1. 引言
OBE (outcome-based education)教育理念是一种以成果为目标导向、以学生为中心，采用逆向思维的方式进行的课程体系建设理念[1]。工程认证将这一教育理念融入其中。自2016年，我国正式成为《华盛顿协议》(简称《协议》)的正式成员国。各高校积极开展专业认证工作，对提高本科人才培养质量发挥了重要的作用。工程教育专业认证提出“评价–反馈–改进”的闭环机制可以逐步提高教学质量和学生的实际能力，因此受到广大教育工作者的关注和实践[2]-[5]。持续改进是“评价–反馈–改进”的递进循环，课程目标达成度评价是课程进入这一循环的开始，评价结果的反馈信息有助于提升下一轮教学水平。实际上，实现专业人才培养目标就必须达成其相应的毕业要求，而毕业要求的达成依赖于各教学环节的目标达成。因此，课程教学目标对毕业要求的有效支撑和达成评价至关重要。
煤化工专业是我校(辽宁科技大学)的特色专业，起源于上世纪50年代，发展至今，在整个行业领域内享有声誉。而煤化学是该专业的核心课程，支撑着工程知识、分析问题、设计/开发解决方案等本科毕业要求。因此，基于OBE教育理念，探讨该课程的课程目标达成度评价和持续改进策略，对提升教育教学质量和推进专业工程认证有着积极的作用。
2. 煤化学课程的特点
煤化学是化学工程与工艺专业中的煤化工方向的专业基础课，是学习其它与煤有关课程的基础。通过煤化学课程教学，能使学生掌握不同用煤企业对煤质的要求，掌握煤的各种转化过程机理及其基础理论，培养学生灵活运用煤化学的内容解决生产中的实际问题的能力，为学生学习工艺课和将来从事煤化工方面的生产与科技工作奠定理论基础。课程的主要特点体现在以下二点。
(1) 实践性强。煤化学的实践性体现在为企业选择合适煤种。例如焦化企业首先立足于企业周边的煤矿进行选择粘结性煤，以期降低原料成本；煤气化企业需要选择活性较高、机械强度和热强度较高的煤作为气化原料，还要考虑煤的灰熔点；煤液化企业需要选择年轻的高活性煤，兼顾考虑煤的有机显微组分，例如丝质组含量高的煤不适合作为液化原料。各种煤转化过程中的产品质量发生异常，往往是煤质发生变化引起，从煤质分析结果往往能够找到原因。
(2) 学科交叉显著。例如煤的形成涉及地球物理化学和胶体化学以及微生物学的知识，研究煤的岩相需要晶体光学的基础，研究煤的结构需要有机化学和仪器分析基础等。然而，由于煤的分子结构至今未有定论，煤化学涉及知识来源于大量实验的统计结果，几乎没有定理和公式，内容几乎以叙述为主，导致该课程存在老师难讲、学生难学和不喜欢学的局面。
3. 基于OBE理念构建的课程教学体系
秉承“评价–反馈–改进”的闭环机制，以工程教育专业认证理念为指导思想，探索运用多种方法与手段强化训练学生自主学习能力和实践能力的路径，逐步提高学生的工程实践能力和创新能力，进而有效达成煤化学课程的教学目标[6]。科学合理的课程目标的确立是保证学生能力培养的关键因素之一[4] [6]。根据煤化学的具体学习内容，在OBE教学理念的引导下，结合行业人才需求，煤化学的课程目标及对应的毕业要求指标点见表1。
Table 1. Correspondence between course objectives and graduation requirements indicators
表1. 课程目标与毕业要求指标点对应关系表
| 课程目标 |
毕业要求指标点 |
| 课程目标1：培养学生基于煤的形成、工业分析、元素分析、工艺性质、分子结构特征、煤性质对焦炭质量影响规律等涉及的基本概念、基本原理和研究方法，认识到化学化工中解决问题涉及到的多种方案，选择并寻求可替代的解决方案的能力。 |
2~3能认识到化学化工中解决问题涉及到的多种方案，选择并寻求可替代的解决方案。 |
| 课程目标2：培养学生基于综合运用煤的工艺性质、煤的物理化学性质、煤热解过程、应用煤岩学和煤分类等涉及原理，并通过相关方法分析复杂工程问题解决方案的能力。 |
4~1能够基于科学原理，通过文献研究或相关方法，调研和分析复杂工程问题的解决方案。 |
