教學(xué)目標(biāo)導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐課程考核改革

摘要：考核評(píng)價(jià)在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中起著導(dǎo)向和監(jiān)控的作用，作者針對(duì)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)課程考核的現(xiàn)狀，提出以課程教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)過程性考核和教學(xué)反饋的改革思路，并以“計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐”課程為例，從考核內(nèi)容、考核主體、考核方式和反饋改進(jìn)幾個(gè)方面介紹了課程考核改革的實(shí)踐。實(shí)踐表明，實(shí)驗(yàn)課程過程性考核的教學(xué)改革，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)從注重實(shí)驗(yàn)成績(jī)向注重實(shí)驗(yàn)過程轉(zhuǎn)變，激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)造性，提升了學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：教學(xué)目標(biāo)；工程實(shí)踐；過程性考核；教學(xué)反饋

中圖分類號(hào)：G434" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" 論文編號(hào)：1674-2117（2024）06-0088-05

引言

課程考核是課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一，也是評(píng)價(jià)課程目標(biāo)達(dá)成情況的主要手段，科學(xué)有效的教學(xué)考核評(píng)價(jià)能促進(jìn)學(xué)生積極、主動(dòng)地學(xué)習(xí)，有利于培養(yǎng)高校學(xué)生的創(chuàng)造力，對(duì)提升人才培養(yǎng)質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。因此，在教學(xué)中如何建立科學(xué)的考核方法來提高教學(xué)效率、如何進(jìn)行合理的課程考核以及考核評(píng)價(jià)一直以來都是教育工作者積極探索的問題。[1]

課程考核改革的必要性

受傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，目前高等教育中依舊存在“重理論輕實(shí)踐、重知識(shí)輕素質(zhì)”的現(xiàn)象，在課堂教學(xué)改革中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革往往滯后于理論教學(xué)，特別是實(shí)驗(yàn)課程考核評(píng)價(jià)的改革更容易被忽視。目前，實(shí)驗(yàn)課程考核主要存在如下問題：

①考核內(nèi)容重知識(shí)傳授，輕能力和素質(zhì)考核。考核的內(nèi)容通常是學(xué)生實(shí)驗(yàn)的完成度和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，但多數(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書提供的實(shí)驗(yàn)步驟過于詳細(xì)，學(xué)生缺乏獨(dú)立思考，“依葫蘆畫瓢”的現(xiàn)象嚴(yán)重，而課程考核主要關(guān)注學(xué)生的知識(shí)掌握情況，考查實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否符合課程的知識(shí)指標(biāo)要求，缺乏對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)的綜合考查。[2]

②考核主體大多以教師為主?？己谁h(huán)節(jié)由任課教師主導(dǎo)完成，包括考核內(nèi)容的設(shè)置、考核的實(shí)施和考核結(jié)果的處理，都由教師獨(dú)立完成，學(xué)生按部就班完成實(shí)驗(yàn)，被動(dòng)接受考核，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性不強(qiáng)。[3]

③考核方式重結(jié)果性考核，輕過程性考核。[4]通常以學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告為依據(jù)進(jìn)行結(jié)果性考核，實(shí)驗(yàn)過程考核主要以出勤率為主，這就導(dǎo)致學(xué)生更關(guān)注實(shí)驗(yàn)結(jié)果而不是實(shí)驗(yàn)過程，濫竽充數(shù)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重，成績(jī)?cè)u(píng)定容易出現(xiàn)偏差，很難全面、客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

④缺少有效的監(jiān)督和反饋機(jī)制。難以有效監(jiān)督學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的投入，不能及時(shí)反饋學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，也不能對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和進(jìn)度安排等做出及時(shí)調(diào)整。

改革思路

工程教育專業(yè)在認(rèn)證過程中，要求課程設(shè)計(jì)必須明確課程目標(biāo)與畢業(yè)要求，對(duì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)必須有明確的支撐，同時(shí)要以目標(biāo)達(dá)成度為基礎(chǔ)展開考核，進(jìn)行教學(xué)反饋，為課程的持續(xù)改進(jìn)提供基礎(chǔ)。[5]

