一种地质工程专业培养目标达成度的模糊层次评价法

2018-04-08豆红强谢永宁

中国地质教育 2018年1期

王浩，豆红强，谢永宁

福州大学环境与资源学院，福建福州 350116

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，我国于2016年6月2日成为《华盛顿协议》的正式会员，标志着我国工程教育认证体系基本与国际接轨。工程教育认证的核心是认证标准，中国工程教育认证协会自成立以来，陆续发布了一系列工程教育专业认证的通用标准和补充标准，大力推动了工程教育专业认证工作。《工程教育认证标准（2015年版）》规定了专业在学生、培养目标以及毕业等方面的要求，标准指出“专业必须有明确、公开的毕业要求，以目标为导向，毕业要求应能支撑培养目标的达成”。如何通过对毕业进行合理的评价，进而评估专业培养目标的达成度具有重要意义[1]。

毕业要求达成度评价是指由所有教师及管理人员通过采用不同的评估方法评估自己负责的毕业要求达成情况，由专业经过对所有评估数据的分析、比较和综合，得出毕业要求的达成情况。近两年，随着专业认证工作的推进，毕业要求达成度评价逐步得到重视[2-3]。开展毕业要求达成度评价的目的是将毕业要求落实至每个培养环节，通过系统性评价，为专业教育提供持续改进的过程依据，并保证专业毕业要求的达成[4]。毕业要求是专业培养目标达成度评价的内容依据，是基于社会人才需求及学校办学定位，对学生在人文科学素养、专业理论积累、工程实践技能等方面综合考量。专业培养目标达成度的影响因素众多，且层次不一，在评价过程中往往由于评价指标遴选疏漏，缺乏系统性，且各指标类别之间从属性关系难以厘清，重要性关系难以把握，导致最终评价效果不佳。因此，选取有效方法实现对专业培养目标达成度进行合理的定性与定量的评价显得尤为重要。以优化决策与管理为目标的层次分析法与模糊数学理论较好地契合了专业培养目标达成度评价对方法的要求，具有较大优势。

基于此，本文针对福州大学地质工程专业，以层次分析法和模糊数学为基本原理，尝试构建地质工程专业培养目标达成度评价体系，并运用该体系完成相应的实例应用。

一、地质工程专业培养目标达成度评价体系

1. 福州大学地质工程专业培养目标

福州大学地质工程专业培养具有工程地质、岩土力学和工程结构基础理论与工程应用能力，能从事岩土工程及工程地质的勘察设计、监测检测、地基处理、基础工程、隧道工程、边坡工程及地质灾害防治等技术工作，具备工程师良好素养和职业精神，具有创新意识和国际视野，具备解决未来工程问题和终身学习的能力，具有崇高责任感和健全人格的复合型高级专业技术人才。

2.专业培养目标达成度评价方法

地质工程专业培养目标的核心仍是专业素养的培养，而且专业素养的培养过程跟踪紧密，资料齐全。因此，本次培养目标达成度评价主要以课程考核材料（包括教学试验、课程设计、生产实习以及认知实习等在内的所有教学环节）为评价基础，辅以学科竞赛、资格证书、就业率以及用人单位对本专业毕业生满意度评价等指标。

模糊综合评价是通过构造模糊子集把反映被评事物的模糊指标进行量化(即确定隶属度分值)，然后利用模糊变换原理对各指标综合，基本评价步骤：（1）确定评价对象的因素论域；（2）确定评价等级论域；（3）建立模糊关系矩阵；（4）确定评价因素的权向量；（5）合成模糊综合评价结果向量。

在评价过程中，权重的求解是综合评价的关键，一般采用层次分析法确定。层次分析法[5](Analytic Hierarchy Process,简称 AHP) 由 T L Saaty于20世纪70年代提出，方法核心指将与决策有关的因素分解成目标、准则和方案等层次，并对各因素之间的关系深入分析，在此基础上进行定性和定量分析以供决策参考。

