量化公开评价教学模式探索

路纲 吴晓军 张玉梅 张立臣 张钰

[摘 要] 本科计算机专业课程，如人机交互、计算思维等，学科交叉明显，实践性强，对学习效果的考查缺乏公认的量化衡量标准。设计一种称为“量化公开评价（QOE）”的教学模式，探索解决此类课程学习效果的有效评价问题。通过开发评分示范软件，以人机交互课程为例，说明了如何以QOE为核心驱动教学。实践显示，QOE教学模式能显著增强学生的学习动机和实践能力。QOE教学模式也适用于其他具有类似特点的专业课程教学。

[关键词] 教学评价;本科课程;计算机专业;量化公开评价教学模式

[基金项目] 2018年度双带头人教师党支部书记工作室培育项目（SDTR201809）;2019年度特色金课和课程思政建设项目“计算思维，试卷自动评价系统的实现及应用研究”（19GGK-JG02）;2020年度本科课程建设和教学项目“教师教育课程知识体系建模”

[作者简介] 路 纲（1972—），男，陕西洋县人，博士，陕西师范大学计算机科学学院副教授，主要从事自然语言处理和网络拓扑结构研究;吴晓军（1971—），男，陕西凤翔人，博士，陕西师范大学科技处处长，教授（通信作者），主要从事人工智能和信息技术支撑研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）15-0034-05   [收稿日期] 2020-11-13

一、引言

计算机专业中有一类课程其特点是具有高度的工程实践性和学科交叉性，例如人机交互[1]（Human-Computer Interaction，HCI）、计算思维[2]等。以HCI为例，其内容涵盖计算机、心理学、艺术人文等多学科领域，教学内容具有明显的碎片化和多维度特征，学习效果的评判标准难以量化。传统的“课堂讲授+作业+考试”模式不完全适合这类课程的教学，主要存在以下问题。

1.不利于激发学习兴趣。学习兴趣是人探究事物、从事活动的心理倾向，它分为两个有先后依赖的层次[3]：外在感性兴趣（直觉感受、操作体验）→内在理性兴趣（因果、理论）。传统课堂往往从抽象的理论、原则出发开展教学，学生未能通过操作体验充分发展外在兴趣，这与学科知识发现的自然顺序相反，不利于学生向因果、理论等内在兴趣阶段跨越，其表现为兴趣缺乏足够的稳定性。

2.不利于保持和提升学习动机。动机是激发、维持并使行为指向特定目的的一种力量。按不同的标准，动机有短期、长期，内在、外在之分。传统教学模式中，一些交流探索和实践环节缺失或质量不足，使得学习动机未得到充分的提升和保持。作为产生外在动机的终结性考评，在传统教学中直到期末才出现，导致一部分学生临近考试才真正开始用功，这种临时抱佛脚的方法态度不仅是知识积累的大忌，也是优秀人格培养的大忌。动机与实践有着密切联系：心理学研究表明，富有挑战性的工作、认可、在团队中的参与程度、奖励等都会对学习动机产生促进作用，因此应创造条件和机会，使这些因素被充分利用。

3.不利于个性化学习和高效学习。传统教学模式的一个共性问题是假设学生具有同一水平层次的知识能力而开展教学，导致高水平学生收获小，低水平学生跟不上。虽然助教等辅助制度能改善这种状况，但更有效的方法是利用学生，尤其是优秀学生的激励和榜样带动作用，通过引入分组合作学习、奖励竞争机制，引导学生互助提升学习效率。心理学家班杜拉的社会学习理论认为，基于替代性强化机理，学习行为、态度、人格的形成，都可以通过对榜样的观察和模仿加以完成，并通过实践固化。传统教学面向群体，对个体学习的指导不充分、不对口，影响其学习效率。

4.不利于客观、公正、准确地评价学习效果，评价机制未发挥应有的教育作用。（1）传统的闭卷或开卷考试忽略了对（HCI）实践性的考查。在实际工作中，解决不了问题，记忆再多理论也无意义。（2）作业中存在的问题或错误往往有重要教育价值，但由于各自目标途径不同，没碰到该问题且未充分交流，将失去体会的机会。（3）学生未参与评价实施过程，评价结果受教师主观因素影响过多，不一定准确和公正。（4）评价过程缺少反馈交流，未充分发挥评价的教育作用。

相關工作方面，文献[4]将形成性评价（教学过程）与终结性评价（期末考试）相结合，提出了多元评价表，属于评价内容框架。文献[5]通过相关度分析提高翻转课堂中教师个性化辅导的有效性。文献[6]介绍了一种基于工程教育认证理念的教学效果评价指标体系，定量、定性地对课程教学进行评价，侧重于考试而非实践产出评价。

