周龍 陳國強 陳水生

河南理工大學(xué) 機械與動力工程學(xué)院 河南省焦作市 454000

1 引言

工程教育專業(yè)認(rèn)證是指由專業(yè)認(rèn)證機構(gòu)針對高等教育機構(gòu)開設(shè)工程類專業(yè)教育的課程體系設(shè)置、師資隊伍配備、辦學(xué)條件配置等影響學(xué)生畢業(yè)能力以及專業(yè)持續(xù)改進機制的建立等方面實施的專門性認(rèn)證，旨在保證專業(yè)教育質(zhì)量和專業(yè)教育活力，是目前國際通行的最認(rèn)可的工程教育質(zhì)量保障制度。

國內(nèi)工程教育專業(yè)認(rèn)證所遵守的《華盛頓協(xié)議》是目前國際上最具權(quán)威性和影響力的本科學(xué)位互認(rèn)協(xié)議之一。工程教育專業(yè)認(rèn)證強調(diào)三個基本理念：以學(xué)生為本，面向全體學(xué)生；以學(xué)生為中心，以學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向；合格評價與質(zhì)量持續(xù)改進。根據(jù)《華盛頓協(xié)議》的相關(guān)規(guī)定，通過工程教育認(rèn)證專業(yè)所培養(yǎng)的畢業(yè)生將享有工程認(rèn)證成員國畢業(yè)生同等的待遇。

發(fā)動機原理是車輛工程專業(yè)的必修課程之一，重點講述四沖程內(nèi)燃機的熱力循環(huán)、換氣過程、燃料與燃燒、混合氣的形成及燃燒過程、污染物的生成與控制以及性能評價等，如何運用工程教育專業(yè)認(rèn)證理念和相關(guān)基礎(chǔ)理論來管理、控制和評價該課程的目標(biāo)達成度情況，就顯得尤為重要。本文從發(fā)動機原理的課程目標(biāo)與畢業(yè)要求出發(fā)，在分析該課程考核評價體系所存在問題的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的新考核評價體系，并通過教學(xué)實踐驗證了新考核評價體系的可行性。

2 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求

河南理工大學(xué)車輛工程專業(yè)于2019 年提出工程教育專業(yè)認(rèn)證申請，經(jīng)過自評、網(wǎng)評和專家進?？疾榈拳h(huán)節(jié)，最終于2021年6 月教育部正式下文通過工程教育專業(yè)認(rèn)證，有效期為2021 年1 月到2026 年12月。在工程教育專業(yè)認(rèn)證以學(xué)生為本、以學(xué)生為中心和持續(xù)改進理念的指引下，車輛工程專業(yè)全體教師對發(fā)動機原理課程的課程目標(biāo)和脈絡(luò)體系進行了全面深入的梳理，構(gòu)建了各項指標(biāo)點的實施細(xì)則。所制定的指標(biāo)點包括工程知識、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展三個方面。

根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證需要和車輛工程專業(yè)畢業(yè)要求，發(fā)動機原理課程組將該課程的課程目標(biāo)設(shè)置為：

課程目標(biāo)1：掌握內(nèi)燃機循環(huán)及性能評價指標(biāo)的表示及評價方法，并能深刻理解四沖程發(fā)動機在進氣、壓縮、做功和排氣四個沖程中的工作原理及影響因素，為車輛的設(shè)計、制造和控制等提供依據(jù)。

課程目標(biāo)2：掌握發(fā)動機有害排放物的產(chǎn)生機理，熟悉發(fā)動機的排放控制技術(shù)，了解美國、歐洲和中國汽車尾氣排放控制法規(guī)的發(fā)展趨勢。

課程目標(biāo)3：掌握或熟知內(nèi)燃機的燃燒方式、混合氣的形成、燃燒過程和影響因素，結(jié)合環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的方針、政策、法律法規(guī)和社會需求，了解內(nèi)燃機燃燒方式的發(fā)展趨勢，深刻理解內(nèi)燃機有害排放物的產(chǎn)生機理及其控制技術(shù)。

工程教育專業(yè)認(rèn)證對車輛工程專業(yè)本科生的畢業(yè)要求可通過上述三項課程目標(biāo)獲得有效支撐，如表1 所示。由表1 中課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點間的對應(yīng)關(guān)系，可進一步明確課程任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)，為課程目標(biāo)達成度評價考核體系的制定奠定了基礎(chǔ)。

