面向工程教育认证的计算机专业课程评价方法改革与实践

卢 玲,刘恒洋,陈 媛,白 灵,黄继平

（重庆理工大学 计算机科学与工程学院，重庆 400050）

0 引 言

2016年6月,中国成为《华盛顿协议》签约国成员,为深化高等工程教育改革、服务我国经济转型升级提供了良好契机。目前,许多高校积极参与工程教育认证[1](以下称工程认证)工作,组织制订、实施以目标为导向的人才培养体系,以改革教育教学方法,提升教学管理水平。

高等院校工程认证遵循OBE[2](outcome-based education)理念,即目标导向教育[3],其中,将目标设定为学生的毕业能力,因此,OBE也即能力导向教育。能力导向教育对传统教学的显著影响之一,就是课程目标从“讲授知识”转变为“培养能力”,因此,课程评价[4]方法也从“评价对知识的掌握”转变成“评价对能力培养的效果”。为使能力培养的效果可衡量、可评价,传统课程评价方法应进行相应的探索和改革。

传统课程评价方法多注重评价对知识的掌握,因此考试较多采用选择、填空题型,较少采用综合、分析题型。另外,大多数课程采用期末终结性考试方法,“一考定终身”,对平时测试等过程性评价手段运用较少。总体来看,传统评价手段较为单一,多将“对知识的评价”等同于“对能力的评价”,如程序设计基础课程主要采用填空、编程题进行考核,学生即使取得高分,也只能一定限度地体现“应用工程知识”能力,难以体现该课程拟培养的“分析问题”能力。“掌握知识”是“形成能力”必不可少的一环,属于形成性评价范畴,但“掌握了知识”不等于“具有了能力”,因此,还需设计相应的评价方法,对能力进行合理评价。

1 以能力为导向设计课程目标

传统以考核知识为主的评价方法,主要将“传授知识”作为课程目标,而OBE理念则以“通过传授知识,培养某种能力”为课程目标,因此,只有对传统课程目标进行重新梳理,建立以能力为导向的课程目标体系,才能引导和推动课程评价方法改革。以能力为导向设计课程目标及评价方法的总体思路如图1所示。

图1 以能力为导向设计课程目标及评价方法的总体思路

首先,从专业人才培养方案入手,确定拟培养的毕业能力以及支撑课程;然后,确定课程目标,进而建立课程目标与毕业能力的支撑关系;再针对课程目标设计并实施评价方法。教学过程中,根据评价方法的实施效果反馈,对评价方法进行改进。以程序设计基础课程为例,该课程拟支撑的毕业能力可简述为:毕业能力①:具有……,能够用于对计算机应用系统的设计方案和模型进行推理和验证。毕业能力②:具备……,能够用于软件应用系统开发。毕业能力③:能够……,寻求可替代的解决方案。针对拟支撑的毕业能力,由课程组讨论并确定程序设计基础的课程目标,简述为:课程目标①:理解和掌握……,能够熟练运用结构化程序设计方法进行编程并进行验证。课程目标②:熟练掌握……,并在验证解题思路时运用C语言的复杂数据类型。课程目标③:理解和掌握……,并能验证各种方案的有效性。由此,确定课程目标对毕业能力的支撑关系,见表1。

表1 程序设计基础课程目标与毕业能力的支撑关系

表1建立起了课程目标与毕业能力的映射关系,使课程目标从“传授知识”转变为“培养能力”,从而为设计面向能力培养的课程评价方法提供依据。

2 综合运用形成性和终结性评价方法

传统的计算机专业课程多采用(半期、期末)卷面考试、平时作业、实验报告等评价方法,卷面考试多为选择、填空、编程、综合等题型。以重庆理工大学计算机科学与技术专业为例,分析该专业的14门专业基础及专业必修课程,传统的评价方法见表2,其中卷面考试的题型见表3。

表2 计算机科学与技术专业14门课程传统评价方法

表3 传统期末卷面考试采用的题型

由表2可见,14门课程全部有课外作业,其中13门进行了期末卷面考试,1门进行了半期卷面考试,3门课程安排有课堂小测试。总体来看,各门课程倾向于采用“平时作业+期末成绩”的方法,较少采用日常测试、半期考试等形成性评价方法。从期末卷面考试看,有10门课程采用了选择题,只有2门课程有设计题。笔者根据考试题型的不同,将评价重点分为“基础知识”“综合能力”两类,从表3可见,二者的课程门次比例为24:27,可见各门课程均比较重视在期末卷面考试中考查基础知识,对综合能力的评价无显著侧重。

掌握基础知识是能力形成的必要途径,属于形成性评价,对综合能力的评价则属于课程的终结性评价,为凸显能力的培养过程及结果,应综合运用形成性和终结性评价方法。形成性评价方面,可增加课堂测试、课外学习报告、半期考试等环节,并将选择、填空、判断等题型用于形成性评价,以在日常学习中强化基础知识的掌握。终结性评价方面,可主要采用期末卷面考试的方法,但应减少选择、填空、判断等题型比例,主要通过分析、综合、设计等题型,体现对综合能力的评价。基于这一思路,计算机科学与技术专业现行的课程评价方法与传统方法对比见表4、表5。