我们提出“评价量化公开”（Quantitative and Open Outcome-Evaluation Teaching Model，QOE）的教学模式，尝试从教学模式、教学内容和实践落实三方面对传统教学加以改进。

二、评价量化公开教学模式

评价量化公开模式结构如图1所示，其理念是评价驱动教育引导实践养成，措施包括：（1）以体现课程标准、涵盖HCI基本原理的软件项目任务承载教学过程。（2）通过分组合作学习、竞争奖励机制、任务内涵吸引等实践方式来促进学生间的有效互助学习，调动和保持学习的内外动机。（3）用教师开发的软件树立榜样，发挥教育引领作用，建立辅助支撑机制，保障学习的有效性。（4）基于产出导向OBE理念、依据课程标准设计评价量化指标体系，通过实施量化公开评价驱动探究式学习和交流反思，充分发挥评价的教育作用。（5）通过传统教学（包括实验）做技术储备和知识拓展。QOE模式结构主要模块含义如下。

1.课程内容标准。通常包含：内容标准（content standards）、表现标准（performance standards）和学习机会标准（opportunity to learn standards）。这种划分方法最早由美国政府于1994年在《2000目标：美国教育法案》中提出，本文只涉及内容标准。我们依据培养方案，参考《高等学校计算机科学与技术本科专业规范（软件工程方向）》[7]、IEEE及ACM联合制定的SEEK（Software Engineering Education Knowledge）体系，以及国内外著名大学的HCI课程内容，制定了HCI课程内容标准，表1作为示例显示了交互界面的部分内容点。

2.考评项目设计。考评题目要尽可能地容纳“课程内容标准”里的内容。我们选择的题目是“图像处理软件的交互界面”，采用统一题目有利于形成共同语言，促进交流。

3.课堂讲授及实验。（1）做知识技能准备;

（2）拓展知识，如增强现实交互等。

4.支撑机制。分组合作学习有利于培养团队精神，增强与人共事的能力，提供交流学习的机会。基于我们前期对近千学生数据的分析，采用熟人和知识结构互补型组队模式能进一步提升学习效果。依据敏捷开发原则提出了小组建设要求：（1）每个组都要订立一个团队契约（包括责任、标准等），组员签署;（2）团队每天召开会议讨论任务相关问题;（3）交流简短有效;（4）确立适合的阶段目标。组间引进竞争机制，给高质量、快速完成任务的团队奖励适当的分数;通过教师—研究生组成的助教小组，为学生提供必要的技术帮助。

5.量化评分表（教师）。为精确测量工作质量，我们提出了量化评分表的概念和方法。量化评分表可由专家制定，表中针对每个具体问题给出一个可行性解决方案和评价分数，以此作为参考对其他解决方案进行评价。这个表在学期初布置考评作业时就发给学生，要求学生提交项目作业时，也一并提交一份类似表格——自评分表。公开考评时，每个学生小组团队对自评分表的每一项提出证据。

6.实施流程。按时间顺序的量化公开评价教学模式实施流程，见图1。

三、考评实施

1.学生反馈。总体来说，学生认为考评将授课、实验、平时作业、评价、反思改进等环节融合形成了有机整体，从学期开始直到期末项目考评环环相扣。不少学生经常工作到深夜，还有学生试图与教师编写的软件一较高下;量化评分表的使用体现了按产出分配、依法施教的原则，激励严谨求实的科学精神和劳动创新意识，用学生的话形容就是“分分皆辛苦”。公开观摩、改进和评分有助于学生相互学习借鉴，锻炼了在公共场合的交流能力。

2.调查分析。采用匿名问卷调查方式收集反馈，结果见表3。表3列出了两届学生对比的调查结果。在首届HCI课程中，期末考评采用传统的提交课程论文方法。数据表明，应用QOE教学模式后，学生对课程的评价明显提高。

我们还将QOE模式应用到其他实践性强、学科交叉明显的课程中，如“Office可视化集成开发”“计算思维”，学生反馈结果显示，该教学模式产生了良好的教学效果（见图2）。

四、教学讨论

QOE教学模式能产生较好的教学效果，得益于以下一些方面。

1.以学生学习为中心获得抓手落实。在软件设计编码、观摩反思改进和评价等实践过程中，各类问题不断涌现及解决，看到界面越来越美观，功能越来越强大，学生会获得极大的精神满足，找到属于自我的力量，增强自信心和兴趣。从心理学角度来看，一件事擅长之后，就会越做越好、越好越做，形成正反馈良性循环。评分依据和过程都公开，要想获得好成绩，需要付出创新性的劳动，从而把知识传授、技能训练、价值观塑造巧妙地融入考评过程中。与此同时，评价量化公开教学模式还带来一些“额外”的益处，如：增强团队合作和竞争意识，锻炼沟通交流能力，培养了学生公平公正对待不同方式、方法和事物的精神等，将评价具有的导向、激励、矫正、自我认知等影响和作用在实践中落实，切实提升培养效果。

