Reform and Practice of Independent Dynamic Assessment of Mechanical Curriculum under the Background of New Engineering

--- A Case Study of Mechanics of Materials Course

Abstract: The new engineering strategy has put forward higher requirements for engineering education, prompting universities to think about how to improve students' autonomy and innovation. However, the current mechanical course assessment still focuses on the result evaluation, resulting in the lack of students' learning enthusiasm and untruthful feedback on the comprehensive ability. Therefore, taking the course of Mechanics of Materials as an example, this study proposes an evaluation method of independent dynamic assessment based on CDIO engineering education, so as to release students' assessment pressure on courses and improve their subjective initiative and innovation in learning.

Key words: New engineering; Mechanical engineering; Course assessment; Dynamic evaluation

一、引言

新工科战略是中国教育部为应对新一轮科技革命和产业变革，支持创新驱动发展、中国制造2025等国家战略而提出的行动方案，旨在培养具有创新、创业能力和跨界整合能力的新型工程科技人才，促进新经济增长点的形成。高校要加快工程教育的改革创新，就必须主动提前布局人才培养新模式^{[1, 2]}。新工科建设对人才创造性的培养提出了更高的要求，高校的教学质量严重影响人才培养质量，只有一个好的、有效的教学评价体系，才能规范和引导教师的教学活动和学生的学习活动。只有这样，才能保证高校培养出高素质的人才，满足新工科建设的要求^{[3, 4]}。

课程考核，作为课程环节的重要组成部分，很大程度上影响着教学质量。它既关乎课程也关乎评价，对学生的学习成效和教师的教学质量都有着检测的功能。同时，课程考核对学生学习积极性也有着多方面的的影响：（1）良好的课程考核方式可激发学生的学习兴趣；（2）过度的考核压力可能会抑制学生的积极性；（3）有效的考核可帮助学生及时调整学习策略。因此，设计合理的课程考核方式，既能激发学生的学习积极性，又能有效地评价学生的学习效果，是教学过程中非常重要的一环。

二、材料力学课程特点及现状分析

机械类课程在未来的发展中应当注重理论与实践的结合，重视培养学生的学习主动性和理论知识应用能力，以适应新工科的发展需求。《材料力学》作为工科专业的核心课程，其内容特点是“概念丰富、公式繁多、计算复杂”。课程要求学生能掌握构件在载荷作用下的变形和破坏规律，从而在满足承载能力（强度和刚度）的前提下设计出安全又经济的零件^{[5, 6]}。

在汕头大学EIP-CDIO工程教育理念的影响下，《材料力学》课程已设置较完善的考核结果，包括平时作业（20%）、实验（10%）、项目（10%）、期中考试（30%）、期末考试（30%）。实验课程和项目的设置，使学生能够理论联系实际，充分锻炼学生实验技能和动手能力^[7]。然而，经过长期课堂观察发现，学生的学习积极性依然匮乏，被动式学习直接导致学生对知识的理解不够深入，考试的结束也就意味着知识遗忘的开始，成绩与真实能力不匹配现象日益明显。

三、材料力学课程考核改革与实践

 “动态考核”，即在某个阶段性考核后给予学生第二次主动提出考核的机会，择优作为最终考核成绩。本文以“动态考核”为核心理念，引入到整个课程考核过程。首先，对学生的过程性评价（40%）考核中加入动态考核机制，包括实验、项目和课后作业等各个环节。其次，在结果性评价（60%）中将以往教学中的期中考试改为2次阶段测试，给予学生第二次主动提出考核的机会。

1、动态考核在过程性评价中的运用

与传统的单一考试评价相比，过程性评价更加注重考察学生的学习过程，强调学生的学习、创新、实践和问题解决能力的培养，同时促使师生之间紧密交流，实现双向的教学反馈效果^[8]。引入“动态考核”思想，其强调对学生学习过程的持续、系统的观察和记录，以此来反映学生的学习进步和成长。

（1）动态考核在实验中的运用

实验作为工科专业教学的重要组成部分，是理论与实际应用的结合。实验课程的动态考核可以从以下几个方面进行：1. 实验参与鼓励机制：鼓励学生在课程之外参与实验，并且额外的实验参与计入实验课程附加分项。2.实验报告：学生可以根据实验结果提交两次实验报告，一次主要记录实验过程和初步结果，另一次则需要对实验结果进行深入分析。3.自主选择实验：学生可以自主选择与课程相关的实验项目，根据兴趣和需求去学习。通过这样的动态考核方式，我们可以更全面地评估学生的实验技能和理论知识。

（2）动态考核在项目中的运用

随着教学理念的不断进步，将项目引入课程成绩考核是符合现代经济和工业快速发展的一项重要举措^[9]。我校的项目考核评价流程为：由教师提供项目要求，由学生自由组队完成考核，引导学生进行团队合作，通过报告和课堂演讲获得成绩。

