采礦工程專業(yè)大類課程達成度評價方法分析

吳桂義 王沉

摘? 要：隨著工程教育認證制度的實施，國內許多高校對工程專業(yè)的大類課程要求也不斷提高，加上受課時限制等，給課程達成相應的教學目標帶來一定的難度。文章以運籌學課程為例，針對工程教育認證背景下大類課程要求達成難度較大的問題，運用層次分析法分析各章節(jié)對課程要求達成度的權重，并結合學生成績計算出各課程目標及整體達成度的評價值。研究結果表明：運用層次分析法對采礦工程專業(yè)大類（必修）課程要求達成度進行評價是可行的，但其評價值只能表現全體學生的學習情況，不能體現出學生個體的差異性。因此，教師在授課時，可以根據全體學生評價情況及影響學生成績的相關因素對教學方式進行調整，不斷優(yōu)化課程質量。

關鍵詞：工程教育認證;采礦工程;運籌學;評價方法

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）36-0057-04

Abstract： With the implementation of the engineering education accreditation system， the requirements of large-scale courses for engineering majors in many colleges and universities in China are also increasing. In addition， due to the limitation of class hours， it is difficult to achieve the corresponding teaching objectives. In this paper， taking the course of Operational Research as an example， aiming at the problem that it is difficult to meet the requirements of large-scale courses under the background of engineering education certification， the weight of each chapter on the achievement of curriculum requirements is analyzed by analytic hierarchy process， and the evaluation value of curriculum objectives and overall achievement is calculated combined with student achievement. The results show that it is feasible to evaluate the degree of achievement of the requirements of the major （compulsory） courses of mining engineering by analytic hierarchy process， but its evaluation value can only show the learning situation of all students， and cannot reflect the individual differences of students. Therefore， when teaching， teachers can adjust teaching methods according to the evaluation of all students and the relevant factors affecting students' performance， and constantly optimize the quality of the course.

Keywords： engineering education accreditation; mining engineering; operational research; evaluation method

近年來，國內外對工程技術人員的整體要求有了的顯著提升，特別是對學生的實踐及解決復雜問題的能力尤為明顯。因此，在國內高校推行工程教育認證勢在必行[1]。工程教育認證是國際通行的工程教育質量保證制度，“以學生為中心，以培養(yǎng)目標為導向，強調持續(xù)改進”是工程教育認證的核心理念[2-5]。通過工程教育認證的工程專業(yè)須按照國際標準對學生進行培養(yǎng)，這對促進高校工程專業(yè)發(fā)展具有重要意義，同時也是國際學歷互認、提高工程專業(yè)畢業(yè)生培養(yǎng)質量的有效手段。隨著工程教育認證制度的實施，國內外許多高校對工程專業(yè)的課程要求不斷提高，但課時限制、學生基礎知識不扎實等因素給課程要求達成帶來一定難度，且大多數工程專業(yè)課程在教學過程中，主要注重理論知識的學習，對實踐部分的教學較少，這導致許多課程不能達到預期的教學效果，課程要求是否達成也是模糊不清的。因此，為了達成課程要求，優(yōu)化課程質量，對課程要求達成度進行系統(tǒng)評價是十分必要的，但目前國內高校在課程要求達成度評價方法方面的研究較少。采礦工程專業(yè)畢業(yè)生主要從事煤炭行業(yè)，面對國內煤礦事故頻發(fā)的嚴峻形勢，在課程培養(yǎng)部分應通過適當的評價方法明確薄弱環(huán)節(jié)并及時調整來提高畢業(yè)生的整體水平，為學生之后走向崗位打下堅實的理論基礎。貴州大學采礦工程專業(yè)于2017年通過了第二輪專業(yè)工程認證教育考察，并依據工程教育認證標準在基礎課程教學方面制定了新的要求[6]。本文以貴州大學采礦工程專業(yè)運籌學課程目標完成情況為例，探究該課程完成度的影響因素及理論教學的薄弱環(huán)節(jié)，以期為工程教育認證背景下采礦工程專業(yè)大類課程順利達到教學目的提供一定的借鑒作用。

一、運籌學課程教學現狀

運籌學作為采礦工程專業(yè)的一門必修課程，運用最優(yōu)化方法研究各種系統(tǒng)的優(yōu)化途徑和方案，為決策者選擇決策提供定量依據是該課程的主要內容[7]。它的主要理論和方法不僅在采礦工程專業(yè)中各個系統(tǒng)及方案決策中被廣泛應用，而且在軍事、物流管理、工程技術等方面均占有重要地位[8-9]。因此，把運籌學課程作為采礦工程專業(yè)的基礎課程，對提高學生決策分析能力具有重要意義。

