顾及学分制的测绘工程专业毕业要求达成度评价方法

刘志平，陈国良，郭广礼，张书毕，高井祥

(中国矿业大学环境与测绘学院，江苏 徐州 221116)

0 引 言

《华盛顿协议》是工程教育本科专业认证的国际互认协议，1989年由美国、英国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚、新西兰的工程专业团体发起成立，旨在通过工程教育本科专业认证为工程教育质量与工程师资格国际互认奠定基础[1-4]。自2005年以来，我国开始构建工程教育专业认证体系。2013年6月19日，中国成为《华盛顿协议》的第21个预备成员，表明我国工程教育专业认证体系初步具备了与国际认证的“实质等效”性。2016年6月2日，中国成为该协议第18个正式成员，标志着我国工程教育质量得到国际认可。专业认证以产出导向教育为核心理念，在培养目标、课程体系、毕业要求、持续改进等7个方面有明确的要求与标准[5-6]。其中，毕业要求作为培养目标达成的重要证据支持，其达成度评价是衡量“产出”的重要手段，也是促进教学活动持续改进、课程体系优化、师资队伍建设的有效办法[7-10]。对此，中国工程教育专业认证协会还专门制定了毕业要求达成度评价指导手册，推荐了课程考核成绩分析法、评分表分析法和问卷调查法[5-6]。

文献分析发现，测绘工程、机械工程、安全工程、采矿工程等专业[11-17]采用的毕业要求达成度计算方法主要为成绩分析法。然而，该方法在支撑课程设置与权重、指标点分解与权重确定等方面存在主观随意或缺乏参照问题，以致毕业要求达成度评价成为高校专业认证的一个薄弱环节、甚至影响我国工程教育专业认证的质量和进程[3-4,18]。本质上看，现有毕业要求达成度评价存在不合理、数据可解释性差的根本原因，在于没有建立指标点分解原则以及权重的数据参考和真实意义。考虑到学分制是我国高等教育普遍实行的、以学分衡量学生学习质量的一种教学管理制度，而且学分与教学时数(有效学习时间)之间规定了严格的数据换算关系[19]。由此推断，如果课程、指标点权重采用课程学分表示，则上述问题有望得到实质性解决。鉴此，结合我校测绘工程专业教育认证工作(于2013年、2019年分别通过第1、2次认证)，围绕毕业要求与课程体系、培养目标关系的学分分布定量描述，提出了顾及课程体系学分分布重构与控制的毕业要求达成度计算方法，供有关高校专业参考。

1 毕业要求与课程体系、培养目标的关系

工程教育专业认证通用标准对毕业要求相适应的数学与自然科学类、工程基础类和专业基础类等类别的课程学分比例有明确的要求，如表1所示。

由表1可知，我校2012版测绘工程专业最低要求为186总学分，其中156必修总学分(52门)，其他学分可选通识性、专业选修课等合计38学分。课程学分的分布满足通用标准对课程体系的要求。

表1 本专业各类支撑课程比例

为了构建课程体系对毕业要求的支撑关系，结合我校本科教育发展目标及测绘工程专业培养目标，基于通识基础、学科基础、专业主干、通识实践和专业实践五大课程模块，根据课程类别与性质、课程目标与内容确定各必修课程对毕业要求的支撑关系，如表2所示。该表采用的学分分布重构与控制准则为：① 采用基本支撑学分描述单门必修课程对单个毕业要求指标点的支撑权重(简称课程权重)，由该课程学分与支撑次数之商计算；② 采用复合支撑学分描述多门必修课程对毕业要求指标点的支撑权重(简称指标点权重)，由相同指标点的基本支撑学分之和计算；③ 同一必修课程对某项毕业要求的合计支撑次数受其课程学分数、毕业要求等影响，一般不超过其指标点分解数(表4)，或者满足基本支撑学分约为1学分且不少于0.5学分(课堂教学8学时或实验教学16学时)；④ 全部毕业要求的基本支撑学分之和，恒等于全部必修课程总学分(本专业156学分)。

