基于OBE理念的理论力学课程考核改革研究

摘  要：理论力学对采矿专业培养方案后续课程具有基础支撑作用，是基于OBE理念的工程教育改革的重要组成部分。针对考核在课程改革中的关键作用，分析基于OBE理念的课程考核内涵，从理论力学课程特点出发，概括理论力学考核内容与方式、试题编制及评分方案方面的现状。提出将增强对后续课程支撑度及对毕业要求“工程应用能力”指标支撑度作为课程考核改革目标，在考核内容上增加专业情景数量与结合度，在形式上强化全过程多种考核评价，并以试题库建设规范化考核过程的理论力学课程考核改革路径。

关键词：理论力学;OBE;工程教育改革;课程考核

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）21-0134-05

Abstract： Theoretical Mechanics， as a corner stone for the following courses in the training program of mining engineering major， plays an important role in the major's engineering education reform based on OBE concept. Considering the key part the course assessment shold in education reform， the connotation of course assessments based on OBE concept was analyzed. Based on the characteristics of Theoretical Mechanics， the main content and the form of course assessments， present situation of assessment construction and related score schemes were summarized. Afterwards， the aim of course assessments reformation is decided that both of the support for following courses of the major and the support for indexes related to the engineering application ability in graduation requirements should be improved. In aspect of assessment contents， more cases of the major should be introduced and the fusion of the two should be strengthen; As to assessment form， more types of assessment are necessary and whole process assessment should be emphasized; Test bank construction is needed for the normalization of the whole process.

Keywords： Theoretical Mechanics; OBE; engineering education reform; course assessment

一、理论力学OBE课程考核改革背景

理论力学研究物体机械运动的一般规律，为其他力学课程及专业方向课程提供支撑。理工科专业培养方案中一般将理论力学设为专业必修课，安排在低年级，是众多理工科专业学生接触到的第一门系统性的力学课程。以采矿专业为例，高年级的众多核心专业课程都要求学生已具备一定的力学基础。万丈高楼平地起，理论力学的学习效果对后续相关课程的学习产生重要影响。

我国于2016成为《华盛顿协议》这一国际工程教育专业互认协议的正式成员，目前已建立了与该协议要求基本一致的“成果导向”（OBE）模式的认证体系[1]。随着工程教育改革的推进，OBE模式强调目标达成，以学生产出为中心，重视教育全过程评价反馈并据此持续改进教学过程的教学理念得到越来越广泛的认同。课程是大学教育的基本单元，基于OBE教育理念的工程教育改革最终落实到具体课程上，触及课程改革的众多方面，其中考核评价具有引领改革方向、落实改革目标并全程反馈改革效果的作用，是基于OBE教学理念的教学改革的至关重要的环节。作为工科专业培养方案中众多专业课程基础的理论力学，结合具体工科专业情景进行OBE课程考核改革，对于引领课程改革、推动工科专业全面的工程教育改革具有重要意义。

二、基于OBE理念的课程考核改革内涵分析

OBE教学理念是工程教育认证的核心理论之一，起源于上世纪90年代早期的美国，包括四大方面：泰勒运动、标准参照学习、布鲁姆的掌握学习理论、强调应用能力培养的能力本位的职业教育[2]。随着OBE教学理念为核心的工程教育改革不断推进，其核心思想依然是以上四个方面。

OBE教学理念基于泰勒运动，强调教学评价服务于教学目标，根据教学目标反向设计过程性考核[3-4]。通过全过程的量化考核反馈结果实现教学目标达成情况评价，有别于传统考核模式依靠单次考核做出终结性评价。

OBE教学理念强调以学生为中心，而学生学习能力存在差异，但这种差异是可以通过适当的学习条件弥补的[5]。后期的学习依赖于前期的学习掌握，为保障下个教学单元学习的成功，要求本教学单元学习后通过考核及时反馈每个学生的差异情况，根据学生们学习成果的差异要及时做针对性的辅导。OBE教学模式采用的“N+1”考核模式，以学生在整个学习过程中每个教学环节上的成功，确保了整个课程学习的成功，也造成相比传统终结性考核模式考核次数更多。

OBE强调能力本位，教学成果产出应是学生掌握的能力，并且从标准参照学习思想角度。OBE强调达标而非竞争，同样十分重视教学过程中学生团队协作能力。能力具有不同的维度和层次。OBE教学模式基于布鲁姆学习目标分类法，将认知领域能力分为“知识、理解、应用、分析、综合及评价”[6]。为能够考核学生不同能力掌握情况，OBE考核方式十分丰富，成果评价灵活多变，除了一般定量考核，还大量引入质性的考核。

三、理论力学课程考核现状分析

（一）理论力学课程特点分析

课程内容与课程难度。理论力学课程内容主要包括静力学、运动学和动力学三大部分。传统上，理论力学重视知识体系的完整性，近年来一些专业根据自身专业特点及所在高校定位，对教学内容进行裁剪，并调整各部分的课时比例，一定程度上是以课程内容的连续与完整性为代价的。课程依赖前期理论性较强的课程，本身理论性较高：建立在少数几个牛顿公理之上，虽然包含少量物理现象的解释，但理论力学主要任务并不是引导学生对基本物理定理的入门，要求学生已经学习过大学物理，具有一定的力学基础知识。并且所研究的模型并不总能用简单的数学表达，多数理论力学问题的分析还需要借助高等数学知识，因此还要求学生具有一定的数学能力。课时大幅裁剪及课程本身较强理论性的特点，造成理论力学课程的难度偏高。