煤化学对应两个毕业要求指标，分别为能认识到化学化工中解决问题涉及到的多种方案，选择并寻求可替代的解决方案；能够基于科学原理，通过文献研究或相关方法，调研和分析复杂工程问题的解决方案。根据毕业要求指标点设计了对应的课程目标，分别为培养学生基于煤的形成、工业分析、元素分析、工艺性质、分子结构特征、煤性质对焦炭质量影响规律等涉及的基本概念、基本原理和研究方法，认识到化学化工中解决问题涉及到的多种方案，选择并寻求可替代的解决方案的能力。培养学生基于综合运用煤的工艺性质、煤的物理化学性质、煤热解过程、应用煤岩学和煤分类等涉及原理，并通过相关方法分析复杂工程问题解决方案的能力。
科学合理的考核方式是实现OBE理念下的课程目标又一关键因素[5] [7]。为了保证课程目标的达成，设计了如表2所示的考核方式。考核方式的设计是基于平时学习的积极主动性和期末考试两个环节进行设计。平时出席率不进行考核，因为作为学生保证出勤率是最起码得要求。平时讨论作业也不进行考核，因为作业是可以抄袭的，而且抄袭的作业老师无法鉴别的；由于上课学生多，讨论时进行记分也是不客观的。然而，认真完成作业和积极参加讨论的学生对知识的掌握和能力的形成是绝对有帮助的，因此采用两次正规的测试进行考核，每次测试成绩占总考核的15%。相比于平时测试，期末考试试题更加注重综合能力的考核，期末考试占总考核的70%。
Table 2. Correspondence between course objectives and assessment methods
表2. 课程目标与考核方式对应关系表
| 课程目标 |
毕业要求
指标点 |
考核与评价方式及成绩评价比例(%) |
设定
总分值Σ |
| 测试一(15.0%) |
测试二(15.0%) |
期末考试(70.0%) |
| 课程目标1 |
2-3 |
15.0 |
15.0 |
31.5 |
61.5 |
| 课程目标2 |
4-1 |
|
|
38.5 |
38.5 |
| 合计 |
15.0 |
15.0 |
70.0 |
100.0 |
4. 课程目标达成情况分析
以化学工程与工艺专业(原鞍山钢铁学的炼焦化学专业) 2018级(3各班，共120人)、2019级(3各班，共122人)和2020级(3各班，共111人)学生为研究对象，该研究对象具有样本数量大的特点，其结果具有代表性。另外，三年的教学大纲一致，课时均为48学时，授课教师均为作者本人。将三年煤化学课程目标的达成情况进行了系统分析，结果如表3所示。从课程目标1来看，达成值均高于0.80；2018级和2019级达成值基本一致，而2020级达成值略有提高。整体上课程目标2呈现逐年提高的态势，2020级学生的课程目标2达成值为0.85，与课程目标1达成值持平。与课程目标1相比，课程目标2达成值低于0.6的比例偏高。而课程目标2的纵向相比呈现逐渐好转的趋势，2020级学生未达成学生的百分比低至2.7。
从表3中的数据看，煤化学课程目标达成情况逐渐变好，这得益于以下改革措施。
(1) 强化课堂纪律，做到既严肃又活泼的课堂气氛。在老师讲解课程内容时学生必须认真听讲并做好课堂笔记，老师给出足够的留白时间，保证笔记完整，定期检查笔记。
(2) 强化课堂竞争气氛和强化训练，每节课授课教师给出难度相近的三个命题，一个班级认领一个命题，展开热烈讨论，然后每个班级选出人来回答，做到每个人都必须轮到，确保公平性。最后，老师点评总结。煤化学课程需要讨论和老师点评总结问题达到50多个。
(3) 执行结对帮扶策略，其实每个班级都有偷懒不爱学习的学生，解决办法是班级的综合排名第一和最后一名同学为一个学习帮扶组，以此类推，进行结对帮扶，结对的两位同学在课堂上必须挨着。
(4) 授课教师从多年的科研总结中或从文献中或从经典著作中摘取理论结合实践的实例，进行详细推演分析，培养学生解决实际问题的能力。期末考试时，考察解决实际问题能力题目占总考核的38.5%。
(5) 合理的考核方式容不得学生偷奸耍滑，保证课程目标的实现。出席率不计分，因为出席是起码的要求，个别有特殊事情不能出席的必须走学院的请假流程；讨论发言是轮流进行的，保证公平性，给每个学生均等锻炼机会是教师的最应该做的事情，因此不计分；至于作业其目的就是强化训练，然而作业时无法杜绝抄袭现象的，因此也不计分。实行两次平时测试，课程前四章进行一次随堂测试，后四张进行一次随堂测试，测试内容主要以需要掌握的基础为主，如果学生认真听讲、认真讨论和完成作业的情况下，完成测试内容也是非常容易得，如果讨论时滥竽充数、作业抄袭，测试结果就不理想，这样可以避免学生一些偷奸耍滑的现象，可以真实反映学生的课程目标的实际达成情况。期末考试，主要考核学生的基础和解决实际问题的能力。
