工程教育专业认证背景下“燃烧学”课程目标达成情况分析＊

林有胜，何 清，王文豪，郭晓娟，陈佰满

（东莞理工学院化学工程与能源技术学院，广东 东莞523808）

2020-12-22，能源动力类专业认证委员会（筹）成立大会在北京召开，拉开了能源与动力工程专业国家工程教育专业认证的序幕[1]。同年，东莞理工学院能源与动力工程专业获批国家一流本科专业建设点[2]。在一流本科专业建设点开展工程教育专业认证不仅是国际工程教育改革发展的必然趋势和内在要求，同时也是促进专业建设、提高人才培养质量、提升人才国际竞争力的重大契机[3]。工程教育专业认证以“学生中心、产出导向、持续改进”为基本教育教学理念，将该理念始终贯穿在人才培养方案、培养目标、课程体系、毕业要求、教学评估与评价及教学质量保障体系中是工程教育认证的标准。而其中，定期开展课程质量评价是建立和完善教学过程质量监控机制的重要举措，也是贯彻落实OBE（Outcomes-Based Education）教育理念的重要途径[4-5]。

目前，工程教育专业认证通行的课程评价方式是课程目标达成度分析[6]。课程目标达成度分析法将每一门课程的培养目标与毕业要求指标点、毕业要求密切关联起来，建立了一个从培养目标分解、教学大纲制定、教学实施、目标达成度分析、存在问题及持续改进的过程机制[4]。该方法科学、有效、定量地评价课程目标是否实现了预期培养目标、实现程度如何，学生重点获得了哪些知识要求与能力，这些知识与能力又是否符合毕业要求，并据此做出持续改进的措施。为扎实推进本专业国家一流专业建设工作，本文以东莞理工学院2018级能源与动力工程专业为例（113名学生），对“燃烧学”课程目标达成度进行分析和评价。

1 课程目标与达成度计算体系

“燃烧学”是能源与动力工程专业的一门基础必修课，主要研究燃烧过程的基本规律及其应用技术的专业课程[7-8]，涉及“热力学”“流体力学”“传热学”及“化学反应动力学”等多门专业基础课程的知识。同时，为应对新工科提出的学科交叉、个性化培养的教育模式需求[9]，培养适应地方特色能源产业的高素质应用型创新人才，本课程还新增了生物质固体燃料与可燃固体废弃物燃烧的战略新兴产业知识内容。

根据工程教育专业认证通用标准，结合专业的办学定位和服务产业，本课程教学目标及其毕业要求如表1所示。

表1 “燃烧学”的培养目标及毕业要求

课程目标、各支撑毕业要求指标点与考核内容的关系如表2所示。

表2 “燃烧学”课程目标、各支撑毕业要求指标点与考核内容的关系

课程目标达成度的计算如式（1）所示：

式（1）中：Gi为第i个课程目标达成度；ai、bi、ci和di分别为第i个课程目标对应平时作业、课堂讨论、实验报告和期末考试的考核成绩；Ai、Bi、Ci和Di分别为第i个课程目标对应四种评价依据的总分值；p1、p2、p3和p4分别为第i个课程目标对应成绩比例。

课程总体达成度的计算式：课程总体达成度=学生综合平均值得分/100。课程总体达成度大于等于0.65，则视为教学目标达到了预期要求，教学成效满足毕业要求达成度标准；反之，则视为未达到。

2 达成度情况分析

图1为“燃烧学”1～4课程目标达成度及课程总体达成度评价结果，分别为0.72、0.77、0.80、0.86和0.76，表明4个课程目标和课程总体目标均达到了预期效果，学生获得的专业知识和能力满足培养方案中的毕业要求指标点和毕业要求。

图1 课程目标1～4达成度与总体达成度

课程目标1的达成度低于课程总体达成度，说明学生对课程目标1的知识点的掌握较为薄弱。进一步分析教学内容，课程目标1主要囊括了分子碰撞理论与链式反应理论、质量作用定律、普朗特混合长度理论、热自燃理论与链锁自燃理论等极其基础、抽象的理论[7]，知识较为高深枯燥，教学内容复杂难学，公式多且形式烦琐，因而学生掌握程度弱于总体平均达成度。在任课教师与学生的交流中，学生也普遍反应燃烧学的基础理论学习难度较大，在本课程的达成度分析中也得到了印证。因而，如何提高学生对本章节知识要点的掌握与学习热情是需要重点关注的问题。