表1 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點的對應(yīng)關(guān)系

3 課程考核方式存在的問題

在傳統(tǒng)的教學(xué)實踐中，發(fā)動機原理課程的考核成績由占總評成績30% 的平時考核成績和占總評成績70% 的期末考試成績組成。不可否認(rèn)，這種簡單易行的考核方式在一定程度上能反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，但長期的教學(xué)實踐表明這種考核方式存在如下問題：

平時考核一般由占平時考核成績30%、50%和20%的考勤、作業(yè)和課堂表現(xiàn)組成?？记谥饕ㄟ^點名和簽到等形式檢查學(xué)生的到課率，不能有效培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際工程問題的能力。作業(yè)著重考查學(xué)生對具體知識點的理解和掌握情況，但因存在作業(yè)抄襲問題而導(dǎo)致該考查功能基本失效。抽查覆蓋面和授課時間限制使得課堂表現(xiàn)也僅能在一定程度上反映個別學(xué)生的聽課和回答問題狀況，不能從整體上反映學(xué)生分析和解決實際工程問題的能力。

期末考試一般為閉卷考試，常見題型包括填空題、單項選擇題、判斷題、名詞解釋題和簡答題，側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識點的記憶和理解情況，很難將分析和解決復(fù)雜工程問題的能力體現(xiàn)在具體的試卷中。

4 改革措施

在工程教育專業(yè)認(rèn)證視角下，為更加全面地考查學(xué)生分析和解決實際工程問題的能力，針對發(fā)動機原理課程考核方式存在的上述問題，在課程考核中采取了如下措施。

4.1 強化平時考核

在日常教學(xué)中，通過“藍墨云”、“雨課堂”等平臺來兼顧“課前-課上-課后”環(huán)節(jié)，在時間和空間兩個維度上拓展教學(xué)空間。課前兩天通過相關(guān)平臺推送預(yù)習(xí)資料，督促和檢查學(xué)生的任務(wù)完成情況；在課中，一改“說教”、“填鴨”和“沉悶”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，講授中隨機通過“藍墨云”和“雨課堂”發(fā)布隨堂測試題，及時了解學(xué)生對知識點的掌握情況；在課后，通過網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布課后習(xí)題，及時批改作業(yè)并記錄成績。這樣，一堂課的平時考核成績就由占平時成績30% 的課前預(yù)習(xí)、40% 的課中測試和30%的課后作業(yè)三個成績構(gòu)成。整個課程的平時成績由各堂課的成績累加而成，所占比重為整個課程成績的15%。

4.2 加入課程實驗

在過程考核體系中，增加占整個課程比重為5% 的實驗考核環(huán)節(jié)。對標(biāo)工程教育專業(yè)認(rèn)證編寫的發(fā)動機原理教學(xué)大綱中包含兩個實驗：汽油機有效功率的測量和柴油機有害排放物測試。實驗主要考查學(xué)生在實驗期間的考勤、實驗完成度、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理、實驗結(jié)論以及實驗報告書寫情況等內(nèi)容。

4.3 增加課程大論文

在過程考核體系中增加占整個課程比重為10% 的課程大論文環(huán)節(jié)。學(xué)生可根據(jù)課程所學(xué)的發(fā)動機換氣過程、熱力循環(huán)、燃燒和排放等方面的內(nèi)容，自行以一種發(fā)動機前沿技術(shù)為主題，通過搜索和查閱資料，完成一篇有關(guān)該技術(shù)發(fā)展歷史、基礎(chǔ)理論、實施方式、應(yīng)用成果及發(fā)展趨勢的大論文。教師從大論文的內(nèi)容選取、材料實證性及邏輯性、排版格式三個方面對該項任務(wù)進行考核，三個方面所占比例分別為30%、50% 和20%。

在自行完成大論文的過程中，學(xué)生不但能完成三個課程目標(biāo)的達成度，對相應(yīng)的畢業(yè)要求形成強有力的支撐，而且能提升對復(fù)雜工程問題的認(rèn)識水平和解決能力，從而提升分析和解決實際問題的能力。

