工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下的“金課”建設(shè)
——以數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程為例

屠 菁

（合肥學(xué)院 大數(shù)據(jù)與人工智能學(xué)院，安徽 合肥 230601）

1 以工程教育專業(yè)認(rèn)證理念指導(dǎo)教學(xué)改革的意義

工程教育專業(yè)認(rèn)證是用來衡量所培養(yǎng)的畢業(yè)生是否達(dá)到專業(yè)制定的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的評(píng)價(jià)體系[1]。我國自2016 年6 月成為《華盛頓協(xié)議》正式成員后，逐步建立了國際實(shí)質(zhì)等效的工程教育專業(yè)認(rèn)證體系，提出的《中國工程教育認(rèn)證協(xié)會(huì)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》已逐漸成為我國各高校工程類專業(yè)建設(shè)的基準(zhǔn)[2-3]。“以學(xué)生為中心”“成果導(dǎo)向”“持續(xù)改進(jìn)”是工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念，其中一項(xiàng)重要的指標(biāo)即是學(xué)生畢業(yè)要求的達(dá)成情況[4]。

對(duì)于工程類學(xué)生來說，畢業(yè)要求是指他們畢業(yè)時(shí)及畢業(yè)后5 年內(nèi)支撐的工程專業(yè)和非工程專業(yè)（基本素質(zhì)）核心能力和競(jìng)爭(zhēng)力[5]。畢業(yè)要求根據(jù)工程知識(shí)、問題分析和設(shè)計(jì)開發(fā)解決方案等方面，細(xì)化為各個(gè)指標(biāo)點(diǎn)，并在教學(xué)課程中得以體現(xiàn)，教師和管理人員在教學(xué)階段結(jié)束后，設(shè)計(jì)并實(shí)施改進(jìn)的評(píng)價(jià)方法，評(píng)估持續(xù)畢業(yè)要求達(dá)成情況，發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中產(chǎn)生的問題，給出持續(xù)改進(jìn)的方案，促進(jìn)人才培養(yǎng)規(guī)格的不斷提高。由此可看出，工程教育理念在整個(gè)教育過程中起到了診斷、導(dǎo)向、改進(jìn)和管理等至關(guān)重要的作用，是“結(jié)果為導(dǎo)向”的教育目標(biāo)和“教學(xué)效果持續(xù)改進(jìn)”實(shí)現(xiàn)的重要保證。

2 “金課”的分類和標(biāo)準(zhǔn)

專業(yè)認(rèn)證對(duì)學(xué)科和專業(yè)建設(shè)提出了更高的要求，對(duì)專業(yè)而言，評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)最終落實(shí)到教學(xué)。自2018 年9 月以來，教育部陸續(xù)印發(fā)《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》《關(guān)于狠抓新時(shí)代全國高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議精神落實(shí)的通知》等通知，要求各高校全面梳理課程內(nèi)容。2018 年6 月，教育部部長陳寶生提出，要打造“有深度、有難度、有挑戰(zhàn)度的‘金課’”[6]?！敖鹫n”是高質(zhì)量課程的統(tǒng)稱。教育部高等教育司司長吳巖給出解讀，“金課”應(yīng)符合“兩性一度”，即高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度[7]。

如何才能打造“金課”？教師在教學(xué)過程的設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中，要注重課堂為核心，注重課堂內(nèi)外、課程始終等多個(gè)環(huán)節(jié)體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的理念，并在課程難度和深度上進(jìn)行加深和拓展。其中線上線下混合“金課”實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)教學(xué)中的課堂教學(xué)的線上學(xué)習(xí)，以及課后學(xué)習(xí)的縱向延伸。如何實(shí)現(xiàn)混合“金課”呢？需要教師在教學(xué)過程中把在線課程的優(yōu)勢(shì)與傳統(tǒng)課堂相結(jié)合，既要有線上教學(xué)的部分，又需要有線下教學(xué)的內(nèi)容，并且在教學(xué)過程、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)考核的設(shè)計(jì)、執(zhí)行等環(huán)節(jié)中充分體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，配合創(chuàng)新的教學(xué)方法，學(xué)生以小組的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)的分享或項(xiàng)目的展示。這一教學(xué)方式與工程專業(yè)認(rèn)證打造有能力的學(xué)生目標(biāo)不謀而合，不僅體現(xiàn)了課程革命，也體現(xiàn)了教與學(xué)過程的革新。

