1. 引言
实践教学是高等工科教育衔接理论与工程实际的核心纽带，而课程设计作为集中性实践教学环节，是培养学生专业能力、工程素养的关键载体[1]。“泵站课程设计”作为河海大学农业水利工程专业的核心实践课程，依托“水泵及水泵站”“农田水力学”“水工建筑物”等理论课程，要求学生完成从“站址选择—流量与扬程计算–水泵选型–泵房布置–图纸绘制”的全流程模拟设计，兼具技术集成性与工程仿真性特点，旨在提升学生工程实践能力与创新思维。“泵站课程设计”教学质量直接影响学生对泵站工程设计逻辑的理解、规范应用能力的掌握，以及后续毕业设计、实习的适应度，是连接课堂学习与职业实践的桥梁。
尽管“泵站课程设计”地位重要，但当前教学效果评价仍存在三方面突出问题：一是评价导向“重结果轻过程”，传统评价以最终设计说明书与图纸的“完整性”为核心，忽视设计过程中资料分析、方案迭代、团队协作等关键环节，难以反映学生的真实能力成长；二是评价主体“单一化”，评价多由课程教师独立完成，缺乏行业专家对设计方案“工程可行性”的评审，以及学生对教学安排的主观反馈，导致评价视角局限；三是评价指标“脱离工程实际”，指标设计侧重“知识记忆”(如水泵类型默写)而非“能力应用”(如工况校核优化)，未融入泵站设计中的“节能降耗”“生态保护”等现代工程理念，与行业需求脱节。
柯氏模型(Kirkpatrick Model) [2]作为国际培训效果评价领域的经典框架，通过“反应层(主观体验)-学习层(知识技能)-行为层(能力迁移)-结果层(长期影响)”的四层级递进逻辑，实现“全流程、多维度、重改进”的评价闭环[3] [4]。近年来，柯氏模型在高等教育领域的应用研究主要分为三类：一是通识类课程评价，如MOOC教学[5]、混合式教学[6]、线上教学[7]、翻转课堂[8]，这类研究多聚焦教学形式的适配性，指标设计侧重参与度、满意度等通用性维度，缺乏对专业核心能力的针对性考量；二是实验及实训类课程评价，如数字化化学实验[9]、大气物理学启发式教学[10]，虽关注技能掌握，但多停留于操作达标层面，未涉及工程实践特有的规范应用、多目标权衡、生态伦理等核心要求；三是价值导向类评价，如课程思政[11] [12]、研究生培养质量[13]，侧重思想素养与综合能力。现有研究表明，柯氏模型可通过“场景化改造”适配不同教育领域的评价需求，其“全流程、重迁移”的特点，与实践教学“从理论到应用、从课堂到职场”的培养逻辑高度契合，可为“泵站课程设计”教学效果评价体系构建提供理论支撑。
本文将结合“泵站课程设计”教学目标与工程实践特点，构建基于柯氏模型的教学效果评估指标体系，为实践教学质量的精准提升提供理论支撑与操作工具，提高实践课程教学效果评估质量。
2. “泵站课程设计”的教学目标
教学目标是评价体系构建的标尺，需结合“泵站课程设计”的工程特性与专业人才培养定位，从“知识–素养–能力”三个维度明确目标，为教学效果评价指标设计提供依据。
2.1. 知识应用与技能掌握目标
“泵站课程设计”的核心目标是促进学生对水利工程理论知识的深化理解与灵活应用：
(1) 设计流程掌握：熟练掌握泵站设计的全流程，包括“基础资料分析(水文、地质数据)、设计参数确定(流量、扬程)、水泵及动力机选型、泵房及管路布置、结构尺寸计算、图纸绘制”，能独立完成中小型灌溉或排涝泵站的设计任务。
(2) 规范与工具应用：能熟练运用《泵站设计标准》(GB50265-2022)、《机电排灌设计手册》等行业规范，确保设计方案的合规性(如泵房地面高程需高于设计洪水位0.5 m以上)；能使用CAD软件绘制泵站枢纽布置图、泵房剖面图等技术图纸，图纸标注符合《水利工程制图标准》(SL73.1-2013)。
(3)核心问题解决：具备泵站设计关键问题的分析与解决能力，如“水泵工况校核”(非设计扬程下水泵运行效率判断)、“管路水头损失计算”(沿程损失与局部损失叠加)、“设备选型优化”(效率、成本、维护难度的权衡)。
2.2. 工程素养与思维培育目标
