工程教育認證背景下課程目標達成評價閾值計算方法研討

吳安杰,武 藝,張志俊,劉振男,徐桂弘,何 立

(1.貴州理工學院土木工程學院,貴州 貴陽 550025;2.貴陽信息科技學院土木工程系,貴州 貴陽 550025)

0 引言

工科類高校將工程教育認證理念融入教學質量管理系統(tǒng)是我國高等教育改革的一項重大突破。自2016年6月我國正式加入國際工程教育《華盛頓協(xié)議》組織后,全國各工科類高校積極開展工程教育專業(yè)認證工作并踴躍申報,中國工程教育認證協(xié)會受理的專業(yè)數(shù)量呈快速增長趨勢。通過統(tǒng)計,截至2021年12月,全國已有288個高校累計1 977個專業(yè)獲批了工程教育專業(yè)認證。

工程教育認證經(jīng)過多年發(fā)展在形式上已趨于完整和成熟,但在實操層面上尚有諸多需要完善的問題,如課程目標達成度的確定,即怎么量化目標達到預定效果,或達成的“標準量化值”或評價閾值(評價目標值)該如何選擇和確定[1]。課程目標達成度評價會直接影響到畢業(yè)要求達成度評價直至培養(yǎng)目標達成評價,是工程教育專業(yè)認證工作考核的重要內(nèi)容,也是校內(nèi)進行課程教學工作持續(xù)改進的重要依據(jù)。

目前,課程目標達成度評價方式主要有定性[2-3]和定量[4-8]兩類,多數(shù)采用定量評價方式。對于課程目標達成度評價目標值的計算,中國工程教育認證協(xié)會尚未給出統(tǒng)一標準和方法,以致各高校在實際設定評價目標值時缺乏依據(jù),往往未通過深入研究僅憑經(jīng)驗或者“感覺”來進行設定,從而呈現(xiàn)形形色色、五花八門的結果,嚴重影響了評價結果的規(guī)范性和準確性。鑒于此,本文梳理了各評價目標值計算方法,結合案例分析,探討了各方法的特點及有效性,給出了相關建議,以期對課程目標達成度評價提供參考和指導,助力課程教學質量提升。

1 課程目標達成度評價目標值(閾值)的計算方法

1.1 績點分數(shù)法

績點是評估學習成績的一種方法,其計算方法為

績點=分數(shù)/10-5

(1)

學分績點計算方法為

學分績點=學分×績點=學分×(分數(shù)/10-5)

(2)

對于實行學分績點制的高校主要通過平均學分績點來評判學生學習質量,將其作為獲得學位的重要考察指標。平均學分績點根據(jù)每門課的成績計算而得,等于各門課程學分績點之和與所有課程總學分之比。

若某高校將平均績點2.0或者1.5作為獲得學位的條件,在工程教育專業(yè)認證時,將2.0績點的70分或1.5績點的65分作為課程目標或畢業(yè)要求達成度評價的“標準化量值”,即達成度取0.7或0.65作為評價閾值。如文獻[2]和文獻[5]將0.65作為課程目標和畢業(yè)要求達成評價閾值,文獻[3]和文獻[6-8]將0.7作為課程目標和畢業(yè)要求達成評價閾值。這種方法計算簡單、操作方便,被目前大多數(shù)高校在工程教育專業(yè)認證工作中所采用。但需要指出:一門課程可以有1個或多個課程目標,課程目標支撐畢業(yè)要求指標點,是某一種或某方面或某一類能力的描述,而平均績點是大學期間所有與學位掛鉤的課程成績的加權平均,在某種意義上反映的是一個學生多方面能力的綜合平均特征,若用來指代學生某一方面能力(課程目標)的達成,顯然有失偏頗,因此平均績點法具有局限性。

1.2 總體正態(tài)分布法

假設學生的成績總體符合正態(tài)分布X～N(μ,σ2),那么學生考核成績分布的概率密度函數(shù)為

(3)

圖1 成績正態(tài)分布概率密度函數(shù)積分示意

(4)

由式(4)整理可得

μ0=60+kσ

(5)

其中k是一個與代表學生整體比例m有關的系數(shù)。兩者關系如表1所示。

表1 設定的代表整體學生的比例所對應的k值

1.3 t 統(tǒng)計分布法[9]

假設學生成績X～N(μ,σ2),X1,X2,…,Xn為簡單隨機樣本,顯然Xi～N(μ,σ2)。

由t分布的定義可知

(6)

