基于闭环反馈的“4+1”工程教育人才培养评价体系构建与实施

乔剑锋

摘 要：工程教育认证对构建我国高等工程教育质量保障体系，推动高等工程教育改革发挥着重要作用。文章基于自动控制闭环反馈的原理，建立了“4+1”工程教育人才培养评价体系及持续改进的实施流程。其中“4+1”是指：基于树形结构的4层评价指标体系，包括毕业要求层、指标点层、课程体系层、教学活动层；以及基于产出的“1个输出导向”。最后结合首都经济贸易大学安全工程专业近6年来的三次工程教育认证为例，说明基于闭环反馈的“4+1”工程教育人才培养评价体系构建及实施的有效性。并且依据该方法给出课程体系及教学活动的具体改革措施，积极地推动了本专业的工程教育改革。

关键词：自动控制；毕业要求评价；工程教育认证；高等教育

中图分类号：C961 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）21-0010-04

Abstract： Engineering education certification plays an important role in the construction of quality guarantee system of higher engineering education and the promotion of higher engineering education reform. Based on the principle of automatic control closed-loop feedback， this paper establishes the evaluation system of "4+1" engineering education talent cultivation and the implementation process of further improvement. The program "4+1" refers to the four-layer evaluation index system based on tree structure， including graduation requirement layer， index point layer， course system layer and teaching activity layer； and output-oriented "one output orientation". In the end， this paper illustrates the effectiveness of the construction and implementation of the "4+1" engineering education talent cultivation evaluation system based on closed-loop feedback， taking the three-times engineering education certification of Safety Engineering of Capital University of Economics and Business in recent 6 years as an example. The author then proposed some measures for the reform of curriculum system and teaching activities， which actively promotes the engineering education reform.

Keywords： automatic control； evaluation on graduation requirements； engineering education certification； higher education

2006年，我国启动了工程教育专业认证工作。2016年6月2日，我国工程教育专业认证正式加入《华盛顿协议》，标志着我国高等教育对外开放向前迈出了一大步，工程教育质量保障体系得到了国际认可。开展工作10年来，工程教育认证对构建我国高等工程教育质量保障体系，推动高等工程教育改革，促进工程教育国际化，提高工程教育质量发挥了重要作用[1]。

工程教育认证的主要工作是对本专业进行工程教育评价，其中毕业生毕业要求达成度评价是评价的核心内容[2]。它首先强调本科专业人才培养的结果导向，其次要求将毕业要求分解对应到具体课程上面，并在课程教学中有效实施。这种强调人才培养的结果导向，是对我国高等教育长期以来一直以学科导向、投入导向为主的人才培养方式的有益的补充。

当前针对毕业要求达成度评价，部分学者给出评价体系与评价方法[3-4]。但是没有从系统结构、系统运行的角度整体给出基于结果导向的评价体系构建与实施的理论指导方法。所以本文结合首都经济贸易大学安全与环境工程学院安全工程专业近6年来的工程教育认证实践，围绕毕业要求达成度评价工作：1.建立基于树形结构的四层评价指标体系：毕业要求层、指标点层、课程体系层、教学活动层；2.给出各个层级的评价方法；3.建立基于自动控制回路的闭环反馈评价流程，实现了基于结果导向的课程体系构建方法并指导教学活动实践。即“4+1”是指“4个层次”+“1个输出导向”。最后以我院安全工程专业的工程教育评价工作说明“4+1”是一个“基于产出”的推动课堂教学改革极为有效的评价方法和人才培养手段。

一、评价体系

科学、系统的教育教学质量评价体系，有利于指导实际教学过程中教师的“教”与学生的“学”。教师依据评价的目标和内容来规划通识课程的教學，使教学活动的目的性更强、效果更佳，从而有利于通识教育目标的达成[5]。