课程设计以模拟真实工程场景为特色，旨在培养学生的工程思维与综合素养：
(1) 工程决策能力：能辨识工程问题的核心矛盾，如“泵站扬程与流量的匹配关系”“技术可行性与经济合理性的平衡”，形成系统的工程决策逻辑。
(2) 工程伦理意识：在设计中融入“节水优先、安全第一、生态友好”的水利行业理念，如优化泵站进出水布局以减少对环境生态的影响，选择节能型水泵以降低运行能耗，强化“工程服务社会”的责任感。
(3 )团队协作素养：设计小组的学生通过合理分工、有效沟通完成各项任务，培养适应职业需求的协作能力。
2.3. 能力迁移与职业发展目标
课程设计的长效目标是为学生后续学习与职业发展奠定基础：
(1) 能力迁移：能将泵站设计的方法与思维迁移至复杂工程场景，例如在毕业设计中复用“设备选型逻辑”，在工程实习中快速识别实际泵站与课程设计的关联性。
(2) 职业储备：培养适应水利工程行业需求的设计软件应用、规范解读等硬技能以及成果答辩、技术文档撰写等软技能，为从事水利工程设计、施工、运维等工作提供能力支撑。
(3) 学业进阶：为其他专业课程的学习提供实践基础，帮助学生理解理论知识的工程应用场景，提升学习主动性。
3. 基于柯氏模型的教学效果评估指标体系设计
教学效果评估的核心在于以教学目标为标尺，系统检测教与学的成效并形成改进闭环。对教师而言，教学效果评估是衡量教学策略是否适配实践需求；对学生而言，教学效果评估是评估知识转化与能力建构的达成度。教学效果评估并非对结果的简单判定，而是一个通过动态反馈持续优化教学全链路的过程，最终实现“知识理解–技能掌握–素养培育”的递进目标。从教育与培训的共通性来看，二者均以“有目的的培养”为核心，而“泵站课程设计”作为典型的工科实践教学环节，兼具“短期集中训练”与“专业能力定向培育”的特征，与培训活动的“目标聚焦性”高度契合，这为培训效果评估模型的迁移应用提供了合理性。
柯氏模型作为培训效果评估领域应用广、认可度高的经典框架，其“反应–学习–行为–结果”的四级评估逻辑，为教学效果评估提供了重要借鉴。近年来，已有不少研究探索将这一模型引入高等教育教学效果评估，但是，教学与培训在目标周期、场景闭环、价值导向等方面存在本质差异，因此不能简单照搬，必须针对教学效果评估的特殊性进行转化，特别是行为层与结果层评估方面体现得尤为突出。培训的行为层评估聚焦于“员工是否将培训内容转化为工作行为改变”，结果层则直接指向“个人绩效提升与企业效益增长”，其评估闭环可通过工作场景快速验证。但是对于高等教育，课程教学与学生进入职场存在时间差，学生在课程结束后往往尚未参与实际工作，既无法观测其职业场景中的行为变化，也难以衡量其对组织绩效的贡献。这种“场景滞后性”决定了教学效果评估必须寻找替代指标。
3.1. 框架设计原则
结合“泵站课程设计”的工程特性与柯氏模型的逻辑要求，教学效果评价体系框架设计遵循三项核心原则：
(1) 针对性原则：指标设计紧扣泵站设计的工程性，例如，学习层聚焦核心设计环节质量、行为层关注工程问题解决能力，避免泛化指标。
(2) 动态性原则：评价覆盖“课程前→课程中→课程后→长期跟踪”全周期，实现过程性评价与终结性评价结合。例如，反应层在课程中期开展以调整进度、行为层在后续课程中跟踪以评估迁移效果。
(3) 多元性原则：评价主体融合学生、教师、行业专家、用人单位等评价主体，确保评价视角全面；评价方法结合问卷评分、成果达标率等定量方法以及座谈会、答辩点评等定性方法，提升评价客观性。
3.2. 评价体系框架构建
考虑高等教育与企业培训的本质差异，对柯氏模型进行场景化改造。相较于现有研究，一是破解场景滞后性，将行为层转为后续课程知识复用、实习问题解决的能力迁移检验，结果层转为“学业–职业”长期价值评估；二是指标紧扣工程实际，融入GB50265-2022等行业规范及生态伦理要求，实现专业能力精准评价。因此，对于反应层，聚焦学生对课程内容适配性、任务难度、指导质量的即时反馈，为教学调整提供依据；对于学习层，量化学生知识应用能力与技能掌握程度，直接对标教学目标、行为层评估学生在后续课程与实习中的能力迁移效果，替代培训评价中的职场行为观测；对于结果层，关注课程对学生学业进阶与职业发展的长期影响，体现实践教学的人才培养价值。