筆者所在學(xué)校開設(shè)的“計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐”課程面向計(jì)算機(jī)學(xué)院本科大三學(xué)生，在第五學(xué)期開始前的短學(xué)期開設(shè)，課程提供了智能小車、智能機(jī)器人和機(jī)械臂等多種類型的計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)，要求學(xué)生以小組形式從中任選一套作為實(shí)踐平臺(tái)設(shè)計(jì)并完成一個(gè)工程應(yīng)用項(xiàng)目，課程的主要目標(biāo)是使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)的組成與工作原理，熟悉智能系統(tǒng)的開發(fā)流程、方案設(shè)計(jì)與研究方法，然后綜合利用這些知識(shí)發(fā)現(xiàn)與分析現(xiàn)實(shí)生活中存在的復(fù)雜工程問題，構(gòu)建滿足要求的系統(tǒng)，并進(jìn)行相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，從而培養(yǎng)學(xué)生問題分析、方案構(gòu)建與性能對(duì)比、設(shè)計(jì)開發(fā)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等多種能力。課程團(tuán)隊(duì)結(jié)合工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，建立了課程教學(xué)目標(biāo)與本科專業(yè)畢業(yè)要求的關(guān)系。表1以筆者執(zhí)教的軟件工程專業(yè)為例，給出了“計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐”課程目標(biāo)對(duì)該專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐關(guān)系。

科學(xué)、合理的考核評(píng)價(jià)體系是成績(jī)?cè)u(píng)定的依據(jù)，也是實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)的重要保障。[6]因此，為了保證“計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐”課程目標(biāo)的達(dá)成，針對(duì)原有實(shí)驗(yàn)課程考核存在的問題，筆者提出以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向進(jìn)行過程性考核，注重教學(xué)反饋推動(dòng)持續(xù)改進(jìn)的課程考核改革思路，圖1所示為以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向的過程性考核課程評(píng)價(jià)體系。

課程考核改革實(shí)踐

1.考核內(nèi)容

以往的課程考核只關(guān)注實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，缺乏對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)的綜合考查。因此，筆者根據(jù)表1中的課程教學(xué)目標(biāo)，詳細(xì)分析了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容各模塊涉及的能力培養(yǎng)要求，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)的不同階段把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)階實(shí)驗(yàn)和提高實(shí)驗(yàn)幾個(gè)模塊，制訂了各模塊的考核內(nèi)容、考核指標(biāo)和分值構(gòu)成，如表2所示。

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)分為線上和線下部分。線上實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生在課前完成，共1周時(shí)間，考核內(nèi)容是在線知識(shí)測(cè)試和智能機(jī)器人小車的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，考查學(xué)生對(duì)智能機(jī)器人的組成結(jié)構(gòu)和工作原理、開發(fā)工具以及相關(guān)資料的預(yù)習(xí)情況。線下實(shí)驗(yàn)是智能機(jī)器人系統(tǒng)的組裝，考核內(nèi)容是組裝正確、不丟失配件、接線正常，考查學(xué)生的動(dòng)手能力和基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

進(jìn)階實(shí)驗(yàn)是系統(tǒng)模塊驗(yàn)證和基本功能實(shí)現(xiàn)，考核內(nèi)容是基本模塊驗(yàn)證從實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書提供的11個(gè)基本實(shí)驗(yàn)中選3個(gè)完成，綜合模塊驗(yàn)證從6個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)中選擇1個(gè)完成，考查學(xué)生對(duì)智能機(jī)器人系統(tǒng)測(cè)試和控制的掌握情況?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)階實(shí)驗(yàn)需要在2天內(nèi)完成，提前完成的小組可以進(jìn)入下一環(huán)節(jié)。

提高實(shí)驗(yàn)是項(xiàng)目具體實(shí)施環(huán)節(jié)，共1周時(shí)間，要求以2～4人為小組分工協(xié)作，結(jié)合工程實(shí)際項(xiàng)目需要，自行構(gòu)思題目設(shè)計(jì)一個(gè)工程應(yīng)用項(xiàng)目，利用選定的智能機(jī)器人、傳感器和

I/O模塊，構(gòu)建一個(gè)有意義的計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)，并完成相應(yīng)的軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)?？己藘?nèi)容包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)、項(xiàng)目開題、項(xiàng)目實(shí)施、系統(tǒng)演示、驗(yàn)收答辯和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其中實(shí)驗(yàn)報(bào)告是在課后提交，考查學(xué)生方案設(shè)計(jì)能力、解決復(fù)雜工程問題的能力、項(xiàng)目管理能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力等。