3.评价数据来源、评价机构及周期

（1）评价数据及其来源。

评价数据主要来源：①学生课程成绩、各类资格证书获取率等数据来源于福州大学教务系统；②学科竞赛以及文体活动数据来源于校院两级党委和团委；③就业率统计数据来源于学校就业中心，用人单位对本专业毕业生满意度来源于问卷调查以及电话访谈等。

（2）评价机构。

培养目标达成度评价的核心在于推动所有教师开展达成度评估，为培养目标达成度评价提供评估数据。因此，本专业成立了由学院教学指导委员会、学生工作组和专业教师组成的学院毕业达成度工作领导小组，负责组织本次对地质工程专业培养目标达成度评价。

（3）评价周期。

为确保每项毕业要求和每届毕业生都能在一个周期内得到评价，将评价周期定为4年。

4.专业培养目标达成度评价指标体系

专业培养目标达成的标准指掌握基本专业课程所授予的理论知识系统的前提下，通过专业实践验证所学理论，再由实践应用产生理论创新，如此循环巩固综合地质分析技能，完成阶段性课程设计及毕业设计。运用层次分析法多层次指标体系的构建原理及方法，遴选体现及影响专业素养培养要求达成度指标因子，厘清逻辑类别，建立多层次组织结构的指标评价体系（图1）。

图1　专业培养目标达成度评估指标体系

由图1可知，将专业培养目标达成度评价内容分为三个一级类别：专业理论、专业实践及综合技能。专业理论主要指在培养过程中对基础理论的掌握程度及效果，包括基本学分修习情况、成绩绩点以及基于各学科课程的课堂专业报告等；专业实践是对专业理论的运用，旨在培养学生掌握地质工程专业基础性试验及结果分析能力与岗位实习技能，通过专业实践了解专业背景环境的同时，学会培养专业及工程思维解决学科交叉运用问题；综合技能即是对基本专业理论及专业实践技能的综合运用，不仅需要对专业知识系统较好的把握，还需建立足够的专业分析方法论，能够从实践中发掘问题和解决问题，例如完成专业设计或是实训项目。各一级类群下属3个二级指标，共9个二级指标用于描述专业素养培养达成度要求。各二级指标评价依据及说明如下。

课程成绩A1：选取专业主要课程即工程地质学（2.5学分），土力学（3学分），岩土工程勘察（2.5学分），岩体力学（2学分），基础工程（2学分），工程测量（2学分），地下水动力学（2.5学分）和岩土工程波动勘测技术（2学分）课程的阶段及期末综合成绩作为课程成绩A1指标的评价依据；

专业报告A2：由课程考核要求或者学术活动举行的专业报告课堂汇报或展示，展示成果优良由该课程授课组评定；

学术成果A3：查看专业班级学术论文、专利、产品研发等产出情况；

专业实习B1：专业实习指从学期开始至毕业过程中参加的认知实习、生产实习及顶岗实习，实习成绩由实习单位与实习带队教师评定；

基础实验B2：包括矿物岩石学综合实验、工程岩土学综合实验、岩土力学综合实验三大类；

应用竞赛B3：由专业班级或小组成员参加的专业实践技能竞赛，本文实例中主要以福州大学校级测量学大赛为评价依据；

课程设计C1：主要以岩土工程波动勘测技术课程设计（2学分），地下水动力学课程设计（2.5学分），工程结构设计原理课程设计（2学分），基础工程课程设计（2学分），工程物探课程设计（2学分），岩土工程勘察课程设计（2.5学分）作为评价依据；

SRTP（本科生科研训练计划）C2：该指标以参与项目获奖明细统计为评价参考；

毕业设计C3：专业毕业设计成绩根据专业班级评定等级取权重综合评定。

二、地质工程专业培养目标达成度评价步骤

地质工程专业培养目标达成度评价步骤如图2所示，主要包括培养目标达成度评价指标体系构建、指标权重计算、评价对象确定、达成度评价分值计算以及评价结果等级划分与确定。

图2　专业培养目标达成度评价步骤

三、实例应用与反馈

本文以福州大学M届地质工程专业学生（总人数为43人）培养全过程为例，进行培养目标中专业素养评价过程的实例说明。例子中的班级学生成绩和获奖、竞赛等成绩均参考学校及学院教务处或活动承办组织单位的相关数据统计结果。