将柯氏模型的四层级逻辑与“泵站课程设计”评价需求结合，构建“目标–层级–重点–主体”的四维框架，具体如表1所示。
柯氏模型的四层级并非独立存在，而是形成“反馈–改进–提升”的闭环逻辑，具体关联如下：
(1) 反应层→学习层：反应层反馈的“任务难度过高”可指导教师调整学习层的“技能训练重点”(如增加水泵选型的专项辅导)；
(2) 学习层→行为层：学习层“核心设计环节质量”的薄弱点(如工况校核能力不足)，可作为行为层“能力迁移”的重点跟踪内容；
(3) 行为层→结果层：行为层“知识复用率低”的问题，可引导教师优化结果层“学业支撑”的评价指标(如增加毕业设计中泵站知识应用的权重)；
(4) 结果层→反应层：结果层“职业竞争力不足”的反馈，可反哺反应层“课程主题相关性”的指标调整(如增加泵站运维知识的设计任务)。
Table 1. Framework of four-level teaching effectiveness evaluation indicator system based on the Kirkpatrick model
表1. 基于柯氏模型的四层级教学效果评估指标体系框架
柯氏层级 |
评价定位 |
评价重点 |
核心评价主体 |
评价周期 |
反应层 |
教学调整依据 |
学生对课程内容(任务难度、主题相关性)的体验；教学安排(进度、资料支持)的合理性；指导质量与团队协作体验 |
学生自评/互评、指导教师 |
课程中期及课程结束各1次 |
学习层 |
教学目标对标 |
理论知识应用(如扬程计算、选型逻辑)；核心设计环节质量(站址选择、泵房布置)；技能掌握(图纸绘制、工况校核) |
指导教师、考核小组(行业专家) |
课程结束1次 |
行为层 |
能力迁移检验 |
知识复用(后续课程中泵站设计方法应用)；工程问题解决(实习中实际问题的分析)；自主学习延伸(课后拓展泵站新技术) |
后续课程教师、实习导师 |
课程结束后1学期、2学期各1次 |
结果层 |
长期价值评估 |
设计成果质量(优秀率、成果转化率)；学业支撑(毕业设计选题相关性、成绩)；职业竞争力(用人单位对设计技能的满意度) |
学院教务、用人单位 |
课程结束后1年1次、3年1次 |
3.3. 评价指标细化与权重确定
基于“泵站课程设计”的教学效果评价的框架设计与教学目标，分四层级细化19项二级指标，明确各指标的评价内容、评价方式、评价主体、数据来源，具体如表2所示。
Table 2. Teaching effectiveness evaluation indicator system for “Pumping Station Course Design”
表2. “泵站课程设计”教学效果评估指标体系
一级指标 |
二级指标 |
评价内容 |
评价方式 |
评价主体 |
数据来源 |
反应层(A) |
A1课程主题相关性 |
设计任务与农业水利工程专业目标的匹配度(如是否覆盖泵站核心知识点) |
问卷 |
学生 |
课程结束问卷 |
A2任务难度合理性 |
设计任务与学生知识储备的适配性(如流量计算、水泵选型复杂度) |
问卷、教师访谈 |
学生、指导教师 |
课程中期问卷、教师记录 |
A3进度安排科学性 |
各设计环节(资料分析、绘图、答辩)的时间分配合理性 |
问卷、进度跟踪表 |
学生、指导教师 |
课程中期座谈会、进度表 |
A4资料支持充分性 |
提供的地形图、水文数据、规范手册的完整性与易用性 |
问卷 |
学生 |
课程结束问卷 |
A5指导质量满意度 |
教师答疑及时性(24小时内响应)、指导方式有效性(集中讲解/个别辅导) |
问卷 |
