操作系統(tǒng)課程目標(biāo)達(dá)成度評價分析與持續(xù)改進(jìn)方法研究

孫 強(qiáng)，張 巖，楊 柳，羅美淑

(牡丹江師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，黑龍江 牡丹江 157011)

自從中國2016年正式加入《華盛頓協(xié)議》之后，工程教育專業(yè)認(rèn)證便受到了中國高等學(xué)校的廣泛重視。工程教育專業(yè)認(rèn)證工作既是國內(nèi)各高校加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段，也將成為中國高等學(xué)校工程教育改革的必然趨勢。為了落實(shí)工程教育認(rèn)證的理念，順利通過工程教育專業(yè)認(rèn)證，計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)按照OBE(Outcomes-Based Education，基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式)的理念，積極有序地進(jìn)行專業(yè)自評自建[1]。

操作系統(tǒng)(Operating System)課程是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)必修基礎(chǔ)課程，該課程是一門理論性和實(shí)踐性兼?zhèn)涞恼n程，其特點(diǎn)是概念多且抽象，涉及面廣。通過對操作系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠系統(tǒng)全面地理解和掌握計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展過程、主要功能和實(shí)現(xiàn)的基本原理，對常用操作系統(tǒng)能夠進(jìn)行基本的操作使用，能夠根據(jù)工程實(shí)際需要設(shè)計(jì)和開發(fā)簡單的操作系統(tǒng)功能模塊，為學(xué)生在后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)中能夠開發(fā)或選用恰當(dāng)?shù)默F(xiàn)代工具、開發(fā)環(huán)境和技術(shù)，對復(fù)雜計(jì)算機(jī)工程問題進(jìn)行預(yù)測和模擬，并理解開發(fā)環(huán)境和工具的適用范圍和局限性，提供必要的知識和能力的支持。

本文以操作系統(tǒng)課程為案例，從專業(yè)授課教師的視角出發(fā)，探討在工程教育專業(yè)認(rèn)證過程中如何建立專業(yè)課程對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐，如何建立面向工程教育專業(yè)認(rèn)證的課程考核方式，如何通過課程考核顯現(xiàn)對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度的評價，如何實(shí)現(xiàn)達(dá)成度評價結(jié)果對課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)。

1 課程目標(biāo)對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐

根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證畢業(yè)要求12條通用標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)結(jié)合行業(yè)需求、學(xué)校定位、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和辦學(xué)特色，制定了適合本專業(yè)的12條具體畢業(yè)要求，并將每一個畢業(yè)要求分解成2到4個二級指標(biāo)點(diǎn)。操作系統(tǒng)課程同時支撐2-2、4-3、5-1和5-2共四個畢業(yè)要求二級指標(biāo)點(diǎn)[3]。操作系統(tǒng)的課程目標(biāo)與各指標(biāo)點(diǎn)之間的支撐關(guān)系和權(quán)重系數(shù)如表1所示。

表1 課程目標(biāo)和指標(biāo)點(diǎn)之間的支撐關(guān)系和權(quán)重

2 課程考核方式和達(dá)成度的計(jì)算與評價

通過合理有效的方式確定完成操作系統(tǒng)的課程目標(biāo)與各指標(biāo)點(diǎn)之間的支撐關(guān)系和權(quán)重系數(shù)之后，操作系統(tǒng)課程教學(xué)將按照課程目標(biāo)要求開展教學(xué)活動，同時需要針對各課程目標(biāo)制定合理有效的評價方法和機(jī)制。下面針對操作系統(tǒng)課程的教學(xué)實(shí)施過程，來介紹具體的考核方式、達(dá)成度的計(jì)算和評價過程。

2.1 課程設(shè)計(jì)

操作系統(tǒng)課程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，進(jìn)行課程開發(fā)與設(shè)計(jì)。按照人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求來確定課程的內(nèi)容、教學(xué)組織、教學(xué)方法和考核方式，注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力、溝通和協(xié)作精神、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作理念和團(tuán)隊(duì)合作精神。課程的設(shè)計(jì)思路為：

1)以課程目標(biāo)要求為統(tǒng)領(lǐng)，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)，開展教學(xué)活動；

2)突出產(chǎn)出導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)的理念，關(guān)注學(xué)生獲得感，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)閉環(huán)持續(xù)改進(jìn)；

3)教學(xué)過程以學(xué)生為主體，以老師為主導(dǎo)，注重培養(yǎng)學(xué)生解決計(jì)算機(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力；

