基于OBE理念的工程應用類課程目標達成度評價方法

賈惠芹 屈宸光 朱凱然 劉科滿

[摘 要]工程教育專業(yè)認證體系的核心問題是把以學生為中心、成果導向、持續(xù)改進這三大OBE理念落實到教學環(huán)節(jié)中。工程應用類課程教學主要是引導學生運用所學知識去解決相關領域中的復雜工程問題，但是對這類課程的評價一直沒有足夠有效的方法。該文首先按照OBE體系結(jié)構(gòu)，以虛擬儀器課程為例，分析了該課程要支撐的畢業(yè)要求指標點以及課程目標，最后以某屆學生虛擬儀器課程目標的達成情況為例，介紹了其評分方法及評價結(jié)果。研究結(jié)果表明，基于OBE理念的課程目標達成度評價可找出課堂教學中的問題，為持續(xù)改進提供依據(jù)，是提高教育教學質(zhì)量的有效途徑。

[關鍵詞]成果導向教育;課程目標達成度;評價方法;以學生為中心;持續(xù)改進

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）12-0046-04

成果導向教育（Outcome Based Education ，簡稱OBE）作為一種先進的教育理念，于1981年由Spady等人提出后很快得到了業(yè)界重視，并已成為美國、加拿大、英國等國家教育改革的主流理念[1-3]。2013年6月，我國被認定為《華盛頓協(xié)議》簽約成員，2015年成立了由工程教育相關機構(gòu)和個人組成的中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會。目前該組織由教育部主管，是中國科協(xié)的團體會員，主要負責我國工程教育專業(yè)認證工作的組織實施以及OBE理念的落實。OBE理念的三個核心要素中，首先強調(diào)人才培養(yǎng)體系的核心是以學生為中心，且面向全體學生，將學生作為首要服務對象;同時要求以成果為導向，將學生和用人單位對學?；?qū)I(yè)所提供服務的滿意度作為培養(yǎng)目標達成的主要判據(jù);最后要求各教學環(huán)節(jié)持續(xù)改進，如果在人才培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)了問題，要根據(jù)問題特征尋找改進環(huán)節(jié)和改進措施，促進人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升[1]。

課程體系是為培養(yǎng)人才所確立的目標并以此為依據(jù)所設計和組織的一系列教學活動，按照一定比例及邏輯順序排列組成的復雜系統(tǒng)[4-6]。課程作為課程體系中的一個基本元素，從工程教育專業(yè)認證的角度來看，目前多數(shù)課程缺乏課程目標達成評價與反饋機制。課程目標達成度是根據(jù)一定課程目標的期望水平給出的 ，它是以目標最小值為參考點 ，考量所達到的目標值與期望水平的百分比。根據(jù)各個課程目標來確定目標達成度 ，能夠方便決策者根據(jù)實際需要調(diào)整各個目標，也可采用某種方式將單目標達成度合成一個總目標達成度[7-8]。

工程應用類課程作為工科專業(yè)人才培養(yǎng)體系中的重要課程，承擔著培養(yǎng)學生工程能力的任務。如何分析這類課程的課程目標、如何評價這類課程的學習效果，是本文研究的重點。本文以虛擬儀器課程為例來分析這門課程支撐的畢業(yè)要求指標點以及由此得出的課程目標。本課程作為一門理論與實踐相結(jié)合的工程應用類課程，主要以學生能自主構(gòu)建自動測控系統(tǒng)為目標。學生學習完本課程后要具備測控系統(tǒng)集成能力并能制訂測控領域復雜工程問題的解決方案，能夠利用傳感器技術(shù)、儀器總線技術(shù)、數(shù)據(jù)采集設備、驅(qū)動程序設計方法和上位機軟件來構(gòu)建測控系統(tǒng)，為今后從事相關工程技術(shù)工作、科學研究以及開拓新技術(shù)領域打下堅實的基礎。本門課程作為測控技術(shù)與儀器專業(yè)的專業(yè)課程，承擔著引導學生制訂自動化測控方案的任務。

一、課程對畢業(yè)要求指標點支撐關系的設計

畢業(yè)要求必須在明確、公開、可衡量的原則下制訂，且必須能夠支撐培養(yǎng)目標的達成。按照“全部必修教學活動都應對畢業(yè)要求達成有所貢獻”這一原則，需要將12條畢業(yè)要求細化成更具體、易落實、可檢測的指標點。每個指標點由相對應的課程、課程設計和實踐環(huán)節(jié)支撐。工程應用類課程主要支撐學生解決復雜工程問題能力的養(yǎng)成。下文以虛擬儀器課程為例，主要分析其課程目標、支撐畢業(yè)要求指標點、課程目標的達成措施及其達成評價方法[9]。

