基于CDIO的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)評價體系構(gòu)建與應(yīng)用

江天仿

摘要：針對當(dāng)前高職程序設(shè)計課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)評價體系的缺失，借鑒CDIO 工程教育評價理念，構(gòu)建了“以學(xué)習(xí)為中心”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)評價體系，并將其應(yīng)用在教學(xué)實踐中。該評價體系能科學(xué)、全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，為翻轉(zhuǎn)課堂教與學(xué)的持續(xù)改進(jìn)提供參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂;CDIO;程序設(shè)計課程;教學(xué)評價

一、前言

計算機(jī)程序設(shè)計課程是高職院校計算機(jī)專業(yè)的核心課程，在人才培養(yǎng)過程中的重要性毋需置言，與此相關(guān)的研究從未停止過。近幾年，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，翻轉(zhuǎn)課堂成為國內(nèi)外教學(xué)改革的主要范式，研究內(nèi)容大多聚焦于教學(xué)模式的設(shè)計和應(yīng)用。教學(xué)評價作為教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)，是推動教學(xué)質(zhì)量提升的催化劑，但在已有的成果中，針對高職程序設(shè)計課程翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)評價體系尚未形成，難以實現(xiàn)教學(xué)效果的全面檢驗，這已成為制約此類課程改革發(fā)展的瓶頸因素。

CDIO是由MIT等四所大學(xué)于2004年創(chuàng)立的一種現(xiàn)代工程教育模式。C、D、I 、 O 分別代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate）。 其核心思想是在厚實的工程知識基礎(chǔ)之上，以產(chǎn)品的構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行的生命周期為載體，融專業(yè)教育于工程實際場景，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而使所培養(yǎng)人才的知識、能力、素質(zhì)直接滿足于工業(yè)界的用人需求[1]。

作為一種成果導(dǎo)向的教育模式，CDIO非常重視學(xué)習(xí)效果在教學(xué)評價中的作用，強(qiáng)調(diào)“以學(xué)評教”，學(xué)生達(dá)成預(yù)期學(xué)習(xí)效果，就是優(yōu)質(zhì)教學(xué)的表現(xiàn)。CDIO有兩個核心文件：CDIO大綱和CDIO標(biāo)準(zhǔn)。[2]CDIO大綱從工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團(tuán)隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面定義學(xué)生預(yù)期的培養(yǎng)目標(biāo);CDIO標(biāo)準(zhǔn)則用12條標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范CDIO專業(yè)培養(yǎng)要求。在其第11條標(biāo)準(zhǔn)中，要求教師將學(xué)習(xí)效果納入課程計劃和學(xué)習(xí)過程，通過過程性評價最大限度地實現(xiàn)“以學(xué)習(xí)為中心”的教學(xué)評價;學(xué)習(xí)效果評價過程被分為四個階段：學(xué)習(xí)效果的規(guī)范化，學(xué)習(xí)效果和教學(xué)的結(jié)合，使用多種評估方法收集學(xué)生學(xué)習(xí)的證據(jù)，利用評估結(jié)果改進(jìn)教與學(xué)。[3]可見，CDIO注重教學(xué)全過程的評價，強(qiáng)調(diào)預(yù)期學(xué)習(xí)效果的設(shè)置和合理評價方法的選擇，其“以學(xué)習(xí)為中心”的教學(xué)評價理念與“以學(xué)生為中心”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式不謀而合，所倡導(dǎo)的教學(xué)評價的改進(jìn)作用，尤為適合翻轉(zhuǎn)課堂此類新興的教改活動。

二、基于CDIO的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)評價體系設(shè)計——以《Java程序設(shè)計》課程為例

Java作為當(dāng)前主流程序設(shè)計語言，是計算機(jī)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)必修課。該課程兼具理論性、實踐性，要求學(xué)生掌握J(rèn)ava的語法和編程技巧，具備面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計思想，能用Java技術(shù)開發(fā)計算機(jī)工程領(lǐng)域的應(yīng)用程序。

課題組 2017 年以來致力于《Java程序設(shè)計》課程翻轉(zhuǎn)課堂的研究，并逐漸形成了基于CDIO的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)評價體系。該評價體系秉承CDIO“以學(xué)習(xí)為中心”的評價理念，堅持評價貫穿課程教學(xué)全過程的原則，注重CDIO大綱四個層面學(xué)習(xí)效果的達(dá)成度，突出現(xiàn)代工作團(tuán)隊環(huán)境中，構(gòu)思-設(shè)計-實施-運行軟件產(chǎn)品能力的評價。文章就這種基于CDIO的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)評價體系設(shè)計及應(yīng)用進(jìn)行介紹。

