新工科學(xué)生核心能力分析和評價

謝玲 韋偉 房云 欒迪

（南京理工大學(xué)紫金學(xué)院，江蘇 南京 210046）

1 引言

在應(yīng)用型高校的轉(zhuǎn)型過程中，結(jié)合新工科人才培養(yǎng)的核心能力要求：個人效能、知識能力、學(xué)術(shù)能力、技術(shù)能力及社會能力制定人才培養(yǎng)方案。高等院校作為人才的最主要培養(yǎng)基地，不僅要教授學(xué)生專業(yè)和知識，從而培養(yǎng)知識能力、學(xué)術(shù)能力和技術(shù)能力，還要注意培養(yǎng)社會主義核心價值觀以及做人做事等個人效能和社會能力。而這點(diǎn)，恰好與課程思政的要求不謀而合，因此，對新工科專業(yè)教育體系進(jìn)行改革和重構(gòu)，才能滿足教育要強(qiáng)化思想理論教育和價值引領(lǐng)的需要。以南京理工大學(xué)紫金學(xué)院自動化專業(yè)為例，在培養(yǎng)方案制定時，從新工科工程教育改革創(chuàng)新出發(fā)，以學(xué)生能力培養(yǎng)為核心，以應(yīng)用型本科高校為載體，通過將課程思政與專業(yè)教育相結(jié)合，同向同行，協(xié)同發(fā)展。培養(yǎng)方案的效果如何需要行之有效的評價機(jī)制，針對上述五大能力，以學(xué)生發(fā)展為核心確定評價指標(biāo)，構(gòu)建相應(yīng)的評價體系，并將評價指標(biāo)落實(shí)到各門課程進(jìn)行細(xì)化，并將其分解為可衡量的指標(biāo)點(diǎn)，采用層次分析法構(gòu)建出核心能力的層次結(jié)構(gòu)[1,2]。

2 核心能力評價體系的構(gòu)建

將工程認(rèn)證要求和新工科人才核心素養(yǎng)對接，確定人才培養(yǎng)應(yīng)具有的知識目標(biāo)、能力達(dá)成和素質(zhì)養(yǎng)成目標(biāo)；同時，對培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化，形成本專業(yè)可衡量的畢業(yè)要求，如圖1。

圖1 畢業(yè)要求

根據(jù)畢業(yè)要求，各門課程在制定大綱時要充分考慮其教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的契合。整個評價體系包含三個一級指標(biāo)：解決工程問題知識技能、通用能力和責(zé)任規(guī)范。解決工程問題知識技能包含4個二級指標(biāo)：工程知識、問題分析、設(shè)計/開發(fā)解決方案、研究；通用能力包含4個二級指標(biāo)：使用現(xiàn)代工具、項目管理、終身學(xué)習(xí)能力、溝通；責(zé)任規(guī)范包含4個二級指標(biāo)：職業(yè)規(guī)范、個人和團(tuán)隊、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、工程與社會。每個二級指標(biāo)根據(jù)課程的具體情況設(shè)立多個三級指標(biāo)。

以自動化專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程——數(shù)字邏輯電路課程為例，給出評價指標(biāo)的具體細(xì)則(表1)，其中，課程的評價體系作為目標(biāo)層，一級指標(biāo)作為準(zhǔn)則層，二級指標(biāo)作為子準(zhǔn)則層。表中三級指標(biāo)是相應(yīng)的評判細(xì)則說明，是可以量化的最小指標(biāo)單位，其評判等級或分?jǐn)?shù)由課程教師設(shè)計制定。數(shù)據(jù)來源有兩個方向：一種是信息化教學(xué)平臺，比如線上教學(xué)用的慕課平臺（如中國大學(xué)mooc）、各種直播平臺（如釘釘、騰訊），另一種是專用的管理系統(tǒng)，如課程管理系統(tǒng)（藍(lán)墨云班課、對分易）、畢業(yè)設(shè)計管理系統(tǒng)（如知網(wǎng)、維普）、學(xué)生信息管理系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)等[3]。