2.教师角色从单纯的知识供应者向优质高效的学习促进者转变。（1）通过课程标准的制定、考评项目开发等活动加深了教师对HCI的理解，提升了其课程建设能力和教育研究能力[8]。（2）高质量的考评软件帮助教师在学生中树立了威望和信誉，潜移默化地传递了有效学习经验;维果斯基的社会文化理论认为，有效的学习经验不是学习者与环境直接作用而获得的，必须由已具有这种经验的人给予指导。（3）公开考评锻炼了教师的判断能力、反应能力、评估能力、人际沟通能力和教学管理能力。（4）通过帮助辅导机制，关注把握学习过程细节，助学生高效地搭建通向未知知识的桥梁。

3.有利于培养创新素养。（1）完成考评项目需要学生主动探究问题答案，从而加深对知识的理解和运用，体会各学科知识之间的内在关联。

（2）帮助学生发展思维的灵活性[5]。解决方案不唯一，放弃了权威性，公开观摩考评能了解到不同的思路观点。（3）量化公开评价推迟、淡化了教师的评价，鼓励学生先进行独立且有质量的自评和他评，助其提升自信和提升判断力。这种判断能力在职后往往比知识技术本身更为重要，它是我们期待学生拥有而又难以直接传授的，只能通过实践、思考不断感悟。（4）公开考评锻炼了学生的思辨能力。学生要为自己的论据辩护、接受质疑，提出能抓住要害的问题——这些都属于创新要素。

五、结语

本文提出了一种新的教学模式——评价量化公开教学模式QOE，实践表明，该教学模式行之有效，QOE也可推广应用到其他具有学科交叉、实践性强等特点的课程教学中。

参考文献

[1]Jef Raskin.人本界面： 交互式系統设计[M].史元春，译. 北京：机械工业出版社，2011：65-165.

[2]Jeannette M. Wing. Computational Thinking[J]. Communication of the ACM， 2006，49（3）：33-35.

[3]胡卫平.科学思维培育学[M].北京：科学出版社，2004.

[4]宋安宁，罗宇新，赵丹丹，等.ESP课程信息化多元评价体系的构建[J]. 高教学刊，2020（22）：73-75.

[5]鲍宇，李希妍，赵玉钧，等.翻转课堂教学个性化改进方法及其实证研究[J]. 电化教育研究，2020（1）：107-114.

[6]刘爽，代启国，赵丹丹，等.基于工程认证教育理念的“软件工程”课程教学改革研究[J]. 大连民族大学学报，2020，22（3）：272-276.

[7]教育部高等學校软件工程专业教学指导分委员会.高等学校软件工程专业规范[S].北京：高等教育出版社，2011：1-80

[8]Punya Mishra，Matthew J Koehler. Technology Pedagogical Content Knowledge：A New Framework for Teacher Knowledge [J]. Teacher College Record，2006，108（6）：1017-1054.

Exploration of the Quantitative and Open Outcome-Evaluation Teaching Model： Taking the Course of Human-Computer Interaction as an Example

LU Gang1，2a， WU Xiao-jun1，2b， ZHANG Yu-mei1， ZHANG Li-chen1， ZHANG Yu1

（1.Key Laboratory of Modern Teaching Technology， Ministry of Education， Shaanxi Normal University， Xian， Shaanxi 710062， China; 2. a. School of Computer Science， b. Science and Technology Division， Shaanxi Normal University， Xian， Shaanxi 710119， China）

Abstract： Undergraduate professional courses of computer Major， such as Human-Computer Interaction and Computational Thinking， are highly interdisciplinary and practical， and lack recognized quantitative measurement criteria for the learning effectiveness. This paper designs a quantitative and open outcome-evaluation teaching model（QOE） to explore and solve the problem of effectiveness evaluation of the course learning effect. Through the development of scoring demonstration software， and taking Human-Computer Interaction course as an example， this paper explains how to take QOE as the core to drive teaching. The practice shows that the QOE teaching model can greatly increase students learning interest and practical ability. The QOE teaching model is also applicable to the teaching of other professional courses with similar characteristics.

Key words： teaching evaluation; undergraduate courses; computer major; quantitative and open outcome-evaluation teaching model