创新型导论课达成度评价方法探索.pdf

专业与课程建设2023年8 月刊MajorConstruction&Course Construction创新型导论课达成度评价方法探索潘峰12，吴振宇，纪阳1（1北京邮电大学信息与通信工程学院，北京10 0 8 7 6；2包头师范学院信息科学与技术学院，内蒙古包头0 140 3 0)【摘要】北京邮电大学的创新型导论课教学模式改革为帮助大一学生建立工程与专业认知提供了有益经验并取得了良好效果，但尚未见到适合于这类混合式教学模式的课程评价方法。因此，在工程教育专业认证评价框架下，以分阶段、过程性、面向学生认知能力发展特点的考核方式构建课程达成度评价体系，并针对同类课程在工程认证持续改进环节反馈周期较长的问题，利用授课过程中的各类反馈信息，在教学周期内即对教学方式进行及时调整，大大缩短了持续改进的周期。达成度计算结果显示，导论课有效地支撑了工程教育专业认证毕业要求指标点的相应指标。【关键词】导论课改革；课程达成度评价；持续改进【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】2 0 9 5-50 6 5（2 0 2 3）0 8-0 0 59-0 50引言许多国内高校在设计专业人才培养方案时，都会在大一阶段开设一门专业导论或学科导论类课程（以下统称“专业导论课”），旨在引导大学新生了解专业培养目标、专业发展状况和课程体系架构，并对专业涉及的基础知识、典型技术收稿日期：2 0 2 1-5-6作者简介：潘峰（19 8 4一），男，内蒙古包头人，博士，讲师，研究方向为教育数据挖掘、高等工程教育；吴振宇（19 8 6 一），男，湖北武汉人，博士，副教授，研究方向为工业物联网、大数据分析；纪阳（19 7 2 一），男，内蒙古呼和浩特人，博士，教授，研究方向为高等工程教育。基金项目：2 0 2 1年包头师范学院高水平研究成果培育项目“产学协作知识构建中学生个性化学习路径规划研究”（项目编号：BSYKJ2021-WYO4）。和具体应用等有全面的了解。专业导论课具有引导性、概括性和前沿性的特点，对于帮助学生掌握所学专业总体概貌、把握课程体系脉络、培养学习兴趣具有极其重要的意义。由于专业导论课的教学内容涉及的知识面广、内容多，在一门课程中对所授内容进行详细阐述存在一定困难，故专业导论课一般采用概要性介绍的方式对一些专业名词进行解释说明。但由于多数学生都是初次接触相关名词，并且后期跟进的专业课一般在大学三年级才陆续开设，即便学生学习了相关概念，其对于专业知识和专业体系的认知仍然模糊不清，对于需要从何处下手开展专业知识的学习仍会感到不知所措，因此专业导论课的实际教学影响比较有限 2。要想加深学生对专业的认识，就需要创设实验环境，使学生在实践训练中认知专业概念，在动手试错中加深对专业的理解 3。北京邮电大学信息与通信工程学院（以下简称“北邮信通59工业和信息化教育Industry and Information Technology Education院”）自2 0 15年起，以“信息与通信工程专业导论”（以下简称“导论课”）为试验田，开展了一系列教学改革。导论课一改以往“知识传递”型的授课模式，采用“课堂引导+线上自学”的混合式学习模式，将以往分布于信息、电子、计算机类专业中的各专业课程核心知识，以及物联网、云计算、移动互联网、人工智能等前沿领域的知识汇聚于一门课程之内，以实验为枢纽，通过“做中学”的方式来引导学生对工程和专业进行认知4。这门课取得了令人满意的教学效果。大一新生通过10 周的时间从零基础开始，过程中对专业基础知识体系与前沿的产业实践都有了一定程度的涉猎。尽管过程之中有一大堆迷惆和辛苦，但每一次突破的取得都让学生的信心和兴趣度得到提升。学生的专业视野逐渐开阔，创造力被显著激活，对工程创新进行了初步的体验，综合能力得到了充分的培养。迄今为止，北邮信通院5届约40 0 0名学生参与了导论课的学习，目前已有50 0 多名大一学生在进入大学后第一个学期完成的创新作品。课程的成功实施需要一套系统、科学的评价体系，以衡量课程落实人才培养目标、评价课程的人才培养质量。从文献调研结果来看，以往导论课的评价一般采用考试、提交报告等总结性评价方法 5，缺乏面向混合式教学的过程性评价方法。