吳 纓 ,姚 李 ,胡坤宏 ,高大明
(合肥學院 能源材料與化工學院,合肥 230601)
1989年的《華盛頓協(xié)議》的宗旨是通過多邊認可工程教育認證結果,實現(xiàn)工程學位互認,促進工程技術人員國際流動。中國于2016年正式加入《華盛頓協(xié)議》組織。按照協(xié)議,中國高校開設的工科專業(yè),可視為專業(yè)質(zhì)量標準達到國際認可。畢業(yè)生在《華盛頓協(xié)議》相關國家和地區(qū)申請工程師執(zhí)業(yè)資格或申請研究生學位時,將享有與當?shù)禺厴I(yè)生同等待遇。這為中國工科學生走向世界提供了國際統(tǒng)一的“通行證”。[1]合肥學院化學工程與工藝專業(yè)不僅是國家級特色專業(yè)、“卓越工程師計劃”專業(yè),同時也是合肥學院首個通過中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會的工程教育認證專業(yè)。作為傳統(tǒng)的工程專業(yè),在多年的專業(yè)建設中,緊密圍繞合肥學院“地方性、應用型、國際化”的辦學定位,確立培養(yǎng)目標:能適應我國社會主義現(xiàn)代化建設需要、熟悉化工生產(chǎn)技術基本原理、系統(tǒng)掌握化工專業(yè)技能與研究方法的現(xiàn)場工程師和管理人員。
按化工制藥類專業(yè)認證補充標準,“分析化學”屬化學工程專業(yè)的“數(shù)學與自然科學類”,是化學工程與工藝專業(yè)重要基礎理論課之一。這些年,通過轉(zhuǎn)變教育理念,從理論教學和實踐教學兩方面入手,做好教學模塊設計,明確教學目標,優(yōu)化教學內(nèi)容,改進教學評價手段。這些實踐與探索為提升學生的知識、能力、素質(zhì),起到了積極的作用。[2]
工程教育認證標準的核心理念是工程教育要以學生為中心,教育目標圍繞學生能力的培養(yǎng),基于學生學習成果或產(chǎn)出(Outcome-Based Education,簡稱OBE)為目標導向。我國認證標準明確要求“專業(yè)應通過評價證明畢業(yè)要求的達成”,故“畢業(yè)要求”達成度評價就是將學生的培養(yǎng)目標和畢業(yè)出口導向進行對接。由于每項畢業(yè)要求又由不同的課程或?qū)嵺`教學環(huán)節(jié)來支撐,科學、合理和真實的課程評價方式才能反映畢業(yè)要求是否達成,才能反饋教學中存在的問題,為教學內(nèi)容、教學方法的持續(xù)改進提供依據(jù)。[3]因此,構建合理有效的評價體系、量化評價標準,是有效評價的重要環(huán)節(jié)。課程組基于OBE理念,在教學實踐中逐漸形成了《分析化學》課程評價方式、可借鑒的方法和思路,借此與同行交流。
“分析化學”是獲取物質(zhì)的化學信息,研究物質(zhì)的組成、狀態(tài)和結構的科學。它是一個十分活躍的學科領域,既保留有經(jīng)典的定性定量的分析手段,如滴定分析和重量分析,又擁有多種現(xiàn)代分析測試技術,如光譜分析法、色譜分析法、電化學分析法等大類。分析技術日新月異,是解決有關物質(zhì)體系問題的關鍵。[4]OBE教學理念強調(diào)以能力培養(yǎng)為中心的教學目標,課題組結合工程教育認證專業(yè)畢業(yè)要求的12條通用標準,根據(jù)化學工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、分析化學課程特點,分解課程模塊具體教學目標,從而建立了本課程支撐化工專業(yè)的相應指標點,見表1。
表1 分析化學課程目標與畢業(yè)要求對應關系
具體目標分述如下。
