面向測繪工程專業(yè)認(rèn)證的課程達(dá)成度軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)用

吳湯婷， 盧立果

（東華理工大學(xué)測繪工程學(xué)院，南昌 330013）

0 引 言

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，是優(yōu)化我國工程人才培養(yǎng)模式，加快與國際工程教育接軌，實(shí)現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的有效途徑，也是我國高等學(xué)校推進(jìn)工程教育改革和“新工科”建設(shè)的重要舉措［1-2］。2006年，教育部啟動工程教育專業(yè)認(rèn)證試點(diǎn)工作。2016年，我國正式加入了《華盛頓協(xié)議》，標(biāo)志著我國工程教育質(zhì)量在該協(xié)議成員間達(dá)到了實(shí)質(zhì)等效［3-4］。工程教育專業(yè)認(rèn)證遵循3個(gè)基本理念：以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向教育（Outcomes-based Education，OBE）和持續(xù)改進(jìn)［5-7］。為構(gòu)建以學(xué)生為中心的OBE人才培養(yǎng)體系，工程教育認(rèn)證的核心工作是進(jìn)行畢業(yè)要求達(dá)成度評價(jià)［8-10］。

為完善課程體系、優(yōu)化師資隊(duì)伍建設(shè)、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)明確要求建立畢業(yè)要求達(dá)成情況評價(jià)機(jī)制，定期開展畢業(yè)要求達(dá)成情況評價(jià)［11-12］。課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度評價(jià)是畢業(yè)要求達(dá)成度評價(jià)的基礎(chǔ)［13］，是衡量課程教學(xué)效果的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)評價(jià)結(jié)果，對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法和考核方式等采取有針對性的持續(xù)改進(jìn)方案［14］。

2020年6月，中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會正式公布了2019年工程教育專業(yè)認(rèn)證結(jié)果（工認(rèn)協(xié)【2020】15號），我校測繪工程專業(yè)通過第二輪認(rèn)證。為評價(jià)畢業(yè)要求達(dá)成情況，要求與專業(yè)認(rèn)證相關(guān)的課程均需計(jì)算課程達(dá)成度，但是目前我院測繪工程專業(yè)認(rèn)證的課程達(dá)成度評價(jià)均采用Excel計(jì)算、成圖和分析，存在計(jì)算工作量大和人為計(jì)算錯誤等問題。為擺脫繁瑣的計(jì)算過程，讓教師更好地聚焦于課程達(dá)成情況的評價(jià)分析和后續(xù)改進(jìn)方案的設(shè)計(jì)，亟須開發(fā)一套課程達(dá)成度自動化處理軟件來提高工作效率，為實(shí)施OBE提供技術(shù)支撐，更好地推進(jìn)專業(yè)認(rèn)證工作，進(jìn)一步推行新工科教育理念。

1 軟件設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

課程目標(biāo)達(dá)成度評價(jià)是對課程教學(xué)目標(biāo)的全面考核，任課教師按照人才培養(yǎng)方案和課程教學(xué)大綱規(guī)定的課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和考核方法等，對課程教學(xué)效果是否達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行合理性評價(jià)，進(jìn)而反映該課程對其所支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成情況［15］。

因此，在計(jì)算課程達(dá)成度時(shí)，首先將課程教學(xué)內(nèi)容分解為多個(gè)課程目標(biāo)，每個(gè)課程目標(biāo)分別支撐相應(yīng)的畢業(yè)要求，課程目標(biāo)和畢業(yè)要求可以是一對一，也可以是一對多的關(guān)系；然后針對各課程目標(biāo)設(shè)計(jì)考試題型和內(nèi)容，需要明確說明的是一個(gè)考試內(nèi)容可能支撐多個(gè)課程目標(biāo)；最后，根據(jù)學(xué)生考卷、平時(shí)成績和實(shí)習(xí)成績計(jì)算課程達(dá)成度，并根據(jù)達(dá)成度結(jié)果分析進(jìn)行課程評價(jià)和后續(xù)改進(jìn)［16］。其中，假設(shè)學(xué)生的課程目標(biāo)分?jǐn)?shù)為G1（換算為百分制的成績）、平時(shí)成績?yōu)镚2和實(shí)習(xí)成績?yōu)镚3，3項(xiàng)成績的權(quán)重分別為P1、P2和P3。則課程達(dá)成度為

由于每門課的課程大綱是根據(jù)培養(yǎng)計(jì)劃，由教研室集體討論制定，每4年修訂一次，課程目標(biāo)及支撐的畢業(yè)要求是相對固定的。因此只要學(xué)生的各項(xiàng)分?jǐn)?shù)和課程目標(biāo)對應(yīng)的試題確定下來，即能完成達(dá)成度的計(jì)算。

1.2 軟件設(shè)計(jì)流程

基于此，在.NET框架下使用C#語言在Visual Studio 2013平臺上開發(fā)了課程達(dá)成度軟件，軟件設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