隨著計算機技術的發(fā)展，以運籌學理論結合計算機相關軟件建模并提出最優(yōu)方案是目前解決問題的主要方法。在運籌學的教學過程中，由于受課時限制，教師一般對理論知識及模型求解方面著重投入，對培養(yǎng)學生自主決策及解決實際問題方面投入較少[10]，加上學生自主學習能力不高、相關數學基礎差等因素，導致學生在完成課程學習之后，僅會運用定理解決問題，其中僅掌握定理內容卻不知如何推導的學生不在少數。由此可見，在運籌學課程的教學過程中，不僅缺少對實踐環(huán)節(jié)的投入，在理論教學方面也存在一些不可忽視的問題。采礦工程專業(yè)學生在完成運籌學課程學習后應能達到以下要求：1. 能結合應用數學、自然科學、采礦工程基礎理論，選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具研究分析采礦復雜工程問題的能力;2. 具備設計方案解決采礦復雜工程問題的能力;3. 具有創(chuàng)新意識，方案中能考慮社會、健康、安全、法律、文化及環(huán)境等因素。根據采礦工程專業(yè)運籌學課程的要求，同時對學生在實際教學的薄弱環(huán)節(jié)加大教學力度是提高學生成績最為直接有效的方法。因此，教師需要通過對學生成績進行分析與評價，總結教學方式的不足及影響學生成績的重要因素。

二、課程評價方法

（一）評價流程

參照2016年12月本專業(yè)畢業(yè)要求總體達成度評價，針對評價過程及評價結果中存在的問題和不足，同時考慮到2016年工程教育認證通用標準發(fā)生了變化，本專業(yè)建立了課程達成度評價方法。經學院教學委員會、專業(yè)教師、學院教學科研科和采礦工程專業(yè)負責人等對工程教育認證課程體系部分進行了共同學習和討論后，確立了課程考核總評成績涵蓋了學生的考試成績、作業(yè)評價及考勤和課堂表現等，考核內容和評分要求能反映對各項課程要求指標點的考查，在此基礎上建立了課程達成度評價方法，以2017-2018學年第一學期采礦工程專業(yè)152班運籌學課程為例，評價流程如圖1所示。

（二）具體評價過程

1. 課程達成度權重向量確定

用于解決課程達成度評價的多屬性多目標決策方法種類繁多，主要有層次分析法、逼近理想解排序法、偏好順序結構評估法、神經網絡、灰色關聯(lián)分析法、專家系統(tǒng)等，其中層次分析法的應用最為廣泛。層次分析法是運籌學家T.L.Saaty于1980年提出的一種定性與定量相結合的目標決策分析方法，適用于目標結構層次復雜且缺乏必要數據的情況，對于課程達成度評價具有良好的適應性。利用層次分析法解決決策問題的一般步驟為：構造層次判斷矩陣、計算層次相對權重、計算組合權重、一致性檢驗。

經教研室專業(yè)委員會指定專人，利用層次分析法，確立考核方式（試卷、平時作業(yè)、考勤等）對各章節(jié)的權重向量、章節(jié)對分項課程目標的權重向量及分項課程目標對課程目標的權重向量，其中支撐分項課程目標的章節(jié)權重平均分配，權重向量確定的層次關系如圖2所示。根據采礦工程專業(yè)對運籌學課程要求及分項課程目標對課程整體達成度的影響不同，分配分項課程目標的權重如下：目標1～6分別為0.11、0.21、0.18、0.17、0.17、0.16，總計為1。章節(jié)對分項目標的權重總值為1，多個章節(jié)同時支撐同一個分項課程目標，則對權重實行平均分配，如分項課程包含2個章節(jié)，則各占0.5。

因此，運用章節(jié)所占分項課程目標權重值與分項課程目標占課程整體達成度權重值的積，則可以計算出各章節(jié)對課程整體達成度的權重值。通過計算可得出各章節(jié)（1～10）所占課程整體達成度的權重值分別為0.055、0.055、0.105、0.105、0.09、0.09、0.17、0.17、0.08、0.08，總計為1。

2. 支撐課程目標的分章節(jié)考核成績確定

支撐分項課程目標的章節(jié)考核主要分為試卷成績和平時成績，其中試卷成績占60%，平時成績占40%。則學生在此章節(jié)的得分為：考試成績×60%+平時成績×40%。如：某學生針對某章節(jié)的試卷成績?yōu)?0分，平時成績?yōu)?0分，則針對此項課程目標的學生得分為20×60%+10×40%=16分。同理，計算出其他章節(jié)的考核成績（所有章節(jié)考試成績之和等于學生考試成績平均值;所有章節(jié)平時成績之和等于學生平時成績平均值）。

