基于大數據的高職軟件技術人才能力測評方法的研究與應用

曾慧敏　陽衛文

摘? ?要：軟件技術能力是高職軟件技術專業學生的核心職業能力。基于“自學能力、實踐能力、解決問題能力”三個維度為能力導向，建立軟件技術人才能力表現模型，設計能力表現指標、權重、量規，劃分軟件技術人才能力五個水平，并應用于全國20所高職院校大規模抽樣測試。經過大數據分析，華東地區學生的軟件技術能力水平最高，間接反映全國地區間軟件技術教育資源的分布不均。其次，學生的自學能力在三個維度中表現最弱，表明高職在學生自學能力培養上存在不足。最后，研究結果表明，測評模型的構建及評定對學生軟件技術能力的培養能起到促進作用。

關鍵詞：高職? 軟件技術人才? 能力測評? 應用實踐

中圖分類號：G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（c）-0219-07

Abstract： It is believed that Software Technology Ability is the Core Professional Ability of Students Majoring in Software Technology in Higher Vocational Colleges. The capability performance model of software technical talents is built based on three dimensions of "self-learning ability， practical ability and problem solving ability". In this model， the indicators， weight and measures of ability performance are designed， and the ability of software technicians is divided into five levels. Moreover， the model was applied to large-scale sampling tests in 20 vocational schools nationwide， to show that it is valid and practicable. With big data analysis， our test data supports the following three conclusions. Firstly， the students in east China have the highest level of software technology， which indirectly reflects the uneven distribution of software technology education resources across the country. Secondly， the self-learning ability of students is the weakest in the three dimensions， indicating that higher vocational colleges have some deficiencies in the cultivation of it. Finally， the results show that the construction and evaluation of the capability performance model can promote students' ability of software technology.

Key Words：Higher vocational college; Software technology talents; Ability evaluation; Application practice

為了加快軟件技術人才能力培養，促進軟件技術人才測評技術發展，高職軟件技術人才能力測評方法的研究旨在構建一套適用于高職軟件技術人才能力表現指標模型，并將其應用于全國軟件技術專業學生大規模測評，以查證軟件技術人才能力體系、測評過程及策略對軟件技術專業學生能力發展的影響，辨析教學改革的理論意義和應用價值，為中國軟件技術專業人才能力測評方法的研究提供實證依據。

1? 軟件技術人才能力表現的基礎研究

1.1 軟件技術人才能力表現的核心概念

學界對于軟件技術專業的能力一詞有很多相似卻內涵不同的概念解釋，如“軟件能力”“編程能力”“計算機能力”“實踐應用能力”以及本研究的核心概念“軟件技術人才能力”等。相比于其他概念，“軟件技術人才能力”和“軟件技術人才能力表現”更突出強調學生軟件技術關鍵能力的應用與結果表現的緊密結合，涵蓋了教育學、心理學和人力資源發展等不同學科[1-2]。

1.2 軟件技術人才能力表現的結構

學界對于“軟件技術能力”的探討由來已久，杜瑞軍[3]指出主要存在三種能力模型。其一是在“勝任力”（competency）層面，主要應用在企業領域;其二是在標準、資格能力層面，主要應用在國家勞動部門、企業領域;其三是基于評價學生學習結果而建立的能力模型。對于高職的學生而言，他們只是職業領域或學術領域的新手，因此不能把他們以勝任力特征進行衡量。基于這樣考慮，軟件技術人才能力表現的結構主要通過職業資格標準和學業結果評價兩個方面去考慮。

基于職業資格標準考慮，《軟件水平考試》[4]中所判定的標準主要聚焦于實踐能力、解決問題的能力，被測者需要在考核中展現出具備的項目能力。《工程教育標準》[5]中所關注的是學生的學習能力，包括畢業要求的第3、4點（實踐能力、解決問題能力），第12點（終生自學能力）。美國國家技能標準結構[6]則一般劃分為三個層次，主要包括了關鍵工作職責（critical work functions）即職業基本素質，行為指標（performance indicators）即處理問題能力，知識技能[7]（employability knowledge and skills）即實踐應用能力。

