新質(zhì)生成力背景下程序設(shè)計(jì)能力評(píng)價(jià)體系及可視化研究

摘要：針對(duì)目前評(píng)價(jià)方案單一的問題，本文提出了新質(zhì)生產(chǎn)力背景下程序設(shè)計(jì)能力評(píng)價(jià)體系，同時(shí)文章運(yùn)用雷達(dá)圖、熱力圖和層疊面積圖等可視化工具，從個(gè)人能力、多人對(duì)比和個(gè)人進(jìn)度三個(gè)維度進(jìn)行展示程序設(shè)計(jì)能力，為了驗(yàn)證評(píng)價(jià)系統(tǒng)的有效性本文開發(fā)了基于MVC的程序設(shè)計(jì)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了評(píng)價(jià)過程的自動(dòng)化和智能化，并通過2022學(xué)年和2023學(xué)年的實(shí)踐說明了評(píng)價(jià)體系的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)能力評(píng)價(jià);新質(zhì)生產(chǎn)力；評(píng)價(jià)體系；可視化；MVC；能力評(píng)估系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311" " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2025）08-0054-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)） 標(biāo)識(shí)碼（OSID）

0 引言

發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力是推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的重要內(nèi)在要求和著力點(diǎn)。對(duì)新質(zhì)生產(chǎn)力進(jìn)行測(cè)度和分析，不僅有利于了解其發(fā)展?fàn)顩r，還能為提高各地區(qū)新質(zhì)生產(chǎn)力水平和推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供借鑒思路[1]。

教育作為新質(zhì)生產(chǎn)力的重要支撐，需要不斷改革和創(chuàng)新，特別是高等教育的擴(kuò)優(yōu)提質(zhì)，才能培養(yǎng)出適應(yīng)和引領(lǐng)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的人才。

當(dāng)前，我國教育在培養(yǎng)創(chuàng)新人才和助力科技創(chuàng)新方面等仍面臨諸多挑戰(zhàn)和困境。解決高等教育、職業(yè)教育人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展“供需錯(cuò)位”矛盾，需要通過教育改革，提升教育水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量，特別是將能力評(píng)估體系與企業(yè)用人需求相結(jié)合，以更好地服務(wù)于新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展”。

程序設(shè)計(jì)能力是推動(dòng)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的重要基礎(chǔ)，對(duì)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提升創(chuàng)新能力，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步具有重要作用。

程序設(shè)計(jì)類課程通過培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維、邏輯思維、問題分析和解決能力，以及適應(yīng)新技術(shù)的能力，為新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，這些技能不僅對(duì)于信息技術(shù)行業(yè)至關(guān)重要，也對(duì)于推動(dòng)其他行業(yè)的創(chuàng)新和生產(chǎn)力提升具有重要意義。

程序設(shè)計(jì)技能包括知識(shí)獲取能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等，現(xiàn)有的以考試成績(jī)?yōu)橹鞯哪芰υu(píng)估方式片面性強(qiáng)、直觀度低，缺少全面展示學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力狀況和發(fā)展路徑的機(jī)制，難以讓老師因材施教[2]。因此，研究如何對(duì)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力和發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行合理評(píng)價(jià)，并以可視化的方式展現(xiàn)是非常有意義的。

在大數(shù)據(jù)、可視化等先進(jìn)技術(shù)的推動(dòng)下，教育評(píng)價(jià)體系正經(jīng)歷著從依賴經(jīng)驗(yàn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)變，同時(shí)，評(píng)估過程也變得更加直觀和清晰。這些技術(shù)的進(jìn)步為教學(xué)評(píng)價(jià)、能力評(píng)估和學(xué)習(xí)分析提供了新的機(jī)制，使得對(duì)教學(xué)過程和結(jié)果的跟蹤、關(guān)注和評(píng)價(jià)變得更加科學(xué)和精確。

利用大數(shù)據(jù)和可視化技術(shù)，可以更有效地提升對(duì)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力評(píng)估的準(zhǔn)確性和展示效果，為這類課程的教學(xué)改革提供了直接、客觀和精確的依據(jù)。

本文中根據(jù)新質(zhì)生產(chǎn)力要求構(gòu)建了一個(gè)程序設(shè)計(jì)能力評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，并采用育人雷達(dá)圖、增值發(fā)展折線圖和尾部群體異常等進(jìn)行了可視化。