(7)

tm表示分位數(shù)為m時有對應的t分布值。

t統(tǒng)計分布法在文獻[9]中稱為“基于總體漸進正態(tài)分布法”,由式(7)可知,當達成度采用樣本平均值計算時,課程目標達成度評價結果會始終“不通過”。

2 案例分析

為了考查各方法的有效性,在此,從誤差、課程目標達成度評價結果兩個維度(角度)將前文所述的績點分數(shù)法、總體正態(tài)分布法和t統(tǒng)計分布法進行對比分析。

2.1 誤差比較分析

案例數(shù)據(jù)來源于貴州理工學院2016級“橋梁工程”課程考核成績,考核班級有道橋161(53人)、道橋162(52人)、交通161(51人)、交通162(50人)和交通163(51人)。其中,道橋161和道橋162屬于土木工程專業(yè)(道橋方向)(以下簡稱“道橋專業(yè)”),交通161、交通162和交通163屬于交通工程專業(yè)(以下簡稱“交通專業(yè)”)。針對這兩個專業(yè)的橋梁工程課程考核成績,通過統(tǒng)計計算,道橋專業(yè)全體學生考核成績總體期望值μ=76.2,將0.76作為課程目標達成度評價閾值的參考值,總體及格率為97%,將樣本數(shù)據(jù)代表整體學生合格的比例m設定為97%;交通專業(yè)學生考核成績總體期望值μ=79.9,將0.80作為課程目標達成度評價閾值的參考值,總體及格率為99%,將樣本數(shù)據(jù)代表整體學生合格的比例m設定為99%。分別采用70分2.0績點法、總體正態(tài)分布法和t統(tǒng)計分布法進行課程目標達成評價閾值計算,誤差情況如表2所示。

表2 誤差比較結果數(shù)據(jù)

由表2可知,總體正態(tài)分布法和t統(tǒng)計分布法的誤差較小,道橋專業(yè)相比交通專業(yè),總體正態(tài)分布法計算的評價閾值誤差要小,說明道橋專業(yè)學生成績相比交通專業(yè)學生成績分布更接近正態(tài)分布。對于道橋專業(yè)和交通專業(yè),績點法的誤差均較大,且為負值,當用于達成度評價時,可能會高估學生學習效果產(chǎn)出,產(chǎn)生誤判的風險;t統(tǒng)計分布法的誤差較小且隨著樣本數(shù)量的增加(交通班人數(shù)大于道橋班),誤差將變小,這與t分布特點有關,即樣本數(shù)量無限大時t分布趨近于正態(tài)分布,誤差為正,評價結果可能偏于保守。

2.2 課程目標達成度評價比較

采用上述方法分別對2016級各班“橋梁工程”課程目標達成度的情況進行評價,達成度采用各班成績的平均分的百分之一(保留2位小數(shù)),設定代表整體合格比例m=95%,評價閾值即目標值對于道橋班分別取總體期望0.76、績點法0.70、總體正態(tài)分布法0.74和t統(tǒng)計分布法0.78;對于交通專業(yè)評價閾值分別取總體期望0.80、績點法0.70、總體正態(tài)分布法0.70和t統(tǒng)計分布法0.81。各班成績達成度不小于目標值即為達成,否則為未達成,達成記為√,未達成記為×。將2016級各班“橋梁工程”課程目標達成度評價進行對比分析,其結果如表3所示。

表3 誤差比較結果數(shù)據(jù)

由表3可知,采用總體正態(tài)分布法、2.0績點法和t統(tǒng)計分布法與以總體期望為目標的評價結果吻合性從高到低變化,總體正態(tài)分布法與以總體期望為目標的評價結果完全吻合,說明該方法有效性和準確性較好。當各班達成度采用成績平均分的百分之一時,t統(tǒng)計分布法的評價結果均為“不通過”,失去了有效性。

3 結語

對課程目標達成評價閾值的幾種常見計算方法進行對比分析可知,績點法計算最為簡單、操作方便,但績點法在一定程度上反映的是學生多方面能力的綜合平均特征,若用來指代學生某一方面能力(課程目標)的達成,存在不嚴謹性,當用于達成度評價時,可能會高估學生學習效果產(chǎn)出,產(chǎn)生誤判的風險。

t統(tǒng)計分布法計算較為復雜,當達成度采用成績平均分計算時,t統(tǒng)計分布法的評價結果均為“不通過”,失去有效性,需要另尋達成度計算方式,而不能采用平均分的方法。

總體正態(tài)分布法計算評價閾值尚不復雜,評價結果具有良好的有效性和正確性,與實際情況比較接近,工程教育專業(yè)認證課程目標達成度評價時,推薦采用此方法,代表學生整體合格的比例m建議取95%。