基于能力培养的本科实践教学评价模型与应用

时间:2022-07-17 12:17:24

基于能力培养的本科实践教学评价模型与应用

摘要:“卓越工程师”培养计划强调实践教学培养,工程教育专业认证倡导人才培养模式以产出为导向。本文依托同济大学2012级交通工程专业本科生实践教学效果的调查数据,同时考虑了学校的培养期望和学生的实际培养能力自评结果,建立实践教学活动的效果评价模型,对实践教学活动的能力培养达成进行了量化分析,能够对学校实践教学活动培养的有效性进行评价,并对实践教学活动的活动内容、实践教学能力培养重要度提出明确调整方向和建议。

关键词:能力培养;本科;实践教学;评价模型与应用

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)07-0045-05

一、背景

“卓越工程师”培养计划强调实践教学培养,针对实践教学提出了一系列要求,包括求学生到企业学习的时间、面向工程实践完成本科毕业设计或研究生学位论文[1]等等。旨在通过学生实践教学促进理论和实际相结合,实践教学环节已成为培养卓越工程师人才的重要组成部分。实践教学活动一般包括三部分[2]:基础实践,主要包括:(1)通识教育课程实验、课外实践、职业拓展等;(2)专业实践,主要包括综合型实验、研究性实验、设计性实验、课程设计等;(3)企业实践,主要包括认知实习、生产实习、企业实践、毕业实习等。本文将教学活动归纳为五类,分别为:专业实习、企业实习、课程设计、毕业设计。由于实践教学包括的教学活动类型多样,各项实践教学活动分别侧重于培养学生不同方面的能力,但是对不同实践教学活动效果的评估往往采用定性分析方式[3],如陶永健等[4]通过企业调查获得企业对人才培养的要求和实际情况,对院校实践教学情况进行了分析,但定性分析方法很难说明差异性,且主观性较强;刘国繁等[5]采用毕业生课程成绩、大学生创新竞赛成绩和毕业后业绩三方面来提高评价的客观性。总体而言,对各项实践教学活动能力培养差异的定量分析较少。

而工程教育专业认证倡导的人才培养模式以产出为导向,需要各高校举证已开展的本科实践教学能够支持相关能力培养要求,显然以往主观性和定性评价方法对于工程教育专业认证关注的达成度评价支撑不足。因此,对不同实践教学活动的效果评价是否能够建立定量评价方法和相关标准?评价的结果如何使用以便发现目前实践教学存在的问题,进行持续改进,均成为值得研究的问题。

本文依托学生自评和本科实践教学活动效果的调查数据,建立实践教学活动评价模型,并以同济大学2012级交通工程专业本科生的实践教学活动为对象,进行能力培养效果的综合评价,结合定量评价结果,梳理实践教学需要关注的问题和持续改进的方向与具体建议。

二、实践教学效果评价模型

(一)评价模型构建

本科生的实践能力培养需要关注学校与学生互动,以增强培养效果[6]。因此,在构建评价模型时,综合考虑校方与学生的评价,将教学活动效果用学生不同能力提升打分表示。即首先由学校对各个教学活动期望培养的能力进行重要度分析,然后划分权重,再由学生进行自身能力提升情况自评打分,最后综合得到教学活动效果评价指标。模型表达如下:

综合得分=∑能力项得分×对应的整体权重

式中:

综合得分:对某项教学活动的综合评价指标,分数越高,说明该教学活动越有效;能力项得分:某一能力项提升情况的平均得分,由学生自评得到;整体权重:某一能力项在对应教学活动中所占的权重。

(二)实践教学对应的能力培养项选择

李卓宝等[7]认为高校需要培养人才唯物辩证的科学思维方法,同时要培养科学思维能力和创造能力。王孙禺等[8]将学生能力分为内部适应性和外部适应性两部分进行数据分析评价。在内部适应性中,包括了知识掌握情况、创新能力、学位论文质量评价;而在外部适应性中,包括合作精神、组织协调能力、事业心、责任感等方面的评价。本团队对交通工程师职业发展能力研究认为[9],在本科的卓越工程师培养时,需要培养的能力主要有以下几类:基本职业道德素质、基本工程知识能力、分析问题解决问题能力、创新意识和开发设计能力、学习能力、管理与沟通合作能力、国际交流合作能力、危机处理能力等。

基于以上研究,结合中国工程教育专业认证会颁布的工程教育认证标准中毕业要求能力分项,将本科实践教学培养的学生能力分为八项:工程知识运用能力、实验设计能力、设计开发能力、工具使用能力、人文素养能力、团队协作能力、问题分析能力、终身学习能力八项。