借助导论课参与工程教育专业认证的契机，导论课课程组详细梳理了课程评价体系和相应测评指标，在工程教育认证评价框架内构建了符合导论课特点的课程评价方法，不仅为所在专业的工程教育认证提供支撑，而且为混合学习模式下的课程过程性考核方法提供了可借鉴的经验1导论课达成度评价设计导论课的课程要求达成度评价秉承工程教育专业认证的“成果导向”“以学生为中心”“教育质量持续改进”的教育理念 6，其达成度评价的设计遵循现有的工程专业认证评价框架，具体可划分为支撑系设计、达成度评价实施、达成度602023年8 月刊检验、持续改进4个阶段，各阶段的工作保证了评价机制和教学活动的有效开展。1.1支撑关系设计工程教育专业认证的评价指标由12 条毕业要求组成，每条毕业要求又可分解为2 4个指标点，每个指标点由专业内3 5门课程支撑。具体到一门课程之内，又由各单元教学内容支撑若干指标点。明确教学内容与指标点之间的支撑关系，不仅关乎课程的直接评价，更为计算毕业要求达成度提供了计算基础。导论课的课程大纲中明确了其具体支撑的信息与通信工程专业毕业要求指标点中的6 项，分别为2.1、5.1、9.2、9.3、11.1和11.2。之后需要构建各单元教学内容与其所支撑毕业要求指标的对应关系，由2 8 项左右的课程内容支撑1个指标点，再根据每个支撑指标点在其课程体系中对毕业能力达成的贡献度赋予相应的权重。在构建每个指标点教学内容支撑体系和确定支撑权重时，应根据教学大纲、知识体系结构、课程内容特点等综合考虑确定，且所有指标点的支撑权重之和应为1。导论课所支撑的毕业要求指标点及对应权重如表1所示。表1课程所支撑的毕业要求指标点与本课程的教学内容对应关系序本课程所支撑的号毕业要求指标点开源硬件与Web编程人门基础及实验、1指标点2.12指标点5.13指标点9.24指标点9.35指标点11.16指标点11.21.2达成度评价实施导论课大量的知识内容和倡导自主学习的教学形式，会给从应试教育走出的大一新生带来一定的压力。为帮助学生快速适应导论课的教学模式，课程组根据学生的认知特点将课程教学内容权本课程教学内容重0.1计算机与微机人门基础及实验、电路入门/网络入门进阶及实验端到端复杂工程及实验、复杂工程创新与应用0.10.30.30.10.1专业与课程建设2023年8 月刊MajorConstruction&CourseConstruction划分为3 个不同的阶段，而不同阶段的教学活动，其侧重点及对学生能力达成的要求也不同。在第一阶段的基础级实验中，学生通过实验，需要完成工具认知、器材认知、技能认知和学科认知等基本认知，涉及电路、计算机和网络等学科。这一阶段侧重于关注学生是否能够完成基础实验的规定动作，并能够理解实验的基本原理。教学活动以“线上+线下”的形式同步进行。在第二阶段的进阶实验中，课程组会让学生接触到一个完整的端到端信息与通信系统，这个实验的复杂度相对较高，个人很难独立完成，需要团队成员各司其职才能实现系统的搭建。这一阶段是“从局部到整体的”过程，需要学生理解系统各组件之间联调联运的方法，并综合运用所学知识完成系统集成。其教学活动仍从线上线下同时展开，但要加强对学生动态的监控，及时了解并帮助学生解决在进阶过程中产生的困难和疑问。在第三阶段的复杂工程创新与应用中，学生需要基于对生活的观察自拟题目，以团队形式开发出创意作品原型，并将项目方案分享到火花空间，将作品代码分享到Github。这一阶段侧重于关注学生是否能够根据所学习到的实验举一反三，在具体方向上产生创新。这个阶段会为学生安排创客马拉松和新生作品展，这些活动能够激发学生的系统思维、创意思维和设计思维，对学生表达沟通能力和团队协作能力也有相当大的促进作用。导论课的授课形式与传统的课堂讲授型课程存在一定区别，课程总评时也不宜采用试卷或报告等终结性评价方法来考查学生的能力达成情况。因此，针对导论课的3 个教学阶段，分别设计了认知型考评、发展型考评、创新型考评的分段考评方法，从学生的知识认知、知识应用和创新能力3 个方面对学生的知识掌握和技能应用进行考核，并以此作为总评的评判依据。（1）认知型考评。针对开源硬件及编程、计算机及微机、电子电路和计算机网络4个单元的基础实验内容组织验收，学生以4人组成团队的方式在规定时间内完成实验的规定动作，其中规定实验在基础实验内容基础上进行了功能上的小幅改动，每个题目包括2 个考查点，4名学生分成2 组，分别解决一个考查点问题，每个考查点需要在对实验原理有一定认知的基础上，通过一定的协作才能顺利完成。（2）发展型考评。