工程教育对毕业生提出的12项毕业要求（2016版），不仅要求工程知识、工程能力，还强调工程技能[6]和工程伦理等方面的培养要求，如图1所示。

同时工程教育要求明确给出达成毕业要求的评价内容与过程，为了达到上述目要建立毕业要求评价指标体系，同时它也是质量观的体现和践行。图2以某项毕业要求为例，给出基于树状结构的指标分解图。不难发现毕业要求分解指标体系以产出为导向，从顶层到底层共给出四层指标体系：第一层指标体系就是12条毕业要求，第二层是对各项毕业要求分解后的指标点，第三层是各项指标点的支撑课程；第四层是课程所应对的教学活动。

关于指标点的分解，在内容上由于每个专业不一样，分解的角度也可以不一样，但基本要求要能够反映相关毕业要求的“本质”；在颗粒度方面上，每一个毕业要求对应2～4指标点，每一个指标点对应4～6门课程为宜。通过对毕业要求的分解，可以对课程体系建设提出系统性意见，并指导教学活动。下面按从底层到顶层的顺序给出各个层次的评价方法。

二、评价方法

（一）课程目标达成度评价

以某课程为例，期末笔试成绩与平时成绩的比重各占 p和q（p+q=100%）。假设该课程教学支撑某项毕业要求指标点，则该课程教学所支撑的毕业要求指标点达成度（也即课程目标达成度）计算公式为：

k=pSEAct/SEExp+qSMAct/SMExp （1）

其中SEExp表示该课程支撑的毕业要求指标点的所对应的期末考试期望分值，SEAct表示实际得分值；SMExp，SMAct分别表示该课程支持的毕业要求指标点的平时成绩期望分值和实际得分值，SEExp，SEAct，SMExp，SMAct的取值介于0到100之间。当然SEExp、SMExp要和第四层的教学活动有对应关系，并在教学大纲中指出。

（二）指标点达成度评价

假设第i个毕业要求的第j项指标点由N个课程支撑，每个课程的支撑权重分别为{W1，W2，…Wn，…WN}。则第i个毕业要求的第j项指标点达成度计算公式为：

其中指标权重需要综合多位专家意见，在比较全面和严格分析的基础上进行赋值确定[7]。Kn表示第n个课程的毕业要求指标点达成度，由公式（1）确定。

（三）畢业要求达成度评价

假设第i个毕业要求的第j项指标点达成度为di，j，定义第i个毕业要求的达成度计算公式为：

di=min（di，j）；j=1，2...，Ji （3）

其中假设第i个毕业要求共有Ji个指标点，公式表明毕业要求达成度取该项毕业要求所有指标点达成度的最小值[3]。

三、评价流程

前面分别从静态的角度说明评价体系和评价方法，下面从动态的角度建立以产出为导向的毕业要求闭环反馈评价回路，如图3所示。这个评价流程的特点包括：

1. 这是一个基于自动控制回路建立的可以进行闭环反馈控制的评价流程。图中闭环控制回路表明：流程控制目标始终是产出人才，人才培养目标可以随着社会、行业等国家和国际形势变化；同时可以随时发现毕业要求达成度评价结果与期望产出人才之间的偏差，并依次逐项调节毕业要求、指标点、课程体系以及教学活动。

2. 流程实现了从评价指标体系顶层到底层的实现环节的贯通，反映了前面模块指导后面模块的工作。模块依次增大表明分解内容逐渐增多。在使用本文介绍的评价方法进行毕业要求达成度计算时，又需要反向计算，依次为前面模块计算提供数据支撑，如图3中虚线和虚线框所示。

结合前两节介绍的评价体系、评价方法，以及本节介绍的基于自动控制回路的评价流程，本文给出静态和动态相结合的、系统的工程教育评价指导方法。

四、评价实践

工程教育认证是一种合格性评价，而非选优评估，它是对工程教育是否达到所规定的最低标准所进行的检查。首都经济贸易大学安全与环境工程学院安全工程专业在2016年下半年进行第三次工程教育认证，并基于“4+1”评价方法进行教学实践改革。主要评价内容包括：

（一）毕业要求达成度评价

1. 毕业要求达成度评价

以毕业要求6为例说明毕业要求达成度评价方法，如表1所示。从表中发现2016年安全工程专业的本科学生毕业要求6的评价值为0.82，大于0.6认为满足评价要求。同理，使用公式（1）计算其他毕业要求达成度。

