基于工程教育专业认证的水力学课程目标达成度分析

李 雪，刘羽婷，齐化龙，柏 青，戚文云，林茂森

（沈阳工学院 能源与水利学院，113122，辽宁抚顺）

在工程教育专业认证体系下，教学活动的开展要以学生为中心、以成果导向，为了丰富教学手段与精细化教学内容，提高教学质量，沈阳工学院对水利水电工程专业开展课程达成度分析[1]。水力学课程是沈阳工学院水利水电工程专业本科生教学培养计划中的专业基础课程，本文采用工程教育认证的基本指标——课程目标达成度，对2019—2020 学年第1 学期水利水电工程专业的水力学课程的教学质量进行了评价[2]，通过对学生的课程考试、测试、实验、项目汇报、作业等进行考核，评价课程目标的达成情况[3]。具体情况如下。

1 课程基本信息

水力学课程的基本信息见下：

课程名称：水力学；

所在学院：能源与水利学院；

课程学时：56；

课程学分：3.5 学分；

评价方法（考核依据）：平时成绩、期末成绩、实验成绩；

授课班级：19 级水利水电工程专业1-3 班；

学生人数：101 人；

成绩构成：平时成绩20%+期末成绩50%+实验成绩30%。

2 课程目标

2.1 课程拟定达到的特定教学目标

教学目标1：了解静水压强的基本概念；描述液体运动的两种基本方法；液流运动三大方程的推导方法；掌握水头损失的基本概念；管流的基本概念；堰顶溢流和闸孔出流的分类；建立水力学的概念，了解其在工程上的应用。

教学目标2：熟悉流体的连续介质假设及其基本性质；水头损失的分类；明槽恒定均匀流、非均匀流的基本概念及其常见水流现象；堰顶溢流和闸孔出流的基本计算公式；水跃共轭水深的水力计算的基本方法，计算水跃的能量损失和水跃跃长；堰顶溢流和闸孔出流的基本计算方法；掌握简单管道自由出流与淹没出流基本公式；能够区别两种出流流量系数的不同点。

教学目标3：掌握各种情况下静水总压力的计算、压强分布图和压力体的绘制；掌握液流运动三大方程；水头损失的计算方法；定性绘制水头线；明槽恒定均匀流、非均匀流水力计算的基本方法，定性分析和绘制明槽水面曲线；能够正确绘制总水头线与测压管水头线。

教学目标4：培养学生正确的世界观、人生观和价值观，使学生在掌握专业知识的同时思想道德修养得到全面提高。

2.2 课程的价值目标与思政育人目标

水力学课程全面贯彻党的教育方针，将立德树人的思政教育融入教学过程，结合课程内容，以新时代水利精神为主线，培养学生作为新一代水利人“忠诚、干净、担当”的可贵品质，为学生树立“科学、求实、创新”的价值观，增强学生作为水利人的社会责任感，培养学生的实践能力和创新设计能力，引领学生成为对国家、社会有用的新一代有志青年[4]。具体的价值目标如下：

（1）培养学生自学能力，能够自主检索所需信息，思考并解决实际水利工程问题；

（2）培养学生民族自豪感，学习水利人艰苦奋斗、吃苦耐劳的精神；

（3）培养学生诚信、敬业、科学、严谨的工作态度和良好的职业道德素质；

（4）培养学生遇事不惊、做事从容、敢于挑战和突破自我，使学生在掌握专业知识的同时思想道德修养得到全面提高；

（5）培养学生正确的世界观、人生观和价值观，崇高的理想和爱国主义精神，倡导青年一代要展现出努力拼搏、锐意进取的新时代精神。

3 课程教学目标考核评价方案及依据

课程教学目标考核评价统计见表1。

表1 课程教学目标考核评价统计表

4 评价数据合理性分析

（1）期末考试。试卷命题严格依据课程目标设置考题，题型包括填空题、选择题、判断题、作图题、计算题。试题分值在各个章节的分布情况见表2。

表2 试题分值各章节分布情况

期末考试采取闭卷形式进行考试，以提高学生的重视程度。试卷中增加与实际工程相关的计算题、综合题等主观题的比重，重点考核学生对水力学基本概念的理解和实际工程应用能力，同时培养学生应用理论知识解决实际工程问题的能力[5]。试题设置能够作为考查学生对课程目标1、2、3 达成情况的直接支撑。

（2）作业。按本课程学时要求，进行6 次作业考核，加深学生对重要知识点的掌握。

①第一次作业内容是第二章静水压强计算课后习题，明确支撑课程目标1；

②第三、四次作业主要涉及第四章液流流态及水头损失和第五章有压管流内容，明确支撑课程目标2；

③第二次作业，第五、六次作业内容分别涉及第二章静水压力及第七章明渠流动内容，明确支撑课程目标3。

（3）测试。设置了期中测试，其成绩作为平时考核的评判依据，主要针对前半部分重点内容和对后续学习紧密结合的知识点进行考核，加深学生对知识点的掌握，督促学生自主学习。对应支撑课程目标1、课程目标2。

（4）项目考核。主要通过设置水库管道引水工程、虹吸管工程、水塔输水工程等项目案例形式，对学生进行分组，采取小组分工合作完成计算、CAD 制图，并通过PPT汇报答辩方式进行考核，主要考查学生在任务完成过程中的计算、软件操作、团队协作、表达等能力，并给予成绩评定，考核做到理论联系实际，考查学生完成实际生产项目的能力，增强学生的团队协作能力。这些措施保证了项目考核对课程目标1、2、3 达成情况的考查，并且保证了以项目考核成绩评价课程目标达成情况的合理性[6]。