4)針對課程目標(biāo)，制定合理有效的評價方法和機(jī)制，保證課程目標(biāo)達(dá)成的有效性和可測量性。

2.2 課程考核與成績評定方法

由于操作系統(tǒng)是一門理論性和實(shí)踐性兼?zhèn)涞恼n程，需要制定一套合理有效的評價方法和機(jī)制，有效地測量學(xué)生對該課程知識、能力和素質(zhì)的達(dá)成度。因此，該課程采用綜合考核方式：過程考核(含課堂考核、作業(yè)和月考)占比20%(20分)，實(shí)驗(yàn)考核占比20%(20分)，期末閉卷考試占比60%(60分)。在課程考核中，過程考核成績部分使用20分制，實(shí)驗(yàn)考核成績部分使用20分制，期末閉卷考試使用百分制，期末閉卷考試成績的60%折合記入總成績。

期末閉卷考試試題題型分為填空題、選擇題、判斷題、簡答題和應(yīng)用題。根據(jù)認(rèn)知規(guī)律，按照識記、理解、應(yīng)用三個層次進(jìn)行命題，在重視理論知識考查的同時，兼顧應(yīng)用能力的考查。填空題、名詞解釋、判斷題主要考查學(xué)生對基礎(chǔ)概念、基本理論的掌握狀況；簡答題從不同角度考查學(xué)生分析和應(yīng)用能力；應(yīng)用題主要考核學(xué)生利用操作系統(tǒng)原理和方法對實(shí)際問題的分析解決能力。各層次題目所占分?jǐn)?shù)比例大體上是：識記占30%，理解占30%，應(yīng)用占40%.命題覆蓋各章，既全面考核，又突出重點(diǎn)。

2.3 課程達(dá)成度的計(jì)算與評價

操作系統(tǒng)課程采用綜合成績分析法對課程達(dá)成度進(jìn)行評價和計(jì)算。將課程教學(xué)全過程收集到的月考試卷、課堂表現(xiàn)記錄、大作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、期末試卷、原始成績單等信息作為課程綜合考核的依據(jù)，應(yīng)用定量分析方法進(jìn)行具體的計(jì)算和評價[4]。各個畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)與課程考核數(shù)據(jù)收集和評價方式對應(yīng)關(guān)系如表2所示。

表2 畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)與課程考核數(shù)據(jù)收集和評價方式對應(yīng)關(guān)系

操作系統(tǒng)課程達(dá)成度由三部分的評價值構(gòu)成：過程考核評價值、實(shí)驗(yàn)考核評價值和期末考試評價值。根據(jù)每個指標(biāo)點(diǎn)的各部分考核占比規(guī)定，確定各部分考核的評價值。課程支撐的各指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度定量計(jì)算方法如表3所示[5,6]。

表3 課程支撐各指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度計(jì)算方法

本次隨機(jī)抽取計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2017級一個教學(xué)班(35人)的操作系統(tǒng)課程教學(xué)全過程考核采集的原始數(shù)據(jù)作為樣本。該班級操作系統(tǒng)課程過程考核和實(shí)驗(yàn)考核成績統(tǒng)計(jì)如表4所示，其中過程考核支撐所有四個指標(biāo)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)考核只支撐指標(biāo)點(diǎn)5-2.過程考核和實(shí)驗(yàn)考核對各指標(biāo)點(diǎn)的實(shí)際支撐平均值在表4最后一列中。

表4 過程考核和實(shí)驗(yàn)考核對各指標(biāo)點(diǎn)的支撐值

表5是數(shù)據(jù)樣本班級操作系統(tǒng)課程的期末考試試題各部分成績對各指標(biāo)點(diǎn)的對應(yīng)支撐關(guān)系。期末考試共計(jì)五道大題，題一和題二支撐指標(biāo)點(diǎn)2-2，分值為40分；題三和題四支撐指標(biāo)點(diǎn)4-3，試題分值為20分；題五支撐指標(biāo)點(diǎn)5-1，試題題目分值為40分。由表2可知，指標(biāo)點(diǎn)5-2由過程考核和實(shí)驗(yàn)考核來支撐，與期末考試無關(guān)。期末考試對各指標(biāo)點(diǎn)的實(shí)際支撐平均值在表5最后一列中。

表5 課程期末考試對各指標(biāo)點(diǎn)的支撐值

根據(jù)表2中各畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)采用的對應(yīng)考核方式、表4中過程考核和實(shí)驗(yàn)考核對各指標(biāo)點(diǎn)的支撐分值以及表5中課程期末考試對各指標(biāo)點(diǎn)的支撐分值，表6匯總各指標(biāo)點(diǎn)綜合考核總分值和各種考核方式所占分值和比例，以便于應(yīng)用表3的計(jì)算方法進(jìn)行課程支撐各指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度的計(jì)算。

表6 各指標(biāo)點(diǎn)考核總分值和各種考核方式的分值和占比

參照表3的指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度計(jì)算方法，應(yīng)用表4、表5和表6的數(shù)據(jù)，計(jì)算出操作系統(tǒng)課程支撐的四個指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度的評價值，計(jì)算所得結(jié)果如表7所示。各指標(biāo)點(diǎn)支撐值計(jì)算過程如下：