3 線上線下“金課”教學(xué)模式的設(shè)計(jì)和實(shí)施

以數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程為例，在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中可以以多種教學(xué)改革手段，如小班化教學(xué)、混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等，推進(jìn)智慧教學(xué)模式下“金課”若干教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施問題。

3.1 對(duì)應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，修訂課程目標(biāo)，重新設(shè)計(jì)教學(xué)流程，構(gòu)建線上線下教學(xué)安排

結(jié)合工程專業(yè)認(rèn)證培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，修訂課程目標(biāo)，具體如圖1 所示。

圖1 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系

對(duì)于各教學(xué)單元，根據(jù)教育目標(biāo)分類學(xué)中認(rèn)知領(lǐng)域?qū)哟蔚膭澐?，結(jié)合難易程度和歷年學(xué)生反饋，對(duì)各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析劃分。以課程中的“數(shù)據(jù)表和約束建立”為例，劃分結(jié)果具體見表1。

根據(jù)布盧姆的教育目標(biāo)分類學(xué)中對(duì)認(rèn)知領(lǐng)域的6 層劃分：認(rèn)知、理解、應(yīng)用、分析、綜合和評(píng)價(jià)[8]，線上教學(xué)側(cè)重認(rèn)知和理解，教師通過導(dǎo)學(xué)視頻、學(xué)生分組討論等方法進(jìn)行課前導(dǎo)學(xué)，學(xué)生能夠自主選擇學(xué)習(xí)策略，根據(jù)個(gè)人的時(shí)間和水平進(jìn)行學(xué)習(xí)，可多次重復(fù)觀看視頻，直至完全理解。課后教師通過線上平臺(tái)即時(shí)接收作業(yè)和測(cè)試的結(jié)果，并積極給予指導(dǎo)與反饋，促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。根據(jù)以上理念，本研究將課程內(nèi)容以混合式教學(xué)模式重新構(gòu)建，如圖2 所示，其中在教學(xué)活動(dòng)中虛線表示的活動(dòng)內(nèi)容一般在線上平臺(tái)進(jìn)行。

表1 “數(shù)據(jù)表和約束建立”知識(shí)點(diǎn)認(rèn)知領(lǐng)域?qū)哟蝿澐直砑敖虒W(xué)過程應(yīng)用階段

圖2 線上線下混合式教學(xué)模式構(gòu)建課程內(nèi)容

3.2 因課制宜選擇課堂教學(xué)方式方法，不斷提高線上線下教學(xué)質(zhì)量

如何實(shí)施以“學(xué)生為中心”的教學(xué)，是工程教育專業(yè)認(rèn)證落實(shí)到課程的關(guān)鍵問題。這就要求在教學(xué)過程中改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教師由知識(shí)的占有者、知識(shí)傳授者和課程執(zhí)行者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)設(shè)計(jì)組織者、學(xué)習(xí)引導(dǎo)促進(jìn)者和課程的開發(fā)創(chuàng)造者角色。在課堂教學(xué)過程中，積極探索創(chuàng)新教學(xué)法的應(yīng)用，根據(jù)2017 年度英國開放大學(xué)發(fā)布的“創(chuàng)新教學(xué)報(bào)告”中介紹的創(chuàng)新教學(xué)理論和實(shí)踐，可參考的十大創(chuàng)新教學(xué)法[9]見表2，根據(jù)本研究教學(xué)內(nèi)容，探索運(yùn)用學(xué)生主導(dǎo)的分析、基于內(nèi)部?jī)r(jià)值的學(xué)習(xí)、TBL 團(tuán)隊(duì)教學(xué)法、PBL 基于問題的學(xué)習(xí)法等，積極引導(dǎo)學(xué)生參與，通過研討、探究，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性。

通過教學(xué)過程中的摸索，可以采用學(xué)生串講、小組討論等方式，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考和發(fā)散性思維，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、分析和解決問題的能力，在問題的分析和解決過程中，通過提出問題—討論（分析問題）—解決問題—再提出問題的幾次迭代，加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用。在教學(xué)過程中結(jié)合線上教學(xué)平臺(tái)，如雨課堂、藍(lán)墨云班課、對(duì)分易、超星學(xué)習(xí)通等，改學(xué)生“舉手”為“舉手機(jī)”，實(shí)現(xiàn)老師與學(xué)生，學(xué)生與學(xué)生之間的全員互動(dòng)。具體實(shí)施流程如圖3 所示。

