吳桂義 王沉

摘? 要：隨著工程教育認(rèn)證制度的實施，國內(nèi)許多高校對工程專業(yè)的大類課程要求也不斷提高，加上受課時限制等，給課程達(dá)成相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)帶來一定的難度。文章以運(yùn)籌學(xué)課程為例，針對工程教育認(rèn)證背景下大類課程要求達(dá)成難度較大的問題，運(yùn)用層次分析法分析各章節(jié)對課程要求達(dá)成度的權(quán)重，并結(jié)合學(xué)生成績計算出各課程目標(biāo)及整體達(dá)成度的評價值。研究結(jié)果表明：運(yùn)用層次分析法對采礦工程專業(yè)大類（必修）課程要求達(dá)成度進(jìn)行評價是可行的，但其評價值只能表現(xiàn)全體學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，不能體現(xiàn)出學(xué)生個體的差異性。因此，教師在授課時，可以根據(jù)全體學(xué)生評價情況及影響學(xué)生成績的相關(guān)因素對教學(xué)方式進(jìn)行調(diào)整，不斷優(yōu)化課程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證;采礦工程;運(yùn)籌學(xué);評價方法

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）36-0057-04

Abstract： With the implementation of the engineering education accreditation system， the requirements of large-scale courses for engineering majors in many colleges and universities in China are also increasing. In addition， due to the limitation of class hours， it is difficult to achieve the corresponding teaching objectives. In this paper， taking the course of Operational Research as an example， aiming at the problem that it is difficult to meet the requirements of large-scale courses under the background of engineering education certification， the weight of each chapter on the achievement of curriculum requirements is analyzed by analytic hierarchy process， and the evaluation value of curriculum objectives and overall achievement is calculated combined with student achievement. The results show that it is feasible to evaluate the degree of achievement of the requirements of the major （compulsory） courses of mining engineering by analytic hierarchy process， but its evaluation value can only show the learning situation of all students， and cannot reflect the individual differences of students. Therefore， when teaching， teachers can adjust teaching methods according to the evaluation of all students and the relevant factors affecting students' performance， and constantly optimize the quality of the course.

Keywords： engineering education accreditation; mining engineering; operational research; evaluation method

近年來，國內(nèi)外對工程技術(shù)人員的整體要求有了的顯著提升，特別是對學(xué)生的實踐及解決復(fù)雜問題的能力尤為明顯。因此，在國內(nèi)高校推行工程教育認(rèn)證勢在必行[1]。工程教育認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，“以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)持續(xù)改進(jìn)”是工程教育認(rèn)證的核心理念[2-5]。通過工程教育認(rèn)證的工程專業(yè)須按照國際標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)，這對促進(jìn)高校工程專業(yè)發(fā)展具有重要意義，同時也是國際學(xué)歷互認(rèn)、提高工程專業(yè)畢業(yè)生培養(yǎng)質(zhì)量的有效手段。隨著工程教育認(rèn)證制度的實施，國內(nèi)外許多高校對工程專業(yè)的課程要求不斷提高，但課時限制、學(xué)生基礎(chǔ)知識不扎實等因素給課程要求達(dá)成帶來一定難度，且大多數(shù)工程專業(yè)課程在教學(xué)過程中，主要注重理論知識的學(xué)習(xí)，對實踐部分的教學(xué)較少，這導(dǎo)致許多課程不能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，課程要求是否達(dá)成也是模糊不清的。因此，為了達(dá)成課程要求，優(yōu)化課程質(zhì)量，對課程要求達(dá)成度進(jìn)行系統(tǒng)評價是十分必要的，但目前國內(nèi)高校在課程要求達(dá)成度評價方法方面的研究較少。采礦工程專業(yè)畢業(yè)生主要從事煤炭行業(yè)，面對國內(nèi)煤礦事故頻發(fā)的嚴(yán)峻形勢，在課程培養(yǎng)部分應(yīng)通過適當(dāng)?shù)脑u價方法明確薄弱環(huán)節(jié)并及時調(diào)整來提高畢業(yè)生的整體水平，為學(xué)生之后走向崗位打下堅實的理論基礎(chǔ)。貴州大學(xué)采礦工程專業(yè)于2017年通過了第二輪專業(yè)工程認(rèn)證教育考察，并依據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)在基礎(chǔ)課程教學(xué)方面制定了新的要求[6]。本文以貴州大學(xué)采礦工程專業(yè)運(yùn)籌學(xué)課程目標(biāo)完成情況為例，探究該課程完成度的影響因素及理論教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)，以期為工程教育認(rèn)證背景下采礦工程專業(yè)大類課程順利達(dá)到教學(xué)目的提供一定的借鑒作用。