（一）課程支撐的畢業(yè)要求指標點

本文所分析的虛擬儀器課程，其教學內(nèi)容包括基本的數(shù)據(jù)采集知識、測控數(shù)據(jù)傳輸方法、驅(qū)動程序設計方法以及相關軟件工具。其主要支撐以下4個畢業(yè)要求指標點。

1-4：具備專業(yè)基礎知識，并能夠應用于理解、分析和描述復雜工程問題。

2-2：基于石油及相關領域測控儀器的基本原理，通過文獻檢索分析、比較、總結(jié)現(xiàn)有方法的特點，判斷問題的合理性，獲得可行性結(jié)論。

5-1：能夠針對測控領域的復雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具。

5-2：能夠使用現(xiàn)代工具對測控領域的復雜工程問題進行預測與模擬，并能夠理解其局限性。

（二）課程目標設計

課程目標要以能支撐畢業(yè)要求指標點為前提。本文針對虛擬儀器課程支撐的上述畢業(yè)要求指標點設計了相應的課程目標，要求通過本課程的理論教學和上機訓練，能夠針對測控相關領域的復雜工程問題達到以下目標[10]。

目標1：具備信號采集、信號調(diào)理、虛擬儀器總線接口技術(shù)和信號處理的專業(yè)知識，并能用于理解、分析和描述測控相關領域的工程問題。

目標2：通過文獻檢索分析、比較、總結(jié)現(xiàn)有測控系統(tǒng)的優(yōu)缺點，并能應用于制訂測控系統(tǒng)方案。

目標3：理解虛擬儀器驅(qū)動程序的設計方法，并能解讀標準程控指令，具備測控系統(tǒng)設備驅(qū)動程序使用和開發(fā)的能力。

目標4：能使用現(xiàn)代工具（LabVIEW/CVI）實現(xiàn)測控領域內(nèi)的通用功能，具備圖像化軟件工具的基本開發(fā)能力。

目標5：能利用現(xiàn)代工具（LabVIEW/CVI）預測與模擬工程問題，并能夠理解其局限性，具備測控系統(tǒng)集成化軟件的開發(fā)能力。

（三）課程目標與指標點的支撐關系分析

虛擬儀器課程有5個課程目標用來支撐4個畢業(yè)要求指標點。其中課程目標1主要用于支撐畢業(yè)要求指標點1-4，讓學生能夠用相關知識理解、分析和描述工程復雜問題;課程目標2和課程目標3主要用于支撐畢業(yè)要求指標點2-2，讓學生能夠優(yōu)選測控領域的工程方案;課程目標4主要用來支撐畢業(yè)要求指標點5-1，要求學生能利用軟件工具實現(xiàn)測控領域的通用功能;課程目標5主要用來支撐畢業(yè)要求指標點5-2，要求學生能利用軟件工具實現(xiàn)對測控領域復雜工程問題的模擬、解釋與預測。

二、課程目標達成度評價設計

課程目標達成度評價是對課程各教學環(huán)節(jié)實施效果進行的質(zhì)量分析。各課程目標是通過不同的教學環(huán)節(jié)來實現(xiàn)的。各課程目標的評定包括平時教學環(huán)節(jié)成績和期末成績兩部分，其中平時教學環(huán)節(jié)成績包括作業(yè)、綜述報告和上機實驗等。根據(jù)平時成績中各環(huán)節(jié)的權(quán)值大小設置不同的分值，將教學環(huán)節(jié)的每一組成部分的分值分配到其支撐的課程目標中。對于每個課程目標，其平時教學環(huán)節(jié)成績和期末成績合計為100分。表1給出了虛擬儀器課程的課程目標與相應教學環(huán)節(jié)的關系及教學各環(huán)節(jié)的分值分配。表中各教學環(huán)節(jié)的內(nèi)容及其分值可根據(jù)課程特點進行調(diào)整。

（一）課程目標達成的評價方法

課程目標達成的評價一般包括形成性評價和總結(jié)性評價。形成性評價主要包括作業(yè)、上機單元測試等，主要用于評價教學過程中的階段性目標;總結(jié)性評價主要包括筆試、口試、上機考試和答辯等終結(jié)性考試[9]。

評價本門課程時，以全體學生達成課程目標為原則，每個課程目標的達成度采用式（1）進行計算。

式（1）中，在實際計算每個課程目標時，主要以表1中各個課程目標的教學環(huán)節(jié)為依據(jù)。

1.平時教學環(huán)節(jié)成績的評分標準

依據(jù)本門課程教學大綱，平時教學環(huán)節(jié)成績占35分，由綜述報告、作業(yè)和上機實驗組成，每部分的成績?yōu)槎啻卧u價成績的平均值。具體考核標準如表2所示。