1. 专业培养目标达成度评价指标权重计算

指标权重即某项指标相对于同类其他指标对上层指标或评价对象的重要程度，权重向量计算流程如图3所示。

（1）构建判断矩阵。

图3　权重向量计算流程图

根据层次分析法权重计算原理，依据重要性标度示意（表1）对图1中一级指标或各类二级指标建立两两重要性判断矩阵。

表1　重要性标度示意表

以一级指标专业理论、专业实践、综合技能为例说明构建过程，判断矩阵M(aij)如表2所示。

表2　一级指标判断矩阵

由判断矩阵构建原理可知对角线元素均为1，各个对角线元素互为倒数，表2中，a12元素值为2.00，即就专业素养培养而言，专业理论比专业实践稍微重要；同理a13元素值为0.50，指综合技能比专业理论稍微重要；a32值为2代表综合技能指标比专业实践稍微重要，即在一级指标中由于综合技能是对专业知识及实践技能综合把握的基础上，以所学的研究思维及专业能力完成具体项目的能力，其对专业素养培养标准的体现程度相对专业理论及专业实践比重更大。

（2）计算最大特征值λmax及特征向量。

（3）判断矩阵一致性检验。

当一致性检验系数CR满足以下条件时，即对应判断矩阵一致性检验通过。

例中n=4，取修正系数RI=0.90，即判断矩阵M一致性检验系数CR=0.046＜0.10，检验通过。

通过上述计算过程得出地质工程专业培养目标达成度评价各级指标权重如表3所示。

表3　各级指标权重值

2. 专业培养目标达成度评价分值计算

由于评价指标体系中每个指标的评定结果描述不一致，如课程成绩采用百分制评分，实习成绩采用五分制等级区分。为获取统一的达成度评价结果描述，对指标采用定性转量化的方式进行百分制转换，例优、良、中、差等级分别对应百分制中 100～90、89～80、79～70、69～60 分域区段。

（1）各二级指标分值计算。

分别对专业理论、专业实践以及综合技能三类一级指标下属各子指标分值计算过程说明。

①课程成绩A1：对课程成绩指标根据学分分配权重，与该门课程班级综合成绩平均分r线性加权求值和，计算结果如表4所示。权重分值S=∑w·r，得课程成绩指标评分。

表4　课程成绩指标分值计算表

②专业报告A2：该M届学生在培养中进行岩土工程勘察报告A2-1及岩体力学课堂展示 A2-2，工程地质学课堂展示A2-3三门课程专业展示。单门课程报告分数按各成绩等级人数加权求和。

其中岩土工程勘察报告班级平均成绩根据以下标准及人数加权求和。

优：90～100分；取 90分，共 25人。良：80～89分；取80分，共17人。中：70～79分；取70分，共1人。差：60～69分；取60分，共0人。不合格：0～59分，0人不合格。计算结果为：

同理得岩体力学课堂展示和工程地质学课堂展示班级平均成绩分数值。各门专业报告权重计算参见A1课程成绩各门课程权重计算。

③学术成果A3：结合地质工程专业学生的培养要求及时间、实践等资源，参考学校对学术成果奖励情况的相关规定，以班级成果产出为评估统计对象，该指标评分标准如下：

每届学术成果（论文、专利、产品）8项及以上为100分；每届学术成果6～7项为80分；每届学术成果4～5项为60分；每届学术成果2～3项为40分；每届学术成果0项为0分；经学院学生会学术部统计，该届同学依据SRTP项目发表学术论文共计7篇，即根据上述标准得该指标评分为80分。

