課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)目標(biāo)值計(jì)算方法

王崢榮 馬永昌 高艷娥

[摘 要] 課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)是工程教育認(rèn)證中對(duì)以學(xué)生學(xué)習(xí)效果為產(chǎn)出的重要定量的客觀評(píng)價(jià)，但各高校對(duì)所采用的評(píng)價(jià)目標(biāo)值存在爭(zhēng)議，缺乏科學(xué)性和合理性。針對(duì)這些問(wèn)題，基于總體漸進(jìn)正態(tài)分布假設(shè)，通過(guò)構(gòu)造新的統(tǒng)計(jì)量，將求累積分布問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求分位數(shù)問(wèn)題，計(jì)算得到課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)的目標(biāo)值。從誤差、實(shí)際評(píng)價(jià)效果兩個(gè)角度，對(duì)比分析并驗(yàn)證了目標(biāo)值計(jì)算方法的合理、有效，這對(duì)解決課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)目標(biāo)值的合理性和科學(xué)性問(wèn)題具有重要意義。

[關(guān)鍵詞] 工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證;課程目標(biāo);達(dá)成度評(píng)價(jià)

[基金項(xiàng)目] 2017年度西南大學(xué)“面向工程教育認(rèn)證的課程達(dá)成度評(píng)價(jià)方法研究與應(yīng)用”（2017JY089）;2018年度西南大學(xué)“面向工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究”（2018JY019）;2019年度西南大學(xué)“‘新工科背景下‘機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐”（2019JY034）

[作者簡(jiǎn)介] 王崢榮（1981—），男，四川閬中人，博士，西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院機(jī)械系講師，主要從事機(jī)器視覺(jué)研究;馬永昌（1972—），男，云南大理人，碩士，西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院機(jī)械系副教授，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)研究;高艷娥（1985—），女，山東菏澤人，博士，西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院機(jī)械系講師，主要從事智能制造研究。

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.0? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2021）21-0041-04? ?[收稿日期] 2020-11-14

一、問(wèn)題的提出

自2016年6月正式加入工程教育學(xué)位互認(rèn)協(xié)議之一的《華盛頓協(xié)議》之后，我國(guó)工程教育認(rèn)證體系與國(guó)際工程教育實(shí)現(xiàn)了實(shí)質(zhì)等效[1]。經(jīng)中國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)認(rèn)證的工科專(zhuān)業(yè)，畢業(yè)生的學(xué)位可以得到《華盛頓協(xié)議》其他組織的認(rèn)可[2]。這對(duì)我國(guó)工程教育改革和發(fā)展，提高工程教育質(zhì)量，將我國(guó)培養(yǎng)的工程師推向國(guó)際服務(wù)市場(chǎng)具有重要意義。

工程教育認(rèn)證強(qiáng)調(diào)“以產(chǎn)出為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心”的OBE教育理念[3]。畢業(yè)要求是主線(xiàn)，持續(xù)改進(jìn)為核心，關(guān)注教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。現(xiàn)階段我國(guó)的工程教育認(rèn)證已經(jīng)從初期進(jìn)入國(guó)際工程教育大家庭的準(zhǔn)備階段和認(rèn)證體系建設(shè)中期階段，進(jìn)入成熟實(shí)施的第三階段，這對(duì)“以產(chǎn)出為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心”的教育效果的有效精準(zhǔn)評(píng)價(jià)提出了更高的要求。

課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)一般采用定量評(píng)價(jià)方式，是校內(nèi)對(duì)教學(xué)效果、學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)的重要方面[4]。一是課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)直接支撐畢業(yè)要求達(dá)成度評(píng)價(jià)，進(jìn)而會(huì)影響培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成;二是課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)結(jié)果是教學(xué)工作持續(xù)改進(jìn)的重要依據(jù)。但是對(duì)于課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)目標(biāo)值的計(jì)算，目前中國(guó)工程教育認(rèn)證協(xié)會(huì)尚未給出統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和操作流程，使各大高校在進(jìn)行課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)時(shí)，目標(biāo)值的設(shè)定五花八門(mén)，嚴(yán)重影響了評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，探討有效的課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)目標(biāo)值計(jì)算方法對(duì)提高課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性具有重要意義[2]。