(6) 煤化学实验保证煤化学知识的深度理解，保证课程表的实现。煤化学的实验项目较多，包括工业分析、元素分析、胶质层指数、奥亚膨胀膨胀度、发热量、粘结指数、煤岩等。实验时，分组进行保证每个学生切切实实的全程参与试验。实验独立设课，因此实验成绩不计入煤化学成绩中。
Table 3. Comparison data of achievement of course objectives in “Coal Chemistry” in the past three years
表3. 近三年《煤化学》课程目标达成情况对比数据
| 课程目标 |
学年 |
年级 |
达成值 |
达成值对应区间的分布(%) |
| x < 0.6 |
0.6 ≤ x < 0.7 |
0.7 ≤ x < 0.8 |
0.8 ≤ x < 0.9 |
0.9 ≤ x ≤ 1.0 |
| 1 |
2022~2023 |
2020级 |
0.84 |
1.8 |
2.7 |
12.6 |
57.7 |
25.2 |
| 2021~2022 |
2019级 |
0.80 |
18.03 |
20.49 |
31.15 |
29.51 |
0.82 |
| 2020~2021 |
2018级 |
0.82 |
4.20 |
8.40 |
18.48 |
42.01 |
26.89 |
| 2 |
2022~2023 |
2020级 |
0.85 |
2.7 |
0 |
23.4 |
63.1 |
10.8 |
| 2021~2022 |
2019级 |
0.76 |
18.85 |
17.21 |
10.66 |
24.59 |
28.69 |
| 2020~2021 |
2018级 |
0.71 |
22.68 |
17.64 |
26.89 |
22.68 |
10.08 |
5. 持续改进策略
根据以上三年的可成目标达成情况分析，为进一步优化课程目标，提高人才培养质量，采取的持续改进策略如下：
(1) 继续优化教案，梳理煤化学的内在联系和拓展外延。例如继续将周师庸教授专著《炼焦煤性质与高炉焦炭质量》内容逐渐渗透到教案中。近来年，在双碳目标的驱动下，逐渐开展氢冶金，势必对冶金焦炭的质量提出新要求，这样就要调整配煤方案，在教案中逐渐渗透课题组“高强度高反应性焦炭配煤技术”课题内容。
(2) 增加解决实际问题的案例，教师要多深入到企业，和技术人员探讨实践问题，充实教案内容，提高学生解决实际问题的能力；和焦化企业知名专家共同建立试题库，做到每个试题均与实际应用有联系，做到切切实实提高学生的能力，提高课程目标达成的含金量，杜绝为了考试而出题的现象。例如适当增加鞍钢炼焦总厂和本钢板材焦化厂现场遇到的问题(作者经常与贵厂技术人员就现场遇到问题进行交流)，将分析现场问题的底层煤化学理论设计成考题。
(3) 与带班辅导员、班干部、授课教师和助教建立有机的课程小组，做到及时发现问题及时解决问题，争取每个学生均切实达成课程目标，切实能提高解决问题的能力。例如，辅导员反应张××同学缺乏自信，导致害怕课堂发言，理解不透的内容不敢提问，我就经常提问他，而且每次都鼓励他的进步之处，久而久之，他由开始脸红和不知所措，逐渐找到自信，后来主动发言。
6. 结语
基于OBE理念的评价–反馈–改进的理念进行授课确实可以提高学生的课程达成值，但不一定能够切实提高学生的解决问题的能力，课程达成情况不能够只看达成值的变化。笔者认为，合理的考核方式的设计是至关重要的，不能流于形式，切实提高教师的综合素质和能力是确保OBE理念起到效果的关键。教师要坚持不懈从事与所授课程相关的科学研究工作，要深入企业调研和与一线工程专家深入交流，以提高教师的实践能力。基于此，才能保证试题确实是真正考察能力的试题，然而试题是否具有考察能力的内涵取决于授课教师的综合素质。此外，切实提高学生的能力也与带班辅导员的严格管理分不开。