学生 |
课程结束问卷 |
A6团队协作参与度 |
分组设计中任务分工、讨论贡献、成果共享的积极性 |
学生互评 |
学生 |
团队互评表 |
学习层(B) |
B1理论知识应用能力 |
对水力学、水泵原理的迁移应用(如管路水头损失计算、水泵特性曲线应用) |
设计说明书评审 |
考核小组 |
说明书评审表 |
B2核心设计环节质量 |
站址选择(地质/水文适配性)、水泵选型(效率/成本平衡)、泵房布置(运行/检修便利性) |
成果评审、现场提问 |
考核小组 |
成果评审表、提问记录 |
B3绘图技能规范性 |
CAD图纸的比例准确性、符号标准化、尺寸标注完整性(符合SL73.1-2013) |
图纸评审 |
考核小组 |
图纸评审表 |
B4工况校核能力 |
非设计工况(最高/最低扬程)的水泵运行状态分析、参数调整合理性 |
说明书审查 |
考核小组 |
操作记录、说明书 |
B5资料整合能力 |
查阅并应用规范、手册的准确性(如引用GB50265-2022论证设计方案) |
说明书参考文献审查 |
考核小组 |
说明书 |
B6工程思维表现 |
设计中技术可行性与经济合理性的权衡、生态理念的融入(如节能水泵选择) |
答辩点评、说明书分析 |
考核小组、行业专家 |
答辩记录、说明书 |
行为层(C) |
C1知识复用频率 |
后续课程中应用泵站设计方法的次数 |
跟踪记录、学生报告 |
后续课程教师 |
课程作业、学生反思报告 |
C2工程问题解决能力 |
实习中分析实际泵站问题的能力(如识别汽蚀现象、提出改进建议) |
实习导师评分 |
实习导师 |
实习鉴定表 |
C3自主学习延伸性 |
课后拓展泵站新技术(如智能泵站、节能改造)的行为(查阅资料、撰写报告) |
自主学习记录、教师验证 |
指导教师 |
学习记录、报告 |
C4工程伦理践行度 |
设计优化中体现的安全意识(如泵房抗震措施)、生态意识(如减少水体扰动) |
行为观察、成果分析 |
指导教师、行业专家 |
成果优化记录、观察表 |
结果层(D) |
D1设计成果质量 |
设计成果(说明书+图纸)的优秀率、达标率，优秀成果作为范例的复用率 |
学院评审、成果归档 |
学院教务 |
成果评审结果、归档记录 |
D2学业发展支撑度 |
毕业设计中选择泵站相关选题的比例、毕业设计成绩(与未修课程学生对比) |
数据统计、成绩分析 |
学院教务 |
毕业设计选题库、成绩库 |
D3职业竞争力提升 |
用人单位对学生泵站设计技能的满意度、从事水利设计岗位的适应期 |
问卷调查、访谈 |
用人单位 |
毕业生跟踪问卷、访谈记录 |
层次分析法[14]是将定性与定量结合的多准则决策方法，通过“构建层次结构–两两比较–一致性检验”确定指标权重，适用于本研究中“多层级、多指标”的权重分配需求。采用层次分析法确定指标权重，构建“目标层–准则层–指标层”三级层次结构：(1) 目标层，即《泵站课程设计》实践教学质量评价；(2) 准则层，包括反应层(A)、学习层(B)、行为层(C)、结果层(D)；(3) 指标层，主要为19项二级指标(A1~A6, B1~B6, C1~C4, D1~D3) (表3)。
通过分析确定[15]反应层、学习层、行为层、结果层权重分别为0.15、0.40、0.20、0.25，如下表所示。由准则层权重排序可知，即学习层(0.40) > 结果层(0.25) > 行为层(0.20) > 反应层(0.15)，符合“泵站课程设计”课程“以知识技能掌握为核心，兼顾长期影响”的评价定位，学习层作为课程设计的直接目标，权重最高。对于指标层关键指标，核心设计环节质量(0.30，学习层)、理论知识应用能力(0.25，学习层)、知识复用频率(0.40，行为层)、设计成果质量(0.36，结果层)为前4位关键指标，反映“设计质量”“知识应用”“能力迁移”是评价核心。另外，对于辅助指标，资料整合能力(0.08)、工程思维表现(0.07)权重较低，因二者可通过其他指标间接反映(如工程思维可通过核心设计环节质量体现)，但仍需纳入评价以确保全面性。