一、運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀

運(yùn)籌學(xué)作為采礦工程專業(yè)的一門必修課程，運(yùn)用最優(yōu)化方法研究各種系統(tǒng)的優(yōu)化途徑和方案，為決策者選擇決策提供定量依據(jù)是該課程的主要內(nèi)容[7]。它的主要理論和方法不僅在采礦工程專業(yè)中各個系統(tǒng)及方案決策中被廣泛應(yīng)用，而且在軍事、物流管理、工程技術(shù)等方面均占有重要地位[8-9]。因此，把運(yùn)籌學(xué)課程作為采礦工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程，對提高學(xué)生決策分析能力具有重要意義。

隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以運(yùn)籌學(xué)理論結(jié)合計算機(jī)相關(guān)軟件建模并提出最優(yōu)方案是目前解決問題的主要方法。在運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)過程中，由于受課時限制，教師一般對理論知識及模型求解方面著重投入，對培養(yǎng)學(xué)生自主決策及解決實際問題方面投入較少[10]，加上學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力不高、相關(guān)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差等因素，導(dǎo)致學(xué)生在完成課程學(xué)習(xí)之后，僅會運(yùn)用定理解決問題，其中僅掌握定理內(nèi)容卻不知如何推導(dǎo)的學(xué)生不在少數(shù)。由此可見，在運(yùn)籌學(xué)課程的教學(xué)過程中，不僅缺少對實踐環(huán)節(jié)的投入，在理論教學(xué)方面也存在一些不可忽視的問題。采礦工程專業(yè)學(xué)生在完成運(yùn)籌學(xué)課程學(xué)習(xí)后應(yīng)能達(dá)到以下要求：1. 能結(jié)合應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、采礦工程基礎(chǔ)理論，選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具研究分析采礦復(fù)雜工程問題的能力;2. 具備設(shè)計方案解決采礦復(fù)雜工程問題的能力;3. 具有創(chuàng)新意識，方案中能考慮社會、健康、安全、法律、文化及環(huán)境等因素。根據(jù)采礦工程專業(yè)運(yùn)籌學(xué)課程的要求，同時對學(xué)生在實際教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)加大教學(xué)力度是提高學(xué)生成績最為直接有效的方法。因此，教師需要通過對學(xué)生成績進(jìn)行分析與評價，總結(jié)教學(xué)方式的不足及影響學(xué)生成績的重要因素。

二、課程評價方法

（一）評價流程

參照2016年12月本專業(yè)畢業(yè)要求總體達(dá)成度評價，針對評價過程及評價結(jié)果中存在的問題和不足，同時考慮到2016年工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了變化，本專業(yè)建立了課程達(dá)成度評價方法。經(jīng)學(xué)院教學(xué)委員會、專業(yè)教師、學(xué)院教學(xué)科研科和采礦工程專業(yè)負(fù)責(zé)人等對工程教育認(rèn)證課程體系部分進(jìn)行了共同學(xué)習(xí)和討論后，確立了課程考核總評成績涵蓋了學(xué)生的考試成績、作業(yè)評價及考勤和課堂表現(xiàn)等，考核內(nèi)容和評分要求能反映對各項課程要求指標(biāo)點的考查，在此基礎(chǔ)上建立了課程達(dá)成度評價方法，以2017-2018學(xué)年第一學(xué)期采礦工程專業(yè)152班運(yùn)籌學(xué)課程為例，評價流程如圖1所示。

（二）具體評價過程

1. 課程達(dá)成度權(quán)重向量確定

用于解決課程達(dá)成度評價的多屬性多目標(biāo)決策方法種類繁多，主要有層次分析法、逼近理想解排序法、偏好順序結(jié)構(gòu)評估法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色關(guān)聯(lián)分析法、專家系統(tǒng)等，其中層次分析法的應(yīng)用最為廣泛。層次分析法是運(yùn)籌學(xué)家T.L.Saaty于1980年提出的一種定性與定量相結(jié)合的目標(biāo)決策分析方法，適用于目標(biāo)結(jié)構(gòu)層次復(fù)雜且缺乏必要數(shù)據(jù)的情況，對于課程達(dá)成度評價具有良好的適應(yīng)性。利用層次分析法解決決策問題的一般步驟為：構(gòu)造層次判斷矩陣、計算層次相對權(quán)重、計算組合權(quán)重、一致性檢驗。