4.4 引入課程設(shè)計

將組成發(fā)動機的曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、點火系統(tǒng)和起動系統(tǒng)拆分為不同的專題，每個專題分發(fā)給由3-5 名學(xué)生組成的小組進行課程設(shè)計，限定上交材料的要求和格式，再輔以答辯的形式進行考核。上交材料的內(nèi)容、格式和答辯三個方面分別占此項成績比重的50%、20% 和30%，而課程設(shè)計占發(fā)動機課程總評成績的10%。

4.5 完善期末考試

在期末考試的題型上，分別減少單項選擇題、判斷題、名詞解釋題和簡答題到卷面分值的40%，剩下的60% 為論述題和計算題，以著重考察學(xué)生應(yīng)用發(fā)動機基礎(chǔ)理論及其他相關(guān)專業(yè)知識解決復(fù)雜工程問題的能力。當(dāng)然，期末考試成績占總評成績的比重也由以前的70% 降低到60%，以便強化平時和過程考核環(huán)節(jié)。

4.6 考核的持續(xù)改進

在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，根據(jù)已經(jīng)制定的有關(guān)發(fā)動機原理課程的持續(xù)改進機制，實現(xiàn)該課程考核方式的持續(xù)改進。通過畢業(yè)生回訪、用人單位走訪、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)與專家座談等形式，獲取有關(guān)生產(chǎn)現(xiàn)場方面的改進意見；根據(jù)教學(xué)中學(xué)生和督導(dǎo)的信息反饋，進一步改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核形式；結(jié)合兄弟院校課程交流和集體備課等方式，查找不足，完善考核方式。

5 考核方式的驗證

為驗證所構(gòu)建的發(fā)動機原理課程考核評價體系的可行性，以河南理工大學(xué)車輛工程2019 級1-2 班為樣本進行了課程目標(biāo)達成度評價，分別如圖1 和圖2 所示。

圖1 車輛19-1 班“發(fā)動機原理”課程目標(biāo)達成度

圖2 車輛19-2 班“發(fā)動機原理”課程目標(biāo)達成度

從圖1 可以看出，課程目標(biāo)達成度期望值為0.65。車輛19-1 班學(xué)生課程目標(biāo)1、2、3 的達成度分別為0.753、0.792 和0.795，課程目標(biāo)1、2、3 的達成度均達到期望值。從整體成績來看，雖然3 個課程目標(biāo)均達到期望值，但課程目標(biāo)1 的達成度相對較低。結(jié)合平時表現(xiàn)來看，該班學(xué)生學(xué)習(xí)較認(rèn)真，基本按時完成作業(yè)，但運用課程知識的熟練程度不夠，應(yīng)該進一步提高對該門課程知識的理解和掌握。

由圖2 可知，車輛19-2 班學(xué)生課程目標(biāo)1、2、3 的達成度分別為0.699、0.768和0.746，課程目標(biāo)1、2、3 的達成度均超過期望值0.65。結(jié)合平時表現(xiàn)來看，該班學(xué)生學(xué)習(xí)還算認(rèn)真，大部分能按時完成作業(yè)，基本能夠運用課程知識，若要保證學(xué)生能夠更好地解決實際問題，還須進一步提高學(xué)生對該門課程的理解和掌握，從而為學(xué)生的后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等奠定基礎(chǔ)。

6 結(jié)論

本文基于工程教育專業(yè)認(rèn)證條件，在分析發(fā)動機原理課程現(xiàn)有考核體系問題的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了該課程的考核評價體系。新的評價體系采用“五位一體”的課程考核模式，即通過“藍墨云”、“雨課堂”等平臺完善平時考核評價；增加實驗考核、課程大作業(yè)和課程設(shè)計模塊，強化過程考核在該課程考核中的評價比重；優(yōu)化期末考試，以著重考查學(xué)生分析和解決復(fù)雜工程問題的能力。新的考核模式實現(xiàn)了考核方式的多樣化，能夠?qū)崿F(xiàn)對課程目標(biāo)達成度的評價。

河南理工大學(xué)車輛工程19 級2 個班的教學(xué)實踐表明，本文所構(gòu)建的發(fā)動機原理課程的考核評價體系可行性良好，具有一定的現(xiàn)實意義和推廣應(yīng)用價值。發(fā)動機原理課程組未來還將通過各種途徑，持續(xù)改進和優(yōu)化考核評價體系，提高該課程的目標(biāo)達成度，提升學(xué)生分析和解決實際工程問題的能力。