3.3 確定課程考核目標(biāo)，建立考核體系，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量保障和持續(xù)改進(jìn)

（1）貫徹以“學(xué)生為主體”“一個(gè)目標(biāo)、兩條主線、兩套循環(huán)”的本科教學(xué)質(zhì)量保障體系，即以持續(xù)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為目標(biāo)，以培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成、畢業(yè)要求達(dá)成為主線，貫徹學(xué)生中心、結(jié)果導(dǎo)向、關(guān)注過程以及持續(xù)改進(jìn)的保障理念，通過內(nèi)部循環(huán)和外部循環(huán)雙閉環(huán)持續(xù)改進(jìn)機(jī)制實(shí)現(xiàn)自評(píng)與他評(píng)。

表2 2017 年版“創(chuàng)新教學(xué)報(bào)告”發(fā)布的十大創(chuàng)新教學(xué)法

圖3 線上線下混合式教學(xué)的教學(xué)流程設(shè)計(jì)

建立有效的信息反饋機(jī)制、科學(xué)評(píng)估機(jī)制、課程改進(jìn)機(jī)制和教學(xué)獎(jiǎng)懲機(jī)制，學(xué)校制訂了“本科專業(yè)建設(shè)管理辦法”“課程建設(shè)管理辦法”等規(guī)章制度，校、系部建立保證教學(xué)質(zhì)量工作正常運(yùn)行的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)、管理機(jī)構(gòu)和工作機(jī)構(gòu)，明確機(jī)構(gòu)職責(zé)和保障主體，從而形成從教學(xué)評(píng)估、信息反饋到教學(xué)改進(jìn)的循環(huán)閉環(huán)。通過多種第三方評(píng)價(jià)方式，如畢業(yè)情況、畢業(yè)五年發(fā)展情況、畢業(yè)生滿意指標(biāo)、用人單位滿意指標(biāo)和社會(huì)評(píng)價(jià)等，動(dòng)態(tài)持續(xù)地評(píng)估畢業(yè)生的人才培養(yǎng)質(zhì)量，據(jù)以判斷培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度，學(xué)校特色和定位的符合度，社會(huì)期望的滿意度，以及專業(yè)目標(biāo)是否符合地區(qū)和行業(yè)的發(fā)展。

（2）確定課程考核目標(biāo)，建立和優(yōu)化課程考核體系，設(shè)定個(gè)性化考核方案。傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，課程考核存在若干問題，如課程考核目標(biāo)不明確，學(xué)生僅僅追求課程筆試的合格目標(biāo)，缺少了對(duì)實(shí)際應(yīng)用崗位技能的能力認(rèn)知；考核內(nèi)容不全面，以“數(shù)據(jù)庫課程”為例，大部分考核內(nèi)容集中在理論以及抽象的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)于過程考核也大多包含作業(yè)、平時(shí)成績(jī)、考勤等內(nèi)容，而忽略了學(xué)生應(yīng)用能力的考核，造成學(xué)生通過率高，但動(dòng)手能力弱的結(jié)果；考核方式脫離實(shí)際應(yīng)用，造成學(xué)生掌握的知識(shí)與實(shí)際崗位的應(yīng)用需求脫節(jié)，不利于后續(xù)能力的培養(yǎng)乃至專業(yè)素養(yǎng)的培育和養(yǎng)成。

根據(jù)以上問題，急需適應(yīng)專業(yè)崗位需求，改革課程考核體系、考核過程和內(nèi)容，根據(jù)本專業(yè)的培養(yǎng)定位：培養(yǎng)適應(yīng)創(chuàng)新型國家發(fā)展需要，具有基本的科學(xué)素養(yǎng)、扎實(shí)的工程實(shí)踐能力和國際化視野，能在信息技術(shù)領(lǐng)域，從事軟件分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試和管理工作的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。學(xué)生應(yīng)具有數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識(shí)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫編程和維護(hù)能力，未來從事軟件開發(fā)、軟件分析、軟件測(cè)試與維護(hù)、數(shù)據(jù)庫維護(hù)等崗位，雖然各崗位完成的任務(wù)和需要具備的知識(shí)和能力不同，但基本知識(shí)的要求相同，操作能力上各崗位各有側(cè)重。

