代昭 馬明 紀妍妍 李穎 孫玉

（1.天津工業(yè)大學化學工程與技術(shù)學院；2.天津工業(yè)大學生命科學學院）

隨著工程教育認證在我國的逐步推行，已經(jīng)形成了對工科專業(yè)的標準化、量化、可持續(xù)監(jiān)督與改進的有效教學建設(shè)手段。工程教育認證標準的核心是“畢業(yè)要求”，要求學生通過專業(yè)培養(yǎng)方案的學習獲得處理“復(fù)雜工程問題”的能力，具有明顯的以成果為目標導(dǎo)向（OBE）特征。這要求工程類高等教育從業(yè)者具備良好的逆向思維與設(shè)計能力，在整體教學過程按照工程教育認證標準與流程進行設(shè)計與執(zhí)行，并得到可持續(xù)改進的“畢業(yè)能力”量化分析結(jié)果。這為高校重新檢視本科教學的角色，加強專業(yè)建設(shè)間的橫向?qū)Ρ鹊於肆己玫幕A(chǔ)與第三方監(jiān)督建立了良好的基礎(chǔ)。截至2021 年底，全國共有288 所普通高等學校1977 個專業(yè)通過了工程教育認證，涉及機械、儀器等24 個工科專業(yè)類[1]。

目前對于理科專業(yè)的建設(shè)與評估并未形成一套類似的、可量化的第三方機制，這對于理科類專業(yè)的建設(shè)是不利的。隨著工程教育認證逐步獲得學生、高校和社會的承認，以及工程教育認證積累了足夠多的積累，對整體全部本科類專業(yè)進行標準化、量化、可持續(xù)改進的第三方評估是未來的建設(shè)方向。這對整體掌握本科教育建設(shè)基本信息，對我國高校建設(shè)進行整體規(guī)劃至關(guān)重要[2-3]。

自2022 年起，隸屬于理學化學類的應(yīng)用化學專業(yè)可以申請工程教育認證，這是由于應(yīng)用化學專業(yè)可以授予工學學位。而應(yīng)用化學專業(yè)申請工程教育認證的難點在于，整體學生培養(yǎng)方案更偏向于理科，工科的課程并不多，因此針對工程教育認證標準的支撐較弱。因此，本文擬從工程教育認證標準和CDIO 國際認證標準中提煉出來適用于理科專業(yè)的認證標準，對其核心內(nèi)容“畢業(yè)要求”進行分解，設(shè)計元評估量表，邀請專家依據(jù)元評估量表對畢業(yè)要求進行評估，并使用數(shù)學模型對元評估數(shù)據(jù)進行分析。

一、CDIO 國際認證標準

CDIO 國際認證標準屬于典型的OBE 教育理論，將學生應(yīng)獲得的能力分解為Conceive、Design、Implement、Operate（即，構(gòu)思-設(shè)計-實現(xiàn)-運作）四個基本模塊，構(gòu)筑成畢業(yè)能力的主體。與中國工程教育認證中各專業(yè)可自主分解畢業(yè)要求不同，CDIO 認證標準詳細的列出了各級分解能力的要求，如表1 所示。

表1 CDIO 認證標準中的一級與二級畢業(yè)能力要求

雖然CDIO 國際認證依然屬于工程教育認證，但其OBE 內(nèi)核值得各認證參與者借鑒與學習，但是在對應(yīng)申請者來說，CDIO認證的要求較為全面，申請者的靈活性明顯低于中國工程教育認證，尤其是CDIO 認證標準詳細的規(guī)范到了三級能力的要求，這對申請認證提出了極高的要求。

二、理科專業(yè)認證標準的畢業(yè)要求

中國工程教育認證只規(guī)定了12 個“畢業(yè)要求”，與CDIO 國際教育認證相比，這十二個“畢業(yè)要求”相當于CDIO 的二級能力要求。而在申請工程專業(yè)認證時，申請者可以自行對畢業(yè)要求進行觀測點分解，這是CDIO 與中國工程教育認證標準的主要區(qū)別。

