基于OBE的软件工程课程目标达成度评价分析

李宗花

(淮阴师范学院计算机科学与技术学院，江苏 淮安 223300)

OBE教育模式“以学生为中心、成果为导向”，强调本科教学活动应该以学生的学习成果来展开并进行持续改进，是当前工程教育的主流模式，也是工科专业课程教学改革的重要方向[1-2]。当前，许多教学研究围绕OBE展开，这些研究主要集中在基于OBE的课程教学设计[3-4]，基于课程目标达成度分析[1][5]和毕业目标达成度分析[6-7]。可见OBE教学理念已经深入到本科教学中，探究OBE教学模式和评价方式成为我国高校工程教育改革的方向，成为深入推进相关课程教育教学改革的关键[3]。软件工程课程内容包括项目需求分析、项目管理、总体设计、详细设计、系统测试、系统维护和系统演化等内容，涵盖了软件开发和维护全软件生命周期的内容[8]。作为一门计算机相关专业的必修课程，对学生软件工程能力的培养起到重要的作用。因此，有必要对该课程的目标达成度进行分析，从而促进学生能力的培养。

1 课程目标

依据计算机科学与技术(嵌入式培养)专业人才培养计划的要求，本课程目标包括：(1)学生应掌握软件工程的基础理论和基本技能，掌握团队项目开发流程与工作内容，同时具备科学精神、文化自信、爱国精神、钻研精神、责任担当和技术操守；(2)学生应掌握软件项目管理的基本方法，分析软件项目管理中人员组织、项目规划和软件配置等基本问题，具有软件项目成本估计和项目计划的能力，并能熟练使用相关软件配置管理工具；(3)学生应掌握软件需求工程基础知识，使学生能运用相关知识，对软件项目需求进行获取与分析，并撰写软件需求相关文档，培养学生独立分析问题和解决问题能力，并能熟悉使用软件需求分析管理工具；(4)学生应掌握软件分析与设计基本方法，使学生具备根据软件需求对软件项目进行分析与设计的能力，熟练使用软件分析与设计工具，并具有撰写相关设计文档的能力；(5)学生应掌握软件测试的基本概念与方法，运用软件测试方法对软件进行分析并设计软件测试方案，熟练使用软件测试工具，具有对软件测试结果分析的能力；(6)学生应具备开展项目实践、探索软件工程领域新知识的能力，为今后工作打下良好的基础。

以OBE教育理念为指导，本课程目标与毕业要求对应关系如表1所示。

表1 课程目标与毕业要求对应关系

2 基于OBE的教学内容设计

软件工程课程的教学大纲由课程信息、课程目标、教学内容与预期学习成效、成绩评定及考核方式、课程建议教材及主要参考资料五大部分组成。根据OBE的教学理念，课程目标是课程教学的指南和导向，人才培养方案中的毕业要求对应课程的目标，课程目标对应课程的相关知识单元，而考核方式支撑课程目标。软件工程课程的教学总计48学时，其中理论教学32学时，实验教学16学时。其教学知识单元、教学方法、教学手段、学时分配与课程目标的支撑关系如表2所示。

表2 课程知识单元与课程目标之间的对应关系

3 课程考核方式设计

按照OBE的内涵，软件工程课程的考核需要涵盖知识、能力和素质三个方面的要求。软件工程课程的考核方式中，平时成绩和期末考试成绩体现学生的知识和能力，实验成绩体现学生的素质。因此，软件工程课程的成绩由平时成绩、实验成绩和期末考试成绩组成。如表3所示，平时成绩占10%，实验成绩占30%，期末闭卷考试成绩占60%。平时成绩以课堂讨论表现、平时作业(雨课堂小测试、课后作业等)组成；实验成绩以项目训练为目标，学生根据项目选题完成软件项目进度设计、需求建模、项目结构建模等设计内容；期末考试试卷包括选择题、判断题、简答题、分析计算题和设计题五大题型，其中选择题和简答题主要考查学生对软件工程课程基本概念的理解；判断分析题主要考查学生对软件需求评审、软件设计和软件测试的掌握；分析计算题主要考查学生对软件项目规划、需求验证和软件测试技术的掌握；而设计题则以软件项目概要描述为题，主要考查学生运用UML面向对象技术中的模型抽象技术，涉及需求模型、结构模型、行为模型和GUI用户界面模型等的设计。

