面向工程教育認證的計算機專業課程評價方法改革與實踐

盧 玲,劉恒洋,陳 媛,白 靈,黃繼平

（重慶理工大學 計算機科學與工程學院，重慶 400050）

0 引 言

2016年6月,中國成為《華盛頓協議》簽約國成員,為深化高等工程教育改革、服務我國經濟轉型升級提供了良好契機。目前,許多高校積極參與工程教育認證[1](以下稱工程認證)工作,組織制訂、實施以目標為導向的人才培養體系,以改革教育教學方法,提升教學管理水平。

高等院校工程認證遵循OBE[2](outcome-based education)理念,即目標導向教育[3],其中,將目標設定為學生的畢業能力,因此,OBE也即能力導向教育。能力導向教育對傳統教學的顯著影響之一,就是課程目標從“講授知識”轉變為“培養能力”,因此,課程評價[4]方法也從“評價對知識的掌握”轉變成“評價對能力培養的效果”。為使能力培養的效果可衡量、可評價,傳統課程評價方法應進行相應的探索和改革。

傳統課程評價方法多注重評價對知識的掌握,因此考試較多采用選擇、填空題型,較少采用綜合、分析題型。另外,大多數課程采用期末終結性考試方法,“一考定終身”,對平時測試等過程性評價手段運用較少。總體來看,傳統評價手段較為單一,多將“對知識的評價”等同于“對能力的評價”,如程序設計基礎課程主要采用填空、編程題進行考核,學生即使取得高分,也只能一定限度地體現“應用工程知識”能力,難以體現該課程擬培養的“分析問題”能力。“掌握知識”是“形成能力”必不可少的一環,屬于形成性評價范疇,但“掌握了知識”不等于“具有了能力”,因此,還需設計相應的評價方法,對能力進行合理評價。

1 以能力為導向設計課程目標

傳統以考核知識為主的評價方法,主要將“傳授知識”作為課程目標,而OBE理念則以“通過傳授知識,培養某種能力”為課程目標,因此,只有對傳統課程目標進行重新梳理,建立以能力為導向的課程目標體系,才能引導和推動課程評價方法改革。以能力為導向設計課程目標及評價方法的總體思路如圖1所示。

圖1 以能力為導向設計課程目標及評價方法的總體思路

首先,從專業人才培養方案入手,確定擬培養的畢業能力以及支撐課程;然后,確定課程目標,進而建立課程目標與畢業能力的支撐關系;再針對課程目標設計并實施評價方法。教學過程中,根據評價方法的實施效果反饋,對評價方法進行改進。以程序設計基礎課程為例,該課程擬支撐的畢業能力可簡述為:畢業能力①:具有……,能夠用于對計算機應用系統的設計方案和模型進行推理和驗證。畢業能力②:具備……,能夠用于軟件應用系統開發。畢業能力③:能夠……,尋求可替代的解決方案。針對擬支撐的畢業能力,由課程組討論并確定程序設計基礎的課程目標,簡述為:課程目標①:理解和掌握……,能夠熟練運用結構化程序設計方法進行編程并進行驗證。課程目標②:熟練掌握……,并在驗證解題思路時運用C語言的復雜數據類型。課程目標③:理解和掌握……,并能驗證各種方案的有效性。由此,確定課程目標對畢業能力的支撐關系,見表1。

表1 程序設計基礎課程目標與畢業能力的支撐關系

表1建立起了課程目標與畢業能力的映射關系,使課程目標從“傳授知識”轉變為“培養能力”,從而為設計面向能力培養的課程評價方法提供依據。

2 綜合運用形成性和終結性評價方法

傳統的計算機專業課程多采用(半期、期末)卷面考試、平時作業、實驗報告等評價方法,卷面考試多為選擇、填空、編程、綜合等題型。以重慶理工大學計算機科學與技術專業為例,分析該專業的14門專業基礎及專業必修課程,傳統的評價方法見表2,其中卷面考試的題型見表3。

表2 計算機科學與技術專業14門課程傳統評價方法

表3 傳統期末卷面考試采用的題型

由表2可見,14門課程全部有課外作業,其中13門進行了期末卷面考試,1門進行了半期卷面考試,3門課程安排有課堂小測試。總體來看,各門課程傾向于采用“平時作業+期末成績”的方法,較少采用日常測試、半期考試等形成性評價方法。從期末卷面考試看,有10門課程采用了選擇題,只有2門課程有設計題。筆者根據考試題型的不同,將評價重點分為“基礎知識”“綜合能力”兩類,從表3可見,二者的課程門次比例為24:27,可見各門課程均比較重視在期末卷面考試中考查基礎知識,對綜合能力的評價無顯著側重。

掌握基礎知識是能力形成的必要途徑,屬于形成性評價,對綜合能力的評價則屬于課程的終結性評價,為凸顯能力的培養過程及結果,應綜合運用形成性和終結性評價方法。形成性評價方面,可增加課堂測試、課外學習報告、半期考試等環節,并將選擇、填空、判斷等題型用于形成性評價,以在日常學習中強化基礎知識的掌握。終結性評價方面,可主要采用期末卷面考試的方法,但應減少選擇、填空、判斷等題型比例,主要通過分析、綜合、設計等題型,體現對綜合能力的評價。基于這一思路,計算機科學與技術專業現行的課程評價方法與傳統方法對比見表4、表5。