總之，無論是職業資格標準還是學業結果評價，對于軟件技術能力結構表現出一些共同之處：自學、實踐操作、解決問題等技能被認為是能力結構的幾個重要維度。在學生能力水平的差異研究中，上述標準具有宏觀性，多是就學生普通標準能力進行描述，并沒有對某一特定專業學生能力表現展開水平研究。

2? 軟件技術人才能力表現體系構建

針對上述軟件技術人才能力表現結構中自學、實踐、解決問題能力，并結合軟件技術人才能力表現的核心概念，本文試圖構建一套適用于高職學生的軟件技術人才能力表現體系。

2.1 軟件技術人才能力表現模型

本研究著重以學生處理問題時的應用表現為主線，從自學能力、實踐能力、解決問題能力三個層面描述軟件技術人才能力表現的核心要素。能力表現依賴內容和活動，進而從核心內容和核心活動兩個維度反映軟件技術人才能力表現的核心能力。各維度相互依賴，構建了軟件技術人才能力表現的多層次模型，如圖1所示。

軟件技術能力維度表現在認知層面有自學能力、實踐能力、解決問題能力三項核心能力。根據布魯姆教育目標分類學[8]，我們可以將三個不同能力維度設定為三種不同教學目標。各要素界定如下：自學能力指學習者通過自我學習獲取軟件技術專業知識的能力;實踐能力指學習者實際應用軟件技術的能力;解決問題能力指學習者處理不同問題的能力，表現為綜合能力的應用。

軟件技術核心內容維度以C語言課程為例，包括概述、數據類型、運算符與表達式、順序結構、選擇結構、循環結構、數組、函數、指針、結構體、文件這11個章節。以“運算符與表達式”章節為例，學生能通過自我學習獲取知識，形成對章節案例的掌握。以“函數”章節為例，學生在課后可以對知識點的內容加以應用。這里指的核心內容是狹義上的，僅僅是針對軟件技術專業學生在C語言課程上的軟件技術能力，核心內容是可以隨著課程的變換而變換的。

軟件技術核心活動維度包括了自學、教學、實訓三項特定的活動，在特定的活動內掌握相對應的能力，并一一對應著軟件技術人才能力表現指標體系中的自學能力、實踐能力和解決問題能力。

2.2 軟件技術人才能力表現指標、權重及量規

通過對上述軟件技術人才能力表現模型的構成分析，將能力表現指標逐層分解，取其中重要和關鍵的因素作為能力表現的指標。指標的權重確定采用特爾非法，俗稱專家問卷法，通過專家組的評議及課程主講教師的訪談、問卷，幾經修改，最終確定了以下各項指標的權重，如表1所示。

量規是一種結構化的定性與定量相結合的評價技術，是一種具有實用性和操作性的評價工具[9]。量規往往從多個方面詳細規定評級指標，因而具有操作性好、準確性高的特點。本文通過總結教學經驗，征詢專家意見，反復討論后最終確定的量規如下：

（1）自學時長：指每天自學累計的時間之和，假設以60min/d為標準;

（2）自學效率：指每個任務從開始自學內容到完成自學內容所花費的平均時間，假設以30min/任務為標準;

（3）出勤率：指實際出勤的次數與規定次數的比值確定分數，假設規定課堂次數60次/學期為標準;

（4）代碼量：指實際編譯的代碼量與任務要求規定的代碼量的比值確定分數，假設規定一次課程90min，課堂代碼量是500次/課程為標準;

（5）練習成績：指按照先導課、課堂、課后及實踐項目的標準答案、評分標準來制定評定分數。期末前，將分數匯總求得平均值，得到此項指標的最后分數。

2.3 軟件技術人才能力水平劃分

根據三項能力的各項分值確定軟件技術人才的綜合能力分值，每項能力單項的指標分值均設置為100分。在使用中，教師只需要根據相關的數據、材料，結合量規，將指標分值與權重相乘，獲得該項指標的最終得分，然后將所有指標得分求和，計算出該學生的最終成績，并作為該學生能力水平的評價標準。