（5）实验。在实验考核过程中，主要针对实验报告、实验操作、实验答辩三项，依据学生对实验原理的理解程度、实验操作的规范性和熟练程度、实验结果的准确性，给予成绩评定[7-8]。这些措施保证了通过实验对课程目标1、2、3 达成情况的考查。

5 课程目标达成情况

课程目标达成情况如表3 所示。

表3 课程目标达成统计表

6 课程目标达成情况分析

本课程授课对象为水利水电工程专业1901、1902、1903 三个自然班，共101 人，课程质量评价对象为101人。学生成绩平均分为73.92 分，最高分92 分，最低分55分。其中90 分以上4 人，80～89 分19 人，70～79 分45 人，60～69 分31 人，60 分以下2 人，分布如图1 所示，学生整体成绩基本呈现正态分布，说明试题难度适中。

图1 学生总评成绩分布

课程目标1 的各考核点总分值25 分，学生平均实际得分19.71，目标期望值25 分，平均达成度为0.78，达成度中等，其中85 名同学达成度大于0.7，50 名同学课程目标1 达成度在0.7～0.8，最大达成度为0.93（得分23.7 分），最低达成度为0.55（得分13.7）。课程目标1 关注的是学生对水力学概念的理解，包括质量力的分类、水头损失的基本概念、管流的基本概念、明渠均匀流的分类及判别方法、堰顶溢流和闸孔出流的分类等，并了解其在工程上的应用，这些内容相对较简单，因此学生整体掌握情况较好。此外，通过采用多种考核方式考核学生对基本概念的掌握情况，加深学生对基础知识点的理解，以便在后续学习较难知识点时能调动学生的学习兴趣，因此目标达成度相对较高[9]，详细的学生个体对课程目标1 达成度情况如图2 所示。

图2 学生个体的课程目标1 达成度分布图

课程目标2 的各考核点总分值为37 分，学生平均得分26.71，期望得分37 分，平均达成度为0.72，达成情况中等，最大达成度为0.89（得分32.8 分），最低达成度为0.45（得分16.54），其中75 名学生课程目标2的达成度在0.6～0.8，如图3 所示。课程目标2 关注的是在熟悉明渠恒定均匀流、非均匀流的基本概念及其常见水流现象的基础上，掌握堰顶溢流和闸孔出流的基本计算公式、水跃共轭水深的水力计算的基本方法、简单管道自由出流与淹没出流基本公式等。这部分内容相对较难，也可以看出学生达成情况跨度较大，这种情况一方面是由于学生计算能力差异较大，另一方面说明达成度较低的学生没有认真完成课后作业、测试、项目考核、实验等内容，导致期末考试考得也不理想，因为课程目标2 对应的期末考试试题只是在平时习题基础上适当增加了难度。未来授课过程中，在相应章节增加多次测试，摸清学情，对计算基础和能力较差的同学给予特殊帮扶，通过课上鼓励和课下布置额外作业，帮助基础较差的学生提高课程目标达成度。

图3 学生个体课程目标2 达成度分布图

课程目标3 考核满分分值38，学生平均得分27.78，期望得分38，课程目标平均达成度为0.73，最大达成度为0.95（得分35.96 分），最低达成度为0.48（得分18.13）。课程目标3 关注学生掌握各种情况下静水总压力的计算，压强分布图和压力体的绘制；掌握液流运动三大方程；水头损失的计算方法；定性绘制水头线；明渠恒定均匀流、非均匀流水力计算的基本方法，定性分析和绘制明槽水面曲线；能够正确绘制总水头线与测压管水头线等等，能依据所学理论知识，解决具体问题。从评价结果看，学生个体差异极大，两极分化极其严重，如图4 所示，学生课程目标3 的达成度较分散。这部分内容难度较大，需要学生具备综合解决问题的能力，计算题较多。针对这种情况，在未来教学过程中应增加综合案例题的大作业，令作业难度高于考试试题难度，以此提高课程目标2、3 的达成度。

图4 学生个体课程目标3 达成情况

课程目标1～3 总体达成情况如图5 所示，其中目标1、2、3 平均达成度均在0.7 以上，课程目标1 的达成度最高，目标2、目标3 的达成度相对较低。

图5 课程目标1～3 总体达成情况

7 课程价值目标与思政育人目标达成评价

该项目标采用问卷调查形式进行考量。课程思政目标的主要观测点是坚持立德树人，体现以学生发展为中心，致力于激发学生内在潜力和学习动力，注重学生德智体美劳全面发展，为学生构建正确的世界观、人生观、价值观，培养学生们坚忍不拔、从容不迫和热爱祖国的奋斗精神和家国情怀[10-11]。2019 级学生课程价值目标与思政育人目标问卷调查结果如图6 所示，从学生的反馈情况来看，其中对课程思政、教书育人的满意度高达97.62%，说明课程的思政育人目标达成度较高。

图6 课程价值目标与思政育人目标问卷调查结果

8 改进措施

从目前对水力学课程的分析可以得出：由于课程学时缩短、期末考试集中等，今后教学应从以下两方面继续改进，以逐步提高教学质量。

（1）继续精简理论性教学内容。日后在教学过程中可以多带学生参加课程相关的技能大赛，锻炼学生的实践应用能力和创新能力，通过竞赛可以使学生在提高实践技能的同时，加深对理论知识点的理解和记忆，提高课程目标2 的达成度。

（2）注重实践性教学改革探索，为学生创造更多的工程现场氛围。可带领学生参观实际的各种水工建筑物，如水闸、消力池、堰、渠道，增强感性认识，变抽象为实际，让学生在做课题时觉得是在解决工程实际问题，这样教师在授课过程中，可大大激发学生的热情和创造性，在加深学生对基础理论理解的同时，加强理论联系实际，提高其解决实际问题的能力，从而提高课程目标3 的达成度。