课程目标4的达成度远高于总体达成度，说明学生对课程目标4的知识点掌握较为扎实。进一步分析教学内容，课程目标4主要是燃烧学的发展史、主要燃烧设备的介绍、燃料的分类及组成、污染物的生成与排放等较为客观的知识点，学习难度较低，因而课程目标4达成度较高。下一阶段，如何通过生动有趣、形式多样的教学内容进一步开拓学生视野，同时又能巩固现有课程目标4的学习成绩是一项新的教学设计。

为进一步分析学生对各课程目标的达成情况，图2展示出了每个学生达成度的分布图，从图中可以清晰地辨别出在各个达成度区间的学生频数。如图2（a）所示，课程目标1达成度落在0.1～0.2和0.2～0.3区间的各有1名学生，低于0.65的学生频数为36个，最低达成度0.17。该结果再次表明，学生对课程目标1的掌握不够扎实；同时，也在一定程度上反映了任课教师编制的课程目标1的考核内容难度较大。这些结果提示教师在今后的教学中需要加强对基础专业知识的教学与训练，进一步提高课程目标1的达成度。相比于课程目标1，课程目标2的总体情况较为良好，如图2（b）所示，达成度落在0.2～0.3区间的有1名学生，低于0.65的学生频数为14个，最低达成度为0.21。如图2（c）、图2（d）所示课程目标3和课程目标4的达成度高于0.8的学生频数分别为62个和105个，学习成效和教学效果均达到预期。

图2 课程目标1～4达成度分布图

图3 为本课程综合成绩的负偏态分布图，由于低分段（低于60）有12名学生，极小值严重地拉低了平均分，致使综合成绩呈现负偏态分布。

图3 课程成绩负偏态分布图

更进一步的是，通过对比课程目标达成度情况分析与常规的课程成绩分布图，可以发现课程目标达成度的评价方式能够从多个角度定量来分析学生们对所学习的关键知识和技能能力的掌握情况，与此同时，在一定程度上也可以基于此来评价教师的教学质量与教学得失，以获得有效的教学反思。这种下沉到各个培养目标、知识要点以及毕业要求的评价模式为突出教学的重点和持续改进教学的方法提供了科学的依据。

3 存在的问题与持续改进措施

存在的问题如下：①“燃烧学”的基础知识涉及大量深奥的理论和公式，学习难度较大；同时，笔者作为任课教师对知识点的讲解不够深入浅出、通俗易懂，帮助学生掌握关键知识的能力有待提高。虽然，课程目标1达成度超过了0.65，但还有持续改进的必要与空间。②部分学生的学习态度较为消极，其对应的课程目标达成度极小值显著的影响了课程目标1和课程目标2达成度。

持续改进措施：①“以学生为中心”，对于目标达成度较高的、学生掌握较为扎实的知识点与能力，可以在今后的教学中尝试学生自学、翻转课堂等方式授课，通过多样化的教学方式提升教学质量；而对于目标达成度较低、学生掌握较为薄弱的知识点与能力，可以适当多分配课时进行重点授课、强化练习巩固知识要点，尤其是课程目标1和目标2偏基础理论和原理方面的知识。②丰富教学手段与方法，将科研、实操实验、虚拟仿真实验穿插在理论教学过程中；邀请企业家走进课堂，通过引入工程示例与模型动画，将抽象的理论知识与实际案例有机结合，辅助理论教学。③结合新能源产业特色与发展前景，多方位融入“课程思政”元素，增强学生对能源行业的信心与自豪感，激发学生对“燃烧学”及其他专业课程的学习热情。

4 总结

基于国家工程教育认证的通用标准，对“燃烧学”的课程目标达成度与课程总体达成度情况进行科学、定量的分析，通过达成分析剖析学生对关键知识点和能力的掌握情况，进而发现学生学习的各个课程目标的薄弱环节和教学存在的不足。针对存在的问题，提出了持续改进教学方法与措施。本文的评价结果为后续“燃烧学”课程目标、教学内容、教学过程及考核内容的持续改进提供了依据与方向。