④专业实习B1：培养计划中安排实习课程分别有认知实习B1−1、生产实习B1−2、毕业顶岗实习B1−3，根据各门实习学分分配权重与对应专业班级平均分加权求和。专业实习指标分值计算原理参见“专业报告”指标分值计算，具体数据及结果见表5所示。

⑤基础实验B2：该项指标评分类似课程成绩指标，即选取岩土力学综合实验、工程岩土学综合实验、矿物岩石学综合实验三大实验作为基础实验指标评分的参考依据。

每类综合性试验下属若干不同试验，但课程成绩以综合试验为评定对象，计算结果参见表5。

表5　部分二级指标分值计算表

⑥应用竞赛B3：按M届地质专业学生参加的测量学竞赛获奖情况制定分值评定标准。一等奖为90分；二等奖为80分；三等奖为70分。可根据班级个体获奖情况酌情调整评分。由校学生会学术部获奖情况统计可知，M届学生获奖成绩为：一等奖1队，二等奖3队，即加权计算得出该指标分值为82.5分。

⑦课程设计C1：课程设计指标评分主要以岩土工程波动勘测技术课程设计C1-1、地下水动力学课程设计C1-2、工程结构设计原理课程设计C1-3、基础工程课程设计C1-4、工程物探课程设计C1-5及岩土工程勘察课程设计C1-6作为评价依据，各门课程设计成绩求算参考“专业报告A2”中各门报告分值计算过程，“课程设计”指标分值计算结果见表6。

表6　课程设计指标分值计算表

⑧SRTP C2：按M届地质工程专业学生参加的本科生科研训练计划成绩评定情况制定评分标准：优秀为90分；良好为80分；合格为70分。可根据班级获奖项目小组数量情况酌情调整评分。

由学校SRTP成果评审委员会评定经，由校学生会学术部获奖情况统计可知，M届学生评定成绩合格，综合评定该指标分值为70分。

⑨C3毕业设计：由于学校在教学质量方面对毕业生毕业设计考核及成绩给定提出较为严格的要求，对毕业设计优良等级量化分值适当提高，具体量化标准如下，优秀：95～100分，取90分；良好：90～94分，取80分；中：70～89分，取70分；及格：60～69分，取60分；不合格：0～59分。由教务处数据统计可知M届学生毕业设计中优秀的有7人，良好的有30人，中的有4人，及格的有两人，没有不及格的。

毕业设计指标分值计算如下：

（2）专业培养目标达成度评价总分值计算。

将一级指标权重值乘以对应下属二级指标得二级指标相对于评价对象专业素养培养要求的整体权重向量。由上述评分过程得各指标百分制评定结果见表7。总分值为Ts=w(i)×s(i)，i＝1～9，即Ts=80.3。

表7　M届学生专业培养目标达成度各指标评分计算结果表

3. 专业培养目标达成度评价结果等级划分

由上述构建的指标体系可知，专业素养培养要求的评价依据即指标内容基本取自于教学过程中的课程，学术活动及成果，即专业素养培养要求达成度的好坏程度主要由评价指标体系的成绩优良、学术成果、技能掌握程度来体现。综上所述，培养目标达成度的等级划分应一定程度与一般指标的评分等级划分（优90～100分，良80～89分，中 70～79分，差 60～69分，不合格 0～59分）相统一。此处取好、较好、一般、较差、差作为达成度评价结果等级描述。

4. 专业培养目标达成度评价结果

由专业培养目标达成度评价总分值Ts=80.3可确定本例中福州大学M届地质工程（原勘查技术与工程）专业学生毕业生对应“专业素养”项培养目标的达成满意度为较好。通过调查反馈，该届学生在毕业后均取得较好的就业机会，考研通过率高达85%。通过持续调查，由学生所在单位反馈，对该届学生毕业后的工作业绩或科研成绩均为满意，即一定程度上印证了本文对该届地质工程专业毕业生培养目标达成度评价结果为“较好”的结论。