（一）預(yù)期學(xué)習(xí)效果的確定

預(yù)期學(xué)習(xí)效果是教學(xué)評價的邏輯起點，具體說明當(dāng)學(xué)生完成某門課的學(xué)習(xí)時，在知識、能力和素質(zhì)方面應(yīng)達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)。CDIO將工業(yè)界視為最主要的利益相關(guān)者，認(rèn)為“工業(yè)界是畢業(yè)生的最終客戶”，設(shè)計合理的預(yù)期學(xué)習(xí)效果要從職場需求出發(fā)。為了確立《Java程序設(shè)計》課程預(yù)期學(xué)習(xí)效果，我們做了以下幾方面工作：

1.走訪軟件企業(yè)。2018年10-12月間，走訪了山東省內(nèi)接收高職計算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生的10家軟件企業(yè)，以訪談的形式了解企業(yè)對Java相關(guān)工作崗位的能力和素質(zhì)要求。

2.對已畢業(yè)并從事Java程序設(shè)計相關(guān)工作的校友進(jìn)行問卷調(diào)查。調(diào)查從2018年11月開始，持續(xù)2個多月，共回收有效問卷156份，調(diào)查內(nèi)容參考CDIO大綱的四層能力方案，包括學(xué)生必須掌握的知識和技能、個人能力、團(tuán)隊合作能力和軟件產(chǎn)品設(shè)計和構(gòu)建能力。

對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并參考網(wǎng)上Java相關(guān)工作崗位的招聘信息，匯總出高職《Java程序設(shè)計》課程具體的、可測評的預(yù)期學(xué)習(xí)效果（見表1）。

（二）教學(xué)評價指標(biāo)設(shè)計

1.評價類型和維度。CDIO認(rèn)為學(xué)生的知識掌握、素質(zhì)養(yǎng)成和能力獲取是在教學(xué)過程中通過體驗式學(xué)習(xí)實現(xiàn)的，教學(xué)評價不僅要重視學(xué)生最終的學(xué)習(xí)效果，更要關(guān)注學(xué)生平時的學(xué)習(xí)過程。因此，本研究以預(yù)期學(xué)習(xí)效果為起始點和落腳點，采用過程性評價和結(jié)果性評價相結(jié)合的方式，構(gòu)建了《Java程序設(shè)計》課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)評價體系（見表2）。

按照翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)流程，將過程性評價分布于教學(xué)過程的課前、課中、課后三個維度[4]，結(jié)果性評價則集中在學(xué)期末進(jìn)行。由于程序設(shè)計課程強(qiáng)實踐性的特點，在學(xué)期末一般會有1-2周的課程綜合實訓(xùn)時間，要求學(xué)生利用所學(xué)知識開發(fā)一個軟件項目，以鍛煉他們綜合運用知識解決實際問題的能力。因此，對《Java程序設(shè)計》課程的結(jié)果性評價可從“期末考試”“綜合實訓(xùn)”兩個維度著手。

2.確定評價指標(biāo)。（1）“課前”評價指標(biāo)。翻轉(zhuǎn)課堂的課前學(xué)習(xí)以學(xué)生觀看視頻，自主學(xué)習(xí)為主，學(xué)習(xí)內(nèi)容為課程基礎(chǔ)知識。這一階段的學(xué)習(xí)效果將決定后續(xù)課中階段的學(xué)習(xí)質(zhì)量。因此，評價指標(biāo)設(shè)置為“學(xué)習(xí)視頻瀏覽情況”“課前針對性練習(xí)情況”;此外，由于教師無法及時面授輔導(dǎo)，課前自學(xué)中遇到問題，學(xué)生需在線與老師或同學(xué)交流互動，“交流互動情況”也是反映學(xué)生學(xué)習(xí)情況的重要指標(biāo)。（2）“課中”評價指標(biāo)。《Java程序設(shè)計》課程的課中學(xué)習(xí)以學(xué)生上機(jī)練習(xí)，編程實踐為主。教師根據(jù)課前學(xué)習(xí)情況進(jìn)行重難點講解，然后布置上機(jī)任務(wù)。通過小組合作，在“動手做”中內(nèi)化課前所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生實驗性探索能力。因此，評價指標(biāo)設(shè)置為“小組實驗完成情況”和“小組合作情況”;此外，小組實驗結(jié)束后，由小組代表匯報設(shè)計過程和運行結(jié)果。因此，“小組匯報情況”也應(yīng)設(shè)為評價指標(biāo)。（3）“課后”評價指標(biāo)。翻轉(zhuǎn)課堂的課后學(xué)習(xí)以學(xué)生反思和優(yōu)化課堂程序作品為主。在反思中梳理知識點;在優(yōu)化、修改程序中進(jìn)行實驗性探索，進(jìn)一步完成知識的內(nèi)化和能力的提升。因此，評價指標(biāo)設(shè)置為“實驗反思情況”和“實驗優(yōu)化修改情況”。（4）“期末考試”評價指標(biāo)。期末考試采取筆試，主要考察學(xué)生對課程理論知識的理解、掌握情況，因此，評價指標(biāo)設(shè)置為“課程知識掌握情況”。（5）“綜合實訓(xùn)”評價指標(biāo)。綜合實訓(xùn)通常采用項目的方式，要求學(xué)生分組協(xié)作，獨立完成一個中小型應(yīng)用軟件的開發(fā)。教學(xué)目標(biāo)是訓(xùn)練學(xué)生在工作團(tuán)隊環(huán)境中，構(gòu)思-設(shè)計-實施-運行軟件產(chǎn)品的能力。評價指標(biāo)以軟件項目開發(fā)流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)為依據(jù)，設(shè)為“需求分析情況”“項目設(shè)計情況”“編碼實現(xiàn)情況”，此外，項目作品完成后要在課堂上運行演示，回答教師提出的有關(guān)項目開發(fā)的問題，因此“答辯演示情況”也應(yīng)設(shè)為評價指標(biāo)。