1 新質(zhì)生產(chǎn)力背景下程序設(shè)計(jì)能力評(píng)價(jià)體系

在新質(zhì)生產(chǎn)力背景下，企業(yè)對(duì)大學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力要求與學(xué)校教育遵從的國家和社會(huì)要求有所不同。學(xué)校教育更側(cè)重基礎(chǔ)理論的教授和基本技能的培養(yǎng)，而企業(yè)則更加注重實(shí)際應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和快速適應(yīng)變化的能力，主要包括如圖1所示六大能力。

1） 實(shí)際應(yīng)用能力：企業(yè)通常要求應(yīng)聘者具備將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際問題的能力。這包括熟練使用編程語言進(jìn)行軟件開發(fā)、理解并應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，以及在項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)特定的功能。

2） 創(chuàng)新能力：在新質(zhì)生產(chǎn)力的推動(dòng)下，企業(yè)非常重視員工的創(chuàng)新思維和能力。這不僅包括開發(fā)新的程序設(shè)計(jì)方法，也包括優(yōu)化現(xiàn)有流程和產(chǎn)品，以提高效率和用戶體驗(yàn)。

3） 快速適應(yīng)變化的能力：技術(shù)迭代迅速，企業(yè)需要員工能夠快速學(xué)習(xí)新技術(shù)、新工具，并將其應(yīng)用于工作中。這要求在程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過程中不僅要掌握當(dāng)前流行的技術(shù)，還要具備持續(xù)學(xué)習(xí)和自我更新的能力。

4） 團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力：企業(yè)中的程序設(shè)計(jì)工作需要團(tuán)隊(duì)緊密合作，因此溝通和協(xié)作能力也至關(guān)重要。

5） 項(xiàng)目管理和領(lǐng)導(dǎo)能力：對(duì)于更高層次的職位，如項(xiàng)目經(jīng)理或技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)，企業(yè)會(huì)要求具備項(xiàng)目管理和領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)的能力。這涉及項(xiàng)目規(guī)劃、時(shí)間管理、資源協(xié)調(diào)以及團(tuán)隊(duì)激勵(lì)等方面的能力。

6） 新技術(shù)的敏感度和學(xué)習(xí)能力：新質(zhì)生產(chǎn)力背景下，新技術(shù)層出不窮，企業(yè)需要員工能夠快速掌握和應(yīng)用這些新技術(shù)，以保持企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

對(duì)學(xué)生這些能力的評(píng)估有基于專家的方法（如專家調(diào)查法、集體判定法） 、層次分析法、權(quán)重賦值法和德爾菲法。同時(shí)對(duì)于中學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力，CCF建立了通過競(jìng)賽成績(jī)和積分來評(píng)定學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力等級(jí)的方法。

本文以德爾菲法為基礎(chǔ)同時(shí)綜合各種評(píng)價(jià)方法優(yōu)勢(shì)構(gòu)建程序設(shè)計(jì)能力評(píng)價(jià)體系，具體表示為Cap={專業(yè)能力，實(shí)踐動(dòng)手能力，創(chuàng)新能力，學(xué)習(xí)主動(dòng)性能力}。

專業(yè)能力為程序設(shè)計(jì)類課程的掌握情況，具體計(jì)算方法為：專業(yè)能力=∑程序設(shè)計(jì)類課程各科學(xué)分×各科考試成績(jī)/∑各科考試成績(jī)。

實(shí)踐動(dòng)手能力為上機(jī)實(shí)驗(yàn)成績(jī)和各平臺(tái)程序設(shè)計(jì)類競(jìng)賽成績(jī)的排名的加權(quán)，具體計(jì)算方法為：實(shí)踐動(dòng)手能力=λ1×實(shí)驗(yàn)成績(jī)+λ2×競(jìng)賽的排名，其中λ為權(quán)重系數(shù)，競(jìng)賽因?yàn)槊總€(gè)比賽的難度和分?jǐn)?shù)不同所以采用排名折算的方法。

創(chuàng)新能力為參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、發(fā)表軟件著作權(quán)等，其中軟著一項(xiàng)算5分，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽省級(jí)團(tuán)隊(duì)各成員10分、校級(jí)團(tuán)隊(duì)各成員5分。

學(xué)習(xí)主動(dòng)性能力是考核學(xué)生對(duì)新技術(shù)的敏感度和自我學(xué)習(xí)能力，通過技術(shù)沙龍分享等方式評(píng)價(jià)，沙龍分享1次為5分，參加沙龍1次為1分。

