工程教育下人才培養(yǎng)課程評價方式改革

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摘要：高校本科計算機專業(yè)面向工程教育認證的人才培養(yǎng)方式方法隨著信息化教學方式的快速發(fā)展需持續(xù)改進。為實現(xiàn)“以學生為中心”的宗旨和“重視能力培養(yǎng)”的目的，以及面對疫情等特殊時期的沖擊，本文提出“整體觀教學、開放式考題、階梯式考核”的課程評價模式。該評價模式在數(shù)據(jù)庫原理課程實施的考核效果顯示，該課程評價模式注重各個教學環(huán)節(jié)的貫通，對培養(yǎng)學生工程能力非常有益，考核結果能夠體現(xiàn)培養(yǎng)學生工程能力的效果。

關鍵詞：工程教育認證；人才培養(yǎng)；課程評價；計算機專業(yè)；數(shù)據(jù)庫原理

0引言

MOOC（MassiveOpenOnlineCourses，慕課）和SPOC（SmallPrivateOnlineCourse，小規(guī)模限制性在線課程）等新型的教學模式出現(xiàn)，使得教學整體觀和過程性考核在培養(yǎng)學生工程能力方面的作用越來越明顯，也為課程的評價方式提出了新要求。

1面向計算機工程教育認證的人才培養(yǎng)特點

工程教育認證是國際通行的工程教育質量保證制度，對我國工程性人才與國際市場接軌具有重要的參考依據(jù)。面向工程教育認證和新工科教育趨勢，計算機科學與技術專業(yè)的人才培養(yǎng)需遵循OBE[1]（Outcome-BasedEducation）理念，即目標導向教育，組織制訂、實施以目標為導向的人才培養(yǎng)體系，從而在教學管理、教育教學方式方法等方面持續(xù)改革[2]。具體體現(xiàn)在課程目標從“講授知識”轉變?yōu)椤芭囵B(yǎng)能力”[3]、授課方式從“講授灌輸”到“多方式結合的知識引導”、知識體系從“課程構建”到“學科構建”等方面。這就要求教師從傳統(tǒng)講臺走下來，將教學融入到學生學習的各個環(huán)節(jié)，以能力培養(yǎng)為導向，將單純的講授知識轉變?yōu)椤耙詫W生為中心”的知識、方法、技術相結合的工程實踐能力的提升性培養(yǎng)。此外，隨著國家對“金課”建設的大力推進，增加學生思考與討論環(huán)節(jié)、重視設計創(chuàng)新和思維表現(xiàn)，已成為“以學生為中心”的授課方式的集中體現(xiàn)。

2計算機專業(yè)課程考核（評價）方式要與教學改革相適應

我校計算機科學與技術專業(yè)是國家級特色專業(yè)，并于2017年11月接受了全國工程教育專業(yè)認證。我校計算機專業(yè)憑借信息類專業(yè)優(yōu)勢，在線上課程建設、線上線下教學資源融合、教學方式方法改革等方面，做了大量的嘗試與研究。通過推進在線開放課程、微課的開發(fā)與應用，加強現(xiàn)代信息技術和教育教學的深度融合，在“計算機組成原理”、“計算機網(wǎng)絡”、“數(shù)據(jù)庫原理”多門課程中實踐，充分利用視頻資源，通過“課前預習-課堂學習-課下復習”三個階段扎實掌握各教學重點、難點，結合“課堂練習-階段測驗-工程訓練-期末測評”等環(huán)節(jié)，初步形成了面向工程認證人才培養(yǎng)的、基于CDIO[4]（Conceive-Design-Implement-Operate）理念的線上線下混合式教學模式。2020年年初我國爆發(fā)了疫情，此次疫情對高校教學方式的沖擊巨大，極快地推進了線上教學的發(fā)展。新的教學模式采用線上線下混合教學，強調創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)[5]，所以，課程評價方法中須考慮如下問題：⑴如何體現(xiàn)對能力培養(yǎng)效果的評價；⑵對知識的掌握如何“抓”、怎么“放”；⑶如何避免在線考試的試卷雷同情況。這三個問題尖銳且急待解決，對推動工科類人才培養(yǎng)有非常積極的意義，研究意義較高。