具體公式如下：

M=a×0.01+b×0.01+c×0.01+d×0.02+e×0.02+f×0.08+g×0.2+h×0.25+i×0.02+j×0.08+k×0.03

涉及變量說明如下：

M表示能力水平分值;a表示自學時長平均得分;b表示自學效率平均得分;c表示自學代碼量平均得分;d表示先導課練習成績平均得分;e表示課堂出勤率平均得分;f表示課堂代碼量平均得分;g表示課堂練習成績平均得分;h表示課后練習成績平均得分;i表示實訓課出勤率平均得分;j表示實訓課代碼量平均得分;k表示實訓項目成績平均得分。

學生的能力水平最終確定為五檔：

水平一（90～100分），學生能夠主動探索新知識，發現新問題，針對不同的問題能夠采用不同的解決方法。

水平二（80～90分），學生具有一定的解決問題的能力，對學習具有較高的學習積極性與主動性。

水平三（70～80分），學生能夠處理相對熟悉的問題，不能完全處理復雜問題，具有一定的學習積極性和主動性。

水平四（60～70分），學生能夠處理簡單問題，不具備處理復雜問題的能力，呈現被動學習狀態。

水平五（60分以下），學生不具備解決問題的能力，自主學習能力較差。

2.4 小結

總之，在軟件技術人才能力表現指標體系構建中，核心能力維度劃分了學生不同層次的能力表現;核心內容維度明確了學生發展專業能力所基于的不同內容;核心活動維度則理清了學生發展軟件技術能力的主要途徑，即自學、教學、實訓的特定活動。通過三大維度的有機結合，該模型可以產生一個依賴于軟件技術專業內容和活動的系統。同時對模型的指標、權重、量規進行設定，最終以量化的分值結果觀測學生的能力表現。

3? 軟件人才能力測評方法的應用與推廣

本研究基于軟件技術人才能力表現指標體系，以全國性的計算機測評網絡平臺為支撐，以全新的方式對軟件技術專業學生的能力進行測評。迄今已有全國563所高校，分布在28個省（含直轄市）的數萬名學生參加測試。下文以全國20所高職院校學生的規模抽樣測試為例，介紹測試平臺，測試過程，分析測查結果，劃分學生的表現水平，分析學生軟件技術能力表現的現狀和問題。

3.1 測試對象、測試平臺設計

本文測試的對象為全國高職院校剛結束C語言課程學習的學生，形式為過程性測試，目的是探查全國高職院校C語言課程教學及學生編程能力的培養現狀。經過系統數據的抽樣，來自全國20所高職院校的1179名學生參與了測試。樣本來源覆蓋了全國不同教學水平地區的學校，具有真實性和代表性。

過程性測試最終采用網絡平臺方式進行，通過將C語言課程合理拆分成若干個單元，學生在線進行自學、教學、實訓三項特定的活動，然后利用系統對學生的軟件技術能力進行自動測評。平臺功能如下：預習、作業及教師在線批改功能;學生的成績存檔功能;出勤率，學習的時間，學習效率，代碼量的統計報表功能，這門課程結束時，生成各項指標的數據及計算出學生的最終能力水平分值。

3.2 軟件人才能力表現的測評結果與討論

運用網絡平臺處理學生全部數據，得到各項能力分值及軟件技術能力總分值后，實施20所高職院校能力水平劃分。結果表明，全國20所高職院校的1179名學生軟件技術能力總體表現為五檔水平，水平一最高，水平五最低。全部人次的水平百分比如圖2所示。

上述五個水平的軟件技術能力表現映射出20所高職院校能力發展可能達到的層級落差，也為大多數高職學生進一步提升其軟件技術能力水平提供了參考。全國20所高職院校大部分居于軟件技術能力表現的中間水平，學生表現基本呈正態分布。