圖1 課程達(dá)成度評價(jià)軟件設(shè)計(jì)流程圖

由圖1可知，課程達(dá)成度評價(jià)首先需要導(dǎo)入課程分?jǐn)?shù)文件和課程目標(biāo)文件，然后進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，隨后進(jìn)行達(dá)成度計(jì)算，最后一鍵生成與采用Excel手動計(jì)算結(jié)果一致的文件（包含課程目標(biāo)與考試內(nèi)容對照表、課程目標(biāo)達(dá)成度分析表、分項(xiàng)課程目標(biāo)分析表、課程評價(jià)結(jié)論表和課程支撐畢業(yè)要求達(dá)成度評價(jià)表等5個(gè)工作表）。

1.3 軟件主界面功能

課程達(dá)成度評價(jià)軟件主界面設(shè)計(jì)如圖2所示。其各項(xiàng)功能分別為：“導(dǎo)入目標(biāo)文件”，此文件是課程目標(biāo)文件，僅允許導(dǎo)入.txt格式文件；“導(dǎo)入分?jǐn)?shù)文件”，此文件是學(xué)生分?jǐn)?shù)信息文件，僅允許導(dǎo)入.xlsx格式文件；“課程”，輸入要計(jì)算達(dá)成度的課程名稱，默認(rèn)為測量學(xué)；“閾值”，輸入課程達(dá)成度的閾值，默認(rèn)為0.6；“試卷成績”，考試成績在總成績中所占比例，默認(rèn)為6；“平時(shí)成績”，平時(shí)考核成績在總成績中所占比例，默認(rèn)為4；“實(shí)習(xí)成績”，課間實(shí)驗(yàn)成績在總成績中所占比例，由于實(shí)習(xí)成績通常算到平時(shí)成績里，默認(rèn)為0；“課程目標(biāo)”，可以直接從“導(dǎo)入目標(biāo)文件”導(dǎo)入，也可以在主界面里手動輸入；“對應(yīng)畢業(yè)要求”，操作同“課程目標(biāo)”；“對應(yīng)考試內(nèi)容”，操作同“課程目標(biāo)”。

圖2 課程達(dá)成度評價(jià)軟件主界面

1.4 導(dǎo)入文件的格式定義

為保證導(dǎo)入文件數(shù)據(jù)格式讀取的方便，軟件針對兩個(gè)導(dǎo)入數(shù)據(jù)文件分別進(jìn)行了格式定義。

1.4.1 目標(biāo)文件格式定義

課程目標(biāo)文件是文本文件。具體格式說明：第1行是課程目標(biāo)1；第2行是課程目標(biāo)1對應(yīng)的畢業(yè)要求；第3行是課程目標(biāo)1對應(yīng)支撐的考試內(nèi)容（試題序號和分?jǐn)?shù)，比如第1大題第1小題3分，第2大題第3小題4分，寫成1.1，3；2.3，4的形式），第4行是課程目標(biāo)2；第5行是課程目標(biāo)2對應(yīng)的畢業(yè)要求；第6行是課程目標(biāo)2對應(yīng)支撐的考試內(nèi)容；依次輸入剩余的課程目標(biāo)、畢業(yè)要求和考試內(nèi)容。需要說明的是課程目標(biāo)文件不允許有空行，如果一個(gè)課程目標(biāo)對應(yīng)多個(gè)畢業(yè)要求，也必須放在同一行。假定課程有n個(gè)課程目標(biāo)，則目標(biāo)文件格式為：

1.4.2 分?jǐn)?shù)文件格式定義

學(xué)生分?jǐn)?shù)文件是Excel文件。具體格式說明：工作表里須包含序號、學(xué)號、姓名、題號和平時(shí)成績等列內(nèi)容，如果課程有實(shí)習(xí)成績則需在表中添加實(shí)習(xí)成績一列。

需要說明的是本軟件并不需要各列嚴(yán)格按照這個(gè)順序排序，但必須保證列名命名為序號、學(xué)號、姓名、平時(shí)成績和實(shí)驗(yàn)成績，題號要嚴(yán)格和課程目標(biāo)里的題號一致，比如第2大題第1小題在課程目標(biāo)文件和學(xué)生分?jǐn)?shù)文件均須表示為相同的題目序號，如2.1。具體格式示例參見表1。

表1 分?jǐn)?shù)文件定義格式

2 軟件應(yīng)用

以2019級土地資源管理專業(yè)GNSS原理與應(yīng)用課程為例，對編寫的課程達(dá)成度評價(jià)軟件進(jìn)行性能測試，并對該班級課程目標(biāo)達(dá)成情況進(jìn)行評價(jià)分析。該課程是非測繪工程專業(yè)的地學(xué)相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)選修課程，具有較強(qiáng)的理論和實(shí)踐特點(diǎn)，采用講授、討論、習(xí)題和實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行綜合教學(xué)。課程考核由平時(shí)成績和期終考核成績兩部分組成，分別占比為40%和60%。其中，平時(shí)成績主要由考勤、互動、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告4部分構(gòu)成，每項(xiàng)占比依次為10%、20%、35%和35%；期終考核采用閉卷考試形式，主要考核學(xué)生對課程重要知識點(diǎn)和實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的理解與掌握情況，題型包括填空題、選擇題、名詞解釋、簡答題和論述題。