针对开源硬件及编程、计算机及微机、电子电路和计算机网络4个单元的进阶实验内容组织验收，学生以4人组成团队的方式在规定时间内完成相应单元进阶实验的规定动作和自选动作，进阶实验是在基础实验基础之上重点引导学生对相关单元知识开展应用实践而设置的，自选动作在规定动作基础上又增加了一些应用功能的组合，需要学生们在具体知识点上有一定的微创新和灵活应用的能力。（3）创新型考评。在基础实验和进阶实验的学习任务完成后，导论课分配了4周左右时间，用于学生开展复杂工程创新综合实验。学生需要在4周时间内，围绕实际生活中的切身需求，利用开源、开放资源完成端到端系统的应用创新，并最终完成作品原型的实现、线上展示及项目文档、原理代码、作品视频的开源共享。优秀学生作品会受邀参加线下的导论课作品展，在现场进行演示讲解，以促进交流分享。对创新实验的考评，侧重于考查学生在整体的创造力、团队的协作等综合能力方面的成长。最终考核按照A、B、C、D、E 等级，由教师给出等级分数，重点考量创意的新颖性/可行性、在开源基础上的创新增量、团队展示的效果、文档梳理的规范性与团队分工协作的合理性等指标。各阶段的考评成绩经过量化打分后，为毕业要求达成度分析提供计算依据。1.3达成度检验利用分阶段的课程考核方法所得到的分项成绩，再通过分项权重进行加权计算就可得到导论课的总评成绩。每个学生的总成绩由54%的平时实验成绩和46%的创新型考评成绩组成，其中平时实验成绩由各单元的基础实验和进阶实验成绩组成，由每个班级的任课教师独立验收评定；创新型考评由创新综合实验成绩决定，由课程组所有教师参与，随机分配作品进行评定。课程评分先通过百分制计算总成绩后自动根据等级规则转61工业和信息化教育Industry and Information Technology Education换为等级成绩。以导论课2 0 18 一2 0 19 学年第1学期课程实验成绩为例，学生总评成绩平均为8 2.7 7分，标准差8.9 0 分，等级分为良好。利用课程各教学环节的学生实际得分数，可以计算出课程所支撑指标点的课程支撑值，以此评价支撑指标点的达成情况。具体计算方法为某项指标点的课程支撑值-该指标点对应的各教学环节中所有样本学生的实际得分均值之和一各教学环节应得分总和。2023年8 月刊的作品质量甚至达到了高年级学生的水平。课程达成度为课程中所有指标点支撑值中的最小值。一般课程达成度大于0.6 5时表明支撑该指标点的所有课程目标是达成的。如果课程达成度小于0.6 5，则需要分析其中原因，进行课程综合评价和课程方面的持续改进。导论课所支撑的6项指标点支撑值最小为0.7 9，大于0.6 5的阈值，可以认为本课程达成了对专业毕业要求指标点2.1、5.1、9.2、9.3、11.1、11.2 的支撑，课程达成度良好。2达成度分析与评价导论课总评成绩中的54%由平时实验成绩构成。从基础实验和进阶实验的评测成绩来看 7,大部分学生都能够自主完成编程、微机、电路、网络和复杂端到端系统专业知识的认知和实践，能够利用开源管理软件、互联网问答社区和MOOC等现代化工具进行自学。部分学生能思考一些超出课程讲授的知识内容并开始尝试微创新。导论课总评成绩的46%由复杂工程创新综合实验成绩构成。从创新实验验收情况来看，大部分小组能够通过合理的分工协作，对创意进行需求的分析、系统的设计和利用开源开放API资源进行实验，最终通过作品展示较清晰地陈述自己作品的亮点和原理，同时通过拍摄视频、撰写开源文档等将自已的作品在在线平台上分享出来。这部分的得分率达到8 0%，说明学生对本课的知识和技能掌握得较好。得分率相对低一些的是开源硬件与Web编程基础实验、复杂工程基础实验及复杂工程创新综合实验 8。这说明新生刚学习编程时门槛较高，认知周期较长，需要进行更加细粒度的引导。而复杂工程实验涉及信息与通信系统端到端相关知识，对于系统观的认知和动手能力要求较高，也需要学生以团队方式协作学习才能完成，认知周期较长。创新部分由于涉及较为综合的自主学习、组织协调和探索能力，所以对大一新生要求较高，但是从得分率来看，仍然体现出绝大多数大一新生是有能力完成创新实验的，小部分团队623#持续改进持续改进是工程教育专业认证的落脚点，关乎专业建设效果的评判。分析现有文献的持续改进措施，一般是在授课结束后依照达成度评价反馈结果进行教学工作改进 9，其中存在改进周期较长、反馈效果相对滞后的问题。