3. 章節(jié)考核評價值確定及課程達成度計算

基于章節(jié)的考試成績及平時成績統(tǒng)計結果，計算章節(jié)考核成績的評價值，計算方法為：考試成績/章節(jié)設置分數×60%+平時成績/章節(jié)設置分數×40%，并以所有學生評價值的平均數作為最終的課程評價值。如：某學生針對某章節(jié)考試成績?yōu)?分，章節(jié)試卷分數為10分;平時成績?yōu)?分，章節(jié)平時分數為7分，則該學生在此章節(jié)的評價值為8/10×60%+5/7×40%=0.77。同理，計算出其他章節(jié)的考核成績。最后，根據課程達成度評價方法，基于課程章節(jié)評價值及各章節(jié)對課程達成的權重向量，利用加權求和公式計算運籌學課程的達成度，所有分項課程目標及整體評價達成度合格標準為0.65。

三、運籌學課程達成度評價結果

依據貴州大學采礦工程2016版運籌學課程教學大綱，運籌學課程考試成績、平時成績統(tǒng)計結果等，開展2017-2020學年度運籌學課程達成度評價。以2015級采礦工程2班第一學期運籌學課程成績?yōu)槔?，基于考試成績、平時成績的統(tǒng)計結果，運用上述方法計算出各章節(jié)評價值，再根據各章節(jié)所得評價值及章節(jié)對課程達成度權重向量，可計算出各章節(jié)總體達成度評價值，而各章節(jié)整體達成度評價值之和即為課程整體達成度評價值。

經過計算，2015級采礦工程2班運籌學課程達成度評價情況如表1所示。結合圖2和表1可計算出分項課程目標（1～6）的評價值分別為0.71、0.72、0.78、0.91、0.69、0.8，課程整體達成度值為0.75。同理可得2016級采礦2班運籌學課程分項課程目標（1～6）評價值分別為0.7、0.72、0.92、0.72、0.86、0.82，課程整體達成度值為0.79。2017級采礦2班運籌學分項課程目標（1～6）評價值分別為0.89、0.8、0.67、0.66、0.87、0.83，課程整體達成度評價值為0.78。由數據可知，2017-2020學年度運籌學分項課程目標評價值和課程整體達成度評價值均大于0.65，較好地完成了教學內容，通過章節(jié)評價值的高低可以直接反映學生在章節(jié)學習水平的優(yōu)劣。

為驗證上述方法的可行性，通過學生總評成績具體情況進行分析。經過統(tǒng)計，2017-2020年采礦工程專業(yè)學生運籌學課程總評成績分布如圖3所示（圖3中柱形層次自下而上分別為優(yōu)、良、中、及格、不及格），由圖3可知，學生成績整體分布情況較為合理，根據課程整體評價值，2016級和2017級整體評價值高于2015級，從圖3中成績分布情況也可得出，2016級和2017級學生整體成績較2015級有明顯提高，所以采用上述方法對課程達成度進行評價是可行的。但學生總評成績有一部分學生不及格，其中2015級占25%，2017級占10.5%，可見利用層次分析法對課程要求達成度評價所產生的評價值是針對全體學生的整體表現，不能將學生的個體差異體現出來。

四、評價結果分析

以上評價結果表明，運籌學課程各分項課程目標均已達成，但運用層次分析法得出的評價結果不能反映學生個體的學習情況。因此，在2017級采礦工程專業(yè)2班開展問卷調查活動，問卷結果表明：掌握課程所學理論知識并運用理論解決問題的學生占55%;基本掌握課程所學理論但不能靈活運用的學生占31.4%;不理解相關理論且問題求解經常出錯的學生占13.6%。從問卷調查結果可知：問卷調查結果與評價結果基本一致，各分項課程目標及課程整體要求均已達成。但教師在教學過程中，分析學生成績低的相關因素并加強教學管理，是進一步提高課程要求達成度的重要方法。

在課程成績統(tǒng)計和現實教學過程中不難發(fā)現，影響學生成績的主要因素有以下幾點：1. 學生線性數學基礎較差，致使其在模型求解時經常出現錯誤; 2. 老師在授課時主要側重于理論講解，其內容較為乏味，無法激起學生學習興趣;3. 多數學生只知運用公式、定理解題卻不知如何推導，一旦題目發(fā)生變化，便不知如何再次運用公式及定理解題;4. 由于課時限制，老師講解時間有限，學生自主性學習不強;5. 學生在學習理論知識后，獲得實踐機會少，導致其不能學以致用;6. 少數學生經常缺課，不完成作業(yè)等。

五、結束語

在工程教育認證背景下，順利達成課程教學目標并不斷提高教學質量顯得尤為重要。文中以運用層次分析法開展采礦工程專業(yè)大類課程要求達成度的研究，以運籌學課程為例。研究結果表明：1. 運用層次分析法對大類（必修）課程分項教學目標及整體評價的方法是可行的;2. 層次分析法可以較為直觀地反映全體學生學習的薄弱環(huán)節(jié)，但不能體現學生個體的差異性;3. 影響學生成績的因素是多樣的，有針對性地加強教學管理也是提高教學水平的重要手段。

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