工程教育认证背景下课程目标达成评价阈值计算方法研讨

吴安杰,武 艺,张志俊,刘振男,徐桂弘,何 立

(1.贵州理工学院土木工程学院,贵州 贵阳 550025;2.贵阳信息科技学院土木工程系,贵州 贵阳 550025)

0 引言

工科类高校将工程教育认证理念融入教学质量管理系统是我国高等教育改革的一项重大突破。自2016年6月我国正式加入国际工程教育《华盛顿协议》组织后,全国各工科类高校积极开展工程教育专业认证工作并踊跃申报,中国工程教育认证协会受理的专业数量呈快速增长趋势。通过统计,截至2021年12月,全国已有288个高校累计1 977个专业获批了工程教育专业认证。

工程教育认证经过多年发展在形式上已趋于完整和成熟,但在实操层面上尚有诸多需要完善的问题,如课程目标达成度的确定,即怎么量化目标达到预定效果,或达成的“标准量化值”或评价阈值(评价目标值)该如何选择和确定[1]。课程目标达成度评价会直接影响到毕业要求达成度评价直至培养目标达成评价,是工程教育专业认证工作考核的重要内容,也是校内进行课程教学工作持续改进的重要依据。

目前,课程目标达成度评价方式主要有定性[2-3]和定量[4-8]两类,多数采用定量评价方式。对于课程目标达成度评价目标值的计算,中国工程教育认证协会尚未给出统一标准和方法,以致各高校在实际设定评价目标值时缺乏依据,往往未通过深入研究仅凭经验或者“感觉”来进行设定,从而呈现形形色色、五花八门的结果,严重影响了评价结果的规范性和准确性。鉴于此,本文梳理了各评价目标值计算方法,结合案例分析,探讨了各方法的特点及有效性,给出了相关建议,以期对课程目标达成度评价提供参考和指导,助力课程教学质量提升。

1 课程目标达成度评价目标值(阈值)的计算方法

1.1 绩点分数法

绩点是评估学习成绩的一种方法,其计算方法为

绩点=分数/10-5

(1)

学分绩点计算方法为

学分绩点=学分×绩点=学分×(分数/10-5)

(2)

对于实行学分绩点制的高校主要通过平均学分绩点来评判学生学习质量,将其作为获得学位的重要考察指标。平均学分绩点根据每门课的成绩计算而得,等于各门课程学分绩点之和与所有课程总学分之比。

若某高校将平均绩点2.0或者1.5作为获得学位的条件,在工程教育专业认证时,将2.0绩点的70分或1.5绩点的65分作为课程目标或毕业要求达成度评价的“标准化量值”,即达成度取0.7或0.65作为评价阈值。如文献[2]和文献[5]将0.65作为课程目标和毕业要求达成评价阈值,文献[3]和文献[6-8]将0.7作为课程目标和毕业要求达成评价阈值。这种方法计算简单、操作方便,被目前大多数高校在工程教育专业认证工作中所采用。但需要指出:一门课程可以有1个或多个课程目标,课程目标支撑毕业要求指标点,是某一种或某方面或某一类能力的描述,而平均绩点是大学期间所有与学位挂钩的课程成绩的加权平均,在某种意义上反映的是一个学生多方面能力的综合平均特征,若用来指代学生某一方面能力(课程目标)的达成,显然有失偏颇,因此平均绩点法具有局限性。

1.2 总体正态分布法

假设学生的成绩总体符合正态分布X～N(μ,σ2),那么学生考核成绩分布的概率密度函数为

(3)

图1 成绩正态分布概率密度函数积分示意

(4)

由式(4)整理可得

μ0=60+kσ

(5)

其中k是一个与代表学生整体比例m有关的系数。两者关系如表1所示。

表1 设定的代表整体学生的比例所对应的k值

1.3 t 统计分布法[9]

假设学生成绩X～N(μ,σ2),X1,X2,…,Xn为简单随机样本,显然Xi～N(μ,σ2)。

由t分布的定义可知

(6)

