基于工程認證的課程評價系統(tǒng)的構建

白晨希 宋亞林

摘要：為了高效方便地完成工程教育專業(yè)認證的相關工作，尤其是在課程體系制定，課程教學實施過程中需要進行復雜的數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析工作，因此構建一個基于工程認證的課程評價系統(tǒng)十分必要。通過對系統(tǒng)的分析、設計和實現(xiàn)，能根據(jù)學生課程的考核成績計算出課程達成度和畢業(yè)要求達成度，最終根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析課程的教學效果、畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標的達成情況，并提出持續(xù)改進措施，完成工程認證的三個閉環(huán)。

關鍵詞：工程認證；課程評價系統(tǒng)；持續(xù)改進；Springboot；ECharts

中圖分類號：G642 ? ? ? 文獻標識碼：B/A

文章編號：1009-3044（2022）31-0022-04

1 引言

近年來，教育部按照國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃工作要求，提高我國工程教育質量，推動工程教育改革和發(fā)展，使工程教育能夠更好地適應政府、行業(yè)和社會需求，提升中國工程教育的國際競爭力，開展了普通高等學校工程教育專業(yè)認證工作[1]。隨著我國工程教育專業(yè)認證不斷發(fā)展和成熟，我國多所高校已經(jīng)開展認證工作。在專業(yè)建設過程中要建立明確的專業(yè)培養(yǎng)目標、規(guī)定專業(yè)畢業(yè)要求能力、設置支撐畢業(yè)要求指標點的課程體系、制定課程評價及反饋機制，并將評價結果針對專業(yè)培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求和課程教學活動三重循環(huán)的持續(xù)改進，以保證學校人才培養(yǎng)體系符合不斷變化的社會需求[2]。

工程教育專業(yè)認證的工作中最為核心的就是針對學生的畢業(yè)要求達成度進行評價，在具體實施過程中，由于涉及的數(shù)據(jù)量大、信息維度多，計算、匯總和數(shù)據(jù)分析的工作量巨大。為了能夠更加方便準確地獲取相關信息，完成復雜的計算工作，并能夠為專業(yè)建設和課程教學改革提供有效的數(shù)據(jù)支撐和分析能力，極大地提高用戶的工作效率，也能讓更多用戶直觀地看到高校專業(yè)情況，特別研究和設計了基于工程認證的課程評價系統(tǒng)。

本文主要介紹系統(tǒng)的分析設計和實現(xiàn)的相關內(nèi)容，完成了專業(yè)培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、課程體系的維護，課程教學管理如課程組建設、教學大綱管理、課程考核方式成績錄入和計算、課程目標達成度的計算、課程及畢業(yè)要求達成度計算等工程認證相關的核心功能，以及對數(shù)據(jù)的可視化展示，調(diào)查問卷和系統(tǒng)相關信息的管理等功能，能夠方便專業(yè)相關工作的順利開展，提高工程教育專業(yè)認證信息化的管理水平。

2 研發(fā)內(nèi)容

根據(jù)工程教育專業(yè)認證標準的要求，工程教育要從培養(yǎng)目標的制定、畢業(yè)要求的分解和量化、課程體系的建立，以及支撐課程評價和持續(xù)改進機制等方面進行改革。工程認證要求除了基于行業(yè)背景設置培養(yǎng)目標、學生畢業(yè)要求和課程體系外，需要建立良好且有效的評價系統(tǒng)，對課程體系的評價意見反饋至師資隊伍建設、課程體系設置、培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的確立等方面[3]。

本系統(tǒng)設計的主要包括對培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求和課程體系的建立和管理，課程師資隊伍建設和管理，課程評價反饋和持續(xù)改進機制管理，學生畢業(yè)要求達成度分析，學業(yè)預警和調(diào)查問卷等功能。將學生所學課程的相關知識、技術和能力通過綜合考評的方式進行量化計算[4]，最終計算出課程及畢業(yè)要求達成度，并將數(shù)據(jù)進行可視化展示，采用直觀的圖表形式更有利于進行分析和決策。

由于該系統(tǒng)是學院工程教育專業(yè)認證工作的需要，也是專業(yè)建設的需要，更是高校教育教學改革的需要。通過對系統(tǒng)用戶的分析，將系統(tǒng)分為任課教師、課程負責人、專業(yè)負責人、院級管理員、系統(tǒng)管理員和學生等多種用戶，各用戶根據(jù)職責完成不同的功能，最終協(xié)調(diào)完成學生課程達成度及畢業(yè)要求達成度的評價功能。