表1 課程評價指標(biāo)細(xì)則

3 確定評價體系的權(quán)重

各個課程組可以參考行業(yè)和學(xué)校專家、調(diào)查問卷的結(jié)果，采用層次分析法確定各級指標(biāo)的判斷矩陣。

其中，一級指標(biāo)由學(xué)校采用德爾菲法認(rèn)定權(quán)重，校方邀請企業(yè)、行業(yè)、學(xué)校專家進(jìn)行評判，如認(rèn)為解決工程問題知識技能與通用能力同樣重要，比責(zé)任規(guī)范相對重要，則一級指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)可為[0.4，0.4，0.2]，要注意專家組的意見應(yīng)該是基本一致，其權(quán)重系數(shù)的離均差較?。欢壷笜?biāo)相對一級指標(biāo)的重要程度由相應(yīng)課程組認(rèn)定，以數(shù)字邏輯電路課程為例，其二級指標(biāo)的判斷矩陣分別為：

3.1 計算方式及步驟

層次分析法確定權(quán)重的計算方法有多種，可以用python或matlab計算矩陣的精確特征根和特征向量。為了方便推廣，我們建立excel計算模板，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，可以得到近似特征向量和特征根，便于教師使用。假設(shè)判斷矩陣為A（n*n），A中元素為aij,i=1,2…n，j=1,2…n?？梢酝ㄟ^以下兩種方法得到評價指標(biāo)權(quán)重和特征向量：

（3）對向量C進(jìn)行歸一化處理，得到特征向量W（即權(quán)重），其中

上述三步驟還可以用另一方法代替：

（2）將B中元素進(jìn)行歸一化處理，得到特征向量W（即權(quán)重），其中

通過上述兩種方式都可以計算出特征向量W（即權(quán)重）的近似值，接下來求特征向量W對應(yīng)的最大特征值λmax，即

由于實(shí)際評價中評價者只能對A進(jìn)行粗略判斷，這樣容易導(dǎo)致不一致的錯誤，為了防止邏輯錯誤，接下來需要進(jìn)行一致性檢驗。利用A的最大特征值λmax與n之差檢驗一致性，確定一致性指標(biāo)如下：

其中，CI為層次單排序一致性指標(biāo)，CR為一致性比率，RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)，其取值見表2。

表2 RI取值

判斷方式：若CR<0.1，則通過一致性檢驗，否則說明判斷矩陣偏離一致性，需要重新對判斷矩陣進(jìn)行調(diào)整，直到通過一致性判斷為止。

用上述方法獲得同一層次各要素之間的相對重要度（即各指標(biāo)的權(quán)重）后，就可以計算出底層指標(biāo)相對于總體目標(biāo)的綜合權(quán)重，得到層次權(quán)重總表，方便教師計算，并根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，便于持續(xù)改進(jìn)。

3.2 數(shù)字邏輯電路權(quán)重計算

根據(jù)上述計算方法，得到B1的特征向量為WB1=（0.2，0.33，0.33，0.14），CR=0.02<0.1；

B2的特征向量為WB2=（0.24，0.2，0.4，0.17），CR=0.07<0.1；

B3的特征向量為WB3=（0.24，0.46，0.16，0.14），CR=0.04<0.1；

最終得到層次權(quán)重總表(表3)：

表3 數(shù)字邏輯電路課程層次權(quán)重總表

從表中可以看出問題分析和設(shè)計/開發(fā)解決方案權(quán)重最大，教師在課程內(nèi)容設(shè)計和教學(xué)過程中，應(yīng)該注重這兩方面的能力培養(yǎng)，并且通過三級指標(biāo)落實(shí)具體施教方案和評分標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

文章以新工科學(xué)生核心能力培養(yǎng)為目標(biāo)，結(jié)合工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和課程思政要求，建立課程的評價體系，并以數(shù)字邏輯電路為例，將評價指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化，并將其分解為可衡量的指標(biāo)點(diǎn)，采用層次分析法構(gòu)建出核心能力的層次結(jié)構(gòu)。同時描述了一種易于推廣的權(quán)重計算方法，便于教師使用，為高校職能部門對學(xué)生核心能力評價提供有效的參考，具有一定的借鑒意義。