基于OBE理念的工程應用類課程目標達成度評價方法

賈惠芹 屈宸光 朱凱然 劉科滿

[摘 要]工程教育專業認證體系的核心問題是把以學生為中心、成果導向、持續改進這三大OBE理念落實到教學環節中。工程應用類課程教學主要是引導學生運用所學知識去解決相關領域中的復雜工程問題，但是對這類課程的評價一直沒有足夠有效的方法。該文首先按照OBE體系結構，以虛擬儀器課程為例，分析了該課程要支撐的畢業要求指標點以及課程目標，最后以某屆學生虛擬儀器課程目標的達成情況為例，介紹了其評分方法及評價結果。研究結果表明，基于OBE理念的課程目標達成度評價可找出課堂教學中的問題，為持續改進提供依據，是提高教育教學質量的有效途徑。

[關鍵詞]成果導向教育;課程目標達成度;評價方法;以學生為中心;持續改進

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）12-0046-04

成果導向教育（Outcome Based Education ，簡稱OBE）作為一種先進的教育理念，于1981年由Spady等人提出后很快得到了業界重視，并已成為美國、加拿大、英國等國家教育改革的主流理念[1-3]。2013年6月，我國被認定為《華盛頓協議》簽約成員，2015年成立了由工程教育相關機構和個人組成的中國工程教育專業認證協會。目前該組織由教育部主管，是中國科協的團體會員，主要負責我國工程教育專業認證工作的組織實施以及OBE理念的落實。OBE理念的三個核心要素中，首先強調人才培養體系的核心是以學生為中心，且面向全體學生，將學生作為首要服務對象;同時要求以成果為導向，將學生和用人單位對學?；驅I所提供服務的滿意度作為培養目標達成的主要判據;最后要求各教學環節持續改進，如果在人才培養過程中發現了問題，要根據問題特征尋找改進環節和改進措施，促進人才培養質量的提升[1]。

課程體系是為培養人才所確立的目標并以此為依據所設計和組織的一系列教學活動，按照一定比例及邏輯順序排列組成的復雜系統[4-6]。課程作為課程體系中的一個基本元素，從工程教育專業認證的角度來看，目前多數課程缺乏課程目標達成評價與反饋機制。課程目標達成度是根據一定課程目標的期望水平給出的 ，它是以目標最小值為參考點 ，考量所達到的目標值與期望水平的百分比。根據各個課程目標來確定目標達成度 ，能夠方便決策者根據實際需要調整各個目標，也可采用某種方式將單目標達成度合成一個總目標達成度[7-8]。

工程應用類課程作為工科專業人才培養體系中的重要課程，承擔著培養學生工程能力的任務。如何分析這類課程的課程目標、如何評價這類課程的學習效果，是本文研究的重點。本文以虛擬儀器課程為例來分析這門課程支撐的畢業要求指標點以及由此得出的課程目標。本課程作為一門理論與實踐相結合的工程應用類課程，主要以學生能自主構建自動測控系統為目標。學生學習完本課程后要具備測控系統集成能力并能制訂測控領域復雜工程問題的解決方案，能夠利用傳感器技術、儀器總線技術、數據采集設備、驅動程序設計方法和上位機軟件來構建測控系統，為今后從事相關工程技術工作、科學研究以及開拓新技術領域打下堅實的基礎。本門課程作為測控技術與儀器專業的專業課程，承擔著引導學生制訂自動化測控方案的任務。

一、課程對畢業要求指標點支撐關系的設計

畢業要求必須在明確、公開、可衡量的原則下制訂，且必須能夠支撐培養目標的達成。按照“全部必修教學活動都應對畢業要求達成有所貢獻”這一原則，需要將12條畢業要求細化成更具體、易落實、可檢測的指標點。每個指標點由相對應的課程、課程設計和實踐環節支撐。工程應用類課程主要支撐學生解決復雜工程問題能力的養成。下文以虛擬儀器課程為例，主要分析其課程目標、支撐畢業要求指標點、課程目標的達成措施及其達成評價方法[9]。

（一）課程支撐的畢業要求指標點

本文所分析的虛擬儀器課程，其教學內容包括基本的數據采集知識、測控數據傳輸方法、驅動程序設計方法以及相關軟件工具。其主要支撐以下4個畢業要求指標點。

1-4：具備專業基礎知識，并能夠應用于理解、分析和描述復雜工程問題。

2-2：基于石油及相關領域測控儀器的基本原理，通過文獻檢索分析、比較、總結現有方法的特點，判斷問題的合理性，獲得可行性結論。

5-1：能夠針對測控領域的復雜工程問題，開發、選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具。

5-2：能夠使用現代工具對測控領域的復雜工程問題進行預測與模擬，并能夠理解其局限性。

（二）課程目標設計

課程目標要以能支撐畢業要求指標點為前提。本文針對虛擬儀器課程支撐的上述畢業要求指標點設計了相應的課程目標，要求通過本課程的理論教學和上機訓練，能夠針對測控相關領域的復雜工程問題達到以下目標[10]。