3.分配權(quán)重系數(shù)。本研究采用專家賦值法分配指標(biāo)權(quán)重。邀請職業(yè)院校從事《Java程序設(shè)計》課程教學(xué)及翻轉(zhuǎn)課堂研究的8位專家（其中副教授以上 6 人、講師 2 人）填寫“評價指標(biāo)權(quán)重征詢表”，對專家們給出的權(quán)重分配方案進(jìn)行歸一化處理，四舍五入計算后得到每個指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)（見表2）。

4.確定評價方法與數(shù)據(jù)采集方式。CDIO強(qiáng)調(diào)，不同的學(xué)習(xí)效果要匹配不同的評價方法和數(shù)據(jù)收集方式，以確保評價數(shù)據(jù)的可靠性和有效性。教師、學(xué)生構(gòu)成了翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)效果的評價主體，評價借助現(xiàn)代教育技術(shù)，采用線上線下結(jié)合的方式，高效完成指標(biāo)評價及數(shù)據(jù)收集。

“課前”教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺，關(guān)注學(xué)生“學(xué)習(xí)視頻瀏覽情況”“課前針對性練習(xí)情況”及“交流互動情況”， 導(dǎo)出線上數(shù)據(jù)報告單，對學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評價。“課中”借助“小組協(xié)作評分表”“小組討論評分表”和“小組匯報評分表”，完成教師評價、小組評價、他組評價數(shù)據(jù)的采集;“課后”借助網(wǎng)絡(luò)平臺，通過學(xué)生提交的“實驗報告單”和“程序作品”，完成學(xué)生課后學(xué)習(xí)情況的評價;“期末考試”根據(jù)“筆試成績”對學(xué)生課程知識掌握情況進(jìn)行評價;“綜合實訓(xùn)”借助“需求分析報告”“項目設(shè)計報告”“程序文件”“項目評價表”和“小組協(xié)作評分表”“小組討論評分表”完成教師評價、小組評價數(shù)據(jù)的采集。

三、基于CDIO的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)評價體系實踐

本研究以筆者執(zhí)教學(xué)校 2018-2019 年度第二學(xué)期《Java程序設(shè)計》課程為例，根據(jù)表2評價體系對 2018級計算機(jī)應(yīng)用1班開展教學(xué)實踐，該班共有36名學(xué)生，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，下面對評價過程進(jìn)行詳細(xì)介紹。

（一）形成學(xué)習(xí)評價量表

學(xué)期伊始，教師制定并向?qū)W生展示學(xué)習(xí)評價量表，以明確評價標(biāo)準(zhǔn)。在學(xué)習(xí)評價量表中，將表2中的評價指標(biāo)作為評價標(biāo)準(zhǔn)，每個指標(biāo)的評價采用5分制，對應(yīng)優(yōu)、良、中、及格和不及格。為了便于統(tǒng)計分析，期末考試成績也換算成5分制。

（二）評價過程

1. 形成性評價。課前教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布學(xué)習(xí)資源和課前學(xué)習(xí)任務(wù)單，上課前一天查看學(xué)生視頻瀏覽及課前針對性練習(xí)情況;通過學(xué)生在課程論壇的發(fā)帖、回復(fù)情況，了解學(xué)生線上互動交流情況。對視頻瀏覽次數(shù)多，課前練習(xí)正確率高、積極參與討論的學(xué)生予以加分，然后導(dǎo)出線上數(shù)據(jù)報告單。課中實驗任務(wù)由教師指定，各小組嚴(yán)格按程序設(shè)計步驟完成上機(jī)練習(xí)。實驗結(jié)束后小組學(xué)生一起填寫“小組協(xié)作評分表”（表3）“小組討論評分表”（表4），進(jìn)行“小組實驗完成情況”和“小組合作情況”指標(biāo)的評價。然后，每組派一名代表介紹設(shè)計思路、實現(xiàn)技術(shù)及實驗結(jié)果，由教師和其它小組填寫“小組匯報評分表”（表5），取平均值為“小組匯報情況”指標(biāo)得分;課后教師根據(jù)學(xué)生提交的“實驗報告單”和“程序作品”，完成“實驗反思情況”和“實驗優(yōu)化修改情況”指標(biāo)的評價。