以上這些能力從不同角度評(píng)估的學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力，但是缺乏從全局動(dòng)態(tài)的角度來評(píng)價(jià)學(xué)生的能力變化情況，本文采用進(jìn)步系數(shù)法來衡量這種變化。

進(jìn)步系數(shù)法通過計(jì)算學(xué)生在兩次評(píng)價(jià)間的進(jìn)步系數(shù)來衡量學(xué)生的進(jìn)步。這種方法不僅適用于個(gè)體學(xué)生的評(píng)價(jià)，也可以用于評(píng)價(jià)小組合作學(xué)習(xí)的進(jìn)步。本文以一名學(xué)生為例來說明進(jìn)步系數(shù)的構(gòu)建：

某一名學(xué)生的學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)類課程成績(jī)數(shù)據(jù)，在第一次考試中排名為20，第二次考試中排名為15。根據(jù)進(jìn)步系數(shù)的計(jì)算公式，如果設(shè)上一次成績(jī)名次為M，下一次成績(jī)名次N，進(jìn)步系數(shù)為P，那么P=[M-N+1（M+N）/2]，通過這種方法，教師可以更公平地評(píng)價(jià)每個(gè)學(xué)生的進(jìn)步，因?yàn)檫@種方法考慮了每個(gè)學(xué)生的起始點(diǎn)和進(jìn)步的相對(duì)大小，而不是僅僅看最終的考試成績(jī)。在實(shí)踐中，進(jìn)步系數(shù)法的設(shè)計(jì)理念體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生差異的包容性，通過關(guān)注學(xué)生的成長(zhǎng)發(fā)展，促進(jìn)了學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)。

2 評(píng)估分析及可視化

程序設(shè)計(jì)能力評(píng)估，不能僅僅依靠表格的方式進(jìn)行展現(xiàn)，既不直觀也很難體現(xiàn)出隨時(shí)序變化情況。

在評(píng)估學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力時(shí)，采用多個(gè)維度可以更全面地了解學(xué)生的技能水平和進(jìn)步情況，如表1所示。

雷達(dá)圖是一種多維數(shù)據(jù)可視化工具，它通過從中心點(diǎn)向外延伸的軸來展示個(gè)體在多個(gè)變量上的表現(xiàn)，將圖形與數(shù)據(jù)相結(jié)合，通過數(shù)據(jù)非線性變換提取雷達(dá)圖的特征量，采用綜合評(píng)價(jià)函 數(shù)計(jì)算評(píng)價(jià)函數(shù)值，適合用于評(píng)估和比較學(xué)生在多個(gè)能力維度上的發(fā)展情況，能夠直觀地揭示學(xué)生的強(qiáng)項(xiàng)和待提升領(lǐng)域，如圖2所示。

從圖2中可以看出2022013210這位同學(xué)各方面都處在一般狀態(tài)，而20222013308這位同學(xué)在實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力上很強(qiáng)但是在專業(yè)能力上需要進(jìn)一步提升。

熱力圖是一種數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，它通過顏色的變化來表示數(shù)據(jù)的大小或密度，通常在二維平面上展示，適合用于多人能力對(duì)比的原因在于它能夠直觀地展示大量數(shù)據(jù)的分布和比較，使得個(gè)體間的能力差異和整體的趨勢(shì)一目了然，便于快速識(shí)別和分析團(tuán)隊(duì)或群體中各成員在不同能力維度上的表現(xiàn)和強(qiáng)弱項(xiàng)，如圖3所示。

從圖3中可以直觀的看出各學(xué)員各能力方面在組內(nèi)的位置，如2022203308各方面都比較突出，在專業(yè)能力方面20222013224比較突出，20222013210在各方面都比較偏弱。

層疊面積圖是一種數(shù)據(jù)可視化工具，它通過將不同類別的數(shù)據(jù)用顏色區(qū)分并堆疊在一起的方式，展示各個(gè)類別隨時(shí)間變化的累積效果，適合用于個(gè)人按時(shí)序能力變化的原因在于它能夠清晰地追蹤和展示個(gè)人在不同技能或領(lǐng)域上隨時(shí)間的進(jìn)展和趨勢(shì)，同時(shí)也可以直觀地比較不同時(shí)間段內(nèi)各個(gè)能力的發(fā)展速度和相對(duì)重要性，有助于個(gè)人或教師進(jìn)行歷史表現(xiàn)的回顧和未來規(guī)劃的制定，如圖4所示。