表7 課程對各指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度計(jì)算結(jié)果

S2-2=(16.68/20 * 45% + 28.23/40 * 55%)* 0.2 = 0.153

S4-3=(16.68/20 * 62% + 8.14/20 * 38%)* 0.2 = 0.134

S5-1=(16.68/20 * 45% + 28.43/40 * 55%)* 0.2 = 0.153

S5-2=(16.68/20 * 50% + 15.17/20 * 50%)* 0.4 = 0.319

假設(shè)各指標(biāo)點(diǎn)預(yù)期目標(biāo)達(dá)成度值為0.7，各指標(biāo)點(diǎn)理論達(dá)成度值為指標(biāo)點(diǎn)預(yù)期目標(biāo)達(dá)成度0.7與課程對指標(biāo)點(diǎn)支撐權(quán)重的乘積。按照上面的假設(shè)，計(jì)算出該課程各指標(biāo)點(diǎn)理論達(dá)成度值分別為0.140、0.140、0.140和0.280.之前得出本課程各指標(biāo)點(diǎn)實(shí)際達(dá)成度值分別為0.153、0.134、0.153和0.319，說明本課程指標(biāo)點(diǎn)2-2、5-1和5-2的實(shí)際達(dá)成度值均大于理論達(dá)成度值，因此三個指標(biāo)點(diǎn)都達(dá)標(biāo)了；而指標(biāo)點(diǎn)4-3的實(shí)際達(dá)成度值小于理論達(dá)成度值，因此指標(biāo)點(diǎn)4-3未達(dá)標(biāo)。

3 課程達(dá)成度分析及持續(xù)改進(jìn)

3.1 課程達(dá)成度分析

操作系統(tǒng)課程采用綜合成績分析法對課程達(dá)成度進(jìn)行評價和計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明指標(biāo)點(diǎn)2-2、5-1和5-2達(dá)標(biāo)了，指標(biāo)點(diǎn)4-3未達(dá)標(biāo)。計(jì)算結(jié)果說明本課程教學(xué)過程對指標(biāo)點(diǎn)4-3的支撐需要加強(qiáng)。同時，該課程的過程考核和實(shí)驗(yàn)考核平均成績過高，說明過程考核和實(shí)驗(yàn)考核難度不高，需要加強(qiáng)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增大過程考核和實(shí)驗(yàn)考核的難度、提高考核的挑戰(zhàn)度和區(qū)分度，能夠真實(shí)體現(xiàn)出學(xué)生對知識掌握和應(yīng)用的差別。

3.2 持續(xù)改進(jìn)思考和措施

通過對操作系統(tǒng)課程各指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度的計(jì)算和分析，需要采取如下改進(jìn)措施：

1)針對指標(biāo)點(diǎn)4-3未達(dá)標(biāo)問題，在教學(xué)過程中加強(qiáng)進(jìn)程控制、處理機(jī)管理、內(nèi)存管理和設(shè)備管理等內(nèi)容的教學(xué)和考核，使學(xué)生能夠熟練運(yùn)用操作系統(tǒng)原理、方法與技術(shù)分析問題和解決問題。讓學(xué)生具備一定的系統(tǒng)分析和開發(fā)能力，能夠進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，驗(yàn)證操作系統(tǒng)原理在實(shí)際操作系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)。

2)日常多關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，加強(qiáng)對學(xué)生專業(yè)理論學(xué)習(xí)的引導(dǎo)，加強(qiáng)基本概念、基礎(chǔ)知識的講解，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

3)通過平時考核及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整教學(xué)方式和方法，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程中的持續(xù)改進(jìn)。

4)把理論與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)更加緊密結(jié)合。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)相對其他課程更容易脫離理論教學(xué)，因此在教學(xué)過程中，應(yīng)該緊密圍繞課程的基本理論和概念開展實(shí)驗(yàn)。

5)注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，要從觀念上培養(yǎng)獨(dú)立思考問題、解決問題的能力。突出學(xué)生主體和教師主導(dǎo)的作用，注重培養(yǎng)學(xué)生解決計(jì)算機(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力。

4 結(jié)論

操作系統(tǒng)課程通過目標(biāo)達(dá)成度評價分析，能夠明確分析課程對畢業(yè)要求的達(dá)成情況，準(zhǔn)確掌握課程教學(xué)過程中學(xué)生對課程學(xué)習(xí)掌握情況。目標(biāo)達(dá)成度評價分析結(jié)果可以用來指導(dǎo)下一輪教學(xué)改進(jìn)，使課程逐漸形成了持續(xù)改進(jìn)的閉環(huán)機(jī)制。希望本文內(nèi)容能為相關(guān)高校和專業(yè)教師開展工程教育專業(yè)認(rèn)證與課程達(dá)成度評價提供參考和借鑒。