劉計(jì)良，司 政

（西安理工大學(xué)水利水電學(xué)院 陜西 西安 710048）

OBE理念即所謂的成果導(dǎo)向型教育理念，采用逆向思維建設(shè)課程體系，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為本，最早由美國(guó)學(xué)者于20世紀(jì)80 年代提出，是被國(guó)際工程界廣泛接受的先進(jìn)教育理念，也是《華盛頓協(xié)議》的核心思想。隨著2016 年我國(guó)成為《華盛頓協(xié)議》的正式成員國(guó)，在我國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中，也充分體現(xiàn)出了OBE 理念，提出了工程教育人才畢業(yè)的12 條畢業(yè)要求。與傳統(tǒng)學(xué)科導(dǎo)向型教育理念相同，OBE 理念在體現(xiàn)價(jià)值觀、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)方法及考核評(píng)價(jià)時(shí)更具優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的能力作為評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，注重持續(xù)改進(jìn)，在制訂培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求及設(shè)計(jì)課程體系時(shí)均要以O(shè)BE 理念為參考，教師在授課過(guò)程中，要從傳統(tǒng)的“教”過(guò)渡到更關(guān)注學(xué)生的“學(xué)”，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)和評(píng)價(jià)。

西安理工大學(xué)水利水電工程專業(yè)為國(guó)家級(jí)一流專業(yè)，并于2020 年通過(guò)了工程教育專業(yè)認(rèn)證。“彈性力學(xué)”為水利水電工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，彈性力學(xué)為固體力學(xué)的一個(gè)重要分支，比材料力學(xué)研究范圍更加廣泛，研究方法更精確，在土木、水利、機(jī)械等工程學(xué)科中占有重要的地位。本課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生在材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)等課程的基礎(chǔ)上進(jìn)一步掌握彈性力學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法，了解彈性體的計(jì)算方法和有關(guān)解答，在此基礎(chǔ)上初步掌握有限元法的基本知識(shí)，提高結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算的能力，為學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程和運(yùn)用彈性力學(xué)理論解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)一步打下良好的力學(xué)基礎(chǔ)。針對(duì)水利水電工程專業(yè)的特點(diǎn)，在以往教學(xué)改革成果的基礎(chǔ)上，教師基于OBE理念對(duì)“彈性力學(xué)”的頂層標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而進(jìn)行課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)。

1 課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求的支撐

1.1 課程目標(biāo)

根據(jù)反映OBE 理論的工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)校要以學(xué)生為中心構(gòu)建培養(yǎng)體系，以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向，配以合理的師資及充分的支撐條件，并通過(guò)持續(xù)改進(jìn)滿足發(fā)展的要求。課程是實(shí)現(xiàn)OBE 理念的基本手段和基本保障，因而需要設(shè)置課程目標(biāo)，從而滿足畢業(yè)要求。

教師通過(guò)教學(xué)，使學(xué)生掌握“彈性力學(xué)”的研究?jī)?nèi)容及其研究對(duì)象和研究方法，注重基本理論的闡述，突出解決彈性力學(xué)問(wèn)題的思路、方法和步驟，使學(xué)生在掌握基本理論的基礎(chǔ)上能閱讀和應(yīng)用彈性力學(xué)文獻(xiàn)；能將彈性力學(xué)的解法和基于彈性力學(xué)的有限元法用于水利水電工程問(wèn)題的建模與求解，并為相關(guān)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。將“彈性力學(xué)”課程目標(biāo)劃分為5 點(diǎn)，課程目標(biāo)1：掌握彈性力學(xué)的研究?jī)?nèi)容及其研究對(duì)象和研究方法，能將彈性力學(xué)的知識(shí)用于水利水電工程問(wèn)題的分析、抽象、建模及其求解；課程目標(biāo)2：掌握平面應(yīng)力問(wèn)題和平面應(yīng)變問(wèn)題的特點(diǎn)及基本方程，正確應(yīng)用圣維南原理；課程目標(biāo)3：掌握按應(yīng)力求解平面問(wèn)題的基本思路和步驟，并用于水利水電工程問(wèn)題的分析、抽象、建模和求解，擬定水利水電工程問(wèn)題的解決方案及各種方案的綜合比較；課程目標(biāo)4：掌握平面問(wèn)題逆解法和半逆解法的基本思路，能將其用于水利水電工程問(wèn)題的分析、抽象、建模及其求解；課程目標(biāo)5：掌握有限元法的基本概念、原理和計(jì)算步驟，能夠應(yīng)用有限元法實(shí)施建模計(jì)算、結(jié)果分析及其合理性論證，進(jìn)行多種方案的綜合比較，并擇優(yōu)選定方案。