(7)

tm表示分位数为m时有对应的t分布值。

t统计分布法在文献[9]中称为“基于总体渐进正态分布法”,由式(7)可知,当达成度采用样本平均值计算时,课程目标达成度评价结果会始终“不通过”。

2 案例分析

为了考查各方法的有效性,在此,从误差、课程目标达成度评价结果两个维度(角度)将前文所述的绩点分数法、总体正态分布法和t统计分布法进行对比分析。

2.1 误差比较分析

案例数据来源于贵州理工学院2016级“桥梁工程”课程考核成绩,考核班级有道桥161(53人)、道桥162(52人)、交通161(51人)、交通162(50人)和交通163(51人)。其中,道桥161和道桥162属于土木工程专业(道桥方向)(以下简称“道桥专业”),交通161、交通162和交通163属于交通工程专业(以下简称“交通专业”)。针对这两个专业的桥梁工程课程考核成绩,通过统计计算,道桥专业全体学生考核成绩总体期望值μ=76.2,将0.76作为课程目标达成度评价阈值的参考值,总体及格率为97%,将样本数据代表整体学生合格的比例m设定为97%;交通专业学生考核成绩总体期望值μ=79.9,将0.80作为课程目标达成度评价阈值的参考值,总体及格率为99%,将样本数据代表整体学生合格的比例m设定为99%。分别采用70分2.0绩点法、总体正态分布法和t统计分布法进行课程目标达成评价阈值计算,误差情况如表2所示。

表2 误差比较结果数据

由表2可知,总体正态分布法和t统计分布法的误差较小,道桥专业相比交通专业,总体正态分布法计算的评价阈值误差要小,说明道桥专业学生成绩相比交通专业学生成绩分布更接近正态分布。对于道桥专业和交通专业,绩点法的误差均较大,且为负值,当用于达成度评价时,可能会高估学生学习效果产出,产生误判的风险;t统计分布法的误差较小且随着样本数量的增加(交通班人数大于道桥班),误差将变小,这与t分布特点有关,即样本数量无限大时t分布趋近于正态分布,误差为正,评价结果可能偏于保守。

2.2 课程目标达成度评价比较

采用上述方法分别对2016级各班“桥梁工程”课程目标达成度的情况进行评价,达成度采用各班成绩的平均分的百分之一(保留2位小数),设定代表整体合格比例m=95%,评价阈值即目标值对于道桥班分别取总体期望0.76、绩点法0.70、总体正态分布法0.74和t统计分布法0.78;对于交通专业评价阈值分别取总体期望0.80、绩点法0.70、总体正态分布法0.70和t统计分布法0.81。各班成绩达成度不小于目标值即为达成,否则为未达成,达成记为√,未达成记为×。将2016级各班“桥梁工程”课程目标达成度评价进行对比分析,其结果如表3所示。

表3 误差比较结果数据

由表3可知,采用总体正态分布法、2.0绩点法和t统计分布法与以总体期望为目标的评价结果吻合性从高到低变化,总体正态分布法与以总体期望为目标的评价结果完全吻合,说明该方法有效性和准确性较好。当各班达成度采用成绩平均分的百分之一时,t统计分布法的评价结果均为“不通过”,失去了有效性。

3 结语

对课程目标达成评价阈值的几种常见计算方法进行对比分析可知,绩点法计算最为简单、操作方便,但绩点法在一定程度上反映的是学生多方面能力的综合平均特征,若用来指代学生某一方面能力(课程目标)的达成,存在不严谨性,当用于达成度评价时,可能会高估学生学习效果产出,产生误判的风险。

t统计分布法计算较为复杂,当达成度采用成绩平均分计算时,t统计分布法的评价结果均为“不通过”,失去有效性,需要另寻达成度计算方式,而不能采用平均分的方法。

总体正态分布法计算评价阈值尚不复杂,评价结果具有良好的有效性和正确性,与实际情况比较接近,工程教育专业认证课程目标达成度评价时,推荐采用此方法,代表学生整体合格的比例m建议取95%。