2. 课程目标达成度评价

以2015-2016（二学期）《工程制图Ⅱ》课程目标达成度评价计算为例说明课程目标达成度的计算方法，如表2所示。注意：（1）建议教学大纲里课程目标达成度与毕业要求指标点一一对应，这样方便计算；（2）表格2中实际得分是选修该课程学生的平均成绩。

3. 教学活动

如何准确的计算表2中的实际得分，需要：（1）对期末试卷的各个试题给出所对应的课程教学目标（或毕业要求指标点）；（2）平时成绩给出所对应的课程教学目标（或毕业要求指标点）。

（二）系统评价

1. 课程体系评价

通过毕业要求的四层指标分解，建立了以毕业要求为导向的课程体系结构。图4给出了我院2015年各毕业要求指标点所对应的课程支撑数目，可见毕业要求6、7、8、9、11支撑的课程体系不足。所以在2016年的本科教学大纲里新增环境、经济、项目管理等方面的课程，同时现有课程的教学目标也向这方面倾斜。调整后的2016年各毕业要求指标点所对应的课程支撑数目如图5所示，显然在课程体系方面逐渐增加对毕业要求6、7、8、9、11的支撑，但后续仍然需要对毕业要求7、11（包括7.1、7.2、11.1、11.2）的支撑。

2. 毕业要求达成度评价

图6给出2015年和2016年对12项毕业要求达成度的评价结果。图中不难发现：（1）2015年毕业要求1“工程知识”（能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题）的评价值最低0.64分。因为支撑该毕业要求的高等数学Ⅱ、线性代数、普通物理学及实验Ⅱ、普通化学及实验、工程力学Ⅰ、工程力学Ⅱ、机械设计基础等课程学生平均成绩在70分以下。后续学院加强宣传教育使学生重视这些基础课程的学习，并积极采取教学改革以提高学生的学习兴趣，2016年有所好转评价值为0.70。（2）2015年毕业要求9“个人和团队”（能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色）的评价值最高0.84分。因为支撑该毕业要求的系统安全工程课程设计、安全项目管理、安全人机工程、专业实习、毕业实习、毕业论文（设计）等课程学生平均成绩在80分以上。说明学生喜欢上一些实践活动较多的课程，同时学院一直注重学生团队协作与综合素质的培养。同时在课程教学环节中不断改革发展，所以这些课程成绩较高，2016年相应评价结果也较好。

总之，我院安全工程专业正在积极地构建基于闭环反馈的“4+1”人才培养评价体系，在实践说明“4+1”模式的有效性和高效性，达到我院工程教育持续改进的目标。

五、结束语

本文基于自动控制闭环反馈的原理，建立了“4+1”工程教育人才培养评价体系及持续改进的实施流程。从系统静态结构和系统动态运行的角度整体上给出基于结果导向的评价体系构建与实施的指导方法。并结合首都经济贸易大学安全与环境工程学院安全工程专业近6年来的工程教育认证实践，说明基于闭环反馈的“4+1”人才培养评价体系与实施流程是推动高校进行工程教育改革的有效途径。

参考文献：

[1]杜岩岩.俄罗斯工程教育全球战略的目标及实施路径[J].教育研究，2016，4：134-139.

[2]王世勇，董玮，郑俊生，等.基于工程教育专业认证标准的毕业生毕业要求达成度评估方法研究与实践[J].工业和信息化教，2016，3：15，22.

[3]邵辉，陈群，徐守坤，等.安全工程专业毕业要求达成度定量评估——基于跟进式教育理念的视角[J].常州大学学报（社会科学版），2015，16（3）：114-117.

[4]林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J].高等工程教育研究，2015，2：10-20.

[5]冯惠敏，黄明东，左甜.大学通识教育教学质量评价体系及指标设计[J].教育研究，2012，11：61-66.

[6]赵婷婷，冯磊.我国工程教育的社会适应性：基于工科专业培养目标的实证研究[J].高等教育研究，2016，37（2）：64-73.

[7]张建祥.高等学校办学评价体系建设研究[J].教育研究，2015，2：51-58.