(三)能力项权重确定方法

由于在实践教学活动评价模型中,一般能力项划分和学生样本数量并不会很大,且本文建立的模型教学活动重要度较为确定,因此考虑用层次分析法计算分层权重。

层次分析法有三个步骤:确定评价体系、构造判断矩阵、求解判断矩阵并检验,以下分别进行具体叙述。

1.确定评价体系。层次分析法一般分为三至四层,最上层为目标层,中间层是准则层或指标层,最下层为方案层。根据对实践教学数据的研究和分析,将最上层定义为基于某教学活动评价的目标层,将中间的指标层对应实践教学活动培养能力分类:专业型能力、综合型能力。最下层的八个具体能力项对应关系为:专业型能力由工程知识运用、实验设计、设计开发、工具使用四项对应,综合型能力由人文素养、团队协作、问题分析、终身学习四项能力对应,见图1。

2.构建判断矩阵。采用T.L.Saaty教授定义的重要度1―9标度,比较对象间的重要程度,为各个对象赋值如表1。得到所有对象两两之间的重要度后,可以获得重要度矩阵[10]。

刘长鑫[11]通过网络问卷获取的重要度指苏急裙乖炫卸暇卣螅坏撕煜嫉[12]通过专家评定重要度构造判断矩阵。本文以同济大学交通运输工程学院的实践教学采集到的学生能力培养数据为例,按照学院给出的实践教学活动和能力对应表以及重要度等级划分,根据重要度标度的计算方法,重新计算不同能力项之间的判断矩阵。

3.检验矩阵合理性。计算同一层级因素对最高层的相对重要度,需要进行一致性检验。二阶级以下的判断矩阵本身就具有一致性。对于二阶以上的判断矩阵采用对比一致性指标CR进行一致性判断。

各指标层的判定中,如果CR≤0.1,则认为判断矩阵具有较好的一致性,说明判断矩阵的构建是可用的。

三、实践教学效果评价

为了验证上述实践教学效果评价模型的有效性,笔者所在的教学研究团队对同济大学交通运输工程学院2016届交通工程专业学生的实践教学活动效果首先进行了问卷调查,排除漏填、填错等情况,获得113份有效问卷。采用调查数据和上述实践教学效果评价模型,对不同实践教学活动进行能力培养效果评价指标计算和深入分析。

(一)调查情况概述

同济大学交通运输工程学院交通工程专业在本科阶段共有5类实践教学活动,分别为专业实习(包括测量实习和企业认知实习)、系列创新活动、课程设计、企业实习、毕业设计,采用学生自评的形式。每位学生为自己在某项教学活动中获得的某项能力提升情况进行评分,在问卷中,每一项能力的满分10分,最低为0分。

通过统计可以得到学生自评的各教学活动影响能力平均得分情况[13],如表3。

(二)各能力权重的确定方法

判断矩阵构建依据同济大学交通运输工程学院各项教学活动在能力培养中的重要度分级表3.4[13],由表中数据可见重要度在0―0.5之间波动。根据9标度重要度划分方法,从整体层面将期望值分为9个等级,从而得到能力项之间的相对重要度。然后计算各层级的权重,进行检验后发现,均能通过一致性检验,见表4―表7。

(三)评价分析

参考学生自评成绩分布,结合常用的成绩分级方法,将教学评价综合得分分为效果极佳、效果较好、效果合格和没有效果4个等级,大于8.5分为效果极佳,7―8.5分效果较好,6.0―7.0分为效果合格,小于6.0分为效果较差。因此,当综合得分高于6.0时,说明该项教学活动培养效果基本达到学校的期望,基本完成了学校的培养目标。

1.专业实习。

专业实习活动得分偏低,仅得到了5.893分。在整体权重中最大的工程知识运用能力和实验设计能力均只得到了6.0分,而占权重较小的问题分析能力和人文素养能力反而得到了相对较高的7.6和7.8分。

可以看出,在专业实习中,学生的完成情况与学院预期的相差较大,可能需要在教学活动培养方面进行一定的调整。

2.创新活动。

创新活动综合得分达到了7.229,大于7.0,说明整体培养效果较好。

创新活动的培养目标较为均衡,每一项能力的整体权重都相差不大。除了设计开发能力以外,整体权重较大的能力项得分均超过了8.0分,而其余权重较小的能力项得分均较低。横向对比后,建议关注设计开发能力培养方面。