2.考核主體

在考核評(píng)價(jià)中，考核主體由以往的教師轉(zhuǎn)變?yōu)榻處?、學(xué)生團(tuán)隊(duì)和學(xué)生個(gè)人，評(píng)價(jià)采用教師評(píng)價(jià)和學(xué)生評(píng)價(jià)結(jié)合、團(tuán)隊(duì)考核和個(gè)人考核結(jié)合的方式，學(xué)生在一定程度上參與了考核的實(shí)施。在項(xiàng)目開展過程中，根據(jù)實(shí)踐過程、系統(tǒng)演示和驗(yàn)收答辯環(huán)節(jié)的考核指標(biāo)，指導(dǎo)教師和助教對(duì)小組進(jìn)行打分，小組在驗(yàn)收答辯前需要在組內(nèi)進(jìn)行個(gè)人自評(píng)和組員互評(píng)，根據(jù)實(shí)踐過程中各組員的表現(xiàn)評(píng)出個(gè)人貢獻(xiàn)度，在答辯講解和實(shí)驗(yàn)報(bào)告中需要介紹小組成員的分工、參與度和個(gè)人貢獻(xiàn)度，根據(jù)個(gè)人貢獻(xiàn)度計(jì)算貢獻(xiàn)度分值。貢獻(xiàn)度分值計(jì)算方法具體為：貢獻(xiàn)度分值=10*（個(gè)人貢獻(xiàn)度-平均貢獻(xiàn)度）/平均貢獻(xiàn)度，" " " " " " " " " "其中，個(gè)人貢獻(xiàn)度按百分比計(jì)算，小組的個(gè)人貢獻(xiàn)度總和為100%，平均貢獻(xiàn)度為100%除以小組人數(shù)。

3.考核方式

早期的課程考核主要以學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告為依據(jù)進(jìn)行結(jié)果性考核，教師不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中的問題，同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)過程中缺乏考核，造成學(xué)生在驗(yàn)收前突擊過關(guān)，這些都不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。[7]

在新的考核體系中，筆者采取過程性考核和結(jié)果性考核相結(jié)合，加強(qiáng)了面向?qū)嶒?yàn)各個(gè)階段的過程性考核，注重考查設(shè)計(jì)開發(fā)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)各個(gè)階段的考核能為分析學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的問題提供參考數(shù)據(jù)，有助于教師和學(xué)生及時(shí)調(diào)整改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。其中，過程性考核包括系統(tǒng)組裝、模塊功能驗(yàn)證、提高實(shí)驗(yàn)過程（項(xiàng)目開題、方案設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施），結(jié)果性考核包括線上實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)演示、驗(yàn)收答辯、實(shí)驗(yàn)報(bào)告。新的考核體系增加了過程性考核比重，占總成績(jī)的45%，結(jié)果性的考核比重占55%。

考核環(huán)節(jié)覆蓋了實(shí)驗(yàn)各個(gè)階段，線上實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)組裝和模塊功能驗(yàn)證為通過性測(cè)試，完成即得分，未完成不得分。提高實(shí)驗(yàn)的過程性考核則要在項(xiàng)目開題、方案設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施環(huán)節(jié)中綜合考查題目創(chuàng)新性、題目難易度、工作量、團(tuán)隊(duì)協(xié)作以及解決問題的能力等因素打分。結(jié)果性考核的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告、答辯PPT、演示視頻以及系統(tǒng)的程序文件。

過程性考核的每個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)學(xué)生進(jìn)行公平公開的量化評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生不斷地總結(jié)和提高，也激發(fā)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性。這既是師生接受檢驗(yàn)的過程，也是師生自我監(jiān)督的過程，有助于師生形成不斷學(xué)習(xí)、不斷反思的內(nèi)驅(qū)力。[8]

4.反饋改進(jìn)

新的課程評(píng)價(jià)體系在考核的同時(shí)注重教學(xué)反饋推動(dòng)持續(xù)改進(jìn)。為了有效反饋學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，筆者采用了閉環(huán)的教學(xué)反饋機(jī)制，在教學(xué)全過程中設(shè)置了如圖1所示的7個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，結(jié)合各考核觀測(cè)點(diǎn)得到的反饋信息，及時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和進(jìn)度安排等做出評(píng)估，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、過程考核、教學(xué)反饋和持續(xù)改進(jìn)的閉環(huán)機(jī)制。