2. 結(jié)果性評價。期末考試由教師根據(jù)卷面答題情況給出分?jǐn)?shù);“綜合實訓(xùn)”評價由教師指定“企業(yè)即時通軟件”作為實訓(xùn)項目，任務(wù)描述為采用Socket編程和多線程技術(shù)，結(jié)合Swing圖形界面，實現(xiàn)公司內(nèi)員工間的網(wǎng)絡(luò)通信與交流。要求各小組嚴(yán)格按“構(gòu)思-設(shè)計-實施-運行”所對應(yīng)的軟件開發(fā)流程進(jìn)行項目開發(fā)，通過“需求分析-項目設(shè)計-編碼實現(xiàn)-部署運行”四個階段，完成綜合實訓(xùn)任務(wù)。前三個階段結(jié)束后，教師根據(jù)小組提交的“需求分析報告”“項目設(shè)計報告”“程序文件”為小組項目打分，第四個階段小組代表進(jìn)行軟件項目功能演示和答辯，教師填寫“項目評價表”。此外，小組成員項目得分是在小組項目得分的基礎(chǔ)上，根據(jù)“小組協(xié)作評分表”（表3）“小組討論評分表”（表4）進(jìn)行加減，對積極參與小組合作，承擔(dān)任務(wù)多，貢獻(xiàn)大的學(xué)生按一定比例加分。

3. 評價數(shù)據(jù)分析及教學(xué)反饋。整理和統(tǒng)計36位學(xué)生的學(xué)習(xí)評價量表，按權(quán)重計算得到如下結(jié)果：總平均分為 3.4631，處于中等與良好之間，說明學(xué)生通過翻轉(zhuǎn)課堂的學(xué)習(xí)，基本達(dá)到了預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)，但還有較大的進(jìn)步空間。

在過程性評價中，課中評價得分最高，其中“小組實驗完成情況”“小組合作情況”指標(biāo)均在4分以上，說明學(xué)生在課堂上通過小組合作可以很好地完成上機(jī)實踐任務(wù)，實驗探索能力、團(tuán)隊合作能力較強(qiáng)。但在課后評價中，“實驗優(yōu)化修改情況”指標(biāo)得分較低（3.1944），查看學(xué)生提交的程序代碼可以發(fā)現(xiàn)，一部分學(xué)生僅僅滿足于程序的正常運行，在課后沒有認(rèn)真對代碼進(jìn)行優(yōu)化升級，學(xué)習(xí)主動性有待提高。

在結(jié)果性評價中，綜合實訓(xùn)評價得分較低，平均得分為3.1181，且四個指標(biāo)得分均不理想。“企業(yè)即時通軟件”是來自企業(yè)的真實項目，綜合性較強(qiáng)，在開發(fā)過程中不僅要用到Java課程知識，還涉及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、算法等先前學(xué)過的課程知識。這一情況說明學(xué)生綜合運用專業(yè)知識開發(fā)項目的能力較差，在現(xiàn)代工作團(tuán)隊環(huán)境中，構(gòu)思-設(shè)計-實施-運行軟件產(chǎn)品的能力亟待加強(qiáng)。

學(xué)期末，教師根據(jù)表6分析整個班級的教學(xué)情況，制定整改措施。學(xué)生會拿到一張“個人課程學(xué)習(xí)評價表”，了解自己每個環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)效果達(dá)成度，促其自我反思，從而達(dá)到教、學(xué)雙方持續(xù)改進(jìn)的目的。

四、結(jié)語

科學(xué)的教學(xué)評價體系是翻轉(zhuǎn)課堂順利實施和有效推廣的必要保障。本研究借鑒 CDIO 工程教育評價理念，契合翻轉(zhuǎn)課堂“以學(xué)生為中心”的本質(zhì)特征，基于“以學(xué)評教”視角，構(gòu)建了《Java程序設(shè)計》課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)評價體系，實現(xiàn)了多元評價主體參與、多種評價方式整合、多維評價指標(biāo)統(tǒng)一的全過程評價，為教與學(xué)的持續(xù)改進(jìn)提供了參考和依據(jù)。由于高職程序設(shè)計課程種類繁多，在具體應(yīng)用時，應(yīng)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容、不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)，做出靈活調(diào)整并不斷的完善。

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