由表2可知，必修课程1对毕业要求1、2、4分别支撑2次、1次和2次，合计支撑5次。该课程10.5学分，则基本支撑学分为10.5/5学分。其次，毕业要求4的各课程支撑学分之和为(10.5/5) × 2 + (2.5/3) × 1 + (3/3) × 1 + …=15.8学分，占全部必修课程学分的比例为10.1%。再次，结合通用标准可知，技术类毕业要求1～5的学分分布占比为58.0%，非技术类毕业要求7～12的学分分布占比为42.0%。目前，通用标准对毕业要求学分分布并没有规定。不过，根据表1要求的工程及专业相关30%、工程实践与毕业设计20%(两项小计50%)，数学与自然科学15%、人文社会科学15%(两项小计30%)，则可大致推测出技术类、非技术类的学分分布分别为50%×186/156=59.6%、30%×186/156=35.8%(其中186为总学分，换算为必修总学分156)。同时，顾及表1认证要求合计80%(20%的调节范围，建议技术类、非技术类的学分分布占比分别为50%、30%，合计80%。表2自评合格。

表2 本专业毕业要求与必修课程的支撑关系

依据中国矿业大学本科教育发展目标，按社会责任和角色定位、学科和专业基础知识、专业技能和素养、职业综合能力和职业发展能力确立了我校测绘工程专业培养目标。由此，为建立12项毕业要求对上述5个培养目标要点的支撑关系，根据每项毕业要求支撑的目标要点数不超过2个(分配值取0.5、1)，确定毕业要求对培养目标的分配矩阵(表3)。如毕业要求1支持目标要点2的分配值为0.5、支持目标要点3的分配值为0.5，小计为1。与此同时，与表2学分分布同理确定目标要点的学分分布，如表3目标要点1的学分为9.8学分×1.0+8.9学分×1.0+7.8学分×1.0=26.5学分，其学分分布为17.0%。目前，通用标准对培养目标要点的学分分布也没有规定。顾及表1认证要求合计80%(20%的调节范围)，建议表3各培养目标要点认证要求为15%。表3自评合格。

表3 本专业毕业要求支撑培养目标的分配矩阵

综上，培养目标是构建专业知识结构形成课程体系和开展教学活动基本依据，毕业要求是学生完成学业时应该取得的学习成果，课程体系是实现培养目标、支撑毕业要求的载体，三者之间存在“培养目标-毕业要求-课程体系”内在逻辑。而且，通过表2和表3的课程体系学分分布重构与控制，有效地实现了对毕业要求与课程体系、培养目标的内在逻辑关系的量化描述。首先，在理清毕业要求与培养目标、课程体系的关系基础上，针对指标点分解须直观反映该专业毕业生的能力特征，明确了毕业要求指标点分解的系统性、导向性、衡量性三原则，通过课程体系学分分布重构与控制有效聚焦了想做什么、该做什么和能做什么。其次，根据专业认证标准，毕业要求达成度评价完整工作包括：毕业要求确定及指标点分解、教学支撑环节设置及教学活动实施、评价方案及评估数据收集、评价结果分析及持续改进等。因此，本专业构建由需求决定培养目标、、毕业要求、课程体系的“产出导向”毕业要求达成度评价体系，如图1所示。由该图可知，由内外部发展需求、校内外专家师生、行业企业专家多方参与制定培养目标(5要点)，进而制定毕业要求(12项38指标点)，并确定支撑课程(52门)；通过课程体系学分分布合理重构、修订和持续改进，不断调整毕业要求与支撑课程内容之间的对应关系，以充分支撑培养目标。最后，顾及学科专业特色和社会需求等实际情况，结合校内外多方在监督和评价过程中发现的问题，不断修订、完善本专业的毕业要求。