課程目標1:能運用誤差理論,分析在各種測定中所引入的誤差來源,找出減免的辦法,并驗證分析結果的可靠性。
課程目標2:能對各種測試手段中所含的測定原理、方法的優(yōu)勢和適用范圍有比較明確的認識,科學合理對實驗數(shù)據(jù)進行采集統(tǒng)計處理,解決化學化工相關材料的表征、成分分析與性能測試問題、獲得有效結論并正確表述。
課程目標3:運用化學分析和儀器分析技術,解決化工領域的定性定量問題,為涉及的工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品研發(fā)、環(huán)境保護等相關領域提供正確的數(shù)據(jù)支撐。
課程目標4:具備分析化學實驗的基本知識和規(guī)范操作,并掌握譜圖處理軟件,能合理地選擇測定方法,運用現(xiàn)代儀器獨立或共同完成有關的測試任務。
課程目標5:具備終生學習和自主學習能力,能理解和掌握不斷發(fā)展的現(xiàn)代分析手段。
現(xiàn)實中,是否能達到這些能力目標,各校都在采取多種手段,包括試卷分析,學生評教、督導評價、同行評價、教師自評和教師評學等。這些評價方式為教師教學情況提供了重要數(shù)據(jù),但是存在一定的弊端,主要表現(xiàn)在:評價指標以主觀印象為主,不能客觀反映教學效果;評價指標多數(shù)僅涉及到教師授課狀態(tài)表象,對教學目標實現(xiàn)明顯考查不夠,既沒有考慮不同學科的個性化差異,也不能對學習成果即能力培養(yǎng)有針對性地評價。評價指標“一刀切”,對學習者的評價屬于粗放型。
為了評價學生的課程學習效果,必須搜集學生的能力達到了課程目標的各種證據(jù),這些證據(jù)只能是能夠證明學生能力的環(huán)節(jié)。教師對分析化學模塊在教學過程中“能力”指標點的分層、分解與落實,細化可測評的模塊學習環(huán)節(jié),如過程考核、期末考試、課外自主學習、實驗等(等級評價另行撰文)。各種評價方法對課程目標學習效果的影響權重見表2。把每一個教學環(huán)節(jié),包括試題考核點對課程目標的貢獻權重進一步確定,得到表3。
表2 各種考核對課程目標學習效果的影響權重
表3 各環(huán)節(jié)考核點對課程目標的貢獻
按照上述評價思路,對該專業(yè)2016級、2017級全體學生“分析化學”試卷進行統(tǒng)計,統(tǒng)計每位學生每一項單項成績,計算全班的單項平均分;對過程考核等項目,也以百分計,設計Excel表格,帶入計算,評價課程目標的達成度,結果見表4。
表4 化工專業(yè)2016級和2017級課程目標考核結果
對2016級的達成度結果分析如下:
(1)所有課程目標的平均得分率均超過60%,所有課程目標均達成。
(2)除課程目標4達成度較高外,其他各項達成度差距不大且偏低。課程目標1和課程目標2達成度偏低,說明學生利用誤差理論,學會分析在各種測定中所引入的各種誤差來源,找出減免的辦法能力有限;對各種測試手段中所含的測定原理、方法的優(yōu)勢和適用范圍認識不是非常明確。
(3)最低的得分率為課程目標3,表明學生運用分析技術,解決化工領域的定性定量分析能力亟待提高。
(4)持續(xù)改進方向:在“對分析化學中各種測試手段中所含的測定原理、方法的優(yōu)勢和適用范圍有比較明確的認識”的基礎上,重點加強課程目標3的教學,在學生理解測定原理的基礎上,推薦學科發(fā)展和經(jīng)濟生活領域中應用實例,通過文獻閱讀和小組討論等形式,加深理解,拓展實驗。另外,必須加大各類計算,開設綜合性設計性實驗等。
在明確教學改進方向后,對2017級的教學進行改進。課程結束后,得到2017級學生該課程的達成度。從達成度變化看(見圖1),有針對性的改進,在課程目標的4項收到了效果。