觀測(cè)點(diǎn)觀①～④主要為過程性考核的教學(xué)反饋，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中遇到的問題。觀測(cè)點(diǎn)①是線上實(shí)驗(yàn)，教師可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄檢查學(xué)生課前預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的情況，調(diào)整在集中培訓(xùn)時(shí)的講解內(nèi)容。觀測(cè)點(diǎn)②和③是基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)和進(jìn)階型實(shí)驗(yàn)的階段性考核，檢驗(yàn)各小組的前期實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備情況和對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的熟悉程度，根據(jù)考核反饋及時(shí)調(diào)整后續(xù)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間安排。觀測(cè)點(diǎn)④提高實(shí)驗(yàn)階段有兩個(gè)重要的反饋環(huán)節(jié)：一個(gè)是實(shí)驗(yàn)開始前的項(xiàng)目開題環(huán)節(jié)：小組介紹項(xiàng)目?jī)?nèi)容、設(shè)計(jì)方案、進(jìn)度計(jì)劃等，教師和助教根據(jù)題目難度、工作量、時(shí)間進(jìn)度等對(duì)設(shè)計(jì)方案提出建議，避免出現(xiàn)題目過于簡(jiǎn)單或過難的現(xiàn)象，學(xué)生根據(jù)建議進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的調(diào)整；另一個(gè)項(xiàng)目中期檢查，一般設(shè)置在項(xiàng)目進(jìn)行兩天后，教師和助教檢查各組的進(jìn)展情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的問題，并調(diào)整后續(xù)實(shí)驗(yàn)方案。

觀測(cè)點(diǎn)⑤～⑦為結(jié)果性考核的教學(xué)反饋，主要是根據(jù)教學(xué)反饋進(jìn)行教學(xué)總結(jié)并不斷改進(jìn)，驗(yàn)收答辯和實(shí)驗(yàn)報(bào)告中都有教學(xué)反饋和未來展望，問卷調(diào)查讓學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式和課程需要改進(jìn)的地方等多方面進(jìn)行反饋，如學(xué)生問卷調(diào)查中提到建議加大“項(xiàng)目創(chuàng)新性”的分值占比，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提到對(duì)本課程“虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”“個(gè)人貢獻(xiàn)度分值”等環(huán)節(jié)的認(rèn)可，課程團(tuán)隊(duì)在不斷地教學(xué)反饋中不斷總結(jié)和改進(jìn)，針對(duì)性地調(diào)整考核評(píng)價(jià)指標(biāo)，形成“考核→反饋→改進(jìn)→考核”的閉環(huán)教學(xué)反饋機(jī)制，做到教與學(xué)互相促進(jìn)、有機(jī)融合、持續(xù)改進(jìn)。

實(shí)踐效果分析

筆者所在課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)從2021年開始對(duì)學(xué)校開設(shè)的“計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐”課程連續(xù)進(jìn)行了為期三年的課程考核改革實(shí)踐，在不斷的教學(xué)實(shí)踐中持續(xù)改進(jìn)，取得了預(yù)期成效。分別取2019年、2021年和2023年軟件工程專業(yè)（2017級(jí)、2019級(jí)、2021級(jí)）每年6個(gè)班的計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐課程成績(jī)進(jìn)行分析，2019年為考核改革前的成績(jī)，2021年為初次改革后的成績(jī)，2023年為持續(xù)改進(jìn)后的成績(jī)，成績(jī)的統(tǒng)計(jì)如上頁(yè)圖2所示。數(shù)據(jù)顯示，在實(shí)行課程考核改革后，優(yōu)秀（≥90分）的比例顯著提高，從2019年的17.5%提高到2021年的26.6%和2023年的28.1%，新的課程考核模式極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新熱情，涌現(xiàn)出更多優(yōu)秀的作品。不及格和及格（＜70分）的成績(jī)比例明顯減少，這歸因于過程性的考核重視教學(xué)過程每個(gè)環(huán)節(jié)的考查，對(duì)整體學(xué)生的參與度要求提高，有效杜絕了濫竽充數(shù)的現(xiàn)象，促進(jìn)了課程的成績(jī)整體穩(wěn)步提升。

除了成績(jī)大幅提高外，從學(xué)生的課后反饋來看，很多學(xué)生經(jīng)過計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐的課程學(xué)習(xí)后覺得受益匪淺，主動(dòng)找到任課教師要求繼續(xù)學(xué)習(xí)智能機(jī)器人的開發(fā)，申請(qǐng)加入教師的科研團(tuán)隊(duì)積極開展課外科技活動(dòng)，積極報(bào)名參加與課程相關(guān)的大學(xué)生科技競(jìng)賽。

結(jié)語

以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，在“計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐”課程中實(shí)施過程性考核，注重教學(xué)反饋，推動(dòng)持續(xù)改進(jìn)的課程考核改革。實(shí)踐效果證明，新的課程考核模式不僅能客觀反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和學(xué)習(xí)熱情，提高了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，還能反映教師的教學(xué)效果，形成教與學(xué)互相促進(jìn)、有機(jī)融合、持續(xù)改進(jìn)良好氛圍，達(dá)到了預(yù)期的效果。

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