3基于“整體觀教學、開放式考題、階梯式考核”的課程評價模式

通過研究課程評價過程中的三個亟待解決的問題，可以發(fā)現(xiàn)三個問題不是孤立存在的，它們之間的相互依存關系突出。對于一線教學工作者來說，我們不能像在線開放課程網(wǎng)站或在線考試網(wǎng)站的開發(fā)者那樣單純地考慮避免試卷雷同的問題，而更需要在考核的過程中重視對能力培養(yǎng)效果的評價。這樣一來，對學生的考核就不能僅停留在例如“防止考生手機切屏”等通過身份認證、全程監(jiān)控、行為分析來規(guī)避考生作弊的方式，這種解決問題的方法不僅費時費力，而且從心理健康發(fā)展角度對建立師生間的信任聯(lián)系無益，甚至會阻礙教學的持續(xù)性開展。因此，我們提出了基于“整體觀教學、開放式考題、階梯式考核”的課程評價模式，從教學知識點架構、考題內容與結構、考核層次與過程三個方面優(yōu)化教學過程、拓寬課程評價范圍。本文以我校計算機專業(yè)的“數(shù)據(jù)庫原理”課程為例介紹該課程評價模式。⑴整體觀教學“數(shù)據(jù)庫原理”這門課知識面比較寬泛，涉及了關系代數(shù)、謂詞演算、關系數(shù)據(jù)理論等與數(shù)學理論基礎相關的內容，還涉及了數(shù)據(jù)庫安全性、完整性、數(shù)據(jù)庫設計等工程設計方面的原理知識，還包括SQL語句、數(shù)據(jù)庫編程、查詢優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫恢復技術、并發(fā)控制等工程應用方面的技術。而且知識點很瑣碎，從整體上比較難把握重點難點，學生不容易將整個課程內容串聯(lián)、構建知識體系。為此，在建設在線開放課程之初，教學團隊重新梳理了課程體系結構中的各個部分，打通各部分關節(jié)，以“數(shù)據(jù)庫設計”為突破口，圍繞“工程設計原理”，打造具有“知識傳遞”模式的新的知識框架結構。圖1展示了這種重視知識貫通與融合的知識框架結構。此外，結合在線課程視頻，“數(shù)據(jù)庫原理”課程的講授被分為了三個授課層次：分析數(shù)據(jù)表象→討論現(xiàn)實意義→理解數(shù)據(jù)內部聯(lián)系及數(shù)據(jù)依賴原理，三個層次依次遞進，可達到從工程技術到工程設計原理再到數(shù)學基礎三個方面知識的融會貫通。圖2為三個授課層級的遞進關系。最為理想的狀態(tài)是通過實驗分析數(shù)據(jù)表象，進而討論數(shù)據(jù)表象展現(xiàn)的現(xiàn)實意義，最后要落腳到對“數(shù)據(jù)內部聯(lián)系及數(shù)據(jù)依賴原理”的理解上。為此，團隊將在線課程中的SQLServer無聲演示視頻嵌入ppt課件作為一種改進的短視頻演示教學方式，結合課堂面授與視頻演示的優(yōu)點，通過視頻演示及數(shù)據(jù)表象分析使學生認識到表象背后的現(xiàn)實意義并深入理解數(shù)據(jù)依賴原理，從而極大融合各個教學層次、更快達到教學目標。⑵開放式考題一般意義的開放性考題大多集中在“對課程的整體認識”、“對某個應用環(huán)境的問題解決方案設計”等，題目設置較大，所占分值較多。但對于面向工程認證人才培養(yǎng)的需求，這種考題設置顯然對知識與能力的覆蓋范圍不能達到評價培養(yǎng)效果的目的。因此，開放性考題的設置思路需要放寬，單獨的大問題要開放，小問題也可以開放，或者分析題中的一部分也可以開放。比如，“數(shù)據(jù)庫原理”課程中的以下幾種開放性考題形式。根據(jù)需求完成數(shù)據(jù)庫設計根據(jù)需求完成數(shù)據(jù)庫設計：要求畫出ER模型完成概念結構設計（能力評價），將概念結構轉換為邏輯結構（知識點評價），根據(jù)應用環(huán)境提出查詢條件和查詢頻率需求，并據(jù)此設計索引（開放性考題，能力及知識點綜合評價）。數(shù)據(jù)庫完整性破壞分析數(shù)據(jù)庫完整性破壞分析：給出一個數(shù)據(jù)庫操縱錯誤提示，分析該操縱破壞了哪種數(shù)據(jù)庫完整性規(guī)則（知識點評價），根據(jù)應用環(huán)境提出合理的違約處理方案（開放性考題，能力及知識點綜合評價），并根據(jù)該方案定義數(shù)據(jù)完整性（開放性考題，知識點評價）。按要求寫清設計需求按要求寫清設計需求，并用SQL語句實現(xiàn)語句實現(xiàn)：給出一個設計框架，如分組視圖、自然連接查詢等，要求使用到having子句、聚集函數(shù)、結果排序等（開放性考題，能力及知識點綜合評價）。以上是“數(shù)據(jù)庫原理”課程常用的三種開放性考題形式，考查學生在具體應用環(huán)境下靈活掌握知識點的能力，可以看出，題目設置不一定是大題，與其他知識點之間有緊密聯(lián)系，小題目之間的延續(xù)性也比較強，能夠反應出應試者對知識點的工程應用能力，同時也很大限度地避免了雷同試卷的產(chǎn)生，不僅適用于線下考核，也可用于特殊時期在線考試。⑶階梯式考核單純的試卷，無法評價課程對學生的能力培養(yǎng)效果，基于在線開放課程和混合式課堂的便利條件，教師完全有條件對學生進行過程性考核。例如“數(shù)據(jù)庫原理”課程將該過程性考核具體為：線下課堂的在線考勤、在線測驗、在線提問、當堂討論、翻轉課堂，課外在線測驗、討論及互評、調研報告，線下實驗鞏固，期末考試。該階梯式考核方式貫穿整個教學過程，評價形式多種多樣，評價內容從注重知識點掌握的評價漸漸過度到對能力培養(yǎng)效果的評價，從基礎到能力提升再到基于具體應用環(huán)境的靈活運用，評價內容和評價方式也呈階梯式發(fā)展。