课程应用性与学习体验。不同于专业课，理论力学不直接面向工程应用，不直接解决具体问题。具体工程对象要经过专业知识分解，提取出的抽象力学模型才是理论力学的研究对象。本身理论性较强的特点和理论力学研究对象的抽象造成了传统上理论力学重视抽象概念的讲解和理论教学，使得学生在学习过程中觉得难学且课程无用，学生学习体验差，学习主动性不强。结果是学生对课程的掌握情况不理想，课程本身对后续课程支撑的针对性也不突出。

随着社会发展，对工科专业人才实践能力的需要越来越明确，传统理论力学课程秉持重视知识灌输的传统教学理念与当今工程教育改革方向渐行渐远。传统知识本位教学理念指导下的考核方式同样落后于工程教育考核改革趋势，考核效果对工科专业培养目标的支撑不理想。

（二）理论力学考核现状分析

学生学习效果的好坏需采用具体学习效果评价方法度量，不准确的评价标尺得不到准确的结果，错误的评价标尺将导致错误的结果，科学合理的评价方法对于准确反馈学生学习成果以及教师制定因地制宜的教学方案具有重要意义。课程考核的目的一方面检验学生在课程完结后学习成果达成情况，更重要的是在整个教学过程中为教师教学和学生学习提供及时反馈。理论力学课程内容连续性强，新课强依赖于上次课内容，要求对教学效果的连续监控。在教学实施过程中，老师需要根据学生的学习效果的反馈及时调整教学计划，学生也需要检查自己的学习成果，获得成就并发现问题，不断改进。目前理论力学的课程考核存在的主要问题包括以下几个方面。

1. 课程及考核内容上还是以知识掌握为重点

在课程及考核内容的重点上，相比其他专业课程，课程内容本身理论性强的特点及课程研究的问题远离具体的工程应用的特点造成传统教育理念的理论力学考核目标更加重视考核学生对教材各部分知识的掌握。通过此类考核得出的评价结论与工程教育改革以学生能力培养为核心的教学目标存在偏差。教师以此判断学生学习是否合格，偏离了工程教育改革方向;学生以简单的知识累积评价通过课程学习自己获得的能力，易造成个人能力的误判。提高课程的专业结合度是目前采取的主要改进手段。例如，王士龙等[7]结合土木专业需求，认为在教学及考核内容上要增加与土木工程核心内容关联性较强的静力学内容比例，弱化运动学与动力学部分内容。张立勇等[8]针对应用型本科学时缩短、强调工程应用能力培养等实际情况，增加课程及考核工程案例的比重，通过工程案例来掌握和巩固定理的应用。

2. 现有考核方式较为单一

考核方式服务于考核目标并应匹配考核重点，对课程起引导作用。传统理论力学课程的教学目标以知识掌握情况的考查为核心思想，课程考核形式以适合于知识考核的卷面考试为主，课程全过程包括形成性考核和终结性考核。形成性考核包括：课前考核、课中提问、课后作业等，一定程度上能够及时反馈学生学习效果以供学生查漏补缺，并支持老师根据学生知识的掌握情况及时更新进度计划，起到了教学反馈作用;终结性考核包括中期测试，期末考试，主要体现了考核的评价作用。实际上，理论力学课程不应是简单地灌输知识，更重要的是培养学生利用所学课程解决实际问题的能力。课程学习获得的能力是多角度多层次，单一卷面考试不适用学生综合能力的考核评价，并且影响课程的学习体验，降低学生学习积极性。一些新型的教学模式，如MOOC、微课、翻转课程等[7-8]和强调能力掌握的相对质性的考核模式，如项目案例分析考核、研讨式考核、虚拟仿真实验等[9-10]逐渐引入到理论力学教学及考核设计中，尝试建立学生综合能力获得情况的全过程、多维度、多层次的考核体系。

3. 现有试题编制及评分方案过于单一

授课、试卷编制、考核评分间较强的关联性决定了实际操作过程中，三项工作往往是同一人负责。为减少授课、出题、评分集中的弊端，提高考核结果的客观公正性，试题库建设和教考分离制度是未来考核改革的重要方向[11];评分标准及考核内容由试卷编制者基于教学目标的分解和教学内容的比例确定，受到编制者经验、心理变化等主观因素影响较高。为规范命题过程，常借助一些标准化的命题工具，其中双向细目表最为常用。双向细目表明确了考试内容与考核目标的对应关系，具有较高的内容效度，但存在目标范围窄、命题考虑因素不全面、命题缺乏整体规划性等问题，目前已经出现了一些改进的标准测试设计框架[12];针对引入的质性考核方式，如案例分析式考核、研讨式考核、虚拟仿真实验等难以直接精确评价的考核方式，常采用量表法评分法。但以客观题为主的卷面考试依然是理论力学的主要考核方式。卷面考试形式的理论力学试题以客观题为主，作图、推理、计算一类的综合题也有标准的判分依据。客观题的好处是因此模糊性小，客观度高，评分相对容易。理论力学重视培养工程问题规范化的解题过程，解答过程的标准化是其教学目标之一，客观题为主的考核方式在培养学生标准化的问题分析及解决思路方面具有积极作用。不利的一面是理论力学问题的解决方法不止一种，过于程式化的僵硬考核方式和单一标准答案将打击学生学习的主动性，不利于学生发散思维和创新能力的培养。