1.2 對(duì)畢業(yè)要求的支撐

水利水電工程專業(yè)結(jié)合西安理工大學(xué)的學(xué)校定位，根據(jù)自身特點(diǎn)及其所服務(wù)的水利行業(yè)的現(xiàn)狀制訂了本專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)能夠扎根西部、面向全國(guó)的水利水電工程技術(shù)人才，具有良好的科學(xué)和人文素養(yǎng)，熟悉和本行業(yè)有關(guān)的國(guó)家政策法規(guī)，具有國(guó)際視野，能進(jìn)行國(guó)際間交流，具有良好的創(chuàng)新意識(shí)，能積極促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展，畢業(yè)后能獨(dú)當(dāng)一面，成為技術(shù)或管理骨干。通過(guò)對(duì)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中的12 條畢業(yè)要求進(jìn)行深入研究和充分探討，確定了34 個(gè)可量化的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，每個(gè)具體的指標(biāo)點(diǎn)均由若干個(gè)教學(xué)活動(dòng)組成，明確了所有課程的課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系，形成了支撐矩陣，其中“彈性力學(xué)”的5 個(gè)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐矩陣如表1 所示。

表1 課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐矩陣

其中，指標(biāo)點(diǎn)1―3：系統(tǒng)掌握水利工程概論、水力學(xué)、土力學(xué)、彈性力學(xué)、水工鋼筋混凝、鋼結(jié)構(gòu)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和水利水能規(guī)劃、水工建筑物、水電站、水利工程施工等專業(yè)知識(shí)，能將這些專業(yè)知識(shí)用于擬定水利水電及相近領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案以及各種方案的綜合比較；指標(biāo)點(diǎn)2―2：能夠應(yīng)用工程科學(xué)的基本原理對(duì)水利水電及相近領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的影響因素和各種可行的解決方案進(jìn)行系統(tǒng)分析；指標(biāo)點(diǎn)4―1：掌握水利水電工程的科學(xué)原理，熟悉開(kāi)展水利水電復(fù)雜工程問(wèn)題研究所必需的數(shù)值計(jì)算等基本科學(xué)方法。

2 教學(xué)內(nèi)容及其對(duì)課程目標(biāo)的支撐

2.1 教學(xué)內(nèi)容

課程教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)由課程教學(xué)內(nèi)容實(shí)施，要圍繞課程目標(biāo)組織教學(xué)內(nèi)容，使每個(gè)教學(xué)單元的內(nèi)容都能支撐某個(gè)課程目標(biāo)。水利水電工程專業(yè)的“彈性力學(xué)”共32 個(gè)學(xué)時(shí)，2 個(gè)學(xué)分，共4 個(gè)教學(xué)單元：①緒論：介紹本課程的教學(xué)任務(wù)、性質(zhì)及學(xué)習(xí)方法，介紹“彈性力學(xué)”的研究?jī)?nèi)容及其研究對(duì)象和研究方法，認(rèn)清它們與材料力學(xué)的區(qū)別，掌握主要物理量的定義、量綱、正負(fù)方向及符號(hào)規(guī)定及其與材料力學(xué)相關(guān)規(guī)定的不同之處，理解和掌握彈性力學(xué)的幾個(gè)基本假定；②平面問(wèn)題的基本理論：系統(tǒng)介紹平面問(wèn)題的基本理論——平面應(yīng)力問(wèn)題和平面應(yīng)變問(wèn)題、基本方程和邊界條件的建立過(guò)程、圣維南原理及其應(yīng)用、按應(yīng)力求解平面問(wèn)題的思路；③平面問(wèn)題的直角坐標(biāo)解答：講述按應(yīng)力求解平面問(wèn)題的實(shí)際應(yīng)用，采用應(yīng)力函數(shù)作為基本未知函數(shù)進(jìn)行求解，并以直角坐標(biāo)來(lái)表示問(wèn)題的解答，以典型案例模型介紹逆解法和半逆解法；④平面問(wèn)題的有限單元法：簡(jiǎn)要介紹有限單元法的基本知識(shí)，包括基本物理量和基本方程的矩陣表示、有限單元法的基本概念、單元的位移模式與解答的收斂性、單元的相關(guān)矩陣、解題的步驟、單元的劃分等，為有限單元法的深入學(xué)習(xí)及有限元軟件的應(yīng)用打下初步的理論基礎(chǔ)。

2.2 對(duì)課程目標(biāo)的支撐

根據(jù)水利水電工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中“彈性力學(xué)”課程目標(biāo)與畢業(yè)要求詳細(xì)指標(biāo)點(diǎn)之間的關(guān)系，確定了教學(xué)內(nèi)容對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系如表2 所示。