4評價方式改革效果

2020年下半年，在我校計算機專業(yè)的“數(shù)據(jù)庫原理”課程實施了基于“整體觀教學、開放式考題、階梯式考核”的課程評價模式。從總評成績來看，正態(tài)性分布明顯且高分占比不低，說明整體觀教學和階梯式考核效果明顯，但試卷成績存在一定的兩極分化的問題，最高分96分與最低分2分的差距在之前的考試中從未出現(xiàn)過，除了部分學生還未適應開放性考題的考核方式的原因之外，題目的靈活度使得靠死背知識點的學生難以及格，這在一定程度上也反映出開放性考題對培養(yǎng)學生工程能力的效果正在顯現(xiàn)。所以，接下來需要在保持評價模式基本框架不變的情況下，優(yōu)化、細化各個評價層次的評價方式方法，并幫助學生適應評價方式的轉變，以期從各個方面使學生的工程能力得到充分培養(yǎng)。

參考文獻:

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[3]林鵬,嚴茂紅,胡文龍.基于學習結果的工科探究式教學的評估策略與方法[J].高等工程教育研究,2016.3:175-180

[4]顧佩華,包能勝,康全禮,陸小華,熊光晶,林鵬,陳嚴.CDIO在中國(上)[J].高等工程教育研究,2012.3:24-40

[5]張元,熊風光,況立群.“新工科”計算機專業(yè)學位研究生培養(yǎng)質量評價體系改革[J].計算機時代,2020.11:113-116

作者:楊春蕾 鄭瑞娟 劉勇 鄭林濤 張明川 劉中華 單位:河南科技大學信息工程學院