針對(duì)崗位定位和能力要素，設(shè)計(jì)個(gè)性化考核方案，采用知識(shí)能力考核為基礎(chǔ)，崗位素質(zhì)能力考核為核心，結(jié)合行業(yè)發(fā)展和崗位最新需求，新技術(shù)新應(yīng)用考核為補(bǔ)充的“三階段”考核方式，在每個(gè)階段建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，既滿足傳統(tǒng)教學(xué)對(duì)理論素養(yǎng)考核的要求，符合課程群應(yīng)用能力相互支撐的需求，又體現(xiàn)了質(zhì)量保障外部循環(huán)持續(xù)改進(jìn)的外在動(dòng)力。

根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的能力要素，借鑒TOPCARES CDIO 標(biāo)準(zhǔn)，將評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分為三級(jí)能力標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每個(gè)學(xué)生的能力進(jìn)行考評(píng)，具體的實(shí)踐能力評(píng)價(jià)方案見表3。

（3）形成多角度的課程質(zhì)量監(jiān)測(cè)，多方位的過程考核評(píng)價(jià)體系，提升自主學(xué)習(xí)能力。從學(xué)校、教師和學(xué)生3 個(gè)不同的角度對(duì)課程教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行多元監(jiān)測(cè)，不僅表現(xiàn)為對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的直接評(píng)價(jià)，而且體現(xiàn)學(xué)生對(duì)教學(xué)過程的滿意程度，更加強(qiáng)調(diào)教學(xué)效果對(duì)學(xué)生發(fā)展的影響。學(xué)校層面貫徹“三段式”的教學(xué)檢查制度，對(duì)檢查出的問題給予反饋。教師層面根據(jù)“兩性一度”的要求，調(diào)整考核內(nèi)容和要求，從知識(shí)、能力、態(tài)度3 個(gè)層面對(duì)學(xué)生提出了新的要求，如圖4 所示。

針對(duì)以上考核要求，教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的總評(píng)價(jià)為：考核成績(jī)（100%）=期終筆試（50%）+過程考核（20%）+實(shí)驗(yàn)成績(jī)（20%）+筆記（10%），其中過程考核總分為20 分，具體劃分為測(cè)試總分10 分（課堂測(cè)試4 分，線上平臺(tái)評(píng)分6 分），數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)（論文+答辯）10 分。過程考核取3 項(xiàng)總分，即總分滿12 分為是否能參加期末考試的標(biāo)準(zhǔn)。

表3 數(shù)據(jù)庫模塊實(shí)踐能力三級(jí)指標(biāo)考核

圖4 三層次目標(biāo)的學(xué)生考核要求

其中線上評(píng)分主要由教師設(shè)定評(píng)價(jià)因素，平臺(tái)對(duì)學(xué)生實(shí)施動(dòng)態(tài)衡量。教師綜合學(xué)生線上學(xué)習(xí)情況，設(shè)定側(cè)重點(diǎn)篩選督導(dǎo)對(duì)象并建立督學(xué)行為，由平臺(tái)動(dòng)態(tài)向?qū)W生發(fā)送督學(xué)通知。通過線上平臺(tái)的支撐，逐步完善學(xué)生學(xué)習(xí)過程監(jiān)測(cè)、評(píng)估與反饋機(jī)制，幫助教師了解學(xué)生學(xué)習(xí)的總體和個(gè)性化情況，并給予單獨(dú)指導(dǎo)。線上教學(xué)效果如圖5、圖6 所示。

（4）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)采用大作業(yè)的方式，設(shè)計(jì)選題來源于崗位實(shí)踐，具體方向體現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化和持續(xù)改進(jìn)需求，由學(xué)生分組分階段設(shè)計(jì)完成。大作業(yè)的任務(wù)要求包含課程內(nèi)容的大部分，完成貫穿整個(gè)教學(xué)過程始終，教師分階段對(duì)學(xué)生給予指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，并能將課堂上的碎片化知識(shí)進(jìn)行整合和進(jìn)一步地融會(huì)貫通。