圖1 化工專業(yè)2016級2017級“分析化學”達成度評價對比
目標3沒有達到預期結果,反而有所退步,說明課程目標3是真正的難點。今后,需圍繞課程目標3的教學,在教學方法和手段上增加改革力度,使學生真正具備“解決化工領域的定性定量問題”的能力,為解決“復雜工程問題”提供分析、研究方法。
按照上述方法,統(tǒng)計每個學生對應的單項得分,完成對學生個體在課程目標達成度評價,并反饋給學生此量化結果。隨機抽取結果見表5。由于每個年級生源不同,各年級群體之間本身存在差異,所以,作者認為課程目標達成度整體評價與個體評價結果都具有實際參考價值。
表5 學生課程目標的達成度一覽表
(1)在工程教育專業(yè)認證背景下,基于模塊化教學體系的探索是支持基于產(chǎn)出的教育評價,即“從學生學到的能力評價模塊課程目標達成度,從模塊課程目標達成度評價專業(yè)培養(yǎng)水平”,為后續(xù)其他專業(yè)的評估認證工作開展提供有益借鑒,在質(zhì)量評價的“數(shù)據(jù)化、文檔化”方面與國際接軌。
(2)提出了與專業(yè)培養(yǎng)目標相呼應、較客觀的、可操作的評價模式,建立一套定義完善的、文本化的、可測量的學生學習效果的測量方法,既可以對所授班級進行整體評價,也可以對每一位學生的課程目標達成度進行有針對性地評價,為教學的持續(xù)改進及學生后續(xù)學習提供明確導向。[5]
(3)圍繞學習目標設計學習任務,如考試、實驗、課程小結、文獻研讀、作業(yè)等,關注越多,越有利于學生能力的培養(yǎng),越利于課程目標的達成。但是,每一項的貢獻度多少有主觀人為的因素,應隨著實施過程而有所調(diào)整,盡量做到科學評價。
(4)達成度評價的最終目的是為了提高學生能力的培養(yǎng),教師教學水平的提高起到關鍵作用。要積極進行教育教學改革,參與業(yè)務培訓,提升業(yè)務水平,能整體把握課程體系,又能對每個教學環(huán)節(jié)靈活運用,有的放矢。
(5)“分析化學”是將數(shù)學、物理學、計算機科學等學科結合起來,通過各種各樣的方法和手段,得到分析數(shù)據(jù),從中取得有關物質(zhì)的組成、結構和性質(zhì)的信息。隨著學科的發(fā)展進步,應及時更新教學內(nèi)容,案例教學中重視工程系統(tǒng)及其背景,激發(fā)學生的求知欲,根據(jù)教學內(nèi)容指導學生課外查閱應用文獻,推薦并解讀如“國標GB/T 16106-1995車間空氣中氫氧化鈉的酸堿滴定測定方法”,“掩蔽和解蔽在配位滴定中的作用及其應用”“返滴定法滴定固體酸酸量”“興奮劑與興奮劑檢測”等實例;在實驗教學安排上,盡量與理論課同步,讓學生獲取更多的感性認識,增加教學中的現(xiàn)場感、帶入感。
人才培養(yǎng)關鍵在質(zhì)量,教育部出臺《關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》和《關于狠抓新時代全國高等學校本科教育工作會議精神落實的通知》中明確對本科教學“合理提升學業(yè)挑戰(zhàn)度、增加課程難度、拓展課程深度,切實提高課程教學質(zhì)量”“要切實加強學習過程考核”等,參與專業(yè)認證這項工作本身也契合了這個精神。在教學設計中秉承以學生為中心,成果導向(OBE)工程教育為出發(fā)點,建立較為合理的教學質(zhì)量評估測量手段和方法,并不斷修正,為后續(xù)教學活動進行持續(xù)改進提供依據(jù),這對進一步建立和完善教學質(zhì)量綜合評價體系、提高高等學校教育質(zhì)量具有重要意義。