然而，在团队考核中，有时会因部分学生消极怠工拖后腿，最终导致课程考核效果较差。为了避免这些问题的发生，将动态考核引入项目考核中。学生可以将本学期内参与的与本课程相关的比赛成绩、科研和企业项目成果纳入考核，并将获奖后的比赛成绩折算成附加分，计入课程最终考核成绩，这使得学生在完成本课程教师规定的项目考核后，能够自主学习感兴趣的知识和内容，并将其运用到比赛和科研实践中。这样的设计不仅培养了学生的竞争意识，还激发了学生运用理论知识解决问题的创造性思维。

2、动态考核在结果性评价中的应用

传统的课程考核方式主要以期中、期末考试为主，考试成绩以分数的形式呈现，而单纯的卷面分数难以全面检验学生的工程实践和应用能力^[10]，因而需要寻找新的评价方式。引入动态考核到结果性评价考试中，可以有效地检验学生的学习成果。

在课程学习过程中，采用阶段性的题目考核，及时检查学生在不同学习阶段是否掌握相应知识点。例如，引入2次阶段测试是《材料力学》课程的改革创新点之一，这种阶段性考核的紧凑性使学生能够有具体而明确的学习目标，有效提高学生的学习主动性。此外，采用“动态考核”机制，在小考后开展自主加试，鼓励学生及时查漏补缺，通过第二次加试巩固知识点，激发学生的自主学习意识。在结果性评价中引入这种动态考核机制，可以更准确地反映学生的实际学习情况，有利于激发学生的学习积极性，从而提高教学质量和效果。

3、动态考核在教学过程中的实践效果分析

以汕头大学《材料力学》课程为例，对2021、2022学年开展的《材料力学》考核数据进行对比分析。结果显示，在各项测试结果都显著表现出新模式下同学们的表现要优于传统模式，其重点表现在项目和2次阶段测试上。在项目方面，学生们表现出较明显的主动性，比赛和科研积极性也得到明显提高。在阶段测试中，自主选择加试的同学占比达40%，可见学习积极性提升。此外，课程达成度从76提成到81.7，提升7.5%。这表明了学生对每章节的内容掌握程度相对比以前有了较大的提升。因此，动态考核改革对于学生学习动力和能力的提升有着显著的作用。

总的来说，动态考核改革为教师和学生提供了一个更加有效的教学和学习环境。它不仅提高了学生的学习效果，也提高了教师的教学质量，从而实现了教育的双赢。

四、结论

总的来说，基于“动态考核”的自主动态考核评价的引入，打破了以往单一、刻板的考试方式，为学生提供了更多的学习自由度。这种模式将成绩考核的一部分可调控性交给了学生，实现了自我驱动式学习，有助于学生深化理解、记忆和巩固知识要点。此外，实验和比赛为学生提供了更多的实践机会，增强其创新思维和问题解决能力。因此，这种动态考核模式对于培养工科学生的综合性能力，特别是自我学习能力和实践能力，具有重要的意义。我们期待这种教学改革能在更多的课程和学校中得到推广和应用，以提高教育质量和效率。

参考文献

[1] SHEN J, LI T, WU M. The New Engineering Education in China [J]. Procedia Computer Science, 2020, 172: 886-895.

[2] 李华, 胡娜, 游振声. 新工科:形态、内涵与方向 [J]. 高等工程教育研究, 2017, (04): 16-19+57.

[3] 周玲, 樊丽霞, 范惠明等. 新工科背景下课程建设现状研究——基于核心素养的实证调查 [J]. 中国人民大学教育学刊, 2021, (03): 52-77.

[4] 戴刚, 蔡春丽, 刘伟等. 新工科背景下交通工程专业课程教学模式与考核方式改革探讨 [J]. 教育教学论坛, 2020, (29): 129-130.

[5] 陈小红, 刘雪松, 包能胜等. 新工科背景下翻转课堂教学模式的改革实践——以“材料力学”课程为例 [J]. 汕头大学学报(自然科学版), 2021, 36(03): 71-80.

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[7] 马雯波, 许福. 基于虚拟仿真平台的CDIO创新型人才《材料力学》课程教学模式探索 [J]. 高教学刊, 2018, (06): 19-21.

[8] 罗三桂, 刘莉莉. 我国高校课程考核改革趋势分析 [J]. 中国大学教学, 2014, (12): 71-74.

[9] 王奔, 张亚斌. 浅谈课程项目在工程材料课程教学中的意义 [J]. 胶体与聚合物, 2023, 41(04): 190-192.

[10] 王佳栋. “新工科”背景下工科院校基础力学课程考核方式的革新分析 [J]. 中国多媒体与网络教学学报(上旬刊), 2019, (01): 91-92.

*本文系汕头大学2021年度高等教育教学研究和改革项目“新工科背景下机械工程专业课程动态自主考核改革与实践”和汕头大学2023年度高等教育教学研究和改革项目“《电工电子技术》课程线上线下混合式教学改革探索”的研究成果。