經(jīng)教研室專業(yè)委員會指定專人，利用層次分析法，確立考核方式（試卷、平時作業(yè)、考勤等）對各章節(jié)的權(quán)重向量、章節(jié)對分項課程目標(biāo)的權(quán)重向量及分項課程目標(biāo)對課程目標(biāo)的權(quán)重向量，其中支撐分項課程目標(biāo)的章節(jié)權(quán)重平均分配，權(quán)重向量確定的層次關(guān)系如圖2所示。根據(jù)采礦工程專業(yè)對運(yùn)籌學(xué)課程要求及分項課程目標(biāo)對課程整體達(dá)成度的影響不同，分配分項課程目標(biāo)的權(quán)重如下：目標(biāo)1～6分別為0.11、0.21、0.18、0.17、0.17、0.16，總計為1。章節(jié)對分項目標(biāo)的權(quán)重總值為1，多個章節(jié)同時支撐同一個分項課程目標(biāo)，則對權(quán)重實行平均分配，如分項課程包含2個章節(jié)，則各占0.5。

因此，運(yùn)用章節(jié)所占分項課程目標(biāo)權(quán)重值與分項課程目標(biāo)占課程整體達(dá)成度權(quán)重值的積，則可以計算出各章節(jié)對課程整體達(dá)成度的權(quán)重值。通過計算可得出各章節(jié)（1～10）所占課程整體達(dá)成度的權(quán)重值分別為0.055、0.055、0.105、0.105、0.09、0.09、0.17、0.17、0.08、0.08，總計為1。

2. 支撐課程目標(biāo)的分章節(jié)考核成績確定

支撐分項課程目標(biāo)的章節(jié)考核主要分為試卷成績和平時成績，其中試卷成績占60%，平時成績占40%。則學(xué)生在此章節(jié)的得分為：考試成績×60%+平時成績×40%。如：某學(xué)生針對某章節(jié)的試卷成績?yōu)?0分，平時成績?yōu)?0分，則針對此項課程目標(biāo)的學(xué)生得分為20×60%+10×40%=16分。同理，計算出其他章節(jié)的考核成績（所有章節(jié)考試成績之和等于學(xué)生考試成績平均值;所有章節(jié)平時成績之和等于學(xué)生平時成績平均值）。

3. 章節(jié)考核評價值確定及課程達(dá)成度計算

基于章節(jié)的考試成績及平時成績統(tǒng)計結(jié)果，計算章節(jié)考核成績的評價值，計算方法為：考試成績/章節(jié)設(shè)置分?jǐn)?shù)×60%+平時成績/章節(jié)設(shè)置分?jǐn)?shù)×40%，并以所有學(xué)生評價值的平均數(shù)作為最終的課程評價值。如：某學(xué)生針對某章節(jié)考試成績?yōu)?分，章節(jié)試卷分?jǐn)?shù)為10分;平時成績?yōu)?分，章節(jié)平時分?jǐn)?shù)為7分，則該學(xué)生在此章節(jié)的評價值為8/10×60%+5/7×40%=0.77。同理，計算出其他章節(jié)的考核成績。最后，根據(jù)課程達(dá)成度評價方法，基于課程章節(jié)評價值及各章節(jié)對課程達(dá)成的權(quán)重向量，利用加權(quán)求和公式計算運(yùn)籌學(xué)課程的達(dá)成度，所有分項課程目標(biāo)及整體評價達(dá)成度合格標(biāo)準(zhǔn)為0.65。

三、運(yùn)籌學(xué)課程達(dá)成度評價結(jié)果

依據(jù)貴州大學(xué)采礦工程2016版運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)大綱，運(yùn)籌學(xué)課程考試成績、平時成績統(tǒng)計結(jié)果等，開展2017-2020學(xué)年度運(yùn)籌學(xué)課程達(dá)成度評價。以2015級采礦工程2班第一學(xué)期運(yùn)籌學(xué)課程成績?yōu)槔诳荚嚦煽儭⑵綍r成績的統(tǒng)計結(jié)果，運(yùn)用上述方法計算出各章節(jié)評價值，再根據(jù)各章節(jié)所得評價值及章節(jié)對課程達(dá)成度權(quán)重向量，可計算出各章節(jié)總體達(dá)成度評價值，而各章節(jié)整體達(dá)成度評價值之和即為課程整體達(dá)成度評價值。