表4 計算機科學與技術專業14門課程評價方法比較

表5 期末卷面考試采用的題型比較

從表4可見,現行的5門課程采用了課堂(小)練習,比傳統增加2門,且增加3門課外學習報告,增加3門半期卷面考試,形成性評價比例有所提高,傳統的“一考定終身”模式有一定程度地改變。從表5可見,現行期末卷面考試中,4門課程采用了選擇題,比傳統減少6門,3門課程去掉了判斷題,1門去掉了改錯題,6門課程增加簡答題,3門課程增加設計題,現行“基礎知識”與“綜合能力”課程門次比例為14:38,表明終結性評價環節大幅減少考核基礎知識轉而考核綜合能力的趨勢明顯。實踐表明,以能力為導向的課程目標,對傳統評價方法產生了顯著影響,各課程組普遍對原有課程評價方法進行了反思和重構,通過尋求多樣化的評價方法,從能力的“形成”及“結果”兩方面提升評價方法的合理性。

3 構建“畢業能力X—評價方法覆蓋矩陣”

在設計評價方法時,由于各門課程僅針對本課程目標進行設計,課程評價方法之間通常沒有形成互補,難以發揮多種評價方法組合的優勢,對此,可構建“畢業能力X—評價方法覆蓋矩陣”的方法。“覆蓋矩陣”可用于全面展示各項畢業能力的評價體系,通過對“覆蓋矩陣”進行研討、梳理和優化,各課程的評價方法可形成合力,更好地支撐畢業能力的達成,如對畢業能力X,其支撐課程分別為C1、C2、C3、C4、C5,課程可采用的評價方法包括課外作業、小論文、中期卷面考試等,由此構建“畢業能力X—評價方法覆蓋矩陣”見表6。

對畢業能力X,其5門支撐課程均安排了“課外學習報告”,課程C1還安排了“課外作業”,其余灰色區域表明該考核方法未被任何課程采用。實踐中,“課外學習報告”多用于評價“素質能力”,如編寫報告闡述對“環境與可持續發展的關系”“工程師職業規范”的理解等,是一種較為合理的能力評價方法。當大部分課程均安排“課外學習報告”時,各課程組應對報告內容進行溝通、梳理和整合,避免出現較多的報告內容交叉和重復。另外,從表6所示的“覆蓋矩陣”看,畢業能力X的評價方法較為單一,可考慮增加課堂討論、小組社會調研、小組設計科技小作品等評價環節,通過多種評價方法組合,支撐畢業能力X的達成。

表6 畢業能力X—評價方法覆蓋矩陣示例

在各門課程設計了評價方法后,可對各項畢業能力構建表6所示的“覆蓋矩陣”,以全面呈現專業課程的評價體系及其特點、分析評價體系中存在的問題。針對“覆蓋矩陣”中存在的評價內容交叉、重復、評價方法單一等問題,應組織開展多課程組交流、研討,邀請高等教育教學專家參與論證,對評價體系進行整合、優化,以使各門課程的評價方法形成合力,對畢業能力的達成形成強有力的支撐。

4 實踐效果

重慶理工大學計算機科學與技術專業面向工程認證開展教育教學實踐,提出課程評價方法的改革思路與舉措,旨在以工程認證為抓手,提升專業課程的整體教學水平。近兩年來,計算機科學與技術專業通過修訂人才培養方案和課程大綱,對專業課程的評價方法進行了較大幅度調整,逐步構建了面向能力培養的、多課程協同的評價體系,取得了一定實效。

首先,課程的評價方法顯著多元化,多門課程試點提高了形成性評價成績比例,如程序設計基礎課程的平時成績比例從30%增加至45%;多門課程增加了課堂(小)測試等評價環節;課程的期末終結性考試更傾向于采用綜合性、設計性題目,以評價學生的綜合能力。其次,課程評價方法改革形成了新的學習導向,使學生從關注掌握知識點,逐步將學習目標轉移到對自身能力的培養上。近兩年來,該專業學生的就業趨勢良好,重慶市地方IT用人企業普遍反映該專業畢業生“開發能力強”“綜合素質高”,這與積極推進課程評價方法改革,提升人才培養質量密不可分。另外,該專業教師在課程評價方法改革過程中加深了對OBE理念的理解,為進一步深化專業課程改革奠定了良好基礎。

5 結 語

本文的課程評價方法是以工程認證為抓手實施的教育教學改革舉措,雖然在優化專業課程評價體系、支撐學生能力培養方面產生了一定實效,但是課程評價方法還與學生特點、課程教學內容特點等各因素密切相關,是動態變化的體系,需在教學實踐中進行反復迭代和優化,才能適應不斷變化的人才培養需求。下一步需要構建良好的評價反饋體系和保障機制,以推動課程評價方法改革方面展開進一步研究。