3.课程设计。

创新活动综合得分达到了7.138,大于7.0,说明整体培养效果较好。

在课程设计中,培养目的明确,工具使用能力的整体权重达到了0.4675。但除了工程知识运用能力,各项能力的得分较为均衡,在对学生的深入调查中发现,课程设计这一教学活动对工程知识运用方面的能力提升十分明显,可以说课程设计巩固了工程知识的掌握。

4.企业实习。

企业实习的综合得分未7.007,刚刚超过7分,虽达到较好水平,但得分较低。

由评分表可以看出,企业实习的培养效果针对性并不好,权重较大的问题分析、人文素养、终身学习三个能力项得分均未超过7.5分。而权重较小的工程知识运用、工具使用、团队协作能力项得分均超过了8分。

从学生得分可以看出,企业实习对专业型能力的培养效果更好,可以调整企业实习的培养方向来达到更好的培养效果。

5.毕业设计。

毕业设计综合得分达到了8.712分,超过了8.5分,可以说培养效果极佳。

在毕业设计中,各项能力得分均超过8分,毕业设计的教学过程需要学生综合理解并应用大学四年的知识,因此能够较好地提升学生的整体水平。

(四)持续改进建议

将五项实践教学活动培养效果汇总形成表13。可见,毕业设计/论文得分超过8.5分,效果很好;创新活动、课程设计、企业实习三项活动分值在7―8分,培养效果较好;专业实习的培养期望与实际效果有一定差距,各能力项整体得分都偏低,且权重最高的能力项得分仅在6分,实习综合得分低于6分,实践教学活动培养效果较差。因此,专业实习的教学活动内容设计需要进行调整。

由上节各项实践教学活动培养能力分项分析可知,交通运输工程学院各项教学活动在能力培养中的重要度分级表4结构基本合理,除企业实习以外的大部分实践教学活动侧重于专业型能力,需要微调的部分见表14各单元格括号中箭头显示,表示重要度上调,表示重要度下调。

重要度分级微调单元格理由梳理如下:

1.在毕业设计活动和创新项目活动中,学院重要度分布与学生自评情况契合度较高,保持关注,重要度分级不建议调整。

2.在课程设计活动中,工程知识运用能力学生自评得分达到了8.6,说明在实际培养中,课程设计活动能较好地增强学生的工程知识运用能力。但在评价指标计算后整体权重仅占0.0808,建议上调课程设计活动中工程知识运用的比重。

3.专业实习活动对能力项培养的针对性较弱,培养期望完成情况差,首先需要进行教学活动内容调整和改进。其次,通^得分与权重对应关系可知,应上调问题分析能力的重要度;下调工程知识运用、实验设计两项能力的重要度。

4.企业实习对工程知识运用、工具使用两项能力项的提升得分最高,但整体权重仅分别为0.0136和0.0467,因此对该两项能力的重要度进行上调。

四、结论与展望

本文提出的本科实践教学活动评价模型同时考虑了学校的培养期望和学生的实际培养能力自评结果,对实践教学活动的能力培养达成进行了量化分析,能够对学校实践教学活动培养的有效性进行评价,并对实践教学活动的活动内容提出调整方向。

本文分析所依托的数据在采集周期和样本方面仍需要进一步改进。本文采用的数据来自于应届毕业生,对一届的学生四年进行一次性调查,若出现调查偏差难以进行修正,会对分析结果造成影响。可以缩短调查周期,即在本科四年歇息过程中增加一次调查或者在每项实践教学活动后及时进行活动效果调查,再与毕业时的调查进行互相修正,一方面提高模型准确性,一方面提高数据评价的针对性。

本文获取的数据样本均来自同济大学交通运输工程学院,可以通过扩大调查范围,增加调查样本数量提升模型的评价质量。同时,在调查问卷中,可以增加学生对教学活动安排重要度和合理度的评价,以便辅助判断学生对实践教学活动的态度和感受,提高评价的准确性。

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Abstract:The Plan for Educating and Training Outstanding Engineers(PETOE) emphasizes on practical teaching. Accredited engineering programms advocates that corresponding training mode should be leaded by outcome. Based on the survey data for the practical training on traffic engineering undergraduates of grade 2012,this paper takes both training expectation from school and self-assessment of actual training effect from students into account,thus to build an evaluation model for practical teaching activities. The model can evaluate the effectiveness of training in practical teaching activities. Moreover,it comes up with explicit adjustment direction and suggestion for ability training objective as well as content of practical activity.

Key words:ability training;undergraduate;practical teaching;evaluation model and application

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