經(jīng)對課題組對天津工業(yè)大學應(yīng)用化學專業(yè)進行調(diào)研，依據(jù)中國工程教育認證標準和CDIO 國際認證標準，依據(jù)OBE 教育理念，設(shè)計了理科專業(yè)認證標準，并采用CDIO 國際認證標準的模式，將核心內(nèi)容 “畢業(yè)要求”設(shè)計為6 個一級能力，9 個二級能力，23 個三級能力，如圖1 所示。

圖1 理科認證標準中的“畢業(yè)要求”與相應(yīng)分解能力

在整體“畢業(yè)要求”的設(shè)計上，借鑒CDIO 認證標準的模式，將一級能力設(shè)計為“構(gòu)思”“設(shè)計”“操作”“實施”“交流”“發(fā)展”六大基礎(chǔ)能力。其中，以提高理科專業(yè)在解決復(fù)雜專業(yè)問題領(lǐng)域的實際能力為OBE 理念，提出以“構(gòu)思-設(shè)計-操作-實施”作為解決復(fù)雜專業(yè)問題的四大核心能力。以“交流”和“發(fā)展”作為個人素質(zhì)和職業(yè)發(fā)展的能力要求。

在三級能力的設(shè)計上，注重從“自然科學基礎(chǔ)”到“專業(yè)基礎(chǔ)”的整體理科專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)，再從能力全面性角度考慮，設(shè)計了“人文素養(yǎng)”和“通識教育”。在解決復(fù)雜專業(yè)問題的具體環(huán)節(jié)要求上，設(shè)計了“文獻查閱”“問題分析”“信息綜合”等的信息獲取能力，還設(shè)計了“方案設(shè)計”“合理性評估”“流程設(shè)計”的規(guī)劃設(shè)計能力，然后通過使用“實驗操作”“分析數(shù)據(jù)”，結(jié)合“選取現(xiàn)代工藝”，從而正確對結(jié)果進行分析。

三、元評估量表

對于一個認證標準是否合理進行事前評估，是目前國際上常用的評估手段。Scriven 等人提出了“元評估”這一概念與方法，即對某個評標準進行評估。 Scriven 提出，元評估應(yīng)以實用性、可行性、合理性和準確性作為四個評估指標[4-5]。隨著元評估領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸推廣，在美國等注重標準化的國家，已經(jīng)廣泛涉及教育、醫(yī)療等領(lǐng)域?qū)κ褂脴藴蔬M行評估。本文擬采用Stufflebeam 的11 項 指 標 對[6]表2 中的23 項能力進行元評估分析，基于這11 項指標的元評估量表如表2 所示。

表2 元評估量表

課題組邀請專家10 位，其中5 位來自本單位，5 位來自外單位，組成元評估專家團，在對評估指標打分時采用百分制，60分為基本合格，70 分為合格，80 分為良好，90 分為優(yōu)秀，對本課題組設(shè)計的“理科教育認證標準”中的“畢業(yè)要求”進行了元評估。每位專家依據(jù)表1 對“畢業(yè)能力”中的23 項三級能力依據(jù)11 項元評估指標要求進行評分。將10 位專家的所有數(shù)據(jù)統(tǒng)計記錄后，從統(tǒng)計學的一致性、信度、效度三個方面對所有數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

四、元評估結(jié)果分析

（一）一致性評估

對于認證標準的元評估來說，來源不同的專家對認證標準的一致性評估是非常關(guān)鍵的指標，所得評估結(jié)果是否具有一致性是對評估結(jié)果的是否具有普遍認同性的代表性指標，其結(jié)果代表評審專家是否取得了共識，本文采用肯德爾和諧系數(shù)法（Kendall W）對評估結(jié)果的一致性進行分析[7]，其公式為：