圖5 線上平臺(tái)對(duì)學(xué)生表現(xiàn)的動(dòng)態(tài)衡量

圖6 線上平臺(tái)督學(xué)計(jì)劃的建立和執(zhí)行

對(duì)于大作業(yè)考核，采用主體輻射多元化的評(píng)價(jià)方式，即教師對(duì)學(xué)生，個(gè)體對(duì)個(gè)體，小組對(duì)個(gè)體評(píng)價(jià)等多種方式。只有采用開放式的思維引導(dǎo)，從系統(tǒng)觀出發(fā)，立足“以學(xué)生為主體”的出發(fā)點(diǎn)來考慮課堂教學(xué)改革和評(píng)價(jià)體系的關(guān)系，才能實(shí)現(xiàn)課程的健康持續(xù)改革，教學(xué)質(zhì)量的長足提高，人才質(zhì)量的持續(xù)提升，也才能符合“金課”打造合格人才的標(biāo)準(zhǔn)。

課程質(zhì)量的評(píng)價(jià)不能是學(xué)?；蚪處煂?duì)學(xué)生的單項(xiàng)考查，也需要考慮學(xué)生對(duì)教學(xué)過程的滿意程度，從學(xué)生視角來看，教學(xué)效果評(píng)價(jià)主要包括學(xué)習(xí)興趣、自我效能和收獲評(píng)價(jià)3 個(gè)方面。學(xué)習(xí)興趣是指學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)活動(dòng)的興趣，自我效能是指學(xué)生對(duì)內(nèi)容把握程度的判斷，收獲評(píng)價(jià)是指學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)效果的自我評(píng)判[10]，從學(xué)習(xí)者視角，從學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)參與度、教學(xué)滿意度、知識(shí)獲取、能力發(fā)展和學(xué)業(yè)成績(jī)[11-13]等多維度采取對(duì)學(xué)生問卷調(diào)查等方式，考查學(xué)生對(duì)課程的滿意度和預(yù)期期望的達(dá)成度。

（5）課程達(dá)成情況的評(píng)價(jià)和持續(xù)改進(jìn)。對(duì)照工程認(rèn)證課程目標(biāo)的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)情況，對(duì)應(yīng)的指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度計(jì)算權(quán)重見表4，期末考試各試題分值及對(duì)應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)情況見表5。

對(duì)于期末考試，基于指標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)達(dá)成度計(jì)算采用方法Si=average/Z，即根據(jù)學(xué)生的平均分average和總分Z的比值，得到各分項(xiàng)的達(dá)成情況，再根據(jù)表4 和表5 計(jì)算出對(duì)應(yīng)各指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成分值。課題組根據(jù)達(dá)成度評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)照課程目標(biāo)和學(xué)生學(xué)情反饋，結(jié)合分值差異度結(jié)果，從指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成、教學(xué)效果和教學(xué)過程給出持續(xù)改進(jìn)意見。

表4 指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度計(jì)算權(quán)重

表5 期末考試各指標(biāo)點(diǎn)成績(jī)分配

4 結(jié) 語

從課程內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)流程構(gòu)建、考核體系建立等方面，進(jìn)行“金課”建設(shè)，分析實(shí)踐表明，工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下線上線下混合式“金課”教學(xué)模式不僅實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的多層次實(shí)現(xiàn)，幫助教師全程了解學(xué)生動(dòng)態(tài)、改進(jìn)教學(xué)進(jìn)程，同時(shí)能讓學(xué)生更好地參與到教學(xué)過程中，實(shí)現(xiàn)“以本為本”的教學(xué)目標(biāo)。

目前，學(xué)生教學(xué)過程的參與和評(píng)價(jià)對(duì)教學(xué)效果影響的重要性日漸凸顯，今后將著重于學(xué)生參與教學(xué)過程的方案設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)，教學(xué)行為數(shù)據(jù)的獲取、挖掘和分析，并充分考慮“以學(xué)生為本”，以及學(xué)生在教學(xué)過程中的全程反饋和評(píng)價(jià)，讓分析結(jié)果更具參考價(jià)值，真正實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容“拔一拔”，學(xué)生學(xué)習(xí)“跳一跳”。