經(jīng)過計算，2015級采礦工程2班運(yùn)籌學(xué)課程達(dá)成度評價情況如表1所示。結(jié)合圖2和表1可計算出分項課程目標(biāo)（1～6）的評價值分別為0.71、0.72、0.78、0.91、0.69、0.8，課程整體達(dá)成度值為0.75。同理可得2016級采礦2班運(yùn)籌學(xué)課程分項課程目標(biāo)（1～6）評價值分別為0.7、0.72、0.92、0.72、0.86、0.82，課程整體達(dá)成度值為0.79。2017級采礦2班運(yùn)籌學(xué)分項課程目標(biāo)（1～6）評價值分別為0.89、0.8、0.67、0.66、0.87、0.83，課程整體達(dá)成度評價值為0.78。由數(shù)據(jù)可知，2017-2020學(xué)年度運(yùn)籌學(xué)分項課程目標(biāo)評價值和課程整體達(dá)成度評價值均大于0.65，較好地完成了教學(xué)內(nèi)容，通過章節(jié)評價值的高低可以直接反映學(xué)生在章節(jié)學(xué)習(xí)水平的優(yōu)劣。

為驗證上述方法的可行性，通過學(xué)生總評成績具體情況進(jìn)行分析。經(jīng)過統(tǒng)計，2017-2020年采礦工程專業(yè)學(xué)生運(yùn)籌學(xué)課程總評成績分布如圖3所示（圖3中柱形層次自下而上分別為優(yōu)、良、中、及格、不及格），由圖3可知，學(xué)生成績整體分布情況較為合理，根據(jù)課程整體評價值，2016級和2017級整體評價值高于2015級，從圖3中成績分布情況也可得出，2016級和2017級學(xué)生整體成績較2015級有明顯提高，所以采用上述方法對課程達(dá)成度進(jìn)行評價是可行的。但學(xué)生總評成績有一部分學(xué)生不及格，其中2015級占25%，2017級占10.5%，可見利用層次分析法對課程要求達(dá)成度評價所產(chǎn)生的評價值是針對全體學(xué)生的整體表現(xiàn)，不能將學(xué)生的個體差異體現(xiàn)出來。

四、評價結(jié)果分析

以上評價結(jié)果表明，運(yùn)籌學(xué)課程各分項課程目標(biāo)均已達(dá)成，但運(yùn)用層次分析法得出的評價結(jié)果不能反映學(xué)生個體的學(xué)習(xí)情況。因此，在2017級采礦工程專業(yè)2班開展問卷調(diào)查活動，問卷結(jié)果表明：掌握課程所學(xué)理論知識并運(yùn)用理論解決問題的學(xué)生占55%;基本掌握課程所學(xué)理論但不能靈活運(yùn)用的學(xué)生占31.4%;不理解相關(guān)理論且問題求解經(jīng)常出錯的學(xué)生占13.6%。從問卷調(diào)查結(jié)果可知：問卷調(diào)查結(jié)果與評價結(jié)果基本一致，各分項課程目標(biāo)及課程整體要求均已達(dá)成。但教師在教學(xué)過程中，分析學(xué)生成績低的相關(guān)因素并加強(qiáng)教學(xué)管理，是進(jìn)一步提高課程要求達(dá)成度的重要方法。

在課程成績統(tǒng)計和現(xiàn)實教學(xué)過程中不難發(fā)現(xiàn)，影響學(xué)生成績的主要因素有以下幾點：1. 學(xué)生線性數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差，致使其在模型求解時經(jīng)常出現(xiàn)錯誤; 2. 老師在授課時主要側(cè)重于理論講解，其內(nèi)容較為乏味，無法激起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;3. 多數(shù)學(xué)生只知運(yùn)用公式、定理解題卻不知如何推導(dǎo)，一旦題目發(fā)生變化，便不知如何再次運(yùn)用公式及定理解題;4. 由于課時限制，老師講解時間有限，學(xué)生自主性學(xué)習(xí)不強(qiáng);5. 學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識后，獲得實踐機(jī)會少，導(dǎo)致其不能學(xué)以致用;6. 少數(shù)學(xué)生經(jīng)常缺課，不完成作業(yè)等。

五、結(jié)束語

在工程教育認(rèn)證背景下，順利達(dá)成課程教學(xué)目標(biāo)并不斷提高教學(xué)質(zhì)量顯得尤為重要。文中以運(yùn)用層次分析法開展采礦工程專業(yè)大類課程要求達(dá)成度的研究，以運(yùn)籌學(xué)課程為例。研究結(jié)果表明：1. 運(yùn)用層次分析法對大類（必修）課程分項教學(xué)目標(biāo)及整體評價的方法是可行的;2. 層次分析法可以較為直觀地反映全體學(xué)生學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié)，但不能體現(xiàn)學(xué)生個體的差異性;3. 影響學(xué)生成績的因素是多樣的，有針對性地加強(qiáng)教學(xué)管理也是提高教學(xué)水平的重要手段。

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