3 研發(fā)方法

本系統(tǒng)開發(fā)前期是由從事專業(yè)工程認證相關工作的教師和管理人員進行調(diào)研分析、需求分析和系統(tǒng)設計。系統(tǒng)采用UML進行系統(tǒng)建模，系統(tǒng)架構方面采用B/S架構，數(shù)據(jù)庫采用關系型數(shù)據(jù)庫結構。

經(jīng)過分析和設計后組織專業(yè)的開發(fā)團隊進行系統(tǒng)開發(fā)和測試，系統(tǒng)后臺采用Java編程語言，結合目前較為流行的Springboot框架技術和MySQL數(shù)據(jù)庫完成系統(tǒng)后臺的功能，前端使用了Vue框架和Ajax異步請求刷新技術完成頁面和數(shù)據(jù)的展示，并使用ECharts可視化插件對數(shù)據(jù)進行可視化展示。

4 系統(tǒng)設計

由于本課程評價系統(tǒng)中最核心的功能是課程目標達成度、課程達成度和畢業(yè)要求達成度的計算，畢業(yè)要求達成度是工程認證中畢業(yè)要求達成情況評價的依據(jù)。該功能也是系統(tǒng)中最為復雜的部分，涉及了多個用戶，各用戶的功能設計都要圍繞這一功能進行展開。下面介紹不同用戶角色的功能模塊設計、業(yè)務流程設計和數(shù)據(jù)庫設計的結果。

4.1 功能模塊設計

本系統(tǒng)的用戶主要包括任課教師、課程負責人、專業(yè)負責人、院級管理員、系統(tǒng)管理員和學生，下面分別介紹各用戶的功能。

4.1.1 任課教師

任課教師作為課程教學的實施者，對課程評價系統(tǒng)具有重要作用，主要承擔課程的成績管理和課程組相關的功能，如導入、修改和查詢學生各考核方式的明細成績，查看培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求和課程體系，查看和下載所教課程的教學大綱，查看課程組相關信息等內(nèi)容。由于計算達成度需要學生的各種考核方式的明細成績，因此導入成績數(shù)據(jù)是該用戶最核心的功能。

4.1.2 課程負責人

課程負責人是課程組的唯一責任人，要對課程組進行管理，并要指定課程組中的成員。此外，課程負責人要對課程相關的基本信息進行維護，例如修改課程教學大綱的內(nèi)容，包括課程目標、考核方式及占比等，上傳大綱文檔、試卷審批表等，課程質量報告的編輯和生成，查看本專業(yè)該課程每個學生的課程達成度信息。

4.1.3 專業(yè)負責人

專業(yè)負責人的主要功能是針對整個專業(yè)的培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求及指標點、支撐課程體系進行管理，并要對課程負責人提交的教學大綱、試卷審批表、課程質量報告進行審核，以及建立課程組、指定課程負責人。在制定培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求指標點以及課程體系后，也需要院級管理員進行審核。此外，還可以發(fā)布調(diào)查問卷，統(tǒng)計查看問卷結果信息，查看專業(yè)所有學生的課程達成度和畢業(yè)要求達成度信息。

4.1.4 院級管理員

院級管理員主要負責對課程負責人提交的信息進行審批，包括課程教學大綱、試卷審批表和課程質量報告，并要對專業(yè)負責人提交的培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求指標點和課程體系等信息進行審核批準。此外，院級管理員還可以導入任課教師上課的信息，發(fā)起調(diào)查問卷，查看問卷統(tǒng)計結果，查看專業(yè)所有學生的課程達成度和畢業(yè)要求達成度信息。

4.1.5 系統(tǒng)管理員

系統(tǒng)管理員主要負責對系統(tǒng)信息的維護工作，如學生、教師、課程信息的管理，用戶權限的管理，此外還有對調(diào)查問卷和學生成績的管理功能，可以查看統(tǒng)計分析的結果。

4.1.6 學生

學生用戶主要功能包括查看專業(yè)培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求和指標點的內(nèi)容，查看修改個人信息，查看所修課程的成績、達成度和畢業(yè)要求達成度等信息，填寫調(diào)查問卷等功能。

