面向测绘工程专业认证的课程达成度软件设计与应用

吴汤婷， 卢立果

（东华理工大学测绘工程学院，南昌 330013）

0 引 言

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，是优化我国工程人才培养模式，加快与国际工程教育接轨，实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的有效途径，也是我国高等学校推进工程教育改革和“新工科”建设的重要举措［1-2］。2006年，教育部启动工程教育专业认证试点工作。2016年，我国正式加入了《华盛顿协议》，标志着我国工程教育质量在该协议成员间达到了实质等效［3-4］。工程教育专业认证遵循3个基本理念：以学生为中心、成果导向教育（Outcomes-based Education，OBE）和持续改进［5-7］。为构建以学生为中心的OBE人才培养体系，工程教育认证的核心工作是进行毕业要求达成度评价［8-10］。

为完善课程体系、优化师资队伍建设、提高人才培养质量，专业认证标准明确要求建立毕业要求达成情况评价机制，定期开展毕业要求达成情况评价［11-12］。课程教学目标达成度评价是毕业要求达成度评价的基础［13］，是衡量课程教学效果的重要环节，根据评价结果，对教学目标、教学方法和考核方式等采取有针对性的持续改进方案［14］。

2020年6月，中国工程教育专业认证协会正式公布了2019年工程教育专业认证结果（工认协【2020】15号），我校测绘工程专业通过第二轮认证。为评价毕业要求达成情况，要求与专业认证相关的课程均需计算课程达成度，但是目前我院测绘工程专业认证的课程达成度评价均采用Excel计算、成图和分析，存在计算工作量大和人为计算错误等问题。为摆脱繁琐的计算过程，让教师更好地聚焦于课程达成情况的评价分析和后续改进方案的设计，亟须开发一套课程达成度自动化处理软件来提高工作效率，为实施OBE提供技术支撑，更好地推进专业认证工作，进一步推行新工科教育理念。

1 软件设计

1.1 设计依据

课程目标达成度评价是对课程教学目标的全面考核，任课教师按照人才培养方案和课程教学大纲规定的课程目标、教学内容和考核方法等，对课程教学效果是否达到预期的教学目标进行合理性评价，进而反映该课程对其所支撑的毕业要求指标点的达成情况［15］。

因此，在计算课程达成度时，首先将课程教学内容分解为多个课程目标，每个课程目标分别支撑相应的毕业要求，课程目标和毕业要求可以是一对一，也可以是一对多的关系；然后针对各课程目标设计考试题型和内容，需要明确说明的是一个考试内容可能支撑多个课程目标；最后，根据学生考卷、平时成绩和实习成绩计算课程达成度，并根据达成度结果分析进行课程评价和后续改进［16］。其中，假设学生的课程目标分数为G1（换算为百分制的成绩）、平时成绩为G2和实习成绩为G3，3项成绩的权重分别为P1、P2和P3。则课程达成度为

由于每门课的课程大纲是根据培养计划，由教研室集体讨论制定，每4年修订一次，课程目标及支撑的毕业要求是相对固定的。因此只要学生的各项分数和课程目标对应的试题确定下来，即能完成达成度的计算。

1.2 软件设计流程

基于此，在.NET框架下使用C#语言在Visual Studio 2013平台上开发了课程达成度软件，软件设计流程如图1所示。

图1 课程达成度评价软件设计流程图

由图1可知，课程达成度评价首先需要导入课程分数文件和课程目标文件，然后进行参数设置，随后进行达成度计算，最后一键生成与采用Excel手动计算结果一致的文件（包含课程目标与考试内容对照表、课程目标达成度分析表、分项课程目标分析表、课程评价结论表和课程支撑毕业要求达成度评价表等5个工作表）。

1.3 软件主界面功能

课程达成度评价软件主界面设计如图2所示。其各项功能分别为：“导入目标文件”，此文件是课程目标文件，仅允许导入.txt格式文件；“导入分数文件”，此文件是学生分数信息文件，仅允许导入.xlsx格式文件；“课程”，输入要计算达成度的课程名称，默认为测量学；“阈值”，输入课程达成度的阈值，默认为0.6；“试卷成绩”，考试成绩在总成绩中所占比例，默认为6；“平时成绩”，平时考核成绩在总成绩中所占比例，默认为4；“实习成绩”，课间实验成绩在总成绩中所占比例，由于实习成绩通常算到平时成绩里，默认为0；“课程目标”，可以直接从“导入目标文件”导入，也可以在主界面里手动输入；“对应毕业要求”，操作同“课程目标”；“对应考试内容”，操作同“课程目标”。

