CDIO視角下課程能力考核的設(shè)計與實施

周海波 趙林

摘 ?要：課程考核是課程教學過程中的重要一環(huán)，既是對學習效果的綜合檢驗，也是驗證并持續(xù)改進教學效果的有效途徑。在CDIO工程人才培養(yǎng)的學習評價過程中，已經(jīng)從考核知識點向考核能力培養(yǎng)達成度方向轉(zhuǎn)變，本文以傳感器原理與應(yīng)用課程為例，從課程考核能力點及分值設(shè)定、具體能力培養(yǎng)達成度評測以及能力考核結(jié)果分析和反饋等方面探討了課程能力考核的設(shè)計與具體實施。從課程能力考核的分析結(jié)果來看，能力培養(yǎng)達成度分析效果清晰明了，為課程的可持續(xù)改進工作提供了支持。

關(guān)鍵詞：CDIO;課程考核;學習效果;能力培養(yǎng)達成度

中圖分類號：TP36 ? ? 文獻標識碼：A

Abstract：Course assessment is an important part of course teaching.It is not only a comprehensive testing of learning effect，but also an effective way to verify and continuously improve teaching effects.In the process of learning and evaluation of CDIO engineering talents training，the direction has changed from knowledge testing to achievement degree of ability cultivation.Taking the Sensor Principle and Application course as an example，this paper discusses design and implementation of course ability assessment from the following aspects：ability assessment points，value setting，assessment of specific ability achievement degree，the analysis and feedback of ability assessment results.The analysis of ability achievement degree is clear in respects of the analysis result of course ability assessment，which provides support for course continuous improvement.

Keywords：CDIO;course assessment;learning effect;achievement degree of ability cultivation

1 ? 引言（Introduction）

CDIO工程教育理念提出了系統(tǒng)的能力培養(yǎng)教學大綱，以能力培養(yǎng)為課程目標[1]。而目前傳統(tǒng)的考核方式主要是以平時表現(xiàn)和閉卷考試題目（或大作業(yè)）為主，一般說來，最終的考試成績優(yōu)劣仍然是知識認知程度的體現(xiàn)。傳統(tǒng)的考核方式的弊端：重理論、輕應(yīng)用、考核評價方法欠全面。往往得高分的同學并不具備運用理論知識去分析問題和解決問題的能力。CDIO模式的特色在于它創(chuàng)造了能夠深化學習技術(shù)基礎(chǔ)與實際能力的二元學習經(jīng)驗，以培養(yǎng)工程型、應(yīng)用型人才為目標。而考試的卷面成績不能凸顯實際功能推理和問題解決能力，只能說明階段性的理論知識能力。通過比較，傳統(tǒng)的課程考核方式與CDIO工程教育中的檢驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)達成相矛盾，因此，現(xiàn)有的考核模式有改進和提升的空間。

《傳感器原理與應(yīng)用》課程是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程，經(jīng)過專業(yè)調(diào)研與論證，該課程為了支撐所在專業(yè)的能力達成需要培養(yǎng)的能力包括：牢固的數(shù)學與物理理論基礎(chǔ)、計算機基礎(chǔ)知識、分析問題能力、具有概念化和抽象化能力、查閱印刷資料和電子文獻能力、設(shè)計實施過程能力以及硬、軟件集成能力。課程的考核設(shè)置包括形成性考核和終結(jié)性考核兩個部分。其中終結(jié)性考核采用三次大作業(yè)的形式開展。形成性考核從學生的實踐成績和課堂表現(xiàn)以及作業(yè)完成情況來考核，在測評過程中，將課程考核觀測點與本課程需要學生達成的能力有效地結(jié)合起來，學習效果關(guān)注的是除了知識認知以外的學生能力成長與改變。通過學習效果對能力達成情況的分析，階段性的總結(jié)和反饋，學生可以在學習過程中了解自己哪些能力有欠缺，教師也可以宏觀掌控哪些能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)存在提升空間。在學期末也可以通過數(shù)據(jù)分析總結(jié)經(jīng)驗并尋找不足，為持續(xù)改進教學提供有力支持。

2 ? 研究方法與工具（Research methods and tools）

2.1 ? 研究方法

CDIO事先對預(yù)期學習效果進行了清晰的表述，并將其整合到課程中。不同類別的學習效果要求不同的評價方法來保證評價數(shù)據(jù)的可靠與有效[2]。CDIO非常強調(diào)評價方法與學習效果的一致性[3]，基于此，課程組老師討論并制定該課程的能力點考核分值分配標準，給出了不同類型的學習效果與不同評價方法之間的匹配[4]。以《傳感器原理與應(yīng)用》課程為例，該課程的能力點考核分值分配標準如表1所示。從表1中可以看到，學生的課堂表現(xiàn)（主要通過回答問題考核）和作業(yè)能夠評估學生對基礎(chǔ)知識的掌握。表1中的UP代表單元項目，單元項目（內(nèi)容涵蓋了溫度傳感器、磁傳感器、光傳感器、氣敏傳感器等各類傳感器的數(shù)據(jù)采集與處理）可以評估學生的分析能力、解決問題能力，以及項目具體實施的能力。大作業(yè)（內(nèi)容涵蓋了DS18B20溫度傳感器的數(shù)據(jù)采集并發(fā)送、編程實現(xiàn)傳感器與電腦串口間的通信以及基于Z-Stack協(xié)議棧實現(xiàn)路由節(jié)點傳感器的采集并與PC機通信）能夠比較全面地評估到學生的綜合能力。