图1 本专业毕业要求达成度评价体系

2 毕业要求达成度的学分制分析方法

2.1 毕业要求指标点/课程权重

认证通用标准的12项毕业要求分为5条技术类毕业要求和7条非技术类毕业要求。具体地，本专业将各技术类毕业要求分为4～5个指标点，各非技术类毕业要求分为2～3个指标点，最终确定的毕业要求指标点分解情况如表4所示。其中，5条技术类小计21个指标点，7条非技术类小计17个指标点，共计38个指标点。由表4可知，本专业必修课程156个学分、必修课程52门和38个指标点，可知每门必修课程的平均约3学分(156学分/52门)、每个指标点复合支撑学分平均约4个学分(156学分/38个指标点)。因此，基于第2节基本支撑学分约为1学分，建议每门课程合计支撑次数约为3次、每个指标点约为4门课程，结合课程体系学分分布重构准则构建毕业要求的指标点分解与支撑课程的关系。

表4 本专业毕业要求指标点分解

表5列出了毕业要求1的指标点分解与支撑课程的相关情况。由表5可知，毕业要求1分解为4个指标点，指标点1.1～1.4分别由4门、4门、5门、5门课程支撑。指标点1.1由课程1～4支撑，其中课程1学分数为10.5，合计支撑次数为5，则对单个指标点的基本支撑学分为2.1学分。显见，该基本支撑学分2.1表达了课程1支撑指标点1.1的课程权重。进一步地，将相同指标点的多门课程的基本支撑学分之和，称为复合支撑学分，则指标点1.1下4门支撑课程的复合支撑学分为5.6。同理，该复合支撑学分5.6表达了指标点1.1支撑毕业要求的指标点权重。

表5 本专业毕业要求1的指标点/课程权重情况

众所周知，学分数是客观可衡量的，且与学时数存在确定的数值关系，因此表5基于学分数所给出的课程权重、指标点权重确定方法具有诸多优点。

(1)建立了课程权重、指标点权重与课程学分的联系，后续评价结果可直接作为毕业要求指标点分解、课程体系设置或优化等的依据。

(2)采用基本支撑学分确定课程权重，使相同课程对不同指标点的课程权重统一(如课程1在指标点1.1和1.4均为2.1学分)；采用复合支撑学分确定指标点权重，不同指标点的权重分布直观地反映了学科特点和专业特色，避免了权重人为赋值的主观性。

(3)课程权重为必修课程学分数与合计支撑次数之商，表明可通过调整合计支撑次数优化必修课程对毕业要求的支撑作用，进而实现课程权重和指标点权重的改进。

(4)指标点权重为各基本支撑学分之和(复合支撑学分)，故指标点权重分布可以直观表示毕业要求指标点分解之后的学分分布重构情况，反过来则可指导指标点分解。

利用本节思路确定的本专业指标点权重分布如图2所示，5个技术类毕业要求的学分数单项明显高于非专业类的7个非技术类毕业要求。其次，5个技术类毕业要求的学分数在15～20之间，7个非技术毕业要求的学分数约为10左右。再次，各个毕业要求的分指标点数不一样，但学分分布基本均匀。最后，该图完全符合表5对课程体系、表2对毕业要求、表3对培养目标的学分分布的认证要求。因此，通过权重确定到学分分布重构的转化，可以有效地提高课程和指标点权重确定的可解释性、反映学科和专业特色，并指导毕业要求达成度评价过程。

图2 本专业毕业要求指标点权重分布

2.2 教学目标/指标点达成度计算

在教学大纲或教学质量标准中，明确课程的教学目标及其所支撑的毕业要求指标点，依此对教学目标和指标点进行达成度计算。为了问题叙述方便，假定课程编号为m，取值范围1～M；指标点编号为i，取值范围为1～I；教学目标编号为j，取值范围1～J；考核成绩项目编号为n，取值范围为1～N。鉴此，顾及课程考核成绩可能包含多个考核项目，比如考试、实验、考勤等，表6设计了课程考核成绩与教学目标、指标点分配矩阵模板。

表6 课程考核成绩与教学目标/指标点的分配矩阵模板

(1)

因此，根据第m门课程各项成绩占比r(m,n)，可得综合N项考核成绩的第j个教学目标的总评成绩理论值(目标总评理论值)；根据第m门课程各项成绩占比r(m,n)，可得综合N项考核成绩的第i个指标点的总评成绩理论值(指标点总评理论值)，公式分别如下

(2)

(3)

综上，可得第m门课程的教学目标j和指标点i的达成度计算公式

(4)