表2 教學(xué)內(nèi)容對(duì)課程目標(biāo)的支撐

3 教學(xué)方法及課程考核與成績(jī)?cè)u(píng)定

“彈性力學(xué)”是水利水電工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，理論性強(qiáng)，必須通過(guò)推導(dǎo)公式加強(qiáng)對(duì)相關(guān)理論的理解才能取得良好效果。改變傳統(tǒng)以教師“教”為主的模式，以學(xué)生為中心，以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，突出學(xué)生“學(xué)”的地位，以平面問(wèn)題為研究對(duì)象，按應(yīng)力求解的思路，教師通過(guò)問(wèn)題提出、方法思考、內(nèi)容歸納、實(shí)例分析等教學(xué)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生具備初步的彈性力學(xué)知識(shí)。針對(duì)不同教學(xué)單元采取多種教學(xué)方法，如案例法、討論法、聯(lián)想法、體驗(yàn)學(xué)習(xí)法等，讓學(xué)生樂(lè)學(xué)于其中，同時(shí)教師充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)技術(shù)，如對(duì)彈性力學(xué)所能解決的實(shí)際工程問(wèn)題進(jìn)行圖片、視頻展示，讓學(xué)生關(guān)注其中的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自己的獨(dú)立思考和小組討論將彈性力學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際工程問(wèn)題。

通過(guò)作業(yè)、隨堂測(cè)驗(yàn)及考勤等多個(gè)考核環(huán)節(jié)訓(xùn)練和督促檢查，鞏固學(xué)習(xí)成果，課程安排2 次作業(yè)（須分組討論完成，每位小組成員各自負(fù)責(zé)一部分），5 次隨堂測(cè)驗(yàn)。課程成績(jī)由平時(shí)成績(jī)和期終閉卷考試兩個(gè)環(huán)節(jié)的成績(jī)綜合評(píng)定產(chǎn)生，滿分100 分，各考核環(huán)節(jié)所占比例及對(duì)課程目標(biāo)的支撐如表3 所示。

表3 考核環(huán)節(jié)所占比例及對(duì)課程目標(biāo)的支撐

4 課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)

“彈性力學(xué)”課程目標(biāo)達(dá)成度的計(jì)算評(píng)價(jià)要將課程目標(biāo)與所有選修該門課程的學(xué)生成績(jī)聯(lián)系起來(lái)，包括課程分目標(biāo)的達(dá)成度及在此基礎(chǔ)上計(jì)算的課程總的達(dá)成度，達(dá)成度的計(jì)算采用加權(quán)平均法。如設(shè)置5 個(gè)課程分目標(biāo)的權(quán)重分別為0.1、0.2、0.2、0.3 和0.2，每個(gè)課程分目標(biāo)的滿分值分別為10 分、20 分、15 分、35 分和20 分。每個(gè)課程分目標(biāo)由若干考核環(huán)節(jié)進(jìn)行支撐，即由這些考核環(huán)節(jié)確定得分，如表3 所示?？荚嚱Y(jié)束后，學(xué)生的總分由4 個(gè)考核環(huán)節(jié)的得分及其對(duì)應(yīng)的權(quán)重（比例）計(jì)算得到，用來(lái)計(jì)算該生每個(gè)課程分目標(biāo)的分值，進(jìn)而計(jì)算所有學(xué)生在該課程分目標(biāo)的平均值，該課程分目標(biāo)的達(dá)成度為平均值和滿分值的比值再乘以對(duì)應(yīng)的權(quán)重。以2020 年秋季學(xué)期為例，共有135 名學(xué)生選修彈性力學(xué)，所有學(xué)生在課程目標(biāo)1―5 的平均分分別為8.8 分、17.5 分、13.2 分、30.1 分和8.2 分，則課程目標(biāo)1―5 的達(dá)成度分別為0.088、0.175、0.176、0.258 和0.082。通過(guò)分析可知，課程目標(biāo)5 的達(dá)成度0.082 為最低，該目標(biāo)對(duì)應(yīng)要求學(xué)生掌握有限元法的初步知識(shí)，對(duì)于首次接觸數(shù)值分析方法的學(xué)生來(lái)說(shuō)難度較大，故得分較低?！皬椥粤W(xué)”總的達(dá)成度為課程分目標(biāo)達(dá)成度相加求和，為0.78，超過(guò)了0.7，該課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成。

5 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合西安理工大學(xué)國(guó)家級(jí)一流專業(yè)——水利水電工程專業(yè)的專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀，按照工程教育專業(yè)認(rèn)證的OBE理念，針對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課“彈性力學(xué)”課程目標(biāo)的達(dá)成度評(píng)價(jià)，對(duì)其進(jìn)行了頂層標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了課程目標(biāo)及其對(duì)水利水電工程專業(yè)畢業(yè)要求具體指標(biāo)點(diǎn)的支撐，構(gòu)建了支撐矩陣，設(shè)置了教學(xué)內(nèi)容來(lái)支撐課程目標(biāo)，確定了課程考核方式及課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)方法，內(nèi)容完整，方法合理。評(píng)價(jià)成果可用于教學(xué)過(guò)程的改進(jìn)，如課程教學(xué)大綱的修訂、教學(xué)方式的提升等，為專業(yè)認(rèn)證的持續(xù)改進(jìn)提供依據(jù)。