根據(jù)各種用戶的功能描述，繪制出系統(tǒng)的功能模塊結構如圖1所示。

4.2 業(yè)務流程設計

本系統(tǒng)整體的業(yè)務流程描述如下：

首先由專業(yè)負責人制定專業(yè)培養(yǎng)方案，包括培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求和指標點、課程體系，建立相應的課程組并指定課程負責人。然后每門課的課程負責人根據(jù)培養(yǎng)方案中課程體系對畢業(yè)要求的支撐關系，制定并上傳課程的教學大綱，指定本課程的任課教師。院級管理員負責將課程表導入系統(tǒng)。任課教師根據(jù)教學大綱中的課程目標來完成教學任務，并按照指定的考核方式對學生進行綜合考評，將課程考核方式的明細成績導入系統(tǒng)，完成所有學生各課程目標的達成度計算，課程負責人匯總并計算出每個學生的課程達成度，以及整個課程的達成度，教師可以根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)對課程教學效果進行分析，提出持續(xù)改進的措施，并生成課程質量報告。此外，課程負責人提交需要上級審批的各種資料，由專業(yè)負責人和院級管理員進行審核和審批。最終各種用戶可以在系統(tǒng)中查看學生的課程達成度和畢業(yè)要求達成度。

系統(tǒng)的整體業(yè)務流程如圖2所示。

4.3 數(shù)據(jù)庫設計

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能是非常重要的，相關數(shù)據(jù)比較多，計算比較復雜，根據(jù)系統(tǒng)功能模塊的設計，各個模塊涉及了以下的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫結構如圖3所示。圖中分別展示了培養(yǎng)方案、課程大綱、考試和成績等相關信息表及表之間的關系，以及學生、教師、課程組等基本信息，總共包括32張表。

5 應用效果

本系統(tǒng)的前端頁面設計比較簡潔大方，多種用戶使用統(tǒng)一的登錄頁面，可以根據(jù)用戶身份的不同自動進入不同的操作界面。系統(tǒng)的界面設計如圖4所示，圖中展示了學生用戶查看課程達成度的結果，其中多門課程的達成度通過雷達圖進行直觀的展示，由于篇幅所限，其他功能截圖不再展示。

通過對系統(tǒng)進行詳細的分析和設計，通過編碼和測試最終完成了專業(yè)培養(yǎng)方案的管理、學生課程達成度和畢業(yè)要求達成度的計算等核心功能，經(jīng)過多次真實數(shù)據(jù)測試逐步修改完善，達到了預期的效果。

6 結束語

基于工程認證的課程評價系統(tǒng)主要實現(xiàn)了專業(yè)培養(yǎng)方案的管理，教學實施過程中對課程資料如教學大綱、考試試卷審批表、課程質量報告等的管理，以及根據(jù)學生的課程各考核方式的明細成績計算出課程目標達成度、課程達成度，并能夠根據(jù)學生四年的課程達成度計算出學生的畢業(yè)要求達成度等數(shù)據(jù)，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)能夠讓學生了解到自己掌握了哪些工程認證要求的能力，并使專業(yè)和任課教師能夠及時對課程的設置和教學改革提出反饋和持續(xù)改進的措施，最終提高課程的教學效果和專業(yè)的辦學質量，更加符合工程教育專業(yè)認證的OBE理念。根據(jù)我國工程教育改革發(fā)展需要，以及國際工程教育發(fā)展變化趨勢，不斷完善工程教育認證體系，更好地保障我國工程教育人才培養(yǎng)質量，提高工程教育對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應性，為國家經(jīng)濟社會發(fā)展和工業(yè)現(xiàn)代化建設做出更大貢獻[5]。

當然系統(tǒng)中還存在一些需要改進的地方，細節(jié)功能的實現(xiàn)例如學生學業(yè)預警、持續(xù)改進評價管理、課程組的教學管理、課程案例庫和學生成果統(tǒng)計等功能還需要進一步完成，這些將在后續(xù)工作中繼續(xù)完善。

參考文獻：

[1] 中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會官網(wǎng)[EB/OL].[2021-06-20].https：//www.ceeaa.org.cn/.

[2] 李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革[J].高等工程教育研究，2014（2）：29-34，70.

[3] 鄭小東，趙中堂，劉磊，等.基于工程教育專業(yè)認證標準設計OBE人才培養(yǎng)方案[J].電腦知識與技術，2019，15（27）：114-115，123.

[4] 閔力，李宏民，魏勇，等.基于工程教育專業(yè)認證的課程目標達成度定量評價研究——以信號與系統(tǒng)課程為例[J].科技視界，2021（14）：72-74.

[5] 施曉秋.遵循專業(yè)認證OBE理念的課程教學設計與實施[J].高等工程教育研究，2018（5）：154-160.

【通聯(lián)編輯：光文玲】

收稿日期：2021-10-26

基金項目：河南省重點研發(fā)與推廣專項（科技攻關）項目（項目編號：202102210380）

作者簡介：白晨希（1980—） ，女（回族），河南開封人，副教授，碩士，主要研究方向為軟件工程、計算機應用技術；宋亞林（1977—） ，男，河南開封人，副教授，博士，主要研究方向為軟件工程、計算機應用技術。