、導向性、衡量性三原則以及課程體系學分分布重構與控制，提出了顧及學分制的畢業要求達成度評價思路和方法，并結合中國礦業大學測繪工程專業認證工作開展了畢業要求達成度評價。所得結論和啟示包括：① 通過課程體系學分分布重構與控制，有效地實現了對畢業要求與課程體系、培養目標的內在邏輯和關系的量化描述； ② 通過基本支撐學分、復合支撐學分建立了課程權重、指標點權重與課程學分的聯系，提高了權重確定的可解釋性和合理性；③ 顧及學分制的畢業要求達成度評價方法符合專業認證通用標準的明確、可衡量、覆蓋、支撐要求，反映了畢業要求支撐課程的專業特色和重要程度，增強了達成度評價結果與持續改進的連接強度。