Table 3. Weight table of each level for the teaching effectiveness evaluation indicator system of “Pumping Station Course Design”
表3. “泵站课程设计”教学效果评估指标体系各层级权重表
一级指标(准则层) |
权重 |
二级指标(指标层) |
权重 |
指标层权重排序 |
反应层(A) |
0.15 |
A1课程主题相关性 |
0.18 |
12 |
A2任务难度合理性 |
0.15 |
14 |
A3进度安排科学性 |
0.12 |
16 |
A4资料支持充分性 |
0.15 |
14 |
A5指导质量满意度 |
0.22 |
9 |
A6团队协作参与度 |
0.18 |
12 |
学习层(B) |
0.40 |
B1理论知识应用能力 |
0.25 |
2 |
B2核心设计环节质量 |
0.30 |
1 |
B3绘图技能规范性 |
0.15 |
14 |
B4工况校核能力 |
0.15 |
14 |
B5资料整合能力 |
0.08 |
18 |
B6工程思维表现 |
0.07 |
19 |
行为层(C) |
0.20 |
C1知识复用频率 |
0.40 |
3 |
C2工程问题解决能力 |
0.30 |
4 |
C3自主学习延伸性 |
0.15 |
14 |
C4工程伦理践行度 |
0.15 |
14 |
结果层(D) |
0.25 |
D1设计成果质量 |
0.36 |
5 |
D2学业发展支撑度 |
0.32 |
6 |
D3职业竞争力提升 |
0.32 |
6 |
4. 结论
本文针对工科实践教学评价“重结果轻过程、主体单一、指标脱离工程实际”的痛点，以河海大学“泵站课程设计”为研究对象，基于柯氏模型的四层级逻辑进行场景化改造，构建了兼具工程导向与全流程覆盖的教学效果评估指标体系，主要结论如下：
(1) 柯氏模型通过针对性场景化改造，可有效适配工科实践课程的评价需求。针对高等教育与企业培训的本质差异，将“行为层”改造为“后续课程知识复用、实习工程问题解决”的能力迁移检验，将“结果层”改造为“学业发展支撑、职业竞争力提升”的长期价值评估，突破了传统评价“重结果、单维度”的局限，形成“即时反馈–技能达标–能力迁移–长期赋能”的闭环评价逻辑，为同类实践课程的评价体系构建提供了可借鉴的改造范式。
(2) 构建了涵盖4个一级指标、19个二级指标的多层次评估体系，指标权重经层次分析法科学确定。一级指标权重排序为学习层(0.40) > 结果层(0.25) > 行为层(0.20) > 反应层(0.15)，契合“泵站课程设计”以知识技能掌握为核心、兼顾长期发展的培养定位；指标层中，核心设计环节质量(0.30)、理论知识应用能力(0.25)、知识复用频率(0.40)、设计成果质量(0.36)为关键指标，凸显了工程实践课程“设计质量优先、能力迁移为重”的评价核心。各指标明确了评价内容、主体、方式与数据来源，具备较强的实践可操作性。
(3) 评价体系可为不同主体提供精准支撑：对教师而言，可通过反应层反馈优化教学安排(如调整任务难度、补充资料支持)，通过学习层结果强化核心环节指导；对院校而言，为实践教学质量监控提供标准化工具，助力农业水利工程专业人才培养目标的精准落地；对学生而言，多元评价引导其关注设计过程中的能力成长与素养培育，而非单纯追求成果分数。
基金项目
2024年河海大学本科实践教学改革研究项目(基于柯氏模型的实践教学质量评价体系的构建研究)；河海大学“AI赋能终身教育”专项课题(AI赋能终身教育“课程思政”教学改革研究)；2023年河海大学新工科、新农科、新文科研究与改革实践项目(“互联网 + 课程思政”助推乡村振兴战略下新农科人才培养模式改革与实践)。