依據(jù)課程教學(xué)大綱和課程考核結(jié)果分別建立目標(biāo)文件和分?jǐn)?shù)文件，按照軟件流程圖1進(jìn)行課程達(dá)成度解算，生成達(dá)成度評價(jià)文件。

表2所示為導(dǎo)出的GNSS原理與應(yīng)用課程目標(biāo)與考試內(nèi)容對照表，從表中可以看到該課程有5個(gè)課程目標(biāo)分別對應(yīng)5個(gè)畢業(yè)要求，每個(gè)課程目標(biāo)對應(yīng)相應(yīng)的試題及分?jǐn)?shù)。

表3所示為導(dǎo)出的GNSS原理與應(yīng)用課程目標(biāo)達(dá)成度分析表。其中，課程目標(biāo)達(dá)成度是根據(jù)全部學(xué)生各項(xiàng)課程目標(biāo)的平均分，按照式（1）分別計(jì)算的達(dá)成度，從表中可見該課程的5個(gè)課程目標(biāo)對應(yīng)的達(dá)成值分別為0.82、0.81、0.90、090和0.84，滿足達(dá)成度要求。

表3 課程目標(biāo)達(dá)成度分析

表4所示為導(dǎo)出的GNSS原理與應(yīng)用分項(xiàng)課程目標(biāo)分析表，圖3所示是針對5個(gè)課程目標(biāo)軟件繪制的分項(xiàng)課程目標(biāo)達(dá)成度分布圖。其中，分項(xiàng)課程目標(biāo)達(dá)成度是根據(jù)每個(gè)學(xué)生各課程目標(biāo)分?jǐn)?shù)分別計(jì)算的達(dá)成度，結(jié)合圖表能直觀地反映出每個(gè)學(xué)生的課程目標(biāo)達(dá)成情況。

表4 分項(xiàng)課程目標(biāo)達(dá)成度分析

由表2～4和圖3可以對課程達(dá)成情況得出以下兩點(diǎn)結(jié)論：

圖3 分項(xiàng)課程目標(biāo)達(dá)成度分布圖

表2 課程目標(biāo)與考試內(nèi)容對照表

（1）該課程共包括5個(gè)課程目標(biāo)，對應(yīng)5個(gè)畢業(yè)要求的2級指標(biāo)點(diǎn)，按照相應(yīng)的課程評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得出課程目標(biāo)達(dá)成度最低分（對應(yīng)課程目標(biāo)2）為0.81，最高分（對應(yīng)課程目標(biāo)3）為0.90，課程的培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成度（取最?。?.81，大于設(shè)置的閾值0.6，說明該課程的課程目標(biāo)完全達(dá)成，整體上達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)；

（2）盡管課程整體目標(biāo)得以達(dá)成，但學(xué)生存在個(gè)體差異，通過分析課程目標(biāo)1達(dá)成的個(gè)體差異發(fā)現(xiàn)，存在個(gè)別學(xué)生未能達(dá)成課程目標(biāo)，說明學(xué)生對全球定位系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展及前景，GNSS定位中所涉及的時(shí)間系統(tǒng)和坐標(biāo)系統(tǒng)掌握程度不夠，后續(xù)上課需要重點(diǎn)加強(qiáng)這塊課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步濃縮課程重點(diǎn)難點(diǎn)，并綜合應(yīng)用“學(xué)習(xí)通”和“愛課程”等各種信息化平臺加強(qiáng)教學(xué)管理、過程考核和課后輔導(dǎo)等，加強(qiáng)學(xué)生對知識點(diǎn)的理解。

3 結(jié) 語

通過分析課程達(dá)成度的計(jì)算特點(diǎn)，編寫了一款課程達(dá)成度計(jì)算軟件，該軟件只需要導(dǎo)入指定格式的課程目標(biāo)文件和分?jǐn)?shù)文件，然后設(shè)置教學(xué)大綱規(guī)定的課程目標(biāo)達(dá)成度判斷閾值和課程權(quán)重（試卷成績、平時(shí)成績以及實(shí)驗(yàn)成績的比例），即可完成計(jì)算并一鍵輸出課程達(dá)成度文件。其中包含的各項(xiàng)評價(jià)分析表同采用Excel手動計(jì)算結(jié)果一致，但是采用軟件大大減少了計(jì)算工作量，讓教師完全擺脫繁瑣的計(jì)算過程，更好地聚焦于課程達(dá)成度的評價(jià)分析與課程目標(biāo)的持續(xù)改進(jìn)，進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量。目前該軟件已在本院推廣使用，為積極推進(jìn)專業(yè)認(rèn)證工作的實(shí)施提供技術(shù)支撐。