從圖4中可以看出，這位同學(xué)各能力在兩年的學(xué)習(xí)中都有不同程度的提升，特別是在實(shí)踐動(dòng)手能力方面。

3 實(shí)踐與討論

2022年初程序設(shè)計(jì)類課程教師成立課題組，著手研究能力評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，并從2022年新生入學(xué)開始對(duì)所在軟件專業(yè)的高職學(xué)生進(jìn)行指標(biāo)評(píng)估并計(jì)算，同時(shí)開發(fā)了相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過收集程序設(shè)計(jì)類課程的各階段能力數(shù)據(jù)、處理和分析學(xué)生在各項(xiàng)指標(biāo)上的表現(xiàn)數(shù)據(jù)，使得教師能夠及時(shí)了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展，并據(jù)此調(diào)整教學(xué)策略。

課題組開發(fā)了基于MVC的程序設(shè)計(jì)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括權(quán)限管理，學(xué)生管理、成績(jī)導(dǎo)入、能力評(píng)價(jià)推理以及能力多維展示等各模塊組成。

1） 權(quán)限管理模塊：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的訪問控制，確保用戶根據(jù)其角色和權(quán)限進(jìn)行相應(yīng)的操作。這包括用戶角色的創(chuàng)建、權(quán)限的分配以及訪問權(quán)限的驗(yàn)證等功能。

2） 學(xué)生管理模塊：涉及學(xué)生的個(gè)人信息管理，如錄入、查詢、修改和刪除學(xué)生信息。

3） 成績(jī)導(dǎo)入模塊：允許教師或管理員批量導(dǎo)入或手動(dòng)輸入學(xué)生的成績(jī)數(shù)據(jù)。

4） 能力評(píng)價(jià)推理模塊：基于預(yù)設(shè)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和算法，對(duì)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力進(jìn)行評(píng)估和推理。

5） 能力多維展示模塊：利用圖表、圖形和其他視覺元素，如雷達(dá)圖、熱力圖或堆疊面積圖，直觀展示學(xué)生的能力評(píng)估結(jié)果。這種多維數(shù)據(jù)可視化方法有助于學(xué)生、教師和管理員更直觀地理解學(xué)生的能力水平和進(jìn)步趨勢(shì)。經(jīng)過初步運(yùn)行受到了任課教師和學(xué)生的一致好評(píng)。

4 結(jié)論

本文針對(duì)新質(zhì)生產(chǎn)力對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的要求，針對(duì)當(dāng)前教育體系中對(duì)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)與企業(yè)實(shí)際需求之間的差異，以及現(xiàn)有評(píng)價(jià)方式的局限性，提出了一種全新的評(píng)價(jià)體系。該體系以德爾菲法為基礎(chǔ)，結(jié)合多種評(píng)價(jià)方法的優(yōu)勢(shì)，全面評(píng)價(jià)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力。評(píng)價(jià)體系從專業(yè)能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)主動(dòng)性等五個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以適應(yīng)新質(zhì)生產(chǎn)力對(duì)創(chuàng)新和實(shí)踐能力的培養(yǎng)要求。

為了更直觀地展現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果，本文采用了雷達(dá)圖、熱力圖和層疊面積圖三種可視化工具，分別從個(gè)人能力、多人對(duì)比和個(gè)人進(jìn)度三個(gè)維度進(jìn)行展示。雷達(dá)圖能夠全面展示個(gè)體在多個(gè)評(píng)價(jià)維度上的表現(xiàn)，熱力圖適合于展示大量數(shù)據(jù)的分布和比較，而層疊面積圖則能夠清晰地展示個(gè)體在時(shí)間線上的能力變化。

此外，本文還使用Java開發(fā)了相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)，將評(píng)價(jià)體系和可視化工具集成到一個(gè)平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)了評(píng)價(jià)過程的自動(dòng)化和智能化。通過2022學(xué)年和2023學(xué)年的實(shí)踐應(yīng)用，該系統(tǒng)顯示出了良好的效果。未來，課題組計(jì)劃在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，根據(jù)反饋和實(shí)際需求，進(jìn)一步優(yōu)化評(píng)價(jià)指標(biāo)，以提高評(píng)價(jià)體系的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。

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【通聯(lián)編輯：王 力】