式中Rw 為Kendall W 系數(shù)，K 為評審專家人數(shù)，N 被評價的指標數(shù)，Ri 為每一個被評價的指標方差和。

采用統(tǒng)計分析軟件SPSS 25對所有專家的23 項指標評估結(jié)果進行統(tǒng)計分析，所得結(jié)果為，一致性最低的指標為能力18（人文素養(yǎng)）的“重要性”，Rw=0.875；一致性最高的指標為能力15（科學方案實施），Rw=0.968。所有指標的顯著性P均＜0.05，具有明顯的顯著性和統(tǒng)計學意義，這表明所設(shè)計23個能力合理，具有明顯的一致性。通過與評估專家進行溝通，部分專家認為，“人文素養(yǎng)”與“跨學科交流”存在部分內(nèi)容重疊，可進行優(yōu)化設(shè)計。

（二）信度評估

信度評估一般采用克朗巴赫系數(shù)（Cronbach's α），具體公式為[8]：

使用SPSS 25 軟件對10 位專家的評估結(jié)果進行統(tǒng)計，所得結(jié)果為，信度最低的指標為能力20（跨文化交流）的“關(guān)聯(lián)性”，α=0.713；一致性最高的指標為能力10（分析數(shù)據(jù)），α=0.882。所有指標的顯著性P均＜0.05，具有明顯的顯著性和統(tǒng)計學意義，這表明所設(shè)計23 個能力的設(shè)計合理，具有明顯的一致性與可信性。

（三）效度評估

內(nèi)容效度（content validity rate, CVR）是一種經(jīng)常使用的效度評估參數(shù)，它是指被評估的樣本是否取樣范圍是否合適，由于所有的評估都無法完全覆蓋真實的被評估內(nèi)容，也就是所有的評估都存在取樣行為，而無法實現(xiàn)全內(nèi)容考核，對于本文來說，就是對10 位專家的評估結(jié)果是否能覆蓋認證標準的全部內(nèi)容，達到評估的目的，其計算公式為[9]：

式中ne為所有評估專家中，認為某個認證指標達到了所認真標準設(shè)計時的要求或可以很好的促使學生獲得該項“畢業(yè)能力”的同時并達到元評估11 項標準中的某一項；N 為參與評估的評估專家總數(shù)。

以基本認同（>70 分）作為基準，若某項指標被評估專家認同，則ne 數(shù)+1，若全部專家對某項指標的評分小于70 分，則CVR 為-1；若一半專家不認同某指標，則CVR 為0；若全部專家認同該指標，則該指標的CVR 為1。此外，評審專家人數(shù)對內(nèi)容效度比有一個最小接受參考值，當評價專家在10 人左右時，其最小可接受參考值分別可設(shè)為0.62[10]。

對10 位專家的評估結(jié)果進行內(nèi)容效度比分析，所得結(jié)果為，效度最低的指標為能力19（跨學科交流）的“可信度”，CVR=0.6；一致性最高的指標為能力10（分析數(shù)據(jù)），CVR =1。所有指標的顯著性P 均＜0.05，具有明顯的顯著性和統(tǒng)計學意義，這表明所設(shè)計23 個指標合理中，能力19 的設(shè)計還可以進一步優(yōu)化。

五、結(jié)論

針對目前國內(nèi)沒有理科教育認證體系與標準的情況，本文通過研究國際CDIO 認證標準與中國工程教育認證標準，設(shè)計了符合OBE 理念和理科教育特點的“理科教育認證標準”的核心內(nèi)容“畢業(yè)要求”。并參考CDIO認證理念將“畢業(yè)要求”設(shè)計成了三級，并使用“元評估”理論建立元評估量表，對23 個三級能力進行評估分析，依照統(tǒng)計模型對評估結(jié)果的可靠性進行研究，結(jié)果表明，所設(shè)計的23 個三級能力均通過了評估，表明所設(shè)計理科專業(yè)認證標準的較為科學有效。