（1）綜述報告

綜述報告主要考查學生的文獻檢索能力與文獻分析歸納能力。綜述報告質(zhì)量的評分標準如表3所示。

（2）作業(yè)

作業(yè)批改按照百分制給分，最后在課程目標達成分析時再統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為5分制。作業(yè)的考核點及其評分標準如表4所示。

（3）上機實驗

上機實驗支撐了本課程的課程目標4和課程目標5，課程目標4主要用于考查學生基本的圖形化編程能力，其評分標準包括上機測試項目和上機報告。上機實驗的評分內(nèi)容及其評分標準如表5所示。

課程目標5主要用于考查學生對程控設備的編程能力，在考核時需要提交軟件使用說明書并且進行軟件功能演示。其評分內(nèi)容及其評分標準如表6所示。

三、課程目標達成度評價實例與持續(xù)改進

圖1為本門課程5個課程目標的達成情況，圖2為課程目標的平均分值與標準差。

從圖1可以看出，課程目標3達成程度最低。從圖2可以看出，成績分散性較明顯，說明學生在驅(qū)動程序方面的知識基礎不夠扎實，這部分內(nèi)容分配課時較少且比較抽象，因此在分析實際工程問題時容易出現(xiàn)一定的偏差。其改進措施為增加課時，主要講解虛擬驅(qū)動程序的解讀實例，并加做課后作業(yè)。

從圖2可以看出，課程目標2分散性較明顯，說明學生的問題分析能力較弱，無法根據(jù)用戶需求選擇合適的總線接口構(gòu)建合適的測控系統(tǒng)。其改進措施為增加虛擬儀器在實際工程應用實例的講解，重點講解總線系統(tǒng)選擇與系統(tǒng)構(gòu)架間的比較。

四、課程對畢業(yè)要求指標點的支撐情況

西安石油大學2013級測控技術(shù)與儀器專業(yè)學生學習虛擬儀器課程后，最終課程目標的達成值和畢業(yè)要求指標點的達成結(jié)果如表7所示。在進行畢業(yè)要求綜合評價時，取支撐畢業(yè)要求指標點課程目標評價值中的最小值作為畢業(yè)要求指標點的達成值。從表7可以看出，本課程達到了所支撐畢業(yè)要求指標點的值。

五、結(jié)論

本文以虛擬儀器課程為例，分析了工程應用類課程支撐的畢業(yè)要求指標點、課程目標以及課程目標與畢業(yè)要求指標點之間的支撐關系，并重點分析了課程目標的評價方法。對學生的考評結(jié)果表明，基于課程目標達成的課程考核評價方法能找出課程教學中的問題，為相關工程應用類課程的教學效果評價提供了一種參考。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 李志義.解析工程教育專業(yè)認證的成果導向理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.

[2] 教育部高等教育教學評估中心.2018年工程教育專業(yè)認證受理專業(yè)培訓會會議資料[Z].2018.

[3] 段斌，李濤，曠怡，等.工程教育學習產(chǎn)出區(qū)塊鏈設計[J].計算機工程與科學，2018（S1）：103-108.

[4] 楊兆，付百學，李涵武，等.課程支撐畢業(yè)要求指標點達成度評價研究[J].黑龍江工程學院學報，2018（1）：62-67.

[5] 張國強，陳峻，王昊，等.工程教育認證背景下“交通控制與管理”課程達成度評價研究與實踐[J]. 東南大學學報（哲學社會科學版），2017（S2）：150-153.

[6] 顏兵兵，殷寶麟，郭士清.以目標與能力驅(qū)動為導向的課程構(gòu)建方法[J].內(nèi)蒙古師范大學學報（教育科學版），2017（3）：69-73.

[7] 姜大偉，劉立敏，孫才英.基于OBE理念的課程目標達成評價方法[J].黑龍江教育（高教研究與評估版），2018（10）：61-63.

[8] 蔣尚華，徐南榮.基于目標達成度和目標綜合度的交互式多目標決策方法[J].系統(tǒng)工程理論與實踐，1999（1）：9-14.

[9] 聶仁仕，陳雄. 論工程教育專業(yè)認證課程達成度評價體系之缺陷：以西南石油大學為例[J].西南石油大學學報（社會科學版），2017（1）：74-81.

[10] 晏涌，劉學君，亢勇，等.“電子工程設計”實踐教學評價體系的建立與實施[J].實驗技術(shù)與管理，2018（10）：166-169+180.

[責任編輯：龐丹丹]