(5)

为说明课程m的第j个教学目标和第i个指标点的达成度计算方法，表7列出了某课程考核成绩与教学目标/指标点的分配矩阵，表8列出了某位同学教学目标/指标点达成度。其包括3个计算步骤，步骤一：样本的确定。第m门课程教学目标和指标点达成度计算，可采用某位同学、某班级或某专业同学等抽样平均考核成绩。为避免因缺考等影响，建议不考虑此类同学成绩。步骤二：指标点理论值或实际值计算。基于表7数据利用式(1)可计算考试成绩的指标点1理论值Ⅰ=35分、指标点2理论值Ⅱ=35分、指标点3理论值Ⅲ=30分，平时成绩的指标点目标理论值的计算同理。此外，将目标理论值替换为实际值，则可计算指标点实际值。步骤三：教学目标或指标点达成度计算。基于表8某位同学考试成绩、平时成绩的各教学目标实际值，利用式(4)计算目标1～4的教学目标达成度分别为93.0%、73.5%、70.7%、83.8%，利用式(5)计算指标点1～3的达成度分别为91.0%、71.0%、77.3%。

表7 某课程考核成绩与教学目标/指标点的分配矩阵

表8 某同学课程教学目标/指标点达成度计算结果

2.3 毕业要求达成度计算

本文2.1节通过基本支撑学分、复合支撑学分建立了毕业要求与课程学分的直接联系，2.2节通过分配矩阵给出了教学目标、指标点达成度计算方法，本节将在上述两节基础上给出综合课程学分和考核成绩的毕业要求达成度评价方法和详细步骤。

(1)课程权重pm的确定。如表5所示，第m门课程的权重为基本支撑学分，即该课程学分数与合计支撑次数之商，故其计算公式pm定义如下

(6)

式中，cm表示第m门课程的学分数，Km表示第m门课程的合计支撑次数。

(2)指标点权重wi的确定。如表5所示，第i个指标点的权重为复合支撑学分，即该指标点的所有基本支撑学分之和，故其计算公式wi定义如下

(7)

式中，qim为第m门课程对第i个指标点的支撑属性值。支撑取qim=1；不支撑取qim=0。

(3)指标点达成度的确定。基于课程m对第i个指标点的达成度计算式(5)，结合课程权重、指标点权重确定最终的毕业要求指标点达成度

(8)

图3 毕业要求指标点达成度雷达图

由图3可看出，指标点达成度数值均为标准化的0～1之间，避免了指标点权重目标值人为设定导致的标准不同问题[6]，便于不同指标点之间的达成度比较和结果理解。其次，图3(a)整体上处于0.8～0.85之间，图3(b)整体上处于0.75～0.8之间，即技术类略高于非技术类指标点达成度。再次，技术类指标点2、9、10、12、13、20达成度较高，其中过半数体现了专业特色，表明指标点分解和课程学分重构合理。最后，技术类指标点3、4、6、16相对较弱，非技术类指标点5、14相对较弱，需要结合学分分布情况深入分析原因以持续改进。因此，与现有的成绩分析法相比，基于学分制的达成度评价方法在评价结果理解、结果分析、持续改进等方面具有显著优势。

3 结 语

围绕工程教育认证中的毕业要求与课程体系、培养目标的关系以及毕业要求达成度评价基于毕业要求指标点分解的系统性、导向性、衡量性三原则以及课程体系学分分布重构与控制，提出了顾及学分制的毕业要求达成度评价思路和方法，并结合中国矿业大学测绘工程专业认证工作开展了毕业要求达成度评价。所得结论和启示包括：① 通过课程体系学分分布重构与控制，有效地实现了对毕业要求与课程体系、培养目标的内在逻辑和关系的量化描述； ② 通过基本支撑学分、复合支撑学分建立了课程权重、指标点权重与课程学分的联系，提高了权重确定的可解释性和合理性；③ 顾及学分制的毕业要求达成度评价方法符合专业认证通用标准的明确、可衡量、覆盖、支撑要求，反映了毕业要求支撑课程的专业特色和重要程度，增强了达成度评价结果与持续改进的连接强度。