通過對海量測評數據的分析，我們還得到如下結果：

（1）華東地區學生軟件技術能力高于其他地區。

測試結果顯示全國20所高職院校的軟件技術能力的水平差異，華東地區學生的自學能力、解決問題能力、實踐應用能力明顯高于其他區域（圖3、圖4、圖5比較），這與華東地區在軟件技術人才能力培養上投入較多教育資源有關，同時，還與華東地區的互聯網產業發展情況息息相關。

（2）自學能力明顯不足，自學意識還未被激發。

在以實踐能力培養的教學情境下，學生的代碼量由教師引導編寫，以每次課程1.5h為例，學生的代碼量比例集中在50～100次、100～200次和200～300次之間，共計占比31%，300～500次的占36%，代碼量超過500次的占17%，16%的學生代碼敲擊次數在50次以內。在相同時間內，以解決問題能力培養的實訓情境下，學生的代碼量比例與教學情景下的比例差別不大。相比上述兩個能力培養場景，以自學能力培養的自學情境中學生代碼量明顯變低。79%的學生代碼量在50次以內，學生的代碼量比例在50～500次之間的共計占比17%，代碼量超過500次僅占4%。從上述圖6所示自學場景數據和教學場景、實訓場景數據反映出學生面對新知識時主動實踐和編譯代碼的比例很少，學生的編程數量明顯不足。所以，在能力培養中，高校教師應注意學生的自學能力的形成與培養，以學生為中心，激發學生的好奇心和主動學習精神，達到知識內化為能力和素養的要求。

（3）促進學生學習意識、能力提升的正向發展。

通過對學生自學、教學、實訓各項活動的數據采集，發現學生可以通過測試平臺產生的數據認識到自身的不足之處，并且根據自身的學習狀態去調整努力方向。具體能力水平如圖7所示。當學生能力達到極限之后，會趨于平穩，并一直保持。

4? 結語

本文以“自學能力、實踐能力、解決問題能力”三個能力維度為出發點，系統地探討了軟件技術人才能力的內在、構成以及表現，構建了一套關于軟件技術人才能力表現的指標體系，并應用于在線測試平臺，檢測了全國20所高職院校學生的軟件技術能力表現。通過大數據分析，學生可以認識到自身的不足之處，并根據自身的學習狀態調整努力方向。為高職軟件技術專業學生人才培養、測評方法、教學改革等奠定實證基礎，也為我國軟件技術人才能力測評標準的建立提供參考。

參考文獻

[1] 林崇德.從智力到學科能力[J].課程·教材·教法，2015（1）：9-20.

[2] 郭元祥，馬友平.學科能力表現：意義、要素與類型[J].教育發展研究， 2012（z2）：29-34.

[3] 杜瑞軍，周廷勇，周作宇.大學生能力模型建構：概念、坐標與原則[A].中國高等教育學會教育評估分會2015年學術年會暨“鏡泊湖”會議30周年紀念學術研討會[C].2015.

[4] 鄭若忠，周建飛，鄧云佳.全國計算機技術與軟件專業技術資格（水平）考試[M].北京：中國水利水電出版社，2004.

[5] 工程教育認證標準（2015版）[EB/OL].http：//spxy.fafu.edu.cn/dc/ca/c8132a187594/page.htm.

[6] Bailey，Thomas，Merritt，Donna.Making Sense of Industry-based Skill Standards[EB/OL].[2008-06-08].http：//eric.ed.gov/ERIC-Docs/data/ericdocs2sql/content_storage_01/0000019b/80/14/4a/4c.pdf.

[7] 張會蘭，楊彬.美國國家技能標準：體系效用及啟示[J].中國職業技術教育，2009（21）：56-60.

[8] Bloom B S， Engelhart M D， Furst E J， et al. Taxonomy of Educational Objectives： The Classification of Educational Objectives[J]. Of Educational GoalsHandbook Cognitive Domain， 1956， 1（15）：58-60.

[9] 柯露. 網絡學習量規評價管理系統的開發與實現[D].華中師范大學， 2015.