表3 课程考核方式

4 课程目标达成度计算

以本校2017级计算机科学与技术(嵌入式培养)专业全体学生的《软件工程》课程为例，根据学生的考核结果，完成对相关毕业要求指标点达成度的评价值计算。软件工程课程的评价材料(主要是对学生的考核结果，包括试卷、作业、软件说明书、软件作品等)从以下三方面进行判定：

(1)考核内容是否完整支撑了对相应毕业要求指标点的考核(试题难度、分值、覆盖面等)。

(2)考核的形式是否合理(除了期末考试外，是否采用平时测试、软件项目分析与设计、项目答辩与演示的形式考核学生是否获取该条指标点所列能力)。

(3)结果判定是否严格或者是否太宽松(是否存在试卷很难，得分较低的现象和是否存在试卷很简单，得分非常高的现象)。

根据表1的内容，软件工程课程对应的毕业要求指标点有3.2、4.2、9.1和11.2，各指标点在本门课程中对应的教学目标、达成途径、评价依据和评价方式如表4所示。

针对每个指标点，计算所有学生期末考题的平均得分、平时成绩的平均得分和实验成绩的平均得分，按平时成绩占10%，实验成绩占30%，考试成绩占60%，得到该指标点学生的期末总评平均得分，再按达成度计算公式得出该指标点的达成度评价值。毕业要求指标点达成度的评价值计算方法为：

按照上述评价值计算方法，分别对3.2、4.2、9.1和11.2四个指标点的考核评价过程进行分析，2017级学生的软件工程课程对毕业要求指标点的评价过程如表5所示。

表5 软件工程课程对毕业要求指标点的评价值计算过程

按2.1节方法，选择连续两个学年的软件工程课程成绩数据，对各毕业要求指标点计算后，形成软件工程对毕业要求达成度评价表。其最终的评价值如表6所示。

表6 软件工程课程的毕业要求达成度评价

5 持续改进

本课程的教学团队通过定期记录学生的平时作业完成情况和上机实验作业的完成情况，以评估学生能力的取得程度。通过课堂讨论作业和课后测试作业，记录学生对软件工程的基本原理和方法的掌握能力。通过布置和收集上机实验作业，记录学生对相关建模方法、设计方法的运用能力，评估学生能力的达成度。通过对近两年学生课堂学习状态、实验大作业的完成情况以及考试试卷的分析，发现学生应用面向对象理论进行问题分析的能力较弱。因此，增加了实验作业的要求，鼓励学生参加各类和各层次计算机类专业竞赛，积极参加老师的课题，提高问题分析的能力。从期末总评比较结果看，虽然有2个指标2020年达成度较2019年略低，原因是2020年强调了需求分析能力和团队协作能力的重要性，考核要求增加，但学生的工程能力，特别是团队协作能力较2019年有所提高。除此之外，还需要利用学校的网络教学资源、文献资源、学院的实验室资源及学生创新项目的培育，组织和开展软件系统分析和设计能力的培训。

6 结束语

通过近10年的教学探索，软件工程课程的教学主要侧重于培养学生实践应用的基本能力，以及培养学生应用最新的软件工程技术和方法，完成实际项目的分析、设计和开发的能力。按照OBE教学理念中对知识、能力和素质的要求，构建了软件工程课程目标与毕业要求之间的对应关系，设计了本课程的教学内容，制定了考核方式，设计了达成度计算方式，并依据2019年和2020年计算机科学与技术(嵌入式培养)专业学生的软件工程课程成绩，计算本课程的教学目标达成度。计算结果显示，该达成度的计算方法不但使得任课教师清晰地了解学生的理论知识、实践分析和设计知识等内容的掌握情况，同时也为本课程及其他相似课程的持续改进提供了有效的数据支撑。