從表1的標準中可見，課程的考核已經(jīng)從知識點的考核轉(zhuǎn)向了課程能力達成情況的考核。為該課程在專業(yè)培養(yǎng)方案中的能力支撐情況提供了直觀的分析。

2.2 ? 研究工具

教師需要根據(jù)表1標準進行分數(shù)記錄，并及時反饋所有同學的得分情況。授課過程中教師發(fā)現(xiàn)采用紙版的教學手冊記錄和統(tǒng)計學生能力分數(shù)的過程非常煩瑣而且工作量大，且容易出錯?；谝陨峡紤]，本部門的教師還自主設(shè)計開發(fā)了一套輔助完成能力分析的軟件[5]。該軟件可以方便地得到參與能力考核的每名同學能力達成情況的分析結(jié)果。為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和改進工作提供了支持。該軟件的主要功能運行界面如圖1—圖3所示。

能力達成度分析軟件需要教師提供課程的能力點考核分值分配標準（Excel文件形式錄入），將該標準錄入軟件，然后錄入學生名單及教師記錄成績（Excel文件形式錄入），軟件就可以計算全班同學每項能力的平均達成度以及每個學生的個性能力達成度。有了軟件的支持，計算過程既節(jié)省了時間也提高了準確性。

3 ? 研究數(shù)據(jù)分析（Research data analysis）

以《傳感器原理與應(yīng)用》課程為例，使用能力達成度分析軟件可以計算得到該課程各項能力的最終達成情況，該課程考核的各項能力達成度如表2和圖4所示。通過對《傳感器原理與應(yīng)用》課程的能力達成情況的分析，可見能力達成度百分比為100%的能力考察點，屬于學生基本的技能點，通過教師的明確講解和具體要求，學生都能夠完成。能力達成度百分比高于80%的能力考察點，體現(xiàn)了學生對于小規(guī)模項目及其涉及的其他課程基礎(chǔ)知識掌握較好。能力達成度百分比在60%左右的能力考察點，表明了學生對于新接觸的和大規(guī)模的項目全局的掌握一般，對問題的深入研究較少。那么在下一輪的教學中就可以有針對性地對能力達成度較低的考察點進行重點關(guān)注，教師經(jīng)過研討并采取有效措施使之提升。

使用能力達成度分析軟件也可以實現(xiàn)導出班級每名同學的各項能力達成情況分析，在《傳感器原理與應(yīng)用》課程中共66名學生參與考核，表3是班級中某位同學的能力達成情況分析。每名學生都可以收到能力達成反饋，可以對自己的能力考核達成情況進行反思和改進。

4 ? 結(jié)論（Conclusion）

CDIO不僅是一個可直接參考利用的教育模式，而且包含著一個動態(tài)教育革新的過程。它要求持續(xù)地通過評價決定做什么，不做什么，如何改善，如何形成規(guī)范。CDIO評估過程評價學生個體的學習、教師的教學和CDIO實施的整體效果。

《傳感器原理與應(yīng)用》課程考核能力的設(shè)計與實施的過程可以總結(jié)為四個主要階段的循環(huán)。

（1）設(shè)定評價學習效果的具體要求，這里制定了能力點考核分值分配標準。

（2）使用評估方法對教學過程進行能力評定，這里要求教師對各個能力考核點進行數(shù)據(jù)收集。

（3）使用軟件協(xié)助教師進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。

（4）使用評價效果改進下一輪的教與學。學習效果評價的四個階段如圖5所示。

參考文獻（References）

[1] 鄭浩，馬麗，喬榮寧，等.CDIO工程思想在操作系統(tǒng)課程中的應(yīng)用研究[J].計算機教學與教育信息化，2018，14（12）：89-91.

[2] 張和平.COIO學習評價對教師的教育啟示[J].教師教育論壇，2014（27）：11-15.

[3] 郭曉娟，左遠志.基于CDIO模式的《傳熱學》課程考核方法改革研究[J].東莞理工學院學報，2013（20）：103-105.

[4]喻丹，楊頡.工科專業(yè)本科生學習效果分析——以S大學機械工程專業(yè)為例[J].復(fù)旦教育論壇，2014（12）：54-58.

[5] 趙楠楠，歐陽鑫玉，魏東，等.基于CDIO模式的計算機仿真教學[J].教育教學改革，2019（1）：20-23.

作者簡介：

周海波（1978-），女，碩士，副教授.研究領(lǐng)域：嵌入式系統(tǒng)，Web應(yīng)用開發(fā).

趙 ?林（1978-），男，博士，副教授.研究領(lǐng)域：多傳感器信息識別.