目前大多數(shù)高校在工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證過(guò)程中，將達(dá)到2.0績(jī)點(diǎn)的70分作為課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)的目標(biāo)值，這種方法簡(jiǎn)單，但缺乏科學(xué)依據(jù)。根據(jù)西南大學(xué)本專(zhuān)業(yè)對(duì)兄弟院校自評(píng)報(bào)告的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，部分高校提出一種基于學(xué)生期末總分正態(tài)分布假設(shè)的累積分布計(jì)算方法[5，6]。假設(shè)課程參與學(xué)生的期末總分為X～N（μ，σ2），則每個(gè)學(xué)生期末總分概率密度函數(shù)為f（xi）：

由圖1可以看出，總體均值μ值的大小決定了正態(tài)分布中心線(xiàn)在分?jǐn)?shù)軸上的位置，只有足夠大的μ值才能保證大于及格率，并達(dá)到70%以上。對(duì)于給定樣本，計(jì)算及格率達(dá)到70%以上μ的最小值μmin，即課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)的目標(biāo)值。而實(shí)際上，學(xué)生期末總分的抽樣數(shù)據(jù)往往不一定呈正態(tài)分布，因此這種方法缺乏合理性。

正態(tài)分布確實(shí)在數(shù)理統(tǒng)計(jì)中占有特別重要的地位，當(dāng)數(shù)量較大時(shí)，許多總體分布的漸進(jìn)分布假設(shè)為正態(tài)分布是合理的[7]，但是期末總分抽樣樣本的分布往往無(wú)法精確估計(jì)，且不能確定為正態(tài)分布，更無(wú)法推算期末總分的總體均值。本文在假設(shè)總體漸進(jìn)分布為正態(tài)分布的情況下，將計(jì)算的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求概率大于及格率70%的分位數(shù)問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)求課程目標(biāo)達(dá)成目標(biāo)值的目的。

二、研究方法

（一）研究對(duì)象

這里以機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)2018級(jí)1班的“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”課程的期末總分為抽樣樣本，該班人數(shù)為27人。期末總分樣本X觀測(cè)值為{55、44、60、64、54、44、60、77、69、73、82、72、69、67、66、76、68、79、66、52、71、80、93、60、76、83、46}。

（二）統(tǒng)計(jì)直方圖

針對(duì)樣本數(shù)據(jù)隨機(jī)、離散等特點(diǎn)，采用非參數(shù)估計(jì)——直方圖法對(duì)樣本數(shù)據(jù)概率分布進(jìn)行了估計(jì)。以每10分段為一間隔，統(tǒng)計(jì)樣本數(shù)據(jù)期末總分各分?jǐn)?shù)段頻次（見(jiàn)表1）。由表1的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得到直方圖（見(jiàn)圖2）。

由圖2可知，機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)2018級(jí)1班學(xué)生期末總分主要集中在60～80分?jǐn)?shù)段，60分以下和90分以上均較少，左偏重，與χ2、F分布近似，該分布并不屬于正態(tài)分布，也無(wú)法精確歸類(lèi)為某一種分布[8]。

（三）基于總體漸進(jìn)正態(tài)分布的期望μmin計(jì)算

假設(shè)正態(tài)分布是期末總分的漸進(jìn)分布，即（X1，X2，…，Xn）～N（μ，σ2），由此可得

式（4）中，T為構(gòu)造的新統(tǒng)計(jì)量，P、S分別為樣本均值和樣本標(biāo)準(zhǔn)差。根據(jù)本校70%最低及格率的要求，即要在t分布中找到一個(gè)分位數(shù)點(diǎn)tp，使得

P{T≥tp（n-1）}=0.7 （5）

由于P{T≥tp（n-1）}=1-P{T≤tp（n-1）}，由式（5）推得