图2 课程达成度评价软件主界面

1.4 导入文件的格式定义

为保证导入文件数据格式读取的方便，软件针对两个导入数据文件分别进行了格式定义。

1.4.1 目标文件格式定义

课程目标文件是文本文件。具体格式说明：第1行是课程目标1；第2行是课程目标1对应的毕业要求；第3行是课程目标1对应支撑的考试内容（试题序号和分数，比如第1大题第1小题3分，第2大题第3小题4分，写成1.1，3；2.3，4的形式），第4行是课程目标2；第5行是课程目标2对应的毕业要求；第6行是课程目标2对应支撑的考试内容；依次输入剩余的课程目标、毕业要求和考试内容。需要说明的是课程目标文件不允许有空行，如果一个课程目标对应多个毕业要求，也必须放在同一行。假定课程有n个课程目标，则目标文件格式为：

1.4.2 分数文件格式定义

学生分数文件是Excel文件。具体格式说明：工作表里须包含序号、学号、姓名、题号和平时成绩等列内容，如果课程有实习成绩则需在表中添加实习成绩一列。

需要说明的是本软件并不需要各列严格按照这个顺序排序，但必须保证列名命名为序号、学号、姓名、平时成绩和实验成绩，题号要严格和课程目标里的题号一致，比如第2大题第1小题在课程目标文件和学生分数文件均须表示为相同的题目序号，如2.1。具体格式示例参见表1。

表1 分数文件定义格式

2 软件应用

以2019级土地资源管理专业GNSS原理与应用课程为例，对编写的课程达成度评价软件进行性能测试，并对该班级课程目标达成情况进行评价分析。该课程是非测绘工程专业的地学相关专业的一门专业选修课程，具有较强的理论和实践特点，采用讲授、讨论、习题和实验等进行综合教学。课程考核由平时成绩和期终考核成绩两部分组成，分别占比为40%和60%。其中，平时成绩主要由考勤、互动、作业和实验报告4部分构成，每项占比依次为10%、20%、35%和35%；期终考核采用闭卷考试形式，主要考核学生对课程重要知识点和实习环节的理解与掌握情况，题型包括填空题、选择题、名词解释、简答题和论述题。

依据课程教学大纲和课程考核结果分别建立目标文件和分数文件，按照软件流程图1进行课程达成度解算，生成达成度评价文件。

表2所示为导出的GNSS原理与应用课程目标与考试内容对照表，从表中可以看到该课程有5个课程目标分别对应5个毕业要求，每个课程目标对应相应的试题及分数。

表3所示为导出的GNSS原理与应用课程目标达成度分析表。其中，课程目标达成度是根据全部学生各项课程目标的平均分，按照式（1）分别计算的达成度，从表中可见该课程的5个课程目标对应的达成值分别为0.82、0.81、0.90、090和0.84，满足达成度要求。

表3 课程目标达成度分析

表4所示为导出的GNSS原理与应用分项课程目标分析表，图3所示是针对5个课程目标软件绘制的分项课程目标达成度分布图。其中，分项课程目标达成度是根据每个学生各课程目标分数分别计算的达成度，结合图表能直观地反映出每个学生的课程目标达成情况。

表4 分项课程目标达成度分析

由表2～4和图3可以对课程达成情况得出以下两点结论：

图3 分项课程目标达成度分布图

表2 课程目标与考试内容对照表

（1）该课程共包括5个课程目标，对应5个毕业要求的2级指标点，按照相应的课程评价标准计算得出课程目标达成度最低分（对应课程目标2）为0.81，最高分（对应课程目标3）为0.90，课程的培养目标达成度（取最小）0.81，大于设置的阈值0.6，说明该课程的课程目标完全达成，整体上达到了预期的教学目标；

（2）尽管课程整体目标得以达成，但学生存在个体差异，通过分析课程目标1达成的个体差异发现，存在个别学生未能达成课程目标，说明学生对全球定位系统的产生、发展及前景，GNSS定位中所涉及的时间系统和坐标系统掌握程度不够，后续上课需要重点加强这块课程内容的设计，进一步浓缩课程重点难点，并综合应用“学习通”和“爱课程”等各种信息化平台加强教学管理、过程考核和课后辅导等，加强学生对知识点的理解。

3 结 语

通过分析课程达成度的计算特点，编写了一款课程达成度计算软件，该软件只需要导入指定格式的课程目标文件和分数文件，然后设置教学大纲规定的课程目标达成度判断阈值和课程权重（试卷成绩、平时成绩以及实验成绩的比例），即可完成计算并一键输出课程达成度文件。其中包含的各项评价分析表同采用Excel手动计算结果一致，但是采用软件大大减少了计算工作量，让教师完全摆脱繁琐的计算过程，更好地聚焦于课程达成度的评价分析与课程目标的持续改进，进一步提升教学质量。目前该软件已在本院推广使用，为积极推进专业认证工作的实施提供技术支撑。