针对这种情况，课程组将“敏捷迭代”思想融入持续改进中，在课程开展过程中，一方面听取教学督导所反馈的课程评价信息，另一方面利用在线学习平台记录的学生学习行为数据和课程QQ群的学生聊天文本数据 8，对学生的动态学习过程进行分析，并将反馈意见和分析结果及时向课程组教师进行反馈，以帮助教师在授课过程中对教学方式进行针对性的调优，使课程本身保持着持续进化的状态，大大缩短了课程优化改进的周期。课程组从课程达成情况的客观分析结果和学生调查问卷的主观评价结果2 个角度出发，分析课程存在的问题，并将改进措施写进新的课程大纲，以达到工程教育专业认证的最终目标。4丝结语结合北邮“信息与通信工程专业导论”课程在支撑专业工程教育专业认证申报工作中的相关经验，介绍了混合学习模式下的课程考核方法，专业与课程建设2023年8 月刊MajorConstruction&Course Construction以分阶段、过程性、面向学生认知能力发展特点的考核方式构建课程达成度评价。通过课程达成度的计算和分析，验证了课程能够支撑工程认证毕业要求指标点，课程教学过程合理。同时，利用学生学习过程中的信息反馈，及时对课程进行改进和优化，有效地支撑了工程教育专业认证的持续改进目标。在工程认证毕业要求达成评价体系下，课程达成度评价实现了对课程学习和专业培养、学生最终能力达成情况的评价。课程评价是途径和手段，学生能力的获得才是最终的落脚点。以学生能力发展作为评估课程和专业培养的标尺，对于促进专业培养思路转变、促进专业建设向好发展具有重要意义。【参考文献】1 纪阳，吴振宇，尹长川.新生工程教育问题与引导方式创新 J.高等工程教育研究，2 0 18（4）：55-6 0.2欧红香，葛秀坤，邢志祥.毕业要求达成度评价体系探究：以安全工程专业认证为例.黑龙江教育（高教研究与评估），2 0 15（10）：4-5.（上接第41页）模式进行研究；通过引人企业实际设计项目有效提升学生的实际操作能力；搭建产教融合教育平台，校企双方更深层地制定设计课程内容；建立校企同步的评价机制，共同制定评价学生设计能力的标准，探索符合当前制造业设计能力提升所需要的产品设计人才培养模式。该人才培养模型尝试解决制造业设计能力提升需求与设计专业学生设计能力不足之间的矛盾，为企业输出合格的应用型产品设计人才，改善制造业短板领域设计能力不足的现状，进而提升制造业设计能力。【参考文献】1 杨希.三部门联合印发关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见 J.陕西教育（高教），2 0 15（12）：3 3-3 5.2连晓庆，吴全全，闫智勇.我国应用型高校产教融合的探索历程与路径优化 J.教育与职业，2 0 2 0(11):5-11.3纪阳，吴振宇，尹长川.适变能力、工程认知与敏捷教改.高等工程教育研究，2 0 18（6）：13 9-144.4纪阳，汪文俊，秦征，等.敏捷教改和产教学一体化学习共同体建设探索 J.工业和信息化教育，2 0 18(11):1-5.5 穆浩志，薛立军，徐艳，等基于工程教育专业认证的“工程制图”课程达成度评价研究与实践.模具工业，2 0 17，43（5）：7 1-7 7.6王红军.基于工程教育专业认证OBE理念的毕业要求达成度评价解析 J.教育现代化，2 0 17，4（49）：162-166.7潘峰，张颢译，纪阳，等.面向工程教育的在线自主学习分析研究 J.工业和信息化教育，2 0 2 1（8）：125-130.8纪阳，卢晓东，包卫东.实践创新型新生工程教育与学业危机应对 J.高等工程教育研究，2 0 2 3（1）：44-48.9王启立，梁静，段晨龙.工程教育和立德树人双重驱动下的高校教学体系持续改进 J.黑龙江教育（高教研究与评估），2 0 2 2（12）：14-16.3 工业和信息化部产业政策司.五问“制造业设计能力提升专项行动计划”.智能制造，2 0 2 0（3）：2 9-3 1.4祝帅，张萌秋.国家战略与中国设计产业发展.工业工程设计，2 0 19（1）：16-2 7.5 黄景容.论职业教育的主要矛盾 J.职业技术教育，2018,39（3 0）:3 8-41.6刘君.“互联网+”背景下应用型本科高校校企合作人才培养模式.实验技术与管理，2 0 17，3 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