目標1：具備信號采集、信號調理、虛擬儀器總線接口技術和信號處理的專業知識，并能用于理解、分析和描述測控相關領域的工程問題。

目標2：通過文獻檢索分析、比較、總結現有測控系統的優缺點，并能應用于制訂測控系統方案。

目標3：理解虛擬儀器驅動程序的設計方法，并能解讀標準程控指令，具備測控系統設備驅動程序使用和開發的能力。

目標4：能使用現代工具（LabVIEW/CVI）實現測控領域內的通用功能，具備圖像化軟件工具的基本開發能力。

目標5：能利用現代工具（LabVIEW/CVI）預測與模擬工程問題，并能夠理解其局限性，具備測控系統集成化軟件的開發能力。

（三）課程目標與指標點的支撐關系分析

虛擬儀器課程有5個課程目標用來支撐4個畢業要求指標點。其中課程目標1主要用于支撐畢業要求指標點1-4，讓學生能夠用相關知識理解、分析和描述工程復雜問題;課程目標2和課程目標3主要用于支撐畢業要求指標點2-2，讓學生能夠優選測控領域的工程方案;課程目標4主要用來支撐畢業要求指標點5-1，要求學生能利用軟件工具實現測控領域的通用功能;課程目標5主要用來支撐畢業要求指標點5-2，要求學生能利用軟件工具實現對測控領域復雜工程問題的模擬、解釋與預測。

二、課程目標達成度評價設計

課程目標達成度評價是對課程各教學環節實施效果進行的質量分析。各課程目標是通過不同的教學環節來實現的。各課程目標的評定包括平時教學環節成績和期末成績兩部分，其中平時教學環節成績包括作業、綜述報告和上機實驗等。根據平時成績中各環節的權值大小設置不同的分值，將教學環節的每一組成部分的分值分配到其支撐的課程目標中。對于每個課程目標，其平時教學環節成績和期末成績合計為100分。表1給出了虛擬儀器課程的課程目標與相應教學環節的關系及教學各環節的分值分配。表中各教學環節的內容及其分值可根據課程特點進行調整。

（一）課程目標達成的評價方法

課程目標達成的評價一般包括形成性評價和總結性評價。形成性評價主要包括作業、上機單元測試等，主要用于評價教學過程中的階段性目標;總結性評價主要包括筆試、口試、上機考試和答辯等終結性考試[9]。

評價本門課程時，以全體學生達成課程目標為原則，每個課程目標的達成度采用式（1）進行計算。

式（1）中，在實際計算每個課程目標時，主要以表1中各個課程目標的教學環節為依據。

1.平時教學環節成績的評分標準

依據本門課程教學大綱，平時教學環節成績占35分，由綜述報告、作業和上機實驗組成，每部分的成績為多次評價成績的平均值。具體考核標準如表2所示。

（1）綜述報告

綜述報告主要考查學生的文獻檢索能力與文獻分析歸納能力。綜述報告質量的評分標準如表3所示。

（2）作業

作業批改按照百分制給分，最后在課程目標達成分析時再統一轉換為5分制。作業的考核點及其評分標準如表4所示。

（3）上機實驗

上機實驗支撐了本課程的課程目標4和課程目標5，課程目標4主要用于考查學生基本的圖形化編程能力，其評分標準包括上機測試項目和上機報告。上機實驗的評分內容及其評分標準如表5所示。

課程目標5主要用于考查學生對程控設備的編程能力，在考核時需要提交軟件使用說明書并且進行軟件功能演示。其評分內容及其評分標準如表6所示。

三、課程目標達成度評價實例與持續改進

圖1為本門課程5個課程目標的達成情況，圖2為課程目標的平均分值與標準差。

從圖1可以看出，課程目標3達成程度最低。從圖2可以看出，成績分散性較明顯，說明學生在驅動程序方面的知識基礎不夠扎實，這部分內容分配課時較少且比較抽象，因此在分析實際工程問題時容易出現一定的偏差。其改進措施為增加課時，主要講解虛擬驅動程序的解讀實例，并加做課后作業。

從圖2可以看出，課程目標2分散性較明顯，說明學生的問題分析能力較弱，無法根據用戶需求選擇合適的總線接口構建合適的測控系統。其改進措施為增加虛擬儀器在實際工程應用實例的講解，重點講解總線系統選擇與系統構架間的比較。

四、課程對畢業要求指標點的支撐情況

西安石油大學2013級測控技術與儀器專業學生學習虛擬儀器課程后，最終課程目標的達成值和畢業要求指標點的達成結果如表7所示。在進行畢業要求綜合評價時，取支撐畢業要求指標點課程目標評價值中的最小值作為畢業要求指標點的達成值。從表7可以看出，本課程達到了所支撐畢業要求指標點的值。

五、結論

本文以虛擬儀器課程為例，分析了工程應用類課程支撐的畢業要求指標點、課程目標以及課程目標與畢業要求指標點之間的支撐關系，并重點分析了課程目標的評價方法。對學生的考評結果表明，基于課程目標達成的課程考核評價方法能找出課程教學中的問題，為相關工程應用類課程的教學效果評價提供了一種參考。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 李志義.解析工程教育專業認證的成果導向理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.

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[4] 楊兆，付百學，李涵武，等.課程支撐畢業要求指標點達成度評價研究[J].黑龍江工程學院學報，2018（1）：62-67.

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[9] 聶仁仕，陳雄. 論工程教育專業認證課程達成度評價體系之缺陷：以西南石油大學為例[J].西南石油大學學報（社會科學版），2017（1）：74-81.

[10] 晏涌，劉學君，亢勇，等.“電子工程設計”實踐教學評價體系的建立與實施[J].實驗技術與管理，2018（10）：166-169+180.

[責任編輯：龐丹丹]