表4 计算机科学与技术专业14门课程评价方法比较

表5 期末卷面考试采用的题型比较

从表4可见,现行的5门课程采用了课堂(小)练习,比传统增加2门,且增加3门课外学习报告,增加3门半期卷面考试,形成性评价比例有所提高,传统的“一考定终身”模式有一定程度地改变。从表5可见,现行期末卷面考试中,4门课程采用了选择题,比传统减少6门,3门课程去掉了判断题,1门去掉了改错题,6门课程增加简答题,3门课程增加设计题,现行“基础知识”与“综合能力”课程门次比例为14:38,表明终结性评价环节大幅减少考核基础知识转而考核综合能力的趋势明显。实践表明,以能力为导向的课程目标,对传统评价方法产生了显著影响,各课程组普遍对原有课程评价方法进行了反思和重构,通过寻求多样化的评价方法,从能力的“形成”及“结果”两方面提升评价方法的合理性。

3 构建“毕业能力X—评价方法覆盖矩阵”

在设计评价方法时,由于各门课程仅针对本课程目标进行设计,课程评价方法之间通常没有形成互补,难以发挥多种评价方法组合的优势,对此,可构建“毕业能力X—评价方法覆盖矩阵”的方法。“覆盖矩阵”可用于全面展示各项毕业能力的评价体系,通过对“覆盖矩阵”进行研讨、梳理和优化,各课程的评价方法可形成合力,更好地支撑毕业能力的达成,如对毕业能力X,其支撑课程分别为C1、C2、C3、C4、C5,课程可采用的评价方法包括课外作业、小论文、中期卷面考试等,由此构建“毕业能力X—评价方法覆盖矩阵”见表6。

对毕业能力X,其5门支撑课程均安排了“课外学习报告”,课程C1还安排了“课外作业”,其余灰色区域表明该考核方法未被任何课程采用。实践中,“课外学习报告”多用于评价“素质能力”,如编写报告阐述对“环境与可持续发展的关系”“工程师职业规范”的理解等,是一种较为合理的能力评价方法。当大部分课程均安排“课外学习报告”时,各课程组应对报告内容进行沟通、梳理和整合,避免出现较多的报告内容交叉和重复。另外,从表6所示的“覆盖矩阵”看,毕业能力X的评价方法较为单一,可考虑增加课堂讨论、小组社会调研、小组设计科技小作品等评价环节,通过多种评价方法组合,支撑毕业能力X的达成。

表6 毕业能力X—评价方法覆盖矩阵示例

在各门课程设计了评价方法后,可对各项毕业能力构建表6所示的“覆盖矩阵”,以全面呈现专业课程的评价体系及其特点、分析评价体系中存在的问题。针对“覆盖矩阵”中存在的评价内容交叉、重复、评价方法单一等问题,应组织开展多课程组交流、研讨,邀请高等教育教学专家参与论证,对评价体系进行整合、优化,以使各门课程的评价方法形成合力,对毕业能力的达成形成强有力的支撑。

4 实践效果

重庆理工大学计算机科学与技术专业面向工程认证开展教育教学实践,提出课程评价方法的改革思路与举措,旨在以工程认证为抓手,提升专业课程的整体教学水平。近两年来,计算机科学与技术专业通过修订人才培养方案和课程大纲,对专业课程的评价方法进行了较大幅度调整,逐步构建了面向能力培养的、多课程协同的评价体系,取得了一定实效。

首先,课程的评价方法显著多元化,多门课程试点提高了形成性评价成绩比例,如程序设计基础课程的平时成绩比例从30%增加至45%;多门课程增加了课堂(小)测试等评价环节;课程的期末终结性考试更倾向于采用综合性、设计性题目,以评价学生的综合能力。其次,课程评价方法改革形成了新的学习导向,使学生从关注掌握知识点,逐步将学习目标转移到对自身能力的培养上。近两年来,该专业学生的就业趋势良好,重庆市地方IT用人企业普遍反映该专业毕业生“开发能力强”“综合素质高”,这与积极推进课程评价方法改革,提升人才培养质量密不可分。另外,该专业教师在课程评价方法改革过程中加深了对OBE理念的理解,为进一步深化专业课程改革奠定了良好基础。

5 结 语

本文的课程评价方法是以工程认证为抓手实施的教育教学改革举措,虽然在优化专业课程评价体系、支撑学生能力培养方面产生了一定实效,但是课程评价方法还与学生特点、课程教学内容特点等各因素密切相关,是动态变化的体系,需在教学实践中进行反复迭代和优化,才能适应不断变化的人才培养需求。下一步需要构建良好的评价反馈体系和保障机制,以推动课程评价方法改革方面展开进一步研究。